JP6058989B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

この発明は、ボルトなどの部品に対し、検査を行うための技術に関するものである。

部品に加工（例えば、ボルトの頭部を成型）したり、部品にめっき処理や熱処理をしている間に、打痕、傷がついてしまう場合がある。このため、不良品を確実に見つけ出し、取り除くために検査をする必要がある。また、打痕、傷の他にも、ネジ山の削りカスや、表面処理のカスなどが付着していることもある。

打痕などが原因で、ボルトの焼付き（かじり）が生じると、例えば、自動車のエンジン組み立て作業がストップするおそれがあった。工場のラインがストップしてしまうと、膨大な損害が生じてしまう。

このため、従来から様々なタイプの検査装置が考えられている（特許文献１）。

特開２００５−２１４７５１号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、複数のネジを同時に検査することはできるが、ネジの全周を検査することはできなかったため、不良品を検知できない場合があった。

この発明は、上記のような問題点を解決して、部品（ボルトなど）の打痕、傷などを確実に検出することができる検査装置を提供することを目的とする。

（１）この発明の軸体検査装置は、
頭部と当該頭部より小径の小径部とを有する軸体の小径部を収容するための凹部が設けられ、当該凹部に収容された被検査物である前記軸体を所定方向に搬送する軸体搬送部材と、
前記軸体搬送部材に隣接して、前記凹部を覆う所定位置に配置される透光性部材と、
前記軸体搬送部材の凹部に収容された軸体を、搬送時に前記透光性部材に向けて押し当てる押当部材と、
前記軸体搬送部材および前記押当部材の作用により搬送時に回転する前記軸体を、前記透光性部材を通して撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像した前記軸体の画像を解析して、前記軸体が不良品か否かを判断する検査処理部と、
を備えたこと、を特徴とする。

これにより、透光性部材により被検査物である軸体が装置から外れ落ちないようにした状態で軸体を回転して撮影し、軸体の全周検査を正確に行うことができる。

（２）この発明の軸体検査装置は、
前記押当部材が、前記軸体を押し当てながら、所定方向に移動することにより、前記軸体を回転させること、
を特徴とする。

これにより、軸体を確実に回転させながら撮影をすることができる。

（３）この発明の軸体検査装置は、
前記軸体の小径部には、第１の方向に回転することで前記軸体が締結方向に進行するようなねじ山が設けられており、
前記押当部材が、前記軸体を押し当てながら、前記軸体を前記第１の方向に回転させる方向に移動すること、
を特徴とする。

これにより、軸体が浮き上がって落脱するのを防止することができる。

（４）この発明の軸体検査装置は、
前記押当部材の動摩擦係数が、前記透光性部材の動摩擦係数より大きいこと、
を特徴とする。

これにより、押当部材を移動させなくても、軸体を回転させることができる。

（５）この発明の軸体検査装置は、
前記押当部材が、少なくとも前記軸体の小径部を前記透光性部材に向けて押し当てること、
を特徴とする。

これにより、軸体の小径部を押し当てることにより、軸体を回転させることができる。

（６）この発明の軸体検査装置は、
前記撮像部が、同時に２以上の軸体を撮像すること、
を特徴とする。

これにより、複数の軸体の検査処理を並行して行うことができる。

（７）この発明の軸体検査装置は、
前記透光性部材の全長を、軸体の小径部より長く成形したこと、
を特徴とする。

これにより、軸体の小径部全体について検査を行うことができる。

（８）この発明の軸体検査装置は、
前記軸体搬送部材が、円板状に成形され、
前記透光性部材のうち、前記軸体搬送部材と隣接する面が、前記軸体搬送部材の外形に対応した円弧状に成形されていること、
を特徴とする。

これにより、省スペースの検査装置を提供することができる。

（９）この発明の軸体検査装置は、
前記軸体搬送部材を、搬送される前記軸体の長手方向に所定間隔を開けて複数設けたこと、
を特徴とする。

これにより、搬送時に軸体が揺動して傾斜するのを防止することができる。

（１０）この発明の軸体検査装置は、
前記押当部材を、前記複数の軸体搬送部材の間に配置したこと、
を特徴とする。

これにより、搬送時に軸体が揺動して傾斜するのを防止しつつ、軸体を確実に回転させることができる。

（１３）この発明の検査方法は、
被検査物搬送部材の凹部に収容された被検査物を、搬送時に係止部材に向けて押当部材により押し当て、
前記被検査物搬送部材および前記押当部材の作用により搬送時に回転する前記被検査物を撮像部により所定の時間間隔で複数回撮像し、
前記撮像部により複数回撮像した前記軸体の画像を解析して、前記被検査物が不良品か否かを検査処理部により判断すること、
を特徴とする。

これにより、複数の角度から撮影した軸体の画像に基づいて、確実に不良品を検知することができる。

（１５）この発明の軸体検査装置は、
頭部と当該頭部より小径の小径部とを有する軸体の小径部を収容するための凹部が設けられ、当該凹部に収容された被検査物である前記軸体を所定方向に搬送する軸体搬送部材であって、搬送される前記軸体の長手方向に所定間隔を開けて複数設けられる軸体搬送部材と、
前記軸体搬送部材に隣接して、前記凹部を覆う所定位置に配置される透光性部材と、
前記軸体搬送部材の凹部に収容された軸体を、搬送時に前記透光性部材に向けて押し当てる押当部材であって、前記複数の軸体搬送部材の間に配置される押当部材と、
前記軸体搬送部材および前記押当部材の作用により搬送時に回転する前記軸体を、前記透光性部材を通して撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像した前記軸体の画像を解析して、前記軸体が不良品か否かを判断する検査処理部と、
を備えた軸体検査装置であって、
前記押当部材に連結された支持部材を、前記軸体が収容されていない位置における前記複数の軸体搬送部材の間から延伸して枠体に固定したこと、
を特徴とする。

