JPS63263466A - 異形製品の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、検査装置に関し、特に大量生産を行なう例え
ばボルト、ナツト、ワッシャー等の金属製品或はセラミ
ック等の非金属製品の製造や梱包工程において、混入し
ている異形製品の検査０選別を自動的に行なう異形製品
の検査装置に関する。

（従来の技術） 従来、特に多品種、大量生産の場合、どんなに注意して
も異形製品、例えば長さ、径等寸法が正規の製品と異な
るものや焼き割れなどの亀裂の入った製品等の混入が防
止できなかった。

その理由としては、先ず約１万種類の製造ロットの中で
約５０ロツトに異形製品の混入が認められるほどの極め
て少ない発生頻度（約Ｏ，ＳＳ）、および、同一種類の
製造ロフトでの異形勢品の混入率も１万個中数個（約０
．０５１）というように極めて少ないため、原因を見つ
けることが極めて困難であることがあげられる。

一方、最近は、製品を自動供給することによって省力化
を行っているが、このような自動供給装置に異形製品が
混入供給されると、製品の形状等が異なるため装置が損
傷すると云う事故が多発するようになり、異形製品の混
入を完全に無くす必要性が益々高まっている。

然しなから、現状は、特に多品種大量生産の場合には、
これと云った良い方法は無く、目視による検査が簡便で
あるため検査員による目視検査が一般に行なわれている
。

又少品種大量生産の場合は、例えば近接スイッチやホト
ダイオード等を使用して製品寸法の計測全行っているの
が普通である。

（発明が解決しようとする問題点） 然し検査員による目視検査は、検査員の疲労にともなう
検査ミスの発生が避けられないし、形状差が少ない九め
の見落し等も避けられず、完全な検査は極めて困難であ
る。

文近接スイッチやホトダイオード等を使用した計測によ
る検査の場合には、前工穆として製品を整列や位置ぎめ
をセせる必要があり、製品形状によっては、そのために
複雑壕装置を必要とするし、又計測精度を上げるために
は計測点を多くせねばならないが、各計測点ごとに送光
、受光装置を必要とし更に解析装置が必要であった。シ
九がって検査する製品を変えることは極めて困難で、と
ても多品種大量生産の異形製品の検査装置として応用す
ることはできなかつ念。

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされｔも
ので、異形製品の検査及び選別を自動的かつ確実に行な
うことを目的としている。

（問題点を解決するための手段） この九め本発明は、検査製品を落下供給する供給装置と
、この供給装置の下方に設置した、落下する検査製品を
衝突させる衝突装置と、検査製品の衝突音を収録して電
気信号に変換するマイクロホンと、この電気信号が所定
値以上の時動作するトリガ装置と、トリガ装置より送ら
れた電気信号を、構成する周波数成分に分ける周波数分
析装置と、この周波数成分中の高音圧周波数成分を選び
出す選別装置と、正規製品の固有振動数と高音圧周波数
成分の周波数を比較する装置と、比較結果が異なる周波
数であれば異形製品と判定する装置によって検査装置を
構成した。なお比較６判定装置はコンピュータが利用さ
れている。

更に、検査製品の通過を検知出力する近接検知装置と、
この出力により作動を開始するタイマーと、異形製品と
判定しｔ検査製品を検査装置外へ排除する装置とを設け
ると共に、供給装置に比較、判定決定終了に同期して動
作する装Ｗｔ設けた。

（作　用） 検査製品を落下衝突させ、衝突音を構成する周波数成分
に分け、高音圧の周波数成分を選び出すことによって、
検査製品の固有振動数が求められる。この検査製品の固
有振動数を予め記憶している正規製品の固有振動数と比
較すること匹よって、検査製品が正規の製品か或は寸法
誤りや亀裂等のある異形製品であるかが判定できる。

更に近接検知装置によって検査製品の通過を検知し、タ
イ！−を作動させ、極く短い一定時間に収録した音のみ
を周波数分析し、異形製品は自動的に検査装置外へ排除
装置により排除する。

検査製品の供給は判定装置の判定終了に同期して１個ず
つ供給される。なお、供給装置と排除装置はコンピュー
タの指令によって動作する。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は、本発明の一実施例を示す図で、第
１図が本発明の一実施例の装置部分ｔ−ｇ２図がその計
測部分を示したブロック図である。

