WO2005047815A1 - 雄ネジの外観検査装置 - Google Patents

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WO2005047815A1
WO2005047815A1 PCT/JP2003/014404 JP0314404W WO2005047815A1 WO 2005047815 A1 WO2005047815 A1 WO 2005047815A1 JP 0314404 W JP0314404 W JP 0314404W WO 2005047815 A1 WO2005047815 A1 WO 2005047815A1
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screw
image
male screw
male
external
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PCT/JP2003/014404
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shiro Taketomi
Koji Kinoshita
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Koe Etec
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2425—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures of screw-threads

Definitions

  • the present invention relates to a male screw external shape inspection device for inspecting the external shape of a male screw.
  • a bolt to be inspected is rotatably held along a circumferential surface of the turntable in a state of being oriented in the generatrix direction, and a bolt for sequentially transporting the bolt to a predetermined inspection zone by continuous rotation of the turntable.
  • a screw thread detecting device for a screw is conventionally known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-195914). The thread inspection device has the following problems.
  • the device becomes large.
  • the inspection dies facing the threads will wear out and need to be replaced periodically.
  • a first object of the present invention is to provide a high-precision and short-time inspection of whether or not a thread is normal (the pitch is normal and there is no dent) in a male screw appearance inspection apparatus. On offer.
  • a second object of the present invention is to determine with high accuracy whether or not the pitch is normal and whether or not the phase of the screw thread is normal (commonly known as a double-thread screw, an abacus screw, and a drunk). External inspection of male screws that can be inspected in a short time ⁇ Provide equipment.
  • An external appearance inspection device for a male screw comprising: a turntable on which a screw head is placed or gripped and rotated at a constant speed; and a light source for projecting the rotating male screw from a lateral direction.
  • a digital camera which is arranged opposite to the light source so as to sandwich the rotating male screw, and which takes an image of a screw on one side of the screw portion of the male screw at predetermined time intervals and outputs an image signal; For the reference screw outline image obtained when the reference male screw faces the reference position, a first limit line corresponding to the maximum allowable value outside the screw outline is defined outside the screw outline.
  • a determination area setting means for setting a first determination area, a second determination area having a second limit line corresponding to the maximum allowable value inwardly defined inside the screw outline, and imaging. Analyze the screw outline of the specified screw outline image and Screw position detection that detects the radial position of the pitch valley threaded in between, and the axial position of the center of the slope of the pitch threaded in the middle of the threaded portion, and detects the position of the male screw for each photographing Means, a reference male screw position detected from the screw external line of the reference screw external image, and a deviation between the male screw position of the inspection male screw detected by the screw position detecting means, A judgment area correction means for correcting the position of each judgment area set by the judgment area setting means for each photographing and projecting the position on the screw outline image; and the screw outline image does not enter the first judgment area, and Image judgment means for judging that the second judgment error does not protrude from the screw outline image, and all the screw outline images for one rotation of the screw enter the first judgment area at all
  • the light source emits light to the rotating male screw from the side.
  • a digital camera is placed facing the light source so as to sandwich the rotating male screw.
  • the digital camera outputs an image signal by photographing the external shape of the screw on one side of the screw portion of the male screw at predetermined time intervals.
  • the determination area setting means sets the first limit line corresponding to the maximum allowable value outside the screw outer shape to the screw with respect to the reference screw outer shape image obtained when the reference male screw faces the reference position of the turntable.
  • the screw position detecting means analyzes the external shape line of the screw outline image obtained by photographing, and determines the radial position of the pitch valley threaded in the middle of the screw part and the pitch threaded in the middle of the screw part.
  • the position of the male screw is detected for each photographing by detecting the axial position at the center of the slope.
  • the determination area correction means determines the difference between the reference male screw position detected from the screw external line of the reference screw external image and the male screw position of the inspection male screw detected by the screw position detecting means.
  • the position of each judgment area set by the area setting means is corrected for each photographing and projected on the screw outline image.
  • the image determining means determines that the screw outer shape image does not enter the first determination area, and First, it is determined that the second judgment error does not protrude from the screw outline image.
  • the external inspection device for male screws has a relatively simple structure and can be manufactured at low cost.
  • the external appearance inspection device for a male screw according to the invention of claim 2 is, in addition to the configuration of claim 1, wherein the external image of the screw used for setting the first and second determination areas and detecting the position of the external screw is the digital camera. It is characterized in that the external shape of the screw photographed in step is enlarged at a predetermined magnification.
  • the judgment area setting means can easily set the first judgment area and the second judgment area. Further, the screw position detecting means can easily detect the position of the male screw. Further, the image determination means can perform the image determination with high accuracy.
  • the first determination area and the second determination area each correspond to an axial position.
  • Multiple judgment areas divided It is characterized by the combination of
  • a part of the first limit line is defined for each of a plurality of determination areas obtained by dividing the first determination area according to the axial position.
  • a part of the second limit line is defined for a plurality of decision qualifiers obtained by dividing the second decision criterion according to the axial position.
  • the visual inspection device for a male screw according to the invention of claim 4 is, in addition to the configuration of claim 1 or claim 2, in addition to the configuration of claim 1, wherein a plurality of digital cameras are axially arranged at positions separated by a predetermined distance from a rotation axis of the turntable. It is characterized in that a plurality of screw external images obtained by dividing and photographing the external thread on one side of the external thread with the plurality of digital cameras are arranged by the plurality of digital cameras. I have.
  • This configuration is suitable for a case where the screw portion is a long male screw, and can obtain a screw outer shape image of the screw outer shape of the entire length of one side of the screw portion.
  • An external appearance inspection device for a male screw comprising: a turntable on which a screw head is placed or gripped and rotated at a constant speed; and a light source for projecting the rotating male screw from a lateral direction; A digital camera arranged to face the light source so as to sandwich the rotating male screw, and to output an image signal by photographing a screw outer shape on both sides of the screw portion of the male screw for a predetermined time ⁇ ; For the reference screw outer shape image obtained when the reference male screw faces the reference position of the table, the first limit line corresponding to the maximum allowable value outside the screw outer shape is outside the screw outer line on one side.
  • the first judgment area defined in, and the second limit line corresponding to the maximum allowable value to the outside A judgment area setting means for setting a second judgment area defined on the outside, a third judgment area defining a third limit line indicating the maximum allowable value inside on the inside of the outer shape of the screw, and a judgment area setting means.
  • Analyzing the screw outline on one side of the screw outline image detecting the radial position of the pitch valley threaded in the middle of the screw part and the axial position of the center of the slope of the pitch threaded in the middle of the screw part
  • a screw position detecting means for detecting a male screw position for each photographing; a reference male screw position detected from a screw external line on one side of the reference screw external image; and a screw position detecting means.
  • a determination area correction means for correcting the position of each determination error set by the determination error setting means for each photographing and projecting the position on the screw outer shape image by an amount corresponding to a deviation from a male screw position of a male screw for inspection;
  • the screw outline image is the first Image determination means for determining that the screw does not enter the second determination area and that the third determination area does not protrude from the screw outer shape image, and that all screw outer shape images corresponding to the screw half-turn are completely provided.
  • the image determination means determines that the third determination area does not enter the first and second determination areas and that the third determination area does not protrude at all from all of the screw outer shape images for a half turn of the screw. Is characterized in that the inspected male screw is determined to be a normal product.
  • the light source emits light to the rotating male screw from the side.
  • a digital camera is set up facing the light source, with a rotating male screw in between. This digital camera outputs an image signal by photographing the external shape of the screw on both sides of the screw portion of the male screw at a predetermined time ⁇ .
  • the determination area setting means is provided when the reference male screw faces the reference position of the turntable with respect to the reference screw external image obtained when the reference male screw is arranged at the reference position of the turntable.
  • a first determination area in which a first limit line corresponding to the maximum allowable value outside the screw outer shape is defined outside the screw outer shape line on one side with respect to the standard screw outer shape image, and an outer side outside the screw outer shape.
  • the second limit area corresponding to the maximum allowable value of the outside of the screw outline on the other side is defined as the second judgment area
  • the third limit line corresponding to the maximum allowable value inside the external shape of the screw is defined as the Set the third judgment area defined inside.
  • the screw position detecting means analyzes a screw external line on one side of the screw external image obtained by photographing, and detects a radial position of the pitch valley screwed in the middle of the screw portion and a pitch in the middle of the screw portion. Detects the position of the male screw at each shooting by detecting the axial position at the center of the slope.
  • the judgment error correction means calculates the deviation between the reference male screw position detected from the screw external line on one side of the reference screw external image and the male screw position of the inspection male screw detected by the screw position detecting means.
  • the position of each judgment area set by the judgment area setting means is corrected for each shot and projected onto the screw outline image.
  • the image determination means determines that the screw outline image does not enter the first and second determination areas and that the third determination area does not protrude from the screw outline image.
  • the inspection Since the inspection is performed by image determination, the inspection members do not wear out, so that periodic replacement of the inspection members is unnecessary. ,
  • the external inspection device for male screws has a relatively simple structure and can be manufactured at low cost.