これにより、搬送時に軸体が揺動して傾斜するのを防止しつつ、軸体を確実に回転させることが可能な検査装置を実現することができる。

本発明の軸体検査装置１００の平面図である。 図１に示す軸体検査装置１００のα矢視図である。 図１に示す軸体検査装置１００のβ矢視図である。 回転サポーター１６と透光ガラス１４に挟まれたボルト２の動きを示す図である。 各種センサを加えた軸体検査装置１００の平面図である。 センサ７０の詳細を示す図である。 センサ８２の詳細を示す図である。 制御系のハードウェア構成を示す図である。 制御プログラム１０６のフローチャートである。 制御プログラム１０６のフローチャートである。 制御プログラム１０６のフローチャートである。 制御プログラム１０６のフローチャートである。 凹部８に対して付されたインデックスＩＤを例として示す図である。 処理テーブルを示す図である。 良品回収通路２４の詳細を示す図である。 本発明の検査装置２００の平面図である。 図１６に示す検査装置２００のα矢視図である。 図１６に示す検査装置２００のβ矢視図である。 他の実施形態を示す図である。 他の実施形態における角度変更部の構成を示す図である。 他の実施形態における検査対象部品の例を示す図である。 画像表示の例を示す図である。 他の実施形態におけるボルト２の回転方向を示す図である。 他の実施形態におけるの軸体検査装置３００の平面図である。 図２４に示す軸体検査装置３００のβ’矢視図、γ矢視図である。 他の実施形態における回転サポーター３６の構成を示す図である。

１．軸体検査装置１００の構造
図１に、本発明の一実施形態である軸体検査装置１００を上方から見た平面図を示す。図２は、図１に示す軸体検査装置１００のα矢視図である。図３は、図１に示す軸体検査装置１００のβ矢視図である。以下では、図１に示す軸体検査装置１００を用いて、軸体の１種であるボルト２の検査を行う場合を例に説明する。なお、ボルト２は、図２および図３に示すように、頭部２ａと当該頭部２ａより小径の小径部２ｂとを有する部品である。

軸体検査装置１００は、図１に示す軸体搬送部材１０、透光性部材１４、押当部材１６、撮像部３０、検査処理部３２ａ、制御部３２ｂなどを備えている。

図１に示すように、軸体搬送部材である円板プレート１０の外周には、ボルト２の小径部２ｂを収容するための凹部８が所定間隔で複数設けられている。円板プレート１０は、凹部８に収容されたボルト２を所定方向（図１に示す反時計回りのＸ１方向）に搬送するように回転駆動される。

透光性部材である透光ガラス１４は、円板プレート１０の外周に隣接して、凹部８を覆う所定位置に配置される。図１に示す例では、透光ガラス１４は、フィーダー４の正反対位置に設けられており、図２に示すように、最大で３つの凹部８を覆うことが可能な幅長さを有している。

また、図１に示す円板プレート１０の外周に隣接する透光ガラス１４の面１４ａは、円板プレート１０の外形に対応した（曲率がほぼ同じ）円弧状に成形されている。なお、透光ガラス１４の屈折率は、均一で、かつ、できるだけ低いことが望ましい。また、透光ガラス１４の全長は、図２に示すように、検査されるボルト２の小径部２ｂの全長よりも長くなるように設計される。

図１に示すように、透光ガラス１４以外の外周位置にも、円板プレート１０の外周に隣接して凹部８を覆う鉄製の枠体１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）が設けられている。回転時の遠心力によって、ボルト２が円板プレート１０の凹部８から抜け落ちるのを防止するためである。なお、枠体１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、載置面に接するベース部に固定されている。

さらに、枠体１２ｂの下には、図２に示すプラスチック製の規制ガイド１３が、取り付けられている。図１に点線で示すように、規制ガイド１３は、円板プレート１０の外形に隣接して、透光ガラス１４の手前までほぼ半周に渡って配置されている。このため、透光ガラス１４に到達するまでに、傾斜して搬送されたボルト２を鉛直方向に向けることができる。

図２および図３に示すように、円板プレート１０の裏側には、押当部材である回転サポーター１６が設けられている。回転サポーター１６は、円板プレート１０の凹部８に収容されたボルト２の小径部２ｂを、搬送時（すなわち、円板プレート１０がＸ１方向に回転中）に透光ガラス１４に向けて押し当てながら、ボルト２に時計回り方向（締結方向）の回転を与えるために、以下のように構成される。なお、図２に示すように、ボルト２の小径部２ｂには、ボルト２が時計回り方向に回転すると、締結する方向に前進するようなネジ山が設けられている。

回転サポーター１６は、図４に示すように、透光ガラス１４の内面１４ａの形状に対応して湾曲させて成形された半円形状のサポート部１６ａと、当該サポート部１６ａに沿って移動する弾性部材であるＯリング１６ｂを上下に２セット設けて構成されている。なお、図４は、回転サポーター１６の詳細図である。

図４に示すように、サポート部１６ａは、Ｏリング１６ｂと透光ガラス１４の隙間の距離が、小径部２ｂの直径より少し狭くなるように配置される。Ｏリング１６ｂは、図２および図３に示すように、複数のプーリーＰ１〜Ｐ４を介してモーターＭの駆動軸に取り付けられたプーリーＰ５に繋げられている。このため、図２および図３に示すモーターＭの駆動によって、Ｏリング１６ｂをＸ１方向（図１）に移動させることができる。Ｏリング１６は、ゴム製であるため、その弾性力により、ボルト２の小径部２ｂを透光ガラス１４に柔らかく押し当てることができる（図４）。

図４を用いて、回転サポーター１６と透光ガラス１４に挟まれたボルト２の動きを詳しく説明する。図４に点線で示す円板プレート１０は、Ｘ１方向に回転するため、ボルト２は、Ｘ１方向に移動（公転）する。それと同時に、図４に示すＯリング１６ｂもＸ１方向に移動するため、押し当てられたボルト２は強制的に回転サポーター１６の時計回りであるＸ３方向（締結方向）に回転（自転）することになる。このように、円板プレート１０による回転運動と、回転サポーター１６による押し当て力の作用を受けることによって搬送時にボルト２が回転する。

