JPS5841459B2 - ブツタイリヨウブケツカンケンサホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、稜部を有する物体、例えば施装、フライス盤
の切削刃に使用される超硬合金バイトチップ、光学装置
に使用するガラスプリズム等の稜部の欠は等の欠陥の有
無およびその大きさを検査する方法に関するものである
。

バイトチップの場合、その使用目的からして、その稜部
に傷があると、商品としての価値が半減するため、製造
後、傷検査が行われ、不良品はのぞかれている。

従来この傷検査の方法は、顕微鏡を用い、傷の有無およ
び、その傷の大きさを目視により測定し、そのバイトチ
ップの良、不良を判定するという方法を採っている。

この方法では、かなり高倍率の顕微鏡を使用しているこ
とから、焦点深度が浅く、検査をする人の目の被労がは
げしいこと、また、目視によりやっているため測定誤差
が大きく、検査の信頼性が低いという問題があり、次第
に、この傷検査を、人手を介さず、自動的にやりたいと
いう要求が強まっている。

本発明の目的はこの要求に答えた物体稜部欠陥検査方法
を提供することにある。

そして、この方法は光学的な走査線を横切って物体の稜
部の稜線を配置し、走査線上のある点から前記稜線まで
の走査時間、又は長さを測定し、この時間又は長さが所
定の値であるか否かによって欠陥の存在の有無を検査し
ている○尚、稜部とは例えば物体の表面とそれに接続す
る側面によって形成される部分を意味し、稜部とはある
面例えば前記物体の表面と前記表面又は欠けによって生
じる稜部の傾斜面とによって形成される線を意味する。

又、走査線上のある点とは、物体面上に存在していても
良い。

走査線を横切る稜線と、この走査線上のある点との間の
走査時間、又は長さを測定し、この時間又は長さか所定
の値であるか否かによって欠陥の存在の有無が検査され
る理由は、ある基準点に対して物体のある面の稜線の位
置が検出されるからである。

更にこの理由および本発明の目的・本発明の方法は以下
に説明する本発明の方法を適用した実施例によって理解
されたい。

第１図ａは、バイトチップを示す図である。

このバイトチップａは上面１とそれに接続する側面２に
よって形成される稜部３を有しているｏ４はこの稜部３
に生じた欠けである。

本発明の方法はこの欠は等の欠陥の有無、又はこの欠陥
の程度を検査する方法に係る。

第２図は、第１図ａのバイトチップの上面１を拡大して
示した図である。

５はバイトチップの上面１と側面２又は欠は部の斜面に
よって形成される稜線である。

６，７は夫々走査線である。従って稜線５は夫々の走査
線を横切っている。

８，９は走査線６，７上の基準点である。

そして、基準点８，９は図に於てはバイトチップ１の側
面２から一定の間隔ｄで配置されている。

図から明らかな様に、稜部３に欠けが無い場合基準点８
と稜線５（即ち表面１の端部）の間の間隔はｄであるが
欠けが存在する場合、基準点９と稜線５（即ち表面１の
端部）はｄより犬となるＯ従って、この基準点と稜線と
の間隔を測定することによって、稜部の欠陥の検査は可
能である０そして物体は、第１図す、ｃの様な形状のも
のでも検査可能である。

第３図乃至第５図は本発明の方法を適用した実施例を説
明する図である。

第３図中、１０はレーザ光源である。

１１はレーザ光源１０からのレーザ光束である。

１２はレーザ光束の径を拡大するエキスパンダー光学系
である。

１３は拡大されたレーザ光束である０１４は反射ミラー
、１５はハーフミラ−である。

１６は走査光学系である。

図に於ては走査光学系として矢印方向に振動する振動ミ
ラーが示されている。

この振動ミラー１６によって、拡大されたレーザ光束１
３は図面上下方向に振動する。

１７は拡大されたレーザ光束を収束する収束光学系であ
る。

１８．１９．２０は収束光学系１７からの走査ビームで
ある。

２１はバイトチップａが載置される支持板である。

この支持板２１は矢印方向に順次送られる０尚この支持
体２１の上面は反射率が悪いものとするとよい。

又、バイトチップａ上に走査ビーム１８，１９，２０が
集束される様に収束光学系１７は調整されることが望ま
しい。

２２は走査ビーム１８，１９，２０の走査線上の基準点
でありこの点２２上にはバイトチップの反射率とほぼ等
しいスｔ−ＩＪツブ状反射面２３が設けられていること
が望ましい。

