JPH0321845B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は被検体の形状を検査し、被検体の形
状に規定の比率以上の変形が検知されると不良の
判定をする形状検査装置に関するものである。

「従来の技術」 被検体の形状を連続的に検査し、被検体の形状
の基準許容範囲からのずれを検知すると不良の判
定を行う形状検査装置が従来から製造現場で使用
されている。

従来この種の形状検査装置としては被検体を一
定速度で移送させ、移送方向の両端における被検
体の緑辺位置を検出して時系列信号を得て、この
時系列信号の変化によつて被検体の形状を検査す
るものである。

第８図はこの種の形状検査装置の構成を示すも
ので、被検体１１が例えばシリンダを使用した送
り装置１２によつて図で矢印Ｘで示す方向に定速
度で移送される。例えばプレス加工で連鎖状部品
として作成されるコンタクトがこの種の形状検査
装置での検査の対象として用いられる。この場合
のコンタクトは第９図に示すように帯状のキヤリ
ア１３に対してその同一方向に一体に複数のコン
タクト１４−１，１４−２…が突出して配設され
た形状とされ、このような形状のコンタクトが被
検体とされる。

キヤリア１３にはプレス加工の際に形成される
等間隔のパイロツト孔１６−１，１６−２…が設
けられており、これらのパイロツト孔によつて位
置決めされてキヤリア１３に対して同一方向に直
角にコンタクト１４−１，１４−２…が互に平行
に等間隔で配列形成されている。

コンタクトとキヤリアはコネクタを製造する際
の中間工程で切り離して使用するために、そのつ
なぎ部分Ｅは強度的には弱くなつている。従つて
各種の二次加工工程でこの部分において変形して
曲ることがあり、変形した状態では固定絶縁体内
に挿入できないことがある。このような変形状態
を検出するためにこの種の形状検査装置が使用さ
れる。

各コンタクトのキヤリア１３の所定位置におい
て、変形の生じていないコンタクトの移送方向に
おける両側縁上の点P₁，P₂を挾んで投光器１７
−１，１７−２と受光器１８−１，１８−２とが
それぞれ配設される。受光器１８−１，１８−２
の出力端子は測定回路１９の入力端子に接続され
る。キヤリア１３の矢印Ｘ方向への定速度移送に
伴つて受光器１８−１では点P₁で投光器１７−
１からの投射光の受光状態から遮光状態への転換
の時点が検出され、例えば測定回路１９の光電ス
イツチがONとされる。受光器１８−２では点P₂
で投光器１７−２からの投射光の遮光状態から受
光状態への転換の時点が検出され、測定回路１９
の光電スイツチがOFFとされる。点P₁，P₂はコ
ンタクトの形状と二次加工の工程の内容に対応し
てコンタクトが最も変形の生じ易い点が選定され
る。

このようにして測定回路１９で例えば光電スイ
ツチのON，OFFによりコンタクトの所定位置の
移送方向の幅に対応した時系列信号が得られる。
コンタクトが変形すると光電スイツチのON，
OFFの転換の時点がP₁，P₂よりずれ、時系列信
号が変化するので、この変化の状態をとられてコ
ンタクトの変形が検出される。

又、被検体の所定の位置をカメラで撮影し、そ
の映像信号に基づいて被検体の変形を検出する方
式の形状検査装置も提案されている。

「発明の解決すべき問題点」 前述のように時系列信号を得て、これに基づい
て被検体の変形を検査する方式では、キヤリアの
移送速度が一定であることが前提条件として必要
とされ、キヤリアの移送速度が変化するとこれを
コンタクトの変形と誤認するため正確な測定結果
が得られない。従つて現場の製造工程内に形状検
査装置を組込む場合に一定移送条件が要求されて
条件が厳しくなるという欠点がある。

又、カメラ撮影に基づき被検体の変形を検査す
る方式においては、移送されている被検体の静止
像を得るためストロボ光を点灯させて撮影する必
要がある。従つてストロボ光の遮光機構を設けた
りして装置の構成が複雑となり、製造費用も大幅
に増大するという欠点がある。