撮像部であるカメラ３０は、上記作用によって回転するボルト２を、透光ガラス１４を通して複数回撮像する。例えば、ボルト２が１８０°ずつ回転（自転）するタイミングで２回撮像したり、ボルト２が１２０°ずつ回転（自転）するタイミングで３回撮像すれば、ボルト２の全周を撮像することができる。なお、図３に示すように、ボルト２の小径部２ｂを側方から撮像するカメラ３０ａと、ボルト２の頭部２ａを斜め上方から撮像するカメラ３０ｂの２つが設けられている。

コンピュータ３２の検査処理部３２ａは、カメラ３０（３０ａ、３０ｂ）により撮像したボルト２の画像を解析して、ボルト２が不良品か否かを判断する。その結果に基づいて、コンピュータ３２の制御部３２ｂは、検査の結果が不良であったボルト２を、ノズル１８によって不良品回収通路２０に落とし、検査の結果が良好であったボルト２は、ノズル２２によって良品回収通路２４に落とすように、各ノズル２２、２４を制御する。

２．軸体検査装置１００の動作内容
さらに、軸体検査装置１００の動作内容について、図５などを用いて以下に説明する。なお、図５は、図１の軸体検査装置１００に各種センサ（７０、７２、７４など）を加えたものである。

まず、フィーダー４により軸体検査装置１００にボルト２が搬送される。すなわち、検査対象（被検査物）であるボルト２が、フィーダー４の溝に頭部を支えられて、矢印Ｄの方向に搬送されてくる。このフィーダー４の先端部には、軸体２を保持するための凹部８を有する円板プレート１０が設けられている。

図５に示す状態から、円板プレート１０がＸ１方向に回転し、フィーダー４の搬送中心線Ｃが凹部８の中心近傍に来ると、ノズル（図示せず）から空気が放出され、フィーダー４の先端にある軸体２が、凹部８の方向に移動する。このようにして、軸体２は、１個ずつ円板プレート１０の凹部８に保持されることになる。

フィーダー４の先端部近傍には、円板プレート１０が設けられている。円板プレート１０の凹部８の幅は、ボルト２の頭部２ａより狭く、ボルト２の小径部２ｂより広く構成されている。したがって、凹部８によって、ボルト２の頭部２ａを支えることが可能となっている。また、凹部８の深さ（奥行き）は、ボルト２の小径部２ｂの径より大きく形成されている。したがって、搬送中や、フィーダー４から凹部８にボルト２を移動させる際にも、凹部８により、確実にボルト２を保持することができる。

図５に示すように、円板プレート１０の外周上には、凹部８にボルト２が保持されているかどうかを判断するための光センサ７０、７２、７４が設けられている。光センサ７０の詳細を、図６に示す。発光素子７０ａに対向するように受光素子７０ｂが設けられている。したがって、凹部８にボルト２が保持されていれば、発光素子７０ａからの光が遮られ、保持されていなければ、発光素子７０ａからの光は遮られない。これにより、受光素子７０ｂからの出力があれば（受光すれば）ボルト２が保持されておらず、出力がなければ（受光しなければ）ボルト２が保持されていると判断することができる。光センサ７２、７４も同様の構成である。

インデックス用の光センサ８２も設けられている。図７に、光センサ８２の詳細を示す。発光素子８２ａと受光素子８２ｂが、円板プレート１０を挟むように設けられている。凹部８の部分においては受光素子８２ｂが光を受光し、凹部８の内部分においては受光素子８２ｂが光を受光しない。したがって、受光素子７０ｂからの出力があれば（受光すれば）凹部８であり、出力がなければ（受光しなければ）凹部８でないと判断することができる。これら光センサ７０、７２、７４、８２の出力は、制御部３２ｂに与えられる。

図１に示す円板プレート１０の上方には、頭部２ａの長さ等を計測するための寸法センサ７６が設けられている。寸法センサ７６は、発光素子および受光素子（図示せず）を備えており、対象物に反射した光を受けて基準面（円板プレート１０の上面）からの長さを計測する。円板プレート１０の下には、小径部２ｂの長さ等を計測するための寸法センサ７８が設けられている。寸法センサ７８も、同様に発光素子および受光素子（図示せず）を備えており、基準面（円板プレート１０の上面）からの長さを計測する。

円板プレート１０上には、不良品のボルト２を不良品回収通路２２に落とすための不良品脱落ノズル１８、良品のボルト２を良品回収通路２４に落とすための良品脱落ノズル２２が設けられている。

図８に、コンピュータ３２の詳細を示す。コンピュータ３２は、制御部３２ｂであるＣＰＵ１００、操作用のタッチパネル１０２、記録装置１０４を備える。コンピュータ３２には、ノズル１８、２２、センサ７０、７２、７４、インデックス用センサ８２、寸法センサ７６、７８、カメラ３０、光源８０が接続されている（図５を参照）。記録装置１０４には、検査を行って各部を制御するための制御プログラム１０６が記録されている。

制御プログラム１０６のフローチャートを図９〜図１２に示す。なお、以下では、各処理を順次行うように記載しているが、並列して処理を行うようにしてもよい。

ＣＰＵ１００は、インデックス用センサ８２が凹部８を検出したかどうかを判断する（ステップＳ１）。凹部８を検出すると、当該凹部にインデックスＩＤを付す（ステップＳ２）。たとえば、図１３に示すように、円板プレート１０に３０個の凹部８が設けられていた場合、１〜３０までのインデックスＩＤが、各凹部８に順に付されることになる。

図１３に示すように、インデックス用センサ８２と、ボルト２がフィーダー４によって移送される位置、各センサ７０、７２の位置、寸法センサ７６、７８、カメラ３０などとの位置関係は予め定まっている。したがって、インデックス用センサ８２に位置する凹部８のインデックスＩＤを特定すれば、他のセンサなどの位置にある凹部８のインデックスＩＤも特定することができる。

