JP3184183B2

JP3184183B2 - 扁平ワークの検査装置

Info

Publication number: JP3184183B2
Application number: JP15826799A
Authority: JP
Inventors: 信幸安田; 正俊安田
Original assignee: Yutaka Co Ltd
Current assignee: Yutaka Co Ltd
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2001-07-09
Anticipated expiration: 2019-06-04
Also published as: JP2000343383A; US6346982B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、扁平な小サイズ
製品（ワーク）の良否検査を行う装置、詳しくは、プレ
ス機で打抜き加工するなどして得られるコイン等のワー
クの高精度インライン検査を可能ならしめた検査装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】板状素材をプレス機で連続的に打ち抜き
成形して作られる薄くて平べったい小物ワークの中に
は、高精度が要求されるものが多々ある。そのようなワ
ークは、設計寸法通りに仕上っているか、縁が欠けてい
ないか、孔或いはスリット付きワークについては孔やス
リットの位置がずれていないかなどを検査し、不良品を
取り除く必要がある。

【０００３】その検査に利用するセンサは、画像センサ
（画像処理装置）が最も適している。この画像センサ
は、ワークを高画素数のＣＣＤカメラで撮し、カメラの
画像の２値化処理や濃淡処理、判別測定に必要な演算を
行って判定結果を出力するものであって、実装部品など
の有無検査、大きさ検査、方向検査、寸法測定、位置検
出など、多様な用途に利用されている。最近では、位置
補正機能、０．１画素単位で画像処理を行うサブピクセ
ル処理機能、エッジ数カウント機能などを持つ高性能の
画像センサも出現しており、そのようなセンサを利用し
て検査の信頼性を高めることが望まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プレス機で打ち抜いた
ワークは、その後に何らかの処理を必要とする場合があ
る。例えば、プレス機による加工では、素材に事前に少
量の油を塗ることで工具（金型）の寿命を伸ばし、離型
を良くしている。この場合、ワークに付着した油を落と
すための洗浄工程、洗浄後の乾燥工程などを経るが、不
良品が発生したとき、インライン検査でプレス直後にそ
れを発見して取り除けば、不良品については以後の工程
による処理を行わずに済み、無駄が無くなる。

【０００５】また、金型の摩耗、破損等によって連続不
良が発生したときには、プレス機を即座に停止して以後
の不良発生を防止することもできる。

【０００６】このため、プレス直後のインライン検査は
極めて有効であるが、ベルトコンベヤによって搬送され
るワークをコンベヤ上で検査すると、検査の信頼性を高
め難い。

【０００７】扁平小物ワークは、ベルトコンベヤ上に寝
かせて搬送される。従って、画像センサによる検査は、
コンベヤ上のワークにカメラのある側（上方）から光を
当て、ライトアップされたワークをカメラで撮像する方
法（以下ではこれを反射照明方式と云う）で行わざるを
得ない。

【０００８】ところが、反射照明方式でコンベヤ上のワ
ークの検査を行うと、コンベヤの汚れ、傷付き、異物
（ゴミ）付着などが原因で誤検出が生じ易くなる。

【０００９】コンベヤの汚れ具合は、ワークの処理個数
や油の付着度合によって異なるが、加工開始から数時間
もたたないうちにノイズ（画像処理でのノイズ）を生じ
るような汚れがつく。

【００１０】また、コンベヤの搬送面がポリウレタンな
どの軟質素材で形成されていると、搬送面に金属粉など
の異物が刺り易い。搬送面に喰い込んだ異物はスクレパ
ー等ではうまく除去できず、時間経過に伴ってその異物
の量や搬送面の傷が増え、それがノイズとなって画像に
撮り込むため、長時間の使用に耐えられない。

【００１１】さらに、プレス機で打抜いたワークは、剪
断面の形状が表側と裏側で微妙に異なる。そのため、反
射照明方式では、ワークの向きを統一しないと精度の良
い検出ができない。また、金型の摩耗度に合わせて剪断
面の形状が少しずつ変化し、それによる光反射の変動が
起こるため、表裏の向きを統一しても検査精度に悪影響
が出ることがある。