  • the external appearance inspection device for a male screw is, in addition to the configuration of claim 5, wherein the screw outer shape image used for setting the first, second, and third determination areas and detecting the external screw position is:
  • the digital camera is characterized in that a screw outer shape photographed by the digital camera is enlarged at a predetermined magnification.
  • the judgment error setting means can easily set the first, second, and third judgment errors.
  • the screw position detecting means can easily detect the position of the male screw. Further, the image determination means can perform the image determination with high accuracy.
  • each of the first, second, and third determination areas is divided according to an axial position. It is characterized by a combination of multiple judgments.
  • a part of the first limit line is defined for each of a plurality of determination areas obtained by dividing the first determination area according to the axial position.
  • the second judgment A part of the second limit line is defined for each of a plurality of judgment errors obtained by dividing the area according to the axial position.
  • a part of the third limit line is defined for each of a plurality of determination areas obtained by dividing the third determination area according to the axial position.
  • the external appearance inspection device for a male screw according to the invention of claim 8 is, in addition to the configuration of claim 5 or claim 6, wherein a plurality of digital cameras are axially arranged at a position separated by a predetermined distance from a rotation axis of the turntable. It is characterized in that a plurality of screw external images obtained by dividing and photographing the external thread on both sides of the external thread by the plurality of digital cameras are arranged. I have.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a digital gauge type screw inspection device according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a block diagram of the main body of the judgment device of the digital gauge screw inspection device.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the microcomputer of the main body of the judging device of the digital gauge screw inspection device.
  • FIG. 4 is a flow chart showing how the digital gauge is projected onto the image of the external thread of the standard male screw.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which a screw position is detected from a screw outer shape image of a male screw.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which a digital gauge is projected on a screw outer shape image of a standard male screw.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which a digital gauge is projected on a screw outer shape image of a male screw to be tested.
  • Fig. 8 (a) is a perspective view of a male screw when there is a convex dent in the screw part
  • Fig. 8 (b) shows a state in which a digital gauge is projected on the external image of the screw of the male screw.
  • Fig. 9 (a) is a perspective view of a male screw when there is a concave dent in the screw part
  • Fig. 9 (b) shows a state in which a digital gauge is projected on the external image of the screw of the male screw.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the configuration of a digital gauge screw inspection device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which a digital gauge is projected on a screw outer shape image of a male screw to be tested.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the microcomputer of the determination device main body of the digital gauge screw inspection device according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a digital gauge screw inspection device according to a first modification.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of a digital gauge used in a digital gauge screw inspection device according to Modification 2.
  • the digital gauge screw inspection device A is composed of a turntable 2 on which a male screw 1 is placed, a light emitting means 3 for projecting light onto the male screw 1, and a digital camera for photographing one side of the screw portion. 4, a judgment device main body 5 for performing image judgment, an operation panel 6 for performing various operations, and a monitor 7 for displaying a judgment state and the like.
  • the upper side of the male screw 1 is displayed on the right side of the monitor 17.
  • the male screw 1 is a metal screw having a screw portion 11 and a head portion 12.
  • the diameter of the threaded portion 11 of the male screw 1 is about 10 mm, and the threaded portion 11 has five to six threads.
  • the turntable 2 which is rotated at a constant speed by a rotation mechanism (not shown), has a horizontal flat surface that is a screw mounting surface 21 on its upper surface, and has a substantially cylindrical shape. In the present embodiment, the turntable 2 makes one rotation at 700 ms.
  • a male screw 1 to be inspected is mounted on the screw mounting surface 21 with the head 12 down, using a screw loading device (not shown).
  • the light emitting means 3 is configured by arranging a light source 3 2 behind a filter 3 1 (frosted glass), and emits light 30 from a lateral direction of the turntable 2 toward a male screw 1 rotating on the turntable 2. To emit light.
  • the light source 32 preferably emits light with a short wavelength. In this embodiment, several tens of white light emitting diodes are used.
  • the digital camera 4 is disposed opposite to the light emitting means 3 so as to sandwich the male screw 1 rotating on the turntable 2, and the screw of the male screw 1 is provided at predetermined time intervals.
  • the outer shape of the screw on one side is photographed and an image signal 41 is output.
  • the predetermined time is about 18 ms.
  • the actual dimensions of the male screw 1 are displayed 20 times larger on the monitor 7 by the image signal processing circuit 51 described later.
  • the enlarged screw outline image 42 is used for setting the gauge position and detecting the position of the male screw.
  • the judging device main unit 5 includes an image signal processing circuit 51 for processing the image signal 41 and an operation signal processing circuit 5 for processing the operation signal of the keyboard type operation panel 6. 2, and a monitor driving circuit 53 for driving the liquid crystal monitor 17 is constituted by a hardware.
  • the judging device body 5 includes a gauge determining means 54, a gauge position setting means 55 (judgment area setting means), a screw position detecting means 56, and a gauge position correcting means 57 (judgment area correcting means).
  • the image determination means 58 are constituted by software of a microcomputer (not shown).
  • step s1 the type of the male screw 1 to be inspected is input from the operation panel 6.
  • step s2 the digital determining gauge 54, which corresponds to the male screw 1 to be inspected, is selected from the plurality of digital gauges registered in advance by the gauge determining means 54. decide.
  • step s3 the screw rotating device rotates the rotating Set male screw 1 on table 2.
  • the male screw 1 is mounted on the screw mounting surface 21 with the head 12 down.
  • step s 4 the external shape of the male screw 1 on one side is photographed by the digital camera 4.
  • step s5 the screw position detecting means 56 image-analyzes the screw outline 43 of the enlarged screw outline image 42, and the pitch valley t threaded in the middle of the screw portion shown in FIG. Detect the radial position (the radial distance T from the coordinate origin 0 'to the pitch valley t).
  • step s6 the screw position detecting means 56 image-analyzes the screw outline 43 of the enlarged screw outline image 42, and the center of the slope of the pitch threaded in the middle of the screw portion shown in FIG.
  • the axial position of s (the axial distance S from the coordinate origin 0 'to the center s of the pitch slope) is detected.
  • step s7 the deviation between the screw position of the standard male screw and the screw position of the male screw 1 to be inspected is determined as follows.
  • the radial deviation between the two is (radial distance T 'from origin 0' to pitch valley t ')-(radial distance T from origin 0' to pitch valley t).
  • the axial displacement between the two is determined by (the axial distance S from the origin ⁇ 'to the center of the slope s') (one axial distance S from the origin 0' to the center s of the slope).
  • the separation S is obtained by the procedure (described later) shown in the flowchart of steps S1 to S6 in FIG.
  • step s8 the position corresponding to the screw outer shape image 42 of the male screw 1 to be inspected is placed in the upper digital signal gauge 73, which is the first judgment area, and the lower digital signal, which is the second judgment area.
  • the gauge position correcting means 57 changes the origin 0 'to the coordinate origin ⁇ so that the gauge 74 is projected (see FIG. 7).
  • step s9 the image determining means 58 performs image determination.
  • the image judgment performed after each shooting is completed within 18 ms from the start of shooting.
  • the screw outer shape image 42 shown in FIG. 7 is not included in the upper digital gauge 73 which is the first judgment area, and the lower outer portion which is the second judgment area is obtained from the screw outer shape image 42. It is determined whether or not the condition that the digital gauge 74 does not protrude is satisfied.
  • the lower digital gauge 74 surrounded by the screw external image 42, which is the shadow of the male screw 1 and is composed of dark pixels, protrudes from the screw external image 42, the lower digital gauge 74 Bright pixels enter digital gauge 74.
  • step s10 it is determined whether or not the image determination for one rotation has been completed. If the determination has not been completed (NO), the process returns to step s4, and the next photographing is performed. If the processing has been completed (Y E S), the flow advances to step s 11.
  • step s11 the inspection result is displayed on the monitor 17. For example, none of the screw external images 4 2 for one turn of the screw fit into the upper digital gauge 7 3, and the lower digital gauge 7 4 from all the screw external images 4 2 for one turn of the screw. If the male screw 1 has not protruded, the monitor 7 indicates that the male screw 1 is normal. In other cases, it is marked as defective.
  • step S 1 in FIG. 4 a reference male screw is set at a reference position of the screw mounting surface 21 of the rotating turntable 2.
  • step S2 the external shape of the screw on one side of the standard male screw Shoot with digital camera 4. Then, the image signal 41 output from the digital camera 4 is input to the image signal processing circuit 51, and is enlarged by 20 times on the monitor 7 to the actual size, as shown in FIGS. 5 and 6. A screw outline image 4 4 indicated by a broken line is obtained on the coordinates.
  • step S3 the screw position detecting means 56 image-analyzes the screw outer line 45 of the enlarged screw outer image 44, and the pitch valley t ′ threaded in the middle of the screw portion shown in FIG. (The radial distance T 'from the coordinate origin 0' to the pitch valley t ') is detected.
  • step S4 the screw position detecting means 56 image-analyzes the screw outline 45 of the enlarged screw outline image 44, and as shown in FIG. 5, the center of the slope of the pitch threaded in the middle of the screw portion.
  • the axial position of s ' (axial distance S' from the origin ⁇ 'of the coordinate to the center s' of the slope) is detected.
