特許 7242772 検査装置及び検査方法

(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】

(24)【登録日】2023-03-10

(45)【発行日】2023-03-20

(54)【発明の名称】検査装置及び検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/04 20060101AFI20230313BHJP

【ＦＩ】

G01B11/04 H

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021115080

(22)【出願日】2021-07-12

(65)【公開番号】P2023011302

(43)【公開日】2023-01-24

【審査請求日】2022-01-19

(73)【特許権者】

【識別番号】392027254

【氏名又は名称】株式会社佐賀鉄工所

(74)【代理人】

【識別番号】110001564

【氏名又は名称】フェリシテ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】山口 健治

(72)【発明者】

【氏名】冨永 健一

(72)【発明者】

【氏名】橋口 悟

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－２４０７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０７６３０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

２１／２０

Ｇ０１Ｍ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ねじのリードの不良を検出するように構成されている検査装置であって、
前記ねじの側面画像を撮像するように構成されている撮像部と、
前記側面画像から、前記ねじの軸方向に直交する交差方向の長さを算出するように構成されている算出部と、
所定閾値以上となる前記長さを検出した場合、前記ねじのリードの不良を検出したと判定するように構成されている判定部とを具備し、
前記ねじは、メートルねじ又はユニファイねじであることを特徴とする検査装置。

【請求項2】

前記撮像部は、
前記ねじを搬送する搬送部に前記ねじの先端側が固定され、前記ねじの末端側が自由である状態で、前記側面画像を撮像し、
撮像した前記側面画像について、前記ねじの軸方向が前記搬送部に直交する状態となるように補正するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

ねじのリードの不良を検出する検査方法であって、
前記ねじの側面画像を撮像する工程と、
前記側面画像から、前記ねじの軸方向に交差する交差方向の長さを算出する工程と、
所定閾値以上となる前記長さを検出した場合、前記ねじのリードの不良を検出したと判定する工程とを有し、
前記ねじは、メートルねじ又はユニファイねじであることを特徴とする検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査装置及び検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ねじの製作の現場では、ねじのリードの不良を検出する検査方法に対するニーズがある。ここで、図６を参照して、ねじのリードの不良を検出する方法の一例として考えられる方法について説明する。

【0003】

第１に、かかる検査方法では、図６（ａ）に示すように、ねじの側面画像２０を撮像する。この際、ねじの正面から照明を当て、かかる側面画像２０を撮像する。

【0004】

第２に、図６（ｂ）に示すように、かかる側面画像２０から、ねじの山の稜線５１を抽出する。

【0005】

第３に、図６（ｃ）に示すように、ねじの軸方向Ｘに直交する交差方向Ｙとねじの山の稜線５１との角度を算出し、かかる角度と所定閾値との比較結果に基づいて、ねじのリードの不良を検出する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述の検査方法では、上述のように、ねじの側面画像２０から、ねじの山の稜線５１を抽出する必要があるため、ねじの側面画像２０を撮像するために高解像度の撮像装置（カメラ）が必要となるという問題点があった。

【0007】

また、上述の検査方法では、上述の図６（ａ）～図６（ｃ）の処理を行う必要があるため、高速な処理を行うことができないという問題点があった。

【0008】

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、高解像度の撮像装置を用いることなく短い処理時間でねじのリードの不良を検出することができる検査装置及び検査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】

【0009】

本発明の第１の特徴は、ねじのリードの不良を検出するように構成されている検査装置であって、前記ねじの側面画像を撮像するように構成されている撮像部と、前記側面画像から、前記ねじの軸方向に直交する交差方向の長さを算出するように構成されている算出部と、所定閾値以上となる前記長さを検出した場合、前記ねじのリードの不良を検出したと判定するように構成されている判定部とを具備し、前記ねじは、メートルねじ又はユニファイねじであることを要旨とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、高解像度の撮像装置を用いることなく短い処理時間でねじのリードの不良を検出することができる検査装置及び検査方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、一実施形態に係る検査装置１の機能ブロックの一例を示す図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る検査装置１の撮像部１１によって撮像されたねじの側面画像２０Ａ/２０Ｂの一例を示す図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る検査装置１の算出部１２による側面画像２０におけるねじの軸方向Ｘに直交する交差方向Ｙの長さＬを算出する方法の一例を説明するための図である。

【図4】図４は、一実施形態に係る検査装置１の判定部１３による判定方法の一例について説明するための図である。

【図5】図５は、一実施形態に係る検査装置１の動作の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、従来技術を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

