特開 2022-147593 検査装置及び検査方法並びに製品、軸受、車両及び機械の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022147593

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】検査装置及び検査方法並びに製品、軸受、車両及び機械の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20220929BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021048904

(22)【出願日】2021-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100080953

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 克郎

(72)【発明者】

【氏名】梅野 繁昭

(72)【発明者】

【氏名】赤沼 憲仁

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA04

2F065AA53

2F065BB05

2F065DD06

2F065FF04

2F065FF09

2F065GG04

2F065HH05

2F065HH06

2F065JJ03

2F065JJ26

2F065MM06

2F065PP25

2F065QQ25

2F065QQ31

(57)【要約】

【課題】対象物に対して一定の好適な条件で照明光を投射して、所望の且つ安定した対象物の撮像画像を取得し、対象物の正確な外観検査を実現するとともに、対象物の多くの画像を短時間で取得する。
【解決手段】所定の照明光を対象物に投射する照明部と、対象物を撮像する撮像部とが一体に設けられた照明一体型撮像部と、照明一体型撮像部が取り付けられたロボットと、保持された対象物を回動させる回動機構を有する対象物駆動部と、照明一体型撮像部、ロボット、及び対象物駆動部の動作を制御し、且つ、撮像部によって取得された対象物の撮像画像に基づいて、対象物の良否を判定する制御部を備える検査装置であり、制御部が、対象物駆動部に対し、対象物を回動させる駆動制御指令を送出し、照明一体型撮像部に対し、回動している対象物の撮像を所定時間間隔で行う撮像制御指令を送出する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物を撮像して該対象物の検査を行う検査装置であって、
所定の照明光を前記対象物に投射する照明部と、前記対象物を撮像する撮像部とが一体に設けられた照明一体型撮像部と、
前記照明一体型撮像部が取り付けられたロボットと、
保持された前記対象物を回動させる回動機構を有する対象物駆動部と、
前記照明一体型撮像部、前記ロボット、及び前記対象物駆動部の動作を制御し、且つ、前記撮像部によって取得された前記対象物の撮像画像に基づいて、前記対象物の良否を判定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記対象物駆動部に対し、前記対象物を回動させる駆動制御指令を送出し、且つ、前記照明一体型撮像部に対し、回動している前記対象物の撮像を所定時間間隔で行う撮像制御指令を送出する、
る検査装置。

【請求項2】

前記照明部は、複数の光源を有し、且つ、各光源からの照明光の少なくとも１つの強度の組み合わせによる複数の照明発光パターンを創出するマルチチャネル照明を含む、
請求項１記載の検査装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記対象物の撮像部位が、前記撮像部による撮像毎で同一又は実質的に同一となるように、前記駆動制御指令及び前記撮像制御指令を送出し、前記対象物の回動と撮像を同期させる、
請求項１又は２記載の検査装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記駆動制御指令がサーボ指令である場合には、前記駆動制御指令に対する前記対象物駆動部の応答遅れ時間と、前記撮像制御指令に対する前記照明一体型撮像部の応答遅れ時間を考慮して、前記対象物の回動と撮像を同期させる、
請求項３記載の検査装置。

【請求項5】

前記対象物駆動部は、前記対象物を反転させる機構を含む、
請求項１乃至４の何れか記載の検査装置。

【請求項6】

前記照明一体型撮像部が取り付けられたロボットを複数備え、
各ロボット及び各照明一体型撮像部により、それぞれ異なる位置及び／又は向きに保持された各対象物を撮像する、
請求項１乃至５の何れか記載の検査装置。

【請求項7】

照明部及び撮像部が一体に設けられた照明一体型撮像部と、該照明一体型撮像部が取り付けられたロボットと、回動機構を有する対象物駆動部と、制御部とを備える検査装置により、対象物の検査を行う方法であって、
前記制御部が、前記照明一体型撮像部、前記ロボット、及び前記対象物駆動部の動作を制御し、前記対象物駆動部に対し、前記対象物を回動させる駆動制御指令を送出し、且つ、前記照明一体型撮像部に対し、回動している前記対象物の撮像を所定時間間隔で行う撮像制御指令を送出し、
前記対象物駆動部が、前記対象物を保持し且つ前記回動機構で回動させ、
前記照明部が、所定の照明光を前記対象物に投射し、
前記撮像部が、前記対象物を撮像し、
前記制御部が、前記撮像部によって取得された前記対象物の撮像画像に基づいて、前記対象物の良否を判定する、
検査方法。

【請求項8】

製品の生産工程において、請求項１乃至６の何れか記載の検査装置、又は、請求項７記載の検査方法により、前記対象物としての前記製品の部品、半完成品、又は完成品の外観検査を実施する工程を含む、製品の製造方法。

【請求項9】

軸受の生産工程において、請求項１乃至６の何れか記載の検査装置、又は、請求項７記載の検査方法により、前記対象物としての前記軸受の部品、半完成品、又は完成品の外観検査を実施する工程を含む、軸受の製造方法。

