JPS6233543B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、釦のような幾何学的に対称な安定し
たユニツトの検査に係るものであり、特に釦の中
央ゾーンの製造上の欠陥の検査に係るものであ
る。 釦を製造する時、糸孔を釦の中央ゾーンに設け
るが全ての孔が完全に形成される訳ではない。時
には孔が材料のフラツシユ或はウエブによつて詰
まつていたり、正しい間隔が得られなかつたり、
或は全くあいていなかつたりすることがある。更
に、釦は自動機械によつて衣服に取付けられるか
ら、これらの欠陥が釦取付け機械を故障させ、機
械を停止させる原因となるので生産率が低下す
る。これらの損失を避けるために釦製造業者は製
造後に釦を検査しなければならなかつた。 コンベア上を通過する釦を監視する一群の作業
者によつて釦は検査されている。欠陥釦を発見す
るとコンベアから手で除く。この作業は本質的に
極めて退屈である。退屈なばかりではなく時間的
にも金銭的にも高価であり、作業の性質上極めて
非能率的である。 米国特許第3956636号に示されているように、
多くの自動釦検査方式が提案されており、レーザ
ー技術及び計算機を用いる釦検査方式も提案され
ている。この方式は信頼するに足る検査を提供す
るものと考えられるが、レーザーの価格及び計算
機の保守の見地から、この方式を商業的に実現で
きるかは凝問である。検査自動化に多くの提案が
なされているにも拘わらず、現実には今日なお手
動検査が広く用いられているのである。 従つて本発明の目的は、釦選別検査のための高
度に信頼でき、効率的な装置を提供することであ
る。本発明の別の目的は、釦の検査及び選別のた
めの比較的安価な装置を提供することである。 この目的を達成するため本発明に従つて釦検査
装置は、均一な速度と間隔をもつて一線上に釦を
給送する釦給送手段；釦に光ビームを投射する光
源；釦と釦との間の前記の間隔を通る光ビームを
検出して第１の信号を発生し、そして釦を通過す
る光ビームを検出して第２の信号を発生する検出
手段；前記の第１の信号に応答して光ビームの強
度を一定に保つよう前記の光源を制御する自動制
御手段；釦による光ビームの遮蔽を示す第１の信
号から第２の信号への転移に応答して前記の自動
制御手段を不能化し、そのときの第１の信号のレ
ベルを保持する手段；前記の第２の信号を積分す
る積分手段；前記の転移に応答して前記の積分手
段の積分期間を設定するタイミング手段；前記の
積分手段に接続されたウインドウ弁別器；このウ
インドウ弁別器の出力信号に応じて釦を選別する
選別手段を備えている。 本発明によれば、釦を通過して受光器に達する
光量が積分され、標準と比較される。この比較の
結果に依存して釦は選択的に受入れられるか或は
排除される。均一な速度と間隔をもつて一線上に
給送されている釦に光ビームを投射し、釦と釦と
の間の前記の間隔を通る光ビームを検出して第１
の信号を発生し、そして釦を通過する光ビームを
検出して第２の信号を発生する。第１の信号に応
答して光ビームの強度を一定に保つよう光ビーム
の光源を自動制御する。光ビームの強度変動によ
る誤動作を回避するためである。 釦による光ビームの遮蔽を示す第１の信号から
第２の信号への転移に応答して自動制御を不能化
し、そのときの第１の信号のレベルを保持する。
光強度の自動補正は釦と釦との間で実施し、後の
釦の検査中はその補正した光強度は変動しないも
のとみなしてそのレベルに固定する。 前記の転移に応答して第２の信号を積分する積
分期間を設定し、そして得た積分値が許容範囲内
にあるか否かを決定して釦を選別する。 以上の構成により光源の光強度の変動に起因す
る釦の良否判定における誤判を排除し、信頼でき
る効率的な自動釦検査を実施できる。 以下に添付図面を参照して本発明の実施例を説
明する。 第１図は本発明の釦供給装置１０及び速度制御
装置１２を示すものである。釦供給装置１０は市
販されている可変流れ振動フイーダー１４であ
る。供給装置は、直径1.7018mm（0.067インチ）
の鋼ばね線で作られた矩形断面のシユート１６を
