JP2017096844A - 物品検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 検査筒11を物品2の内周面2A内に挿入した後、検査筒11を介して内周面2Aにレーザ光Lを照射し、その状態で検査筒11を上昇させながら回転させて、内周面2Aから反射されたレーザ光LをCCDカメラ12で撮影して内周面2Aの検査を行う。検査筒11は移動テーブル28と一体となっており、それらは回転テーブル29及びモータ19の回転部19Aに対して水平方向に移動可能となっている。検査対象となる物品2の内径が大きい場合には、検査開始前に作業者がマイクロメータ41を所要量回転させると、移動テーブル28と検査筒11が回転テーブル29に対して水平方向に所要量移動される。【効果】 内径が異なる物品2を1つの検査筒11を用いて検査することができるので、汎用性が高い物品検査装置1を提供できる。【選択図】 図1
Description
本発明は物品検査装置に関し、より詳しくは、物品における円筒部の内面にライン状のレーザ光を照射し、その反射光を基にして内面を検査するようにした物品検査装置に関する。
従来、レーザ光を用いて物品における円筒部の内面を検査する物品検査装置は広く知られている。
従来の一般的な物品検査装置は、レーザ光を反射するミラーを内蔵した検査筒を備えており、該検査筒を検査対象となる物品の円筒部内に挿入し、その状態において物品を回転させながら円筒部の内面にレーザ光を照射し、その反射光を基にして円筒部の内面の検査を行うようになっている。
ところで、レーザ光を用いた従来の物品検査装置においては、検査対象となる物品を回転させて検査を実施しているため、次のような問題があった。つまり、物品が大型で重量がある場合には、物品全体を円筒部の軸心を中心として回転させようとすると、高精度な位置決め機構が必要となり、その分だけ物品検査装置の製造コストが高くなるという問題がある。
他方、検査対象となる物品を回転させずに、ミラーを内蔵した検査筒を回転させるようにした技術も従来公知である(例えば特許文献1、特許文献2)。
従来の一般的な物品検査装置は、レーザ光を反射するミラーを内蔵した検査筒を備えており、該検査筒を検査対象となる物品の円筒部内に挿入し、その状態において物品を回転させながら円筒部の内面にレーザ光を照射し、その反射光を基にして円筒部の内面の検査を行うようになっている。
ところで、レーザ光を用いた従来の物品検査装置においては、検査対象となる物品を回転させて検査を実施しているため、次のような問題があった。つまり、物品が大型で重量がある場合には、物品全体を円筒部の軸心を中心として回転させようとすると、高精度な位置決め機構が必要となり、その分だけ物品検査装置の製造コストが高くなるという問題がある。
他方、検査対象となる物品を回転させずに、ミラーを内蔵した検査筒を回転させるようにした技術も従来公知である(例えば特許文献1、特許文献2)。
上記特許文献1、特許文献2の物品検査装置においては次のような問題があった。すなわち、これら従来の装置においては、所定内径の円筒部を備えた物品のみを検査対象としているため、検査対象である物品の円筒部の内径が変更された場合には、それに対応する検査筒に交換する必要があり、検査筒の交換作業がきわめて煩雑であるという問題があった。
上述した事情に鑑み、本発明は、支持部材に対して回転可能に設けられた回転体と、回転体を回転させる回転機構と、検査対象となる物品にレーザ光を照射して該物品の円筒部の内面の検査を行う検査ユニットと、検査ユニットによって撮影されたレーザ光の画像を処理する画像処理手段とを備え、上記検査ユニットは、上記回転体とともに回転されるとともに内部に光を反射する反射部材が設けられた検査筒と、物品の円筒部の内面にレーザ光を照射するレーザ照射機構と、物品の円筒部の内面から反射されたレーザ光を上記反射部材を介して撮影するカメラとを有し、物品の円筒部の内部に検査筒を挿入し、検査筒を回転させながらレーザ照射機構から物品の円筒部の内面に向けてレーザ光を照射して、該円筒部の内面から反射されたレーザ光をカメラで撮影して、該カメラで撮影した画像を基にして物品の円筒部の検査を行うようにした物品検査装置において、
上記検査筒を上記回転体に対して水平方向に相対移動可能に構成し、所要時に上記回転体の軸心と検査筒の軸心とを偏心させて配置可能としたものである。
上記検査筒を上記回転体に対して水平方向に相対移動可能に構成し、所要時に上記回転体の軸心と検査筒の軸心とを偏心させて配置可能としたものである。
このような構成によれば、検査筒と回転体とを水平方向に相対移動させることができるので、検査筒を交換することなく異なる内径の物品の検査を行うことができる。そのため、従来と比較して汎用性が高く作業性が良好な物品検査装置を提供することができる。
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1ないし図2において、物品検査装置1は、円筒状をした物品2の内周面2Aを検査するようになっており、より具体的には、円筒部としての内周面2Aにおける凹凸や傷付きの有無などの検査を行うようになっている。
物品検査装置1の検査対象となる物品2は、全体として円筒状に形成されており、この物品2の円筒部である内周面2Aが検査対象領域となっている。本実施例の物品検査装置1は、物品2の内周面2Aの全域にわたって光切断法によって検査を行うようになっている。
物品検査装置1の検査対象となる物品2は、全体として円筒状に形成されており、この物品2の円筒部である内周面2Aが検査対象領域となっている。本実施例の物品検査装置1は、物品2の内周面2Aの全域にわたって光切断法によって検査を行うようになっている。