【００１２】そこで、この発明は、反射照明方式の欠点
を無くした装置を提供してワークの高精度インライン検
査を可能ならしめることを課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、ワーク搬送部を透明硬質材で
形成した回転テーブルと、プレス機で打ち抜いて表、裏
いずれかの面を支えた搬送ベルトコンベヤ上の扁平ワー
クを前記回転テーブルのワーク搬送部上に移す移行手段
と、テーブル回転によって移動するテーブル上のワーク
を内ガイド枠と外ガイド枠間の移動路に進入させ、移動
路の出口付近に設けた検査点に誘導する案内手段と、ワ
ークをカメラで撮像し、画像処理して撮したワークの良
否測定を行う画像センサと、検査後のワークを良品と不
良品に分けて回転テーブル上から取出すワーク排出装置
とを具備させ、さらに、前記画像センサに照明を含ま
せ、その照明と前記カメラを回転テーブルを間にして検
査点に対向配置して検査装置を構成したのである。

【００１４】この検査装置は、照明をストロボ照明と
し、カメラによるワーク撮像に連動してそのストロボ照
明を発光させると好ましい。

【００１５】また、ワークと回転テーブルとの間に油膜
を形成してその油膜で回転テーブル上のワークを動き止
めしたり、回転テーブル上の異物と油を拭き取ってテー
ブル外周に流出させるゴム製スクレパーを具備させたり
するのも好ましい。

【００１６】

【作用】この発明の装置は、搬送コンベヤ上のワークを
回転テーブル上に移し替えて検査を行うので、コンベヤ
の汚れ、傷付き、異物付着が検査精度の悪化因子となら
ない。

【００１７】また、回転テーブルのワーク搬送部を透明
にし、透過照明によって検査を行うため、光を透さない
ワークと光を透すテーブル面の明暗が強調されてワーク
の画像が鮮明になる。加えてワーク剪断面からカメラへ
の反射光も無くなり、ノイズが減少して検出精度が高ま
る。

【００１８】また、回転テーブルは硬質材で形成されて
おり、傷付き難く、汚れ、異物の拭き取りも可能である
ので、高精度を長期にわたって維持できる。

【００１９】なお、照明がストロボ照明であると、カメ
ラで撮えたワークの画像がより鮮明になる。

【００２０】また、回転テーブル上のワークを油膜で動
き止めすると、テーブルの回転速度を早めて検査の高速
化を図ることができる。

【００２１】さらに、ゴムのスクレパーで回転テーブル
上の油と異物を除去するものは、検査の条件変動が少な
く、よりよい結果が得られる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１乃至図６に、この発明の検査
装置の実施形態を示す。図１は、検査装置１をプレス加
工ラインに組込んだ例を示す。図中Ａはプレス機、Ｂは
板状素材、Ｃは板状素材に少量の油を塗る油塗布ローラ
である。

【００２３】板状素材Ｂが間欠送りされてプレス機Ａに
より打ち抜き成形され、出来たワークＷが払い出し装置
ＤによりシュータＥ経由でベルトコンベヤＦ上に移され
てそのコンベヤにより搬出される。

【００２４】ベルトコンベヤＦ上には、必要に応じてワ
ーク整列ガイドＧやワークの向きを修正する整列ローラ
Ｈなどが設けられる。

【００２５】検査装置１は、ベルトコンベヤＦに近接し
て配置する回転テーブル２と、コンベヤ上のワークＷを
回転テーブル２上に移す移行手段３と、回転テーブル２
上のワークＷを検査点に誘導する案内手段４と、ワーク
の良否を検査する画像センサ５と、検査後のワークを良
品と不良品に分けて回転テーブル２上から排出するワー
ク排出装置６と、回転テーブルのワーク搬送面を清掃す
るスクレパー７とで構成されている。

【００２６】回転テーブル２は、ワーク搬送部２ａを透
明硬質材（ここでは硬質ガラスを用いた）で形成したも
のであり、図２のモータ２ｂに駆動されて図１の矢印方
向に連続的に回転する。

