JPH04127010A - 軸受けの玉の検査システム及びその検査方法 - Google Patents
軸受けの玉の検査システム及びその検査方法Info
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- JPH04127010A JPH04127010A JP2401750A JP40175090A JPH04127010A JP H04127010 A JPH04127010 A JP H04127010A JP 2401750 A JP2401750 A JP 2401750A JP 40175090 A JP40175090 A JP 40175090A JP H04127010 A JPH04127010 A JP H04127010A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［０００１］
本発明は、玉軸受けに使用される型式の小球の不完全部
分、掻き傷等のような欠陥を検査しかつ自動的に検出す
るシステム及び方法に関する。この方法は、球を回転さ
せて球全体を徐々に露出させ、コヒーレントな光ビーム
により球を照射し、その球の拡大像を感光手段上に投影
し、これによって、各球が標準に適合しているか否かを
判断するものである。 ［０００２］
分、掻き傷等のような欠陥を検査しかつ自動的に検出す
るシステム及び方法に関する。この方法は、球を回転さ
せて球全体を徐々に露出させ、コヒーレントな光ビーム
により球を照射し、その球の拡大像を感光手段上に投影
し、これによって、各球が標準に適合しているか否かを
判断するものである。 ［０００２］
システムの小型化に伴って、卒業分野におけるミニチュ
ア軸受けの需要が増加しつつある。特に、パソコン、ビ
デオ装置、近代的なコンピユータ化されたオフィス装置
の使用が拡大するにつれ、その需要は増々増大している
。ここで、ミニチュア軸受けとは、玉の直径が３ｍｍ以
下のものをいうものと定義する。 ［０００３］ これら型式のシステムにおいて、ミニチュア軸受けは、
極めて低、＠音でかつ及び低振動レベルにて作動するこ
とが必須であり、騒音がシステムの作動を妨げる虞れの
ある記録及びコンピュータシステムにとって極めて重要
なことである。 ［０００４］ 軸受けの１騒音の主たる原因は、玉の表面又はレーザの
表面の何れかに、例えば、掻き傷、大きい食孔、腐食等
が存在することである。 ［０００５］
ア軸受けの需要が増加しつつある。特に、パソコン、ビ
デオ装置、近代的なコンピユータ化されたオフィス装置
の使用が拡大するにつれ、その需要は増々増大している
。ここで、ミニチュア軸受けとは、玉の直径が３ｍｍ以
下のものをいうものと定義する。 ［０００３］ これら型式のシステムにおいて、ミニチュア軸受けは、
極めて低、＠音でかつ及び低振動レベルにて作動するこ
とが必須であり、騒音がシステムの作動を妨げる虞れの
ある記録及びコンピュータシステムにとって極めて重要
なことである。 ［０００４］ 軸受けの１騒音の主たる原因は、玉の表面又はレーザの
表面の何れかに、例えば、掻き傷、大きい食孔、腐食等
が存在することである。 ［０００５］
故に、欠陥（「、騒音を生ずる」）軸受けを製造ライン
から除外するために、品質管理及び検査方法が必要とさ
れる。品質管理は、軸受けに組み立てられる前の玉及び
レース、並びに組み立てられた軸受けに対して行われる
。経済的に、欠陥を無くする最良の方法は、組立前、玉
及びレースを全量検査することである。 ［０００６］
から除外するために、品質管理及び検査方法が必要とさ
れる。品質管理は、軸受けに組み立てられる前の玉及び
レース、並びに組み立てられた軸受けに対して行われる
。経済的に、欠陥を無くする最良の方法は、組立前、玉
及びレースを全量検査することである。 ［０００６］
本発明は、一般に金属にて形成されるカミセラミックス
又はその他の材料にて形成し得る玉軸受けに使用される
型式のミニチュア玉（即ち、直径が一般に０．１ｍｍ乃
至３ｍｍ）をライン上にて検査する方法に関する。その
目的は、規格に合っていない玉（球）を排除するためで
ある。この新規なシステムは、通常、顕微鏡を使用しか
かる玉の面倒な目視検査を行って欠陥のある玉を拾い出
すという従来の検査法にとって代わることを目的とする