物品検査装置1は、検査対象となる物品2が載置される水平な載置台3と、載置台3に鉛直上方に向けて立設された支持フレーム4と、この支持フレーム4に昇降自在に設けられた支持部材5と、この支持部材5に設けられてレーザ光Lを用いて物品2の内周面2Aの検査を行う検査ユニット6と、支持部材5を介して検査ユニット6を昇降させる昇降機構7と、検査ユニット6の駆動箇所及び昇降機構7の作動を制御する制御装置8とを備えている。
本実施例は、物品2の内周面2A内の下端部まで上方側から検査筒11を挿入し、その状態でライン状のレーザ光Lを内周面2Aに照射するとともに検査筒11を一方向に回転させながら上昇させるようになっている。このように検査筒11を回転させつつ上昇させる際に内周面2Aから反射されたライン状のレーザ光LをCCDカメラ12によって時系列で撮影し、撮影画像を基にして物品2の内周面2Aの全域を検査するようになっている(図5参照)。また、後に詳述するが、本実施例は、検査筒11を回転部分に対して水平方向に10mm程度移動させることが可能となっており、それによって、異なる内径の物品2を1つの検査筒11で兼用して検査できるようになっている。
本実施例は、物品2の内周面2A内の下端部まで上方側から検査筒11を挿入し、その状態でライン状のレーザ光Lを内周面2Aに照射するとともに検査筒11を一方向に回転させながら上昇させるようになっている。このように検査筒11を回転させつつ上昇させる際に内周面2Aから反射されたライン状のレーザ光LをCCDカメラ12によって時系列で撮影し、撮影画像を基にして物品2の内周面2Aの全域を検査するようになっている(図5参照)。また、後に詳述するが、本実施例は、検査筒11を回転部分に対して水平方向に10mm程度移動させることが可能となっており、それによって、異なる内径の物品2を1つの検査筒11で兼用して検査できるようになっている。
支持部材5は上部水平部5Aと下部水平部5Bとを備えており、この支持部材5は側面からみるとコ字形となっている。支持フレーム4の前面に昇降機構7が固定されており、この昇降機構7のスライダ13に支持部材5が取り付けられている。これにより、支持部材5における上部水平部5A及び下部水平部5Bは水平に支持されており、この支持部材5に検査ユニット6が設けられている。
昇降機構7としては一般的なアクチュエータを採用しており、モータ14とスライダ13とレール15と、図示していないが、モータ14の駆動軸に連結されたボールネジとこのボールネジに装着されたナットを備えている。スライダ13はナットと接続されており、ボールネジが正逆に回転されることに伴いナットを介してスライダ13がレール15に沿って昇降するようになっている。制御装置8が所要時にモータ14を正逆に回転させると、支持部材5とそれに設けた検査ユニット6が昇降されるようになっている。
昇降機構7としては一般的なアクチュエータを採用しており、モータ14とスライダ13とレール15と、図示していないが、モータ14の駆動軸に連結されたボールネジとこのボールネジに装着されたナットを備えている。スライダ13はナットと接続されており、ボールネジが正逆に回転されることに伴いナットを介してスライダ13がレール15に沿って昇降するようになっている。制御装置8が所要時にモータ14を正逆に回転させると、支持部材5とそれに設けた検査ユニット6が昇降されるようになっている。
本実施例の検査ユニット6は、物品2の内周面2Aの内部に上方側から挿入される検査筒11と、検査筒11の内部を経由して物品2の内周面2Aに向けて上方側からライン状のレーザ光Lを照射するレーザ照射機構17と、検査筒11の上方側に配置されてレーザ光Lを通過させるレンズ筒18と、上記レンズ筒18及び検査筒11等を一方向に回転させるモータ19と、レンズ筒18と軸心を一致させてその上方に配置されるとともに検査筒11内へ反射されたレーザ光Lを撮影するCCDカメラ12と、上記レンズ筒18が回転自在に軸支されるとともに上記CCDカメラ12が設けられたXYテーブル20とを備えている。
検査筒11は細長い円筒状に形成されており、その下端部11aは閉鎖されている。この検査筒11は鉛直下方に向けて支持されており、検査筒11の下端部11aを物品2の内周面2Aの下端部まで挿入してから検査を行うようになっている。
図5に模式図で示すように、検査筒11の下端部11a近傍の内部には、第1反射部材としてのプリズム21と、第2反射部材としてのプリズム22が配置されている。また、検査筒11におけるプリズム21、22と対向する円筒部には、レーザ光Lを透過させるための図示しない開口がそれぞれ形成されている。第1反射部材としてのプリズム21は、上方から照射されたライン状のレーザ光Lを反射させて、物品2の内周面2Aに照射させるようになっている。他方、第2反射部材としてのプリズム22は、物品2の内周面2Aから反射されたライン状のレーザ光Lを反射させて上方側のCCDカメラ12に受光させるようになっている。
図5に模式図で示すように、検査筒11の下端部11a近傍の内部には、第1反射部材としてのプリズム21と、第2反射部材としてのプリズム22が配置されている。また、検査筒11におけるプリズム21、22と対向する円筒部には、レーザ光Lを透過させるための図示しない開口がそれぞれ形成されている。第1反射部材としてのプリズム21は、上方から照射されたライン状のレーザ光Lを反射させて、物品2の内周面2Aに照射させるようになっている。他方、第2反射部材としてのプリズム22は、物品2の内周面2Aから反射されたライン状のレーザ光Lを反射させて上方側のCCDカメラ12に受光させるようになっている。
