JPH0662308U

JPH0662308U - 円形物体の形状検査装置

Info

Publication number: JPH0662308U
Application number: JP230693U
Authority: JP
Inventors: 勝大西; 豊田村
Original assignee: 日立造船エンジニアリング株式会社
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1993-02-02
Publication date: 1994-09-02
Anticipated expiration: 2006-06-26
Also published as: JP2503091Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】リング状被検査体を自動的に連続して検査す
る。【構成】基準板２０に載置された被検査体Ｗに対し
て、外周面に上，下ガイドローラ２１〜２４、前面に押
さえローラ２５が押し当てられて位置決めされる。上ガ
イドローラ２３が回転すると、被検査体Ｗが回転して、
各センサが直角度、真円度、端面凹凸、外周欠けを測定
する。上，下ガイドローラ２１〜２４および押さえロー
ラ２５を被検査体Ｗから離し、押棒７０を下降させて、
被検査体Ｗをケース４０に押し込む。ケース４０を反転
させて、再び押棒７０を下降させ、被検査体Ｗをケース
４０から第二形状検査機Ｂに搬送する。同様に位置決め
して、被検査体Ｗの反対側の検査を行う。検査結果から
被検査体Ｗの良否を判断して、良品は良品排出路６１に
送り、不良品は不良品払い出し口６３に送る。この動作
を繰り返す。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、鍛造で作られる円筒リング等の円形物体の外観検査を行う形状検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ベアリング外輪用鍛造リングの製造において、外観検査を行うとき、図６に示すように、被検査体Ｗであるリングを傾斜定盤１に１個ずつ載せ、被検査体Ｗの下側を２個の回転自在なローラ２で支持して、被検査体Ｗを定盤１上で回転可能とする。

【０００３】そして、被検査体Ｗにダイヤルゲージ３を接触させて、検査員が被検査体Ｗを手回しして、ダイヤルゲージ３を読み取って良品と不良品とを選り分けていた。このとき、図７に示すように、リングの直角度、真円度、端面凹凸、外周欠けについて、目視で不良がないか否かを判断している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の傾斜定盤を用いて人手による手回しの検査方法では、ダイヤルゲージの目盛を目視して読み取るため、その読み取りが不完全であり、かつ多くの人手と労力を費やしていた。

【０００５】そこで、人手をかけない自動検査の方法として、被検査体を２本の平行なローラの上に載せ、さらに被検査体の上部外周面を加圧ローラで押さえて、駆動モータにより加圧ローラを回転させることにより被検査体を回転させ、検出センサを利用して検査する方法がある。

【０００６】しかしながら、被検査体の位置決めが困難であり、また直角度測定の場合には、被検査体を平行した２本のローラの上に載せているため、被検査体に直角不良があっても測定値の変化量が表れず、直角度を反映できなかった。そのため、検査結果に信頼性がなく、被検査体の品質が安定したものにはならない。

【０００７】本考案は、上記に鑑み、人手をかけず、しかも検査の信頼性を向上させた円形物体の形状検査装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案による課題解決手段は、図１の如く、円形の被検査体Ｗを載置する基準板２０、被検査体Ｗの外周面に当接離間自在とされた複数の支持ローラ２１〜２５、支持ローラ２１〜２５を移動させて被検査体Ｗを位置決めする位置決め手段、支持ローラ２１〜２５のうち少なくとも一つの支持ローラ２３を回転駆動する駆動手段２６、および基準板２０上で回転する被検査体Ｗの外観形状を測定する形状センサ３３〜３６を有した形状検査機Ａ，Ｂを２組と、被検査体Ｗを１８０度反転させる反転手段１０と、測定結果に応じて被検査体Ｗを良品と不良品とに分別する選別手段１１と、被検査体Ｗを一方向に間欠的に搬送する搬送手段１２とを備え、被検査体Ｗの搬送方向上流側から順に形状検査機Ａ、反転手段１０、形状検査機Ｂ、選別手段１１が並置されたものである。

【０００９】

【作用】

上記課題解決手段において、第一形状検査機Ａの基準板２０に載置された被検査体Ｗに対して、支持ローラ２１〜２５を近づけて被検査体Ｗに押し当てる。これによって、被検査体Ｗは基準板２０上に位置決めされる。

【００１０】支持ローラ２３を回転駆動すると、被検査体Ｗは基準板２０上で回転される。そして、被検査体Ｗの直角度、真円度、端面凹凸、外周欠け等が形状センサ３３〜３６によって測定される。