  • step S5 the gauge position setting means 55 (judgment area setting means) corresponds to the maximum allowable value for the outside of the screw external shape with respect to the enlarged screw external image 44 shown by the broken line in FIG.
  • Upper digital gauge 7 1 first judgment area
  • upper limit line 7 1 u first limit line
  • second limit line second limit line
  • step S6 each data is stored in the memory.
  • the digital gauge screw inspection device A of the present embodiment has the following advantages.
  • the inspection is performed by image judgment, the inspection members do not wear out, so that periodic replacement of the inspection members is unnecessary.
  • the digital gauge type screw inspection device ⁇ ⁇ Since the digital gauge type screw inspection device ⁇ ⁇ has a relatively simple configuration, it can be manufactured at low cost.
  • the gauge position setting means 55 can easily set the digital gauge on the external form image of the screw. Further, the screw position detecting means 56 can easily detect the position of the male screw. Further, the image determination means 58 can perform the image determination with high accuracy.
  • FIG. 1 a second embodiment of the present invention (corresponding to claims 5 and 6) will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 10 to 11.
  • FIG. 1 a second embodiment of the present invention (corresponding to claims 5 and 6) will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 10 to 11.
  • FIG. 1 a second embodiment of the present invention (corresponding to claims 5 and 6) will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 10 to 11.
  • the digital gauge screw inspection device B differs from the digital gauge screw inspection device A in the configuration and operation shown below.
  • the digital camera 4 is disposed opposite to the light emitting means 3 so as to sandwich the male screw 1 rotating on the turntable 1, and at predetermined time intervals (about 18 ms), the both sides of the screw portion of the male screw 1 are provided. Image the screw outline and output image signal 4 1.
  • step st 1 the type of the male screw 1 to be inspected is input from the operation panel 6.
  • step st2 in Fig. 12 a plurality of data registered in advance
  • the gauge determining means 54 determines three sets of digital gauges corresponding to the male screw 1 to be inspected from the gauges.
  • step st 3 the male screw 1 is set on the rotating turntable 2 by the screw loading device. As a result, the male screw 1 is mounted on the screw mounting surface 21 with the head 12 down.
  • step st 4 the external shape of the screw on both sides of the male screw 1 is photographed by the digital camera 4.
  • the image signal 41 output from the digital camera 4 is input to the image signal processing circuit 51, and is displayed on the monitor 7 at a magnification of 15 times the actual size, as shown in FIG. Obtain the screw outline image 81 shown on the coordinates.
  • step st5 the screw position detecting means 56 image-analyzes the screw external line 82 on one side of the enlarged screw external image 81, and the pitch valley threaded in the middle of the screw portion shown in FIG.
  • the radial position of t (the radial distance T from the coordinate origin ⁇ 'to the pitch valley t) is detected.
  • step st 6 the screw position detecting means 56 analyzes the image of the screw outline 8 of the enlarged screw outline image 81, and as shown in FIG. (The axial distance S from the coordinate origin 0 'to the slope center s) is detected.
  • step st7 the deviation between the screw position of the standard male screw and the screw position of the male screw 1 to be inspected is determined as follows.
  • the radial displacement between the two can be determined by (radial distance T 'from origin 0' to pitch valley t ') (radial distance T from origin 0' to pitch valley t).
  • the difference between the two in the axial direction is (the axis from the origin ⁇ 'to the center of the slope s' Direction distance S,) one (axial distance from origin 0, slope center s to center s ⁇ )
  • the radial distance T from the origin 0 'to the pitch valley t' threaded in the middle of the thread, and the slope of the pitch threaded from the origin 0 'to the middle of the thread in the standard male screw The axial distance S ′ to the center s ′ is obtained according to the procedure shown in the flowchart of steps S1 to S6 in FIG.
  • step st8 as shown in Fig. 11, the position corresponding to the screw outer shape image 81 of the male screw 1 to be inspected is the upper digital gauge 91, which is the first judgment area, and the second judgment area. Change the origin . ⁇ 'to the coordinate origin ⁇ such that the lower digital gauge 92 and the inner digital gauge 93 as the third judgment area are projected.
  • the positions of the upper digital gauge, lower digital gauge, and inner digital gauge corresponding to the external thread image 83 of the reference male screw are the male screw 1 to be inspected.
  • step st 9 the image determining means 58 performs image determination.
  • the image judgment performed after each shooting is completed within 18 ms from the start of shooting.
  • the screw outline image 81 is not in the upper digital gauge 91, which is the first judgment area, and the screw outline image 81 is the lower digital gauge, which is the first judgment area.
  • Gauge 9 2 is not inside, and the inside digital gauge 9 3 that is the third judgment error is outside the screw. It is determined whether or not the condition of not protruding from the shape image 81 is satisfied.
  • the screw outline 82 of the screw outline image 81 exceeds the upper limit line 91 u and the upper limit line 92 u, and is within the upper digital gauge 91 and the lower digital gauge 92. Get in.
  • the inner digital gauge 93 surrounded by the outer screw image 81 which is the shadow of the male screw 1 and composed of dark pixels, protrudes from the outer screw image 81, the inner digital gauge 93 Bright pixels enter inside.
  • the screw outline 82 of the screw outline image 81 goes into the inner digital gauge 93 beyond the lower limit line 93d of the inner digital gauge 93.
  • step st10 it is determined whether or not the image determination for 1/2 rotation has been completed. If it has not been completed (NO), the process returns to step st4, and the next photographing is performed. If the processing has been completed (YES), the process proceeds to step st11.
  • step st 11 the inspection result is displayed on the monitor 17. For example, all the screw external images 8 1 for the screw 1/2 turn are not included in the upper digital gauge 9 1 and the lower digital gauge 9 2 at all, and all the screw external images for the screw 1/2 turn. If the digital gauge 9 3 does not protrude from the inside of 8 1 at all, the monitor 7 indicates that the male screw 1 is normal. In other cases, it is indicated as defective.
  • the digital gauge screw inspection device B of the present embodiment has the following advantages.
  • the condition that the thread is normal means that the male screw 1 has no flaws or dents, that there is no deviation in the phase of the thread, and that there is no difference in pitch.
  • the inspection is performed by image judgment, the inspection members do not wear out, so that periodic replacement of the inspection members is unnecessary.
  • the digital gauge screw inspection device B has a relatively simple structure, and can be manufactured at low cost.
  • the external shape of the male screw 1 photographed by the digital camera 4 is displayed 15 times larger on the monitor 17 so that the gauge position setting means 55 can easily set the digital gauge on the external image of the screw. . Further, the screw position detecting means 56 can easily detect the position of the male screw. In addition, The determination means 58 can perform image determination with high accuracy.
  • a plurality of (for example, three) digital cameras 4 are located at a predetermined distance from the rotation axis of the turntable 2 in the axial direction.
  • the digital camera 4 may be arranged to connect a plurality of screw external images obtained by dividing and photographing one side or both sides of the external thread 1 of the external thread 1 (claim (Corresponds to items 1, 2, 4, 5, 6, 8)
  • This configuration is suitable when the screw part 1 1 is a long male screw 1. Even if the screw part 1 1 is a long male screw 1, the screw outer shape has the entire length of one side of the screw part or the entire length of the screw part on both sides. Images can be obtained.
  • the upper digital gauge ⁇ 1 and the lower digital gauge 72 are changed to multiple (for example, three) digital gauges according to the axial position. It may be divided (corresponding to claims 1, 2, and 3).
  • the position of the defective portion of the screw portion 11 can be roughly specified based on the divided portion of the digital gage determined to have a poor appearance.
  • the digital gauge type screw inspection device B may be divided into a plurality of digital gauges according to the axial position. 03014404
  • the light emission color of the light source may be other than white (for example, red). Further, the predetermined time (shooting timing) is not limited to 18 ms. Industrial applicability
  • the external appearance inspection device for a male screw can inspect whether or not a thread is normal with high accuracy and in a short time.