。従来の方法は、コストが嵩み、かかる目視検査を行う
者は疲労し、その結果、検査の品質が低下する傾向があ
る。 所定の製造プラントにおいて、かかる玉は−日当たり何
百万個という単位で大量に製造されている。 ［０００７］ 本発明の新規な電子光学式システムは、複数の玉を自動
的に検査すると共に、名工を自動的に評価し、欠陥のあ
る玉を排除するものである。本発明のシステムは、徐々
に全表面を露出させるような方法にて玉を回転させ（名
工の「赤道」に隣接する領域が走査される） コヒーレ
ントな光ビームによって光学的に走査しかかる名工の拡
大した像をＣＣＤのような感光手段上に投影する手段と
、及び走査した玉が完全であるか否かについて各像を評
価するための手段とを備えている。 ［０００８］ このシステムは、玉を回転させる新規な装置を備えてお
り、該装置は、１列又は２列以上に配置した玉を保持す
る手段内に配設され、その玉の全表面を逐次、露出させ
るようにすることが望ましい。 ［０００９］
又はその他の材料にて形成し得る玉軸受けに使用される
型式のミニチュア玉（即ち、直径が一般に０．１ｍｍ乃
至３ｍｍ）をライン上にて検査する方法に関する。その
目的は、規格に合っていない玉（球）を排除するためで
ある。この新規なシステムは、通常、顕微鏡を使用しか
かる玉の面倒な目視検査を行って欠陥のある玉を拾い出
すという従来の検査法にとって代わることを目的とする
。従来の方法は、コストが嵩み、かかる目視検査を行う
者は疲労し、その結果、検査の品質が低下する傾向があ
る。 所定の製造プラントにおいて、かかる玉は−日当たり何
百万個という単位で大量に製造されている。 ［０００７］ 本発明の新規な電子光学式システムは、複数の玉を自動
的に検査すると共に、名工を自動的に評価し、欠陥のあ
る玉を排除するものである。本発明のシステムは、徐々
に全表面を露出させるような方法にて玉を回転させ（名
工の「赤道」に隣接する領域が走査される） コヒーレ
ントな光ビームによって光学的に走査しかかる名工の拡
大した像をＣＣＤのような感光手段上に投影する手段と
、及び走査した玉が完全であるか否かについて各像を評
価するための手段とを備えている。 ［０００８］ このシステムは、玉を回転させる新規な装置を備えてお
り、該装置は、１列又は２列以上に配置した玉を保持す
る手段内に配設され、その玉の全表面を逐次、露出させ
るようにすることが望ましい。 ［０００９］
以下、正確には縮尺通りではない添付図面を参照しなが
ら、本発明の実施例について説明する。 ［００１０］ 図１に示すように、電子光学式システムは、音響光学式
偏向板１１を備えておリ、コヒーレントなレーザビーム
１２がこの偏向板１１を透過し、スリット１４を介して
ディフューザ１３を通り、このビームはカセット１６内
に配置されな玉１５を１つずつ走査し、その結果は図示
しない増幅装置及び評価手段に接続されたＣＣＤ１７上
にレンズ１６を介して作像される。 ［００１１］ 図２に関して説明したように、玉が１列にてカセット２
１内に配置されている間、これら玉を回転させる機構は
垂直の回転軸線を有する回転板２２を備えており、該回
転板２２は、矢印２５の方向に回転するベルト２４によ
り構造体２３に取り付けられる。カセット２１内の玉２
６は、ベルト２４の表面に接触し、善玉２６は分離壁に
よって隣接する玉２６から分離される。ベルト２４及び
回転板２２は玉を収容する溝の下方にて回転し、これに
より、Ｘ及びＹ方向に所定の衝撃力が加わり、この力に
よって、玉２６の全面が徐々に露出される。玉２６は回
転している間、図１に関して説明したように走査される
。 ［００１２］ このシステムは又、欠陥検出アルゴリズムを備えている
が、適当な任意の欠陥検出手段を使用することが出来る
。 ［００１３］ 極小の掻き傷でさえ容易に検出することが出来、約０．
１ｍｍ程度、及び３ｍｍまでの小径の玉を走査すること
が可能である。検査は迅速カリ極めて効率良くこれによ
って製造量及び信頼性の点で品質管理が向上する。 ［００１４］ 実、験から、例えば、直径１ｍｍの玉の場合、２μｍＸ
２μｍ程度、あるいはそれ以下の欠陥を検出し得ること
が分かった。コヒーレントな光、望ましくはレーザビー
ムを使用し、このビームを音響光学式偏向板を介して透
過させ、このビームにより、約２０個乃至５０個がカセ
