JPS6055762B2 - 円筒物体外観検査装置 - Google Patents

円筒物体外観検査装置

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JPS6055762B2
JPS6055762B2 JP52039508A JP3950877A JPS6055762B2 JP S6055762 B2 JPS6055762 B2 JP S6055762B2 JP 52039508 A JP52039508 A JP 52039508A JP 3950877 A JP3950877 A JP 3950877A JP S6055762 B2 JPS6055762 B2 JP S6055762B2
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泰夫 中川
坦 牧平
利満 浜田
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は円筒物体外観検査装置に関するものであり、ベ
アリング用ローラ等の機械部品,核燃料用ウランペレッ
ト等の円筒物体の円筒面及び両端面の外観を連続的に自
動的に検査できるようにしたことを提供するものである
即ち本発明は、簡単な構によつて被検査対象である円筒
物体の全面について微小な欠陥が存在するか否を検査す
るために、検査範囲を円筒面と端面とに分け、独立に検
出する構造とし、それらの間を第2の搬送手段て結んて
円筒物体を搬送して.移し換えるように構成し、円筒面
外観検出装置は、回転駆動される少くとも2本の回転ロ
ーラ上に、互いに密着させて一列状態に配列された複数
の円筒物体を載置させ、この複数の円筒物体を軸心回り
に一定速度で回転させる回転手段と、該回、転手段によ
つて回転された円筒物体の円筒周回面の軸心に平行な微
小巾母線状帯領域の表面状態に応じた反射光を光学的に
検出し、円筒物体の回転に伴い、上記帯領域のサンプリ
ング検知を繰返して円筒物体の円筒周回面全面に亘つて
走査して各・サンプリング毎に映像信号として検出する
検出手段と、該検出手段と複数の円筒物体とを相対的に
この軸心方向に移動させる移動手段とを有し、両端面外
観検出装置は、複数の円筒物体を順次互いに軸心方向が
平行になるように並べて載置して搬送する第1の搬送手
段と、該第1の搬送手段によつて搬送される円筒物体の
両端面に対向する位置に設けられ、円筒物体の搬送方向
と交又する方向に伸びた両端面上の微小巾帯状領域の表
面状態に応じた反射光を光学的に検出し、円筒物体の搬
送に伴つて両端面上でサンプリング検知を繰返して両端
面全面を各々走査して映像信号として検出する複数の検
出手段を有し、上記円筒面外観検出装ノ置及び両端面外
観検出装置の検出手段から得られる映像信号にもとづい
て円筒物体の表面に欠陥があるか否かの外観の良否もし
くは等級を判定する検査手段を設け、円筒物体の円筒面
及び両端面の外観を光学的に、且自動的に連続して検査
するように構成したことを特徴とする円筒物体の外観検
査装置である。
以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体的に説明
する。
第1図は本発明の円筒物体検査装置の一実施例”を示す
概略構成図てある。
この円筒物体検査装置は、ロータ−3,円筒物体回転機
構4,円筒面検出ヘッド6,円筒物体の搬送・姿勢変換
・位置決め機構7,円筒物体平面移動機構10,端面検
出ヘッド9,9″,アンローダ12,判定回路16及び
シーケンス制御回路17からなる。なお、円筒面検出ヘ
ッド6及び判定回路16については特許願昭和51年1
54883号(特公昭60−26973号)に詳細に開
示されている。また端面検出ヘッド,9,9″及び判定
回路16については特許願昭和51年154884号(
特公昭57−25780)に詳細に開示されている。よ
つて円筒物体1はローディング用トレイ2の中に入れら
れた状態て本円筒物体検査装置にロードされる。即ちこ
の円筒物体1をロータ−3がピックアップし、円筒物体
回転機構4の所定位置にロードする。円筒物体回転機構
4は円筒物体5をその中心軸回りに回転させる。この回
転する円筒物体5を検出ヘッド6により検出する。4,
5て構成される円筒面検出部のより具体的な実施例を第
2図に示す。
同図て円筒物体5は2本の回転ローラ18,1『上に載
つている。回転ローラ18,1『は摩擦車19を介して
モータ20により回転される。これに伴ない円筒物体5
は18,1『上て回転する。また検出ヘッド6は照明ラ
