特許 6944192 検査システムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6944192

(24)【登録日】2021年9月14日

(45)【発行日】2021年10月6日

(54)【発明の名称】検査システムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/954 20060101AFI20210927BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/954 A

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-219958(P2017-219958)

(22)【出願日】2017年11月15日

(65)【公開番号】特開2019-90701(P2019-90701A)

(43)【公開日】2019年6月13日

【審査請求日】2020年7月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】598142014

【氏名又は名称】長野オートメーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102934

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 彰

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 信悟

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 大知

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 正浩

(72)【発明者】

【氏名】山浦 孝

(72)【発明者】

【氏名】山浦 研弥

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開平６−１８２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−２５１１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２９６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８７５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−５７１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１９０８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１９１２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１５９３１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−８８１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５８９５９２７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００８０５８８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０２Ｂ ２３／２４−Ｇ０２Ｂ ２３／２６

Ｇ０１Ｂ １１／００−Ｇ０１Ｂ １１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

貫通孔を含むワークの外周側を保持するクランプを含む移動テーブルと、
前記移動テーブルが前記ワークを搬送する第１の位置で、前記ワークの前記貫通孔の第１の開口から、先端から検査光を出力して前記貫通孔の内周面をスキャンする検査プローブを前記貫通孔に出し入れする検査ヘッドと、
前記第１の位置で、前記ワークの前記貫通孔の前記第１の開口と反対側の第２の開口から、ダミープローブを前記貫通孔の内部に出し入れする予備テストユニットと、
前記ダミープローブと前記ワークとの接触の有無を確認するユニットとを有するシステム。

【請求項2】

請求項１において、
前記確認するユニットは、前記ダミープローブの損傷を確認するユニットを含む、システム。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記ダミープローブの直径は、前記検査プローブの直径より大きい、システム。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記ダミープローブの直径Ｄｄと、前記検査プローブの直径Ｄｎとは以下の条件を満たす、システム。
１＜Ｄｄ／Ｄｎ＜２

【請求項5】

請求項４において、
前記検査プローブの直径Ｄｎが以下の条件を満たす、システム。
０．５ｍｍ≦Ｄｎ≦１．５ｍｍ

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記移動テーブルが前記ワークを搬送する第２の位置で、前記移動テーブルの前記クランプに保持された前記ワークの前記第１の開口または前記第２の開口の位置を確認するカメラユニットをさらに有する、システム。

【請求項7】

請求項６において、
前記移動テーブルを、前記ワークをロードする第３の位置から、前記第２の位置を経て前記第１の位置へ動かす移動ユニットをさらに有する、システム。

【請求項8】

検査システムにより、貫通孔を含むワークの前記貫通孔の内周面を検査する方法であって、
前記検査システムは、
前記ワークの外周側を保持するクランプを含む移動テーブルと、
前記移動テーブルが前記ワークを搬送する第１の位置で、前記ワークの前記貫通孔の第１の開口から挿入され、先端から検査光を出力して前記貫通孔の内周面をスキャンする検査プローブと、
前記第１の位置で、前記ワークの前記貫通孔の前記第１の開口と反対側の第２の開口から挿入されるダミープローブと、
前記ダミープローブとワークとの接触の有無を確認するセンサーユニットとを含み、
当該方法は、
前記移動テーブルを前記第１の位置にセットすることと、
前記第２の開口から前記ダミープローブを前記貫通孔に出し入れすることと、
前記出し入れされた前記ダミープローブと前記ワークとの接触の有無を前記センサーユニットにより確認することと、
前記ダミープローブと前記ワークとの接触が確認されなければ、前記検査プローブを前記貫通孔に出し入れして検査を行うこととを有する方法。