ット内に相互に分離して１列に配置され、適当な機械的
手段によって回転された玉が２．５ＫＨｚのような速度
にて走査される。玉は、善玉から反射された光を利用し
て、感光手段上に像を形成する。像はディフューザ上に
反射され、凸型レンズが拡大した像をＣＣＤのマトリッ
クス等を構成する１列の光センサ上に投影する。電気的
出力は増幅しかつ評価される。 １Ｓ開平４−１２７０１０ （６） ［００１５］ 反射面を有する玉を平行状態のレーザビームにより照射
すると、２０ ｄ ／ ａの拡大率にて玉から「ｄ」の
距離に像が形成される。ここで、「ａ」は玉の半径であ
り、従って、善玉はそれ自体の拡大手段として機能する
。 ［００１６］ 各種のアルゴリズムを使用することが出来る。玉の５０
Ｘ５０μｍの面積をチエツクする５×５の画素の平行な
検出器マトリックスを使用することが可能である。 ［００１７］ 面積の各部分は幾分型なり合った状態でチエツクされる
。所定の数の隣接する暗い画素（通常、３つ）が玉を排
除することを必要とする欠陥を示す。 ［００１８］ 機械的システムが善玉に対してＸ及びＹ両方向に異なる
量の力ベクトルを付与し、これにより徐々に玉の全表面
を露出させる回転状態となる。 ［００１９］ 図３に図示するように、別の機械的な作動システムは、
善玉３３に対し−Ｃ区画室２１を画成する固定フレーム
３］を備えている。ベルト３４が玉と接触状態にて１０
０ｍｍ／秒程度以下の速度にて玉の下方を矢印３５の方
向に動き、これと同時に、構造体全体は約５０μｍの増
分毎にステップ状に動かされる。２つのベクトルが組み
合わさることにより、上述したように検査される玉の望
ましい回転が得られることになる。 ［００２０］ 図４に示すように、装置は玉を固定フレーム４２内に収
容するカセット４１と玉と接触状態にて玉の下方を動く
ベルト４３とを備えており、各対の玉の間には下側のベ
ルトに対して垂直の複数のベルト４４が提供され、これ
らベルト４４は矢印４５の方向に動く。１００ｍｍ／秒
という遅い範囲の線形速度、及び上方ベルトを１．６ｍ
ｍ／秒の線形速度にすると、玉に適当な回転動作をした
。この実験にて５０ＫＨｚの有効周波数の検出器を使用
し、極めて満足すべき信号対雑音比が得られた。図１及
び図２のシステムの場合、信号対雑音比は約２０００で
あった。 ［００２１］
ら、本発明の実施例について説明する。 ［００１０］ 図１に示すように、電子光学式システムは、音響光学式
偏向板１１を備えておリ、コヒーレントなレーザビーム
１２がこの偏向板１１を透過し、スリット１４を介して
ディフューザ１３を通り、このビームはカセット１６内
に配置されな玉１５を１つずつ走査し、その結果は図示
しない増幅装置及び評価手段に接続されたＣＣＤ１７上
にレンズ１６を介して作像される。 ［００１１］ 図２に関して説明したように、玉が１列にてカセット２
１内に配置されている間、これら玉を回転させる機構は
垂直の回転軸線を有する回転板２２を備えており、該回
転板２２は、矢印２５の方向に回転するベルト２４によ
り構造体２３に取り付けられる。カセット２１内の玉２
６は、ベルト２４の表面に接触し、善玉２６は分離壁に
よって隣接する玉２６から分離される。ベルト２４及び
回転板２２は玉を収容する溝の下方にて回転し、これに
より、Ｘ及びＹ方向に所定の衝撃力が加わり、この力に
よって、玉２６の全面が徐々に露出される。玉２６は回
転している間、図１に関して説明したように走査される
。 ［００１２］ このシステムは又、欠陥検出アルゴリズムを備えている
が、適当な任意の欠陥検出手段を使用することが出来る
。 ［００１３］ 極小の掻き傷でさえ容易に検出することが出来、約０．
１ｍｍ程度、及び３ｍｍまでの小径の玉を走査すること
が可能である。検査は迅速カリ極めて効率良くこれによ
って製造量及び信頼性の点で品質管理が向上する。 ［００１４］ 実、験から、例えば、直径１ｍｍの玉の場合、２μｍＸ
２μｍ程度、あるいはそれ以下の欠陥を検出し得ること
が分かった。コヒーレントな光、望ましくはレーザビー
ムを使用し、このビームを音響光学式偏向板を介して透
過させ、このビームにより、約２０個乃至５０個がカセ
ット内に相互に分離して１列に配置され、適当な機械的
手段によって回転された玉が２．５ＫＨｚのような速度
にて走査される。玉は、善玉から反射された光を利用し