【請求項10】

請求項９記載の軸受の製造方法を用いる車両の製造方法。

【請求項11】

請求項９記載の軸受の製造方法を用いる機械の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物の撮像による検査技術に関し、特に、対象物の外観形状等を検査する装置及びその方法、並びに、それらを用いた製品、軸受、車両及び機械の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、樹脂や金属等で形成されたワーク（部品）等の対象物の画像を撮像し、その撮像画像に画像処理を施して、対象物の外観形状等を検査する撮像装置や検査装置及びそれらのシステムが種々提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、撮像用の照明光として、いわゆるパターン光を対象物に投影するための１台の投光手段、及び、パターン光が投影された対象物を異なる方向から撮像する複数台の撮像手段を備えた３次元計測装置が提案されている。この３次元計測装置は、複数の撮像画像から得られる複数の３次元点群データを統合することにより、鏡面反射成分の強い対象物の３次元形状の測定をより適切に行うことを企図したものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－２１８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、一般的な対象物の撮像装置又は検査装置では、ロボット（アクチュエータ）に撮像装置（カメラ）が取り付けられ、この場合、上記特許文献１の如く、撮像用の照明を、例えばロボットの周辺に別体に設けることが多い傾向にある。しかし、その場合、対象物と照明との幾何学的な位置関係等に依存して、対象物の所望の撮像画像が得られないことが、少なからず生じてしまう。また、対象物への照明の当て方によっては、外観表面の欠陥等の見え方が変化してしまうこともある。さらに、対象物の外観検査を行うには、対象物の検査用の参照画像（良品標準画像）と実際の撮像画像との比較を行うところ、照明の状態によっては、実際の撮像条件を、参照画像を取得したときの撮像条件と一致させ難い場合もある。こうなると、対象物の外観検査を正確に行い難くなってしまう。加えて、照明の位置により、対象物に対する撮像角度や、対象物の撮像可能部位に制約が生じてしまう問題もある。しかも、対象物を静止した状態で撮像計測する従来装置では、対象物の種々の箇所を撮像するのに、多くの時間が掛かってしまうといった問題もあった。

【0006】

そこで、本開示は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、対象物に対して一定の好適な条件で照明光を投射して、所望の且つ安定した対象物の撮像画像を取得することができ、その結果、対象物の正確な外観検査を実現するとともに、対象物の多くの画像を短時間で取得することができる処理効率に優れた検査装置及びその方法、並びに、それらを用いた製品、軸受、車両及び機械の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用する。

【0008】

〔１〕本開示に係る検査装置の一例は、対象物を撮像して該対象物の検査を行う検査装置であって、所定の照明光を前記対象物に投射する照明部と、前記対象物を撮像する撮像部とが一体に設けられた照明一体型撮像部と、前記照明一体型撮像部が取り付けられたロボットと、保持された前記対象物を回動させる回動機構を有する対象物駆動部と、前記照明一体型撮像部、前記ロボット、及び前記対象物駆動部の動作を制御し、且つ、前記撮像部によって取得された前記対象物の撮像画像に基づいて、前記対象物の良否を判定する制御部とを備える。そして、前記制御部は、前記対象物駆動部に対し、前記対象物を回動させる駆動制御指令を送出し、且つ、前記照明一体型撮像部に対し、回動している前記対象物の撮像を所定時間間隔で（断続的に）行う撮像制御指令を送出する。

【0009】

当該構成では、所定の照明光を対象物に投射する照明部を、対象物を撮像する撮像部と一体に設けた照明一体型撮像部を採用するので、その場合、撮像部と照明部との幾何学的な位置関係が常に一定に維持される。これにより、対象物に対する撮像角度や、対象物の撮像可能部位に制約が生じてしまうことを抑制することができる。また、撮像部による対象物の視野（角）と、照明部から対象物への照明光の投射具合が変化することがないので、対象物の所望の撮像画像を得ることができる。よって、対象物の正確な外観検査を行うことができる。また、対象物駆動部により対象物を回動させながら、照明一体型撮像部を複数の撮像位置のそれぞれへ移動して、対象物の撮像を所定時間間隔で連続して行うことができるので、短時間で多くの対象物の情報量（撮像画像）を得ることができる。

【0010】

〔２〕上記構成において、照明部の構成に特に制限はなく、具体的には、例えば、前記照明部が、複数の光源を有し、且つ、各光源からの照明光の少なくとも１つの強度（基本強度）の組み合わせによる複数の照明発光パターンを創出するマルチチャネル照明を含むように構成すると好適である。かかるマルチチャネル照明としては、例えば、ＭＤＭＣ（Multi Direction Multi Color）照明等が挙げられ、非常に多くの照明発光パターンのなかから、対象物の視野や撮像部位に応じた最適な照明発光パターンを選択して用いることができる。

【0011】

〔３〕上記構成において、前記制御部は、前記対象物の撮像部位（撮像箇所）が、前記撮像部による撮像毎で同一又は実質的に同一となるように、前記駆動制御指令及び前記撮像制御指令を送出し、前記対象物の回動と撮像を同期させるように構成してもよい。当該構成では、対象物を回動させながらの撮像毎に対象物の撮像部位（撮像箇所）がずれてしまうことを防止することができる。