【請求項9】

請求項８において、
前記検査システムは、前記移動テーブルが前記ワークを搬送する第２の位置に配置されたカメラユニットをさらに含み、
当該方法は、さらに、
前記移動テーブルで前記ワークを前記第１の位置へ搬送する前に前記第２の位置へ搬送することと、
前記移動テーブルの前記クランプに保持された前記ワークの前記第１の開口または前記第２の開口の位置を前記カメラユニットにより確認することとを有する、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査ヘッドから被検査物に検査用のレーザー光を照射して表面を検査する検査システムおよび方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、先端にミラーが設けられた軸状の検査ヘッドを駆動機構により軸線の回りに回転させつつ軸線に沿って移動させるとともに、検査ヘッド内に前記軸線に沿って入射した検査光の光路をミラーにより変更し、光路が変更された検査光を被検査物に照射し、被検査物で反射して検査ヘッド内に再度入射した検査光の光量に基づいて検査物の表面状態を検出する表面検査装置において、検査ヘッドが、駆動機構に取り付けられるヘッド本体と、そのヘッド本体に対して着脱可能に設けられ且つミラーを保持する保持部と、を備えることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−３１５８２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、微細加工された物品の表面の検査が求められており、例えば、直径が数ｍｍ程度の小径（極細）の孔が設けられた検査対象物（被検査物）の表面を検査することが要望されている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様は、貫通孔を含むワークの外周側を保持するクランプを含む移動テーブルと、移動テーブルがワークを搬送する第１の位置で、ワークの貫通孔の第１の開口から、先端から検査光を出力して貫通孔の内周面をスキャンする検査プローブを貫通孔に出し入れする検査ヘッドと、第１の位置で、ワークの貫通孔の第１の開口と反対側の第２の開口から、ダミープローブを貫通孔の内部に出し入れする予備テストユニットと、ダミープローブとワークとの接触の有無を確認するユニットとを有するシステムである。

【0006】

このシステムは、検査プローブを用いて貫通孔内を検査する前に、検査プローブで検査する第１の位置において、貫通孔の反対側の第２の開口からダミープローブを挿入する予備テストユニット（事前テストユニット）を含む。接触の有無を確認するユニットにより、ダミープローブとワークとの接触を確認することにより、ワークの貫通孔が、検査プローブに対して精度よく設定されているか否かを判断できる。したがって、高価で損傷しやすい検査プローブ、特に極細で損傷しやすい検査プローブがワークの貫通孔の内面などに接触して損傷することを未然に防止できる。このため、安全に、低コストで貫通孔の内部の表面の状態を検査するシステムを提供できる。

【0007】

ダミープローブとワークとの接触の有無を確認する１つの方法は、ダミープローブの損傷をセンサーで確認することである。

【0008】

ダミープローブの直径は、検査プローブの直径より大きくてもよい。検査プローブと貫通孔との間に最小限のクリアランスが確保されているか否かも含めて、事前にチェックできる。ダミープローブの直径Ｄｄと、検査プローブの直径Ｄｎとは以下の条件（１）を満たしてもよい。クリアランスの有無も含めて、予備テストユニットにより事前検査できる。
１＜Ｄｄ／Ｄｎ＜２ ・・・（１）

【0009】

検査プローブの直径Ｄｎが以下の条件（２）を満たしてもよい。
０．５ｍｍ≦Ｄｎ≦１．５ｍｍ・・・（２）

【0010】

システムは、移動テーブルがワークを搬送する第２の位置で、移動テーブルのクランプに保持されたワークの第１の開口または第２の開口の位置を確認するカメラユニットをさらに有していてもよい。画像処理等により、移動テーブルに対するワークの第１の開口の位置を確認できる。したがって、移動テーブルを、ワークの貫通孔が第１の位置に精度よく設定されるように動かすことができる。

【0011】

移動テーブルを、ワークをロードする第３の位置から、第２の位置を経て第１の位置へ動かす移動ユニットをさらに有してもよい。第３の位置でワークをロードして、第２の位置で移動ユニットに対するワークの位置を確認し、第１の位置でワークの貫通孔の内面検査を行うことができる。

【0012】

本発明の他の態様の１つは、検査システムにより、貫通孔を含むワークの貫通孔の内周面を検査する方法である。検査システムは、ワークの外周側を保持するクランプを含む移動テーブルと、移動テーブルがワークを搬送する第１の位置で、ワークの貫通孔の第１の開口から挿入され、先端から検査光を出力して貫通孔の内周面をスキャンする検査プローブと、第１の位置で、ワークの貫通孔の第１の開口と反対側の第２の開口から挿入されるダミープローブと、ダミープローブとワークとの接触の有無を確認するセンサーユニットとを含む。この方法は、以下のステップを含む。
１．移動テーブルを第１の位置にセットする。
２．第２の開口からダミープローブを貫通孔に出し入れする。
３．出し入れされたダミープローブとワークとの接触の有無をセンサーユニットにより確認する。
４．ダミープローブとワークとの接触が確認されなければ、検査プローブを貫通孔に出し入れして検査を行う。

