JPH095052A - 板状部品の歪み検出方法及び歪み検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミックの板状ワークなどの板状部品の歪
みを、板状部品（被検物）に接触することなく容易かつ
確実に検出することが可能な板状部品の歪み検出方法及
びそれに用いる歪み検出装置を提供する。 【構成】 板状部品１の表面１ａに、該表面１ａに対し
て斜め方向から所定の照射角度θで帯状の光線３ａを照
射し、光線３ａが照射された部分（照射部分）４の、該
光線３ａが照射された面に対して略垂直方向から見た場
合の形状を調べて、照射角度θと照射部分４の曲りの大
きさから板状部品１の歪みの程度を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、歪み検出方法及び歪
み検出装置に関し、詳しくは、板状セラミックワークな
どの板状部品の歪み（この明細書では、歪みや反りなど
の変形を総称して単に「歪み」ともいう）を、板状部品
（被検物）に接触することなく容易に検出することが可
能な板状部品の歪み検出方法及びそれに用いる歪み検出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例え
ば、セラミック電子部品を製造するのに用いられる板状
セラミックワーク（板状部品）は、成形から焼成の間で
種々の原因により、歪みや反りなどが発生する場合があ
り、このような歪みや反りなどのあるワークを用いる
と、所望の特性を有する製品を得ることができなくな
る。

【０００３】そのため、通常は、次に説明するような方
法によりワークの歪みの有無を検出している。

【０００４】図４に示すように、ワーク３１をパレッ
ト３２上に載置し、パレット３２の両側に配置された透
過型レーザ−センサの投光部３３と受光部３４を上下さ
せて光軸を上下にスキャンさせ、受光部３４で受光した
範囲（距離）Ａと、ワーク３１の厚み、及び遮蔽板３５
とパレット３２の間の距離から、ワーク３１の反りの大
きさを求める方法。

【０００５】図５に示すように、ワーク４１をパレッ
ト４２上に載置し、レーザー変位計４３によりセンサ４
３ａとワーク４１の上面の間の距離Ｂを求めるととも
に、センサ４３ａ又はパレット４２をセンサ４３ａの光
軸に対して直角方向に移動させ、センサ４３ａからワー
ク４１の上面までの距離Ｂの最小値と最大値を求めて、
その差を反りの最大値とする方法。

【０００６】平行して対向する２面間にワークを挟み
込み、２面間の距離を実測して、その距離とワークの厚
みの差を反りの最大値とする方法。

【０００７】ワークの反りが許容最大値以下の場合に
は通過することが可能な、所定の間隔に設定された隙間
にワークを通して、この隙間を通るか否かで反りの大き
さが許容範囲にあるか否かを判断する方法。

【０００８】しかし、上記の方法においては、ワーク
の品種替えでワークの厚みと反りのしきい値が変ると、
透過型レーザーセンサの設定を毎回変更しなければなら
ず作業性が悪いという問題点がある。また、透過型レー
ザーセンサを使用しているので、ワークの端面で光線が
乱反射して誤動作する場合があり、十分な信頼性を得る
ことができないという問題点がある。

【０００９】また、上記の方法においては、ワークの
エッジ部での乱反射により誤動作するというレーザー変
位計特有の問題点があるとともに、レーザー変位計がポ
イントでしか測定できないことから、ワーク上の複数の
ポイントで測定することが必要になるため、測定に時間
がかかるという問題点がある。

【００１０】さらに、上記の方法においては、２面の
平行度を調整することが困難で作業性が悪いばかりでな
く、ワークを２面間に機械的に挟み込むため、ワークに
圧力が加わり、特に外力で変形しやすい肉薄のワークの
場合には、測定時にワークが変形して反りを正確に測定
することができないという問題点がある。

【００１１】また、上記の方法においては、ワークを
通過させる隙間の大きさを、ワークの品種替え時に毎回
変更しなければならず手間がかかるとともに、ワークが
毎回隙間を通るので接触面が摩耗して測定精度が低下す
るという問題点がある。

【００１２】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、板状セラミックワークなどの板状部品の歪みを、
板状部品（被検物）に接触することなく、迅速かつ確実
に検出することが可能な板状部品の歪み検出方法及びそ
れに用いる歪み検出装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明の板状部品の歪み検出方法は、板状部品の
表面に、斜め方向から所定の照射角度で帯状の光線を照
射し、光線が照射された部分（照射部分）の、該光線照
射面に対して略垂直方向から見た場合の形状を調べて、
前記照射角度と前記照射部分の曲りの大きさから板状部
品の歪みの程度を求めることを特徴としている。

【００１４】また、本願発明の板状部品の歪み検出装置
は、板状部品の表面に、斜め方向から所定の照射角度で
帯状の光線を照射する光照射手段と、板状部品の表面
の、前記光照射手段から光線が照射された部分（照射部
分）の、該光線照射面に対して略垂直方向から見た場合
の形状を検出する形状検出手段と、前記照射角度と、前
記形状検出手段により検出された前記照射部分の曲がり
の大きさから板状部品の歪みの程度を判断する歪み判断
手段とを具備することを特徴としている。