また、検査筒11の上端部は開口されており、この検査筒11の上端部はフランジ部材26の貫通孔に下方側から嵌着されている。フランジ部材26の上面に段付の環状部材27が連結されており、さらにこの環状部材27の上面に方形をした移動テーブル28が固定されている。
また、移動テーブル28の上面に、移動テーブル28と同様の方形をした回転テーブル29が載置されており、回転テーブル29の上面は環状部材31を介してモータ19の回転部19Aに連結されている。
また、移動テーブル28の上面に、移動テーブル28と同様の方形をした回転テーブル29が載置されており、回転テーブル29の上面は環状部材31を介してモータ19の回転部19Aに連結されている。
モータ19の円筒状をした固定部19Bは、支持部材5の下部水平部5Bに連結されており、固定部19Bの内方に円筒状をした回転部19Aが配置されている。
固定部19Bより内方側となる下部水平部5Bには開口部5bが形成されており、この開口部5b及びモータ19の回転部19A内に円筒状のレンズ筒18を鉛直方向に貫通させて配置している。そして、レンズ筒18の下端部18Aを上記環状部材27の上面に固定している。そのため、レンズ筒18と環状部材27によって移動テーブル28と回転テーブル29が支持されている。前述したように、環状部材27にはフランジ部材26が連結され、該フランジ部材26に検査筒11が連結されている。これにより、検査筒11、フランジ部材26とそれに設けたレーザ照射機構17、環状部材27、31、移動テーブル28、回転テーブル29及びレンズ筒18は、モータ19によって一体となって一方向に回転できるようになっている。
他方、レンズ筒18の上端部18Bは、XYテーブル20の貫通孔20Aに嵌着されたベアリング32の内レースに嵌着されている。これにより、レンズ筒18及びその下方側に位置する検査筒11、移動テーブル28、回転テーブル29等がXYテーブル20によって支持されており、かつ、それらはベアリング32によって各々の軸心を鉛直方向に維持された状態で回転できるようになっている。
上記レンズ筒18の内部の所定高さ位置には、図示しないレンズが配置されており、レンズ筒18内を通過するレーザ光Lは、レンズ筒18内のレンズによって上方側のCCDカメラに案内されるようになっている。
制御装置8によって所要時にモータ19が駆動されて回転部19Aが回転されると、回転テーブル29、移動テーブル28、環状部材27、フランジ部材26、検査筒11及びレンズ筒18が、一方向に一体となって回転されるようになっている。
固定部19Bより内方側となる下部水平部5Bには開口部5bが形成されており、この開口部5b及びモータ19の回転部19A内に円筒状のレンズ筒18を鉛直方向に貫通させて配置している。そして、レンズ筒18の下端部18Aを上記環状部材27の上面に固定している。そのため、レンズ筒18と環状部材27によって移動テーブル28と回転テーブル29が支持されている。前述したように、環状部材27にはフランジ部材26が連結され、該フランジ部材26に検査筒11が連結されている。これにより、検査筒11、フランジ部材26とそれに設けたレーザ照射機構17、環状部材27、31、移動テーブル28、回転テーブル29及びレンズ筒18は、モータ19によって一体となって一方向に回転できるようになっている。
他方、レンズ筒18の上端部18Bは、XYテーブル20の貫通孔20Aに嵌着されたベアリング32の内レースに嵌着されている。これにより、レンズ筒18及びその下方側に位置する検査筒11、移動テーブル28、回転テーブル29等がXYテーブル20によって支持されており、かつ、それらはベアリング32によって各々の軸心を鉛直方向に維持された状態で回転できるようになっている。
上記レンズ筒18の内部の所定高さ位置には、図示しないレンズが配置されており、レンズ筒18内を通過するレーザ光Lは、レンズ筒18内のレンズによって上方側のCCDカメラに案内されるようになっている。
制御装置8によって所要時にモータ19が駆動されて回転部19Aが回転されると、回転テーブル29、移動テーブル28、環状部材27、フランジ部材26、検査筒11及びレンズ筒18が、一方向に一体となって回転されるようになっている。
本実施例においては、XYテーブル20にレンズ筒18、検査筒11等を鉛直下方に向けて支持してあり、XYテーブル20を介してレンズ筒18、移動テーブル28、検査筒11を、モータ19の回転部19A、回転テーブル29に対して水平方向に相対移動できるようになっている。それにより、物品2の内周面2Aの内径の違いに応じて、検査筒11の軸心11Aを回転部19A、回転テーブル29の軸心に対して水平方向(半径方向)に移動させるようになっている。
XYテーブル20は、支持部材5の上部水平部5Aに2つのレール36、37を介して水平に取り付けられて、水平方向におけるX方向とそれに直交するY方向に移動可能となっている。より詳細には、図3にも示すように、上部水平部5Aの下面にY方向に沿った一対のレール36、36が取り付けてあり、他方、XYテーブル20の上面にはX方向に沿った一対のレール37、37が取り付けられている。そして、X方向のレール37、37とY方向のレール36、36とにわたって、2対で合計4個のスライダー38が設けられており、これらの4個のスライダー38と2対のレール36、37とによってXYテーブル20とそれに接続したレンズ筒18、検査筒11等が支持されている。これにより、レンズ筒18及びその下方側に位置する移動テーブル28、検査筒11等はXYテーブル20とともに水平面のXY方向に移動可能となっている。