含んでいる。シユート１６は、フイーダ１４の底
と公知技術によつてシユート１６との固定されて
いるハンガー・ブラケツト１８によつてフイーダ
１４の底に取付けられている。この好ましい実施
例ではフイーダ１４の出口シユート２０とシユー
ト１６との間に約1.7mm（0.067インチ）の間隙を
設けてフイーダ１４の振動がシユート１６に伝わ
らないようにしている。フイーダ１４は検査すべ
き釦Ｂを個々に、且つ連続的にシユート１６に供
給する。図示の実施例では、釦の供給率は毎秒約
８乃至10個である。 シユート１６は速度制御装置１２の斜面２２ま
で伸びている。斜面２２はどのような適当な金属
で作つてもよいが、本実施例ではアルミニウムを
用いてある。シユート１６は斜面２２の調整可能
な側案内２４の中で終つている。シユート１６の
終端部には側案内２４上まで伸びるプラスチツク
のカバー２６が設けてあつて、釦が斜面２２に接
触した時に飛上らないようにしている。カバー２
６を側案内２４に固定する方法は、どのようにし
てもよい。 側案内２４は金属製でよく、斜面２２内のみぞ
（図示せず）を通るねじのような適当な手段によ
つて斜面に固定する。側案内２４は、２つの速度
制御輪３２，３４の直下に凹部２８，３０を有し
ている。図示の実施例では凹部２８，３０の高さ
は約２mm（0.080インチ）であつて、速度制御輪
３２，３４が試験される釦の上側の平らな面と摩
擦係合できるようにしている。側案内２４の残余
の部分は釦よりも高くなつている。斜面２２内の
みぞを通過するねじによつて案内２４を斜面２２
に固定すると、各種直径の釦を受入れ得るように
案内２４間の間隔を変化できるという長所があ
る。外径が12.0396乃至12.2428mm（0.474〜0.482
インチ）のリーニユ・サイズ１９の釦に対して
は、斜面２２の上端における側案内２４の巾は約
12.3952mm（0.488インチ）となる。側案内２４は
それらの全長に亘つて平行を保つている。一般に
側案内２４間の望ましい間隔は、試験される特定
リーニユ・サイズの平均外径よりも0.254mm
（0.01インチ）大きくすべきである。これらの可
動案内はねじによつて斜面２２に固定することが
好ましいが、各種直径の釦に合わせて予め設定さ
れた一連のみぞに案内を固定できるようにしても
よい。 図示の速度制御輪３２及び３４は、約152.4mm
（６インチ）離れており、約50ジユラメータの表
面硬さを有するポリウレタンで被膜されたアルミ
ニウム製であり、直76.2mm（3.0インチ）であ
り、そして直結されている1800r.p.mの周期電動
機からアイドラ３６，３８を介して駆動される。
アイドラ３６の直径は17.145mm（0.675インチ）
であつて輪３２の回転数を450に低減させ、アイ
ドラ３８の直径は25.4mm（1.00インチ）であつて
輪３４の回転数を550に低減させる。両アイドラ
共ステンレス鋼で作ることが好ましい。 輪３２及び３４は共に調整可能なハンガー４０
によつて斜面２２に固定されている。各ハンガー
４０は、２本の垂直支え４２及び４４、シヤフ
ト・ハウジング４６及び４８、及び軸５０を含ん
でいる。支え４２及び４４は、斜面２２内の孔５
６及び５８内に取付けられているベース５２及び
５４を貫通しており、ベース５２及び５４に対し
て垂直に運動できるようになつている。ベース５
２及び５４の下まで伸びている支えの端はねじ６
０によつて横材６４に固定されている。調整ねじ
６６が横材６４を通つて伸び、斜面２２の下面に
接触している。ベース５２及び５４の下部を貫通
しているねじ６８及び７０は支え４２及び４４と
係合し、輪３２，３４が斜面２２から所定の高さ
にある時に支え４２及び４４の垂直方向の運動を
止めるようになつている。各輪３２及び３４は軸
受３９によるありふれた方法によつてハンガー４
０の軸５０に取付けられている。 調整ねじ６６及びねじ６８，７０によつて、輪
３２及び３４は斜面２２上の所定の高さに設定で
きる。ねじ６６を回転させることによつて支え４
２及び４４、従つて軸５０を昇降させることがで
き、ねじ６８及び７０を支えに接触させることに