【0012】

〔４〕上記構成において、前記制御部は、前記駆動制御指令がサーボ指令である場合には、前記駆動制御指令に対する前記対象物駆動部の応答遅れ時間と、前記撮像制御指令に対する前記照明一体型撮像部の応答遅れ時間を考慮して、前記対象物の回動と撮像を同期させると好適である。一般に、対象物駆動部はサーボ指令デバイスであり、撮像部はトリガ指令デバイスに分類されることがあるところ、当該構成では、駆動制御指令（サーボ指令）と撮像制御指令（トリガ指令）の両方の指令に対する各デバイスの遅れ時間が考慮される。そこで、例えば、それぞれのデバイスの遅れ時間分だけ早い時刻に、各デバイスに対する指令を送出することにより、対象物の撮像部位の位置（回動位置）と撮像タイミングを確実に同期させ易くなる。

【0013】

〔５〕上記構成において、前記対象物駆動部が、前記対象物を反転させる機構を含んでも好ましい。前記の如く表面における多くの部位を撮像した対象物を反転させて同様に撮像することにより、対象物の裏面における多くの部位も撮像することができる。このように、対象物を反転させるという簡易な動作で、対象物の全体の撮像を簡便に且つ効率的に行うことができる。

【0014】

〔６〕上記構成において、前記照明一体型撮像部が取り付けられたロボットを複数備え、各ロボット及び各照明一体型撮像部により、それぞれ異なる位置及び／又は向きに保持された各対象物を撮像するようにしてもよい。こうすれば、本開示による検査装置を複数台稼働させることができるので、対象物の検査作業効率を格段に高めることができる。

【0015】

〔７〕また、本開示による検査方法は、本開示による検査装置により、対象物の検査を有効に行う方法であって、前記制御部が、前記照明一体型撮像部、前記ロボット、及び前記対象物駆動部の動作を制御し、前記対象物駆動部に対し、前記対象物を回動させる駆動制御指令を送出し、且つ、前記照明一体型撮像部に対し、回動している前記対象物の撮像を所定時間間隔で（断続的に）行う撮像制御指令を送出し、前記対象物駆動部が、前記対象物を保持し且つ前記回動機構で回動させ、前記照明部が、所定の照明光を前記対象物に投射し、前記撮像部が、前記対象物を撮像し、前記制御部が、前記撮像部によって取得された前記対象物の撮像画像に基づいて、前記対象物の良否を判定する。

【0016】

〔８〕また、本開示による製品の製造方法は、その製品の生産工程において、上記〔１〕乃至〔６〕の何れかの検査装置、又は、上記〔７〕の検査方法により、前記対象物としての前記製品の部品、半完成品（半製品）、又は完成品の外観検査を実施する工程を含む方法である。

【0017】

〔９〕また、本開示による軸受の製造方法は、その軸受の生産工程において、上記〔１〕乃至〔６〕の何れかの検査装置、又は、上記〔７〕の検査方法により、前記対象物としての前記軸受の部品、半完成品（半製品）、又は完成品の外観検査を実施する工程を含む方法である。

【0018】

〔１０〕また、本開示による車両の製造方法は、上記〔９〕の軸受の製造方法を用いる方法である。

【0019】

〔１１〕また、本開示による機械の製造方法は、上記〔９〕の軸受の製造方法を用いる方法である。

【0020】

なお、本開示において、「部」及び「装置」とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その「部」及び「装置」が有する機能をソフトウェアによって実現する構成も含む。また、１つの「部」及び「装置」が有する機能が２つ以上の物理的手段や装置によって実現されてもよく、或いは、２つ以上の「部」及び「装置」の機能が１つの物理的手段や装置によって実現されてもよい。さらに、「部」及び「装置」とは、例えば「手段」及び「システム」と言い換えることも可能な概念である。

【発明の効果】

【0021】

本開示によれば、照明一体型撮像部を備えることにより、撮像部と照明部との幾何学的な位置関係が常に一定に維持されて、対象物に対する撮像角度や、対象物の撮像可能部位に制約が生じてしまうことを抑止することができ、また、対象物の所望の撮像画像を得ることができる。その結果、対象物の正確な外観検査を実現することが可能となる。さらに、対象物駆動部により対象物を回動させながら、その対象物の撮像を行うことで、対象物の撮像画像を短時間で大量に取得することができ、検査効率を格段に向上させることができる。またさらに、本開示による検査装置又は検査方法を用いることにより、製品、軸受、車両及び機械の製造効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本開示の一実施形態に係る検査装置の一例の概略構成を模式的に示す斜視図（一部正面図）である。

【図2】本開示の一実施形態に係る検査装置のハードウェア構成の一例を模式的に示す平面図である。

【図3】本開示の一実施形態に係る検査装置を動作させている状態の一例を模式的に示す斜視図（一部正面図）である。

【図4】本開示の一実施形態に係る検査装置を動作させている状態の他の一例を模式的に示す斜視図（一部正面図）である。

【図5】本開示の一実施形態に係る他の検査装置を動作させている状態の更に他の一例を模式的に示す斜視図（一部正面図）である。

【図6】本開示による検査装置によって外観検査が行われた軸受を備える車両の一部の構造を模式的に示す斜視図（一部断面図）である。

【図7】本開示による検査装置によって外観検査が行われた軸受を備えるモータの概略構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本開示の一例に係る実施形態について、図面を参照して説明する。但し、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、本開示の一例は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、図面は模式的なものであって、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。さらに、図面相互間においても互いの寸法や比率が異なる部分が含まれ得る。またさらに、以下に説明する実施形態は本開示の一部の実施形態に過ぎず、本開示の実施形態に基づいて、当業者が創造性のある行為を必要とせずに得られる他の実施形態は、何れも本開示の保護範囲に含まれる。