この発明の形状検査装置は前述の従来使用され
ている各種のこの種の検査装置での欠点を解決
し、被検体の移送速度に依存せず、高精度の変形
検査を迅速に行うことのできる形状検査装置を提
供するものである。

「発明の構成」 この発明で形状が検査される被検体は、帯状の
キヤリアにその長手方向にパイロツト孔が配列形
成され、このパイロツト孔によつて位置決めされ
てキヤリア３の同一側に突出して被検体が形成配
設されている。このキヤリアが長手方向に移送さ
れ、その移送状態で被検体の形状が検査される。

この発明では被検体検出信号発生手段が設けら
れ、この被検体検出信号発生手段からは被検体の
所定位置の移送方向のに対応したパルス幅の被検
体検出信号が発生する。又パイロツト信号発生手
段が設けられ、このパイロツト信号発生手段から
はキヤリアの移送方向におけるパイロツト孔の有
無に対応したパイロツト信号が発せられる。この
発明では被検体検出信号もしくはパイロツト信号
の持続時間が第１のカウンタで計数され、又パイ
ロツト信号と被検体検出信号とのずれ部分の持続
時間が第２のカウンタで計数され、第２のカウン
タの計数値の第１のカウンタの計数値に対する比
率が演算手段によつて演算される。

この演算手段で得られた比率が所定値を越える
とこれが検出されて判定手段から不良判定信号が
発せられる。

従つて常に被検体検出信号もしくはパイロツト
信号の持続時間を基準にして変形が比率で判定さ
れるので、被検体の変形率が高精度で検出され
る。

「実施例」 以下この発明をその実施例に基づき図面を使用
して詳細に説明する。

実施例においては被検体として第５図に示すよ
うなコンタクトを取り上げて説明する。即ち帯状
のキヤリア１３の長手方向にパイロツト孔１６−
１，１６−２…が等間隔に配列形成され、これら
のパイロツト孔の存在しないキヤリア領域の中央
位置において、キヤリア１３の同一側に被検体と
してのコンタクト１４−１，１４−２…が互に平
行に突出配設されている。第５図においてはコン
タクト１４−２，１４−４及び１４−６がそのつ
なぎ部分Ｅにおいてそれぞれ変形している。

キヤリア１３が長手方向に移送され、これに伴
つて移送するコンタクト１４−１，１４−２…の
所定位置における移送方向の幅に対応したパルス
幅の被検体検出信号を発する被検体検出信号発生
手段が設けられる。

即ちコンタクトを挾んで投光器と受光センサが
配設され、変形のない正常形状のコンタクトの所
定位置における移送方向の側縁部分における受光
から遮光への第１の変化及び遮光から受光への第
２の変化が受光センサ２１で検出される。受光セ
ンサ２１の出力は増幅器２２に与えられ、増幅器
２２の出力信号が被検体検出信号A₁とされる。
この被検体検出信号A₁は受光センサ２１の遮光
状態で論理値が“１”となる信号で、そのパルス
幅は被検体の移送方向における所定位置の幅に対
応した幅となる。

この場合所定位置は第５図の直線MM上に設定
されている。従つて第５図に示すような被検体に
対しては第６図Ｂに示すような被検体検出信号が
得られる。

キヤリアの移送方向におけるパイロツト孔の有
無に対応したパイロツト信号を発するパイロツト
孔信号発生手段が設けられる。

即ち第５図においてパイロツト孔１６−１，１
６−２…の中心を結ぶ直線NN上に位置するよう
にキヤリア１３を挾んで投光器と受光センサが配
設され、この受光センサ２３の出力は増幅器２４
に与えられる。増幅器２４の出力信号が受光セン
サ２３の遮光状態で論理値が“１”となるパイロ
ツト信号A₂とされる。パイロツト信号A₂のパル
ス幅幅は、第５図における直線NN上のパイロツ
ト孔の存在しない部分の長さに対応する。

従つて第５図に示す被検体に対しては第６図Ａ
に示すようなパイロツト信号A₂が得られる。被
検体検出信号もしくはパイロツト信号の持続時間
を計数する第１のカウンタが設けられる。

