專利名稱：螺紋牙的檢查裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及螺紋牙的檢查裝置。特別涉及用于發現形成在外螺紋牙上的凹凸的檢
查裝置。
背景技術：
汽車的發動機、取暖設備所使用的火花塞從更換操作的容易性出發，具有螺紋構 造。另外，載物臺(stage)的位置調整所使用的滾珠絲杠(ball screw)也采用螺紋構造。 但是，當螺紋出現潰牙等而出現凹凸時，外螺紋與內螺紋不能可靠地螺合，或者，即使能夠 螺合也無法卸下。因此，在上述螺紋的制造工序中，對螺紋進行形狀檢查，檢查螺紋是否出 現潰牙或螺紋牙的形狀是否在允許范圍內。作為檢查螺紋牙形狀的裝置，例如在專利文獻1中公開了從螺紋牙一側的側部照 射光而對在反對側的側部得到的透射光進行拍攝的裝置。放射光被螺紋牙部分遮擋而出現 螺紋牙的投影(silhouette)，而且，通過檢測從螺紋槽部分透射出的光來掌握螺紋的形狀。 然而，這樣的裝置能夠檢測出某種形狀不良，但根據變形程度的不同有時無法識別不良。圖6表示用于說明以往的檢查裝置的原理的示意構造。(a) (d)表示檢查對象 物的形狀各不相同，(al) (dl)表示隔著檢查對象物在左側配置光源、右側配置圖像傳感 器(Image Sensor)的結構。(a2) (d2)表示從光源側看到的檢查對象物的狀態。為了便 于說明，檢查對象物基本采用三角形的板材。圖6的(a)表示檢查對象物為正常的狀態。來自光源的放射光中的一部分光被檢 查對象物遮擋，利用沒有被遮擋而到達圖像傳感器的光，來識別檢查對象物的形狀。圖6的(b)表示檢查對象物的頂點欠缺的狀態。在該情況下，由于來自光源的放 射光沒有被欠缺部分遮擋，因此圖像傳感器識別出( )所示的形狀。并且，能夠通過與預 先存儲的正常圖案O^ttern)相比較，而檢測出形狀缺陷。圖6的(C)與(b)相同，是檢查對象物變形了的狀態，表示檢查對象物的頂點潰壞 而形成了毛刺(飛邊)的狀態。在該情況下，圖像傳感器也將毛刺識別為遮擋部分。圖6的(d)表示在檢查對象物的光源側的側部形成有凹凸的狀態。在該情況下， 檢查對象物的整體形狀與正常圖案相同，因此攝像傳感器無法檢測出凹凸的有無。像這樣，在與自光源向圖像傳感器的光路相交叉的方向上發生形狀變化的情況 下，圖像傳感器能夠檢測出該形狀變化，但在沿自光源向圖像傳感器的光路的行進方向上 發生形狀變化的情況下不影響遮光區域，結果，不能檢測出形狀變化。另夕卜，在專利文獻2、專利文獻3中，公開了從螺紋牙的側部照射光，讀出 (Sensing)該照射光的反射光的構造。但是，這樣的裝置或許也能夠識別出螺紋牙的有無、 螺紋牙變形的有無，但不能準確地識別出是什么樣的變形。另外，在螺紋牙的一部分上出現 凹凸的情況下，該裝置也接收該凹凸的反射光。即，已知的檢查裝置或許能夠檢測出某種的不良品，但根據形狀的變化程度的不 同有時不能識別出不良，而存在無法進行高精度的檢測的問題。
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不過，通過使用許多光源來花時間從多個角度照射光能夠提高檢測精度，但螺紋 原本就很小，難以高靈敏度地檢測由于螺紋牙的變形而產生的凹凸。專利文獻1 日本特開昭62-49203專利文獻2 日本特開平5-M0738專利文獻3 日本特開昭55-7070
發明內容