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Abstract

　図７に示す如く、雄ネジの外観検査装置は、基準の雄ネジのネジ外形画像に対して基準のデジタルゲージを設定し、基準の雄ネジのネジ外形画像と試験用の雄ネジのネジ部片側のネジ外形を撮影して得られたネジ外形画像４２とのずれを求め、基準のデジタルゲージの位置を、雄ネジのずれに応じて位置補正し、位置補正したデジタルゲージ（上側デジタルゲージ７３、下側デジタルゲージ７４）と、ネジ外形画像４２とを画像判定して雄ネジが正常品であるか否かを判定する。

Description

雄ネジの外観検査装置 技術分野
本発明は、 雄ネジの外形を検査する雄ネジの外形検査装置に関す る。 背景技術
タ一ンテーブルの円周面に沿って、 被検査ボルトを母線方向に向 けた状態で回転自在に保持させ、 該ターンテーブルの連続回転によ り上記ボルトを所定検査区帯に順次搬送するボル卜のネジ山検查装 置が従来より知られている （特開平 3 — 1 9 5 9 1 4号公報） 。 上記ネジ山検査装置は、 以下に示す課題がある。
一種類のネジのネジ山の検査しか行えない。
装置が大がかりになる。
ネジ山に対面させる検査ダィスが磨耗するので定期的に交換する 必要がある。
検査に時間がかかる。
本発明の第 1 の目的は、 ネジ山が正常 （ピッチが正常で打痕が無 い） であるか否かを高精度で、 且つ短時間で検査することができる 雄ネジの外観検査装置の提供にある。
本発明の第 2の目的は、 ピッチが正常であるか否かや、 ネジ山の 位相が正常であるか否 （通称、 ニ条ネジ、 算盤ネジ、 酔つばらい） かを高精度で、 且つ短時間で検査することができる雄ネジの外観検 查装置の提供にある。
発明の開示
請求項 1 の発明に係る雄ネジの外観検査装置は、 ネジ頭部を載置 するか把持じて等速度で回転する回転台と、 回転する前記雄ネジに 横方向から投光する光源と、 回転する前記雄ネジを挟む様に前記光 源と対向して配置され、 所定時間毎に前記雄ネジのネジ部片側のネ ジ外形を撮影して画像信号を出力するデジタルカメラと、 前記回転 台の基準位置に基準の雄ネジが臨む場合に得られる基準のネジ外形 画像に対して、 前記ネジ外形の外側への最大許容値に相当する第 1 の限界線をネジ外形線の外側に画定した第 1 の判定ェリアと、 内側 への最大許容値に相当する第 2の限界線を前記ネジ外形線の内側に 画定した第 2 の判定ェリアとを設定する判定ェリァ設定手段と、 撮 影により得られたネジ外形画像のネジ外形線を解析し、 ネジ部中間 に螺刻されたピッチ谷の径方向位置と、 前記ネジ部中間に螺刻され たピッチの斜面中央の軸方向位置とを検出して、 撮影毎に雄ネジ位 置を検出するネジ位置検出手段と、 前記基準のネジ外形画像のネジ 外形線から検出される基準の雄ネジ位置と、 前記ネジ位置検出手段 によ り検出される検査用の雄ネジの雄ネジ位置との偏差分だけ、 前 記判定ェリァ設定手段が設定した各判定ェリァを撮影毎に位置補正 して前記ネジ外形画像に投影する判定エリァ補正手段と、 前記ネジ 外形画像が前記第 1 の判定エリアに入らず、 且つ、 前記ネジ外形画 像から前記第 2の判定ェリァが食み出ていないことを判定する画像 判定手段とを備え、 ネジ 1 回転分の全てのネジ外形画像が全く前記 第 1 の判定ェリァに入つておらず、 且つ、 ネジ 1 回転分の全てのネ ジ外形画像から全く前記第 2 の判定ェリァが食み出ていないと前記 画像判定手段が判定した場合には、 検査した雄ネジが正常品である と判定することを特徴としている。
雄ネジの検査を行う場合には、 等速度で回転する回転台の上面に ネジ頭部を下側にして雄ネジを載置するか、 回転台の下側でネジ頭 部を把持する。
回転する雄ネジには、 光源が横方向から投光を行う。
回転する雄ネジを挟む様に、 光源と対向してデジタルカメラが配 置されている。 このデジタルカメラは、 所定時間毎に雄ネジのネジ 部片側のネジ外形を撮影して画像信号を出力する。
判定エリァ設定手段は、 回転台の基準位置に基準の雄ネジが臨む 場合に得られる基準のネジ外形画像に対して、 ネジ外形の外側への 最大許容値に相当する第 1 の限界線をネジ外形線の外側に画定した 第 1 の判定ェリアと、 ネジ外形の内側への最大許容値に相当する第 2の限界線をネジ外形線の内側に画定した第 2の判定ェリァとを設 定する。
ネジ位置検出手段は、 撮影によ り得られたネジ外形画像のネジ外 形線を解析し、 ネジ部中間に螺刻されたピッチ谷の径方向位置と、 ネジ部中間に螺刻されたピッチの斜面中央の軸方向位置とを検出し て、 撮影毎に雄ネジ位置を検出する。
判定エリァ補正手段は、 基準のネジ外形画像のネジ外形線から検 出される基準の雄ネジ位置と、 ネジ位置検出手段により検出される 検査用の雄ネジの雄ネジ位置との偏差分だけ、 判定エリァ設定手段 が設定した各判定ェリァを撮影毎に位置補正してネジ外形画像に投 影する。
画像判定手段は、 ネジ外形画像が第 1 の判定エリアに入らず、 且 つ、 ネジ外形画像から第 2 の判定ェリァが食み出ていないことを判 定する。
そして、 ネジ 1 回転分の全てのネジ外形画像が全く第 1 の判定ェ リァに入っておらず、 且つ、 ネジ 1 回転分の全てのネジ外形画像か ら全く第 2 の判定ェリァが食み出ていないと画像判定手段が判定し た場合には、 検査した雄ネジが正常品であると雄ネジの外観検査装 置が判定する。
雄ネジのネジ山が正常であるか否を、 高精度で、 且つ、 短時間で 検査 （ピッチの状態、 疵の有無、 打痕の有無） することができる。 画像判定で検査を行う構成であるので、 検査用部材が磨耗しない ので、 検査用部材の定期交換が不要である。
雄ネジの外観検査装置は、 比較的簡単な構成であるので、 低コス トで製造できる。
請求項 2 の発明に係る雄ネジの外観検査装置は、 請求項 1 の構成 に加え、 第 1 、 第 2の判定ェリァの設定および雄ネジ位置の検出に 用いる前記ネジ外形画像は、 前記デジタルカメラで撮影したネジ外 形を所定の倍率で拡大したものであることを特徴としている。
デジタルカメラで撮影したネジ外形が所定の倍率で拡大されるの で、 判定ェリァ設定手段は、 第 1 の判定ェリァおよび第 2 の判定ェ リアを容易に設定できる。 また、 ネジ位置検出手段が雄ネジ位置を 容易に検出できる。 更に、 画像判定手段が画像判定を精度良く行う ことができる。
請求項 3の発明に係る雄ネジの外観検査装置は、 請求項 1 または 請求項 2 の構成に加え、 前記第 1 の判定ェリァおよび前記第 2 の判 定エリアは、 各々、 軸方向位置に応じて分割した複数の判定エリア を合わせたものであることを特徴と している。
なお、 第 1 の判定ェリァを軸方向位置に応じて分割した複数の判 定エリア毎に、 第 1 の限界線の一部分を画定する。 同様に、 第 2の 判定ェリァを軸方向位置に応じて分割した複数の判定ェリァ每に、 第 2の限界線の一部分を画定する。
この構成を採用すると、 外観が不良であると判定した判定エリァ の分割箇所に基づいて、 ネジ部の不良箇所の位置を大凡、 特定でき る。
請求項 4 の発明に係る雄ネジの外観検査装置は、 請求項 1 または 請求項 2の構成に加え、 前記回転台の回転軸から所定距離だけ離れ た位置に複数個のデジタルカメラを軸方向に配置し、 これら複数個 のデジタルカメラにより、 前記雄ネジのネジ部片側のネジ外形を分 割して撮影することによ り得られる複数のネジ外形画像をつなぎ合 わせることを特徴と している。
この構成は、 ネジ部が長い雄ネジの場合に好適であり、 ネジ部片 側全長のネジ外形のネジ外形画像を得ることができる。