【００２７】移行手段３は、ベルトコンベヤＦ上のワー
クＷを停止させる当て板３ａと、シリンダ等のアクチュ
エータ３ｂで押し引きする突出しロッド３ｃとから成
る。この移行手段３は、当て板３ａにワークＷが当たる
とセンサ（図示せず）が作動してそこからの信号で突出
しロッド３ｃが前進し、コンベヤＦ上のワークＷを回転
テーブル２のワーク搬送部上に押し移すが、他の形態の
移行手段も考えられ、図示のものに限定されない。

【００２８】案内手段４は、内ガイド枠４ａと外ガイド
枠４ｂから成り、両ガイド枠間にワークＷの移動路４ｃ
を作り出す。その移動路４ｃは、テーブル上でのワーク
Ｗの無駄な動きを少なくするためにテーブル２と同心の
円上に設けるのが望ましい。

【００２９】画像センサ５は、ワーク通過点の上方に設
けるＣＣＤカメラ５ａと、このカメラに対向させて回転
テーブル２の裏側に設けるストロボ照明５ｂと、ワーク
Ｗが検査点に到達したことを検出してカメラを作動させ
るタイミングセンサ５ｃとから成り、必要に応じてモニ
タが付加される。ストロボ照明５ｂは、カメラ５ａによ
る撮像に連動して発光する。

【００３０】なお、画像センサ５を設ける検査点は、カ
メラ５ａの視野にガイド枠４ａ、４ｂが入ると、ワーク
のエッジの検出が困難になる虞れがあるので、案内手段
４の出口から少し離れたところに置くのがよい。

【００３１】ワーク排出装置６は、良品排出装置６ａ
と、タイミングセンサ６ｂと、不良品排出ガイド６ｃと
から成る。タイミングセンサ６ｂは、良品が移動してき
たことを検出し、そこからの信号で良品排出装置６ａが
良品を良品排出路（図示せず）に移す。不良品はそのま
ま流れ不良品排出ガイド６ｃに案内されてテーブル外に
排出される。

【００３２】なお、例示の検査装置に採用した画像セン
サ５は、カメラレンズｆ＝２５ｍｍ、水平視野３２ｍ
ｍ、水平分解能０．０６３ｍｍ／ｄｏｔ（サブピクセル
機能使用時０．００６３ｍｍ／ｄｏｔ）、垂直視野２９
ｍｍ、垂直分解能０．１２８ｍｍ／ｄｏｔ、（サブピク
セル機能使用時０．０１２８ｍｍ／ｄｏｔ）であり、図
４に示すワークＷからカメラ５ａまでの距離Ｌ＝１２０
ｍｍとした。

【００３３】また、ワークの縁に沿った部分を図６に示
すようにユニット単位に細分し、サブピクセル処理機能
を使用してユニット８ごとの計測を行い、画像濃淡処理
によりワークの縁の欠けを検出するようにした。

【００３４】さらに、案内手段４による案内効果で検査
点に到達したワークＷはほぼ一定の姿勢になるが、若干
の位置ずれが生じることが考えられるので、位置補正機
能をもつものを採用した。この画像センサ５は、孔或い
はスリット付きワークの孔位置、スリット位置のずれ量
計測、内外径測定なども行える。

【００３５】スクレパー７は、図５に示すゴム製のスク
レパーであり、テーブル２の回転方向に向かって外側に
逃げる向きにして取付けた。このスクレパー７は、ワー
ク搬送部２ａ上に付着した油や異物を拭き取ってテーブ
ル外周に流出させる。なお、スクレパー７を通過したテ
ーブル面上には薄い油膜が残っているが、その油膜は透
過照明で消されてカメラの画像に現れない。

【００３６】以上の如く構成した検査装置１は、ベルト
コンベヤＦ上のワークＷを回転テーブル２上に取り込ん
で画像センサ５による寸法、形状の良否検査を行い、そ
こでの判定結果に基づき、良品と不良品をより分けて排
出する。

【００３７】次に、発明の効果を確認するために、図示
の装置の試作機を作り、性能評価試験を行った。試験
は、硬貨（１円、５円、１０円、５０円、１００円、５
００円）について外径の欠け検査を行った。硬貨は、プ
レス機による生産ラインでの油付着を考え、油を少量付
着させて供給した。

