特許 7519654 ボルト検査装置およびボルト検査システム

(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】2024-07-11

(45)【発行日】2024-07-22

(54)【発明の名称】ボルト検査装置およびボルト検査システム

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/14 20060101AFI20240712BHJP

   G01N 21/88 20060101ALI20240712BHJP

   B07C 5/10 20060101ALI20240712BHJP

【ＦＩ】

B65G47/14 B

G01N21/88 Z

B07C5/10

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021173741

(22)【出願日】2021-10-25

(65)【公開番号】P2023063750

(43)【公開日】2023-05-10

【審査請求日】2023-07-11

(73)【特許権者】

【識別番号】512189451

【氏名又は名称】株式会社岡部機械工業

(73)【特許権者】

【識別番号】502316913

【氏名又は名称】大和軌道製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷 英昭

(72)【発明者】

【氏名】牧野 浩通

(72)【発明者】

【氏名】丸山 元祥

(72)【発明者】

【氏名】竹林 正輝

(72)【発明者】

【氏名】高馬 幸洋

(72)【発明者】

【氏名】花崎 哲也

【審査官】小野 孝朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３３７８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０５５７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１２７４８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２１０３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９１１４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ

Ｇ０１Ｎ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸心が縦向きとなるようにボルト受け具に支持されたボルトを上下方向から把持する把持装置と、
前記把持装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記把持装置は、前記ボルトの下端に当接する下当接部材を有する下部把持機構と、前記ボルトの上端に当接する上当接部材を有する上部把持機構と、前記下当接部材と前記上当接部材とで上下方向から把持した状態の前記ボルトを上下動させる昇降機構と、前記下当接部材と前記上当接部材とで上下方向から把持した状態の前記ボルトを回転させる回転機構と、を有し、
前記制御装置は、前記ボルトが所定の角度位置および高さ位置に到達したことを検出して当該ボルトを前記角度位置および前記高さ位置で停止させる、ボルト検査装置。

【請求項2】

前記昇降機構は、前記下当接部材を上下動させる高さ位置を制御できる単軸ロボットを有している、請求項１に記載のボルト検査装置。

【請求項3】

前記下部把持機構は、前記下当接部材と前記単軸ロボットとの間に当該下当接部材を回転させる回転機構を有し、
前記上部把持機構は、前記上当接部材の上下動を許容する流体圧シリンダを備え、前記上当接部材は、前記ボルトと当接する部分に回転部を有している、請求項２に記載のボルト検査装置。

【請求項4】

前記ボルト受け具で支持した前記ボルトの揺れを止める揺れ止め装置をさらに備えている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のボルト検査装置。

【請求項5】

前記ボルトは、頭部に軸方向と交差する方向のピン孔を有し、
前記ボルトを挟んで対向するように配置された投光器とカメラセンサとを有するピン孔検出装置と、前記投光器の光軸と同一方向に軸心が配置された検査ピンを有するピン挿入装置と、を有するピン孔検査装置をさらに備え、
前記ピン孔検出装置と前記ピン挿入装置とは、前記投光器の光軸と前記検査ピンの軸心とが上下方向に離間するように配置され、
前記制御装置は、前記把持装置で前記ボルトの前記頭部を前記投光器の高さに配置し、前記回転機構で前記ボルトを回転させ、前記投光器から前記ボルトの前記頭部に投光した光軸上に前記ピン孔の軸線が位置したことを前記カメラセンサが検出した角度で前記ボルトの回転を止め、前記把持装置で前記ピン孔を前記検査ピンの高さに配置し、前記検査ピンを前記ピン孔に挿通させて当該ピン孔を検査するように構成されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のボルト検査装置。

【請求項6】

前記ピン挿入装置の所定高さに配置した前記ボルトの軸位置を保つ定位置保持装置をさらに備えている、請求項５に記載のボルト検査装置。

【請求項7】

前記ピン挿入装置は、前記検査ピンの軸心を所定範囲で移動可能なように保持する保持部を有している、請求項５または６に記載のボルト検査装置。

【請求項8】

前記ピン挿入装置は、前記検査ピンを案内するピンガイドと、前記検査ピンと前記ピンガイドを進退させる駆動部と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記検査ピンを前記ピン孔に挿通させるときには前記駆動部で前記検査ピンと前記ピンガイドを前記ボルトに向けて進出させ、前記検査ピンを前記ピン孔から抜くときには前記駆動部で前記検査ピンを先に後退させるように構成されている、請求項５乃至７のいずれか１項に記載のボルト検査装置。

【請求項9】

前記ボルトの側頭部を所定高さ位置で検出する距離センサと、前記距離センサの検出軸と所定角度の撮影軸を有する画像処理カメラと、前記画像処理カメラと前記ボルトの間に配置され、前記画像処理カメラの前記撮影軸と光軸が同一の同軸照明と、を有する側頭部検査装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記昇降機構で前記ボルトの頭部を前記距離センサの高さに配置し、前記回転機構で前記ボルトを所定角度で回転させ、前記同軸照明から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記側頭部の不良を検査する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のボルト検査装置。

【請求項10】

前記ボルトを挟んで前記画像処理カメラと対向するように配置された投光器をさらに備え、
前記投光器は、光軸が前記画像処理カメラの前記撮影軸と同軸上となるように配置され、
前記制御装置は、前記距離センサで前記頭部の側頭部と正対する位置を検出し、前記回転機構で前記ボルトを前記側頭部が前記検出軸と正対する所定角度で回転させ、前記投光器から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記頭部のピン孔の位置検査をする、請求項９に記載のボルト検査装置。

【請求項11】

前記所定高さ位置に配置した前記ボルトを、その位置で回転可能に保持するローラチャック装置をさらに備えている、請求項９または１０に記載のボルト検査装置。

【請求項12】

前記ボルトの軸心に対向する撮影軸を有する画像処理カメラと、前記画像処理カメラと前記ボルトの間に配置され、前記画像処理カメラの撮影軸と光軸が同一の同軸照明と、前記ボルトを挟んで前記画像処理カメラと対向するように配置された投光器と、を有する軸部検査装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記昇降機構で前記ボルトの軸部を前記画像処理カメラの高さに配置し、前記回転機構で前記ボルトを所定角度で順次回転させ、前記同軸照明から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記軸部の不良を検査するとともに、前記投光器から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記軸部の直径を検査する、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のボルト検査装置。

【請求項13】

前記ボルトの軸心に対向する検出軸を有する画像処理カメラと、前記画像処理カメラと前記ボルトの間に配置され、前記画像処理カメラの撮影軸と光軸が同一の同軸照明と、前記ボルトを挟んで前記画像処理カメラと対向するように配置された投光器と、を有するネジ部検査装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記昇降機構で前記ボルトのネジ部を前記画像処理カメラによって撮像可能な高さに配置し、前記回転機構で前記ボルトを所定角度で回転させ、前記同軸照明から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記ネジ部の不良を検査するとともに、前記投光器から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記ネジ部の寸法を検査する、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のボルト検査装置。

【請求項14】

前記ボルト受け具を外周部に所定の角度間隔で複数設けた回転テーブルを有するボルト送り装置をさらに備え、
前記ボルト受け具は、前記ボルトの軸部を水平方向に通過させる開口部と、前記頭部を下方から支持する載置部と、を有し、
前記制御装置は、前記回転テーブルを所定の前記角度間隔で回転させ、前記ボルトを前記ボルト受け具で順次支持するように構成されている、請求項５乃至１３のいずれか１項に記載のボルト検査装置。

【請求項15】

前記回転テーブルに設けられた前記ボルト受け具の角度間隔と同じ角度間隔で少なくともピン孔検査装置または側頭部検査装置を備え、
前記ピン孔検査装置または前記側頭部検査装置の位置に前記把持装置が配置されている、請求項１４に記載のボルト検査装置。

【請求項16】

前記ボルト受け具に支持された前記ボルトを下方から上昇させる上昇機構と、前記上昇機構で上昇させた前記ボルトを前記回転テーブルの外方向へ押し出す排出機構と、を備えたボルト排出装置をさらに備え、
前記ボルト排出装置は、少なくとも前記ボルトの頭部検査の後流側に配置されている、請求項１５に記載のボルト検査装置。

【請求項17】

請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のボルト検査装置を備え、
前記ボルトを前記ボルト検査装置の前記ボルト受け具に供給するボルト供給装置と、前記ボルト供給装置に前記ボルトを投入するボルト投入装置と、を備え、
前記ボルト投入装置は、複数の前記ボルトが投入されたトレイを揺動させて前記ボルトを前記ボルト供給装置に送る揺動機構を有し、
前記ボルト供給装置は、前記ボルトの頭部を下方から支持して前記ボルト検査装置の方向に送る移送機構と、前記移送機構で移送された前記ボルトの頭部を下方から支持して所定間隔で前記ボルト検査装置の前記ボルト受け具に供給する供給機構と、を有している、ボルト検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、ボルトの検査装置とそれを備えたボルト検査システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、機械部品において、使用前に部品の状態を検査する場合がある。例えば、用途が限られたボルト（この明細書および特許請求の範囲の書類中における「ボルト」は、六角ボルト、Ｔボルトなどを含み、総称する場合は単に「ボルト」という）などは全数検査が行われる場合がある。しかし、ボルトの頭部、軸部などを全数検査する場合、作業者が行うと多くの時間と労力を要する。