XYテーブル20の上面に取り付けられたブラケット33を介し、CCDカメラ12が上記レンズ筒18及び検査筒11と同一軸線上に鉛直下方を向けて取り付けられている。このCCDカメラ12もXYテーブル20、レンズ筒18及び検査筒11とともに、回転テーブル29に対して水平面のXY方向に移動可能となっているが、CCDカメラ12自体はXYテーブル20にブラケット33を介して固定されているため、レンズ筒18や検査筒11とは異なり、XYテーブル20に対して自転することはない。
XYテーブル20は、支持部材5の上部水平部5Aに2つのレール36、37を介して水平に取り付けられて、水平方向におけるX方向とそれに直交するY方向に移動可能となっている。より詳細には、図3にも示すように、上部水平部5Aの下面にY方向に沿った一対のレール36、36が取り付けてあり、他方、XYテーブル20の上面にはX方向に沿った一対のレール37、37が取り付けられている。そして、X方向のレール37、37とY方向のレール36、36とにわたって、2対で合計4個のスライダー38が設けられており、これらの4個のスライダー38と2対のレール36、37とによってXYテーブル20とそれに接続したレンズ筒18、検査筒11等が支持されている。これにより、レンズ筒18及びその下方側に位置する移動テーブル28、検査筒11等はXYテーブル20とともに水平面のXY方向に移動可能となっている。
XYテーブル20の上面に取り付けられたブラケット33を介し、CCDカメラ12が上記レンズ筒18及び検査筒11と同一軸線上に鉛直下方を向けて取り付けられている。このCCDカメラ12もXYテーブル20、レンズ筒18及び検査筒11とともに、回転テーブル29に対して水平面のXY方向に移動可能となっているが、CCDカメラ12自体はXYテーブル20にブラケット33を介して固定されているため、レンズ筒18や検査筒11とは異なり、XYテーブル20に対して自転することはない。
一方、上記フランジ部材26の下面26Aには、ライン状のレーザ光Lを物品2に向けて照射するレーザ照射機構17を取り付けてあり、また、下面26Aの所定位置にはライン状のレーザ光Lを検査筒11のプリズム21へ案内する複数の反射ミラー34(図1、図2では34A、34Bのみ表示)が設けられている。レンズ筒18、回転テーブル29、移動テーブル28、フランジ部材26及び検査筒11が一体となって回転される際には、レーザ照射機構17及び反射ミラー34もフランジ部材26とともに回転されるようになっている。
上記レーザ照射機構17は、レンズ筒18の上端外周部に配置されたスリップリング35を介して電源から電力を供給されるようになっている。レーザ照射機構17は制御装置8によって作動を制御されるようになっており、所要時に制御装置8によってレーザ照射機構17からライン状のレーザ光Lが放射されると、放射されたレーザ光Lは複数の反射ミラー34によって順次反射されてから検査筒11の上端部の開口を介してプリズム21へ案内されるようになっている。そして、プリズム21によって反射されたライン状のレーザ光Lが物品2の内周面2Aに照射されるようになっている(図5参照)。
このように物品2の内周面2Aにライン状のレーザ光Lが照射されると、該ライン状のレーザ光Lは物品2の内周面2Aに照射された後にプリズム22へ反射され、該プリズム22によって反射されたライン状のレーザ光Lは、検査筒11内、フランジ部材26、環状部材27の内方とレンズ筒18内を順次通過して、該レンズ筒18内のレンズに案内されてから上方側のCCDカメラ12に受光されてその画像が撮影されるようになっている。
上記レーザ照射機構17は、レンズ筒18の上端外周部に配置されたスリップリング35を介して電源から電力を供給されるようになっている。レーザ照射機構17は制御装置8によって作動を制御されるようになっており、所要時に制御装置8によってレーザ照射機構17からライン状のレーザ光Lが放射されると、放射されたレーザ光Lは複数の反射ミラー34によって順次反射されてから検査筒11の上端部の開口を介してプリズム21へ案内されるようになっている。そして、プリズム21によって反射されたライン状のレーザ光Lが物品2の内周面2Aに照射されるようになっている(図5参照)。
このように物品2の内周面2Aにライン状のレーザ光Lが照射されると、該ライン状のレーザ光Lは物品2の内周面2Aに照射された後にプリズム22へ反射され、該プリズム22によって反射されたライン状のレーザ光Lは、検査筒11内、フランジ部材26、環状部材27の内方とレンズ筒18内を順次通過して、該レンズ筒18内のレンズに案内されてから上方側のCCDカメラ12に受光されてその画像が撮影されるようになっている。
本実施例のCCDカメラ12は従来公知のものと同様の構成を備えており、このCCDカメラ12は常時鉛直下方に向けて支持され、CCDカメラ12の撮影領域の中心(軸心)と、レンズ筒18の軸心が同一鉛直線上に位置するようになっている。
CCDカメラ12は、検査筒11とレンズ筒18等を介して検査筒11内のプリズム22から受光したライン状のレーザ光Lを時系列で撮影できるようになっている。CCDカメラ12が撮影したライン状のレーザ光Lの画像は、制御装置8の画像処理装置8Aへ送信されて、画像処理装置8Aの記憶部8aに記憶されるようになっている。
本実施例においては、所要時にモータ19が駆動されると、レンズ筒18、回転テーブル29、移動テーブル28と検査筒11が回転部19Aとともに一方向に回転されるようになっている。そして、モータ19の回転部19Aには、角度検出器としてのエンコーダ39が取り付けられている。回転部19Aが回転される際の回転角度は、パルス信号として上記エンコーダ39によって検出されるようになっており、該検出された角度検出信号は、上記画像処理装置8Aの記憶部8aに送信されて、そこに記憶されるようになっている。