よつてその高さを保つことができる。輪３２及び
３６を適切な高さに設定することによつて、釦と
輪との間には釦に均一な速度を与えるような充分
な接触が得られる。例えば、仕上り厚さが約
2.4638mm（0.097インチ）のリーニユ・サイズ１
９の釦では斜面２２上の輪の高さは2.2606mm
（0.089インチ）であり、仕上り厚さが約2.3622mm
（0.093インチ）のリーニユ・サイズＦ１４の釦で
はこの高さは2.159mm（0.085インチ）である。 案内２４の全巾に亘つて凹部２８の下流端から
凹部３０の上流端までカバー７２が伸びている。
カバー７４は輪３４の下流から排除機構の排除弁
７６を通り過ぎて伸びており、斜面２２の下流端
においてブラケツト７８によつて支えられてい
る。排除弁７６は市販されている高速ソレノイド
弁であつて、排除電子回路によつて制御される。
両カバー共透明であり、図示の実施例では厚さが
約3.175mm（0.125インチ）であつて、適当な方法
によつて案内２４に固定することができる。望む
ならば検出器ハウジングＤを用いてカバーを案内
に押付けてもよい。 斜面２２は硝子挿入物８０を含んでいる。挿入
物８０は斜面２２の長手方向に可変アイリス８２
よりも下流まで伸びており、摩擦を減らして釦が
通り易いようにしている。速度制御装置１２は脚
８４によつて保持することができる。脚８４は伸
縮するようになつており、ピボツト点８６を中心
として速度制御装置１２の勾配を調整することが
できる。 斜面２２の下に発光ダイオード８８が固定され
ている。発光ダイオード８８は波長0.93ミクロン
の赤外光を放出する。この赤外光は、可変アイリ
ス８２、硝子８０、スペクトル・フイルタを通し
てフオトダイオードの検出面に到達するようにな
つている。後述するように、受信された光は電圧
に変換される。 第３図及び第４図を参照する。光源である発光
ダイオードLEDの光出力は安定したクロツク発
振器６によつて変調され周囲光レベルからの干渉
が除かれる。光の強さは後述の自動利得制御
AGCによつて補正され、区域内の塵域は他の汚
染物による変化が補償される。光の強さの補正は
釦の検査と検査との間に行なわれ、新らしい強さ
の値が記録されてその後の釦の検査に使用され
る。この自動補正の結果の記憶はしきい値タイミ
ング及びサンプル・ホールド回路によつて遂行さ
れる。釦がビームを通過し増巾器４のピン１の出
力が５ボルト以下に低下した時に光の強さの補正
を行なわないようにさせるために、AGC路はダ
イオードＤ４の代りにダイオードＤ５を通るよう
になつている。すなわち、発光ダイオードTIXL
３からの光をうけるフオトダイオード検出器１０
Ｄの出力が増巾器１、復調スイツチ３、低域通過
フイルタLFを通り、増巾器４に加えられ、そし
てこの増巾器４の出力ピン１の出力が抵抗Ｒ２
５、ダイオードＤ４、オペアンプ７、抵抗Ｒ３２
を通つて発光ダイオード駆動トランジスタＱ１を
制御し、発光ダイオードTIXL１３の発光量を一
定となるよう調整する（AGC回路）。釦が発光ダ
イオードからの光の大部分を遮蔽すると積分器４
の出力は５ボルト以下に下降し、この出力信号の
立下りがタイマ１１のトリガピン２に加えられ、
このタイマ１１を付活し、その出力ピン３にサン
プル・ホールド・パルスを発生する。このサンプ
ル・ホールド・パルスに応じてスイツチ５Ｈは閉
じ、それにより積分器４の出力電圧はバツフア増
巾器８の非反転入力ピン３に加えられ、そしてダ
イオードＤ５を介してオペアンプ７の反転入力ピ
ン２に加えられる。帰還コンデンサＣ１９はこの
ときの増巾器４の出力電圧（釦と釦との間隔から
釦へ光ビームが移るときの出力電圧）を保持す
る。タイマ１１が発生するサンプル・ホールド・
パルスの巾は時定数用抵抗Ｒ２２によつて設定さ
れ約16ミリ秒である。 可変直径アイリス８２は光ビームの直径を制御
するのに用いられ、検査する釦の中央孔直径より
も極く僅かに大きいだけの面積を光が通るように
光ビームを制限する。アイリスのアパーチヤは次
の式から設定する。即ち Ｄ＝1/2（孔の広がり）＋3/2（リーニユ・サイズの最小直径）−（リーニユ・サイズの最大直径 0.010（インチ）） 例えば、最小直径12.0396mm（0.474インチ）、