２４は走査線上の走査スポットから反射され、収束光学
系１７を通過し、振動ミラー１６、ハーフミラ−１５に
より光検知器２５に指向される反射光である。

今、走査ビーム１８，１９．２０がバイトチップａの稜
部に欠けの無い部分を図面上方向から走査した場合を説
明する。

この場合、第４図で示す様に支持板２１の上面からの反
射光に対応する光検知器２５の出力２６が得られる○走
査ビームが反射面２２を走査した際出力２７が得られる
。

２８は反射面２２とチップａの上面１までの間の支持板
２１からの反射光の出力である。

この出力の得られる時間巾は長さｄ（第２図）に対応す
るものである。

２９はバイトチップａの上面１からの反射光による出力
である。

走査線上に欠けがある場合、点線３０で示す様に低い出
力が得られる。

これは、欠陥部が、上面１と異なる傾きの面によって形
成されているため走査ビームが散乱されてしまうからで
ある。

この時間巾２８．３０は長さａ’（第２図）に対応する
この様な支持板２１の一ヒ面からの反射光および欠陥部
からの反射光に対応する検知器２５の出力２８．３０の
時間巾を測定することによって欠陥の有無は検知される
。

第５図は、第４図の出力２８．３０の時間巾を測定する
電気回路を示す図である。

光検知器２５の出力は、信号補正系に入る。

この信号補正系３１は、振動ミラー１６が、その１駆動
装置３２により、一般的には正弦波状に動くこと、また
直線的に、駆動されたとしても、バイトのチップ表面上
での光束の動きにはＴａｎｇｅｎｔ ｉａ ｉ成分の非
直線性が、残ることからそれらを補正するものであるこ
の補正系３１により補正された出力は、パルス巾測定器
３３に入り、時間巾２８．３０が計数される。

このパルス巾測定器３３の出力は、判別装置３４に入り
、バイトのチップについては傷が、許容値よりも大きい
か否か、つまりそのチップの良否が判断され、その結果
が、表示装置３５に表示される。

この判別装置３４には更に、チップ支持板２１を動かす
駆動装置３６の駆動信号もとり込まれている。

これは第６図に示す様に、バイトのチップの稜部３から
ある許容量３７だけ内側の点線３９にまで、つまり欠け
４０の如く、傷が入り込んでいれば、不良品と判断され
るわけであるが、バイトのチップには、稜角部４１にあ
る曲率がついているので振動ミラー１６により、矢印４
２の様にチップの稜線に対して直角方向に光束を走査す
ると、稜角部４１に於ては、その許容量が異なってくる
。

このためバイトのチップを支持する台をチップのエツジ
に平行な方向へ１駆動する装置の駆動信号を用いて、現
在、バイトのチップのどの部分を走査しているのかとい
う情報を得、バイトの稜角部を走査しているときは、良
否を判断するための許容量を変える様になっている０以
−Ｌはチップの１つの辺について説明したが、同様にし
て他の３辺についても傷検査される。

第７図、第８図は本発明の方法を適用した他の実施例を
説明する図である。

ここでは、バイトのチップａの側面２に於ける欠は等の
傷を検査する場合を示している。

走査ビーム１８はバイトのチップａの側面２を走査する
。

走査する方向は４２で示されている。この時走査ビーム
１８はチップの側面に対して若干角度をつけて照射され
る。

走査ビームがバイトのチップの側面を走査している時、
その側面での反射光は回転楕円体の一部からなるミラー
４３により再び反射され、その反射光束４４は光検知器
２５の中心付近４６に入射する。

この点４６は回転楕円体の１つの焦点となっており、ま
たもう一方の焦点はバイトのチップａの側面上の走査方
向４２の中心付近になっている。

光束４５は走査ビームがバイトのチップの側面にあたら
ずにぬけてきた光であり、光検知器に指向している。

今、走査ビーム１８が、バイトチップａの稜部に欠けの
無い部分を図面上方向から走査した場合を説明する。

この場合第８図で示す様に、バイトチップの側面にあた
らずに、そのままぬけてきた光に対する光検知器２５の
出力４７が得られる。

４９は走査ビームが、バイトのチップの側面２を走査し
た時の光検知器の出力を示す。

４８はバイトの稜部で尤が散乱し、わずかの光量が減少
することを示している。

稜部に欠けがある場合は点線５０で示す様に光検知器の
出力が極度に減少する。

これは欠けの部分で光が散乱して、光検知器２５に光が
入らないからである。

この出力の減少している時間巾を測定することにより、
傷の大きさを知ることが可能である。

この場合、第２図の基準点８，９とはバイトチップ上面
の稜線そのものになっていることは明らかである。

バイトチップ側面２全体については、バイトのチップの
中心軸４７を中心にチップを矢印方向に回転させ、かつ
走査用ビーム１８の焦点深度内にバイトのチップの側面
の被走査部が来る様にバイトのチップ又は収束用レンズ
１７のいずれか一方、又は両方を光軸方向に動かすこと
により検査される。