請求項 5 の発明に係る雄ネジの外観検査装置は、 ネジ頭部を載置 するか把持して等速度で回転する回転台と、 回転する前記雄ネジに 横方向から投光する光源と、 回転する前記雄ネジを挟む様に前記光 源と対向して配置され、 所定時間每に前記雄ネジのネジ部両側のネ ジ外形を撮影して画像信号を出力するデジタルカメ ラと、 前記回転 台の基準位置に基準の雄ネジが臨む場合に得られる基準のネジ外形 画像に対して、 前記ネジ外形の外側への最大許容値に相当する第 1 限界線を一方側のネジ外形線の外側に画定した第 1判定ェリアと、 外側への最大許容値に相当する第 2限界線を他方側のネジ外形線の 外側に画定した第 2判定ェリアと、 内側への最大許容値を示す第 3 限界線をネジ外形線の内側に画定した第 3判定ェリアとを設定する 判定エリァ設定手段と、 撮影により得られたネジ外形画像の片側の ネジ外形線を解析し、 ネジ部中間に螺刻されたピッチ谷の径方向位 置と、 前記ネジ部中間に螺刻されたピッチの斜面中央の軸方向位置 とを検出して、 撮影毎に雄ネジ位置を検出するネジ位置検出手段と 、 前記基準のネジ外形画像の片側のネジ外形線から検出される基準 の雄ネジ位置と、 前記ネジ位置検出手段により検出される検査用の 雄ネジの雄ネジ位置との偏差分だけ、 前記判定ェリァ設定手段が設 定した各判定ェリァを撮影毎に位置補正して前記ネジ外形画像に投 影する判定エリア補正手段と、 前記ネジ外形画像が、 前記第 1、 第 2判定エリアに入らず、 且つ、 前記ネジ外形画像から第 3判定エリ ァが食み出ていないことを判定する画像判定手段とを備え、 ネジ半 転分の全てのネジ外形画像が全く前記第 1 、 第 2判定ェリアに入つ ておらず、 且つ、 ネジ半回転分の全てのネジ外形画像から前記第 3 判定ェリアが全く食み出ていないと前記画像判定手段が判定した場 合には、 検査した雄ネジが正常品であると判定することを特徴とし ている。
雄ネジの検査を行う場合には、 等速度で回転する回転台の上面に ネジ頭部を下側にして雄ネジを載置するか、 回転台の下側でネジ頭 部を把持する。
回転する雄ネジには、 光源が横方向から投光を行う。
回転する雄ネジを挟む様に、 光源と対向してデジタルカメラが 己 置されている。 このデジタルカメラは、 所定時間每に雄ネジのネジ 部両側のネジ外形を撮影して画像信号を出力する。 判定エリァ設定手段は、 回転台の基準位置に基準の雄ネジを配し た場合に得られる基準のネジ外形画像に対して、 前記回転台の基準 位置に基準の雄ネジが臨む場合に得られる基準のネジ外形画像に対 して、 前記ネジ外形の外側への最大許容値に相当する第 1限界線を 一方側のネジ外形線の外側に画定した第 1判定エリァと、 ネジ外形 の外側への最大許容値に相当する第 2限界線を他方側のネジ外形線 の外側に画定した第 2判定エリアと、 ネジ外形の内側への最大許容 値に相当する第 3限界線をネジ外形線の内側に画定した第 3判定ェ リアとを設定する。
ネジ位置検出手段は、 撮影により得られたネジ外形画像の片側の ネジ外形線を解析し、 ネジ部中間に螺刻されたピッチ谷の径方向位 置と、 ネジ部中間に螺刻されたピッチの斜面中央の軸方向位置とを 検出して、 撮影毎に雄ネジ位置を検出する。
判定ェリァ補正手段は、 基準のネジ外形画像の片側のネジ外形線 から検出される基準の雄ネジ位置と、 ネジ位置検出手段によ り検出 される検査用の雄ネジの雄ネジ位置との偏差分だけ、 判定エリァ設 定手段が設定した各判定ェリアを撮影毎に位置補正してネジ外形画 像に投影する。
画像判定手段は、 ネジ外形画像が、 第 1 、 第 2判定エリアに入ら ず、 且つ、 ネジ外形画像から第 3判定エリアが食み出ていないこと を判定する。
そして、 ネジ半転分の全てのネジ外形画像が全く第 1 、 第 2判定 エリアに入っておらず、 且つ、 ネジ半回転分の全てのネジ外形画像 から第 3判定ェリァが全く食み出ていないと画像判定手段が判定し た場合には、 検査した雄ネジが正常品であると雄ネジの外観検査装 置が判定する。
雄ネジのネジ山が正常であるか否を、 高精度で、 且つ、 短時間で 検査することができる。 なお、 ピッチの状態、 疵の有無、 打痕の有 無以外に、 ネジ山の位相のずれの有無、 ピッチ違いの有無も検査す ることができる。
画像判定で検查を行う構成であるので、 検査用部材が磨耗しない ので、 検査用部材の定期交換が不要である。 ，
雄ネジの外観検査装置は、 比較的簡単な構成であるので、 低コス トで製造できる。
請求項 6 の発明に係る雄ネジの外観検査装置は、 請求項 5 の構成 に加え、 前記第 1 、 第 2、 第 3判定ェリァの設定および雄ネジ位置 の検出に用いる前記ネジ外形画像は、 前記デジタルカメラで撮影し たネジ外形を所定の倍率で拡大したものであることを特徴と してい る。
デジタルカメラで撮影したネジ外形が所定の倍率で拡大されるの で、 判定ェリァ設定手段は、 第 1、 第 2、 第 3判定ェリァを容易に 設定できる。
また、 ネジ位置検出手段が雄ネジ位置を容易に検出できる。 更に 、 画像判定手段が画像判定を精度良く行う ことができる。
請求項 7の発明に係る雄ネジの外観検査装置は、 請求項 5 または 請求項 6 の構成に加え、 前記第 1、 第 2、 第 3判定ェリァは、 各々 、 軸方向位置に応じて分割した複数の判定ェリァを合わせたもので あることを特徴としている。
なお、 第 1判定ェリァを軸方向位置に応じて分割した複数の判定 エリア毎に、 第 1 限界線の一部分を画定する。 同様に、 第 2判定ェ リァを軸方向位置に応じて分割した複数の判定ェリァ毎に、 第 2限 界線の一部分を画定する。
同様に、 第 3判定ェリァを軸方向位置に応じて分割した複数の判 定エリア毎に、 第 3限界線の一部分を画定する
この構成を採用すると、 外観が不良であると判定した判定エリァ の分割箇所に基づいて、 ネジ部の不良箇所の位置を大凡、 特定でき る。
請求項 8 の発明に係る雄ネジの外観検査装置は、 請求項 5または 請求項 6の構成に加え、 前記回転台の回転軸から所定距離だけ離れ た位置に複数個のデジタルカメラを軸方向に配置し、 これら複数個 のデジタルカメラによ り、 前記雄ネジのネジ部両側のネジ外形を分 割して撮影することにより得られる複数のネジ外形画像をつなぎ合 わせることを特徴と している。
この構成は、 ネジ部が長い雄ネジの場合に好適であり、 ネジ部両 側全長のネジ外形のネジ外形画像を得ることができる。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の第 1実施例に係るデジタルゲージ式ネジ検査装 置の構成を示す説明図である。
図 2は、 そのデジ夕ルゲージ式ネジ検査装置の判定装置本体のブ ロッ ク図である。
図 3は、 そのデジ夕ルゲージ式ネジ検査装置の判定装置本体のマ ィ クロコンピュー夕の作動を示すフローチャートである。
図 4は、 基準の雄ネジのネジ外形画像へデジ夕ルゲージを投影す る様子を示すフローチャー トである。 図 5は、 雄ネジのネジ外形画像からネジ位置を検出する様子を示 す説明図である。
図 6は、 基準の雄ネジのネジ外形画像にデジタルゲージを投影し た状態を示す説明図である。
図 7は、 試験する雄ネジのネジ外形画像にデジ夕ルゲージを投影 した状態を示す説明図である。
図 8の （ a ) は、 ネジ部に凸打痕が有る場合の雄ネジの斜視図で あり、 図 8の （b ) は、 その雄ネジのネジ外形画像にデジタルゲー ジを投影した状態を示す説明図である。
図 9の （ a ) は、 ネジ部に凹打痕が有る場合の雄ネジの斜視図で あり、 図 9の （ b ) は、 その雄ネジのネジ外形画像にデジタルゲー ジを投影した状態を示す説明図である。
図 1 0は、 本発明の第 2実施例に係に係るデジタルゲージ式ネジ 検査装置の構成を示す説明図である。
図 1 1 は、 試験する雄ネジのネジ外形画像にデジタルゲージを投 影した状態を示す説明図である。
図 1 2は、 第 2実施例に係に係るデジタルゲージ式ネジ検査装置 の判定装置本体のマイ クロコンピュー夕の作動を示すフローチャー トである。
図 1 3は、 変形例 1 に係るデジタルゲージ式ネジ検査装置の構成 を示す説明図である。
図 1 4は、 変形例 2 に係るデジタルゲージ式ネジ検査装置に用い るデジタルゲージの説明図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の第 1実施例 （請求項 1、 2 に対応） を、 図 1〜図 9 に基 づいて説明する。
図 1 に示す如く、 デジ'夕ルゲージ式ネジ検査装置 Aは、 雄ネジ 1 を載置する回転台 2 と、 雄ネジ 1 に投光する投光手段 3 と、 ネジ部 片側を撮影するデジタルカメラ 4 と、 画像判定を行う判定装置本体 5 と、 各種操作を行う操作パネル 6 と、 判定状態等を表示するモニ ター 7 とを備える。 なお、 本実施例および後述する第 2実施例では 、 雄ネジ 1 の上側がモニタ一 7の右側に表示される。
雄ネジ 1 は、 ネジ部 1 1 と頭部 1 2 とを備える金属製のネジであ る。 なお、 本実施例では、 雄ネジ 1 のネジ部 1 1 の直径は約 1 0 m mであり、 ネジ部 1 1 に五〜六個のネジ山を有する。
回転機構 （図示せず） により等速度で回転している回転台 2は、 ネジ載置面 2 1 である水平な平坦面を上面に備え、 略円柱状を呈す る。 なお、 本実施例では、 回転台 2は、 7 0 0 m sで 1 回転してい る。