【００３８】その結果、回転テーブル２上に乗せた硬貨
は、油膜による固定効果によりテーブル回転速度を分速
３０ｍとしたときにも全く動かず、高精度の検査が行え
た。

【００３９】上記の仕様の画像センサによる実際の検査
精度は、外部要因やランダムシャッターカメラの精度な
どの影響により最小水平分解能０．０６４５ｍｍ²、１
ワーク当りの検査時間（画像取り込み、演算出力）最大
約６０ｍｓであり、要求性能を充分に満たすことができ
る。

【００４０】なお、分速３０ｍでワークを送ると、ワー
ク配列ピッチ５０ｍｍとして、１分間に６００個のワー
ク検査が可能である。

【００４１】上述したように、ワークＷを油膜で回転テ
ーブル２に付着させると、高速検査が行えて望ましい。
プレス機で加工したワークは、通常、油が付着している
ので、その油を有効に利用して検査の高速化を実現する
ことができる。また、スクレパー７を設ける場合、乾燥
状態でゴミを抜き取るとテーブルのガラス面を傷付ける
虞れがあるが、油が付着しているとその傷付きも抑制さ
れる。但し、油の付着していないワークが供給されるケ
ースも考えられるので、その場合には、テーブル上に油
をたらして油膜を作ることを奨める。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の検査装置
は、透明硬質材で形成した回転テーブル上にワークを移
して検査を行うので、コンベヤの搬送面の状態が悪くて
も検査精度に影響が出ない。

【００４３】また、透過照明方式としたので、ワーク剪
断面の形状による影響も排除でき、ワークの画像が鮮明
になり、ワークの表裏の向きを統一する必要も無くな
る。さらに、回転テーブルが傷付き難く、清掃も容易で
あるので、経時的な検査精度の悪化も少ない。

【００４４】従って、高精度の検査機能を長期にわたっ
て発揮し、実用上問題の無い、信頼性の高い装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の検査装置の実施形態を示す平面図

【図２】同上の装置の縦断断面図

【図３】画像センサ設置部の拡大平面図

【図４】画像センサ設置部の拡大断面図

【図５】スクレパーの取付状態を示す斜視図

【図６】画像の縁をユニット単位に細分してユニット毎
の計測を行う例の解説図

【符号の説明】

１検査装置２回転テーブル２ａ硬質透明材で形成したワーク搬送部３移行手段４案内手段５画像センサ５ａカメラ５ｂストロボ照明５ｃタイミングセンサ６ワーク排出装置ＷワークＦベルトコンベヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−142160（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−129746（ＪＰ，Ａ) 特開平５−291400（ＪＰ，Ａ) 特開平10−291037（ＪＰ，Ａ) 特開平８−255249（ＪＰ，Ａ) 特開平１−126530（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 17/24 G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワーク搬送部を透明硬質材で形成した回
転テーブルと、表、裏いずれかの面を支えた搬送ベルト
コンベヤ上の扁平ワークを前記回転テーブルのワーク搬
送部上に移す移行手段と、テーブル回転によって移動す
るテーブル上のワークを内ガイド枠と外ガイド枠間の移
動路に進入させ、移動路の出口付近に設けた検査点に誘
導する案内手段と、検査点に到達したワークをカメラで
撮像し、画像処理して撮したワークの良否測定を行う画
像センサと、検査後のワークを良品と不良品に分けて回
転テーブル上から取出すワーク排出装置とを具備させ、
さらに、前記画像センサに照明を含ませ、その照明と前
記カメラを回転テーブルを間にして検査点に対向配置し
て成る扁平ワークの検査装置。
【請求項２】前記照明をストロボ照明とし、カメラに
よるワーク撮像に連動してそのストロボ照明を発光させ
るようにした請求項１記載の扁平ワークの検査装置。
【請求項３】前記ワークと回転テーブルとの間に油膜
を形成してその油膜で回転テーブル上のワークを動き止
めするようにした請求項１又は２記載の扁平ワークの検
査装置。
【請求項４】回転テーブル上の異物と油を拭き取って
テーブル外周に流出させるゴム製スクレパーを具備させ
た請求項３記載の扁平ワークの検査装置。