【0024】

（実施形態１）
（構成例）
図１は、本開示の一実施形態に係る検査装置の一例の概略構成を模式的に示す斜視図（一部正面図）である。検査装置１００は、例えば支持部７に保持されたワーク６を撮像し、その撮像画像に基づいて、ワーク６の良否（キズ等の有無）を判定する。また、検査装置１００は、センサ１（撮像部）、照明装置２（照明部）、ロボット３、サーボ装置４（対象物駆動部）、及び制御装置５（制御部）を備える。

【0025】

センサ１は、ワーク６の外観形状情報や３次元位置情報を含む計測データを取得する撮像センサや距離センサである。その具体的な構成は特に制限されず、例えば一般的な光学センサが搭載されたカメラ装置を含んで構成されており、ワーク６を、所定の視野角ＦＶで且つ所定の計測条件で撮像する。ここで、ワーク６の撮像方式（計測方式）としては、特に制限されず、例えば、種々のアクティブ計測方式やパッシブ計測方式を適宜選択して用いることができる。また、ワーク６の計測データとしては、それらの種々の計測方式で取得される画像データ（例えば３次元点群データや距離画像等）、また、ワーク６の例えば３次元モデルデータと照合することが可能な適宜のデータ等を例示できる。

【0026】

また、照明装置２は、ワーク６へ向かって（矢印ＦＡ）、所定の照明光（計測光）を投射するための適宜の光学系を有する照明であり、例えば、アクティブ方式で用いられるパターン光やスキャン光等を含むいわゆる３Ｄ用照明や、通常の照明であるいわゆる２Ｄ用照明や、プロジェクタタイプのものが挙げられる。光学系の構成も特に制限されず、例えば、照明光としてパターン光を投射するものの場合、レーザ光源、パターンマスク、及びレンズを備える構成が例示される。また、光源として、例えばＭＤＭＣ（Multi Direction Multi Color）照明等のマルチチャネル照明を用いても好適である。

【0027】

ここで、センサ１は、そのカメラ部分が、照明装置２に設けられた視野窓２ｗに対向配置するように、照明装置２の筐体に片持ち梁１ｋで固定されており、これにより、センサ１は、視野窓２ｗを通して視野角ＦＶでワーク６の撮像を行うことができる。このとおり、検査装置１００は、センサ１と照明装置２とが固定されて一体に設けられた照明一体型センサ１０（照明一体型撮像部）を備えている。なお、視野窓２ｗは、枠として開放されていてもよく、透光性部材によって閉止されていてもよい。

【0028】

ロボット３は、垂直多関節タイプのロボットであり、より具体的には、ベースリンク３０、リンク３１～３６、及び、ジョイントＪ１～Ｊ６（リンク同士を接続するための関節を示す）を備えた６自由度の６軸ロボットである。なお、ジョイントＪ１～Ｊ６は、予め定められた回転角度の範囲が可動域として各々設定されている。

【0029】

これらのリンク同士の接続について説明すると、以下のとおりである。すなわち、まず、ベースリンク３０とリンク３１は、図示において鉛直軸Ａ１を中心として矢印Ｃ１方向に回転するジョイントＪ１を介して接続されている。これにより、リンク３１は、ベースリンク３０を支点として矢印Ｃ１方向に回転可能である。また、リンク３１，３２は、図示において水平軸Ａ２を中心として矢印Ｃ２方向に回転するジョイントＪ２を介して接続されている。これにより、リンク３２は、リンク３１を支点として矢印Ｃ２方向に回転可能である。

【0030】

さらに、リンク３２，３３は、図示において水平軸Ａ３を中心として矢印Ｃ３方向に回転するジョイントＪ３を介して接続されている。これにより、リンク３３は、リンク３２を支点として矢印Ｃ３方向に回転可能である。またさらに、リンク３３，３４は、図示において軸Ａ４を中心として矢印Ｃ４方向に回転するジョイントＪ４を介して接続されている。これにより、リンク３４は、リンク３３を支点として矢印Ｃ４方向に回転可能である。さらにまた、リンク３４，３５は、図示において軸Ａ５を中心として矢印Ｃ５方向に回転するジョイントＪ５を介して接続されている。これにより、リンク３５は、リンク３４を支点として矢印Ｃ５方向に回転可能である。そして、リンク３５，３６は、図示において軸Ａ６を中心として矢印Ｃ６方向に回転するジョイントＪ６を介して接続されている。これにより、リンク３６は、リンク３５を支点として矢印Ｃ６方向に回転可能である。

【0031】

なお、かかる構造を有するロボット３の姿勢は、一般に、ジョイントＪ１～Ｊ６の各々の回転角度によって定めることができる。すなわち、ロボット３の各リンクの自由度を表すパラメータをジョイントＪ１～Ｊ６の回転角度をそれぞれθ１～θ６とし、回転角度θ１～θ６を座標軸の値とした場合、ロボット３の姿勢は、コンフィグレーション空間（回転角度θ１～θ６のうち、少なくとも２つを座標軸とした座標系で表わされる空間）上の座標点として表すことができる。