【0003】

このため、この種の先行技術として、１つの連続した搬送路上でボルトを搬送しながら、頭部の長さと軸部の長さをタッチセンサーで検出し、不良品と判別すると搬送装置を停止させて対応するランプを点灯させるボルトの不良品検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

また、他の先行技術として、ボルト頭部に向けて直角に投光し、ボルト頭部の部分を通過した光からボルト頭部の欠陥を検出するボルトの連続高速品質検査法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開昭５９－９５４０２号公報

【文献】特開昭６３－４２４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上記特許文献１では、タッチセンサーによる頭部と軸部の長さしか検出できず、頭部の欠損などを適切に検出することは難しい。また、上記特許文献２では、投光して頭部の部分を通過した光でしか欠陥を検出できず、光が通過しない小さな欠損などを適切に検出することは難しい。したがって、上記先行技術文献では、ボルトの限られた箇所の検査しかできない。

【0007】

そこで、本願発明は、ボルトの頭部など各部を検査するために、ボルトの検査位置を変更する自由度が高いボルト検査装置と、それを備えたボルト検査システム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】

【0008】

上記目的を達成するために、本願発明に係るボルト検査装置は、軸心が縦向きとなるようにボルト受け具に支持されたボルトを上下方向から把持する把持装置と、前記把持装置の動作を制御する制御装置と、を備え、前記把持装置は、前記ボルトの下端に当接する下当接部材を有する下部把持機構と、前記ボルトの上端に当接する上当接部材を有する上部把持機構と、前記下当接部材と前記上当接部材とで上下方向から把持した状態の前記ボルトを上下動させる昇降機構と、前記下当接部材と前記上当接部材とで上下方向から把持した状態の前記ボルトを回転させる回転機構と、を有し、前記制御装置は、前記ボルトが所定の角度位置および高さ位置に到達したことを検出して当該ボルトを前記角度位置および前記高さ位置で停止させる。

【0009】

この構成により、軸心が縦向きとなるように支持されたボルトの上端と下端を把持装置によって上下方向から把持し、その状態のボルトを昇降機構で高さ位置を変更でき、回転機構で角度位置を変更することができる。よって、ボルト検査装置で検査するボルトを、側方から周囲の検査が可能な状態で、所定の高さ位置および角度位置に変更して各部の検査ができる。

【0010】

また、前記昇降機構は、前記下当接部材を上下動させる高さ位置を制御できる単軸ロボットを有していてもよい。このように構成すれば、把持機構によって下端と上端で把持されたボルトを、昇降機構の単軸ロボットで上下動させて正確な高さ位置に配置することができる。

【0011】

また、前記下部把持機構は、前記下当接部材と前記単軸ロボットとの間に当該下当接部材を回転させる回転機構を有し、前記上部把持機構は、前記上当接部材の上下動を許容する流体圧シリンダを備え、前記上当接部材は、前記ボルトと当接する部分に回転部を有していてもよい。この明細書および特許請求の範囲の書類中における「流体圧シリンダ」は、「油圧」、「空圧」などの流体圧を用いるシリンダをいう。このように構成すれば、下部把持機構の下当接部材と上部把持機構の上当接部材とによって上端と下端とで把持したボルトは、流体圧シリンダと単軸ロボットで把持された状態を保ちながら、回転機構で回転部との間で回転させることができる。

【0012】

また、前記ボルト受け具で支持した前記ボルトの揺れを止める揺れ止め装置をさらに備えていてもよい。このように構成すれば、ボルト受け具で支持したボルトに対し、揺れ止め装置で揺れを止めることで検査を迅速に進めることができる。

【0013】

また、前記ボルトは、頭部に軸方向と交差する方向のピン孔を有し、前記ボルトを挟んで対向するように配置された投光器とカメラセンサとを有するピン孔検出装置と、前記投光器の光軸と同一方向に軸心が配置された検査ピンを有するピン挿入装置と、を有するピン孔検査装置をさらに備え、前記ピン孔検出装置と前記ピン挿入装置とは、前記投光器の光軸と前記検査ピンの軸心とが上下方向に離間するように配置され、前記制御装置は、前記把持装置で前記ボルトの前記頭部を前記投光器の高さに配置し、前記回転機構で前記ボルトを回転させ、前記投光器から前記ボルトの前記頭部に投光した光軸上に前記ピン孔の軸線が位置したことを前記カメラセンサが検出した角度で前記ボルトの回転を止め、前記把持装置で前記ピン孔を前記検査ピンの高さに配置し、前記検査ピンを前記ピン孔に挿通させて当該ピン孔を検査するように構成されていてもよい。

【0014】

この構成によれば、頭部にピン孔が設けられたボルトであっても、ボルトの上端と下端を把持装置で把持し、ピン孔検出装置の位置でボルトの頭部に投光器から投光した光でピン孔の位置を検出し、ピン挿入装置の位置でピン孔に検査ピンを挿入してピン孔を検査することができる。よって、ボルトの頭部に設けられたピン孔を機械的に検査することができる。

【0015】

また、前記ピン挿入装置の所定高さに配置した前記ボルトの軸位置を保つ定位置保持装置をさらに備えていてもよい。このように構成すれば、ピン挿入装置の位置に移動させたボルトの軸位置を定位置保持装置で保つことができ、ピン挿入装置による検査時にボルトが傾かないようにボルトの軸位置を保つことができる。

【0016】

また、前記ピン挿入装置は、前記検査ピンの軸心を所定範囲で移動可能なように保持する保持部を有していてもよい。このように構成すれば、ピン孔とピン挿入装置の挿入ピンの軸心に多少のズレが生じても、挿入ピンが保持部の移動可能な範囲で移動してピン孔に挿入される。よって、ピン挿入装置に配置するボルトの位置精度をより広くできる。

【0017】

また、前記ピン挿入装置は、前記検査ピンを案内するピンガイドと、前記検査ピンと前記ピンガイドを進退させる駆動部と、をさらに備え、前記制御装置は、前記検査ピンを前記ピン孔に挿通させるときには前記駆動部で前記検査ピンと前記ピンガイドを前記ボルトに向けて進出させ、前記検査ピンを前記ピン孔から抜くときには前記駆動部で前記検査ピンを先に後退させるように構成されていてもよい。このように構成すれば、ピン孔に検査ピンを挿入するときには、検査ピンとともにピンガイドをボルトに向けて進出させてピンガイドで検査ピンをガイドし、ピン孔検査後の検査ピンはピン孔から抜かれた後にピンガイドを後退させてピンガイドで後退させる検査ピンをガイドするようにできる。

【0018】

また、前記ボルトの側頭部を所定高さ位置で検出する距離センサと、前記距離センサの前記ボルトの軸心に対する検出軸と所定角度で前記ボルトの軸心と対向する撮影軸を有する画像処理カメラと、前記画像処理カメラと前記ボルトの間に配置され、前記画像処理カメラの前記撮影軸と光軸が同一の同軸照明と、を有する側頭部検査装置をさらに備え、前記制御装置は、前記昇降機構で前記ボルトの頭部を前記距離センサの高さに配置し、前記回転機構で前記ボルトを所定角度で回転させ、前記同軸照明から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記側頭部の不良を検査する、ようにしてもよい。この明細書および特許請求の範囲の書類中における「画像処理カメラ」は、カメラで撮影した画像を制御装置で画像処理するカメラを含む。また、「同軸照明」は、カメラ軸（「撮影軸」ともいう）と同軸上に光軸を有する照明（疑似同軸照明）をいう。

【0019】

この構成によれば、ボルトの上端と下端を把持装置で把持し、距離センサでボルトの側頭部が同軸照明の位置に配置されたことを検出し、そのボルトを所定角度で回転させながら同軸照明から投光して画像処理カメラで得られた画像から、側頭部の打痕、錆などの不良を検査することができる。よって、ボルトの側頭部における不良を機械的に検査することができる。

【0020】

また、前記ボルトを挟んで前記画像処理カメラと対向するように配置された投光器をさらに備え、前記投光器は、光軸が前記画像処理カメラの前記撮影軸と同軸上となるように配置され、前記制御装置は、前記距離センサで前記頭部の側頭部と正対する位置を検出し、前記回転機構で前記ボルトを前記側頭部が前記検出軸と正対する所定角度で回転させ、前記投光器から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記頭部のピン孔の位置検査をする、ようにしてもよい。このように構成すれば、側頭部にピン孔が設けられたボルトに対し、側頭部に対して投光器から投光して画像処理カメラで得られた画像からピン孔の位置を検査することができる。よって、ボルトの側頭部に設けられたピン孔を画像処理でも検査することができる。