【0013】

検査システムは、移動テーブルがワークを搬送する第２の位置に配置されたカメラユニットをさらに含み、当該方法は、さらに、移動テーブルでワークを第１の位置へ搬送する前に第２の位置へ搬送することと、移動テーブルのクランプに保持されたワークの第１の開口または第２の開口の位置をカメラユニットにより確認することとを含んでいてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】検査システムの概要を示すブロック図。

【図2】表面検査ユニットの概略構成を示す断面図。

【図3】検査ヘッドの概略構成を示す断面図。

【図4】図３に示す検査ヘッドの先端の構成を拡大して示す断面図。

【図5】図４に示す検査ヘッドのプローブの構成をさらに拡大して示す断面図。

【図6】検査システムにおける処理の概要を示すフローチャート。

【図7】移動テーブルにワークをセットしてカメラユニットで検査する様子を示す図。

【図8】ダミープローブによりワークの位置を事前に検査した後に、検査プローブにより貫通孔の内面の状態を検査する様子を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１に、検査システム１００の概要を示している。この検査システム１００は、貫通孔３を含むワーク２の外周側２ａを保持するクランプ４１を含む移動テーブル４０と、移動テーブル４０がワーク２を搬送する第１の位置Ｐ１で、貫通孔３の内周面４を検査する表面検査ユニット１と、第１の位置Ｐ１で、ワーク２の貫通孔３の第１の開口３ａと反対側の第２の開口３ｂから、ダミープローブ５１を貫通孔３の内部に出し入れする予備テストユニット５０と、これらのシステムを制御する制御ユニット７０とを含む。表面検査ユニット１は、ワーク２の貫通孔３の第１の開口３ａから、検査光を出力して貫通孔３の内周面４をスキャンする検査プローブ１２と、検査プローブ１２を貫通孔３に出し入れするために移動ユニット２５により上下に動かされる検査ヘッド１０とを含む。移動テーブル４０は、ワーク２の位置確認用のセンサー４６と、ダミープローブ５１とワーク２との接触の有無を確認するセンサー（センサーユニット）４７とを含む。

【0016】

検査システム１００は、さらに、移動テーブル４０がワーク２を搬送する第２の位置Ｐ２で、ワーク２の第１の開口３ａの側を撮影するカメラユニット８０と、移動テーブル４０がさらに移動し、ワーク２をロード・アンロードする第３の位置Ｐ３において、ワーク２を移動テーブル４０にロードおよびアンロードするワーク搬送用ロボット９０とを含む。移動テーブル４０は、これらの位置Ｐ１、Ｐ２およびＰ３を繋ぐレールあるいはその他のガイド４５に沿って自走する移動ユニット４４を含むものであってもよく、ガイド４５が移動テーブル４０を移動する機能を含む移動ユニットであってもよい。

【0017】

制御ユニット７０は、移動テーブル４０の搬送位置（移動位置）を制御するテーブル制御ユニット７１と、搬送用ロボット９０を制御するロード・アンロード制御ユニット７２と、カメラユニット８０により移動テーブル４０に対するワーク２の貫通孔３の位置を確認する画像処理ユニット７３と、検査プローブ１２により貫通孔３の内面４を検査する前に、ダミープローブ５１により貫通孔３の位置を確認する予備テスト制御ユニット７４と、検査プローブ１２により貫通孔３の内面４を検査する検査制御ユニット７５とを含む。

【0018】

検査プローブ１２を含む表面検査ユニット１と、ダミープローブ５１を含む予備テストユニット５０とは、共通のフレーム１０１に固定されており、第１の位置Ｐ１で検査プローブ１２とダミープローブ５１とが、共通の軸１１に沿って（同軸上で）、高精度で対峙し、上下に移動するようになっている。予備テストユニット５０は、ダミープローブ５１を軸１１に沿って上下に移動する移動ユニット５２を含む。移動ユニット５２は、例えば、ボールねじ５３と、ボールねじ５３を駆動するモーター５４とを含む。