【0032】

照明一体型センサ１０における照明装置２は、片持ち梁２ｋを介して、上記構成を有するロボット３のリンク３６に接合されている。これにより、照明一体型センサ１０は、リンク３６と同じ回転自由度を有しており、リンク３６とともに、リンク３５を支点として矢印Ｃ６方向に回転可能とされている。

【0033】

また、サーボ装置４は、支持部７に保持されたワーク６を、例えば図示矢印Ｃ４０で示す水平方向に回動（連続回転）させるための回動機構を有する。この回動機構は、巻掛伝動装置の一種であり、主として、サーボモータ４１と、その回転軸Ｋ１に接続された第１プーリ４２と、無端ベルト４３を介して第１プーリ４２に接続された第２プーリ４４と、その回転軸Ｋ２に接続されたターンテーブル４５とから構成されている。かかる構成により。サーボモータ４１の回転力がターンテーブル４５に伝動され、ワーク６が、ターンテーブル４５とともに、回転軸Ｋ２回りに回動する。なお、これらの部材４１～４５は、支持部７の筐体に組み込まれており、この点において、支持部７もサーボ装置４（つまり「対象物駆動部」）の一部と捉えることもできる。

【0034】

また、制御装置５は、センサ１、照明装置２、ロボット３、及びサーボ装置４のそれぞれに接続されており、センサ１によるワーク６の撮像処理、照明装置２によるワーク６の照明光投射処理、ロボット３の駆動処理、及びサーボ装置４の駆動処理の他、検査装置１００において必要とされる種々の動作や演算に関する処理を制御する。

【0035】

次に、図２は、本開示の一実施形態に係る検査装置（検査装置１００）のハードウェア構成の一例を模式的に示す平面図である。本図の例でも、検査装置１００は、図１に例示したセンサ１、照明装置２、ロボット３、サーボ装置４、及び制御装置５を備える。ここで、制御装置５は、制御演算部５１、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部５２、記憶部５３、入力部５４、及び出力部５５を含み、各部はバスライン５６を介して相互に通信可能に接続される。なお、制御装置５に接続された支持部７については、後記の「動作例３」において説明する。

【0036】

制御演算部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御及び各種演算を行う。また、通信Ｉ／Ｆ部５２は、例えば、有線又は無線により他の構成要素である「部」及び「装置」と通信するための通信モジュールである。通信Ｉ／Ｆ部５２が通信に用いる通信方式は特に制限されず任意であり、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）等が挙げられ、バスライン５６と同等の適宜の通信線を適用することもできる。センサ１、照明装置２、及びロボット３は、ともに、この通信Ｉ／Ｆ部５２を介して、制御演算部５１等と通信可能に設けることが可能である。

【0037】

記憶部５３は、例えばハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）、ソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）等の補助記憶装置であり、制御演算部５１で実行される各種の演算プログラム、及び、センサ１、照明装置２、及びロボット３のそれぞれの動作の制御処理を行うための制御プログラム等、センサ１から出力される撮像画像や点群データ、撮像パラメータや種々の算出パラメータを含むデータベース、各種演算結果を示すデータ、ワーク６の状況に関するデータ等、さらに、ワーク６の外観検査用の比較参照画像や３次元ＣＡＤモデルデータ等を記憶する。このとおり、記憶部５３に記憶された演算プログラム及び制御プログラムが制御演算部５１で実行されることにより、検査装置１００の各種処理機能が実現される。

【0038】

入力部５４は、検査装置１００を利用するユーザからの各種入力操作を受け付けるためのインタフェースデバイスであり、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、音声マイク等で実現し得る。また、出力部５５は、検査装置１００を利用するユーザ等へ、各種情報を表示、音声、印刷等により報知するためのインタフェースデバイスであり、例えば、ディスプレイ、スピーカ、プリンタ等で実現し得る。

【0039】

このように構成された検査装置１００によれば、所定の照明光をワーク６に投射する照明装置２とワーク６を撮像するセンサ１が一体化されて照明一体型センサ１０が構成されているので、センサ１と照明装置２との幾何学的な位置関係が常に一定に維持される。これにより、ワーク６に対する撮像角度や、ワーク６の撮像可能部位に制約が生じてしまうことを抑制することができる。また、センサ１によるワーク６の視野（角）と、照明装置２からワーク６への照明光の投射具合（当たり方）が、撮像位置や撮像部位が異なっても変化しないので、ワーク６の所望の撮像画像を得ることができる。その結果、ワーク６に対する正確且つ効率的な外観検査を行うことが可能となる。

【0040】

また、照明装置２の光源として、ＭＤＭＣ照明等のマルチチャネル照明を用いることにより、非常に多くの照明発光パターンのなかから、ワーク６の視野や撮像部位に応じた最適な照明発光パターンを選択して用いることができるので、外観検査の精度及び効率を更に向上させることができる。さらに、サーボ装置４により、ワーク６を回動させながら撮像することが可能であるので、ワーク６を静止した状態で撮像計測する場合に比して、ワーク６の撮像画像を短時間で大量に取得することができ、処理効率の大幅な向上を実現することができる。