回転台 2 には、 ネジ搬入装置 （図示せず） により、 検査を行う雄 ネジ 1 が頭部 1 2 を下側にしてネジ載置面 2 1 に載置される。
投光手段 3は、 フィルタ 3 1 (曇りガラス） の背後に光源 3 2 を 配して構成され、 回転台 2 の横方向から、 回転台 2上で回転する雄 ネジ 1 に向かって光 3 0 を投光する。
なお、 光源 3 2は、 短波長で発光するものが好ましく、 本実施例 では、 数十個の白色発光ダイオードを用いている。
デジタルカメラ 4は、 回転台 2上で回転する雄ネジ 1 を挟む様に 、 投光手段 3 と対向して配置され、 所定時間毎に、 雄ネジ 1 のネジ 部片側のネジ外形を撮影して画像信号 4 1 を出力する。 なお、 本実 施例では、 所定時間は約 1 8 m sである。
ネジ外形は、 後述する画像信号処理回路 5 1 により、 雄ネジ 1 の 実寸法がモニター 7上では 2 0倍に拡大して表示される。 この拡大 されたネジ外形画像 4 2は、 ゲージ位置の設定や雄ネジ位置の検出 に用いる。
判定装置本体 5は、 図 2に示す様に、 画像信号 4 1 を処理するた めの画像信号処理回路 5 1 、 キーボード式の操作パネル 6の操作信 号を処理するための操作信号処理回路 5 2、 および液晶式のモニタ 一 7 を駆動するためのモニター駆動回路 5 3 をハ一ドウヱァで構成 している。
また、 判定装置本体 5は、 ゲージ決定手段 5 4 と、 ゲージ位置設 定手段 5 5 (判定エリア設定手段） と、 ネジ位置検出手段 5 6 と、 ゲージ位置補正手段 5 7 (判定エリア補正手段） と、 画像判定手段 5 8 とを、 マイ クロコンピュータ （図示せず） のソフ トウェアで構 成している。
つぎに、 デジタルゲージ式ネジ検査装置 Aの判定装置本体 5 のマ ィ クロコンピュー夕の作動を、 図 3、 図 4 のフローチャー ト、 およ び図 5〜図 9 に基づいて説明する。
ステップ s 1 において、 検査する雄ネジ 1 の種類を操作パネル 6 から入力する。
ステップ s 2において、 予め登録しておいた複数のデジタルゲー ジの中から、 検査する雄ネジ 1 に対応するデジ夕ル.ゲージ 7 1 、 7 2 (図 6参照） をゲージ決定手段 5 4が決定する。
ステップ s 3において、 ネジ搬入装置により、 回転している回転 台 2 に雄ネジ 1 をセッ 卜する。 これにより、 頭部 1 2 を下側にして ネジ載置面 2 1 に雄ネジ 1 が載置される。
ステップ s 4 において、 雄ネジ 1 のネジ部片側のネジ外形をデジ 夕ルカメラ 4で撮影する。
そして、 デジタルカメラ 4から出力される画像信号 4 1 が画像信 号処理回路 5 1 に入力され、 実寸法に対して 2 0倍に拡大された、 図 5に示すネジ外形画像 4 2 を座標上に得る。
ステップ s 5において、 ネジ位置検出手段 5 6が、 拡大されたネ ジ外形画像 4 2 のネジ外形線 4 3 を画像解析し、 図 5に示す、 ネジ 部中間に螺刻されたピッチ谷 tの径方向位置 （座標の原点 0 ' から ピッチ谷 t までの径方向距離 T ) を検出する。
ステップ s 6 において、 ネジ位置検出手段 5 6 が、 拡大されたネ ジ外形画像 4 2のネジ外形線 4 3 を画像解析し、 図 5に示す、 ネジ 部中間に螺刻されたピッチの斜面中央 sの軸方向位置 （座標の原点 0 ' からピッチの斜面中央 s までの軸方向距離 S ) を検出する。 ステップ s 7において、 基準の雄ネジのネジ位置と、 検査する雄 ネジ 1 のネジ位置とのずれを、 下記の様に求める。
両者の径方向のずれは、 （原点 0 ' からピッチ谷 t ' までの径方 向距離 T ' ) ― (原点 0 ' からピッチ谷 t までの径方向距離 T ) で ある。
両者の軸方向のずれは、 （原点◦ ' から斜面中央 s ' までの軸方 向距離 S， ) 一 （原点 0 ' から斜面中央 s までの軸方向距離 S ) で める。
なお、 基準の雄ネジにおける、 原点 0， からピッチ谷 t， までの 径方向距離 T ' 、 および原点 0 ' から斜面中央 s ' までの軸方向距 離 S， は、 図 4 のステップ S 1 〜 S 6 のフローチャー トに示す手順 (後述する） で求めておく。
ステップ s 8において、 検査する雄ネジ 1 のネジ外形画像 4 2に 対応するポジシヨ ンに、 第 1 の判定ェリァである上側デジ夕ルゲ一 ジ 7 3、 および第 2の判定ェリアである下側デジタルゲージ 7 4が 投影される様に、 ゲージ位置補正手段 5 7が、 原点 0 ' を座標の原 点〇に変更する （図 7参照） 。
これにより、 基準の雄ネジのネジ外形画像 4 4 に対応する図 6の 実線および図 7の破線で示す上側デジタルゲージ 7 1 (下側デジ夕 ルゲージ 7 2は図示せず） の位置が、 検査する雄ネジ 1 のネジ外形 画像 4 2 に対応する図 7の実線で示す上側デジタルゲージ 7 3、 下 側デジタルゲージ 7 4の位置に変更される。
ステップ s 9 において、 画像判定手段 5 8が画像判定を行う。 な お、 毎回の撮影後に行う画像判定は、 撮影開始から 1 8 m s以内に 完了する。
画像判定は、 図 7に示すネジ外形画像 4 2が第 1 の判定エリアで ある上側デジタルゲージ 7 3に入っておらず、 且つ、 ネジ外形画像 4 2から、 第 2の判定ェリァである下側デジタルゲージ 7 4が食み 出ていないという条件が成立するか否かを判定する。
雄ネジ 1 の影であり暗い画素により構成されているネジ外形画像 4 2が上側デジタルゲージ 7 3 に入ると、 上側デジタルゲージ 7 3 内に暗い画素が入り込む。
例えば、 図 8の （ a ) に示す様に、 ネジ部 1 1 に凸打痕が有る場 合には、 図 8の （ b ) に示す様に、 ネジ外形画像 4 2のネジ外形線 4 3が、 上限線 7 3 uを越えて上側デジタルゲージ 7 3内に入り込 む。
また、 雄ネジ 1 の影であり暗い画素によ り構成されているネジ外 形画像 4 2で包囲されている下側デジタルゲージ 7 4がネジ外形画 像 4 2から食み出ると、 下側デジタルゲージ 7 4内に明るい画素が 入り込む。
例えば、 図 9の （ a ) に示す様に、 ネジ部 1 1 に凹打痕が有る場 合には、 図 9の （ b ) に示す様に、 ネジ外形画像 4 2のネジ外形線 4 3が、 下側デジ夕ルゲージ 7 の下限線 7 4 dを越えて下側デジ タルゲージ 7 4内に入り込む。
ステップ s 1 0において、 1 回転分の画像判定が終了したか否か 判定し、 終了していない場合 （N O ) にはステップ s 4 に戻り、 つ ぎの撮影を行う。 また、 終了した場合 （Y E S ) にはステップ s 1 1 に進む。
ステップ s 1 1 において、 検査結果をモニタ一 7に表示する。 例えば、 ネジ 1 回転分の全てのネジ外形画像 4 2が全く上側デジ 夕ルゲージ 7 3 に入つておらず、 且つ、 ネジ 1 回転分の全てのネジ 外形画像 4 2から全く下側デジタルゲージ 7 4が食み出ていない場 合には、 雄ネジ 1 が正常品であるとモニター 7に表示する。 他の場 合には、 不良品であると表示する。
つぎに、 基準の雄ネジのネジ外形画像 4 4への上側デジタルゲー ジ 7 1 および下側デジタルゲージ 7 2の投影を、 図 4のフローチヤ —ト、 および図 5、 図 6 に基づいて説明する。
図 4のステップ S 1 において、 停止している回転台 2のネジ載置 面 2 1 の基準位置に基準の雄ネジをセッ 卜する。
ステップ S 2 において、 基準の雄ネジのネジ部片側のネジ外形を デジタルカメ ラ 4で撮影する。 そして、 デジタルカメ ラ 4から出力 される画像信号 4 1が画像信号処理回路 5 1 に入力され、 実寸法に 対してモニター 7上では 2 0倍に拡大された、 図 5および図 6 にお いて破線で示すネジ外形画像 4 4 を座標上に得る。
ステップ S 3 において、 ネジ位置検出手段 5 6が、 拡大されたネ ジ外形画像 4 4 のネジ外形線 4 5 を画像解析し、 図 5に示す、 ネジ 部中間に螺刻されたピッチ谷 t ' の径方向位置 （座標の原点 0 ' か らピッチ谷 t ' までの径方向距離 T ' ) を検出する。