ＣＰＵ１００は、ノズル（図示せず）などを駆動し、フィーダー４からボルト２を凹部８の方向に移動させる（ステップＳ３）。なお、フローチャートでは、凹部８にインデックスＩＤを付与した後に、ノズルの駆動を行うように示しているが、実際には、インデックス用センサ８２が凹部８を検出すると同時に、ノズルの駆動が行われる（以下の処理において同様である）。

図１３に示すように、インデックス用センサ８２が凹部８にインデックスＩＤとして「１」を付与した場合には、インデックスＩＤ「２９」が付与されている凹部８にボルト２が収納されることになる。

また、ＣＰＵ１００は、センサ７０の出力を取得してボルト２の有無を記録する（ステップＳ４）。ここでは、図１３に示すように、インデックスＩＤ「２３」が付与されている凹部８にボルトが収納されているか否かを判断する。本来は、全ての凹部８にボルト２が収納されるが、フィーダー４への搬送が遅れるなどの理由によって、ボルト２が収納されない凹部８も存在する。ボルト２の有無は、図１４に示すようなテーブルとして、記録装置１０４に記録される。

ＣＰＵ１００は、寸法センサ７６、７８の位置に、ボルト２が存在するかどうかを判断する（ステップＳ５）。これを判断するためには、テーブルを参照して、インデックスＩＤ「２２」にボルト「有」と記録されているか「無」と記録されているかを判断すればよい。ここでは、図１４に示すように、「有」と記録されているので、ステップＳ６を実行する。

ステップＳ６において、ＣＰＵ１００は、寸法センサ７６、７８の出力を取得し、頭部寸法や長さが予め記録している規格範囲内にあるかどうかを判断する。ＣＰＵ１００は、その結果により、当該ボルト２が良品であるか不良品であるかを決定し、図１４のテーブルに記録する。図１４の例では、良品を示す「良」が記録されている。

なお、ステップＳ５において、寸法センサ７６、７８の位置にボルト２が存在しない場合、ステップＳ６は実行しない。これにより、無駄な測定処理を行わないようにすることができる。

ＣＰＵ１００は、カメラ３０の位置にボルト２が存在するかどうかを判断する（ステップＳ７）。存在すれば、寸法センサ７６、７８よる判定が「良」であるか否かを判断する（ステップＳ８）。「良」であれば、ＣＰＵ１００は、光源８０を点灯させ、カメラ３０からの画像を取り込む（ステップＳ９）。例えば、図２２に示すように、同時に３本のボルト２の画像Ｗが所定のタイミング（フィーダー４からボルト２を凹部８の方向に移動させるタイミング（ステップＳ３）など）で連続して撮影される。

続いて、ＣＰＵ１００は、取得した画像に基づいて、各ボルト２の頭部２ａまたは小径部２ｂに不良部分があるかどうかを画像認識処理により判断する。ステップＳ８で、１つのボルトについて、複数の画像が撮影されているため、これを利用して（すなわち、図２２に示す３カ所の位置に対応する各ボルト２の画像を抽出して）各ボルト２について判断する。

判断結果を、図１３のテーブルに記録する（ステップＳ１０）。例えば、図２２に示すように、照明が打痕に当たって生じる乱反射Ｚが存在する場合には、該当するボルト２が不良品として記憶される。

ＣＰＵ１００は、寸法センサ７６、７８による判定結果が「良」であったとしても、カメラ３０による判定結果が「否」であれば「否」（不良品）を記録する。

また、ステップＳ７において、ボルト２が存在しなければステップＳ８〜Ｓ１０は実行しない。さらに、ステップＳ７において、ボルト２が存在しても、寸法センサ７６、７８の判定結果が「否」であればステップＳ８〜Ｓ１０は実行しない。これにより、無駄な発光や測定処理を行わないようにすることができる。

なお、図１４に示すように、ここでは、カメラ３０の位置にはボルト２が存在しないので、ステップＳ８〜Ｓ１０は実行されず、ステップＳ１１が実行されることになる。

ＣＰＵ１００は、ステップＳ１１において、不良品脱落ノズル１８（センサ７２）の位置に、ボルト２が存在するか否かを判断する。存在すれば、当該ボルト２に異常処理フラグが付されているかどうかを判断する（ステップＳ１２）。なお、平常状態では、異常処理フラグは付されていないので、ステップＳ１３に進む。なお、異常処理フラグについては後述する。

ステップＳ１３において、ＣＰＵ１００は、当該ボルト２が不良であるかどうかを判断する。不良（「否」）であれば、ＣＰＵ１００は、不良品脱落ノズル１８を作動し、凹部８からボルト２を脱落させる（ステップＳ１４）。脱落した不良品のボルト２は、不良品回収路２０（図１参照）を介して、不良品回収部（図示せず）に回収される。さらに、ＣＰＵ１００は、センサ７２の出力により、ボルト２が脱落されたかどうかを判断する（ステップＳ１５）。予定どおり脱落していれば、ステップＳ１６に進む。脱落していない場合には、異常処理を行う。異常処理については、後述する。

ステップＳ１３において、ＣＰＵ１００は、ボルト２が不良でなければ、ステップＳ１６に進む。なお、ここでは、図１４に示すように、不良品脱落ノズル１８の位置（インデックスＩＤ「１０」）にあるボルト２は、不良品であるので、ステップＳ１４、Ｓ１５が実行される。

ステップＳ１６において、ＣＰＵ１００は、良品脱落ノズル２２（センサ７４）の位置に、ボルト２が存在するかどうかを判断する。存在すれば、ステップＳ１７において、当該ボルト２に異常処理フラグが付いているかどうかを判断する。ここでは、異常処理フラグが付いていないものとして説明を進める。

ステップＳ１８において、ＣＰＵ１００は、良品回収通路２４の進路変更板３０４を良品回収箱３００に向ける（図１５を参照）。なお、通常の状態では、進路変更板３０４は実線の位置にあり、良品回収通路２４は良品回収箱３００に向いているので、そのままの状態とする。