【0041】

（動作例１）
次に、図３を参照して、本開示による検査装置の動作の一例について説明する。図３は、本開示の一実施形態に係る検査装置（検査装置１００）を動作させている状態の一例を模式的に示す斜視図（一部正面図）である。なお、以下で説明する動作や処理は一例に過ぎず、各動作や処理は、本開示の技術思想の範囲内において可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する動作は、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である（以下同様）。

【0042】

ここでは、まず、制御装置５の制御演算部５１がロボット３に対し、照明一体型センサ１０を、図３の矢印（Ａ）で示す位置姿勢（この例では、図１に示す状態と同じ位置姿勢）へと移動する移動制御指令を送出する。ロボット３は、その移動制御指令に基づいて、リンク３１～３６を適宜作動させ、照明一体型センサ１０を、矢印（Ａ）の位置姿勢へと移動させる。また、制御演算部５１は、サーボ装置４に対し、サーボモータ４を作動させてワーク６を回動させる駆動制御指令を送出する。サーボ装置４は、その駆動制御指令に基づいて、サーボモータ４を作動し、その回転力をターンテーブル４５へ伝動してワーク６を回転軸Ｋ２回りに回動させる。さらに、制御演算部５１は、照明一体型センサ１０に対し、その位置姿勢において、回動している状態のワーク６を上方から撮像するための撮像制御指令を送出する。これにより、照明一体型センサ１０は、照明装置２から所定の照明発光パターンをワーク６に上方から投射し、センサ１によって、回動しているワーク６の撮像を所定時間間隔で（断続的に）複数回行い、取得したワーク６の上方からの撮像画像データを、制御装置５の制御演算部５１へ送信する。

【0043】

次に、ワーク６を回動させた状態のまま、制御装置５の制御演算部５１がロボット３に対し、照明一体型センサ１０を、図３の矢印（Ｂ）で示す位置姿勢へと移動させる、すなわち、矢印（Ａ）で示す姿勢位置から、図示矢印Ｃ２０の下向き方向に、照明一体型センサ１０をほぼ直角に回動させる移動制御指令を送出する。ロボット３は、その移動制御指令に基づいて、再度リンク３１～３６を適宜作動させ、照明一体型センサ１０を、矢印（Ｂ）の位置姿勢へと移動させる。さらに、制御演算部５１は、照明一体型センサ１０に対し、その位置姿勢において、回動している状態のワーク６を側方から撮像するための撮像制御指令を送出する。これにより、照明一体型センサ１０は、照明装置２から所定の照明発光パターンをワーク６に側方から投射し、センサ１によって、そのワーク６の撮像を所定時間間隔で（断続的に）複数回行い、取得したワーク６の側方からの撮像画像データを、制御装置５の制御演算部５１へ送信する。

【0044】

それから、同様にして、照明一体型センサ１０を矢印（Ａ）及び（Ｂ）とは異なる適宜の複数の位置姿勢へ移動して、回動している状態のワーク６の撮像を繰り返し実行してもよい。制御装置５の制御演算部５１は、得られた複数の撮像画像から、ワーク６の外観検査で使用する撮像画像を適宜抽出し、ワーク６の外観検査用の比較参照画像や３次元ＣＡＤモデルデータ等と比較照合し、ワーク６の外観状態の良否を判定することができる。

【0045】

このような検査装置１００の動作によれば、照明一体型センサ１０を種々の所望の撮像位置（位置姿勢）へ移動させることにより、保持され且つ回動しているワーク６に対して、種々の方向からの撮像を行うことができる。これにより、ワーク６の所望の撮像データを的確に且つ迅速に得ることができ、ワーク６の外観状態に関する多くの情報を短時間で得ることができる。

【0046】

（動作例２）
本動作例２は、上記の動作例１によるワーク６の撮像において、制御装置５の制御演算部５１からサーボ装置４及び照明一体型撮像部１０へそれぞれ送出する駆動制御指令及び撮像制御指令のタイミングを制御して、ワーク６の撮像部位（撮像箇所）が、センサ１による撮像毎で同一又は実質的に同一となるように、ワーク６の回動と撮像を同期させること以外は、図３に示す動作例１と同様の処理を行う例である。このようにすれば、撮像毎にワーク６の撮像部位（撮像箇所）がずれてしまうことを防止することができるので、ワーク６の外観検査等を確実に行い易くなる利点がある。

【0047】

より具体的には、制御装置５の制御演算部５１は、駆動制御指令に対するサーボ装置４の応答遅れ時間と、撮像制御指令に対する照明一体型センサ１０の応答遅れ時間を考慮することにより、ワーク６の撮像部位の位置（回動位置）とセンサ１による撮像タイミングの同期を確実に取り易くなる。

【0048】

ここで、駆動制御指令は、例えば、サーボモータ４１の作動が律速となり得るサーボ指令であり、このサーボ指令に対するサーボ装置４の応答遅れ時間（サーボ指令が到達した時刻からサーボモータ４１が実際に作動するまでの時間ΔＳ１）は、予め実測、又は、サーボ装置４の動作特性から予測が可能である。また、撮像制御指令は、例えば、センサ１の作動が律速となり得るトリガ指令であり、そのトリガ指令に対する照明一体型センサ１０の応答遅れ時間（トリガ指令が到達した時刻からセンサ１が実際に作動するまでの時間ΔＳ２）も、予め実測、又は、照明一体型センサ１０の動作特性から予測が可能である。