【００１５】

【作用】板状部品の表面に、該表面に対して斜めの方向
から所定の照射角度で帯状の光線を照射し、該光線照射
面に対して略垂直方向から該照射部分の形状を見た場
合、板状部品に歪みがない場合には、照射部分が曲りの
ない帯状の形状（あるいは直線）として認識されるが、
板状部品に反りや歪みがある場合には、照射部分が曲り
のある帯状の形状（あるいは曲線）として認識されるこ
とになる。したがって、光線照射面に対して略垂直方向
から見た場合の照射部分の形状を調べ、照射部分の形状
に曲りがない場合には歪みがなく、曲りがある場合には
歪みがあると判断することにより板状部品の歪みの有無
を確実に検出することができるとともに、光線の照射角
度と照射部分の曲りの大きさから板状部品の歪みの程度
を確実に求めることができるようになる。

【００１６】なお、本願発明の板状部品の歪み検出方法
によれば、光線を斜めから照射する場合の光源の傾き方
向と板状部品の反りなどの方向との関係によっては歪み
を検出することが困難な場合もあり得るが、例えば、板
状部品を９０°回転させたり、あるいは板状部品を連続
的に回転させながら測定を行うことにより歪みを確実に
検出することができる。

【００１７】また、本願発明の板状部品の歪み検出装置
は、板状部品の表面に対して斜めの方向から所定の照射
角度で帯状の光線を照射する光照射手段と、光線照射面
に対して略垂直方向から見た場合の照射部分の形状を検
出する形状検出手段と、光線の照射角度と、形状検出手
段により検出された照射部分の形状の曲がりの大きさか
ら板状部品の歪みの程度を判断する歪み判断手段とを備
えているので、光線照射面に対して略垂直方向から見た
場合の照射部分の曲りの有無を調べることにより、板状
部品の歪みの程度を容易かつ確実に検出することが可能
になる。

【００１８】

【実施例】以下、本願発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１は本願発明の一実施例にかかる板状部品の歪
み検出装置を示す斜視図である。なお、この実施例で
は、セラミック電子部品を製造するのに用いられる板状
セラミックワークの歪みを検出する場合を例にとって説
明する。

【００１９】この実施例の板状部品の歪み検出装置は、
図１に示すように、ワーク（板状部品）１が載置され
る、水平の平面（上面）２ａを有するパレット２と、ワ
ーク１の上面１ａに対して斜め上方から所定の照射角度
θで帯状のレーザー光線３ａを照射する光照射手段（帯
状レーザー光源）３と、ワーク１のレーザー光線３ａが
照射された部分（照射部分）４の、略垂直方向から見た
場合の形状を調べる形状検出手段（画像処理装置）５
と、照射角度θと形状検出手段５により検出された照射
部分４の形状の曲がりの大きさからワーク１の歪みの大
きさを判断する歪み判断手段６とを備えて構成されてい
る。

【００２０】なお、この実施例では、光照射手段（帯状
レーザー光源）３は、ワーク１の上面１ａに対する照射
角度θが例えば１５°となるような位置に配設されてい
る。

【００２１】次に、上記のように構成された歪み検出装
置を用いてワーク１の歪みを測定する方法について説明
する。

【００２２】まず、パレット２上にワーク１を載置し、
帯状レーザー光源３から帯状のレーザー光線３ａを照射
し、略垂直方向から見た場合の照射部分４の形状を形状
検出手段（画像処理装置）５に取り込む。このとき、形
状検出手段（画像処理装置）５に取り込まれた照射部分
４の像は、ワーク１に反りがない場合には、図２(ａ)に
示すように、まっすぐな帯状の形状となり、ワーク１に
反りがある場合には、図２(ｂ)に示すように、曲った帯
状の形状となる。そして、照射部分４の曲りの程度はワ
ーク１の反りの大きさによって変動する。

【００２３】したがって、歪み判断手段６により、形状
検出手段（画像処理装置）５に取り込まれた照射部分４
の像の曲りの有無を調べることにより、ワーク１の歪み
の有無を確実に検出することができるとともに、照射部
分４の像の曲りの程度を調べることによりワーク１の歪
みの大きさを知ることができる。なお、上述のような照
射部分の形状の曲りは、市販の画像処理装置で検出、識
別が可能である。

【００２４】例えば、上記実施例の歪み検出装置を用い
て歪みの検出を行う場合において、 帯状レーザー光線の照射角度θ ：１５° ワークの厚みＴ（図３(ａ)参照） ：０．５mm ワークの反りＸ（図３(ａ)参照） ：０．５mm とすると、ワーク１の上面は、両端側のエッジ部分にお
いて、中央部分に比べて０．５mm高い位置にある。よっ
て、エッジ部分と中央部分における帯状レーザー光線３
ａの照射位置（到達位置）のずれ量Ｙ（図２(ｂ)，図３
(ａ)，(ｂ)）は１．８７mm（０．５mm÷tan１５°＝
１．８７mm）となる。