ンプ21,2「,照明光学系22,22″により円筒物
体5を照明し、結像レンズ23を介して円筒物体5の一
つの母線25を撮像素子24の上にその実像を結ばせる
。撮像素子24は例えばフォトダイオード●アレーなど
の線型撮像素子である。この円筒物体5の回転と撮像素
子24のスキャニングにより円筒面の2次元映像を得る
ことができる。なお第2図では、検出素子として線型撮
像素子を使用する場合を例示したが、この他レiザー光
線の走査,フライング●スポットによる光点走査等を行
ない反射光を光電子増倍管等で受光することも可能であ
る。検出ヘッド6で検出された円筒面の映像は判定回路
16で評価される。円筒面の検出を終了した円筒物体は
円筒物体搬送,姿勢変換,位置決め機構7により円筒物
体平面移動機構8にロードされる。円筒物体10は機構
7上で、第1図において左から右に移動する。第3図に
示すようにこの円筒物体の移動27とこれと直角方向の
撮像素子の走査28により端面の2次元映像を得ること
ができる。なお、検出ヘッドは2個設け(9,9″),
両端面を検出する。なお、検出ヘッドとしては、第2図
に示した線型撮像素子による方式,レーザー光走査,フ
ライング・スポット等による方式の他、TVカメラ等第
2次元的な撮像素子を使用することも可能である。端面
検出ヘッド9,9″で得られた映像信号は判定回路16
で評価される。以上、円筒面,両端面の評価結果を元に
アンローダ12により、円筒物体を分類し、各アンロー
ド用トレイ14,1C等に搬出する。以上が本発明の実
施例における動作例である。第4図に本発明のより具体
的な実施例を示す。
なお、第4図で判定回路とシーケンス制御回路は省く。
同図は第5図に示すような円筒物体用専用トレイ2上に
整列された円筒物体を処理するものである。ロードトレ
イ2はトレイ送り機構30,同駆動モータ29によりス
テップ的に移動され、一列づつ円筒面検出部ロード位置
37にある回転ローラ18,1『上に、ロード機構35
により押込んでロードされる。ロードされた円筒物体の
列はステーション位置切換機構40により120度回転
して円筒面検出位置38に移動される。この際遊星歯車
(図示せず)で回転ローラ18,18″の位置を水平状
態に保つた状態で120度間隔で回転ステップする。3
8の位置で2つの回転ローラ18,1『の回転により円
筒物体の列は一定速度で回転される。
これを検出ヘッド6により検出するが、検出ヘッド6は
ヘッド移動用モータ33,移動機構34により1円筒物
体づつ検出すべくステップ的に移動される。検出を終了
した円筒物の列はアンロード位置39にステーション位
置切換機構40により回転ステップして移動される。こ
こで回転ローラ18,1『上の円筒物体の列はアンロー
ド機構36により円筒物体搬送,姿勢変換機構7に入力
される。このように円筒物の列は遊星歯車(図示せす)
により姿勢を水平方向に向けられた状態で120度間隔
で回転ステップ移動されるのでこの円筒面検出時におい
ては回転ローラ18,1『の組を3個以上設けておき、
1つの回転ローラ18,1『が円筒面検出位置38にあ
り、この検出を行なつている時、他の回転ローラ18,
1『が円筒物体のローディング、他の回転ローラ18,
1『がアンローディングを行なうことができ、ローディ
ング,アンローディングの無駄時間を低減することがで
きる。機構7では各円筒物体は900その姿勢が変換さ
れ、順序をくるわすことなく平面移動機構1にロードさ
れる。第6図は機構7の一実施例を示す。円筒面検出部
アンロード位置39にある円筒物体は円筒面検出部アン
ロード機構36のブッシャー41により機構7に入力さ
れる。機構7ではガイド42により方向が900変換さ
れ、コンベア44に送られる。ストッパ43で規定され
た位置まで)移動した円筒物体はコンベア44に載り、
シユータ46に送られる。シユータ46で円筒物体は一
時的にストックされ、端面検出用コンベア47の円筒物
体受け溝48に順次ローディングされてゆく。ここでコ
ンベア47は一定速度で矢印49の7方向に移動してい
る。このようにして、姿勢を変換された円筒物体は端面
検出ヘッド9,9″の前を一定速度で通過し、両端面の
検出を行なう。
ここで両端面の検出において、円筒物体の両端面の間隔
が一定でなくフ各円筒物体毎で変化する場合は、端面位
置決め機構50,5『により端面の位置出しを行なう必
要がある。第8図はこの端面位置出し機構の一実施例を
示す。
円筒物体10はコンベア47の溝48(第7図)の中に
入つている。この円筒物体の端面を一定位置に位置決め
するため、位置出し板51に円筒物体10を押しあてる