【0021】

また、前記距離センサの高さに配置した前記ボルトを、その位置で回転可能に保持するローラチャック装置をさらに備えていてもよい。このように構成すれば、距離センサの高さに配置したボルトをローラチャック装置で保持し、ボルトを軸心位置が安定した状態で回転可能に保持できる。

【0022】

また、前記ボルトの軸心に対向する撮影軸を有する画像処理カメラと、前記画像処理カメラと前記ボルトの間に配置され、前記画像処理カメラの撮影軸と光軸が同一の同軸照明と、前記ボルトを挟んで前記画像処理カメラと対向するように配置された投光器と、を有する軸部検査装置をさらに備え、前記制御装置は、前記昇降機構で前記ボルトの軸部を前記画像処理カメラの高さに配置し、前記回転機構で前記ボルトを所定角度で順次回転させ、前記同軸照明から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記軸部の不良を検査するとともに、前記投光器から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記軸部の直径を検査する、ようにしてもよい。

【0023】

この構成によれば、画像処理カメラの高さに配置して所定角度で順次回転させるボルトの軸部に対し、同軸照明から投光して画像処理カメラで得た画像から軸部の打痕や錆などの不良を検査し、投光器から投光して画像処理カメラで得た画像から軸部の直径が基準値以内か否かを検査することができる。

【0024】

また、前記ボルトの軸心に対向する検出軸を有する画像処理カメラと、前記画像処理カメラと前記ボルトの間に配置され、前記画像処理カメラの撮影軸と光軸が同一の同軸照明と、前記ボルトを挟んで前記画像処理カメラと対向するように配置された投光器と、を有するネジ部検査装置をさらに備え、前記制御装置は、前記昇降機構で前記ボルトのネジ部を前記画像処理カメラの高さに配置し、前記回転機構で前記ボルトを所定角度で回転させ、前記同軸照明から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記ネジ部の不良を検査するとともに、前記投光器から投光して前記画像処理カメラで得た画像から前記ネジ部の寸法を検査する、ようにしてもよい。

【0025】

この構成によれば、画像処理カメラの高さに配置して所定角度で順次回転させるボルトの軸部に対し、同軸照明から投光して画像処理カメラで得た画像からネジ部の打痕や錆などの不良を検査し、投光器から投光して画像処理カメラで得た画像からネジ部の寸法が基準値以内か否かを検査することができる。

【0026】

また、前記ボルト受け具を外周部に所定の角度間隔で複数設けた回転テーブルを有するボルト送り装置をさらに備え、前記ボルト受け具は、前記ボルトの軸部を水平方向に通過させる開口部と、前記頭部を下方から支持する載置部と、を有し、前記制御装置は、前記回転テーブルを所定の前記角度間隔で回転させ、前記ボルトを前記ボルト受け具で順次支持するように構成されていてもよい。このように構成すれば、ボルト送り装置の回転テーブルに複数設けられたボルト受け具によってボルトを順次支持し、回転テーブルを回転させることで、所定の角度間隔で設けられたボルト受け具に支持されているボルトを順次検査装置に送ることができる。よって、回転テーブルの周囲に複数の検査装置を配置すれば、回転テーブルを回転させてボルトに対する複数の検査を順次および／または同時に行うことができる。

【0027】

また、前記回転テーブルに設けられた前記ボルト受け具の角度間隔と同じ角度間隔で少なくともピン孔検査装置または側頭部検査装置を備え、前記ピン孔検査装置または前記側頭部検査装置の位置に前記把持装置が配置されていてもよい。このように構成すれば、回転テーブルに設けられたボルト受け具で支持したボルトを、所定の角度間隔で配置されたピン孔検出装置または側頭部検査装置で順次および／または同時に検査することができる。よって、ボルト検査装置をコンパクトに形成し、ボルトの検査を効率良く行うことができる。

【0028】

また、前記ボルト受け具に支持された前記ボルトを下方から上昇させる上昇機構と、前記上昇機構で上昇させた前記ボルトを前記回転テーブルの外方向へ押し出す排出機構と、を備えたボルト排出装置をさらに備え、前記ボルト排出装置は、少なくとも前記ボルトの頭部検査の後流側に配置されていてもよい。このように構成すれば、検査によって不良品と判定されたボルトは、上昇機構によって頭部がボルト受け具から浮かされ、排出機構によって回転テーブルの外方向へ押し出される。よって、複数の検査を行う構成であれば、不良品と判定されたボルトを検査の途中で排出することができる。

【0029】

一方、本願発明に係るボルト検査システムは、前記いずれかのボルト検査装置を備え、前記ボルト検査装置に前記ボルトを供給するボルト供給装置と、前記ボルト供給装置に前記ボルトを投入するボルト投入装置と、を備え、前記ボルト投入装置は、複数の前記ボルトが投入されたトレイを揺動させて前記ボルトを前記ボルト供給装置に送る揺動機構を有し、前記ボルト供給装置は、前記ボルトの頭部を下方から支持して前記ボルト検査装置の方向に送る移送機構と、前記移送機構で移送された前記ボルトの頭部を下方から支持して所定間隔で前記ボルト検査装置の前記ボルト受け具に供給する供給機構と、を有している。

【0030】

この構成により、ボルト投入装置においてボルトが均され、ボルト投入装置からボルト供給装置に送られたボルトは、頭部を下方から支持した状態で移送機構によって所定間隔でボルト検査装置の方向に送られ、供給機構によってボルトの頭部を下方から支持した状態でボルト検査装置のボルト受け具に供給される。よって、ボルト検査装置のボルト受け具に対してボルトを適切に供給することができる。

【発明の効果】

【0031】

本願発明によれば、ボルトの頭部など各部を検査するために、ボルトの検査位置を変更する自由度が高いボルト検査装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１は、本願発明の一実施形態に係るボルト検査装置を含むボルト検査システムの平面図と、ボルトの斜視図である。

【図2】図２は、図１に示すボルト検査装置の全体構成を示す平面図である。

【図3】図３は、図２に示すボルト検査装置のボルト受け具を示す図面であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

【図4】図４は、図２に示すボルト検査装置の頭頂部検査装置の部分を示す斜視図である。

【図5】図５は、図２に示すボルト検査装置の把持装置の部分を示す斜視図である。

【図6】図６は、図５に示す把持装置の構成を示す詳細図であり、（ａ）は上部把持機構の部分を示す側面図、（ｂ）は下部把持機構の部分を示す側面図である。

【図7】図７は、図２に示すボルト検査装置のピン孔検査装置の部分を示す斜視図である。

【図8】図８は、図７に示すピン孔検査装置の定位置保持装置を示す図面であり、（ａ）は保持前の状態を示す平面図、（ｂ）は保持状態を示す平面図である。

【図9】図９は、図７に示すピン孔検査装置の揺れ止めチャックを示す図面であり、（ａ）は揺れ止め前の状態を示す平面図、（ｂ）は揺れ止め時の状態を示す平面図、（ｃ）は側面図である。

【図10】図１０は、図７に示すピン孔検査装置によってピン孔を検査する状態を示す図面であり、（ａ）はピン孔を検出するときの側面図、（ｂ）はピン孔を検査する前の側面図、（ｃ）はピン孔の検査時の側面図である。

【図11】図１１は、図１０（ｃ）に示すピン孔検査装置によるピン孔の検査状態を示す斜視図である。

【図12】図１２は、図１１に示すピン孔の検査状態から検査ピンを抜く状態を示す斜視図である。

【図13】図１３は、図２に示すボルト検査装置の側頭部検査装置の部分を示す図面であり、（ａ）は側頭部検査装置の斜視図、（ｂ）は構成の配置を示す平面図である。

【図14】図１４は、図１３に示す側頭部検査装置のローラチャック装置を示す図面であり、（ａ）は保持前の状態を示す平面図、（ｂ）は保持状態を示す平面図である。

【図15】図１５は、図１３に示す側頭部検査装置による側頭部の検査状態を示す図面であり、（ａ）はボルトの位置を検出する状態の斜視図、（ｂ）は側頭部を検査する状態の斜視図である。