実施例は第１のカウンタで被検体検出信号の持
続時間を計数する構成とされている。第１図に示
すように増幅器２２の出力端子は第１のカウンタ
２５のイネーブル端子t_eに与えられ、この第１の
カウンタ２５のクロツク端子t_cにはクロツク発生
器２６の出力端子が接続される。第１のカウンタ
２５の出力はCPU２７に入力信号として与えら
れる。

従つて受光センサ２１によりコンタクトの所定
位置、即ち第５図の直線MMにおける被検体の移
送方向の幅が検出されて被検体検出信号A₁が発
せられると、その信号の論理値が“１”の間でク
ロツク発生器２６のクロツクが第１のカウンタ２
５で計数され、その計数値はCPU２７に入力さ
れる。

パイロツト信号と被検体検出信号とのずれ部分
の持続時間を計数する第２のカウンタが設けられ
る。

増幅器２４の出力端子はインバータ２８を介し
てAND回路２９の一方の入力端子に接続され、
AND回路２９の他方の入力端子には増幅器２２
の出力端子が接続される。AND回路２９の出力
端子は第２のカウンタ３０のイネーブル端子t_eに
接続され、この第２のカウンタ３０のクロツク端
子t_cにはクロツク発生器２６の出力端子が接続さ
れる。

従つて第２のカウンタ３０は被検体検出信号
A₁の論理値が“１”でパイロツト信号A₂の論理
値が“０”の状態でクロツク発生器２６のクロツ
クを計数し、その計数値がCPU２７に入力され、
パイロツト信号A₂と被検体検出信号A₁とのずれ
部分の持続時間が計数される。

第５図に示すような被検体に対しては、第６図
ｃに示す信号が第２のカウンタ３０の入力端子に
与えられ、この持続時間の間クロツク発生器２６
のクロツクが第２のカウンタ３０で計数される。
又増幅器２２及び２４の出力端子がそれぞれ
AND回路３１の入力端子に接続され、AND回路
３１の出力端子がフリツプフロツプ３２の入力端
子に接続され、フリツプフロツプ３２の出力は
CPU２７に入力される。

従つてフリツプフロツプ３２からは被検体検出
信号A₁及びパイロツト信号A₂の論理値が“１”
の場合に論理値“１”の信号が発せられてCPU
２７に入力される。

増幅器２２の出力端子がインバータ３３を介し
てフリツプフロツプ３４の入力端子に接続され、
フリツプフロツプ３４の出力はCPU２７に入力
される。従つてフリツプフロツプ３４は被検体検
出信号A₁の立下りに対応して出力信号の論理値
が“１”となり、この信号がCPU２７に入力さ
れる。

増幅器２４の出力端子がインバータ３５を介し
てフリツプフロツプ３６の入力端子に接続され、
フリツプフロツプ３６の出力はCPU２７に入力
される。従つてフリツプフロツプ３６はパイロツ
ト信号A₂の立下りに対応して出力信号の論理値
が“１”となり、この信号がCPU２７に入力さ
れる。

クロツク発生器２６の第１のカウンタ２５、第
２のカウンタ３０及びフリツプフロツプ３４の各
リセツト端子t_Rには、CPU２７からのリセツト信
号が供給されるように共通のリセツト信号が接続
されている。又フリツプフロツプ３４及び３６の
リセツト端子t_RにはCPU２７からのリセツト信号
が供給されるように共通のリセツト信号線が接続
されている。

この発明で相互位置関係が判定されるべきパイ
ロツト信号A₂と被検体検出信号A₁との各場合に
おける相対位置関係を第４図Ａ〜Ｉに示す。実施
例においては第４図Ａに示すパイロツト信号A₂
に対して被検体検出信号A₁がＢ，Ｅ，Ｆの状態
にある場合は被検体は変形がないものとする。Ａ
に示すパイロツト信号A₂に対して被検体検出信
号A₁がＣ，Ｈ及びＩの相対位置関係にある場合
は被検体の変形は明らかに許容範囲外にある。

Ａに示すパイロツト信号A₂に対して被検体検
出信号A₁がＤ及びＧの相対位置関係にある場合
は、被検体検出信号A₁の持続時間Ｔに対するパ
イロツト信号A₂と被検体検出信号A₁とのずれ部
分の持続時間t₁，t₂の比率によつて被検体の変形
が許容範囲内にあるか否かが判定される。

