JPH0535985B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は突起物検出装置に関し、特にレーザ光
の散乱光を利用して例えば、ワイヤブラシ切り揃
え面からの突起、タバコの巻き紙の継ぎ目の折
れ、織布の織毛羽、ネツプなどの欠陥を検出する
突起物検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、加工上あるいは素材の性質上、表面の小
突起や起状が問題とされ嫌われるような各種の凸
厭製品半製品類（以下凸厭製品類という）、例え
ば、ワイヤブラシ切り揃え面からの突起、タバコ
の切葉のはみだしや紙巻タバコの巻き紙の継ぎ目
の折れ、織布の織毛羽・ネツプ、射出成形品の継
ぎ目の突起、糸巻きボビン上の糸毛羽・ループな
どの欠陥の有無の検査は、それぞれに適合した照
明下にて目視で行なわれていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の凸厭製品類の突起状欠陥の自動
検出は、実現された記録はなく、目視による検査
が主たるものである。従つて、目視による微少な
突起の検査には工数がかかり、また検査者の健康
上の問題が論議されるに至つている。

本発明は、これら従来の目視で行われていた検
査を自動的、高精度且つ高速で自現し、上記問題
点を解決した突起物検出装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の突起物検出装置は、突起物を有する試
料を軸中心に回転させる試料回転駆動手段と、レ
ーザ光を発するレーザ光照射手段と、前記試料の
表面近傍に前記レーザ光を前記試料の回転軸と直
交する方向に走査させ且つまた前記回転軸と同方
向に前記試料の回転円周の周像（側面端）を含む
ように走査させるレーザ光走査手段と、前記レー
ザ光の走査線の近傍に前記レーザ光を直接受けな
いように配置され前記試料の側面端及び突起先端
からの散乱光を検出する少なくとも光電変換部を
含む散乱光検出手段と、前記レーザ光の走査周期
に同期した時系列で前記側面端及び前記突起先端
の前記散乱光検出手段から得られる光電変換信号
の大きさと予め設定された側面端判定用閾値及び
突起先端判定用閾値とを比較して前記試料の側面
端位置及び突起先端位置を決定する側面端位置及
び突起先端位置検出手段と、該側面端位置及び突
起先端位置検出手段により求められた前記側面端
位置と前記突起先端位置との差と予め設定された
突起物有無判定用閾値とを比較して前記試料の突
起物有無の判定をする良否判定手段とを備えてい
る。

また本発明の突起物検出装置は、前記散乱光検
出手段は受光端が走査線近傍に前記レーザ光を直
接受光しないよう垂直方向に配置された光フアイ
バ列と該光フアイバ列の出射端に取付けられた光
電変換部とから構成されている。

さらにまた本発明の突起物検出装置は、前記散
乱光検出手段は受光端が走査線近傍に前記レーザ
光を直接受光しないよう垂直方向に配置されたア
モルフアスシリコンまたはホトダイオードのごと
き光電変換素子列から構成されている。

さらにまた本発明の突起物検出装置は、前記散
乱光検出手段の受光面と前記走査線との間に設け
られた散乱光集光手段を備えている。

さらにまた本発明の突起物検出装置は、前記試
料が前記試料回転駆動手段による回転を必要とし
ない検出対象物であることを特徴とする。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図ａ
及びｂは本実施例に使用する側面端・突起先端位
置検出部のブロツク図及び動作説明図、第３図、
第４図、第５図はそれぞれ本実施例における良否
判定部のブロツク図、ミラー走査状況の説明図、
レーザ反射光減衰部の斜視図、第６図及び第７図
は本発明の散乱光検出部の第２及び第３の実施例
の斜視図である。

本実施例において凸厭製品類とは、例えばワイ
ヤブラシ類、紙巻きタバコ、糸巻きボビンなどを
指し、微小突起物とは、例えばワイヤブラシ類の
切り揃え面からの突起、タバコの巻き紙の継ぎ目
の折れや切り葉の突出、糸巻きボビン上の毛羽・
ループなどを指す。

本実施例はレーザ発振器１、水平走査ミラー
２、垂直走査ミラー３、水平走査ミラー駆動部
４、垂直走査ミラー駆動部５、回転機構６、回転
機構駆動部７、光電変換部８、側面端・突起先端
位置検出部９、良否判定部１０、結果表示部１
１、同期部１２、検出部１３、凸厭製品類１４、
微小突起物１５、レーザ反射光減衰部１６、比較
部１７、側面端位置判定用閾値設定部１８、突起
先端位置判定用閾値設定部１９、側面端２０、側
面端位置２１、突起先端位置２２、減算部２３、
突起物有無判定用閾値設定部２４、レーザ走査線
２５、レーザ帰線２６、回転軸２７、水平ミラー
回転軸２８、垂直ミラー回転軸２９及びレーザビ
ーム３０を有してなる。