CCDカメラ12は、検査筒11とレンズ筒18等を介して検査筒11内のプリズム22から受光したライン状のレーザ光Lを時系列で撮影できるようになっている。CCDカメラ12が撮影したライン状のレーザ光Lの画像は、制御装置8の画像処理装置8Aへ送信されて、画像処理装置8Aの記憶部8aに記憶されるようになっている。
本実施例においては、所要時にモータ19が駆動されると、レンズ筒18、回転テーブル29、移動テーブル28と検査筒11が回転部19Aとともに一方向に回転されるようになっている。そして、モータ19の回転部19Aには、角度検出器としてのエンコーダ39が取り付けられている。回転部19Aが回転される際の回転角度は、パルス信号として上記エンコーダ39によって検出されるようになっており、該検出された角度検出信号は、上記画像処理装置8Aの記憶部8aに送信されて、そこに記憶されるようになっている。
本実施例は、物品2及びCCDカメラ12を回転させることなく、検査筒11を回転させながら上昇させて物品2の検査を行うようにしてあり、その際に検査筒11のプリズム22から反射されるライン状のレーザ光LをCCDカメラ12で撮影するようにしている。
ここで、検査筒11が回転する一方、CCDカメラ12は回転しないので、CCDカメラ12が撮影した時系列における物品2から反射されたライン状のレーザ光Lは、基準となる原点位置に対して回転した状態で撮影されることになる。つまり、図6に示すように、基準となる原点位置においてレーザ光Lの画像が水平状態であるとすると、検査筒11自体が回転されることに伴って傾いた状態のレーザ光Lの画像がCCDカメラ12で撮影されることになる(図6(a)参照)。このように傾斜した状態のレーザ光Lの撮影画像を基にしては光切断法によって検査を行うことはできない。
ここで、検査筒11が回転する一方、CCDカメラ12は回転しないので、CCDカメラ12が撮影した時系列における物品2から反射されたライン状のレーザ光Lは、基準となる原点位置に対して回転した状態で撮影されることになる。つまり、図6に示すように、基準となる原点位置においてレーザ光Lの画像が水平状態であるとすると、検査筒11自体が回転されることに伴って傾いた状態のレーザ光Lの画像がCCDカメラ12で撮影されることになる(図6(a)参照)。このように傾斜した状態のレーザ光Lの撮影画像を基にしては光切断法によって検査を行うことはできない。
そこで、検査筒11を回転させながらCCDカメラ12によって撮影されたライン状のレーザ光Lの傾きが、回転部19A、環状部材31及び回転テーブル29の回転角度と対応していることに着目し、CCDカメラ12によって撮影されたレーザ光Lの回転角度を補正して、それを原点位置に位置させる回転補正を行うようにしている。具体的には、検査筒11の回転角度はモータ19の回転部19Aの回転角度と同期しているので、上記エンコーダ39による検出信号と対応させて時系列でのライン状のレーザ光Lの撮影画像を画像処理装置8Aの記憶部8aに記憶し、かつ認識するようにしている(図6(a)参照)。
そして、例えば図6(a)に示す状態では、基準となる原点位置(水平状態)に対してレーザ光Lの画像が傾斜しているので、画像処理装置8Aの回転補正部8bが、記憶部8aに記憶した検出筒11の回転角度を基にして画像におけるレーザ光Lを基準となる原点位置まで回転させる処理を行う。
つまり、回転補正部8bは、先ず検査筒11が原点位置からどれだけの角度回転しているのかを認識し、その後、撮影されたライン状のレーザ光Lの回転角度が基準となる原点位置からどれだけの回転角度異なっているかを算出する。その後、撮影されたライン状のレーザ光Lを基準となる原点位置のレーザ光Lと同じ回転角度となるように回転させる補正を行う。これにより、撮影時には傾斜していたレーザ光Lの画像が補正されて、図6(b)に実線で示す原点位置に位置するように補正されるようになっている。このようにして、回転補正部8bは、検査筒11を回転させた際にCCDカメラ12で撮影された検査対象領域について得られたレーザ光Lの傾きを補正して、原点位置に位置するように補正処理を行う。
そのため、検査筒11を回転させながらCCDカメラ12で撮影した時系列のレーザ光Lの画像は、全て回転補正部8bによって原点位置に位置した状態に補正される。そして、画像処理装置8Aの画像処理部8cは、内周面2Aの全周にわたって得られた補正後のレーザ光Lの画像を基にして光切断法によって、内周面2Aに凹凸があるが否かを判定するようになっている。
そして、例えば図6(a)に示す状態では、基準となる原点位置(水平状態)に対してレーザ光Lの画像が傾斜しているので、画像処理装置8Aの回転補正部8bが、記憶部8aに記憶した検出筒11の回転角度を基にして画像におけるレーザ光Lを基準となる原点位置まで回転させる処理を行う。
つまり、回転補正部8bは、先ず検査筒11が原点位置からどれだけの角度回転しているのかを認識し、その後、撮影されたライン状のレーザ光Lの回転角度が基準となる原点位置からどれだけの回転角度異なっているかを算出する。その後、撮影されたライン状のレーザ光Lを基準となる原点位置のレーザ光Lと同じ回転角度となるように回転させる補正を行う。これにより、撮影時には傾斜していたレーザ光Lの画像が補正されて、図6(b)に実線で示す原点位置に位置するように補正されるようになっている。このようにして、回転補正部8bは、検査筒11を回転させた際にCCDカメラ12で撮影された検査対象領域について得られたレーザ光Lの傾きを補正して、原点位置に位置するように補正処理を行う。