被検体の移送速度をＶとすると被検体検出信号
A₁の幅はVTで与えられ、パイロツト信号A₂と
被検体検出信号A₁とのずれ部分の幅はその持続
時間をｔとしてVtで与えられる。被検体の変形
許容定数をｎとしてその変形許容条件をVt／VT＜ ｎとするとｔ＜nTが得られ、変形許容条件は被
検体の移送速度Ｖに依存しない。

第７図Ａ〜Ｃは被検体に加速度を与えて移送さ
せた場合のパイロツト信号A₂、被検体検出信号
A₁及び第２のカウンタ３０の入力信号の波形を
それぞれ示すものである。この場合には被検体の
変形に基づいて得られる信号はその変形の程度に
は一義的に比例しなくなる。しかしこのような場
合でもこの発明ではｔ＜nTによつて被検体の変
形の許容範囲の判定を行うので、被検体の移送速
度に関係なく被検体の形状の検査を行うことがで
きる。

パイロツト信号A₂と被検体検出信号A₁とが互
に第４図のＡ及びＢのような相対位置関係にある
場合について説明する。

時刻τ₃から第１のカウンタ２５が計数を開始
し、τ₄までの時間Ｔの数計を行う。時刻τ₄におけ
る被検体検出信号A₁の立下りでフリツプフロツ
プ３４の出力信号の論理値が“１”となる。フリ
ツプフロツプ３４の出力信号の論理値“１”を
CPU２７が取り込むと、CPU２７は第２図に示
す割込み処理を実行する。

第１のステツプ１においてCPU２７は第２の
カウンタ３０の出力及び第１のカウンタ２５の出
力を読み込むが、第２のカウンタ３０の計数値は
この場合零であり、第１のカウンタ２５の出力は
Ｔである。第２のステツプ(2)でクロツク発生器２
６、第１のカウンタ２５及びフリツプフロツプ３
４がリセツトされる。第３のステツプ(3)でずれ部
分の持続時間ｔがｔ＝０であるか否かの判定が行
われる。この場合はｔ＝０であるから不良判定出
力は得られない。

時刻τ₂においてパイロツト信号A₂が立下り、
フリツプフロツプ３６の出力信号の論理値が
“１”となる。フリツプフロツプ３６の出力信号
の論理値“１”をCPU２７が取り込むと、CPU
２７は第３図に示す割込み処理を実行する。

第１のステツプ(1)でCPU２７はフリツプフロ
ツプ３２の出力信号を読み込む。次いで第２のス
テツプ(2)で読み込まれたフリツプフロツプ３４の
出力信号の論理値が“１”であるかどうかの判定
が行われる。この場合はパイロツト信号の持続時
間内の時刻τ₃〜τ₄間の時間Ｔにおいてフリツプフ
ロツプ３２の出力信号の論理値は“１”となつて
おり、第４のステツプに移行して不良判定出力は
得られない。この場合は第４のステツプでフリツ
プフロツプ３２及び３６がリセツトされる。

第４図のＥ及びＦで示す位置に被検体検出信号
A₁が得られた場合もこの実施例においては同様
の判定をして不良判定出力は得られない。

第４図Ｃの位置に被検体検出信号A₁が得られ
た場合の動作について説明する。

時刻τ₅からτ₆までの時間T₁≒Ｔの間第１のカウ
ンタ２５がクロツク発生器２６のクロツクを計数
する。この場合時刻τ₆で第２図に示す割込み処理
が実行されるが、第３のステツプでｔ＝０となる
ので不良判定出力は得られない。、又時刻τ₂にお
いてフリツプフロツプ３６の出力の論理値が
“１”となりこれがCPU２７に取り込まれると第
３図の割込みが行われる。

第３図の割込み処理の第１のステツプにおいて
フリツプフロツプ３２の出力が読み込まれ、第２
のステツプでその論理値が判定される。この場合
にはパイロツト信号の持続時間内でフリツプフロ
ツプ３２の出力信号の論理値は“０”であるの
で、第３のステツプで不良判定出力が得られる。