。これは反対側の端面に圧搾空気をあてることにより行
なう。空圧ボート52,チャンバー53,噴出口54を
通つた圧搾空気が円筒物体10の端面に当り、円筒物体
10を位置出し板51におしあてる。このようにして位
置出しを行ない、検出ヘッド9により端面の一方の検出
を行ない、次に同一の機構5「〜54″により反対側の
端面の位置出しを行ない、検出ヘッド9″により検出を
行なう。以上のようにして円筒面及び端面の検出結果は
判定回路16(第1図)において判定され、各円筒物体
の等級ないし良,不良が決定される。
この結果を元にアンローダ12,12゛,12″により
各等級の円筒物体がピックアップされ、対応するアンロ
ードトレイ14,1C,14″に分類アンロードされる
。第4図では円筒物体を3等級に分類する場合を例示し
ている。次に、第9図に本発明の他の一実施例を示す。
同図においても判定回路,シーケンス回路は省略してい
る。第9図はローディング用トレイ2とローディング機
構36,41,29,30及び円筒物体をネジにより送
り込んでゆく回転機構、すなわち、ネジ目を入れた回転
ローラ3本55,定速回転ローラ3本18,ダミーロー
ラ3本56,ストッパ43,円筒物体10を収納する回
転ディスク57,回転ディスク駆動装置58,両端面検
出ヘッド9,9″,円筒物体アンローダ12,アンロー
ド関連機構31,32及びアンロ−ドトレイー14から
なる。ロータのプッシャ41で装置に送り込まれた円筒
物体はネジ目を有する3本の回転ローラの摩擦力により
第9図左から右に押されてゆき、回転ディスク57によ
り右側につまつた状態となる。
ここの状態で円筒物体は回転ローラ55と定速回転ロー
ラ18によソー定速度で回転している。これを検出ヘッ
ド6によりその円筒面を検出する。ストッパ43の前に
は回転ディスク57が回転しているが、その回転ディス
ク57には円筒物体が入るt寸法の穴があいている。こ
の穴が円筒物体のところにくると、円筒物体は左からお
されているため、この穴の中に入り、ストッパでストッ
プし、回転ディスクの穴に入り込んだ状態で回転ディス
ク57と共に回転する。このようにして円筒物体が一つ
除去され、円筒面検出ヘッド6の前の円筒物体は新しい
ものにかわる。また回転ディスク57の穴に入り込んだ
円筒物体は端面検出ヘッド9,9″により両端面を検出
される。これらの判定結果より、第4図と同じく円筒物
体を等級分類ノし、対応するアンロード・トレイに出力
する。以上説明したように本発明によれば、核燃料用ウ
ランペレット等の円筒(円柱)物体の円筒面及び両端面
の全面について微小な欠陥があるか否かまたは欠陥等級
を、構成する簡素化した一つの検査装置によつて正確に
、且効率よく連続して自動的に検査することができる効
果を奏する。なお、検査速度は10mφ,長さ1−の円
筒物体の最小検出欠陥寸法50μmの検査において、3
個/秒である。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による円筒物体外観検査装置を示す概略
構成図、第2図は第1図に示す円筒物体回転機構及び検
出ヘッドの部分を具体的に示した斜視図、第3図は円筒
物体の端面の2次元的検出を行う状態を示した図、第4
図は第1図に示す円筒物体外観検査装置の一実施例を具
体的に示した全体構成図、第5図は第4図に示す実施例
における円筒物体搬送用トレイの図、第6図は第4図に
示す実施例における円筒物体の姿勢変換機構の一実施例
を示す平面図、第7図は第6図の側面図、第8図は第4
図に示す実施例における端面検出時の端面位置出し方法
を示す平面図、第9図は第4図と異なる他の具体的な一
実施例の全体構成図である。 符号の説明、1・・・・・・被検査物体(円筒物体)、
3・・・・・・ローター、4・・・・・・円筒物体回転
機構、6・・・・・・検出ヘッド、7・・・・・・円筒
物体搬送・姿勢変換・位置決め機構、8・・・・・・円
筒物体平面移動機構、9,9″・・・・・・検出ヘッド
、12・・・・・・円筒物体アンローダ、16・・・・
・・判定回路、17・・・・・ウーケンス回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転駆動される少くとも2本の回転ローラー上に、
    互いに密着させて一列状態に配列された複数の被検査円
    筒物体を載置させ、この複数の被検査円筒物体を軸心回
    りに一定速度で回転させる回転手段、該回転手段によつ
    て回転された被検査円筒物体の円筒周回面の軸心に平行
    な微小巾母線状帯領域の表面状態に応じた反射光を光学