ＣＰＵ１００は、良品脱落ノズル２２を作動させ、凹部８にある良品のボルト２を、良品回収通路２４に脱落させる。これにより、良品のボルト２は、良品回収箱３００に回収される。なお、仮に、良品のボルト２が、良品脱落ノズル２２によっても落ちなかった場合には、図１に示す強制脱落ガイド２６によって良品回収通路２４に落とすことができる。強制脱落ガイド２６は、頭部２ａに当接し、徐々にボルト２を円板プレート１０の外周に押しやり、最後には脱落させるものである。

以上の処理が終了すると、ＣＰＵ１００は、ステップＳ１以下を繰り返し実行する。

（異常処理について）
次に、図１１のステップＳ１４において、不良品のボルト２を凹部８から脱落させようとしたにもかかわらず、ボルト２が落ちなかった場合について説明する。これを放置すると、不良品のボルト２は、良品脱落ノズル２２または強制脱落ガイド２４によって、良品回収通路２４に落とされることになってしまう。これでは、良品の中に不良品が混入してしまうことになる。

そこで、この実施形態では、不良品であると判断したボルト２が、不良品脱落ノズル１８によって落ちなかった場合（ステップＳ１５）、次のような異常処理を行うようにしている。ＣＰＵ１００は、図１４に示すテーブルの全てのボルト（全てのインデックスＩＤ）に対して、異常処理フラグを記録する（ステップＳ２０）。次に、ＣＰＵ１００は、良品回収通路２４の進路変更板３０４（図１５）を仕掛品回収箱３０２に向ける（ステップＳ２１）。

図１５は、良品回収通路２４の側断面を示す図である。良品回収通路２４の底部には、軸３０６を中心として回動可能な進路変更板３０４が設けられており、進路変更板３０４は、通常の状態においては、図の実線に示す位置に保持されている。したがって、良品回収通路２４に落とされたボルト２は、良品回収箱３００に回収される。

ＣＰＵ１００は、ステップＳ２１において、モータなどの駆動手段（図示せず）を制御して、進路変更板３０４を二点鎖線で示す状態に回動させる。これにより、良品回収通路２４に落とされたボルト２は、仕掛品回収箱３０２に回収されることになる。

したがって、ステップＳ１４において、脱落されるべきであったにもかかわらず、凹部８に残ってしまった不良品のボルト２は、ステップＳ１９において、良品回収通路２４に落とされるが、仕掛品回収箱３０２に回収されることになる。

また、この実施形態では、上記の異常が生じた時点で円板プレート１０に保持されている全てのボルト２に対して異常フラグを記録している。したがって、以後、ＣＰＵ１００は、これら異常処理フラグが記録されているボルト２を、良品回収通路２４に落とし、仕掛品回収箱３０２に回収する（ステップＳ１２、Ｓ１７、Ｓ１９）。

なお、脱落されるべきであったにもかかわらず、凹部８に残ってしまった不良品のボルト２だけを、仕掛品回収箱３０２に回収するようにしてもよい。

その後、異常処理フラグの記録されていないボルト２（異常が起こった後に、円板プレート１０により搬送され、最初にセンサ７２で検知されたボルト２）が見いだされると、ＣＰＵ１００は、良品回収通路２４の進路変更板３０４を、図１５の実線で示す位置に戻す（ステップＳ１８）。これにより、以降は、良品回収通路２４に落とされたボルト２は、良品回収箱３００に回収されることになる。

３．ナット用の検査装置２００
上記実施形態では、軸体であるボルト２用の検査装置１００について説明したが、軸体以外の部品（例えば、フランジ付きナット）の検査にも適用することができる。

図１６に、本発明の他の実施形態であるフランジ付きナット３用の検査装置２００の構造を示す。図１７は、図１６に示す検査装置２００のα矢視図である。図１８は、図１６に示す検査装置２００のβ矢視図である。

図１６に示す検査装置２００は、図１に示す検査装置１００と同様に、被処理物搬送部材である円板プレート１０’、透光性部材である透光ガラス１４、押当部材である回転サポーター１６、撮像部であるカメラ３０（３０ａ、３０ｂ）、検査処理部３２ａ、制御部３２ｂなどを備えている。

フランジ付きのナット３用としたために、本実施形態における検査装置２００が、ボルト２用の検査装置１００と構造が異なる点を、以下に述べる。

（i）ナット３が凹部８から落下しないように、図１６に示す円板プレート１０’の下に、輪状の受けプレート１５が設けられている。なお、軸体ではないフランジ付きのナット３を搬送するため、揺動を防止するための規制ガイド１３（図１）は設けられていない。

（ii）ナット３の外形に対応して、図１６に示ように円形プレート１０’の凹部８’が大きく成形されている。

（iii）図１７および図１８に示すように、ナット３を透光ガラス１４に押し当てるために、回転サポーター１６’を構成するサポート部１６ａとＯリング１６ｂが１つずつ設けられており、かつ、回転サポーター１６’の位置が、軸体検査装置１００（図３）よりも高い位置（受けプレート１５より上）に配置されている。

（iv）図１８に示すように、斜め上方向の位置から撮影するカメラ３０’によって、ナット３の外側だけでなく、ナット３の内側（ネジ山）も撮影して検査するようにしている。

なお、その他の構造や制御方法は図１〜図１５に示すものと同じである。

４．複数の円板プレート１０を設けた検査装置３００
なお、上記実施形態では、円板プレート１０（図１）を１つだけ設けるようにしたが、円板プレート１０を複数設けるようにしてもよい。円板プレート１０を複数設けることで、２カ所以上でボルト２の動きを規制することが可能となり、ボルト２が傾斜した状態で搬送されるのを防止することができる。

図２４に、本発明の一実施形態である軸体検査装置３００を上方から見た平面図を示す。図２５Ａは、図２４に示す軸体検査装置３００のβ’矢視図である。図２５Ｂは、図２４に示す軸体検査装置３００のγ矢視図である。

図２４に示す軸体検査装置３００は、図１に示す検査装置１００と同様、軸体搬送部材１０、透光性部材１４、押当部材１６、撮像部３０、検査処理部３２ａ、制御部３２ｂなどを備えている。