第１図に示すように、レーザ発振器１から出射
したレーザビーム３０を水平走査ミラー２及び垂
直走査ミラー３により、凸厭製品類１４の側面端
付近で以下の如く照射する。すなわち、水平走査
ミラー２により、凸厭製品類１４の側面近傍で、
凸厭製品類１４の回転軸２７に垂直の方向でか
つ、凸厭製品類１４の外側の方向に向かつて走査
して得るレーザ走査線２５により、側面から得ら
れる散乱光を、レーザ走査線２５の近傍でかつレ
ーザ走査線２５を直接受光しないように設置した
検出部１３で受光した光電変換部８へ入力する。
光電変換部８では、水平走査ミラー２の走査角に
より決まるレーザビーム３０の水平位置ｘに対応
した光電変換出力信号Sxを出力する。かかる時、
垂直走査ミラー３及び凸厭製品類１４を回転する
回転機構６は任意位置に固定のままとする。しか
る後、光電変換出力信号Sxは側面端・突起先端
位置検出部９へ入力する。

側面端・突起先端位置検出部９は、例えば第２
図ａの如き構成とする。第２図ａにおいて、光電
変換出力信号Sxは比較部１７へ入力され、側面
端位置判定用閾値設定部１８及び突起先端位置判
定用閾値設定部１９に各々設定された閾値TH１
及びTH２とSxとを比較して、第２図ｂに示すよ
うに、Sx＝TH１を満たす位置ｘを側面端位置２
１の信号x₁、Sx＝TH2を満たす位置ｘを突起先
端位置２２の信号x₂としてそれぞれ決定し、良否
判定部１０へ出力する。

良否判定部１０は、例えば第３図の様な構成と
する。第３図において、側面端・突起先端位置検
出部９から得る側面端位置２１の信号x₁と突起先
端位置２２の信号x₂を計数器で構成される減算部
２３にて減算し、x₂−x₁を決める。比較部１７で
は、突起物有無判定用閾値設定部２４にあらかじ
め設定された突起物有無判定用閾値Ｐとx₂−x₁と
を比較して、x₂−x₁＞Ｐの時は突起物有り、x₂−
x₁Ｐの時は突起物無しの判定結果を出力する。
良否判定部１０で得た判定結果は、結果表示部１
１に出力され、結果表示部１１では同期部１２か
ら得る回転機構駆動部７の制御信号及び垂直走査
ミラー駆動部５の制御信号より、突起物の発生位
置（回転角位置、垂直位置）を表示する。

同期部１２はレーザービーム３０が第４図に示
すレーザ走査線２５及びレーザ帰線２６として走
査される様に、水平走査ミラー駆動部４及び垂直
走査ミラー駆動部５間の同期をとり、かつ垂直方
向に走査完了時は、凸厭製品類１４を単位回転角
だけ回転する様に、回転機構駆動部７を制御し、
回転機構６を介して凸厭製品類１４を同期駆動
（回転）させる。垂直走査ミラー駆動部５及び水
平走査ミラー駆動部４は、垂直走査ミラー３及び
水平走査ミラー２をそれぞれ駆動する。回転機構
駆動部７は回転機構６を駆動し、凸厭製品類１４
を同期回転させる。

検出部１３には例えば光フアイバ列を用い、光
電変換部８には光電子倍増管を用いてもよく、ま
た検出部１３にアモルフアスシリコンやホトダイ
オードをライン状に配置し、検出部１３と光電変
換部８とを一体化した構成としてもよい。

さらに検出部１３とレーザ走査線２５との間に
散乱光集光部を設けてもよい。

レーザ反射光減衰部１６では走査されたレーザ
走査部２５の背面での反射光を多重反射・散乱さ
せて減衰させる。その構造は、例えば第５図の如
くしてもよく、このとき凹部にレーザ光を吸収あ
るいは拡散させる黒体塗料を塗り、かつ凹部入口
の幅Ｗと奥行きＤとの比Ｄ／Ｗを大きくすること
により、反射光の減衰効果を高めることができ
る。