【００１１】次に、搬送手段１２により、基準板２０上の被検査体Ｗは、反転手段１０のケース４０の方向に送られ、ケース４０に収容される。そして、ケース４０が１８０度回転することにより、被検査体Ｗは反転する。再び搬送手段１２により、被検査体Ｗはケース４０から押し出され、第二形状検査機Ｂの基準板２０上に搬送される。

【００１２】第二形状検査機Ｂにおいても、被検査体Ｗは位置決めされ、先程とは反対側の面に関して同様に検査が行われる。これらの第一，第二形状検査機Ａ，Ｂによる両面の測定結果から、被検査体Ｗの良否を判断する。そして、被検査体Ｗは、良品と不良品とに分かれて送り出される。

【００１３】このような動作の繰り返しにより、被検査体Ｗは、搬送手段１２が間欠的に作動されるたびに１個ずつ供給され、自動的に被検査体Ｗの直角度、端面部の形状異常等が連続して検査される。

【００１４】

【実施例】

図１は本考案の一実施例を示す形状検査装置の全体構成図、図２は検査機の概略構成図、図３は検査機の形状センサの配置図、図４は良品の測定結果の一例を示す図、図５は不良品の測定結果の一例を示す図である。

【００１５】本実施例の形状検査装置は、図１に示すように、ベアリングの外輪リング等の円形の被検査体Ｗの外観形状を自動的に検査するためのもので、被検査体Ｗを自動的に検査する形状検査機Ａ，Ｂを２組と、被検査体Ｗを１８０度反転させる反転手段１０と、測定結果に応じて被検査体Ｗを良品と不良品とに分別する選別手段１１と、被検査体Ｗを一方向に間欠的に搬送する搬送手段１２と、被検査体Ｗを形状検査機Ａに供給する供給手段１３と、形状検査機Ａ，Ｂ、各手段の駆動制御および測定結果を判断する制御部とを備え、装置本体内に被検査体Ｗの搬送方向上流側から順に供給手段１３、第一形状検査機Ａ、反転手段１０、第二形状検査機Ｂ、選別手段１１が並置されている。

【００１６】形状検査機Ａ，Ｂは、図２の如く、被検査体Ｗを載置する基準板２０と、被検査体Ｗの外周面に当接離間自在とされた複数の支持ローラ２１〜２５と、支持ローラ２１〜２５を移動させて被検査体Ｗを位置決めする位置決め手段と、支持ローラのうち一つの支持ローラを回転駆動する駆動手段２６と、基準板２０上で回転する被検査体Ｗの外観形状を測定する形状センサとを備えている。

【００１７】基準板２０は、被検査体Ｗを載置するための平坦面を有し、平坦面は水平面に対して３０度傾斜している。

【００１８】支持ローラ２１〜２５は、被検査体Ｗの外周面に対向した４個のガイドローラ２１〜２４と、被検査体Ｗの前側端面に対向した押さえローラ２５とからなる。

【００１９】４個のガイドローラ２１〜２４のうち下側に位置する２個の下ガイドローラ２１，２２は、下ガイド体２７に回転自在に装着され、被検査体Ｗの外周面に対して点接触する小口径のローラであり、基準板２０を滑り落ちようとする被検査体Ｗを下方から支える。下ガイド体２７は、装置本体に基準板２０と平行な方向に移動自在に支持され、エアシリンダによって被検査体Ｗに対して近接離間される。

【００２０】上側に位置する２個の上ガイドローラ２３，２４は、下ガイドローラ２１，２２よりも大径とされ、被検査体Ｗの幅方向にわたって外周面と面接触する長さとされ、それぞれ上ガイド体２８に装着されている。また、被検査体Ｗの回転運動を容易にするため、上ガイドローラ２３，２４の外周部は、耐油性、耐摩耗性のゴムを用いており、被検査体Ｗを摩擦力で回転させやすくしている。

【００２１】そして、一側の上ガイドローラ２３が回転駆動されるローラとされ、駆動手段としてのモータ２６のモータ軸２６ａに取付られている。なお、被検査体Ｗが基準板２０上で１回転したことを検出するための回転センサが、基準板２０の裏面に取付られている。

【００２２】一方、他側の上ガイドローラ２４は、上ガイド体２８に対して移動自在に支持されたローラ軸２９に回転自在に支持され、ばね３０により被検査体Ｗに当接する方向に付勢されており、被検査体Ｗの形状変形などによる回転ぶれを逃がし、円滑に回転させるように設けられている。また、上ガイド体２８も下ガイド体２７と同様の構成となっている。