【0013】

（第１実施形態）
以下、図１～図５を参照して、本発明の第１実施形態に係る検査装置１１について説明する。図１は、本実施形態に係る検査装置１の機能ブロックの一例を示す図であり、図２は、本実施形態に係る検査装置１の撮像部１１によって撮像されたねじの側面画像２０Ａ/２０Ｂの一例を示す図であり、図３は、本実施形態に係る検査装置１の算出部１２による側面画像２０におけるねじの軸方向Ｘに直交する交差方向Ｙの長さＬを算出する方法の一例を説明するための図であり、図４は、本実施形態に係る検査装置１の判定部１３による判定方法の一例について説明するための図であり、図５は、本実施形態に係る検査装置１の動作の一例を示すフローチャートである。

【0014】

本実施形態に係る検査装置１は、ねじ３０のリードの不良を検出するように構成されている。

【0015】

かかる検査装置１によってリードの不良を検出することができるねじ３０は、山の形状及び谷の形状が同様の形状であるねじである。例えば、かかるねじ３０としては、メートルねじやユニファイねじが想定される。

【0016】

ここで、メートルねじは、ＩＳＯに国際規格として採用されている一般的なネジであり、現在、幅広く使用されているネジである。メートルねじでは、各部分の寸法やピッチ等のサイズは、メートル法のミリ単位で表されている。ここで、メートルねじにおけるピッチは、ねじの軸方向における２つのねじの山の間の距離を示す。

【0017】

一方、ユニファイねじは、ＪＩＳ規格で規定されているねじであり、日本では、航空機やアメリカ製自動車等で用いられているねじである。ユニファイねじでは、各部分の寸法やピッチ等のサイズは、インチ単位で表されている。なお、ユニファイねじにおけるピッチは、ねじの軸方向の１インチ当たりのねじの山の数を示す。

【0018】

また、ねじ３０のリードは、ねじ３０が１回転したときに、ねじ３０の軸方向Ｘに進む距離を示す。ここで、ねじ３０のリードの不良とは、ねじ３０が１回転したときに所定距離だけ軸方向Ｘに進まないようにねじ３０の山３１及び谷３２が形成されている状況を示す。

【0019】

図１に示すように、かかる検査装置１は、撮像部１１と、算出部１２と、判定部１３と、出力部１４とを備えている。

【0020】

撮像部１１は、ねじ３０の側面画像２０を撮像するように構成されている。図２及び図３（ａ）に示すように、かかる側面画像２０（２０Ａ、２０Ｂ）は、側面視したねじ３０の外観の少なくとも一部を示す画像である。すなわち、かかる側面画像２０/２０Ａ/２０Ｂは、ねじ３０の山３１の稜線５１（図６（ｂ）や図６（ｂ）参照）や谷３２等の形状について含まなくてもよい。

【0021】

例えば、撮像部１１は、上述のように、側面視したねじ３０の外観の少なくとも一部を示す画像を撮像することができる程度の解像度を有する撮像装置（例えば、カメラ）によって構成されている。すなわち、撮像部１１を構成する撮像装置は、図６（ａ）～図６（ｃ）に示すようなねじ３０の形状を撮像することができる解像度を有している必要はない。

【0022】

また、撮像部１１は、図２に示すように、ねじ３０を搬送する搬送部４０にねじ３０の先端側Ｅ１が固定され、ねじ３０の末端側Ｅ２が自由である状態で、上述の側面画像２０Ａ/２０Ｂを撮像するように構成されていてもよい。

【0023】

なお、撮像部１１は、撮像した側面画像２０について、ねじ３０の軸方向Ｘが搬送部４０に直交する状態となるように補正するように構成されていてもよい。

【0024】

例えば、図２におけるねじ３０Ａ/３０Ｂの側面画像２０Ａ/２０Ｂは、ねじ３０Ａ/３０Ｂの軸方向Ｘが搬送部４０に直交していない状態となるため、撮像部１１は、かかる側面画像２０Ａ/２０Ｂについて、ねじ３０の軸方向Ｘが搬送部４０に直交する状態となるように、すなわち、図２の例において水平となるように補正するように構成されていてもよい。

【0025】

算出部１２は、図３（ｂ）に示すように、撮像部１１によって撮像された側面画像２０から、ねじ３０の軸方向Ｘに直交する交差方向Ｙの長さＬを算出するように構成されている。

【0026】

ここで、図３（ｂ）に示すように、本実施形態で用いられるねじ３０では、正常時、ねじ３０の交差方向Ｙの長さＬは、ほぼ一定になるように形成されている。これに対して、図３（ｃ）に示すように、リードの不良を検出されたねじ３０では、ねじ３０の交差方向Ｙの長さＬは、場所によって異なるように形成されている。

【0027】

なお、算出部１２は、図２に示すように、連続的に、ねじ３０の交差方向Ｙの長さＬを算出するように構成されていてもよい。或いは、算出部１２は、所定間隔ごとに、ねじ３０の交差方向Ｙの長さＬを算出するように構成されていてもよい。