【図16】図１６は、図２に示すボルト検査装置の軸部検査装置の部分を示す斜視図である。

【図17】図１７は、図２に示すボルト検査装置のネジ部検査装置の部分を示す斜視図である。

【図18】図１８は、図２に示すボルト検査装置のボルト排出装置の部分を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本願発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、ボルト２００に対して複数の検査を順次行うことができるボルト検査装置２を例に説明する。以下の実施形態では、ボルト２００の一例として六角ボルトを例に説明する。なお、ボルト検査装置２は、以下の実施形態における一部の検査を行う装置であってもよく、以下の実施形態に限定されるものではない。また、ボルト２００は、六角ボルトの他、Ｔボルトなども含む。この明細書および特許請求の範囲の書類中における上流側および下流側の概念は、図１に示す回転テーブル１０の回転方向Ｒの前方を上流側、後方を下流側とする。

【0034】

（ボルト検査システムの構成）
図１は、一実施形態に係るボルト検査装置２を含むボルト検査システム１の平面図と、ボルトの斜視図である。この実施形態のボルト検査システム１は、ボルト検査装置２と、ボルト検査装置２にボルト２００を供給するボルト供給装置３と、ボルト供給装置３にボルト２００を投入するボルト投入装置４と、を備えている。ボルト検査装置２、ボルト供給装置３およびボルト投入装置４の動作は、制御装置５によって制御されている。

【0035】

この実施形態で検査されるボルト２００は、六角の頭部２０１と軸部２０３とネジ部２０４を有している。頭部２０１は、頭頂部２０１ａと側頭部２０１ｂを有している。頭部２０１には、ピン孔２０２が設けられている。軸部２０３の軸心２０５の延びる方向を、軸方向という。

【0036】

この実施形態のボルト検査装置２は、検査するボルト２００の頭部２０１を下方から支持するボルト受け具１１と、このボルト受け具１１が外周部に所定の角度間隔θで複数設けられた平面視が円形の回転テーブル１０と、この回転テーブル１０の周囲に備えられた複数の検査装置２０，５０，７０，８０，９０とを有している。回転テーブル１０は、図示しない駆動装置によって所定の角度間隔θで回転方向Ｒの方向に回転させられ、ボルト２００を下流側へ送る。この構成がボルト送り装置である。ボルト受け具１１の配置、各検査装置２０，５０，７０，８０，９０の詳細は後述する。

【0037】

ボルト投入装置４は、複数のボルト２００が溜められたボックス４ａと、このボックス４ａからボルト２００が投入されるトレイ４ｂとを有している。トレイ４ｂは、前後方向に揺動して複数のボルト２００をボルト供給装置３へ送る揺動機構（例えば、トレイ４ｂをカムを用いて揺動させる機構：図示略）を有している。このボルト投入装置４により、トレイ４ｂに投入されたボルト２００がボルト供給装置３へ送られる。

【0038】

ボルト供給装置３は、ボルト供給装置３から供給されたボルト２００の頭部２０１を下方から支持してボルト検査装置２の方向に送る移送機構３ａと、移送機構３ａで移送されたボルト２００の頭部２０１を下方から支持して所定間隔でボルト検査装置２のボルト受け具１１に供給する供給機構３ｂとを有している。供給機構３ｂは、ボルト２００を送る送り板３ｃを有している。

【0039】

これにより、ボルト投入装置４からボルト供給装置３に送られたボルト２００を、頭部２０１を下方から支持した状態でボルト検査装置２に送ることができる。そして、頭部２０１を下方から支持した状態のボルト２００を、ボルト検査装置２の各ボルト受け具１１に供給することができる。供給機構３ｂの詳細は、後述する。

【0040】

（ボルト検査装置の全体構成）
図２は、図１に示すボルト検査装置２の全体構成を示す平面図である。図３は、図２に示すボルト検査装置２のボルト受け具１１を示す図面であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

【0041】

図２に示すように、この実施形態のボルト検査装置２は、外周部に所定の角度間隔θで複数のボルト受け具１１が設けられた回転テーブル１０を有している。図では、一部のボルト受け具１１が見える状態となっているが、ボルト受け具１１は、回転テーブル１０の全周に所定の角度間隔θで設けられている。そして、回転テーブル１０のボルト受け具１１が設けられた所定の角度間隔θで、複数の検査装置２０，５０，７０，８０，９０が設けられている。回転テーブル１０の周囲には、検査装置２０，５０，７０，８０，９０以外に後述する他の装置３０，１００も設けられている。回転テーブル１０は円形で形成されており、中心点Ｏ_１から全てのボルト受け具１１の中心Ｏ_２（支持したボルト２００の軸心２０５：図３）までの距離は同一となっている。各ボルト受け具１１は、制御装置５によって位置制御されている。よって、制御装置５は、どのボルト受け具１１に支持されたボルト２００が、どの検査装置によって検査されているかの管理、およびその検査結果などを管理する。なお、制御装置５は、図では単独の構成で示しているが、複数の構成であっても、一部の処理を行うパーソナルコンピュータなどを含む構成であってもよい。

【0042】

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ボルト受け具１１は、回転テーブル１０の外周方向にボルト２００の軸部２０３を通過させる開口部１１ａと、この開口部１１ａを通過させたボルト２００の頭部２０１を載置する載置部１１ｂとを有している。載置部１１ｂは、ボルト受け具１１の上面から所定深さの凹状に形成されている。ボルト２００は、軸部２０３が開口部１１ａを通過すると、頭部２０１の下面が載置部１１ｂに支持される。ボルト２００は、ボルト受け具１１に頭部２０１が支持された状態では、軸心２０５が縦向きとなる。

【0043】

図２に示すように、この実施形態のボルト検査装置２は、ボルト受け具１１に向けて図の左方向に備えられたボルト供給装置３からボルト２００が供給される。この実施形態のボルト供給装置３は、ボルト２００の頭部２０１を下方から支持してボルト検査装置２の方向に送る移送機構３ａと、この移送機構３ａで移送されたボルト２００の頭部２０１を下方から支持する平面視が円形の送り板３ｃを有する供給機構３ｂとを有している。送り板３ｃは、周囲に所定間隔でボルト２００の頭部２０１を下方から支持して送る。この送り板３ｃを回転させることで、ボルト２００を所定間隔でボルト検査装置２の方向に送ることができる。送り板３ｃに支持されたボルト２００は、頭部２０１がボルト受け具１１の上面よりも高い位置で送られる。

【0044】

供給機構３ｂでボルト検査装置２の回転テーブル１０のボルト受け具１１近傍に送られたボルト２００は、ボルト受け具１１と対向する位置で送り板３ｃからボルト受け具１１に受け渡される。ボルト２００の受け渡しは、固定テーブル１５に設けられたボルト引込みシリンダ１６で、送り板３ｃに支持された頭部２０１をボルト受け具１１の方向に引き込むようになっている。これにより、ボルト２００の軸部２０３がボルト受け具１１の開口部１１ａを通過して頭部２０１が凹状の載置部１１ｂに落とし込まれて支持される。なお、この実施形態では六角ボルトを例にしているが、Ｔボルトの場合も、送り板３ｃに支持された頭部をボルト引込みシリンダ１６でボルト受け具１１の方向に引き込むことができる。

【0045】

このようにして、ボルト２００は、ボルト供給装置３からボルト検査装置２のボルト受け具１１に供給することができる。ボルト検査装置２は、回転テーブル１０の回転方向Ｒが図示するように左回転であり、ボルト供給装置３からボルト受け具１１に供給されたボルト２００は、左回転で下流側へと送られる。

【0046】

この実施形態のボルト検査装置２は、回転テーブル１０の回転方向Ｒの上流側には、ボルト２００の頭頂部２０１ａを検査する頭頂部検査装置２０が備えられている。その下流側には、ボルト２００を上端と下端で把持して上下動および回転させる把持装置３０を有し、ボルト２００の頭部２０１に設けられたピン孔２０２を検査するピン孔検査装置５０と、ボルト２００の頭部２０１の側頭部２０１ｂを検査する側頭部検査装置７０と、が備えられている。その下流側には、ボルト２００の軸部２０３を検査する軸部検査装置８０と、ボルト２００のネジ部２０４を検査するネジ部検査装置９０が備えられている。また、この実施形態では、軸部検査装置８０とネジ部検査装置９０との間に不良ボルトを排出するボルト排出装置１００が備えられている。また、ネジ部検査装置９０の後流側には、不良ボルトを排出するボルト排出装置１００と、良品ボルトを排出するボルト排出装置１００とが備えられている。

【0047】

各装置２０，３０，５０，７０，８０，９０，１００は、回転テーブル１０の外周部に所定の角度間隔θで設けられたボルト受け具１１と同じ角度間隔θで備えられているため、複数の装置２０，３０，５０，７０，８０，９０，１００のそれぞれで同時に異なる作業を行うことができる。回転テーブル１０の上方には、定位置に固定された円形の固定テーブル１５が設けられている。固定テーブル１５は、回転テーブル１０の中心部分に設けられており、固定テーブル１５には各装置２０，３０，５０，７０，８０，９０，１００の一部の構成が設けられている。