【００２３】押さえローラ２５は、前ガイド体３１に支持されたローラ軸３２に回転自在に支持され、前ガイド体３１はエアシリンダにより被検査体Ｗの方向に移動自在とされ、押さえローラ２５が被検査体Ｗを基準板２０に押し付ける。

【００２４】そして、位置決め手段は、各ガイドローラ２１〜２４と押さえローラ２５および各ガイド体２７，２８，３１を移動させるエアシリンダとから構成され、下ガイドローラ２１，２２を所定の位置まで移動させて、上ガイドローラ２３，２４と押さえローラ２５とを被検査体Ｗに当接させることにより、被検査体Ｗは基準板２０に対して位置決めされる。

【００２５】形状センサは、図３に示すように、真円度センサ３３、直角度センサ３４、外周欠けセンサ３５、端面凹凸センサ３６からなり、各センサからの測定データが制御部に出力される。

【００２６】真円度センサ３３および直角度センサ３４は、接触式変位センサが使用され、共に上ガイド体２８とは別の移動自在なガイド体３７に取付られており、回転する支持ローラ２１〜２４の振動の影響を排除している。そして、真円度センサ３３は、下ガイドローラ２１，２２が被検査体Ｗに接触する円周上に接触するように配置され、直角度センサ３４は、前側端面に近い円周上に接触するように配置されている。

【００２７】外周欠けセンサ３５および端面凹凸センサ３６は、渦電流式非接触センサが使用され、共に前ガイド体３１に取付られている。

【００２８】反転手段１０は、被検査体Ｗの変形が左右異なることが多く、両側を測定する必要があるため、被検査体Ｗの幅方向の向きを変えて測定するために設けられたもので、一側の側面が開口された被検査体収容用ケース４０と、ケース４０を１８０度反転させるロータリシリンダ４１とからなる。

【００２９】ロータリシリンダ４１は、装置本体に固定され、そのロッド４２にケース４０が取付られている。また、ロッド４２には、装置本体に対して回転可能なようにローラ４３が取付られている。そして、ケース４０の上下面には、開口側から他側に向かう切欠４４が形成されている。

【００３０】供給手段１３は、投入された被検査体Ｗを第一形状検査機Ａまで案内する案内路５０と、被検査体Ｗを案内路出口５１から基準板２０上まで押し出す押し出しシリンダ５２と、被検査体Ｗを案内路出口５１の手前で一旦せき止めておく停止シリンダ５３とからなる。案内路５０は、出口５１に向かって下り傾斜しており、被検査体Ｗが重力によって滑り落ちていく。

【００３１】選別手段１１は、良品出口６０に連通した良品排出路６１と、排出方向を切換える開閉ゲート６２とを備えている。良品排出路６１は、基準板２０と平行な斜面となっており、その斜面の下側に開口が形成され、不良品払い出し口６３となっている。開閉ゲート６２は、不良品払い出し口６３を開閉するよう軸６４周りに回動自在に支持され、エアシリンダによって開閉される。

【００３２】搬送手段１２は、被検査体Ｗを押す４本の押棒７０を備えた移動体７１と、移動体７１を左右方向に移動させる送り部と、押棒７０を上下動させる上下動部とからなり、送り部および上下動部は、エアシリンダを備えている。

【００３３】移動体７１は、基準板２０の上方に配置されており、押棒７０は、移動体７１より垂下されている。そして、各押棒７０は、下降したとき案内路５０の出口５１から第一形状検査機Ａ、第一形状検査機Ａからケース４０、ケース４０から第二形状検査機Ｂ、第二形状検査機Ｂから良品排出路６１の入口のそれぞれの間で移動可能となっている。また、図１において、左から２，３番目の押棒７０は、ケース４０の切欠４４に挿入されて左右に移動可能となっている。なお、搬送手段１２は、図１において基準板２０に上方に描かれているが、実際は紙面に対して垂直に位置している。

【００３４】制御部は、マイクロコンピュータを備え、一定時間ごとにエアシリンダを作動させて被検査体Ｗの押し出し、反転、搬送を行う機能と、基準板２０上で１回転する被検査体Ｗを測定する機能と、各センサからの検出信号の出力値を欠陥のないときの出力値と比較して、その変化量が許容範囲にあるか否かを判断し、良，不良の判定を行う機能とを有している。