【0019】

表面検査ユニット１と予備テストユニット５０とは上下逆に配置されていてもよく、左右あるいは水平に対峙するように配置されていてもよい。上下の配置は、検査プローブ１２およびダミープローブ５１が、直径数ｍｍあるいはそれ以下の極細の場合は、重力による撓みなどの影響を避けるために適している。また、検査プローブ１２のメンテナンスあるいは交換などの作業を考慮すると、表面検査ユニット１を上側に配置することが好ましい。

【0020】

図２に、表面検査ユニット１の概略の構成を、断面を用いて示している。この表面検査ユニット（検査装置）１は、被検査物であるワーク２に設けられた孔、凹みなどの中空部分（貫通孔）３の内面４の形状または状態を検査するために適している。貫通孔３の一例は、直径数ｍｍの貫通孔である。

【0021】

検査ユニット１は、中心軸１１に沿って棒状に延びた中空の検査ヘッド１０と、検査ヘッド１０を中心軸１１の周りに回転する回転ユニット２０と、検査ヘッド１０内を通じて、中心軸１１に沿って検査用のレーザー光を供給し、中心軸１１に沿って戻された被検査物２の表面（内面、内周面）４からの反射光を受光する光学システム３０と、検査ヘッド１０をワーク２に対して中心軸１１に沿って移動する移動ユニット２５とを含む。

【0022】

移動ユニット２５は、検査ヘッド１０、回転ユニット２０および光学システム３０を搭載したキャリッジ２８と、キャリッジ２８を前後（図２の左右）に動かすボールねじ２６および移動用のモータ２７の組み合わせとを含む。検査ヘッド１０は、基端となる固定部１９と、固定部１９に対して回転するように装着された回転部１８とを含み、固定部１９が搭載ユニット２９を介してキャリッジ２８に搭載されている。検査ヘッド（内面検査用のヘッド）１０は先端に、中心軸（回転軸、軸心）１１に沿って前方（本例では下側）１６に突き出た極細でニードル状のプローブ（プローブ部、ニードル）１２を含む。プローブ１２は、プローブ１２に対し太い円筒状のホルダー部１４の前壁１４ａに、中心軸１１に沿って突き出るように固定されており、ホルダー部１４を介して回転部１８に固定され、回転部１８とともに中心軸１１の周りに回転する。

【0023】

移動ユニット２５の構成は一例であり、スライダー、移動テーブルなどであってもよい。移動ユニット２５により、検査ヘッド１０はハウジング５から前方に突き出た検査位置１０ａと、検査ヘッド１０がハウジング５の内部に退避する位置１０ｂとに移動する。

【0024】

光学システム３０は、検査用のレーザー光を生成する半導体レーザー（レーザーダイオード、ＬＤ）３１と、反射光を受光する受光素子（例えば、フォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなど）３２と、半導体レーザー３１の駆動回路、受光素子３２で受信した信号を処理する回路などを含む制御ユニット３３とを含む。光学システム３０で受信した信号は制御ユニット３３を介して不図示のコンピュータ（パーソナルコンピュータ）に送られて、さらにデータ処理され、被検査物２の表面４の解析に用いられる。光学システム３０は、さらに、検査ヘッド１０の内部に挿入された光ファイバー３５を含む。

【0025】

回転ユニット２０の一例は、キャリッジ２８に搭載されたモータ２１である。モータ２１により駆動されるプーリ２２が、検査ヘッド１０の回転部１８と駆動ベルト２３で接続されており、モータ２１が駆動ベルト２３を介して検査ヘッド１０の回転部１８を中心軸１１の周りに（中心軸１１を回転中心として）高速で回転する。

【0026】

図３に検査ヘッド１０を抜き出して示している。図４に検査ヘッド１０の先端部分（前方部分）を拡大した断面を用いて示し、図５に、検査ヘッド１０の先端のプローブ１２の構成を、さらに拡大した断面を用いて示している。