【0048】

このようなボルト検査装置２は、制御装置５によって各装置２０，３０，５０，７０，８０，９０，１００の動作が制御される。制御装置５は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリおよびＩ／Ｏインターフェース等を有する。制御装置５による各装置２０，３０，５０，７０，８０，９０，１００の動作制御は、不揮発性メモリに保存されたプログラムに基づいてプロセッサが揮発性メモリを用いて演算処理することで実現される。

【0049】

以下、ボルト検査装置２に備えられた各装置２０，３０，５０，７０，８０，９０，１００について説明する。なお、各装置２０，３０，５０，７０，８０，９０，１００を説明する図面は、図が煩雑になるのを防止するために周囲の構成については図示を省略し、その図に示された構成のみを説明する。

【0050】

（頭頂部検査装置）
図４は、図２に示すボルト検査装置２の頭頂部検査装置２０の部分を示す斜視図である。この実施形態では、回転テーブル１０のボルト受け具１１で支持されたボルト２００に対し、最初に頭頂部検査装置２０で頭頂部２０１ａの検査が行われる。

【0051】

頭頂部検査装置２０は、頭頂部２０１ａに向けて投光する同軸照明２１と、同軸照明２１の光軸２２と同一の撮影軸で撮影する画像処理カメラ２３とを有している。同軸照明２１は、固定テーブル１５に固定されており、上方からボルト２００の頭頂部２０１ａに向けて投光するように設けられている。画像処理カメラ２３は、固定側の支持台２４に備えられている。画像処理カメラ２３は、同軸照明２１の上方に設けられており、同軸照明２１から頭頂部２０１ａに投光した反射光を撮影するように設けられている。

【0052】

また、頭頂部検査装置２０の位置には、ボルト受け具１１で同軸照明２１の光軸上に送られたボルト２００の揺れを止める揺れ止め装置２５が設けられている。揺れ止め装置２５は、ボルト２００の頭部２０１に向けて進退する押え部材２６と、この押え部材２６を進退させる流体圧シリンダ２７とを有している。

【0053】

このような頭頂部検査装置２０によれば、ボルト受け具１１に支持されたボルト２００は、頭頂部検査装置２０の位置まで送られて停止する。その後、揺れ止め装置２５の押え部材２６が流体圧シリンダ２７で頭頂部２０１ａに向けて進出させられ、頭頂部２０１ａを押える。これにより、ボルト２００が揺れていたとしても、その揺れが止められる。揺れ止め装置２５によってボルト２００の揺れを迅速に止めるため、その後の検査を効率良く行うことができる。

【0054】

その後、同軸照明２１から頭頂部２０１ａに向けて投光され、画像処理カメラ２３によって撮影される。画像処理カメラ２３で撮影された画像は、制御装置５によって画像処理されて頭頂部２０１ａの打痕、錆などの不良について検査される。同軸照明２１を用いることで、画像処理カメラ２３で凹凸のある部分は黒っぽく撮影されるため、錆や打痕を検査することができる。

【0055】

（把持装置）
図５は、図２に示すボルト検査装置２の把持装置３０の部分を示す斜視図である。図６は、図５に示す把持装置３０の構成を示す詳細図であり、（ａ）は上部把持機構３１の部分を示す側面図、（ｂ）は下部把持機構３６の部分を示す側面図である。

【0056】

図示するように、この実施形態の把持装置３０は、ボルト２００の下端に当接する下当接部材３７を有する下部把持機構３６と、ボルト２００の上端に当接する上当接部材３２を有する上部把持機構３１とを有している。下部把持機構３６は、回転機構４１と昇降機構４５とを有している。下当接部材３７および上当接部材３２は、樹脂材料を用いればボルト２００を傷付けないようにできる。

【0057】

下部把持機構３６は、下当接部材３７が下ロッド３９と連結されている。下ロッド３９は、周囲に縦溝３９ａが形成されたロッドであり、回転機構４１の中央部分に挿通され、下端に回転部材３８が設けられている。回転部材３８は、下ロッド３９と連結された部分は回転可能であり、下昇降ベース４０と連結された部分は固定されている。回転部材３８は、例えば、下昇降ベース４０に固定された構成の中心部分に回転可能な回転部を有するものを用いることができる。回転機構４１は、下ロッド３９の周囲に形成された縦溝３９ａに係合し、下ロッド３９の上下移動は許容する係合部材４１ａを有している。下ロッド３９と係合部材４１ａは、例えば、スプライン構造で係合される。スプライン構造とすることで、係合部材４１ａで下ロッド３９を回転させることができ、かつ定位置の係合部材４１ａに対して下ロッド３９を上下動させることができる。回転機構４１は、駆動モータ４２によって駆動されるタイミングベルト４２ａによって係合部材４１ａを回転させることで、下ロッド３９を正確な角度位置に回転させることができる。下昇降ベース４０は、単軸ロボット４３に連結されている。これにより、下昇降ベース４０は、単軸ロボット４３によって正確な上下位置の制御が可能となっている。単軸ロボット４３としては、例えば、モータを回転させることでボールネジがスライダを移動させる直交ロボットを用いることができる。

【0058】

上部把持機構３１は、上当接部材３２が回転部材３３を介して上ロッド３４と連結されている。回転部材３３は、上ロッド３４と連結された部分は固定され、上当接部材３２と連結された部分は回転可能となっている。回転部材３３は、例えば、上ロッド３４と連結された構成の中心部分に回転可能な回転部を有するものを用いることができる。これにより、上ロッド３４は回転することなく上当接部材３２は回転可能となっている。上ロッド３４は、ガイドレール３５ａに沿って上下動する上昇降ベース３５に連結されており、上昇降ベース３５は流体圧シリンダ３５ｂによって上下動可能となっている。これにより、流体圧シリンダ３５ｂで上昇降ベース３５を上下動させることで、上ロッド３４を介して上当接部材３２が上下動させられる。この実施形態の昇降機構４５は、下当接部材３７を上下動させる下昇降ベース４０および単軸ロボット４３と、上当接部材３２の上下動を許容する上昇降ベース３５および流体圧シリンダ３５ｂとを有している。上部把持機構３１および下部把持機構３６の一部の構成は、ベース板４４に備えられている。ベース板４４および下部把持機構３６の一部の構成は、固定側の支持台４６に備えられている。なお、図示する揺れ止めチャック６３は後述する。

【0059】

このような把持装置３０によれば、制御装置５からの制御信号に基づいて、回転テーブル１０のボルト受け具１１に支持されたボルト２００を、下部把持機構３６の下当接部材３７を単軸ロボット４３で上昇させ、上部把持機構３１の上当接部材３２を流体圧シリンダ３５ｂで下降させることで、上下方向から把持することができる。

【0060】

そして、下当接部材３７と上当接部材３２とで把持されたボルト２００は、単軸ロボット４３で下昇降ベース４０を上下動させることで正確な高さ位置に移動させることができる。単軸ロボット４３でボルト２００を上下動させる時には、上昇降ベース３５に連結された流体圧シリンダ３５ｂは内圧制御されて上当接部材３２の上下動を許容している。流体圧シリンダ３５ｂの内圧を制御することで、ボルト２００は下当接部材３７と上当接部材３２とで把持する力が保たれた状態で上下動する。また、下当接部材３７と上当接部材３２とで把持されたボルト２００は、回転機構４１で下ロッド３９を回転させることで、下当接部材３７と下ロッド３９を含む回転部材３８から上方と、上当接部材３２を含む回転部材３３から下方の間を回転させることができる。単軸ロボット４３によるボルト２００の高さ位置の制御、回転機構４１によるボルト２００の回転角度の制御は、制御装置５（図２）によって制御される。

【0061】

このような把持装置３０を備えたボルト検査装置２によれば、下当接部材３７と上当接部材３２とで上下方向から把持した状態のボルト２００の高さ位置の変更および角度位置の変更ができ、ボルト２００に対する側方からの検査を適切に行うことが可能となる。よって、ボルト２００の頭部２０１、軸部２０３およびネジ部２０４など各部を検査するために、ボルト２００の検査位置を変更する自由度が高いボルト検査装置２を構成することが可能となる。

【0062】

（ピン孔検査装置の構成）
図７は、図２に示すボルト検査装置２のピン孔検査装置５０の部分を示す斜視図である。図８は、図７に示すピン孔検査装置５０の定位置保持装置６１を示す図面であり、（ａ）は保持前の状態を示す平面図、（ｂ）は保持状態を示す平面図である。図９は、図７に示すピン孔検査装置５０の揺れ止めチャック６３を示す図面であり、（ａ）は揺れ止め前の状態を示す平面図、（ｂ）は揺れ止め時の状態を示す平面図、（ｃ）は側面図である。