そのため、検査筒11を回転させながらCCDカメラ12で撮影した時系列のレーザ光Lの画像は、全て回転補正部8bによって原点位置に位置した状態に補正される。そして、画像処理装置8Aの画像処理部8cは、内周面2Aの全周にわたって得られた補正後のレーザ光Lの画像を基にして光切断法によって、内周面2Aに凹凸があるが否かを判定するようになっている。
さらに、本実施例は、上述した構成を前提として、物品2の内周部2Aの内径の違いに応じて、回転部19A、回転テーブル29及び環状部材31に対して移動テーブル28、検査筒11及びレンズ筒18を水平方向に所要量移動させることが特徴となっている。
より詳細には、回転テーブル29と移動テーブル28とは図示しないスライド機構によってX方向に移動可能に連結されるとともに、一体的に回転可能となっている。図2、図4に示すように、回転テーブル29と移動テーブル28はそれぞれ平面で視ると方形であり、中央に長孔が形成されている。また、回転テーブル29の下面にはX方向に沿って突出する凸部29Aが形成され、他方、移動テーブル28の上面には上記回転テーブル29の凸部29Aに係合する凹部28Aが形成されており、移動テーブル28は回転テーブル29に対して凸部29Aと凹部28Aのスライド面に沿って水平面上のX方向に移動可能になっている。したがって、移動テーブル28が回転テーブル29に対して水平方向に移動すると、検査筒11、フランジ部材26、環状部材27、レンズ筒18、XYテーブル20及びCCDカメラ12は、移動テーブル28の移動に伴ってモータ19の回転部19A、環状部材31及び回転テーブル29に対して水平方向に相対移動できるようになっている。
より詳細には、回転テーブル29と移動テーブル28とは図示しないスライド機構によってX方向に移動可能に連結されるとともに、一体的に回転可能となっている。図2、図4に示すように、回転テーブル29と移動テーブル28はそれぞれ平面で視ると方形であり、中央に長孔が形成されている。また、回転テーブル29の下面にはX方向に沿って突出する凸部29Aが形成され、他方、移動テーブル28の上面には上記回転テーブル29の凸部29Aに係合する凹部28Aが形成されており、移動テーブル28は回転テーブル29に対して凸部29Aと凹部28Aのスライド面に沿って水平面上のX方向に移動可能になっている。したがって、移動テーブル28が回転テーブル29に対して水平方向に移動すると、検査筒11、フランジ部材26、環状部材27、レンズ筒18、XYテーブル20及びCCDカメラ12は、移動テーブル28の移動に伴ってモータ19の回転部19A、環状部材31及び回転テーブル29に対して水平方向に相対移動できるようになっている。
そして、回転テーブル29の一側面にマイクロメータ41の本体部41Aを水平状態で連結してあり、このマイクロメータ41のピン41Bの先端を移動テーブル28の一側面にブラケット42を介して連結している。そのため、検査開始前の所要時に、現場の作業者がマイクロメータ41を所要量だけ正逆に回転させることによりピン41Bが進退動される。それにより、移動テーブル28、検査筒11、レンズ筒18及びそれらを支持したXYテーブル20及びCCDカメラ12が、回転部19A、環状部材31及び回転テーブル29に対して水平方向に所要量移動されるようになっている(図4参照)。
この実施例によれば、図6(b)に示すように、検査筒11の軸心11Aと回転テーブル29の軸心29Cとが一致した状態と、それらがずれた状態(図6(a))とに切り換え可能となっている。そして、内径が小さな物品2の検査は、図6(b)に示した検査筒11の軸心11Aと回転テーブル29の軸心29Cとが一致した状態で行われるようになっており、他方、内径が大きな物品の検査は図6(a)に示した軸心11Aと29Aがずれた状態で行われるようになっている。
また、上記回転テーブル29に対する移動テーブル28等の水平方向の相対移動を許容するために、レンズ筒18の外周部と回転部19Aの内周面との間には所要の隙間Gが維持されている。
本実施例の検査ユニット6は以上のように構成されており、内径が異なる物品2であっても1つの検査筒11を兼用して検査可能となっている。
この実施例によれば、図6(b)に示すように、検査筒11の軸心11Aと回転テーブル29の軸心29Cとが一致した状態と、それらがずれた状態(図6(a))とに切り換え可能となっている。そして、内径が小さな物品2の検査は、図6(b)に示した検査筒11の軸心11Aと回転テーブル29の軸心29Cとが一致した状態で行われるようになっており、他方、内径が大きな物品の検査は図6(a)に示した軸心11Aと29Aがずれた状態で行われるようになっている。
また、上記回転テーブル29に対する移動テーブル28等の水平方向の相対移動を許容するために、レンズ筒18の外周部と回転部19Aの内周面との間には所要の隙間Gが維持されている。
本実施例の検査ユニット6は以上のように構成されており、内径が異なる物品2であっても1つの検査筒11を兼用して検査可能となっている。
以上の構成において、物品検査装置1による物品2の内周面2Aの検査は次のようにして行われる。すなわち、先ず支持部材5及び検査ユニット6を上昇端に停止させた状態において、検査筒11の下方側となる載置台3上に円筒状の物品2が載置される。載置台3に物品2が載置されると図示しない保持手段によって物品2が移動しないように固定される。