【0049】

そこで、例えば、遅れ時間ΔＳ１分だけ早い時刻に、サーボ装置４に対するサーボ指令を送出し、且つ、遅れ時間ΔＳ２分だけ早い時刻に、照明一体型センサ１０に対するトリガ指令を送出する。これにより、ワーク６の回動と撮像をより確実に同期させ易くなり、その結果、ワーク６の外観検査等を更に一層確実に行い易くすることができる。

【0050】

（動作例３）
次に、図４を参照して、本開示による検査装置の動作の他の一例について説明する。図４は、本開示の一実施形態に係る検査装置（検査装置１００）を動作させている状態の他の一例を模式的に示す斜視図（一部正面図）である。

【0051】

本動作例３は、ワーク６を図３に示す状態から移動させたこと、より具体的には、ワーク６を図３に示す状態から、図４の矢印Ｃ６０で示すように、上下に反転させたこと以外は、図３に示す動作例１と同様の処理を行う例である。ここでは、例えば、ワーク６を保持する支持部７が、ワーク６の位置及び／又は向きを変え、ワーク６を上下反転させる適宜の駆動機構を有している。この点において、本動作例３においては、支持部７も「対象物駆動部」に相当する。

【0052】

まず、ワーク６の撮像に先立ち、制御装置５の制御演算部５１が、支持部７に対して、ワーク６を、図３に示す状態に対して上下反転させる反転制御指令を送出する。支持部７は、その反転制御指令に基づいて、ワーク６を上下反転させ、その状態を保持する。それから、制御演算部５１は、動作例１と同様の指令を繰り返し、図４に示す上下反転状態でワーク６を回動させながら撮像を繰り返し実行する。そして、制御装置５の制御演算部５１は、動作例１と同様に、得られた複数の撮像画像から、ワーク６の外観検査で使用する撮像画像を適宜抽出し、ワーク６の外観検査用の比較参照画像や３次元ＣＡＤモデルデータ等と比較照合し、ワーク６の外観状態の良否を判定する。

【0053】

このような検査装置１００の動作によれば、一例として、ワーク６を反転させたように、ワーク６を色々な位置及び／又は向きで保持し且つ回動させつつ、照明一体型センサ１０による撮像を行い得るので、互いに異なるより多くのワーク６の撮像画像を取得することができる。また、本動作例３のように、表面及び表側面側における多くの部位を撮像したワーク６を上下反転させて同様に撮像することにより、ワーク６の裏面及び裏側面側における多くの部位をも同様に撮像することができる。このように、ワーク６を反転させるという簡易な操作で、ワーク６の全体の撮像を行うことができるので、処理時間（タクト）を短縮してワーク６の検査作業効率を向上させることができる。

【0054】

（動作例４）
さらに、図５を参照して、本開示による検査装置の動作の更に他の一例について説明する。図５は、本開示の一実施形態に係る他の検査装置（検査装置２００）を動作させている状態の更に他の一例を模式的に示す斜視図（一部正面図）である。

【0055】

本動作例４では、検査装置２００は、照明一体型センサ１０が取り付けられたロボット３を複数台（複数ユニット：ここでは例えば２つのユニット）備えた検査システムである。この動作例４は、各ロボット３及び各照明一体型センサ１０により、それぞれ異なる位置及び／又は向きに保持された複数のワーク６，６の検査を同時に実施すること以外は、図３に示す動作例１、及び、図４に示す動作例２又は動作例３と同様の処理を行う例である。すなわち、図５に示すように、図示奥側に設置されたロボット３及び照明一体型センサ１０（以下「検査ユニット」という）によって動作例１を実行し、同時に、図示手前側に設置された検査ユニットによって動作例２又は動作例３を実行する。こうすれば、検査装置１００を複数台同時に稼働させることと同等にできるので、ワーク６の検査作業効率（スループット）を格段に高めることができる。

【0056】

（実施形態２）
次に、本実施形態は、種々の製品の生産工程において、上述した検査装置１００，２００、又は、それを用いた検査方法により、ワーク６としてのそれらの製品の部品、半完成品（半製品）、又は完成品の外観検査を実施する工程を含む、製品の製造方法の一例である。前述の如く、実施形態１による検査装置１００，２００における制御装置５の制御演算部５１は、ワーク６の外観検査で使用する撮像画像と、ワーク６の外観検査用の比較参照画像や３次元ＣＡＤモデルデータ等とを比較照合し、ワーク６の外観状態の良否を判定する。「良」と判定されたワーク６は、合格品として、次の生産工程へ移行し、「否」と判定されたワーク６は、不合格品として、修理され、その後、再度外観検査が実施されるか、或いは、例えば不良の程度によっては廃却処理が行われる。