最大直径12.2428mm（0.482インチ）のリーニユ・
サイズ１９の釦のためのアパーチヤは8.3312mm
（0.328インチ）である。 釦がビーム通過し増巾器４のピン１の出力を５
ボルト以下に低下させると、パルス発生器９もト
リガされる。パルス発生器９はFETスイツチ５
Ｒを通してオペアンプ４Ｉの信号積分部分をリセ
ツトする。リセツト期間が終ると、パルス発生器
１０がトリガされ、信号積分のための時間長を設
定する積分された信号はオペアンプ４Ｉのピン７
に保持され、ウインドウ弁別器４WIと４Ｗ２と
への入力として用いられる。パルス発生器９のパ
ルス巾は抵抗Ｒ４によつて設定され、パルス発生
器１０のパルス巾は抵抗Ｒ３によつて設定され
る。Ｒ３及びＲ４の設定は、検査する釦のリーニ
ユ・サイズの関数である。Ｒ３及びＲ４を設定す
るのには２現象オツシロスコープを用いる。オツ
シロスコープによつて増巾器４のピン１の出力及
びパルス発生器１０のピン３の出力を観察する。
パルス発生器１０の出力が増巾器４の出力の中心
ピークを対称的に取囲むようになるまで抵抗Ｒ４
を変化させる。抵抗Ｒ３はパルス発生器１０の出
力のパルス巾を、典型的には１ミリ秒以下となる
ように変化させる。 ウインドウ弁別器部分に配置されているポテン
シヨメータＲ５及びＲ６は、オペアンプ４Ｉのピ
ン７の出力電圧と比較する上下限電圧を設定す
る。これらはオペアンプ４Ｉのピン７の出力電圧
を監視することによつて設定する。抵抗Ｒ５Ａは
増巾器４Ｗ１のピンの電圧がオペアンプ４Ｉのピ
ン７の出力電圧と同じになるまで、また抵抗Ｒ６
Ａは増巾器４Ｗ２のピン１２の電圧がオペアンプ
４Ｉのピン７の出力と同じなるまで調整する。次
で良好と解つている一連の釦を試験し、デイジタ
ル・パネル・メーターの積分値を読むことによつ
て抵抗Ｒ５及びＲ６を設定する。 良好釦の検査中にパネル・メーターに示される
積分等価値は抵抗Ｒ５及びＲ６によつて確立され
る上下受入れ限界の間にある。この状態ではダイ
オードＤ１のカソードに現われる検出電子回路の
出力は高い正電圧、即ち約15ボルトとなる。パネ
ル・メーターに示される積分等価電圧が抵抗Ｒ５
及びＲ６によつて設定される上限よりも高いか或
は下限よりも低い場合には、釦は受入れられない
ものと選別される。受入れられない釦の場合には
ダイオードＤ１のカソードに現われる出力は低い
電圧値、約−0.7ボルトとなる。 第５図は良好釦についてのウインドウ弁別器へ
の入力信号波形を示し、第６図は不良釦について
のウインドウ弁別器への入力信号波形を示す。第
５図に示されるように、釦と釦との間隔を通る光
ビームの強度を一定となるよう自動制御し、それ
により良好釦が光ビームを実質的に遮断し良好釦
の正しくあけられた孔を通る光ビームのみ検出す
る信号がウインドウ弁別器の上限値と下限値との
間に入る、すなわち「窓」から見ることができる
ことを保証している。もし光ビームの強度が一定
となるよう自動制御されていないと入力信号波形
は第５図に破線の波形として示すように変動し、
そのため釦の孔が正しくあけられていることを
「窓」から確認することはできず、第６図に示す
状態と同じになつて、不良釦であると判断してし
まう。釦の小さい孔を通る光ビームの量を検出す
るのであり、その小さい孔の１つがあいている
か、いないかが判定基準となるのであるから必然
的に「窓」の巾は狭くなり、そしてこの狭い
「窓」の巾内に光ビームの変動を抑え込まなけれ
ば信頼できる判定動作は得られない。本発明では
光ビームは釦と釦の間隔毎にその間で一定とさ
れ、後の釦の検査のときは自動制御は不能とされ
るが、その間は光ビームの変動はないものとして
後の釦の検査を実施しているのである。 動作に際して、試験すべき群の中から若干の良
い釦を選出して良標準とする。速度制御装置の側
案内２４は、試験する特定リーニユ・サイズの平
均外径に0.254mmを加えて設定する。次に釦に均
一の速度を与えるように輪３２及び３４を設定す
る。速度制御装置の斜面２２上の輪３２及び３４