ステップ S 4 において、 ネジ位置検出手段 5 6 が、 拡大されたネ ジ外形画像 4 4のネジ外形線 4 5 を画像解析し、 図 5に示す、 ネジ 部中間に螺刻されたピッチの斜面中央 s ' の軸方向位置 （座標の原 点〇 ' から斜面中央 s ' までの軸方向距離 S ' ) を検出する。
ステップ S 5において、 図 6において破線で示す拡大されたネジ 外形画像 4 4に対して、 ゲージ位置設定手段 5 5 (判定エリア設定 手段） が、 ネジ部外形の外側への最大許容値に相当する上限線 7 1 u (第 1 の限界線） をネジ外形線 4 5 の外側に画定した上側デジ夕 ルゲージ 7 1 (第 1 の判定エリア） と、 ネジ部外形の内側への最大 許容値に相当する下限線 7 2 d (第 2の限界線） をネジ外形線 4 5 の内側に画定した下側デジタルゲージ 7 2 (第 2 の判定エリア） と を設定する。
ステップ S 6 において、 各デ一夕をメモリ に格納する。
本実施例のデジタルゲージ式ネジ検査装置 Aは、 以下に示す利点 を有する。
雄ネジ 1 のネジ山が正常であるか否を、 高精度で、 且つ、 約 7 0 0 m sの短時間で検查することができる。 なお、 ネジ山が正常であ るとは、 雄ネジ 1 に疵ゃ打痕が無く、 ピッチが 常に形成されてい る状態をいう。
画像判定で検査を行う構成であるので、 検査用部材が磨耗しない ので、 検査用部材の定期交換が不要である。
デジタルゲージ式ネジ検査装置 Αは、 比較的簡単な構成であるの で、 低コス トで製造できる。
デジタルカメラ 4で撮影した雄ネジ 1 のネジ外形が、 モニタ一 7 上では 2 0倍に拡大して表示されるので、 ゲージ位置設定手段 5 5 がネジ外形画像にデジタルゲージを容易に設定できる。 また、 ネジ 位置検出手段 5 6が雄ネジ位置を容易に検出できる。 更に、 画像判 定手段 5 8が画像判定を精度良く行う ことができる。
つぎに、 本発明の第 2実施例 （請求項 5、 6に対応） を、 図 1、 図 2、 図 1 0〜図 1 1に基づいて説明する。
デジタルゲージ式ネジ検査装置 Bは、 以下に示す構成および作動 がデジタルゲージ式ネジ検査装置 Aと異なる。
デジタルカメラ 4は、 回転台 1上で回転する雄ネジ 1 を挟む様に 、 投光手段 3 と対向して配置され、 所定時間 （約 1 8 m s ) 毎に、 雄ネジ 1 のネジ部両側のネジ外形を撮影して画像信号 4 1 を出力す る。
このデジ夕ルゲージ式ネジ検査装置 Bの判定装置本体 5のマイ ク 口コンピュータの作動を、 図 4、 図 1 2 のフローチャー ト、 および 図 1 0、 図 1 1 に基づいて説明する。
ステップ s t 1 において、 検査する雄ネジ 1 の種類を操作パネル 6から入力する。
図 1 2 のステップ s t 2 において、 予め登録しておいた複数のデ ジ夕ルゲージの中から、 検査する雄ネジ 1 に対応する三組のデジ夕 ルゲージをゲージ決定手段 5 4が決定する。
ステップ s t 3 において、 ネジ搬入装置により、 回転している回 転台 2に雄ネジ 1 をセッ トする。 これにより、 頭部 1 2 を下側にし てネジ載置面 2 1 に雄ネジ 1 が載置される。
ステップ s t 4において、 雄ネジ 1 のネジ部両側のネジ外形をデ ジタルカメラ 4で撮影する。
そして、 デジタルカメラ 4から出力される画像信号 4 1 が画像信 号処理回路 5 1 に入力され、 実寸法に対して、 モニター 7上では 1 5倍に拡大して表示される、 図 1 0 に示すネジ外形画像 8 1 を座標 上に得る。
ステップ s t 5 において、 ネジ位置検出手段 5 6が、 拡大された ネジ外形画像 8 1 の片側のネジ外形線 8 2 を画像解析し、 図 1 0 に 示す、 ネジ部中間に螺刻されたピッチ谷 tの径方向位置 （座標の原 点〇' からピッチ谷 t までの径方向距離 T ) を検出する。
ステップ s t 6 において、 ネジ位置検出手段 5 6が、 拡大された ネジ外形画像 8 1 のネジ外形線 8 を画像解析し、 図 1 0 に示す、 ネジ部中間に螺刻されたピッチの斜面中央 sの軸方向位置 （座標の 原点 0 ' から斜面中央 sまでの軸方向距離 S ) を検出する。
ステップ s t 7において、 基準の雄ネジのネジ位置と、 検査する 雄ネジ 1 のネジ位置とのずれを、 下記の様に求める。
両者の径方向のずれは、 （原点 0 ' からピッチ谷 t ' までの径方 向距離 T ' ) 一 （原点 0， からピッチ谷 t までの径方向距離 T ) で める。
両者の軸方向のずれは、 （原点◦ ' から斜面中央 s ' までの軸方 向距離 S， ) 一 （原点 0， から斜面中央 s までの軸方向距離 ^ ) で め o
なお、 基準の雄ネジにおける、 原点 0 ' からネジ部中間に螺刻さ れたピッチ谷 t ' までの径方向距離 T， や、 原点 0 ' からネジ部中 間に螺刻されたピッチの斜面中央 s ' までの軸方向距離 S ' は、 図 4のステップ S 1〜 S 6のフローチャートに示す手順に準じて求め ておく。
ステップ s t 8において、 図 1 1 に示す様に、 検査する雄ネジ 1 のネジ外形画像 8 1 に対応するポジシヨ ンに、 第 1判定ェリアであ る上側デジタルゲージ 9 1 、 第 2判定エリアである下側デジ夕ルゲ —ジ 9 2、 および第 3判定エリアである内側デジタルゲージ 9 3が 投影される様に、 原点 .〇 ' を座標の原点◦に変更する。
これにより、 図 1 0の破線で示す様に、 基準の雄ネジのネジ外形 画像 8 3に対応する上側デジタルゲージ、 下側デジタルゲージ、 お よび内側デジタルゲージの各位置が、 検査する雄ネジ 1 のネジ外形 画像 8 1 に対応する図 1 1 の実線で示す上側デジタルゲージ 9 1、 下側デジタルゲージ 9 および内側デジタルゲージ 9 3の各位置 に変更される。
ステップ s t 9 において、 画像判定手段 5 8が画像判定を行う。 なお、 毎回の撮影後に行う画像判定は、 撮影開始から 1 8 m s以内 に完了する。
画像判定は、 図 1 1 に示す如く、 ネジ外形画像 8 1 が第 1判定ェ リアである上側デジタルゲージ 9 1 に入っておらず、 ネジ外形画像 8 1が第 1判定ェリァである下側デジタルゲージ 9 2 に入っておら ず、 且つ、 第 3判定ェリァである内側デジ夕ルゲージ 9 3がネジ外 形画像 8 1 から食み出ていないという条件が成立するか否かを判定 する。
雄ネジ 1 の影であり暗い画素により構成されているネジ外形画像 8 1 が上側デジタルゲージ 9 1 に入ると、 上側デジタルゲージ 9 1 内に暗い画素が入り込む。 また、 雄ネジ 1 の影であり暗い画素によ り構成されているネジ外形画像 8 1が下側デジタルゲージ 9 2 に入 ると、 下側デジタルゲージ 9 2内に暗い画素が入り込む。
下記に示す場合には、 ネジ外形画像 8 1 のネジ外形線 8 2が、 上 限線 9 1 uや上限線 9 2 uを越えて、 上側デジタルゲージ 9 1や下 側デジタルゲージ 9 2内に入り込む。
ネジ部 1 1 に凸打痕が有る場合。
製造時に、 二つのダ ズの位置づれに伴って発生し、 ネジ山に位 相のずれやピッチ違いが有る （通称、 ニ条ネジ、 算盤ネジ、 酔つば らい） 場合。
また、 雄ネジ 1 の影であり暗い画素により構成されているネジ外 形画像 8 1 で包囲されている内側デジタルゲージ 9 3がネジ外形画 像 8 1 から食み出ると、 内側デジタルゲージ 9 3内に明るい画素が 入り込む。
下記に示す場合には、 ネジ外形画像 8 1 のネジ外形線 8 2が、 内 側デジタルゲージ 9 3の下限線 9 3 dを越えて内側デジタルゲージ 9 3内に入り込む。
ネジ部 1 1 に凹打痕が有る場合。
製造時に、 二つのダイズの位置づれに伴って発生し、 ネジ山に位 相のずれやピッチ違いが有る （通称、 ニ条ネジ、 算盤ネジ、 酔つぱ らい） 場合。 ステップ s t 1 0において、 1 / 2回転分の画像判定が終了した か否か判定し、 終了していない場合 （N O ) にはステップ s t 4 に 戻り、 つぎの撮影を行う。 また、 終了した場合 （Y E S ) にはステ ップ s t 1 1 に進む。
ステップ s t 1 1 において、 検査結果をモニタ一 7 に表示する。 例えば、 ネジ 1 / 2回転分の全てのネジ外形画像 8 1 が全く上側 デジタルゲージ 9 1 および下側デジタルゲージ 9 2 に入っておらず 、 且つ、 ネジ 1 / 2回転分の全てのネジ外形画像 8 1 から全く内側 デジタルゲージ 9 3が食み出ていない場合には、 雄ネジ 1 が正常品 であるとモニター 7に表示する。 他の場合には、 不良品であると表 示する。