【0028】

判定部１３は、所定閾値ＴＨ以上となる（或いは、所定閾値ＴＨを超える）ねじ３０の交差方向Ｙの長さＬを検出した場合、ねじ３０のリードの不良を検出したと判定するように構成されている。

【0029】

図４（ａ）の例では、ねじ３０の交差方向Ｙの長さＬは、所定閾値ＴＨ未満となっているため、判定部１３は、ねじ３０のリードの不良が発生していないと判定するように構成されている。ここで、図４（ａ）に示すねじ３０の交差方向Ｙの長さＬは、図２における側面画像２０Ａから算出されたものである。

【0030】

一方、図４（ａ）の例では、ねじ３０の交差方向Ｙの長さＬは、所定閾値ＴＨ以上となっているため、判定部１３は、ねじ３０のリードの不良を検出したと判定するように構成されている。ここで、図４（ｂ）に示すねじ３０の交差方向Ｙの長さＬは、図２における側面画像２０Ｂから算出されたものである。

【0031】

ここで、判定部１３は、ねじ３０の軸方向Ｘにおいて所定長の長さ以上の領域で、ねじ３０の交差方向Ｙの長さＬが所定閾値ＴＨ以上となっている場合に、ねじ３０のリードの不良を検出したと判定するように構成されていてもよい。

【0032】

或いは、所定閾値ＴＨ以上となっている所定数の長さＬを検出した場合に、ねじ３０のリードの不良を検出したと判定するように構成されていてもよい。

【0033】

かかる構成によれば、ねじ３０のリードに影響を与えない程度の些細な長さＬの変化を無視することで、ねじ３０のリードの不良の誤検出を回避することができる。

【0034】

出力部１４は、判定部１３によってねじ３０のリードの不良を検出したと判定された場合に、その旨を出力するように構成されている。

【0035】

ここで、出力部１４は、アラーム音によって、かかる出力を行うように構成されていてもよいし、ランプ等の点灯によって、かかる出力を行うように構成されていてもよいし、その両者によって、かかる出力を行うように構成されていてもよい。

【0036】

また、出力部１４は、ディスプレイ等に対して、かかる出力を行うように構成されていてもよい。かかる場合、出力部１４は、ディスプレイ等に対して、判定部１３によってねじ３０のリードの不良が発生していないと判定されたことも出力するように構成されていてもよい。

【0037】

また、上述の検査装置１は、コンピュータに各機能（各工程）を実行させるプログラムであって実現されていてもよい。

【0038】

以下、図５を参照して、本実施形態に係る検査装置１の動作の一例について説明する。

【0039】

図５に示すように、ステップＳ１０１において、検査装置１は、上述のように、ねじ３０の側面画像２０を撮像する。

【0040】

ステップＳ１０２において、検査装置１は、上述のように、かかる側面画像２０から、ねじ３０の交差方向Ｙの長さＬを算出する。

【0041】

ステップＳ１０３において、検査装置１は、上述のように、所定閾値ＴＨ以上となる長さＬを検出したか否かに基づいて、ねじ３０のリードの不良を検出したか否かについて判定する。

【0042】

ねじ３０のリードの不良を検出したと判定された場合には、本動作は、ステップＳ１０４に進み、ねじ３０のリードの不良を検出したと判定されない場合には、本動作は、ステップＳ１０１に戻る。

【0043】

ステップＳ１０４において、検査装置１は、上述のように、ねじ３０のリードの不良を検出した旨を出力する。

【0044】

本実施形態によれば、検査装置１は、ねじ３０の側面画像２０を撮像するように構成されている撮像部１１と、かかる側面画像２０から、ねじ３０の交差方向Ｙの長さＬを算出するように構成されている算出部１２と、所定閾値ＴＨ以上となる長さＬを検出した場合、ねじ３０のリードの不良を検出したと判定するように構成されている判定部１３とを具備している。

【0045】

かかる構成によれば、低解像度の撮像装置を用いて短い処理時間にてねじ３０のリードの不良を検出することができる。

【0046】

本実施形態によれば、撮像部１１は、搬送部４０にねじ３０の先端側Ｅ１が固定され、ねじ３０の末端側Ｅ２が自由である状態で、ねじ３０の側面画像２０を撮像し、撮像した側面画像２０について、ねじ３０の軸方向Ｘが搬送部４０に直交する状態となるように補正するように構成されている。

【0047】

かかる構成によれば、より正確に、ねじ３０のリードの不良を検出することができる。

【符号の説明】

【0048】

１…検査装置
１１…撮像部
１２…算出部
１３…判定部
１４…出力部
２０、２０Ａ、２０Ｂ…側面画像
３０。３０Ａ、３０Ｂ…ねじ
３１…ねじの山
３２…ねじの谷
４０…搬送部
Ｘ…軸方向
Ｙ…交差方向
Ｌ…交差方向の長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】