この時点において、予め検査筒11の軸心11Aは回転テーブル29の軸心29Cと一致させてあり(図4(b)参照)、検査対象となる物品2の内径が小さい場合には、その状態において昇降機構7によって支持部材5及び検査ユニット6が所要量だけ下降される。そのため、検査筒11の下端部11aが上方側から物品2の内周面2A内に上方から挿入されて、検査筒11の下端部11aは物品2の内周面2Aの下端の内方で停止する。
その後、レーザ照射機構17からライン状のレーザ光Lが放射されるので、該レーザ光Lは反射ミラー34A〜34Cを経由して検査筒11内に案内され、その後プリズム21を介して物品2の内周面2Aに照射される(図1〜図2、図5、図7参照)。すると、反射されるライン状のレーザ光Lがプリズム22によって反射されてからCCDカメラ12に向けて反射されるので、CCDカメラ12によってライン状のレーザ光Lの画像が撮影される(図5、図6(a)参照)。
上記レーザ照射機構17からのレーザ光Lの照射と同時に、モータ19が駆動されるので、回転部19A、回転テーブル29、移動テーブル28及び検査筒11等が一方向に回転されるとともに、昇降機構7によって支持部材5と検査ユニット6全体が所定速度で所定の高さまで上昇される。つまり、検査ユニット6全体が上昇される。そのため、ライン状のレーザ光Lが物品2の内周面2Aの下端部から上端部にわたってもれなく螺旋状の移動軌跡で照射されるとともに、照射されて反射されたライン状のレーザ光LがCCDカメラ12によって撮影される。そして、画像処理装置8Aの記憶部8aは、エンコーダ29による検出信号と対応させてCCDカメラ12が撮影したライン状のレーザ光Lの撮影画像を記憶する。
この後、画像処理装置8Aの回転補正部8bは、検査筒11を回転させた際にCCDカメラ12で撮影された検査対象領域(内周面2Aの全域)について得られたライン状のレーザ光Lの画像の傾きを補正して、原点位置に位置するように補正処理を行う(図6(a)、図6(b)参照)。これにより、検査筒11を回転させながらCCDカメラ12で撮影した時系列のレーザ光Lの画像は、全て回転補正部8bによって原点位置に位置した状態に補正される。
この後、画像処理装置8Aの画像処理部8cは、内周面2Aの全周にわたって得られた補正後のレーザ光Lの画像を基にして光切断法によって、内周面2Aに凹凸があるが否かを判定するようになっている。
この時点において、予め検査筒11の軸心11Aは回転テーブル29の軸心29Cと一致させてあり(図4(b)参照)、検査対象となる物品2の内径が小さい場合には、その状態において昇降機構7によって支持部材5及び検査ユニット6が所要量だけ下降される。そのため、検査筒11の下端部11aが上方側から物品2の内周面2A内に上方から挿入されて、検査筒11の下端部11aは物品2の内周面2Aの下端の内方で停止する。
その後、レーザ照射機構17からライン状のレーザ光Lが放射されるので、該レーザ光Lは反射ミラー34A〜34Cを経由して検査筒11内に案内され、その後プリズム21を介して物品2の内周面2Aに照射される(図1〜図2、図5、図7参照)。すると、反射されるライン状のレーザ光Lがプリズム22によって反射されてからCCDカメラ12に向けて反射されるので、CCDカメラ12によってライン状のレーザ光Lの画像が撮影される(図5、図6(a)参照)。
上記レーザ照射機構17からのレーザ光Lの照射と同時に、モータ19が駆動されるので、回転部19A、回転テーブル29、移動テーブル28及び検査筒11等が一方向に回転されるとともに、昇降機構7によって支持部材5と検査ユニット6全体が所定速度で所定の高さまで上昇される。つまり、検査ユニット6全体が上昇される。そのため、ライン状のレーザ光Lが物品2の内周面2Aの下端部から上端部にわたってもれなく螺旋状の移動軌跡で照射されるとともに、照射されて反射されたライン状のレーザ光LがCCDカメラ12によって撮影される。そして、画像処理装置8Aの記憶部8aは、エンコーダ29による検出信号と対応させてCCDカメラ12が撮影したライン状のレーザ光Lの撮影画像を記憶する。
この後、画像処理装置8Aの回転補正部8bは、検査筒11を回転させた際にCCDカメラ12で撮影された検査対象領域(内周面2Aの全域)について得られたライン状のレーザ光Lの画像の傾きを補正して、原点位置に位置するように補正処理を行う(図6(a)、図6(b)参照)。これにより、検査筒11を回転させながらCCDカメラ12で撮影した時系列のレーザ光Lの画像は、全て回転補正部8bによって原点位置に位置した状態に補正される。
この後、画像処理装置8Aの画像処理部8cは、内周面2Aの全周にわたって得られた補正後のレーザ光Lの画像を基にして光切断法によって、内周面2Aに凹凸があるが否かを判定するようになっている。
次に、検査対象となる物品2が、それまでと比較して内径が大きな物品2に変更された場合には次のような処理が行われる。先ず、支持部材5及び検査ユニット6を上昇端に停止させた状態において、検査筒11の下方側となる載置台3上に新たな内径が大きな物品2が載置される。すると、載置台3に物品2が載置されると図示しない保持手段によって物品2が移動しないように固定される。
この時点において、予め検査筒11の軸心11Aは回転テーブル29の中心と一致させてあるので、そのままでは、検査対象となる内周部2Aの内径が大きな物品2の検査を行うことは困難である。つまり、内径が大きいために検査筒11と物品2の内周面2Aとの距離が大きくなるために、確実な検査を行うことが困難である。そこで、この場合には、現場の作業者がマイクロメータ41を所要量だけ正逆に回転させることにより、移動テーブル28及びそれと一体の検査筒11、レンズ筒18及びXYテーブル20を回転テーブル29、回転部19Aに対して水平方向に所要量移動させる(図4(a)参照)。