    的に検出し、被検査円筒物体の回転に伴い、上記帯領域
    のサンプリング検知を繰返して被検査円筒物体の円筒周
    回面全面に亘つて走査して各サンプリング毎に映像信号
    として検出する検出手段、及び該検出手段と複数の被検
    査円筒物体とをこの軸心方向に相対的に移動させる移動
    手段を有する円筒面外観検出装置と、上記複数の被検査
    円筒物体を順次互いに軸心方向が平行になるように並べ
    て載置して搬送する第1の搬送手段、及び該第1の搬送
    手段によつて搬送される被検査円筒物体の両端面に対向
    する位置に設けられ、被検査円筒物体の搬送方向と交又
    する方向に伸びた両端面上の微小巾帯状領域の表面状態
    に応じた反射光を光学的に検出し、被検査円筒物体の搬
    送に伴つて両端面上でサンプリング検知を繰返して両端
    面全面を各々走査して映像信号として検出する複数の検
    出手段を有する両端面外観検出装置と、上記円筒面外観
    検出装置と両端面外観検出装置との間を一方から他方へ
    被検査円筒物体を搬送して移し換える第2の搬送装置と
    、上記円筒面外観検出装置及び両端面外観検出装置の検
    出手段から得られる映像信号にもとづいて被検査円筒物
    体の外観の良否もしくは等級を判定する検査手段とから
    なり、被検査対象円筒物体の円筒面及び両端面の外観を
    光学的に、且自動的に連続して検査するように構成した
    ことを特徴とする円筒物体の外観検査装置。 2 上記円筒面外観検出装置の検出手段は、上記円筒面
    に相対する方向から傾斜させて平行光を照射する光学系
    と、該光学系に照射された光像のうち、上記母線状帯領
    域の反射光像を撮像して検出するように少くとも一列状
    に受光素子を配列し、且受光面を上記円筒面に光学的に
    平行に配置した固体撮像素子とからなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の円筒物体の外観検査装置
    。 3 上記両端面外観検出装置の検出手段は、上記各端面
    に相対する方向から傾斜させて平行光を照射する光学系
    と、該光学系によつて照射された光像のうち、上記帯状
    領域の反射光像を撮像して検出するように少くとも一列
    状に受光素子を配列し、且受光面を上記端面に光学的に
    平行に配置した固体撮像素子とからなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の円筒物体の外観検査装置
    。 4 上記両端面外観検出装置の第1の搬送手段を無端の
    搬送手段によつて構成することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の円筒物体の外観検査装置。 5 上記両端面外観検出装置は上記第1の搬送手段の搬
    送径路に沿つて相対向するように押圧手段と位置出し板
    とを設置し、該押圧手段の押圧力により被検査円筒物体
    の端面を上記位置出し板に押し付け、被検査円筒物体の
    端面の位置を常に検出手段の焦点深度内に入れるように
    構成することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    円筒物体の外観検査装置。
JP52039508A 1976-12-24 1977-04-08 円筒物体外観検査装置 Expired JPS6055762B2 (ja)

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US05/863,345 US4226539A (en) 1976-12-24 1977-12-22 Cylindrical body appearance inspection apparatus

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JP52039508A JPS6055762B2 (ja) 1977-04-08 1977-04-08 円筒物体外観検査装置

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JPS53125057A JPS53125057A (en) 1978-11-01
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