【００２５】なお、上記照射角度θを小さくすることに
より、照射部分の曲りの大きさを、ワーク１の反り量よ
りも大きな変位量として捉えることが可能になり、測定
精度を向上させることができる。

【００２６】なお、上記実施例では、照射角度θを１５
°とした場合について説明したが、照射角度θに特別の
制約はなく、任意の角度とすることが可能であるが、通
常は、５°〜４５°の範囲とすることが好ましい。これ
は、照射角度が５°未満になると照射部分と照射されな
い部分の境界線が不鮮明になり、検出位置にて識別が困
難になり、４５°を越えると照射部分の曲りの大きさ
を、大きな変位量として捉えることができなくなり、検
出精度が低下することによる。

【００２７】また、上記実施例では、帯状の光線を照射
するための光照射手段として帯状レーザー光源を用いた
場合について説明したが、レーザー光線以外の帯状の光
線を発する光源を用いることも可能である。

【００２８】さらに、上記実施例では、板状セラミック
ワークの歪みを検出する場合を例にとって説明したが、
本願発明はこれに限られるものではなく、その他の種々
の板状部品の歪みを検出する場合に適用することが可能
であり、その場合にも上記実施例の場合と同様の効果を
得ることが可能である。

【００２９】また、形状検出手段として、カメラを用い
そのレンズの倍率を大きくすることにより、板状部品の
局部的な歪みを検出することが可能になり、検出精度を
向上させることが可能になる。

【００３０】本願発明は、さらにその他の点においても
上記実施例に限定されるものではなく、照射部分の形状
を検出する形状検出手段や歪みの程度を判断する歪み判
断手段の構成などに関し、発明の要旨の範囲内において
種々の応用、変形を加えることが可能である。

【００３１】

【発明の効果】上述のように、本願発明の板状部品の歪
み検出方法は、板状部品の表面に、該表面に対して斜め
の方向から所定の照射角度で帯状の光線を照射し、光線
が照射された照射部分の、該光線照射面に対して略垂直
方向から見た場合の形状を調べて、照射角度と照射部分
の曲りの大きさから板状部品の歪みの程度を求めるよう
にしているので、容易かつ確実に板状セラミックワーク
などの板状部品の歪を検出することができる。

【００３２】また、板状部品に接触することなくその歪
を検出することができるので、板状部品が柔らかく変形
しやすいものであったり、損傷を受けやすいものであっ
たりする場合にも、板状部品に変形や損傷を与えたりす
ることなく確実にその歪みを検出することができる。

【００３３】さらに、光線を直接の測定媒体としていな
いため、ワークエッジ部分の乱反射などの誤動作がな
く、高い信頼性を得ることができる。

【００３４】また、本願発明の板状部品の歪み検出装置
は、板状部品の表面に斜めの方向から所定の照射角度で
帯状の光線を照射する光照射手段と、略垂直方向から見
た場合の照射部分の形状を検出する形状検出手段と、照
射角度と照射部分の曲がりの大きさから板状部品の歪み
の程度を判断する歪み判断手段とを備えて構成されてい
るので、上記本願発明の歪み検出方法を確実に実施する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例にかかる板状部品の歪み検
出装置を示す斜視図である。

【図２】本願発明の一実施例にかかる板状部品の歪み検
出装置を用いて板状部品（ワーク）の歪みを測定する場
合における、板状部品の照射部分の形状を示す図であ
り、(ａ)は歪みがない場合、(ｂ)は歪みがある場合の照
射部分の形状を示す平面図である。

【図３】(ａ)は本願発明の一実施例にかかる板状部品の
歪み検出装置により歪みを検出するのに供した板状部品
（ワーク）を示す斜視図、(ｂ)は側面図である。

【図４】従来の板状部品の歪み検出方法を示す図であ
る。

【図５】従来の他の板状部品の歪み検出方法を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ ワーク（板状部品） １ａ ワークの上面 ２ パレット ２ａ パレットの上面 ３ 光照射手段（帯状レーザー光
源） ３ａ レーザー光線 ４ 照射部分 ５ 形状検出手段（画像処理装置） ６ 歪み判断手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状部品の表面に、斜め方向から所定の
   照射角度で帯状の光線を照射し、 光線が照射された部分（照射部分）の、該光線照射面に
   対して略垂直方向から見た場合の形状を調べて、前記照
   射角度と前記照射部分の曲りの大きさから板状部品の歪
   みの程度を求めることを特徴とする板状部品の歪み検出
   方法。
2. 【請求項２】 板状部品の表面に、斜め方向から所定の
   照射角度で帯状の光線を照射する光照射手段と、 板状部品の表面の、前記光照射手段から光線が照射され
   た部分（照射部分）の、該光線照射面に対して略垂直方
   向から見た場合の形状を検出する形状検出手段と、 前記照射角度と、前記形状検出手段により検出された前
   記照射部分の曲がりの大きさから板状部品の歪みの程度
   を判断する歪み判断手段とを具備することを特徴とする
   板状部品の歪み検出装置。