JP2004077425A

JP2004077425A - 駆動伝達ベルトの検査装置

Info

Publication number: JP2004077425A
Application number: JP2002241762A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Shimada; 島田　清; Suechika Honda; 本田　末親; Yasushi Kurita; 栗田　保志
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】ベルト端面に存在する磨耗疵、加工疵、打痕疵などを高速度で正確に検査できる駆動伝達ベルトの検査装置を提供する。
【解決手段】架台テーブル１上に、駆動伝達ベルトをセットする複数の回転テーブルを設ける。回転テーブル１の外周には、駆動伝達ベルトの端面をカメラにより光学的に検査する第１の端面検査装置と、ベルトの表裏反転装置と、ベルトの他端面を検査する第２の端面検査装置と、検出された疵の位置をトラッキングしマーキングするマーキング装置とを配置する。請求項２の発明では、架台テーブル上の回転テーブルを直立可能とし、駆動伝達ベルトの両端面を２台のカメラにより同時に検査する。マーキングされた駆動伝達ベルトは二次検査される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶＴベルトなどの駆動伝達ベルト製造工程において、ベルト端面に発生する欠陥を自動検出するための駆動伝達ベルトの検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の無段変速機に組み込まれるＣＶＴベルトは、金属製のベルトを１０枚程度積層したものである。これらの金属ベルトは予めバレル研磨により表面研磨されたうえで積層されるが、ベルト端面に磨耗疵、加工疵、打痕疵、スリ疵などが発生すると、使用中に疵を起点としてベルト破断に至ることがある。
【０００３】
そこで従来は、単相のＣＶＴベルトまたは積層されたＣＶＴベルトを回転テーブルに載せて低速度で回転させながらベルト端面を拡大鏡により撮影し、モニターに表示された画像を見ながら検査員が検査を行なっていた。検査員は疵を発見すると回転テーブルを停止して該当箇所にマーキングを施し、片面の検査が終了したらベルトを反転して反対面についても同様に検査を行なう。そして両端面の検査が終了すると、マーキングされた箇所について実体顕微鏡を用いて疵の深さ情報を加味した二次検査を行ない、良否の判定を行なっていた。
【０００４】
しかしこの従来方法は、検査員がモニターに表示された画像を目視して行なうために回転テーブルの回転速度を上げることができず、１本のベルトの検査に長時間を要するという問題があった。また、積層後のＣＶＴベルトを検査する場合には、積層工程でベルト間に入り込んだゴミ等の異物を疵として誤検出することがあり、検査精度を低下させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、ベルト端面に存在する磨耗疵、加工疵、打痕疵などを高速度で正確に検査することができる駆動伝達ベルトの検査装置を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明の駆動伝達ベルトの検査装置は、複数の回転テーブルを備え、一定時間毎に一定方向に駆動される架台テーブルの周囲に、回転テーブルの外周にセットされた駆動伝達ベルトの端面をカメラにより光学的に検査する第１の端面検査装置と、回転テーブルにセットされたベルトの表裏を反転する装置と、回転テーブルにセットされた駆動伝達ベルトの他端面をカメラにより光学的に検査する第２の端面検査装置と、検出された疵の位置をトラッキングし駆動伝達ベルトにマーキングするマーキング装置とを配置したことを特徴とするものである。
【０００７】
また請求項２の発明の駆動伝達ベルトの検査装置は、一定時間毎に一定方向に駆動される架台テーブル上に、水平姿勢と直立姿勢とを取り得る回転テーブルを複数設置するとともに、この架台テーブルの周囲に、直立した回転テーブルの外周にセットされている駆動伝達ベルトの両端面を２台のカメラにより光学的に検査する端面検査装置と、検出された疵の位置をトラッキングし駆動伝達ベルトにマーキングするマーキング装置とを配置したことを特徴とするものである。なおいずれの発明においても、マーキングされた駆動伝達ベルトをベルト厚み方向のプロフィル計測により厳密に欠陥検査する二次検査手段を備えたものとすることが好ましい。