【００３５】また、装置本体には、検査した被検査体Ｗの合計数および検査合格数を表示するカウンタ、測定データを表示記録するプリンタ，レコーダが設けられており、制御部からの出力信号によって作動される。

【００３６】上記構成において、被検査体Ｗを案内路５０に投入すると、被検査体Ｗが傾斜による重力で滑り落ち、停止シリンダ５３でせき止めされる。そして、停止シリンダ５３が間欠的に前進、後進を繰り返し、順送りして押し出しシリンダ５２で１個ずつ第一形状検査機Ａに送る。

【００３７】第一形状検査機Ａでは、各ガイド体２７，２８，３１が全開の状態になっていて、被検査体Ｗが基準板２０上に送られてくると、まず下ガイドローラ２１，２２に受け止められる。そして、下ガイド体２７が上昇して被検査体Ｗを押し上げ、さらに前ガイド体３１が前進し、上ガイド体２８が基準板２０に沿って下降する。

【００３８】そして、被検査体Ｗの下側は下ガイドローラ２１，２２により、上側は上ガイドローラ２３，２４により、前側は押さえローラ２５によりそれぞれ支持されて、被検査体Ｗは、基準板２０の中心に被検査体Ｗの中心が収まるように位置決めされる。

【００３９】被検査体Ｗが基準板２０上に位置決めされると、ガイド体３７が下降し、被検査体Ｗに真円度センサ３３および直角度センサ３４が接触する。また、端面凹凸センサ３６および外周欠けセンサ３５は、前ガイド体３１が前進すると同時に前進し、所定位置に停止する。

【００４０】各センサが被検査体Ｗに対して位置決めされると、モータ２６が駆動され、一方の上ガイドローラ２３が回転し、被検査体Ｗは基準板２０上で回転される。そして、外周面は直角度センサ３４および真円度センサ３３、端面部は端面凹凸センサ３６および外周欠けセンサ３７によって走査される。

【００４１】回転センサにより被検査体Ｗが１回転したことを検出されると、制御部では、各センサからの検出信号の出力値を欠陥のないときの基準値と比較して、その変化量が許容範囲にあるか否かを判断し、良、不良の判定を行う。

【００４２】検査が終了すると、各ガイド体２７，２８，３１が全開の状態になり、被検査体Ｗの位置決めが解除され、被検査体Ｗは下ガイドローラ２２，２３のみで支持される。

【００４３】次に、押棒７０が下降してきて、図１における右方向に移動される。すると、基準板２０上の被検査体Ｗは、内側に挿入された押棒７０によってケース４０の方向に送られ、ケース４０の開口を通ってケース４０に収容される。ここで、押棒７０は、上昇し左方向に移動して、元の位置に戻る。

【００４４】そして、ロータリシリンダ４１が１８０度回転することにより、ケース４０が反転して、開口が第一形状検査機Ａから第二形状検査機Ｂの方向に向く。反転された被検査体Ｗは、再び下降してきた押棒７０がケース４０の切欠４４に挿入されることによってケース４０から押し出され、第二形状検査機Ｂの基準板２０上に搬送される。

【００４５】第二形状検査機Ｂにおいても、被検査体Ｗは位置決めされ、先程とは反対側の面に関して同様に検査が行われる。これらの第一，第二形状検査機Ａ，Ｂによる両面の測定結果から、制御部では被検査体Ｗの良否を判断する。

【００４６】被検査体Ｗが良品と判断されると、開閉ゲート６２は不良品払い出し口６３を閉じた状態のままとされ、押棒７０によって被検査体Ｗは第二形状検査機Ｂから良品排出路６１に送られる。被検査体Ｗは、良品排出路６１を転がって、良品出口６０から次工程へと送り出される。

【００４７】一方、被検査体Ｗが不良品と判断されると、開閉ゲート６２は回転して、不良品払い出し口６３を開く。そして、押棒７０によって被検査体Ｗは、第二形状検査機Ｂから良品排出路６１に送られ、不良品払い出し口６３に導かれて、不良品収納容器等に貯められる。

【００４８】被検査体Ｗを第二形状検査機Ｂから送り出すとき、同時に押し出しシリンダ５２によって次の被検査体Ｗが第一形状検査機Ａに供給される。

【００４９】このような動作の繰り返しにより、被検査体Ｗは、搬送手段１２が間欠的に往復動作を繰り返すごとに１個ずつ供給され、自動的に被検査体Ｗの直角度、端面部の形状異常等が連続して検査される。