第４図Ｄの位置に被検体検出信号A₁が得られ
る場合について説明する。

時刻τ₈においてCPU２７が被検体検出信号A₁
の立下りを検出すると第２図の割込み処理が実行
され、第１のステツプ(1)でｔ及びT₂≒Ｔが読み
込まれる。第２のステツプ(2)においてクロツク発
生器２６、第１のカウンタ２５及びフリツプフロ
ツプ３４がリセツトされる。

次いで第３のステツプ(3)ではt₁≠０であること
が確認されるので、第４のステツプ(4)に進み、第
４のステツプ(4)においてＴ＜ntであるかどうかの
判定が行われる。この場合Ｔ＜ntであると被検体
の変形が許容変形範囲内にあることを示すので、
不良判定出力は得られない。一方Ｔntであるこ
とが確認され、被検体の変形が許容範囲を越える
場合には第５のステツプ(5)で不良判定出力が得ら
れる。

時刻τ₂においてパイロツト信号A₂の立下りが
フリツプフロツプ３６の出力信号の論理値“１”
として確認されると、CPU２７がこれを取り込
んで第３図の割込み処理が行われる。第１のステ
ツプにおいてフリツプフロツプ３２の出力信号が
読み込まれ、第２のステツプ(2)においてフリツプ
フロツプ３２の出力信号の論理値が“１”である
か否かの判定が行われる。この場合フリツプフロ
ツプ３２の出力信号の論理値はパイロツト信号の
持続時間において“１”となつているので不良判
定出力は得られない。

第４図Ｇの位置に被検体検出信号A₁が得られ
た場合について説明する。

時刻τ₂においてパイロツト信号A₂の立下りが
フリツプフロツプ３６の出力信号の論理値“１”
としてCPU２７が検知すると、CPU２７は第３
図の割込み処理を実行する。第１のステツプ(1)に
おいてフリツプフロツプ３２の出力信号が読み込
まれる。この場合フリツプフロツプ３２の出力信
号の論理値は“１”であり、不良判定信号は送出
されない。

この場合時刻τ₁₁でフリツプフロツプ３４の出
力信号が“１”となり、これがCPU２７に取り
込まれ、第２図の割込み処理が実行される。以下
は被検体検出信号A₁が第４図Ｄの位置に得られ
る場合についてすでに述べた場合と同様であり、
Ｔ＜ntの判定が行われ、被検体の変形が許容変形
範囲を越えている場合には不良判定出力が得られ
る。

第４図Ｈに示す位置に被検体検出信号A₁が得
られる場合には、時刻τ₂において第３図の割り込
みが実行され、第１のステツプ(1)でフリツプフロ
ツプ３２の出力がCPU２７に取り込まれ、第２
のステツプ(2)でその論理値が“０”であることが
判定されるので、第４のステツプ(4)において不良
判定出力が発せられる。

時刻τ₁₃において被検体検出信号A₁の立下りを
フリツプフロツプ３４の出力信号で検知すると第
２図の割込みが実行されるが、第３のステツプで
ｔ＝０となるので不良判定出力は得られない。

なおこの発明において第３図の割込みの実行を
第２図の割込みの実行に優先させるものとして、
第３図の割込みで不良判定出力が得られた場合に
は、第２図の割込みの実行を省略するような構成
とすることも可能である。

第４図に示す場合は所定期間内に被検体検出
信号A₁が存在せず、パイロツト信号A₂の立下り
の時刻τ₂において第３図の割込み処理が行なわ
れ、フリツプフロツプ３２の出力信号の論理値が
“０”なので不良判定信号を発するようにに構成
される。この場合は被検体がキヤリアから欠落し
た状態となつている。

「発明の効果」 この発明では被検体検出信号の持続時間と、パ
イロツト信号と被検体検出信号とのずれ部分の持
続時間との計数を行い、これらの計数値の比率が
演算され、この演算値が所定値を越えると被検体
に対する不良判定が発せられる。従つて被検体の
移送速度が変化しても検査結果に誤差を生ずるこ
とはない。