【0063】

図７に示すように、ピン孔検査装置５０は、上記把持装置３０を備えている。把持装置３０は、図５に示す構成と同一であるため、その説明は省略し、図５の符号を付して説明する。ピン孔検査装置５０は、把持装置３０で把持されたボルト２００の頭部２０１に設けられたピン孔２０２を検出するピン孔検出装置５１と、そのピン孔２０２を検査するピン挿入装置５５とを有している。ピン孔検出装置５１は、ボルト２００を挟んで対向するように設けられた投光器たる面発光照明５２とカメラセンサ５４とを有している。面発光照明５２は、固定テーブル１５に設けられている。ピン挿入装置５５は、面発光照明５２の光軸５３と同一方向の軸心５７となった検査ピン５６を有している。ピン孔検出装置５１とピン挿入装置５５とは、面発光照明５２の光軸５３と検査ピン５６の軸心５７とが上下方向に離間するように配置されている。この実施形態では、ピン孔検出装置５１が上方に備えられ、ピン挿入装置５５が下方に備えられている。

【0064】

検査ピン５６は、ベース板５８の上部に設けられた保持部５９に保持されている。保持部５９は、検査ピン５６の軸心５７を所定範囲で移動可能なように保持している。保持部５９による検査ピン５６の保持は、検査ピン５６の軸心５７が所定範囲で移動可能なような保持となっている。この実施形態では、保持部５９に対して検査ピン５６を調整バネ５９ａ（図は筒状に示している）で保持している。これにより、検査ピン５６は、調整バネ５９ａの撓む範囲で水平方向に移動可能となっている。検査ピン５６を所定範囲で移動可能に保持する構成は、この実施形態に限定されない。

【0065】

保持部５９は、ベース板５８の上部に設けられたガイドレール５８ａに沿って進退する。保持部５９は、ベース板５８に設けられた駆動部たる流体圧シリンダ５８ｂで進退させられる。駆動部は、他のアクチュエータを用いることもできる。

【0066】

また、ベース板５８の上部には、検査ピン５６を進退させるときにガイドするピンガイド６０が設けられている。ピンガイド６０は、ベース板５８の上部に設けられたガイドレール５８ａに沿って進退する。ピンガイド６０は、ベース板５８に設けられた駆動部たる流体圧シリンダ５８ｂで進退させられる。駆動部は、他のアクチュエータを用いることもできる。また、ベース板５８の上部には、ピンガイド６０が当接するストッパ５８ｃが設けられている。ストッパ５８ｃは、ピンガイド６０がボルト２００の頭部２０１に当接しない位置で止まるように設けられている。また、ベース板５８の上部には、所定高さに配置されたボルト２００の軸が傾かないようにボルト２００を保持する定位置保持装置６１が備えられている。ベース板５８は、固定側の支持台６６に備えられている。

【0067】

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、定位置保持装置６１は、頭部２０１のピン孔２０２を検査する時に、ボルト２００の軸が傾かないように軸部２０３を保持する装置である。定位置保持装置６１は、保持装置本体６１ａがベース板５８に固定されており、保持装置本体６１ａは、ボルト２００の軸部２０３を左右方向から保持するチャック部６２を有している。チャック部６２は、水平方向に開閉するようになっており、軸部２０３を左右方向から挟持するようになっている。定位置保持装置６１により、把持装置３０で上下方向から保持されたボルト２００が、検査時に検査ピン５６で押されても軸が傾かないように保持することができる。定位置保持装置６１で保持されたボルト２００は、回転可能な状態で保持される。また、保持装置本体６１ａには、上記検査ピン５６が頭部２０１のピン孔２０２を貫通したことを検知する貫通検知部６７が備えられている。

【0068】

また、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ピン孔検査装置５０の位置には、ボルト２００の揺れを止める揺れ止め装置たる揺れ止めチャック６３が設けられている。揺れ止めチャック６３は、水平方向に開閉するチャック部６４と、チャック部６４を回転テーブル１０の下方から半径方向に進退させるスライド部６５とを有している。スライド部６５は、流体圧シリンダなどで進退させられる。揺れ止めチャック６３は、回転テーブル１０でピン孔検査装置５０の位置に送られたボルト２００に対し、回転テーブル１０の下方からボルト２００に向けてチャック部６４を進出させ、チャック部６４でボルト２００の軸部２０３を左右方向から把持して揺れを止める。揺れ止めチャック６３は、上述した図５に示すように、把持装置３０のベース板４４に設けられている。

【0069】

このようなピン孔検査装置５０によれば、制御装置５からの制御信号に基づいて、回転テーブル１０の回転によってピン孔検査装置５０に送られてきたボルト２００は、揺れ止めチャック６３で把持されて揺れが止められる（図９）。その後、ボルト２００は、把持装置３０で上下方向から把持されてボルト受け具１１から上昇させられ、以下のようにしてピン孔２０２が検査される。

【0070】

（ピン孔検査装置による検査）
図１０は、図７に示すピン孔検査装置５０によってピン孔２０２を検査する状態を示す図面であり、（ａ）はピン孔２０２を検出するときの側面図、（ｂ）はピン孔２０２を検査する前の側面図、（ｃ）はピン孔２０２の検査時の側面図である。図１１は、図１０（ｃ）に示すピン孔検査装置５０によるピン孔２０２の検査状態を示す斜視図である。図１２は、図１１に示すピン孔２０２の検査状態から検査ピン５６を抜く状態を示す斜視図である。ピン孔検査装置５０によるピン孔２０２の検査は、ピン孔検出装置５１によってピン孔２０２を検出し、その後、ピン挿入装置５５の検査ピン５６をピン孔２０２に挿入する検査が行われる。なお、以下の説明は、揺れ止めチャック６３で揺れ止めされたボルト２００を把持装置で把持して上昇させた後を説明する。

【0071】

図１０（ａ）に示すように、ピン孔検出装置５１によるピン孔２０２の検出は、面発光照明５２とカメラセンサ５４とによって行われる。制御装置５によって、把持装置３０で把持されたボルト２００は、頭部２０１が面発光照明５２の光軸５３の位置まで上昇させられる。その後、面発光照明５２から頭部２０１に向けて発光され、ボルト２００は把持装置３０によって回転させられる。そして、ピン孔２０２を通過する面発光照明５２の光をカメラセンサ５４で検出し、光が真円となる位置でボルト２００の回転が止められる。この状態は、ピン孔２０２の軸線が面発光照明５２の光軸５３上に位置した状態である。ピン孔２０２の軸線を面発光照明５２の光軸５３上に位置させるためのボルト２００の回転は、ピン孔２０２をカメラセンサ５４が検出するまで高速回転させ、カメラセンサ５４がピン孔２０２を検出した後は低速逆回転とすることで検出精度を上げることができる。

【0072】

その後、図１０（ｂ）に示すように、ボルト２００は図１０（ａ）に示す角度の状態で把持装置３０によってピン孔２０２の位置が検査ピン５６の位置となるまで下降させられる。この状態で、定位置保持装置６１のチャック部６２でボルト２００の軸部２０３が保持される。これにより、ボルト２００の軸位置がズレないように保持される。

【0073】

その後、図１０（ｃ）に示すように、ピン挿入装置５５によって検査ピン５６がピン孔２０２に挿入される。この時、検査ピン５６の軸心５７とピン孔２０２の軸心に多少のズレがあったとしても、検査ピン５６は保持部５９の調整バネ５９ａによってそのズレを吸収することができる。このピン孔２０２の検査において、ピン孔２０２が正常であれば、図示するように検査ピン５６がピン孔２０２を貫通して、貫通検知部６７で検査ピン５６が検知される。

【0074】

図１１、図１２に示すように、ピン孔２０２の検査時には、検査ピン５６がピンガイド６０によってガイドされる。図１１に示すように、図１０（ｃ）に示すピン孔２０２の検査時には、検査ピン５６が保持された保持部５９とピンガイド６０は一緒に進出させられる。これにより、検査ピン５６はピンガイド６０に基部がガイドされた状態でピン孔２０２に挿入される。ピンガイド６０は、ストッパ５８ｃに当接した位置で止まる。図示する状態は、検査ピン５６がピン孔２０２を貫通しており、ピン孔２０２が正常な状態である。図１２に示すように、ピン孔２０２を検査した後は、ピンガイド６０はストッパ５８ｃに当接させた状態のままで、保持部５９を後退させる。これにより、検査ピン５６はピンガイド６０にガイドされた状態でピン孔２０２から抜かれる。検査ピン５６をピン孔２０２から抜いた後は、ピンガイド６０が後退させられる。このようなピン孔２０２の検査は、頭部２０１に複数本のピン孔２０２が設けられている場合は、それぞれのピン孔２０２について順次行われる。