【０００８】
以下に説明する実施形態に示すように、本発明の駆動伝達ベルトの検査装置によれば、単相の駆動伝達ベルトの端面疵を高速度で精度良く自動検査することができる。以下に示す実施形態では駆動伝達ベルトはＣＶＴベルトであるが、本発明は、印刷機、複写機、ロボット、ＯＡプリンターなどの精密機器駆動用ベルト、半導体部品、電子・電気部品などの精密部品搬送用ベルト、乾燥炉や加熱炉などの高温部での搬送用ベルト、焼成部品などの高温部品の搬送用ベルト、食品、化学薬品、医薬品などの衛生品搬送用ベルト、精密検査搬送用ベルトなどの各種の駆動伝達ベルトの検査に適用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１と図２は請求項１の発明の実施形態を示すもので、１は一定時間毎に一定方向に間欠的に駆動される架台テーブル、２はこの架台テーブル１上に配置された複数の回転テーブルである。この実施形態では架台テーブル１上に５個の回転テーブル２が配置され、架台テーブル１は３〜１０秒毎に７２°ずつ回転される。各回転テーブル２は架台テーブル１の裏面のモータ３によって、垂直軸の廻りに回転することができる。各回転テーブル２は、積層前の単層のＣＶＴベルト（駆動伝達ベルト）をその外周にセットできるサイズとしておく。
【００１０】
図１に示すようにこの架台テーブル１の周囲には、入口コンベヤ１０、積込ロボット２０、ベルト高さ検出装置２１、第１の端面検査装置３０、反転装置４０と、第２の端面検査装置５０、マーキング装置６０、取出ロボット７０、出口コンベヤ８０、８１が配置されている。
【００１１】
入口コンベヤ１０は検査対象物である単層のＣＶＴベルトを前工程から搬送してくるもので、その端部にはＣＶＴベルトを所定位置で停止させる位置決めガイド１１、１２を備えている。積込ロボット２０は位置決めガイド１１、１２により位置決めされたＣＶＴベルトをチャックし、回転テーブル２の外周にセットする機能を有するものである。このときＣＶＴベルト自体の加工誤差や回転テーブル２への取り付け誤差が生ずるため、ベルト高さ検出装置２１によりＣＶＴベルトの上端面の高さを検出する。
【００１２】
第１の端面検査装置３０は、図２に示すように昇降及び横行可能なアーム３１の先端に、照明装置３２とカメラ３３とを取付けたものである。照明装置３２はハロゲンランプやメタルハライドランプのような高輝度光源から照射された光線を光ファイバケーブルにより先端の凸レンズに導き、検査されるＣＶＴベルトの上端面に集光させて例えば数十万ルクス程度の高照度を得ている。なお、図３に示すように照明装置３２とカメラ３３とはベルト表面の正反射光がカメラ３３に受光されるように配置することが好ましく、図３に示す角度αは０〜３０°、最も好ましくは１０°前後とする。
【００１３】
カメラ３３は撮像素子として２次元ＣＣＤ素子あるいは１次元ラインセンサ素子を備えたもので、ＣＶＴベルトの上端面を撮影する。カメラ３３は拡大鏡を備え、分解能がベルト厚み方向及びベルト長手方向に１〜５０μｍとなるようにする。この実施形態ではベルト厚み方向の分解能が３μｍとなるようにレンズ倍率を設定しており、回転テーブル２の停止中はベルト長手方向の分解能も３μｍとなる。
【００１４】
しかし回転テーブル２の回転によりベルト長手方向の分解能は低下する。この低下を防止するためには撮像素子の走査周波数により決まる周期時間よりも回転速度を落とせばよいが、検査時間が長くなる。そこで検査対象となる疵の画像を劣化させることなく検査時間の短縮化を図るために、ここではベルト長手方向の分解能を１０μｍとした。また１０２４ビットのラインセンサ素子を用い、走査周波数を４０ＭＨｚとしてＣＶＴベルトの全周を１〜５秒程度で検査できるようにした。
【００１５】
なお、検査中のＣＶＴベルトが遠心力により回転テーブル２から離れることを防止するため、第１の端面検査装置３０の直下の位置には押えローラー３４が設けられている。
【００１６】
このような第１の端面検査装置３０により、ＣＶＴベルトの上端面は光学的に検査される。この検査は、ＣＶＴベルトの断面プロフィルによって撮像された画像が変化することを利用して行なわれる。例えば正常なベルトは図４に示すような画像となるが、疵のあるベルトは図５に示すような画像となることを利用して良否の判断を行なう。
【００１７】