本実施例では、凸厭製品類１４の側面円筒上に
存在している微小突起物を検出するように、検出
部１３及び垂直走査ミラー３を配置しているが、
第６図に示す散乱光検出部の第２の実施例のよう
に、検出部３１，３２，３３を配置すれば、凸厭
製品類１４の側面傾斜部上の微小突起物も検出で
きることは勿論である。かかる時、検出器相互間
の影響が有る場合には、第７図に示す散乱光検出
部の第３の実施例のように、検出器４１，４２，
４３の配置を工夫してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ミラーにより被
測定物側面に沿つて走査するレーザ光の散乱光を
ライン状の検出器で検出し、光電変換して得た時
系列信号から試料の側面端及び微小突起先端を識
別することにより、試料表面の凹凸の影響を受け
ることなく、微小な突起物の有無とその発生位置
を検出でき、更にワイヤブラシ切り揃え面からの
突起、タバコの巻き紙の継ぎ目の折れ、織布の織
毛羽・ネツプ、射出成形品の継ぎ目の突起、糸巻
きボビン上の糸毛羽・ループの検査など、健康上
の問題が懸念される作業を自動化できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図ａ
及びｂは本実施例に使用する側面端・突起先端位
置検出部のブロツク図及び動作説明図、第３図、
第４図、第５図はそれぞれ本実施例における良否
判定部のブロツク図、ミラー走査状況の説明図、
レーザ反射光減衰部の斜視図、第６図及び第７図
は本発明の散乱光検出部の第２及び第３の実施例
の斜視図である。 １…レーザ発振器、２…水平走査ミラー、３…
垂直走査ミラー、４…水平走査ミラー駆動部、５
…垂直走査ミラー駆動部、６…回転機構、７…回
転機構駆動部、８…光電変換部、９…側面端・突
起先端位置検出部、１０…良否判定部、１１…結
果表示部、１２…同期部、１３…検出部、１４…
凸厭製品類、１５…微小突起物、１６…レーザ反
射光減衰部、１７…比較部、１８…側面端位置判
定用閾値設定部、１９…突起先端位置判定用閾値
設定部、２０…側面端、２１…側面端位置、２２
…突起先端位置、２３…減算部、２４…突起物有
無判定用閾値設定部、２５…レーザ走査線、２６
…レーザ帰線、２７…回転軸、２８…水平ミラー
回転軸、２９…垂直ミラー回転軸、３０…レーザ
ービーム、３１，３２，３３，４１，４２，４３
…検出部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 突起物を有する試料を軸中心に回転させる試
   料回転駆動手段と、レーザ光を発するレーザ光照
   射手段と、前記試料の表面近傍に前記レーザ光を
   前記試料の回転軸と直交する方向に走査させ且つ
   また前記回転軸と同方向に前記試料の回転円周の
   周像（側面端）を含むように走査させるレーザ光
   走査手段と、前記レーザ光の走査線の近傍に前記
   レーザ光を直接受けないように配置され前記試料
   の側面端及び突起先端からの散乱光を検出する少
   なくとも光電変換部を含む散乱光検出手段と、前
   記レーザ光の走査周期に同期した時系列で前記側
   面端及び前記突起先端の前記散乱光検出手段から
   得られる光電変換信号の大きさと予め設定された
   側面端判定用閾値及び突起先端判定用閾値とを比
   較して前記試料の側面端位置及び突起先端位置を
   決定する側面端位置及び突起先端位置検出手段
   と、該側面端位置及び突起先端位置検出手段によ
   り求められた前記側面端位置と前記突起先端位置
   との差と予め設定された突起物有無判定用閾値と
   を比較して前記試料の突起物有無の判定をする良
   否判定手段とを備えることを特徴とする突起物検
   出装置。 ２ 前記散乱光検出手段は受光端が走査線近傍に
   前記レーザ光を直接受光しないよう垂直方向に配
   置された光フアイバ列と該光フアイバ列の出射端
   に取付けられた光電変換部とから構成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の突起物
   検出装置。 ３ 前記散乱光検出手段は受光端が走査線近傍に
   前記レーザ光を直接受光しないよう垂直方向に配
   置されたアモルフアスシリコンまたはホトダイオ
   ードのごとき光電変換素子列から構成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の突起物
   検出装置。 ４ 前記散乱光検出手段の受光面と前記走査線と
   の間に設けられた散乱光集光手段を備えることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
   いずれかに記載の突起物検出装置。 ５ 前記試料が前記試料回転駆動手段による回転
   を必要としない検出対象物であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
   に記載の突起物検出装置。