【0075】

このように、ピン孔検査装置５０によれば、ボルト２００の頭部２０１に設けられたピン孔２０２が良品であることを機械的に検査することができる。

【0076】

（側頭部検査装置の構成）
図１３は、図２に示すボルト検査装置２の側頭部検査装置７０の部分を示す図面であり、（ａ）は側頭部検査装置７０の斜視図、（ｂ）は構成の配置を示す平面図である。図１４は、図１３に示す側頭部検査装置７０のローラチャック装置７８を示す図面であり、（ａ）は保持前の状態を示す平面図、（ｂ）は保持状態を示す平面図である。

【0077】

図１３（ａ）に示すように、側頭部検査装置７０も、上記把持装置３０を備えている。把持装置３０は、図５に示す構成と同一であるため、その説明は省略し、図５の符号を付して説明する。また、側頭部検査装置７０の位置のボルト受け具１１および図９に示す揺れ止めチャック６３は、図示を省略している。

【0078】

側頭部検査装置７０は、ベース板７３に、ボルト２００の側頭部２０１ｂを所定高さ位置で検出する距離センサ７１を備えている。距離センサ７１は、ボルト２００の軸心２０５に対向する検出軸７２で設けられている。距離センサ７１は、カメラ内蔵レーザ変位センサを用いることができる。また、図１３（ｂ）にも示すように、ベース板７３には、距離センサ７１の検出軸７２に対して、所定角度αでボルト２００の軸心２０５と対向する撮影軸を有する画像処理カメラ７４と、光軸７６を有する同軸照明７５とが備えられている。所定角度αは、距離センサ７１の検出軸７２がボルト２００の１つの側頭部２０１ｂと正対した状態で、画像処理カメラ７４の撮影軸および同軸照明７５の光軸７６が他の側頭部２０１ｂと正対する角度に設定される。この実施形態の所定角度αは、ボルト２００の頭部２０１が六角であるため、距離センサ７１の検出軸７２に対して１２０度となっている。また、ボルト２００を挟んで画像処理カメラ７４と対向するように配置された投光器たる面発光照明７７を備えている。面発光照明７７は、光軸７６と同じ光軸で、固定テーブル１５に配置されている。ベース板７３は、固定側の支持台７９に備えられている。

【0079】

また、側頭部検査装置７０には、ボルト２００を回転可能な状態で保持するローラチャック装置７８が備えられている。図１４に示すように、ローラチャック装置７８は、距離センサ７１の高さに頭部２０１が位置するように配置したボルト２００の軸部２０３を、回転テーブル１０の半径方向から挟んで保持するようになっている。この実施形態のローラチャック装置７８は、ボルト２００の軸部２０３に半径方向内方から接する内側ローラ７８ａと、半径方向外方から接する外側ローラ７８ｂとを有している。内側ローラ７８ａは、伸縮シリンダ７８ｃで半径方向に進退させられる。外側ローラ７８ｂは、伸縮シリンダ７８ｄで半径方向に進退させられる。このローラチャック装置７８により、距離センサ７１の高さに配置したボルト２００を、軸心位置が安定した状態で回転可能に保持することができる。

【0080】

（側頭部検査装置による検査）
図１５は、図１３に示す側頭部検査装置７０による側頭部２０１ｂの検査状態を示す図面であり、（ａ）はボルト２００の位置を検出する状態の斜視図、（ｂ）は側頭部２０１ｂを検査する状態の斜視図である。図１５では、頭部２０１にピン孔２０２を有するボルト２００の側頭部検査を説明する。

【0081】

側頭部検査装置７０では、頭部２０１の６面全ての側頭部２０１ｂについて検査される。側頭部検査装置７０によれば、制御装置５からの制御信号に基づいて、回転テーブル１０の回転によって側頭部検査装置７０に送られてきたボルト２００は、揺れ止めチャック６３で把持されて揺れが止められる（図９）。その後、ボルト２００は、把持装置３０で上下方向から把持されて、ボルト受け具１１から上昇させられる。

【0082】

図１５（ａ）に示すように、把持装置３０で上昇させられたボルト２００は、頭部２０１が距離センサ７１の高さに配置される。そして、ボルト２００は、回転させられて距離センサ７１の検出軸７２が頭部２０１の１つ側頭部２０１ｂと正対する位置で止められる。この状態では、頭部２０１の他の側頭部２０１ｂが同軸照明７５および画像処理カメラ７４と正対した位置となっている。この状態で同軸照明７５から発光され、同軸照明７５と正対する側頭部２０１ｂの画像が画像処理カメラ７４で撮影される。その後、把持装置３０の回転機構４１（図５）によってボルト２００を６０°回転させ、次の側頭部２０１ｂが画像処理カメラ７４と正対した状態で同軸照明７５から発光され、その側頭部２０１ｂの画像が撮影される。この操作を繰り返すことで、６面の側頭部２０１ｂの画像を得ることができる。画像処理カメラ７４で撮影した画像は制御装置５で画像処理され、全ての側頭部２０１ｂにおける表面の打痕、錆などの不良の有無が検査される。よって、側頭部検査装置７０によれば、ボルト２００の側頭部２０１ｂにおける不良を機械的に検査することができる。

【0083】

また、図１５（ｂ）に示すように、この実施形態では、側頭部検査装置７０によって側頭部２０１ｂに設けられているピン孔２０２の検査をすることができる。制御装置５は、画像処理カメラ７４と各側頭部２０１ｂとが正対しているときに、面発光照明７７から投光して画像処理カメラ７４で各側頭部２０１ｂの画像が撮影される。面発光照明７７から投光したときに得られる画像は、ピン孔２０２が設けられた側頭部２０１ｂであれば、ピン孔２０２を通過した光が撮影される。制御装置５は、面発光照明７７から投光して得られた画像から、側頭部２０１ｂにおけるピン孔２０２の位置検査をすることができる。ピン孔２０２の位置検査は、面発光照明７７で得られたピン孔２０２を通過した光の位置から行える。よって、ボルト２００の側頭部２０１ｂに設けられたピン孔２０２を画像処理で検査することができる。

【0084】

このように、側頭部検査装置７０によれば、ボルト２００の頭部２０１における側頭部２０１ｂの不良の有無と、ピン孔２０２があればその位置検査を機械的に行うことができる。なお、頭部２０１にピン孔２０２の無いボルトの側頭部検査であれば、側頭部２０１ｂを同軸照明７５と正対した位置にしなくてもよい。

【0085】

（軸部検査装置）
図１６は、図２に示すボルト検査装置２の軸部検査装置８０の部分を示す斜視図である。なお、軸部検査装置８０も、上記した図５に示す把持装置３０が備えられているが、同一の構成であるため、その説明は省略する。

【0086】

軸部検査装置８０は、ボルト２００の軸心２０５に対向する撮影軸を有する画像処理カメラ８１と、この画像処理カメラ８１とボルト２００の間に配置されており、画像処理カメラ８１の撮影軸と同一の光軸８３で配置された同軸照明８２とを有している。また、ボルト２００を挟んで画像処理カメラ８１と対向するように配置された投光器たる面発光照明８４を有している。面発光照明８４は、固定テーブル１５に設けられている。画像処理カメラ８１と同軸照明８２が設けられたベース板８５は、固定側の支持台８６に設けられている。画像処理カメラ８１、同軸照明８２および面発光照明８４は、同じ高さ位置に設けられている。

【0087】

このような軸部検査装置８０によれば、制御装置５からの制御信号に基づいて、回転テーブル１０の回転によって軸部検査装置８０に送られてきたボルト２００は、揺れ止めチャック６３で把持されて揺れが止められる（図９）。その後、ボルト２００は、把持装置３０で上下方向から把持されて、ボルト受け具１１から上昇させられる。

【0088】

把持装置３０で上昇させられたボルト２００は、軸部２０３が画像処理カメラ８１の高さに配置される。その後、ボルト２００は、回転機構４１（図５）によって所定角度で順次回転させられるとともに、各所定角度でボルト２００の軸部２０３に対して同軸照明８２から投光して画像処理カメラ８１で各所定角度の画像が撮影される。軸部検査装置８０における所定角度は、例えば、１０°～１５°程度にできる。そして、画像処理カメラ８１で撮影した画像は制御装置５で画像処理され、軸部２０３における表面の打痕、錆などの不良の有無が検査される。

【0089】

また、各所定角度で面発光照明８４から投光し、その画像を画像処理カメラ８１で撮影している。この面発光照明８４から投光して画像処理カメラ８１で得られた画像は、制御装置５で画像処理することで軸部２０３の直径が基準値以内か否かを検査することができる。

【0090】

このように、軸部検査装置８０によれば、ボルト２００の軸部２０３における不良の有無および軸部２０３の直径を機械的に検査することができる。

【0091】

（ネジ部検査装置）
図１７は、図２に示すボルト検査装置２のネジ部検査装置９０の部分を示す斜視図である。なお、ネジ部検査装置９０も、上記した図５に示す把持装置３０が備えられているが、同一の構成であるため、その説明は省略する。