図２５Ａに示すように、軸体搬送部材である円板プレート１０が、上方の円形プレート１０ａおよび下方の円形プレート１０ｂで構成されている点で、図１に示す検査装置１００とは異なっている。上方の円形プレート１０ａおよび下方の円形プレート１０ｂは、搬送されるボルト２の長手方向に所定間隔を開けて設けられている。

このため、ボルト２の動きを、ボルト２の頭部２ａ付近だけでなく、下方の位置でも規制しつつ搬送することができる。なお、下方の円板プレート１０ｂは、回転軸付近で、上方の円板プレート１０ａにシムＺ１（図２４）を挟んでボルト締めして固定されている。

さらに、図２５Ａに示すように、円板プレート１０の凹部８に収容されたボルト２を、搬送時に透過ガラス１４に向けて押し当てる回転サポーター３６が、複数の円板プレート１０ａ、１０ｂの間に配置されている。図１に示すように、回転サポーター１６をフィーダー４と正反対の位置に配置した場合には、下方の円形プレート１０ｂおよび搬送中のボルト２が干渉（接触）してしまうため、回転サポーター３６の取付部およびその駆動機構（Ｏリング３８、モーターＭ）を真下に設けられない。このため、以下のような構成を採用するようにしている。

図２４に示すように、ボルト２が収容される位置Ｃの近く（搬送開始側Ｓ１）に、規制ガイド１３’、透光ガラス１４および回転サポーター３６を設けるようにした。このため、規制ガイド１３’を、図１に示す軸体検査装置１００の規制ガイド１３よりも短くすることができる。また、このような構成を採用することで、寸法センサ７６、７８などを配置するために必要なスペースを広く確保することもできる。

また、ボルト２が収容される凹部８の位置Ｃに対して搬送開始側Ｓ１とは反対側Ｓ２の枠体１２ｃ’に、回転サポーター３６に連結された支持部材であるサポート板４２が固定されている。すなわち、回転サポーター３６に連結されたサポート板４２は、図２５Ｂに示すように、ボルト２が収容されていない位置で、複数の円板プレート１０ａ、１０ｂの間から延伸して枠体１２ｃ’に固定される。

このように、ボルト２が搬送される方向（搬送開始側Ｓ１）に、透光ガラス１４、回転サポーター３６といった検査機構を設けておき、ボルト２が既に回収された出口付近（搬送終了側Ｓ２）に、円板プレート１０ａ、１０ｂの間から回転サポーター３６を支持するサポート部材１７を設け、駆動機構（Ｏリング３８など）を円板プレート１０ａ、１０ｂの外側に引き出すことによって、複数の円板プレート１０の間に回転サポーター３６を配置する構造を実現することができる。なお、引き出されたＯリング３８は、図２５Ｂに点線で示すプーリーＰ６、Ｐ７を介して、モーターＭの駆動軸に取り付けられたプーリーＰ５に繋げられている。

図２６Ａに、回転サポーター３６の構成（透過ガラス１４側から見た側面図）を示す。図２６Ｂは、回転サポーター３６を構成するローラー４０の拡大図である。図２６Ｃは、サポート板４２の拡大図である。

図２６Ａに示すように、この実施形態の回転サポーター３６は、Ｏリング３８と、隣接して複数配置したローラー４０で構成される。複数のローラー４０は、図２４に示すように、透光ガラス１４の内面１４ａの形状に対応して円弧上に配置され、また、図２５Ａに示すように、上下方向に２列設けられる。各ローラー４０は、両側および中間位置に配置したサポート板４２の間に固定した軸に摺動可能に取り付けられる。

図２６Ｂに示すように、ローラー４０は、円柱形状の胴体を有しており、その外周上の一端部に設けられた輪状の突起４０ａを有する、いわゆる、フランジ付きベアリングである。各ローラー４０は、サポート板４２に固定した軸に摺動可能に取り付けられる。

複数のローラー４０は、図２６Ａに示すように、隣接する輪状の突起４０ａが交互に上下になるように配置される。このため、図２６Ａに点線で示す位置に、Ｏリング３８を、隣接するローラー４０が有する輪状の突起４０ａによって形成される溝に引っ掛けることができる。

サポート板４２は、図２６Ｃに示すような形状に鋼板を切り欠いて成形される。また、サポート板４２には、矩形のシムＺ２（点線で示す）を介して枠体１２ｃ’に取り付けるための孔４２ａ、ローラー４０を摺動可能に貫通させる軸を固定するための孔４２ｂ、および丸形のシムＺ３（点線で示す）を介して３つのサポート板４２を中間位置で固定するための孔４２ｃが、それぞれ設けられている。

以上のような構成によって、図２４に示すように、回転サポーター３６の斜め後ろの様々な方向にＯリング３８を引き出して、Ｏリング３８を円滑に移動させることができる。

なお、その他の構造や制御方法は図１〜図１５に示すものと同じである。

５．その他の実施形態
なお、上記実施形態では、ボルト２の小径部２ｂを回転サポーター１６で押し当てることとしたが、図１９に示すように、ボルト２の頭部２ａをさらに回転サポーター１６’で押し当てて、ボルト２の２箇所以上を押し当てるようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、ボルト２を回転サポーター１６で押し当てる等して回転（自転）させることとしたが、その他の方法によってボルト２を回転させてもよい。例えば、図２０に示すように、先端付近がボルト２の頭部２ａに軽く接触するようにスプリング９２を介して角度変更部材９０を設けておけばよい。これにより、ボルト２がＸ１方向に移動する間に角度変更部材９０が頭部２ａに接触しながらＸ５方向に付勢され、ボルト２の頭部２ａにおける角の軌跡Ｙ１〜Ｙ３に示すように、ボルト２を所定角度ずつ回転させることができる。