【００５０】このように、基準板上で被検査体を支持ローラを用いて確実に位置決めした後、回転させるため、検査時間の間に被検査体が微動することもなく、正確な値を形状センサで計測することができる。

【００５１】したがって、被検査体を供給するだけで、後は形状不良等が自動的に検査され、良品と不良品に選り分けされるので、従来のように人手を要することはない。そのため、検査ばらつきがなくなり、被検査物の品質が安定するとともに、連続して検査が可能となり、検査効率が向上する。

【００５２】ここで、本実施例の形状検査装置の仕様を説明すると、対象となる被検査体Ｗのサイズは直径６０〜８６ｍｍ、幅３０〜５０ｍｍ。タクトタイムは１２個／分。形状センサの検出能は、直角度および真円度では０．１ｍｍ以上の変形検出、端面凹凸では０．３ｍｍ以上の変形検出、外周欠けでは０．５ｍｍ以上の変形検出である。

【００５３】なお、本考案は、上記実施例に限定されるものではなく、本考案の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。

【００５４】支持ローラの駆動は１個に限らず複数にしてもよい。また、支持ローラの移動距離を変更することにより多品種の製品検査に適用できる。

【００５５】また、本実施例では、１個の被検査体Ｗの検査が終了してから次の被検査体Ｗを供給していたが、同時に２個検査できるように、反転動作後に被検査体Ｗを第二形状検査機Ｂに搬送するとき、次の被検査体Ｗを第一形状検査機Ａに供給するようにしてもよい。これによって検査効率がさらに向上できる。

【００５６】本実施例の形状検査装置は、反転手段、搬送手段、２個の形状検査機を組み合わせたものであるが、反転手段として、被検査体Ｗを掴んでその場で反転させる構成とすることにより、１個の形状検査機だけを用いた検査装置を提供することも可能である。

【００５７】

【考案の効果】

以上の説明から明らかな通り、本考案請求項１，２によると、基準板上で被検査体を支持ローラを用いて確実に位置決めすることにより、被検査体が回転しても検査中に被検査体が微動することもなく、正確な値を形状センサで計測することができ、検査精度が向上して、検査の信頼性を高めることができる。

【００５８】特に、請求項１の考案によると、被検査体を供給するだけで、後は形状不良等が自動的に検査され、良品と不良品に選り分けされるので、従来のように人手を要することはない。そのため、検査ばらつきがなくなり、被検査物の品質が安定するとともに、連続して検査が可能となり、検査効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す形状検査装置の全体構
成図

【図２】検査機の概略構成図

【図３】検査機の形状センサの配置図

【図４】良品の測定結果の一例を示す図

【図５】不良品の測定結果の一例を示す図

【図６】従来の手検査の状態を示す斜視図

【図７】ベアリング用リングにおける不良を説明した図

【符号の説明】

１０反転手段１１選別手段１２搬送手段１３供給手段２０基準板２１，２２下ガイドローラ２３，２４上ガイドローラ２５押さえローラ２６モータ３３真円度センサ３４直角度センサ３５外周欠けセンサ３６端面凹凸センサ４０ケース４１ロータリシリンダ５０案内路５２押し出しシリンダ６１良品排出路６２開閉ゲート６３不良品払い出し口７０押棒７１移動体Ａ，Ｂ形状検査機Ｗ被検査体

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】円形の被検査体を載置する基準板、被検
査体の外周面に当接離間自在とされた複数の支持ロー
ラ、支持ローラを移動させて被検査体を位置決めする位
置決め手段、支持ローラのうち少なくとも一つの支持ロ
ーラを回転駆動する駆動手段、および基準板上で回転す
る被検査体の外観形状を測定する形状センサを有した形
状検査機を２組と、被検査体を１８０度反転させる反転
手段と、測定結果に応じて被検査体を良品と不良品とに
分別する選別手段と、被検査体を一方向に間欠的に搬送
する搬送手段とを備え、被検査体の搬送方向上流側から
順に形状検査機、反転手段、形状検査機、選別手段が並
置されたことを特徴とする円形物体の形状検査装置。
【請求項２】円形の被検査体を載置する基準板と、被
検査体の外周面に当接離間自在とされた複数の支持ロー
ラと、支持ローラを移動させて被検査体を位置決めする
位置決め手段と、支持ローラのうち少なくとも一つの支
持ローラを回転駆動する駆動手段と、基準板上で回転す
る被検査体の外観形状を測定する形状センサとを備えた
ことを特徴とする円形物体の形状検査装置。