第８図の出力信号４７と４９を比較すると、バイトのチ
ップの側面にあたらずに、直接光検知器に走査ビームが
指向した時の出力４７の方か一般的にかなり高くなる。

このため光源１０の前に偏光子を置き（光源１０として
レーザを用いたときには特に偏光子を使う必要はない。

）、光検知器２５の前に検光子を置いて、検光子を回転
させて出力信号４７と４９のレベルを合わせることが望
ましい。

又、唯一の光検出器２５の代りに光４４，４５を個別に
受ける光検出器を使用してもよい。

第９図は、第７図で使用した回転楕円体の一部からなる
ミラー４３を用いずに傷信号を得るための他の実施例を
説明する図である。

バイトのチップａの稜部に欠けの様な傷がある場合、走
査ビーム１８が、その傷の部分を走査すると、そこでの
散乱光が積分球５１により集められ、光検知器２５で検
出される。

従ってこの時の傷信号は第７図の実施例と異なり光検知
器の出力が増大した信号となる。

この時の走査ビームは、バイトのチップａの側面に対し
て、わずかの角度をつけて照射することが望ましい。

以−ヒ各実施例に於ては稜部から傷がどの位深く入り込
んでいるかという測定に関し説明したか、稜部に沿った
傷の巾については、稜部の稜線を横切る夫々の走査線の
間隔が、あらかじめわかっているので、それから傷巾の
大きさを知ることができる。

以上本発明によれば、従来、拡大鏡、顕微鏡等による目
視にたよっていた、バイトのチップ、種種のガラス部品
等の稜部を有する物体の稜部に生じた欠は等の傷検査が
、入手を介さず自動的に、且つ正確に行うことが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はバイトチップを示す図、第２図、第６図は第１
図のバイトチップの上面の一部の拡大図、第３図乃至第
５図は本発明の方法を適用した第１実施例を説明する図
、第７図、第８図は第２実施例を説明する図、第９図は
第３実施例を説明する図である。 図中、１・・・・・・バイトチップの上面、２・・・・
・・バイトチップの側面、３・・・・・・バイトチップ
の稜部、４・・・・・・バイトチップの稜部欠陥、５・
・・・・・バイトチップの稜線、６，７・・・・・・走
査線、８，９・・・・・・走査線上の基準点、１０・・
・・・・レーザ装置、１１・・・・・・レーザ光束、１
２・・・・・・エキスパンダー光学系、１３・・・・・
・レーザ光束、１４・・・・・・反射ミラー、１５・・
・・・・ハーフミラ−１１６・・・・・・振動ミラー、
１７・・・・・・収束光学系、１８，１９，２０・・・
・・・走査ビーム、２１・・・・・・バイト支持板、２
２・・・・・・基準点、２３・・・・・・反射面、２４
・・・・・・反射光、２５・・・・・・光検知器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体の所定面と鉄面に隣接する面によって形成され
   る稜部の欠は等の欠陥を、稜部を横切るように光学的に
   走査して検査する方法において、前記物体以外の基準面
   からの所定出力信号から、前記欠陥がある場合の欠陥端
   部出力信号までの走査時間巾を所定値と比較検出するこ
   とにより稜部欠陥の有無及び走査方向の大きさを検出す
   ることを特徴とする物体稜部欠陥検査方法。 ２ 物体の所定面と鉄面に隣接する面によって形成され
   る稜部の欠は等の欠陥を、稜部を横切るように光学的に
   走査して検査する方法において、前記物体の無い走査空
   間からの所定出力信号から、前記欠陥がある場合の欠陥
   端部出力信号までの走査時間巾を所定値と比較検出する
   ことにより稜部欠陥の有無及び走査方向の大きさを検出
   することを特徴とする物体稜部欠陥検査方法。