なお、上記実施形態では、ボルト２を軸体の一例として説明した。しかし、少なくとも頭部を有し、頭部の径よりも小さい径の部分を有する軸体であれば同様に適用することができる。たとえば、釘、ピンなどにも適用することができる
なお、上記実施形態では、六角ボルトおよびフランジ付きのナットを被検査物の例として説明したが、その他の部品、例えば、図２１Ａに示す普通のナット、図２１Ｂ〜Ｄに示す特殊形状の部品、図２１Ｅに示す座金付きナット、図２１Ｆに示す皿ネジなどにも適用することができる。特に、軽量化されたアルミ製品のような打痕や傷の付き易い部品の検査に有効である。また、断面の少なくとも１つが円形であれば、円滑に回転させることが可能である。

なお、上記実施形態では、円板プレート１０を回転させ、被検査物を回転運動させているが、被検査物を直線移動させるような機構を用いてもよい。

なお、上記実施形態では、良品と判断したボルト２について、ノズル２２により良品回収通路２４に脱落させるようにしている。しかし、ノズル１８を制御して不良品と判定したボルト２を不良品回収通路２２に脱落させ、それ以外のボルト２は良品であるとして、強制脱落ガイド２４によって脱落させるようにしてもよい。この場合、ノズル２２を省略することができる。

なお、上記実施形態では、押当部材（回転サポーター１６）で軸体（ボルト２）を透光性部材（透光ガラス１４）に押し当てながら、Ｏリング１６ｂを図１に示す所定方向（円板プレート１０の回転方向Ｘ１と同じ方向）に移動させたが、Ｏリング１６ｂを回転サポーター１６の回転方向Ｘ１とは反対方向（図２３に示すＸ２方向）に移動させたり、Ｏリング１６ｂを移動させないようにしてもよい。

図２３に示すように、Ｏリング１６ｂを、図１に示す円板プレート１０の回転方向Ｘ１とは逆の方向Ｘ２に移動させたときは、図４に示す時計回りのＸ３方向とは逆に、反時計回りのＸ４方向に回転（自転）する。このような方式は、特に、左ネジを検査する場合に有効である。反時計回りのＸ４方向に回転（自転）させても浮き上がってこないからである。

一方、Ｏリング１６ｂを移動させないようにした場合について説明する。Ｏリング１６ｂを移動させないとき、ボルト２は図２３に示す反時計回りのＸ４方向に回転する。その理由を、以下に述べる。

Ｏリング１６ｂは、ゴム製であり、ガラス素材の透光ガラス１４よりも動摩擦係数が高い。そうすると、ボルト２とＯリング１６ｂの間の動摩擦係数μAが、ボルト２と透光ガラス１４との間の動摩擦係数μBより大きい。よって、時計回りのトルクＮAと反時計回りのトルクＮBの間で、ＮA＞ＮB（ｒ：小径部２ｂの半径）の関係式が成立し、反時計回り方向のモーメントを示す式ＮA−ＮBの値が正となるから反時計回りのＸ４方向に回転する。ここで、ＮA＝ｒ×ｆA、ＮB＝ｒ×ｆB、ｆA＝μA×Ｒ、ｆB＝μB×Ｒ（Ｒ：ボルト２の小径部２ｂから受ける反力、ｒ：Ｏリング１６ｂの半径）である。

なお、上記実施形態では、軸体（ボルト２）を搬送する円板プレート１０の回転方向を図１に示すＸ１方向（反時計回り）としたが、円板プレート１０を時計回りに回転させるようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、撮像部で複数回撮影した静止画像に基づいて、被検査物の全周検査を行うこととしたが、所定時間だけ撮影した動画に基づいて被検査物の全周検査を行うようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、照明を対象物に当てた際に、乱反射が生じる部分を画像認識処理により、不良品であると判断したが（図２２）、その他の方法により不良品であるかを判断するようにしてもよい。例えば、良品のサンプル画像を予め取り込んでおき、実際に撮像した画像と比較して差分を抽出して判断する画像マッチング処理を行ってもよい。また、撮像した被処理物の輪郭を抽出して、輪郭部分の画像の乱れ、歪みを検知するような画像認識処理を行ってもよい。

なお、上記実施形態では、被検査物の寸法を検査するためのセンサ（図５に示す寸法センサ７６、７８）を設けることとしたが、被検査物の寸法を検査するためのセンサを別途設けずに、撮像部３０で撮像した画像または動画に基づいて寸法検査（長さ、高さ、ネジのピッチ・リード角、ネジ山の角度・外径・谷径、頭部リセス、色合いなどの検査）を行うようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、ネジ山が形成された部品（ボルト２）の検査を行うこととしたが、ネジ山が形成されていない部品の検査を行うようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、透光性部材で被処理物（ボルト２の小径部２ｂおよびフランジ付きナット３）の縦方向の長さ全体を行うこととしたが、被処理物を部分的に覆うようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、係止部材の１例として透光性部材を用いたが、非透光性部材、その他の素材を用いて被検査物が凹部から脱落するのを防止するようにしてもよい。例えば、図１に示す円板プレート１０の外周に沿って、落脱防止のために円弧状のワイヤーを隣接して配設するなどしてもよい。

なお、上記実施形態では、透光性部材の例として透光ガラス１４を用いたが、その他の素材（例えば、透光プラスチックなど）を用いて被検査物が凹部から脱落するのを防止するようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、完成品を検査することとしたが、製品の製造工程に検査装置を組み込んでもよい。

なお、上記実施形態では、回転サポーター１６が弾性部材であるＯリング１６ｂによりボルト２を押し当てることとしたが、他の弾性部材や、他の素材（紐材、プラスチック材など）を用いてもよい。

なお、上記実施形態では、良品と不良品を回収箱に回収している。しかし、不良品だけを脱落させ、良品をそのまま製造工程に移送して使用するようにしてもよい。また、不良品を検知した時点で検査装置または製造工程全体を停止させるようにしてもよい。

Claims (15)