【0027】

検査ヘッド１０は、全体として回転軸１１に沿って延びた中空の円筒体であり、基端の固定部１９と、固定部１９に対して回転するように同軸上に取り付けられ、先端１６に向かって延びた回転部１８とを含む。回転部１８は回転駆動され、駆動ベルト２３を介して回転力が伝達される比較的太い駆動部１５と、駆動部１５の前方１６に取り付けられたホルダー部１４と、ホルダー部１４の前壁１４ａの中心から細く先端（前方）に向かって延びたプローブ（ニードル部、挿入部）１２とを含む。プローブ１２の先端１２ａには、半径方向に向いた開口（切り欠き）１３が設けられており、開口１３を介して検査用のレーザー光（プローブ光）６１が被検査物２の中空部分３の表面４に向けて出射され、被検査物２の表面４からの反射光６２がプローブ１２から検査ヘッド１０に戻される。

【0028】

検査ヘッド１０の内部には、中心軸１１に沿ってプローブ光６１と反射光６２とを導く光ファイバー束３５が挿入されている。光学システム３０を構成する光ファイバー束３５は複数のファイバーのバンドルであり、ＬＤ３１から射出されるプローブ光６１を被検査物２に向かって導く投光ファイバー３５ａと、被検査物２からの反射光６２を受光素子３２へ導く受光ファイバー３５ｂとを含む。さらに、光学システム３０は、検査ヘッド１０の内部に、光ファイバー３５を束ねた状態で保持する保持筒３４を含む。

【0029】

プローブ１２は、ホルダー部１４の前壁１４ａから中心軸１１に沿って前方１６に延び、先端（先端近傍）１２ａにプローブ光６１の出射方向を制御する光学素子３９が取り付けられている。光学素子３９の一例は平面鏡であり、プリズムなどの他の光の出射方向および入射方向を制御できる反射面を有する光学素子であってもよい。本例の検査装置１においては、光学素子３９の鏡面（反射面）５１の角度を４５度に設定し、光ファイバー３５から中心軸１１を光軸として出射されるプローブ光６１を、中心軸（光軸）１１に対して直交する方向に出射している。また、光学素子３９の鏡面３８により、検査対象の内面４から反射される光（反射光）６２を中心軸１１の光ファイバー３５の方向に反射している。プローブ１２の内部には、保持筒３４により支持された光ファイバー３５が、先端１２ａより後退した位置まで挿入されており、光ファイバー３５の先端３５ｃと光学素子３９とのほぼ中間に調光レンズ３６がプローブ１２に支持されるように取り付けられている。

【0030】

調光レンズ３６は、光ファイバー３５の先端３５ｃから出力されたプローブ光６１を、反射面３８を介して検査対象面４に集光するために適した焦点距離を有する対物レンズである。調光レンズ３６は、反射面３８を介して検査ヘッド１０に導入された反射光６２を光ファイバー３５の先端３５ｃに集光する機能も含む。検査ヘッド１０の中心軸１１に沿ってプローブ光６１を供給し、反射光６２を検出する光学システム３０は、光ファイバー３５を使用したものに限定されず、ダイクロイックプリズムなどを備えた、光ピックアップなどとして公知の他の光学系であってもよい。極細のプローブ１２の内部でプローブ光６１および反射光６２を入出力するには、光ファイバー３５を用いた光学システム３０が好適である。

【0031】

近年、微細加工の精度が向上し、様々な用途で、例えば、液体などの流体が通過するノズルや経路、光学装置、機械装置において、極細の貫通孔が加工された製品あるいは部品が製造される。極細の孔３の一例は、直径Ｄｉが数ｍｍ以下、例えば、５ｍｍ以下、あるいは３ｍｍ以下、さらには２ｍｍ以下である。そのような寸法の孔（中空部分）３の内面４にプローブ光６１を照射し、反射光６２を採取するためのプローブ１２の直径Ｄｎは、内面４とのクリアランスを考慮すると、１．５ｍｍ以下であることが要望される。特に、検査対象の孔３の直径（内径）Ｄｉが３ｍｍ程度あるいはそれ以下であると、プローブ１２の直径（外径）Ｄｎは１．２ｍｍあるいはそれ以下、例えば、１．０ｍｍであることが望ましい。したがって、上記のような構造を内蔵した直径Ｄｎが１ｍｍ程度のプローブ１２は高価である。一方、直径Ｄｉが２〜３ｍｍ程度の貫通孔３に直径１ｍｍ程度のプローブ１２を挿入して高速で回転させるためには、ワーク２とプローブ１２とを高い精度で位置合わせする必要があり、精度が低いとプローブ１２がワーク２と干渉して損傷したり、あるいは破壊されてしまう。したがって、この検査システム１００においては、先にダミープローブ５１を挿入することによりワーク２、具体的には検査対象の貫通孔３と検査プローブ１２との位置合わせの精度を事前に検証する。