まず構成を説明する。

１は、検査製品で、ボルトを一例として数カ上げ図示し
である。２は検査製品１を所定位置から一定周期で落下
させるための供給装置である。供給装置２の終端下方に
は、衝突装置１３がその衝突６ｒＵｔ−検査製品の落下
方向に付して傾けた状態で検査装置本体１４に固着され
ている。衝突装ｆＩｔ３の近くには、衝突した検査製品
の衝突音を収録できるような位置にマイクロホン４が配
置されている。

５は衝突し次検査製品１を次工糧へ送るための排出装置
である。

計測部分を示した＠２図忙おいて、４は衝突音を電気信
号に変換するマイクロホン、６は増巾装置、７は増巾さ
れ良電気信号を次回路に送るか否かを音圧レベルに対応
した電気信号のレベルで判断するトリガ装置、８はＡ−
Ｄ変換後フーリエ変換するＦＦＴ回路部、９は正規製品
の固有振動数とＦＦＴ回路部８から送られて来た検査製
品の固有振動数とを比較して正規製品かどうかを判定す
る比較１判定装置である。なお電気信号の演算部等にコ
ンピュータが使用できることは勿論であって、比較装置
及び判定装置はコンピュータが利用されている。

次に作用をｖＸａ図及び第４図を参照して貌明する。

検査製品１が供給装置２から一定周期（一定間隔）で供
給されて落下し衝突装置３に衝突する。

衝突装置３の衝突面３ａは検査製品１の落下方向に対し
て排出装置５の方へ傾いているので検査製品１は排出装
置５の方へはねる。衝突によって、検査製品１からは検
査製品１の固有振動数の音を、衝突装ｆ１３からは衝突
装置３の固有振動数の音を発スる。この音？マイクロホ
ン４によって収録して電気信号に変換する。

ここで落下高さは検査製品１の形状や材質等を勘案して
適宜決定されるが、要は衝突音がマイクロホンに収録可
能であれば良く、それほど高さを必要としないので、セ
ラミック製品の亀裂有無の検査等こわれ品い製品の検査
も可能である。

マイクロホン４は音の収録を常時行なっているので、衝
突音を誤りなく検出するためにトリガ装置７を設けてあ
り、トリガーレベルにマイクロホン４周辺の雑音では作
動せず、衝突による大きな音による音圧Ｖベルの時のみ
作動するように設定されている。トリガーレベルに達し
た衝突音に対応した電気信号は次段に送られＡ−Ｄ変換
後周波数分析装ｅたるＦＦＴ回路８に入力されフーリエ
変換されて、各周波数ごとの音圧レベルに分解される。

第３図は、検査製品１の一例である金属製品の衝突音を
フーリエ変換し友各周波数における音圧レベルを示すも
のである。上図（＆Ｉ　Ｆｌ径’Ｊｌａｌｌ全長８０ｍ
ｍの棒状製品の場合で、下図（′ｂ）は径９■全長７５
餌の棒状製品の場合である。図において横軸は周波数で
２００分割されており、縦軸は各周波数での音圧レベル
を示している。

第３図（ａｌ　、　（ｂ）を比較すると、衝突装置３の
固有振動数ｆｇ　Ｆｉ同一であるが、検査製品１の１次
と２次の固有振動数ｆ製ｌ　とｆＨ２は全長８０簡の棒
状製品と全長７５ｍｍの棒状製品との間に明らかな差異
が認められ、衝突音によって固有振動数が求められるこ
とが分る。

なお、第３図（ａ）、　（ｂ）で、衝突装ｒ！ｔ３の固
有振動数ｆｌの音圧レベルは同じであるが、検査製品１
の１次と２次の固有撮動数ｆ１７　　とｆＨｉ　の音圧
レベルには明らかな差が認められる。このｆ　Ｈ。

ｆＨｉ　　、ｆａｔ、ｚの音圧レベルの順番は、検査製
品１の衝突め兵舎、文とえば角部で衝突しｔときと面で
衝突し几ときによっても異なるし、又マイクロホン４の
設定位置によっても異なるため、判定基準としては固有
振動数間の音圧レベルの大きさの順番は無視しｔ方が良
い。ま几衝突装置３の固有撮動数が検査製品１の固有振
動数の近くにある場合は、衝突装ａａの固有撮動数をず
らすため、形状や大きさが異なる衝突装置３を使用しｔ
方が良い。