て、感光手段上に像を形成する。像はディフューザ上に
反射され、凸型レンズが拡大した像をＣＣＤのマトリッ
クス等を構成する１列の光センサ上に投影する。電気的
出力は増幅しかつ評価される。 １Ｓ開平４−１２７０１０ （６） ［００１５］ 反射面を有する玉を平行状態のレーザビームにより照射
すると、２０ ｄ ／ ａの拡大率にて玉から「ｄ」の
距離に像が形成される。ここで、「ａ」は玉の半径であ
り、従って、善玉はそれ自体の拡大手段として機能する
。 ［００１６］ 各種のアルゴリズムを使用することが出来る。玉の５０
Ｘ５０μｍの面積をチエツクする５×５の画素の平行な
検出器マトリックスを使用することが可能である。 ［００１７］ 面積の各部分は幾分型なり合った状態でチエツクされる
。所定の数の隣接する暗い画素（通常、３つ）が玉を排
除することを必要とする欠陥を示す。 ［００１８］ 機械的システムが善玉に対してＸ及びＹ両方向に異なる
量の力ベクトルを付与し、これにより徐々に玉の全表面
を露出させる回転状態となる。 ［００１９］ 図３に図示するように、別の機械的な作動システムは、
善玉３３に対し−Ｃ区画室２１を画成する固定フレーム
３］を備えている。ベルト３４が玉と接触状態にて１０
０ｍｍ／秒程度以下の速度にて玉の下方を矢印３５の方
向に動き、これと同時に、構造体全体は約５０μｍの増
分毎にステップ状に動かされる。２つのベクトルが組み
合わさることにより、上述したように検査される玉の望
ましい回転が得られることになる。 ［００２０］ 図４に示すように、装置は玉を固定フレーム４２内に収
容するカセット４１と玉と接触状態にて玉の下方を動く
ベルト４３とを備えており、各対の玉の間には下側のベ
ルトに対して垂直の複数のベルト４４が提供され、これ
らベルト４４は矢印４５の方向に動く。１００ｍｍ／秒
という遅い範囲の線形速度、及び上方ベルトを１．６ｍ
ｍ／秒の線形速度にすると、玉に適当な回転動作をした
。この実験にて５０ＫＨｚの有効周波数の検出器を使用
し、極めて満足すべき信号対雑音比が得られた。図１及
び図２のシステムの場合、信号対雑音比は約２０００で
あった。 ［００２１］
本発明によれば、上述の如くきわめて正確に玉の検査を
行うことができる。
行うことができる。
【国司
カセット内に線形に配置されたボールを走査する光学的
原理を示す斜視図である。 【図２】 検査中、玉を回転させるシステムを示す図である。
原理を示す斜視図である。 【図２】 検査中、玉を回転させるシステムを示す図である。
【図３】
玉を回転させる別のシステムを示す図である。
【図４】
玉を回転させる更に別のシステムを示す図である。
１１ 音響光学式偏向板
１２ レーザビーム
１３ ディフューザ
１４ スリーブ
１５玉
１６ カセット
１７ ＣＣＤ
２１ カセット
２２ 回転板
２３ 構造体
２４ ベルト
２６玉
図面
【図１】
【図２】
【図４】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】玉を自動的に検査し等級付けるシステムに
して、所定の形状の複数の玉を保持する手段と、前記玉
を機械的に回転させ、各玉の表面を徐々に露出させる手
段と、光ビームにより前記表面を走査する手段と、各玉
の像を形成して該像を１列の光検出器に投影する手段と
、前記像を評価して前記玉の不完全部分を検出し、不完
全な玉を排除する手段とを備えることを特徴とするシス
テム。 【請求項２】請求項１のシステムにして、光がコヒーレ
ントなレーザ光であり、玉が１列に配置され、隣接する
玉間に仕切り板が設けられることを特徴とするシステム
。 【請求項３】請求項１のシステムにして、玉が電子光学
式偏向板を介してレーザビームにより照射され、ディフ
ューザのスリットを介して玉を走査し、各玉の像をディ
フューザに反射させ、レンズを介して光センサ列上に拡
大像を形成することを特徴とするシステム。【請求項４
】請求項３のシステムにして、センサ列がＣＣＤシステ
ムであることを特徴とするシステム。 【請求項５】請求項１乃至５の何れかのシステムにして
、玉がカセット内にあり、玉が回転テーブルにより起動
され、これと同時に前記カセットの下方を通るベルトに
より起動されることを特徴とするシステム。 【請求項６】請求項１のシステムにして、玉が極小玉で