第１の端面検査装置３０による検査の終了後、ＣＶＴベルトは反転装置４０によりいったん回転テーブル２から外され、表裏を反転させたうえで再度回転テーブル２に装着される。反転装置４０は図２に示されるように、門型アーム４１の下端部に上下方向に回転可能な一対のフィンガ４２を取り付けたものである。フィンガ４２は図１に示されるように円弧状のものであり、モータ４３により同期回転される。なお門型アーム４１は昇降及び横行自在なアーム４４に支持されている。
【００１８】
第２の端面検査装置５０は、反転されたＣＶＴベルトの上端面を検査するものであり、その構成は第１の端面検査装置３０と同一である。
【００１９】
マーキング装置６０は、第１の端面検査装置３０または第２の端面検査装置５０により疵が検出されたとき、検出された疵の位置をトラッキングしてＣＶＴベルトにマーキングする装置である。マーキングはインクジェットプリンタ６１により行なわれる。マーキングされたＣＶＴベルトは、以下に述べるように二次検査される。
【００２０】
取出ロボット７０はＣＶＴベルトを回転テーブル２から外し、出口コンベヤ８０または８１に取り出すための装置である。第１の端面検査装置３０または第２の端面検査装置５０により疵が検出されマーキングされたＣＶＴベルトは、出口コンベヤ８０に取り出され、リジェクト箱８２に搬送される。また疵が検出されなかったＣＶＴベルトは、後段の積層装置に送られて積層ＣＶＴベルトが製造される。
【００２１】
図６はマーキングされたＣＶＴベルトの二次検査手段９０を示す。二次検査手段９０は、回転テーブル９１と、マーキング検出装置９２と、一次元変位計９３とを備えている。マーキングされたＣＶＴベルトはロボット９４によって回転テーブル９１の外周にセットされ、マーキング検出装置９２により光学的にマーキング位置すなわち疵の位置を検出される。そして疵の位置が一次元変位計９３の直下となる位置で、回転テーブル９１を停止させる。
【００２２】
一次元変位計９３は、ＣＶＴベルトの疵が検出された位置を幅方向にスキャンし、ベルト端面の高さ変位を精密に計測してプロフィルを求める。図７はその説明図であり、正常なプロフィルを記憶させておき、測定されたプロフィルの端面開始点と端面終点とを合わせて対比する。そして各位置について両者の差の二乗を積算して一定値に達したときに疵と判断するか、両者の差の絶対値が一定値を超えたときに疵と判断する。その結果、疵と判断されたものはロボット９５によって欠陥ベルト箱９６に搬送され、許容範囲内のものは正常ベルト箱９７に搬送される。
【００２３】
なお、この二次検査手段９０は本発明の必須要件ではなく、マーキングされたＣＶＴベルトを従来と同様に検査員が二次検査することもできる。
【００２４】
以上に説明した請求項１の発明の駆動伝達ベルトの検査装置によれば、駆動伝達ベルトの両端面に存在する磨耗疵、加工疵、打痕疵などを高速度で自動検査することができる。
【００２５】
図８〜図１０は、請求項２の発明の実施形態を示すものである。１００は一定時間毎に一定方向に駆動される架台テーブルであり、この架台テーブル１００上には水平軸１０１を中心として水平位置と垂直位置との間を揺動できるアーム１０２が設けられている。この実施例では３つのアーム１０２が１２０°間隔で配置されており、各アーム１０２はギアードモータ１０３により駆動される。
【００２６】
各アーム１０２の先端には、ＣＶＴベルト（駆動伝達ベルト）をセットするための回転テーブル１０４が設けられている。図１０に示すように、回転テーブル１０４の中心部のベルトホルダー１０５は例えば８分割されており、エアシリンダーによって拡大縮小を図ることができるようになっている。従って、回転テーブル１０４にＣＶＴベルトをセットしたうえでベルトホルダー１０５を拡大すれば、ＣＶＴベルトを張力をかけた状態で保持させることができる。
【００２７】
図８に示すように、供給位置ではアーム１０２及び回転テーブル１０４は水平姿勢をとり、入口コンベヤ１０６からロボット１０７によってＣＶＴベルトが回転テーブル１０４にセットされる。そしてＣＶＴベルトに張力が付与される。この状態で前記と同様にＣＶＴベルトの高さが計測される。
【００２８】
架台テーブル１００を１２０°回転させた次の検査位置では、アーム１０２及び回転テーブル１０４は図９に示す垂直姿勢を取り、回転テーブル１０４は垂直面内で回転される。図８、図９に示すように、検査位置にはＣＶＴベルトの両端面を２台のカメラにより光学的に検査する端面検査装置１０８、１０９が設けられている。それぞれの端面検査装置１０８、１０９は前記と同様に、照明装置とカメラとを組み合わせたものである。なお、端面検査装置１０９は焦点スライド機構を備えており、先に測定されたＣＶＴベルトの高さに応じて検査されるべきベルト端面からの位置を自動調節する。請求項２の発明では回転テーブル１０４を垂直に立てたことにより、ＣＶＴベルトの両端面を同時に検査することができる。