周波数成分に分解され九データはコンピュータを利用し
雷比較１判定装＠９に入力されて、高圧レベルの高い周
波数成分を選別し、予め比較０判定装置９に記憶されて
いる正規製品の固有振動数の周波数と比較される。合致
しているときは、衝突し念金属製品は正規品、異なると
きは異形製品であると判定して、警報音を発し、又は警
報燈を点燈して異形製品を排除する装置を作動させ几り
、ま九は本願の検査値！を停止したりする。

なお、周波数分析装置としてフーリエ変換を行うＦＦｌ
Ｔ回路８を使用し比例について説明したが、正規製品の
固有振動数に合せたバンドパスフィルターを使用し、フ
ィルターを通過し几電気信号が所定値以上であれば、検
査製品１の固有振動数は正規製品の固有振動数に等しい
ので検査製品１は正規製品であると判断する様にしても
良く、この場合には、更に短時間の判定が可能である。

＠４図は、径９簡の棒状金属製品の長さと衝突音をフー
リエ変換し７Ｉ−後のピーク周波数との関係を示したも
のである。極めて精度良く製品長さの変化に対してピー
ク周波数（１次の固有振動数及び２次の固有振動数）が
変化しており、正規製品に比較して長さが異なる異形製
品を精度高く検出できることが分る。

又衝突装Ｒ３として、特に検査製品ｌが金属製品である
場合には、正規の金属製品を用いても良く、この場合に
は衝突音ｔ−構成する周波数成分が単純化され、又予め
正規製品の固有振動数を記憶しなくとも良い。

第５図及び第６図には、他の実施例を示す、、第５図が
装置部分、第６図がその計測部分のブロック図である。

この実施例は、供給袋Ｗｔ２に供給シャッターｌＯを、
供給装置２と衝突装ｆｉ３との間に近接検知装（ｔｌｌ
を、排出装置５に排出シャッター１２を設けたもので、
供給シャッター１０及び排出シャッター１２に比・咬３
判定装＠９として利用されているコンピュータよりの指
令【よって動作する。

その作用について説明すると、供給装置ｌｌＺ上の検査
製品１に、マイクロツンピエータ（比、較０判定装置１
ｔ９）の指令によって比較６判定装！！９の判定終了に
同期して供給シャッターｌＯから１個ずつ供給される。

供給された検査製品１は、近接検知装置！１１を作動さ
せる。この実施例では検査製品１が近接検知装置１１１
の光を遮ることによって近接検知装置１１設置位置を検
査製品１が通過し几ことを検知している。近接検知装置
１１の出力によりタイマー１３が作動を開始し、所定時
間だけ増巾装置１６からの電気信号をトリガ装置１ｅ７
へ送る。したがつ゛て、タイマー１３作動中に入力され
次衝突音の電気信号のみが周波数分析装置であるＦＦＴ
回路８へ入力される。又近接検知装ｆｉｌｌｌｌが検査
製品１の通過を検知してから、衝突音が発生するまでの
時間があらかじめ分っているので外部雑音を衝突音とし
て誤ることはない。

次いで、比較０判定装置９で衝突し几検査製品ｌが正規
製品で−あるかどうかを比較判定し、異形製品の場合は
、排出シャッター１２ヲ開いて異形製品の排除管自動的
に行なう。

本実施例によれば検査製品ｌの供給と排出とが同期して
いるので、検査製品が検査装置内に滞ることや、途切れ
ることが無く効率の良い検査を連続して行うことが出来
る。又排出シャッターを設けたので異形製品の自動選・
別が可能である。

更に近接検知装置とタイマーにより必要最小限の時間の
み計測を行う様にしたので、外部雑音を衝突音と誤るこ
とが無い。

（発明の効果） 本発明は、検査製品を落下供給する供給装置と、この供
給装置の下方に設置しｔ１落下する検査製凸金衝突させ
る衝突装置と、検査製品の衝突音を収録して電気信号に
変換するマイクロホンと、この電気信号が所定値以上の
時動作するトリガ装置と、トリガ装置よシ送られ良電気
信号を、構成する周波数成分に分ける周波数分析装置と
、この周波数成分中の高音圧周波数成分を選び出す選別
装置と、正規製品の固有撮動数と高音圧周波数成分の周
波数を比較する装置と、比較結果が異なる周波数であれ
ば異形製品と判定する装置によって検査装置ｉｔを構成
し九。なお比較６判定装ｒｊＩｔはコンピュータが利用
されている。