【0092】

ネジ部検査装置９０は、ボルト２００の軸心２０５に対向する撮影軸を有する画像処理カメラ９１と、この画像処理カメラ９１とボルト２００の間に配置されており、画像処理カメラ９１の撮影軸と同一の光軸９３で配置された同軸照明９２とを有している。また、ボルト２００を挟んで画像処理カメラ９１と対向するように配置された投光器たる面発光照明９４を有している。面発光照明９４は、固定テーブル１５に設けられている。画像処理カメラ９１と同軸照明９２が設けられたベース板９５は、固定側の支持台９６に設けられている。画像処理カメラ９１、同軸照明９２および面発光照明９４は、同じ高さ位置に設けられている。

【0093】

このようなネジ部検査装置９０によれば、制御装置５からの制御信号に基づいて、回転テーブル１０回転によってネジ部検査装置９０に送られてきたボルト２００は、揺れ止めチャック６３で把持されて揺れが止められる（図９）。その後、ボルト２００は、把持装置３０で上下方向から把持されて、ボルト受け具１１から上昇させられる。

【0094】

把持装置３０で上昇させられたボルト２００は、ネジ部２０４が画像処理カメラ９１の高さに配置される。その後、ボルト２００は、回転機構４１（図５）によって所定角度で順次回転させられるとともに、各角度でボルト２００のネジ部２０４に対して同軸照明９２から投光して画像処理カメラ９１で各所定角度の画像が撮影される。ネジ部検査装置９０における所定角度は、例えば、１０°～１５°程度にできる。そして、画像処理カメラ９１で撮影された画像は制御装置５で画像処理され、ネジ部２０４における打痕、錆などの不良の有無が検査される。

【0095】

また、各所定角度で面発光照明９４から投光し、その画像を画像処理カメラ９１で撮影している。この面発光照明９４から投光して画像処理カメラ９１で得られた画像は、制御装置５で画像処理することでネジ部２０４の径寸法が基準値以内か否かを検査することができる。

【0096】

このように、ネジ部検査装置９０によれば、ボルト２００のネジ部２０４における不良の有無およびネジ部２０４の径寸法を機械的に検査することができる。

【0097】

（ボルト排出装置）
図１８は、図２に示すボルト検査装置２のボルト排出装置１００の部分を示す斜視図である。ボルト排出装置１００は、不良品ボルトと良品ボルトの排出位置にそれぞれ備えられている。また、不良品ボルトを排出するボルト排出装置１００は、少なくともボルト２００の頭部検査の下流側に配置される。

【0098】

この実施形態のボルト排出装置１００は、ボルト受け具１１に支持されているボルト２００を下方か上昇させる上昇機構１０１と、上昇機構１０１で上昇させたボルト２００を回転テーブル１０の外方向へ押し出す排出機構１０４とを備えている。上昇機構１０１は、ボルト２００の下端を上方に押し上げる押上げ部材１０２と、この押上げ部材１０２を上下動させる流体圧シリンダ１０３とを有している。排出機構１０４は、ボルト受け具１１から押し上げられたボルト２００を外方向へ押す押出し板１０５と、この押出し板１０５を進退させる流体圧シリンダ１０６とを有している。排出機構１０４は、固定テーブル１５に備えられている。ボルト排出装置１００の位置には、排出機構１０４で外方向に押し出されたボルト２００を排出する排出シュート１０７が設けられている。

【0099】

このようなボルト排出装置１００によれば、検査によって不良品と判定されたボルト２００は、ボルト排出装置１００の位置に送られると上昇機構１０１によって押し上げられる。これにより、ボルト２００は、頭部２０１がボルト受け具１１から浮かされ、その頭部２０１が排出機構１０４の押出し板１０５によって回転テーブル１０の外方へと押し出される。回転テーブル１０から外方に押し出されたボルト２００は、排出シュート１０７に落下してボルト検査装置２の外方へと排出される。

【0100】

よって、複数の検査を行うボルト検査装置２において、不良品と判定されたボルト２００を検査の途中で機械的に排出することができる。全ての検査を行って良品と判定されたボルト２００は、良品を排出する位置に配置されたボルト排出装置１００によってボルト検査装置２の外方へと排出される。

【0101】

（まとめ）
以上のようなボルト検査装置２によれば、把持装置３０によってボルト２００を上下方向から把持し、その状態のボルト２００を昇降機構４５で高さ位置の変更や、回転機構４１で角度位置の変更をすることができる。よって、ボルト検査装置２で検査するボルト２００を、側方から周囲の検査が可能な状態で、所定の高さ位置および角度位置に変更して各部の検査を行うことが可能となる。

【0102】

また、上記した実施形態のボルト検査システム１およびボルト検査装置２によれば、回転テーブル１０のボルト受け具１１に供給されたボルト２００は、回転テーブル１０を所定の角度間隔θで回転させることで、複数の検査装置２０，５０，７０，８０，９０による検査を順次行うことができる。また、複数の検査装置２０，５０，７０，８０，９０によって異なる検査を同時に行うこともできる。そして、検査結果により、不良品ボルトおよび良品ボルトをそれぞれのボルト排出装置１００で排出することで、回転テーブル１０の１回転でボルト２００に対する複数の検査を効率良く行うことが可能となる。

【0103】

また、上記した実施形態のボルト検査装置２は、各装置２０，３０，５０，７０，８０，９０，１００を所定の角度間隔θで設けることにより、複数の装置２０，３０，５０，７０，８０，９０，１００による検査を並行して同時に行うことができる。よって、多くのボルト２００に対する複数の検査を短時間で効率良く行うことが可能となる。これにより、例えば、鉄道軌道などの夜間作業で交換等を行うボルト２００について全数検査を行う場合でも、機械的に効率良く行うことができ、作業時間の短縮と労力の軽減を図ることができる。

【0104】

なお、ボルト検査装置２における複数の検査装置２０，５０，７０，８０，９０としては、上記した実施形態に限定されるものではない。ボルト検査装置２は、一部の検査装置を設けた構成であってもよい。例えば、頭部２０１にピン孔２０２の無いボルト２００を検査するボルト検査装置２であれば、頭頂部検査装置２０、側頭部検査装置７０と軸部検査装置８０およびネジ部検査装置９０が備えられた構成でもよい。また、ボルト２００が、頭部２０１とネジ部２０４で構成されたものであれば、頭頂部検査装置２０、側頭部検査装置７０とネジ部検査装置９０が備えられた構成でもよい。

【0105】

また、上記した実施形態ではボルト２００を検査する例を説明したが、Ｔボルトの場合も頭頂部、軸部およびネジ部の検査を同様に行うことができ、検査できるボルト２００は六角ボルトに限定されない。

【0106】

また、上記した実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は、一例であって、本願発明の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本願発明は、実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【符号の説明】

【0107】

１ ボルト検査システム
２ ボルト検査装置
３ ボルト供給装置
４ ボルト投入装置
５ 制御装置
１０ 回転テーブル
１１ ボルト受け具
１１ａ 開口部
１１ｂ 載置部
１５ 固定テーブル
２０ 頭頂部検査装置
２１ 同軸照明
２２ 光軸
２３ 画像処理カメラ
２５ 揺れ止め装置
３０ 把持装置
３１ 上部把持機構
３２ 上当接部材
３３ 回転部材
３４ 上ロッド
３５ 上昇降ベース
３６ 下部把持機構
３７ 下当接部材
３８ 回転部材
３９ 下ロッド
４０ 下昇降ベース
４１ 回転機構
４３ 単軸ロボット
４５ 昇降機構
５０ ピン孔検査装置
５１ ピン孔検出装置
５２ 面発光照明（投光器）
５３ 光軸
５４ カメラセンサ
５５ ピン挿入装置
５６ 検査ピン
５７ 軸心
５９ 保持部
５９ａ 調整バネ
６０ ピンガイド
６１ 定位置保持装置
６２ チャック部
６３ 揺れ止めチャック
６７ 貫通検知部
７０ 側頭部検査装置
７１ 距離センサ
７２ 検出軸
７４ 画像処理カメラ
７５ 同軸照明
７６ 光軸
７７ 面発光照明（投光器）
７８ ローラチャック装置
８０ 軸部検査装置
８１ 画像処理カメラ
８２ 同軸照明
８３ 光軸
８４ 面発光照明（投光器）
９０ ネジ部検査装置
９１ 画像処理カメラ
９２ 同軸照明
９３ 光軸
９４ 面発光照明（投光器）
１００ ボルト排出装置
１０１ 上昇機構
１０４ 排出機構
２００ ボルト
２０１ 頭部
２０１ａ 頭頂部
２０１ｂ 側頭部
２０２ ピン孔
２０３ 軸部
２０４ ネジ部
２０５ 軸心
θ 角度間隔
α 所定角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】