【0057】

（実施形態３）
また、本実施形態は、製品の一例として、種々の軸受の製造を行うこと以外は、上記の実施形態２と同様の処理を行う軸受の製造方法の一例であり、また、その軸受の製造方法を用いて、例えば、図６に示す軸受を備える車両や、図７に示すモータを備える機械を製造する方法の一例でもある。

【0058】

ここで、図６は、本開示による検査装置１００，２００によって外観検査が行われたハブユニット軸受６０を備える車両６００の一部の構造を模式的に示す斜視図（一部断面図）である。ハブユニット軸受６０としては、駆動輪用及び従動輪用の何れに適用されるものであってよく、図６には、駆動輪用のハブユニット軸受６０を示す。この駆動輪用のハブユニット軸受６０は、外輪６２と、ハブ６３と、複数の転動体６４とを有している。外輪６２は、ボルト等を用いて、懸架装置のナックル６１に固定されている。車輪６５は、ボルト等を用いて、ハブ６３に設けられた回転フランジに固定されている。また、車両６００は、従動輪用のハブユニット軸受６０に関して、上記の駆動輪用のハブユニット軸受６０と同様の支持構造を有することができる。このような車両６００に用いられるハブユニット軸受６０も、その生産工程において、実施形態１による検査装置１００，２００を使用した外観検査が行われ、その良否が判定される。

【0059】

また、図７は、本開示による検査装置１００，２００によって外観検査が行われた軸受７０Ａ，７０Ｂを備えるモータ７１の概略構造を示す断面図である。これらの軸受７０Ａ，７０Ｂは、モータ７１の回転軸７３を支持するものである。より具体的には、モータ７１は、ブラシレスモータであって、円筒形のセンタハウジング７５と、このセンタハウジング７５の一方の開口端部を閉塞する略円板状のフロントハウジング７７とを有する。センタハウジング７５の内側には、その軸心に沿って、フロントハウジング７７及びセンタハウジング７５底部に配置された軸受７０Ａ，７０Ｂを介して、回転自在な回転軸７３が支持される。回転軸７３の周囲にはモータ駆動用のロータ７９が設けられ、センタハウジング７５の内周面にはステータ７８が固定される。かかる構成を有するモータ７１は、一般に、機械や車両に搭載され、軸受７０Ａ，７０Ｂにより支持された回転軸７３を回転駆動する。このようなモータ７１に用いられる軸受７０Ａ，７０Ｂも、その生産工程において、実施形態１による検査装置１００，２００を使用した外観検査が行われ、その良否が判定される。

【0060】

以上、本開示の一例としての上記各例について詳細に説明してきたが、上述したとおり、前述した説明はあらゆる点において本開示の一例を示すに過ぎず、本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。また、上記各例は、部分的に置換してもよく、適宜組み合わせて構成することも可能であり、さらに、各例において適宜言及したような変更が可能である。

【0061】

例えば、検査装置２００においては、ロボット３及び照明一体型センサ１０の複数のユニットに対して単一の制御装置５を備えてもよく、各ユニットに対してそれぞれ制御装置５を設置してもよく、また、それらの複数の制御装置５を互いに接続してもよい。さらに、検査装置２００では、サーボ装置４、ワーク６及び支持台７を、適宜の移送手段（移送台、移送レール、移送又は搬送ロボット、コンベア等）により、複数の検査ユニット間で移送させながら、ワーク６の撮像を実施することも可能である。このとき、次の検査ユニットに移送する途中で、又は、移送後に、ワーク６の位置や向きを適宜変更するようにしてもよい。これにより、ワーク６の検査作業効率（スループット）を更に一層向上させることができる。

【0062】

また、軸受の適用例としては、上述したものに限られず、回転部を有する機械、各種製造装置、例えば、ボールねじ装置等のねじ装置、及びアクチュエータ（直動案内軸受とボールねじの組合せ、ＸＹテーブル等）等の直動装置の回転支持部、或いは、ステアリングコラム、自在継手、中間ギア、ラックアンドピニオン、電動パワーステアリング装置、及びウォーム減速機等の操舵装置の回転支持部、さらに、自動車、オートバイ、鉄道等の車両の回転支持部等が挙げられる。

【符号の説明】

【0063】

１…センサ（撮像部）、２…照明装置（照明部）、１ｋ，２ｋ…片持ち梁、２ｗ…視野窓、３…ロボット、４…サーボ装置（対象物駆動部）、５…制御装置（制御部）、６…ワーク、７…支持部（対象物駆動部）、１０…照明一体型センサ（照明一体型撮像部）、３０…ベースリンク、３１～３６…リンク、４１…サーボモータ、４２…第１プーリ、４３…無端ベルト、４４…第２プーリ、４５…ターンテーブル、５１…制御演算部、５２…通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部、５３…記憶部、５４…入力部、５５…出力部、５６…バスライン、６０…ハブユニット軸受、６１…ナックル、６２…外輪、６３…ハブ、６４…転動体、６５…車輪、７０Ａ，７０Ｂ…軸受、７１…モータ、７３…回転軸、７５…センタハウジング、７７…フロントハウジング、７８…ステータ、７９…ロータ、１００，２００…検査装置、６００…車両、Ａ１～Ａ６…軸、ＦＶ…視野角、Ｊ１～Ｊ６…ジョイント、Ｋ１，Ｋ２…回転軸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】