の高さは試験する特定リーニユ・サイズの平均厚
さよりも約0.2032mm（0.008インチ）少なくす
る。次に検査すべき釦の中央孔直径よりも僅かに
大きい範囲だけを光ビームが通過するように前述
の式に従つて可変直径アイリス８２を設定する。 ここで予め選出した良好釦をフイーダから速度
制御装置１２を通して発光ダイオード８８を通過
させる。２現像オツシロスコープを用いて増巾器
４のピン１の出力及びパルス発生器１０のピン３
の出力を読むことによつて抵抗Ｒ３及びＲ４を設
定する。まずパルス発生器１０の出力が増巾器４
の出力の中心ピークを対称的に取囲むまで抵抗Ｒ
４を変化させる。次にパルス発生器１０の出力の
パルス巾を変えるように調整する。次に前述のよ
うにポテンシヨメータＲ５Ａ及びＲ６Ａの値を変
えることによつてポテンシヨメータＲ５及びＲ６
によつて上下の電圧限界を設定する。特定リーニ
ユ・サイズの釦に合わせて上述の設定を行なつて
から検査すべき釦をフイーダから供給し、速度制
御装置を通して発光ダイオードを通過させる。各
釦は検査され、排除弁機構が良い釦或は不良釦を
変位させる。不良釦を変位させるものとすれば、
良い釦は直線状に進み続けて収集点に到達する。 以上の説明から本発明の方法及び装置が、釦の
種々な欠陥を自動的に検査する安価な、信頼でき
る、そして経済的な手段を提供していることが明
白であろう。 本発明を釦の中央孔部分の欠陥を検査するもの
として説明したが、この検査を遂行した後にアイ
リス８２を除いて予め検査した釦の周縁部分のチ
ツプのような欠陥を検査するのに用いることがで
きる。チツプの検査はこの装置を用いて遂行する
が、アイリスで光ビームの直径を制限することを
せず釦全体を光ビームが通過するようにする。 以上に現時点では最良と考えられる実施例に関
して説明したが、本発明の範囲から逸脱すること
なく多くの変更が可能であることを理解された
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の速度制御装置の側面図であ
り、第２図は速度制御装置の部分断面正面図であ
り、第３図は本発明の検出電子回路のシステム・
ブロツクダイアグラムであり、第４図は本発明の
検出回路の回路図であり、第５図はどのようにし
て良好釦の波形が得られるかを示す図であり、そ
して第６図はどのようにして不良釦の波形が現わ
れるかを示す図である。 １０：釦供給装置、１２：速度制御装置、１
４：振動フイーダ、１６：シユート、１８：ハン
ガー・ブラケツト、２０：出口シユート、２２：
斜面、２４：側案内、２６：カバー、２８，３
０：凹部、３２，３４：速度制御輪、３６，３
８：アイドラ、３９：軸受、４０：ハンガー、４
２，４４：垂直支え、４６，４８：シヤフト・ハ
ウジング、５０：軸、５２，５４：ベース、５
６，５８：孔、６０，６２：ねじ、６４：横材、
６６，６８，７０：ねじ、７２，７４：カバー、
７６：排除弁、７８：ブラケツト、８０：硝子挿
入物、８２：可変直径アイリス、８４：脚、８
６：ピボツト点、８８：発光ダイオードLED、
Ｂ：釦、Ｄ：検出器ハウジング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 均一な速度と間隔をもつて一線上に釦を給送
   する釦給送手段； 釦に光ビームを投射する光源； 釦と釦との間の前記の間隔を通る光ビームを検
   出して第１の信号を発生し、そして釦を通過する
   光ビームを検出して第２の信号を発生する検出手
   段； 前記の第１の信号に応答して光ビームの強度を
   一定に保つよう前記の光源を制御する自動制御手
   段； 釦による光ビームの遮蔽を示す第１の信号から
   第２の信号への転移に応答して前記の自動制御手
   段を不能化し、そのときの第１の信号のレベルを
   保持する手段； 前記の第２の信号を積分する積分手段； 前記の転移に応答して前記の積分手段の積分期
   間を設定するタイミング手段； 前記の積分手段に接続されたウインドウ弁別
   器； このウインドウ弁別器の出力信号に応じて釦を
   選別する選別手段 を備えたことを特徴とする釦検査装置。