従って、検査製品を衝突装置に向けて落下して衝突させ
るだけで良いので、装置が簡単であり、しかも検査製品
を整列させｆＦ−Ｄ、位置決めをする複雑な装置は不要
である。このため多品種の生産ラインに使用しても段取
りの時間が短かくてすむ。

又衝突音によシ判定金行っているため、検査製品の形状
や材質の制約を受けないし、外観からは判断し難い形状
、例えば中ぐりの有無、穴深さの大小、焼き割れによる
亀裂等の判定も可能である。

判定の精度も、例えば長さ８０ｍの棒状金属製品で２ｍ
の誤差（約３−の誤差）の検出能力を有しているため、
目視では見逃す違いでも十分に判定できるし、検査員も
疲労の伴う目視検査から解放される。

更に、検査製品の通過を検知して出力する近接検知装置
と、この出力により作動Ｉｋ８始するタイマーと、異形
製品と判定し九検査製品を検査装置外へ自動的に排除す
る装置と、供給装置に比較。

判定の決定終了に同期して作動する装置とを設けた。

従って、近接検知装置とタイマーによシ必要最小限の時
間のみ計測を行う様Ｋしたので、外部雑音を＠突音と誤
ることが無い。検査製品の供給と排出とが同期している
ので、検査製品が検査装置内に滞ることや途切れること
がなく最も効率の良い検査を連続して行うことが出来、
又異形製品の自動選別排除が可能である。

【図面の簡単な説明】

！！１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図に示した実施例の計測部分を示すブロック図、第３
図は検査製品の一例である棒状金属製品の衝突音の周波
数分析図、第４図は検査製品の一例である棒状金属製品
の製品長さと固有振動数の周波数との関係を示す図、第
５図は本発明の他の実施例を示す断面図、竪６図は、＠
５図に示した実施例の計測部分を示すブロック図である
。 ｌ・・・検査製品、２・・・供給装置、３・・・衝突装
置、４・・・マイクロホン、７・・・トリガ装置、８・
・・周波ｖ分析装置。 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）検査製品を落下供給する供給装置と、この供給装
   置の下方に設置した、落下する前記検査製品を衝突させ
   る衝突装置と、 前記検査製品の前記衝突装置への衝突音を電気信号に変
   換するマイクロホンと、 前記電気信号が所定値以上の時に動作して、その電気信
   号を次段装置へ送るトリガ装置と、このトリガ装置より
   送られた前記電気信号を、構成する周波数成分に分ける
   周波数分析装置と、前記周波数成分中の高音圧周波数成
   分を選び出す選別装置と、 正規製品の固有振動数と前記高音圧周波数成分の周波数
   とを比較する比較装置と、 この比較結果が異なる周波数であれば異形成品と判定す
   る判定装置とからなる異形製品の検査装置。
2. （２）検査製品が異形製品か否かを判定する判定装置の
   判定終了に同期して、検査製品を落下供給する供給装置
   と、 この供給装置の下方に設置した、落下する前記検査製品
   を衝突させる衝突装置と、 前記検査製品の前記衝突装置への衝突音を電気信号に変
   換するマイクロホンと、 落下する前記検査製品の前記衝突装置への接近を検知し
   て検知信号を出力する近接検知装置と、前記電気信号が
   所定値以上の時に動作して、その電気信号を次段装置へ
   送るトリガ装置と、前記近接検知装置の検知信号により
   動作を開始して前記電気信号を前記トリガ装置へ送る時
   間を制御するタイマーと、 前記トリガ装置より送られた前記電気信号を、構成する
   周波数成分に分ける周波数分析装置と、前記周波数成分
   中の高音圧周波数成分を選び出す選別装置と、 正規製品の固有振動数と前記高音圧周波数成分の周波数
   とを比較する比較装置と、 この比較結果が異なる周波数であれば異形成品と判定す
   る前記判定装置と、 この異形製品と判定した前記検査製品を検査装置外へ排
   除する排除装置とからなる異形製品の検査装置。