装置の構成も比較的簡単であり、その製造費用
も大幅に低減させるとが可能であり、例えば第５
図に示すようなコンタクトを被検体とした場合、
その検査速度も毎秒50本と高速度検査を行うこと
ができる。その不良判定基準も高精度で所望の値
に設定することが可能である。

例えばこの発明をデイジタルカセツトなどで多
チヤンネルで信号を記憶している場合に対して適
用する場合、その１チヤンネルを用いて基準信号
として一定幅の基準クロツク信号を録音してお
き、他チヤンネルでデータ信号を録音し、基準ク
ロツク信号とデータ信号の時間長の比較をしてデ
ータの抽出を行うことができる。このような比較
法をとると、回転系の立上り、立下り又は速度変
動に依存せずにデータの抽出を行わせることがで
きる。

第４図の説明においては被検体としてのコンタ
クトの変形は所定限定以内であつて、T₁≒T₂≒
T₃≒Ｔとして被検体検出信号A₁の持続時間を第
１のカウンタ２５で計数して比率演算の基準とし
た。しかし被検体の変形が大きな場合には、パイ
ロツト信号A₂の持続時間を第１のカウンタ２５
で計数して比率演算の基準とすることができる。

又第４図Ｅ及びＦにそれぞれ示す被検体検出信
号に対しても、例えば被検体検出信号A₁の立下
りとパイロツト信号A₂の立下り間の時間t₃，t₄が
それぞれ基準範囲を越えたことを確認して不良判
定を行わせることができる。即ち基準上限値及び
下限値をTl，ThとしてTl＜τ₃＜Th、及びTl＜τ₄
＜Thが確認されない場合に不良判定信号を出力
するように構成することができる。このように構
成されたものではさらに高精度の不良判定が行わ
れることになる。

以上詳細に説明したようにこの発明によると、
構成が比較的簡単で被検体の移送速度に依存せず
に被検体の形状を精度よく検査することができ、
製造費用も大幅に低減することが可能な形状検査
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の形状検査装置の実施例の構
成を示すブロツク図、第２図及び第３図はこの発
明の割込み処理の各ステツプを示すフローチヤー
ト、第４図はこの発明の形状検査装置の動作を示
す波形図、第５図はこの発明の形状検査装置の被
検体の形状を示す図、第６図Ａ，Ｂ，Ｃはこの発
明の形状検査装置の各部において得られる波形
図、第７図Ａ，Ｂ，Ｃは加速度をもつて移送させ
た場合に得られる第６図Ａ，Ｂ，Ｃの各波形図、
第８図は従来使用されている形状検査装置の構成
を示す図、第９図は被検体の一例の要部の形状を
示す図である。 １３：帯状キヤリア、１６−１，１６−２…：
パイロツト孔、１４−１，１４−２…：コンタク
ト、２１，２３：受光センサ、２２，２４：増幅
器、２５：第１のカウンタ、２６：クロツク発生
器、２７：CPU、２８，３３，３５：インバー
タ、２９，３１：AND回路、３０：第２のカウ
ンタ、３２，３４，３６：フリツプフロツプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帯状のキヤリアの長手方向にパイロツト孔が
   配列形成され、これらのパイロツト孔により位置
   決めされて前記キヤリアの同一側に被検体が突出
   して配設され、前記キヤリアがその長手方向に移
   送され、この移送状態で前記被検体の形状を検査
   する形状検査装置において、前記被検体の所定位
   置における前記移送方向の幅に対応したパルス幅
   の被検体検出信号を発する被検体検出信号発生手
   段と、前記キヤリアの前記移送方向における前記
   パイロツト孔の有無に対応したパイロツト信号を
   発するパイロツト信号発生手段と、前記被検体検
   出信号もしくは前記パイロツト信号の持続時間を
   計数する第１のカウンタと、前記パイロツト信号
   と前記被検体検出信号とのずれ部分の持続時間を
   計数する第２のカウンタと、前記第２のカウンタ
   の計数値の前記第１のカウンタの計数値に対する
   比率を演算する演算手段と、この演算手段で得ら
   れた比率が所定値を越えることを検出して不良判
   定信号を発する判定手段とを有することを特徴と
   する形状検査装置。