【0032】

図６に、検査システム１００においてワーク２の貫通孔３の内面４を検査する工程をフローチャートにより示している。また、図７に、移動テーブル４０を第３の位置Ｐ３および第２の位置Ｐ２に移動した状態を示し、図８に、移動テーブル４０を第１の位置Ｐ１に移動して、ダミープローブ５１により位置を検証した後に、検査プローブ１２により検査する様子を示している。

【0033】

まず、ステップ１１１において、制御ユニット７０のテーブル制御ユニット７１が移動テーブル４０を第３の位置Ｐ３へ移動する。ロード・アンロード制御ユニット７２が搬送用ロボット９０を制御して、新しいワーク２を移動テーブル４０のクランプ４１にセットし、クランプ４１がワーク２の外周面２ａを保持する。移動テーブル４０は、ワーク２の有無および位置を検出するセンサー４６を内蔵しており、所定の位置でワーク２をクランプしたことを確認する。

【0034】

ステップ１１２において、テーブル制御ユニット７１は、移動ユニット４４によりガイド４５に沿って移動テーブル４０をカメラユニット８０の下の第２の位置Ｐ２へ移動する。ステップ１１３において、画像処理ユニット７３が移動テーブル４０に把持されたワーク２の画像、特に、ワーク２の貫通孔３の上側の第１の開口３ａを含む画像を取得し、移動テーブル４０における第１の開口３ａの位置を解析し確認する。移動テーブル４０に対する第１の開口３ａの位置を確認することにより、第１の開口３ａを検査プローブ１２が差し込まれる第１の位置Ｐ１に精度よくセットすることができる。例えば、移動テーブル４０またはクランプ４１に第１の開口３ａとともに画像が取得される複数のマーカーを予め設けておくことができる。カメラユニット８０により取得された画像内のマーカーと第１の開口３ａとの相対的な位置に基づき、移動テーブル４０を第１の位置Ｐ１に移動したときの詳細な停止位置の制御が可能となる。

【0035】

その後、ステップ１１４において、テーブル制御ユニット７１は、移動ユニット４４によりガイド４５に沿って移動テーブル４０を第１の位置Ｐ１へ移動する。この際、テーブル制御ユニット７１は、ステップ１１３により得られたデータに基づいて、ワーク２の貫通孔３の中心軸が、第１の位置Ｐ１である検査プローブ１２の中心軸１１と一致するように、移動テーブル４０の位置を制御する。

【0036】

ステップ１１５において、図８（ａ）に示すように、予備テスト制御ユニット７４が、予備テストユニット５０を用いてダミープローブ５１をワーク２の貫通孔３の反対側の開口（第２の開口）３ｂから挿入し、貫通孔３の位置が第１の位置Ｐ１、すなわち、軸１１に一致しているか否かを検証する。ダミープローブ５１は、直径Ｄｄが条件（１）を満たすように設定されている。本例では、検査対象の貫通孔３の直径Ｄｉが２ｍｍ、検査プローブ１２の直径Ｄｎが１ｍｍ、ダミープローブ５１の直径Ｄｄが１．５ｍｍとしているが、これらに限定されるものではない。

【0037】

ダミープローブ５１は移動ユニット５２により、第１の位置Ｐ１、すなわち、軸１１に沿って上下に動き、ワーク２の貫通孔３に下側の開口３ｂから挿入される。ダミープローブ５１の直径Ｄｄは、検査プローブ１２の直径Ｄｎより大きいので、ダミープローブ５１が貫通孔３に、貫通孔３との接触などがなく挿入されれば、軸１１に沿って上下するように設定されている検査プローブ１２は、貫通孔３に、所定のクリアランス、例えば、０．２５ｍｍ以上のクリアランスを維持した状態で挿入することができる。