1. 頭部と当該頭部より小径の小径部とを有する軸体の小径部を収容するための凹部が設けられ、当該凹部に収容された被検査物である前記軸体を所定方向に搬送する軸体搬送部材と、
   前記軸体搬送部材に隣接して、前記凹部を覆う所定位置に配置される透光性部材と、
   前記軸体搬送部材の凹部に収容された軸体を、搬送時に前記透光性部材に向けて押し当てる押当部材と、
   前記軸体搬送部材および前記押当部材の作用により搬送時に回転する前記軸体を、前記透光性部材を通して撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像した前記軸体の画像を解析して、前記軸体が不良品か否かを判断する検査処理部と、
   を備えたこと、を特徴とする軸体検査装置。
2. 請求項１の軸体検査装置において、
   前記押当部材が、前記軸体を押し当てながら、所定方向に移動することにより、前記軸体を回転させること、
   を特徴とする軸体検査装置。
3. 請求項１または請求項２の軸体検査装置において、
   前記軸体の小径部には、第１の方向に回転することで前記軸体が締結方向に進行するようなねじ山が設けられており、
   前記押当部材が、前記軸体を押し当てながら、前記軸体を前記第１の方向に回転させる方向に移動すること、
   を特徴とする軸体検査装置。
4. 請求項１の軸体検査装置において、
   前記押当部材の動摩擦係数が、前記透光性部材の動摩擦係数より大きいこと、
   を特徴とする軸体検査装置。
5. 請求項１〜４のいずれかの軸体検査装置において、
   前記押当部材が、少なくとも前記軸体の小径部を前記透光性部材に向けて押し当てること、
   を特徴とする軸体検査装置。
6. 請求項１〜５のいずれかの軸体検査装置において、
   前記撮像部が、同時に２以上の軸体を撮像すること、
   を特徴とする軸体検査装置。
7. 請求項１〜６のいずれかの軸体検査装置において、
   前記透光性部材の全長を、軸体の小径部より長く成形したこと、
   を特徴とする軸体検査装置。
8. 請求項１〜７のいずれかの軸体検査装置において、
   前記軸体搬送部材が、円板状に成形され、
   前記透光性部材のうち、前記軸体搬送部材と隣接する面が、前記軸体搬送部材の外形に対応した円弧状に成形されていること、
   を特徴とする軸体検査装置。
9. 請求項１〜８のいずれかの軸体検査装置において、 前記軸体搬送部材を、搬送される前記軸体の長手方向に所定間隔を開けて複数設けたこと、
   を特徴とする軸体検査装置。
10. 請求項９の軸体検査装置において、
    前記押当部材を、前記複数の軸体搬送部材の間に配置したこと、
    を特徴とする軸体検査装置。
11. 頭部と当該頭部より小径の小径部とを有する軸体の小径部を取り囲み、頭部を支えるための凹部が設けられ、当該凹部に収容された軸体を所定方向に搬送する被検査物搬送部材と、
    前記凹部に収納された軸体の小径部の一方側に設けられた係止部材と、
    前記凹部に収納された軸体の小径部の他方側から、当該小径部を前記係止部材に押し当てながら回転させる押当部材と、
    前記回転させられた軸体の頭部を撮像する撮像部と、
    前記撮像部により撮像した前記軸体の画像を解析して、前記軸体が不良品か否かを判断する検査処理部と、
    を備えたこと、を特徴とする軸体検査装置。
12. 被検査物を収容するための凹部が設けられ、当該凹部に収容された被検査物を所定方向に搬送する被検査物搬送部材と、
    前記被検査物搬送部材に隣接して、前記凹部を覆う所定位置に配置される透光性部材と、
    前記被検査物搬送部材の凹部に収容された被検査物を、搬送時に前記透光性部材に向けて押し当てる押当部材と、
    前記被検査物搬送部材および前記押当部材の作用により搬送時に回転する前記被検査物を、前記透光性部材を通して撮像する撮像部と、
    前記撮像部により撮像した前記軸体の画像を解析して、前記被検査物が不良品か否かを判断する検査処理部と、
    を備えたこと、を特徴とする検査装置。
13. 頭部と当該頭部より小径の小径部とを有する軸体の小径部を取り囲み、頭部を支えるための凹部に収容された軸体を所定方向に搬送し、
    前記凹部に収納された軸体の小径部の一方側に設けられた係止部材に、軸体の小径部を押し当てながら回転させ、
    前記回転させられた軸体の頭部を撮像し、
    前記撮像した前記軸体の画像を解析して、前記軸体が不良品か否かを判断することを特徴とする軸体検査方法。
14. 凹部に収容された被検査物を所定方向に搬送する円板状の被検査物搬送部材に隣接して、前記凹部を覆う所定位置に配置される透光性部材であって、
    前記被検査物搬送部材の凹部に収容された被検査物が、押当部材によって搬送時に押し当てられて、前記被検査物搬送部材による回転移動および前記押当部材の押圧作用により搬送時に回転するように、円板状の被検査物搬送部材の外形とほぼ同じ曲率に成形された一面を有すること、
    を特徴とする透光性部材。
15. 頭部と当該頭部より小径の小径部とを有する軸体の小径部を収容するための凹部が設けられ、当該凹部に収容された被検査物である前記軸体を所定方向に搬送する軸体搬送部材であって、搬送される前記軸体の長手方向に所定間隔を開けて複数設けられる軸体搬送部材と、
    前記軸体搬送部材に隣接して、前記凹部を覆う所定位置に配置される透光性部材と、
    前記軸体搬送部材の凹部に収容された軸体を、搬送時に前記透光性部材に向けて押し当てる押当部材であって、前記複数の軸体搬送部材の間に配置される押当部材と、
    前記軸体搬送部材および前記押当部材の作用により搬送時に回転する前記軸体を、前記透光性部材を通して撮像する撮像部と、
    前記撮像部により撮像した前記軸体の画像を解析して、前記軸体が不良品か否かを判断する検査処理部と、
    を備えた軸体検査装置であって、
    前記押当部材に連結された支持部材を、前記軸体が収容されていない位置における前記複数の軸体搬送部材の間から延伸して枠体に固定したこと、
    を特徴とする被検査物検査装置。

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