あることを特徴とするシステム。【請求項７】極小玉を
検査する方法にして、各玉に別個の区画室を提供するハ
ウジング内に収容された前記玉にＸ及びＹ軸方向の加速
度を付与し、各玉の全表面を徐々に露出させる段階と、
前記表面をコヒーレントな平行状態の光ビームにより走
査する段階と、感光性手段上に各玉の表面の拡大像を形
成する段階と、及び各玉を不完全部分の有無について評
価する段階とを備えることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IL92664 | 1989-12-12 | ||
| IL92664A IL92664A0 (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04127010A true JPH04127010A (ja) | 1992-04-28 |
Family
ID=11060672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2401750A Pending JPH04127010A (ja) | 1989-12-12 | 1990-12-12 | 軸受けの玉の検査システム及びその検査方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04127010A (ja) |
| DE (1) | DE4039518A1 (ja) |
| IL (1) | IL92664A0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108387580A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-08-10 | 深圳市晟达机械设计有限公司 | 一种轴承缺陷检测装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016204496B4 (de) * | 2016-03-18 | 2021-10-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Haltevorrichtung für mindestens einen sphärischen Körper |
| DE202016004694U1 (de) | 2016-03-18 | 2016-09-26 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Haltevorrichtung für mindestens einen sphärischen Körper |
| DE102016204497B4 (de) * | 2016-03-18 | 2021-07-29 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Positioniervorrichtung für mindestens einen sphärischen Körper |
-
1989
- 1989-12-12 IL IL92664A patent/IL92664A0/xx not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-12-11 DE DE4039518A patent/DE4039518A1/de not_active Withdrawn
- 1990-12-12 JP JP2401750A patent/JPH04127010A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108387580A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-08-10 | 深圳市晟达机械设计有限公司 | 一种轴承缺陷检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4039518A1 (de) | 1991-06-13 |
| IL92664A0 (ja) | 1990-08-31 |
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