本發明提供一種對螺紋牙的任何變形都能夠良好地識別的檢查裝置。為了解決上述課題，本發明的螺紋牙的檢查裝置具有光源部，其對旋轉的螺紋的 外表面局部且連續地照射；攝像傳感器，其接收來自螺紋的反射光；以及圖像處理部，其根 據螺紋的旋轉信息和攝像信息來識別螺紋牙的形狀，其特征在于，上述攝像傳感器在螺紋 牙形狀正常時不識別上述反射光，僅在螺紋牙存在不被期望的凹凸的情況下，至少對能夠 接收該凹凸導致的反射光的區域進行觀察。而且，本發明的螺紋牙的檢查裝置還具有如下特征，上述光源部形成有兩個，且相 對于上述區域，從螺紋的旋轉方向的前方和后方照射該螺紋牙。而且，本發明的螺紋牙的檢查裝置還具有如下特征，上述光源部的放射波長互不 相同。本發明的螺紋牙的檢查裝置在如下位置配置了攝像傳感器，即僅在螺紋牙上形成 有凹凸的情況下接收來自螺紋表面的反射光的位置，因此能夠可靠地檢測出形成在螺紋上 的凹凸。而且，通過設置放射不同波長的光的兩個光源，能夠根據拍攝圖像的濃淡或顏色特 性來更準確地掌握凹凸的形狀。
圖1表示本發明的螺紋牙的檢查裝置的概略結構。圖2表示本發明的螺紋牙的檢查方法的概略結構。圖3表示本發明的螺紋牙的檢查方法的概略結構。圖4表示本發明的螺紋牙的檢查方法的概略結構。圖5是表示用于說明本發明的螺紋牙的檢查裝置的概念圖。圖6是表示用于說明以往的螺紋牙的檢查裝置的圖。
具體實施例方式圖1表示本發明的螺紋牙檢查裝置的概略結構。作為檢查對象的螺紋被安裝在保 持臺1的旋轉部Ia上。螺紋在旋轉部Ia的作用下沿圖示的方向，即沿與內螺紋螺合時的 方向旋轉。來自光源2(h、2b)的放射光穿過擴散板3(3a、3b)照射到螺紋的外表面。由于 擴散板3(3a、3b)的存在，從而能夠照射到外螺紋的長度方向的整體。其中，外螺紋的長度 例如為2 3mm左右。另外，圖1省略了后述的透鏡、攝像傳感器、圖像處理部。圖2表示從上方眺望圖1所示的檢查裝置的狀態。光源加和光源2b以及擴散板 3a和擴散板北分別以隔著連接螺紋、透鏡4、攝像傳感器5的假想線A呈線對稱狀配置。 自擴散板3a放射出的光Lla和光Lh在螺紋外表面反射而經由透鏡4入射到攝像傳感器5上。同樣，由擴散板北放射的光Llb和光L2b也在螺紋外表面反射而經由透鏡4入射到 攝像傳感器5上。攝像傳感器5的輸入信息被發送到圖像處理部6，圖像處理部6能夠根據 來自攝像傳感器5的光信息、來自保持臺1的旋轉信息來識別螺紋整個周面的形狀。另外， 攝像傳感器5采用具有與螺紋的大小相對應的面積的區域傳感器。透鏡4接收光源加的放射光中在螺紋外表面的區域a的反射光和光源2b的放射 光中在螺紋外表面的區域b的反射光。光源2(h、2b)的放射光穿過擴散板3(3a、3b)也照 射到上述區域(區域a、區域b)以外的螺紋外表面區域(例如，區域C)。但是，由于入射角 度的關系，這些照射光沒有進入透鏡4。因此，若螺紋牙的形狀正常，則在攝像傳感器5僅接 收到上述區域a和區域b的螺紋形狀。圖3表示用于說明螺紋牙的形狀正常時的光源和透鏡之間的光路的圖。其中，螺 紋的牙和槽是沿與紙面垂直方向連續地形成的，但是附圖為了表示橫切螺紋的狀態而沒有 顯示螺紋牙的形狀。在圖3中，在光源加的放射光中的穿過擴散板3a的光Lla所照射的螺紋外表面 的位置Pla和光Lh所照射的螺紋外表面的位置Ph之間形成的區域(區域a)的反射光 射入透鏡4。同樣，在光源2b的放射光中的穿過擴散板北的光Llb所照射的螺紋外表面的 位置Plb和光源L2b所照射的螺紋外表面的位置P2b之間形成的區域(區域b)的反射光 也射入透鏡4。另一方面，例如，如光L3a那樣，在照射到離開了區域a的區域(區域c)的 情況下，該反射光沒有射入透鏡4。