【００２９】
更に架台テーブル１００を１２０°回転させた位置には、検出された疵の位置をトラッキングしＣＶＴベルトにマーキングするマーキング装置１１０が設けられている。この装置は前記したものと同様である。ただしマーキングは回転テーブル１０４を垂直に立てた状態で行なわれる。その後、回転テーブル１０４は水平に戻され、ロボット１１１がＣＶＴベルトを回転テーブル１０４から外し、マーキングされたＣＶＴベルトは出口コンベヤ１１２に、また疵が検出されなかったＣＶＴベルトは出口コンベヤ１１３に取り出す。マーキングされたＣＶＴベルトは前記と同様に二次検査が行なわれる。
【００３０】
このようにして請求項２の発明の駆動伝達ベルトの検査装置によっても、ベルト端面に存在する磨耗疵、加工疵、打痕疵などを高速度で正確に検査することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の駆動伝達ベルトの検査装置によれば、従来は長時間を要していた駆動伝達ベルトの検査を高速度で行ない、ベルト端面に存在する磨耗疵、加工疵、打痕疵などを正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の実施形態を示す平面図である。
【図２】請求項１の発明の実施形態を示す正面図である。
【図３】照明装置とカメラとの関係を示す説明図である。
【図４】正常なベルトの画像とその断面プロフィルである。
【図５】加工疵のあるベルトの画像とその断面プロフィルである。
【図６】二次検査手段の平面図である。
【図７】二次検査の内容を説明する断面プロフィルのグラフである。
【図８】請求項２の発明の実施形態を示す平面図である。
【図９】請求項２の発明における検査位置を示す図であり、（Ａ）は要部の正面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図１０】回転テーブルの拡大縮小機構の説明図である。
【符号の説明】
１　架台テーブル
２　回転テーブル
３　モータ
１０　入口コンベヤ
１１　位置決めガイド
１２　位置決めガイド
２０　積込ロボット
２１　ベルト高さ検出装置
３０　第１の端面検査装置
３１　アーム
３２　照明装置
３３　カメラ
３４　押えローラー
４０　反転装置
４１　門型アーム
４２　フィンガ
４３　モータ
４４　アーム
５０　第２の端面検査装置
６０　マーキング装置
６１　インクジェットプリンタ
７０　取出ロボット
８０　出口コンベヤ
８１　出口コンベヤ
８２　リジェクト箱
９０　二次検査手段
９１　回転テーブル
９２　マーキング検出装置
９３　一次元変位計
９４　ロボット
９６　欠陥ベルト箱
９７　正常ベルト箱
１００　架台テーブル
１０１　水平軸
１０２　アーム
１０３　ギアードモータ
１０４　回転テーブル
１０５　ベルトホルダー
１０６　入口コンベヤ
１０７　ロボット
１０８　端面検査装置
１０９　端面検査装置
１１０　マーキング装置
１１１　ロボット
１１２　出口コンベヤ
１１３　出口コンベヤ

Claims

複数の回転テーブルを備え、一定時間毎に一定方向に駆動される架台テーブルの周囲に、回転テーブルの外周にセットされた駆動伝達ベルトの端面をカメラにより光学的に検査する第１の端面検査装置と、回転テーブルにセットされたベルトの表裏を反転する装置と、回転テーブルにセットされた駆動伝達ベルトの他端面をカメラにより光学的に検査する第２の端面検査装置と、検出された疵の位置をトラッキングし駆動伝達ベルトにマーキングするマーキング装置とを配置したことを特徴とする駆動伝達ベルトの検査装置。
一定時間毎に一定方向に駆動される架台テーブル上に、水平姿勢と直立姿勢とを取り得る回転テーブルを複数設置するとともに、この架台テーブルの周囲に、直立した回転テーブルの外周にセットされている駆動伝達ベルトの両端面を２台のカメラにより光学的に検査する端面検査装置と、検出された疵の位置をトラッキングし駆動伝達ベルトにマーキングするマーキング装置とを配置したことを特徴とする駆動伝達ベルトの検査装置。
マーキングされた駆動伝達ベルトをベルト厚み方向のプロフィル計測により厳密に欠陥検査する二次検査手段を備えた請求項１または２記載の駆動伝達ベルトの検査装置。