本実施例のデジ夕ルゲージ式ネジ検査装置 Bは、 以下に示す利点 を有する。
雄ネジ 1 のネジ山が正常であるか否を、 高精度で、 且つ、 約 3 5 0 m sの短時間で検査することができる。 なお、 ネジ山が正常であ る状態とは、 雄ネジ 1 に疵ゃ打痕が無く、 ネジ山の位相にずれが無 く、 ピッチ違いが無いことである。
画像判定で検査を行う構成であるので、 検査用部材が磨耗しない ので、 検査用部材の定期交換が不要である。
デジタルゲージ式ネジ検査装置 Bは、 比較的簡単な構成であるの で、 低コス トで製造できる。
デジタルカメ ラ 4で撮影した雄ネジ 1 のネジ外形が、 モニタ一 7 上では 1 5倍に拡大して表示されるので、 ゲージ位置設定手段 5 5 がネジ外形画像にデジタルゲージを容易に設定できる。 また、 ネジ 位置検出手段 5 6が雄ネジ位置を容易に検出できる。 更に、 画像判 定手段 5 8が画像判定を精度良く行う ことができる。
(変形例 1 )
上記デジタルゲージ式ネジ検査装置 A、 Bにおいて、 図 1 3 に示 す様に、 回転台 2 の回転軸から所定距離だけ離れた位置に複数 （例 えば 3台） のデジタルカメラ 4 を軸方向に配置し、 これらのデジ夕 ルカメラ 4により、 雄ネジ 1 のネジ外形のネジ部片側またはネジ部 両側を分割して撮影することにより得られる複数のネジ外形画像を つなぎ合わせる様にしても良い （請求項 1、 2、 4、 5、 6、 8 に 対応） 。
この構成は、 ネジ部 1 1 が長い雄ネジ 1 の場合に好適であり、 ネ ジ部 1 1 が長い雄ネジ 1であっても、 ネジ部片側全長またはネジ部 両側全長のネジ外形のネジ外形画像を得ることができる。
(変形例 )
上記デジタルゲージ式ネジ検査装置 Aにおいて、 図 1 4に示す様 に、 上側デジ夕ルゲージ Ί 1や下側デジ夕ルゲージ 7 2 を、 軸方向 位置に応じて複数 （例えば三つ） のデジタルゲージに分割しても良 い （請求項 1、 2、 3に対応） 。
この場合、 各デジタルゲージ毎に、 上限線 7 1 u、 下限線 7 2 d の一部分を画定する。
この構成を採用すると、 外観が不良であると判定したデジタルゲ ージの分割箇所に基づいて、 ネジ部 1 1 の不良箇所の位置を大凡、 特定できる。
(変形例 3 )
上記デジタルゲージ式ネジ検査装置 Bにおいても同様に、 軸方向 位置に応じて複数のデジタルゲージに分割しても良い （請求項 4、 03014404
5、 6 に対応） 。
(変形例 4 )
光源の投光色は、 白色以外 （例えば赤色） であっても良い。 また 、 所定時間 （撮影タイ ミ ング） は 1 8 m sに限定されない。 産業上の利用可能性
雄ネジの外観検査装置は、 ネジ山が正常であるか否かを高精度で 、 且つ短時間で検査することができる。

Claims

請求の範囲
1 . ネジ頭部を載置するか把持して等速度で回転する回転台と、 回転する前記雄ネジに横方向から投光する光源と、
回転する前記雄ネジを挟む様に前記光源と対向して配置され、 所 定時間毎に前記雄ネジのネジ部片側のネジ外形を撮影して画像信号 を出力するデジタルカメ ラと、
前記回転台の基準位置に基準の雄ネジが臨む場合に得られる基準 のネジ外形画像に対して、 前記ネジ外形の外側への最大許容値に相 当する第 1 の限界線をネジ外形線の外側に画定した第 1 の判定エリ ァと、 内側への最大許容値に相当する第 2の限界線を前記ネジ外形 線の内側に画定した第 2の判定ェリアとを設定する判定ェリァ設定 手段と、
撮影により得られたネジ外形画像のネジ外形線を解析し、 ネジ部 中間に螺刻されたピッチ谷の径方向位置と、 前記ネジ部中間に螺刻 されたピッチの斜面中央の軸方向位置とを検出して、 撮影毎に雄ネ ジ位置を検出するネジ位置検出手段と、
前記基準のネジ外形画像のネジ外形線から検出される基準の雄ネ ジ位置と、 前記ネジ位置検出手段により検出される検査用の雄ネジ の雄ネジ位置との偏差分だけ、 前記判定エリァ設定手段が設定した 各判定ェリァを撮影毎に位置補正して前記ネジ外形画像に投影する 判定エリァ補正手段と、
前記ネジ外形画像が前記第 1 の判定エリアに入らず、 且つ、 前記 ネジ外形画像から前記第 2の判定ェリァが食み出ていないことを判 定する画像判定手段とを備え、 ネジ 1 回転分の全てのネジ外形画像が全く前記第 1 の判定エリァ に入っておらず、 且つ、 ネジ 1 回転分の全てのネジ外形画像から全 く前記第 2 の判定ェリァが食み出ていないと前記画像判定手段が判 定した場合には、 検査した雄ネジが正常品であると判定することを 特徴とする雄ネジの外観 '検査装置。
2 . 前記第 1、 第 2の判定ェリァの設定および雄ネジ位置の検出に 用いる前記ネジ外形画像は、 前記デジタルカメラで撮影したネジ外 形を所定の倍率で拡大したものであることを特徴とする請求項 1 に 記載の雄ネジの外観検査装置。
3 . 前記第 1 の判定ェリァおよび前記第 2 の判定ェリァは、 各々、 軸方向位置に応じて分割した複数の判定ェリァを合わせたものであ ることを特徴とする請求項 1 または請求項 2 に記載の雄ネジの外観 検査装置。
4 . 前記回転台の回転軸から所定距離だけ離れた位置に複数個のデ ジタルカメラを軸方向に配置し、
これら複数個のデジ夕ルカメラによ り、 前記雄ネジのネジ部片側 のネジ外形を分割して撮影することにより得られる複数のネジ外形 画像をつなぎ合わせることを特徴とする請求項 1 または請求項 2 に 記載の雄ネジの外観検査装置。
5 . ネジ頭部を載置するか把持して等速度で回転する回転台と、 回転する前記雄ネジに横方向から投光する光源と、
回転する前記雄ネジを挟む様に前記光源と対向して配置され、 所 定時間毎に前記雄ネジのネジ部両側のネジ外形を撮影して画像信号 を出力するデジタルカメラと、
前記回転台の基準位置に基準の雄ネジが臨む場合に得られる基準 のネジ外形画像に対して、 前記ネジ外形の外側への最大許容値に相 当する第 1限界線を一方側のネジ外形線の外側に画定した第 1判定 エリアと、 外側への最大許容値に相当する第 2限界線を他方側のネ ジ外形線の外側に画定した第 2判定ェリアと、 内側への最大許容値 を示す第 3限界線をネジ外形線の内側に画定した第 3判定ェリァと を設定する判定エリァ設定手段と、
撮影により得られたネジ外形画像の片側のネジ外形線を解析し、 ネジ部中間に螺刻されたピッチ谷の径方向位置と、 前記ネジ部中間 に螺刻されたピッチの斜面中央の軸方向位置とを検出して、 撮影毎 に雄ネジ位置を検出するネジ位置検出手段と、
前記基準のネジ外形画像の片側のネジ外形線から検出される基準 の雄ネジ位置と、 前記ネジ位置検出手段によ り検出される検査用の 雄ネジの雄ネジ位置との偏差分だけ、 前記判定エリァ設定手段が設 定した各判定ェリァを撮影毎に位置補正して前記ネジ外形画像に投 影する判定ェリァ補正手段と、
前記ネジ外形画像が、 前記第 1、 第 2判定エリアに入らず、 且つ 、 前記ネジ外形画像から第 3判定ェリァが食み出ていないことを判 定する画像判定手段とを備え、
ネジ半転分の全てのネジ外形画像が全く前記第 1 、 第 2判定エリ ァに入っておらず、 且つ、 ネジ半回転分の全てのネジ外形画像から 前記第 3判定ェリァが全く食み出ていないと前記画像判定手段が判 定した場合には、 検査した雄ネジが正常品であると判定することを 特徴とする雄ネジの外観検査装置。
6 . 前記第 1 、 第 2、 第 3判定ェリァの設定および雄ネジ位置の検 出に用いる前記ネジ外形画像は、 前記デジタルカメ ラで撮影したネ ジ外形を所定の倍率で拡大したものであることを特徴とする請求項
5に記載の雄ネジの外観検査装置。
7 . 前記第 1 、 第 2、 第 3判定エリアは、 各々、 軸方向位置に応じ て分割した複数の判定ェリアを合わせたものであることを特徴とす る請求項 5 または請求項 6 に記載の雄ネジの外観検査装置。
8 . 前記回転台の回転軸から所定距離だけ離れた位置に複数個のデ ジタルカメラを軸方向に配置し、
これら複数個のデジタルカメラにより、 前記雄ネジのネジ部両側 のネジ外形を分割して撮影することによ り得られる複数のネジ外形 画像をつなぎ合わせることを特徴とする請求項 5 または請求項 6 に 記載の雄ネジの外観検査装置。
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