【0038】

ステップ１１６において、図８（ｂ）に示すように、予備テスト制御ユニット７４が、ダミープローブ５１を貫通孔３から引き抜き、移動テーブル４０に搭載されているセンサー（例えばカメラユニット）４７により、ダミープローブ５１の損傷の有無を確認する。たとえば、ダミープローブ５１が曲がっていたり、表面に傷が見られたりする場合は、ダミープローブ５１が貫通孔３に挿入した際に、ワーク２と干渉があったものと判断する。ダミープローブ５１に損傷があれば、ステップ１１９において、エラーを表示し、検査システム１００を停止する。

【0039】

一方、ダミープローブ５１に損傷がない場合は、ステップ１１７において、図８（ｃ）に示すように、検査制御ユニット７５が表面検査ユニット１を操作して、検査プローブ１２を、第１の位置Ｐ１の中心軸１１に沿って下方（前方）１６へ移動し、ワーク２の貫通孔３に、上側の開口３ａから挿入する。検査ユニット１は、上述したように、検査プローブ１２を中心軸１１の周りに回転し、検査プローブ１２の先端１２ａから照射される検査光６１を用いて、ワーク２の貫通孔３の内面４の状態を検査する。検査が終了すると、検査プローブ１２を、貫通孔３の上側に引き抜いて移動テーブル４０から検査プローブ１２を退避させる。

【0040】

検査が終了すると、ステップ１１８において、テーブル制御ユニット７１が移動テーブル４０を第３の位置Ｐ３に移動し、ロード・アンロード制御ユニット７２が搬送ロボット９０を用いて移動テーブル４０にクランプされているワーク２を交換する。これらの工程を繰り返すことにより、検査システム１００は、複数のワーク２に設けられた貫通孔３の内面４の状態を、自動的に、また、検査プローブ１２を損傷させることなく、検査し、内面４の状態を評価することができる。

【0041】

なお、この検査システム１００においては、ダミープローブ５１とワーク２との接触の有無を、ダミープローブ５１を引き抜いた後にダミープローブ５１に損傷があるか否かで判断しているが、たとえば、ダミープローブ５１に接触センサーを設けてワーク２に挿入したときにワーク２に接触したか否かを判断してもよく、ダミープローブ５１とワーク２との間に電流が流れるか否かを判断したり、ダミープローブ５１の周りの電場の状態を検出するなどの方法によりダミープローブ５１とワーク２との接触の有無を判断してもよい。ダミープローブ５１の損傷の有無を判断する方法は、良好な場合に、ワーク２の内面４の状態に電流や電場などによる影響を与えずに、ワーク２との接触の有無を判断することができる。ダミープローブ５１とワーク２との接触の有無を判断するセンサー４７を、本例ではワーク２に近い位置で検出するために移動テーブル４０に内蔵しているが、センサー４７の位置は、これに限らず、ダミープローブ５１とともに動くヘッドに内蔵してもよく、予備テストユニット５０に設けてもよい。

【0042】

また、この検査システム１００は、ワーク２の貫通孔３の内面４の状態を検査するために特化したシステムの一例であり、この検査システム１００を、ワーク２を用いた製品の組み立てライン、あるいはワーク２の製造ラインの一部に組み込むことも可能である。内面４の状態が確認されたワーク（部品）２を用いて製品を製造できる。また、ワーク２に貫通孔３を加工した直後に、貫通孔３の内面４の状態を確認することができる。

【0043】

また、この検査システム１００では、検査プローブ１２とダミープローブ５１とを軸１１に沿って第１の位置Ｐ１に上下に配置しているが、逆に配置してもよく、左右あるいは前後に配置してもよい。また、上述した各寸法は一例であり、この検査システム１００は、極細の検査プローブ（検査ニードル）１２の保護に適しているが、検査プローブ１２の直径に限らず、ダミープローブ５１により事前にワーク２の位置を検証することはプローブ１２の損傷を避けるために有用である。

【符号の説明】

【0044】

１ 表面検査ユニット、 １０ 検査ヘッド
１２ 検査プローブ、 ５１ ダミープローブ、 １００ 検査システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】