これにより、検査筒11の軸心11Aが回転テーブル29の軸心29Cから水平方向にずれた位置に移動される(図4(a)、図8参照)。これにより、検査筒11が物品2の内方に挿入された際における検査筒11と物品2の内周面との距離が好適な距離に維持されるようになっている。
このように、移動テーブル28、検査筒11を回転部19A、回転テーブル29に対して、つまり支持部材5に対して水平方向に所要量移動させたら、この後は、前述した小径の物品2の検査時と同様に、検査筒11を物品2の内周部2A内に挿入してからレーザ光Lを物品2に照射して物品2の検査を行う(図8参照)。
この時点において、予め検査筒11の軸心11Aは回転テーブル29の中心と一致させてあるので、そのままでは、検査対象となる内周部2Aの内径が大きな物品2の検査を行うことは困難である。つまり、内径が大きいために検査筒11と物品2の内周面2Aとの距離が大きくなるために、確実な検査を行うことが困難である。そこで、この場合には、現場の作業者がマイクロメータ41を所要量だけ正逆に回転させることにより、移動テーブル28及びそれと一体の検査筒11、レンズ筒18及びXYテーブル20を回転テーブル29、回転部19Aに対して水平方向に所要量移動させる(図4(a)参照)。
これにより、検査筒11の軸心11Aが回転テーブル29の軸心29Cから水平方向にずれた位置に移動される(図4(a)、図8参照)。これにより、検査筒11が物品2の内方に挿入された際における検査筒11と物品2の内周面との距離が好適な距離に維持されるようになっている。
このように、移動テーブル28、検査筒11を回転部19A、回転テーブル29に対して、つまり支持部材5に対して水平方向に所要量移動させたら、この後は、前述した小径の物品2の検査時と同様に、検査筒11を物品2の内周部2A内に挿入してからレーザ光Lを物品2に照射して物品2の検査を行う(図8参照)。
以上のように、本実施例においては、移動テーブル28を介して検査筒11を回転部19A,回転テーブル29に対して水平方向に移動させることができる。そのため、内径が異なる物品2に対して1つの検査筒11を兼用して検査を行うことができる。したがって、本実施例によれば、内径が異なるごとに検査筒11を交換する必要があった従来の装置と比較して汎用性が高く、作業性が良好な物品検査装置1を提供することができる。
なお、上記実施例は検査対象として円筒状の物品2を想定し、その内周面2Aの検査を行う場合について説明しているが、自動車用エンジンにおける複数のシリンダ孔の内面の検査にも本実施例の物品検査装置1を用いることができる。
本実施例では、移動テーブル28の移動はマイクロメータ41を用いて手動で行っていたが、これに換えてボールネジとサーボモータ等を用いて自動で行うようにしてもよい。
本実施例では、移動テーブル28の移動はマイクロメータ41を用いて手動で行っていたが、これに換えてボールネジとサーボモータ等を用いて自動で行うようにしてもよい。
1‥物品検査装置 2‥物品
2A‥内周面(円筒部) 5‥支持部材
6‥検査ユニット 11‥検査筒
12‥CCDカメラ 17‥レーザ照射機構
28‥移動テーブル 28‥回転テーブル(回転部材)
2A‥内周面(円筒部) 5‥支持部材
6‥検査ユニット 11‥検査筒
12‥CCDカメラ 17‥レーザ照射機構
28‥移動テーブル 28‥回転テーブル(回転部材)
Claims (3)
- 支持部材に対して回転可能に設けられた回転体と、回転体を回転させる回転機構と、検査対象となる物品にレーザ光を照射して該物品の円筒部の内面の検査を行う検査ユニットと、検査ユニットによって撮影されたレーザ光の画像を処理する画像処理手段とを備え、
上記検査ユニットは、上記回転体とともに回転されるとともに内部に光を反射する反射部材が設けられた検査筒と、物品の円筒部の内面にレーザ光を照射するレーザ照射機構と、物品の円筒部の内面から反射されたレーザ光を上記反射部材を介して撮影するカメラとを有し、
物品の円筒部の内部に検査筒を挿入し、検査筒を回転させながらレーザ照射機構から物品の円筒部の内面に向けてレーザ光を照射して、該円筒部の内面から反射されたレーザ光をカメラで撮影して、該カメラで撮影した画像を基にして物品の円筒部の検査を行うようにした物品検査装置において、
上記検査筒を上記回転体に対して水平方向に相対移動可能に構成し、所要時に上記回転体の軸心と検査筒の軸心とを偏心させて配置可能としたことを特徴とする物品検査装置。 - 上記検査ユニットは水平に配置された上記支持部材に設けられるとともに、該支持部材を介して昇降機構によって昇降可能となっており、
物品の円筒部内に検査筒を挿入してから物品の円筒部の内面に向けてレーザ照射機構によりレーザ光を照射するとともに、回転機構によって回転体とともに検査筒を回転させつつ、該検査筒を昇降機構によって上昇させることで物品の円筒部の内面の検査を行うことを特徴とする請求項1の物品検査装置。 - 上記支持部材に水平面のXY方向に移動可能なXYテーブルを設け、また、該XYテーブルの下方側にそれと一体に上記検査筒を配置し、さらに、上記XYテーブルに上記カメラを取り付けて、上記検査筒と上記カメラとを上記支持部材に対して水平面のXY方向に一体的に移動可能としたことを特徴とする請求項2に記載の物品検査装置。
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2015
- 2015-11-26 JP JP2015230784A patent/JP2017096844A/ja active Pending
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