因此，對于旋轉的螺紋，省略圖示的攝像傳感器同時識別 來自區域a的反射光和來自區域b的反射光，而不識別區域c的反射光。另外，對于螺紋的 長度方向(螺紋旋轉時螺紋行進的方向)，能夠利用擴散板3(3a、!3b)同時照射螺紋牙部分 的整體。因此，若使螺紋至少旋轉一次，則圖像處理部6能夠掌握整個螺紋牙部分的形狀。圖4表示對在螺紋牙的形狀不正常、其中一部分上存在不被期望的凹凸時的光源 和透鏡之間的光路進行說明的圖。與圖3相同，區域a的反射光和區域b的反射光射入透 鏡4而被攝像傳感器5接收。另一方面，光源加側的光L3a在區域c被凹凸壁面Hl反射， 該反射光也射入透鏡4。另外，光源2b側的光Ub也在區域c被凹凸壁面H2反射，該反射 光也同樣射入透鏡4。即，當螺紋牙的形狀正常時，區域c的反射光由于光的入射角度的關 系而沒有射入透鏡4，但當螺紋牙上存在不被期望的凹凸時該凹凸壁面的反射光射入透鏡 4。這是本發明的特征。而且，在本發明中，能夠利用光源加的放射光照射凹凸壁面H1，利用光源2b的放 射光照射凹凸壁面H2。像這樣將兩個光源配置在以檢查對象為中心的相反的方向上，能夠 同時檢測壁面Hl和壁面H2的反射光，結果，能夠更準確地檢測凹凸形狀。若進一步說明， 即由于螺紋旋轉，因此當凹凸位于區域a、區域b時或許能夠通過反射光識別出什么異常， 但由于是從一個方向照射凹凸，因此如圖6所說明的那樣不能準確地識別出凹凸。圖5表示攝像傳感器5 (區域傳感器)的光接收狀態。表示旋轉的螺紋的某一瞬 間的狀態。圖5(a)與圖3相對應，表示螺紋牙的形狀正常的情況，圖5(b)與圖4相對應， 表示在螺紋牙的一部分上形成有不被期望的凹凸的情況。在圖5 (a)中，攝像傳感器5接收光源加的在區域a的反射光和光源2b的在區域 b的反射光，但不接收來自區域c的反射光。因此，無法識別區域c所對應的區域為什么樣 的圖像。另一方面，在圖5(b)中，攝像傳感器5與圖5的(a)同樣地接收光源加的在區域a的反射光和光源2b的在區域b的反射光，此外還接收區域c的來自凹凸壁面的反射光。像這樣，本發明通過由攝像傳感器5接收光、檢測來自區域的反射光，從而能夠檢 測出螺紋牙的凹凸。光源2放射可視光，例如采用LED。另外，在圖1和圖2中，優選光源加和光源2b 放射波長互不相同的光(不同顏色的光)。例如，光源加采用放射紅色光的LED，光源2b 采用放射藍色光的LED。其優點在于，對于一個凹凸，反射一側光源的光的壁面和反射另一 側光源的光的壁面可以分別通過不同濃淡、顏色特性來檢測圖像，從而能夠進一步明確地 確定該凹凸的外觀形狀。例如，圖5(b)的情況下，當識別出紅色圖像Gl和藍色圖像G2時， 紅色和藍色組合的部分為一個凹凸，從紅色和藍色的方向也能夠進行凹凸的區別。另外，上 述圖像的由包絡線連接的部分能夠判斷凹凸的大小。而且，也能夠與鄰近出現的凹凸進行 區別。但是，假設光源加和光源2b相同，則圖像Gl和圖像G2被識別為同一圖案，且存在 于其附近的圖像G3也同樣被識別為同一圖案，從而難以確定是通過什么樣的圖像組合而 形成凹凸。由此，本發明的特征還在于，從相反的方向分別照射不同波長的光(不同顏色的 光)。優選攝像傳感器為能夠拍攝彩色圖像的CCD (Charge CoupledDevice 電荷耦合 器件)攝像機。另外，通過調整透鏡能夠調整與螺紋牙之間的距離、焦點。而且，在上述 實施例中，對采用區域傳感器作為攝像傳感器進行了說明，但也可以采用線傳感器(Line knsor)。在該情況下，僅將區域c作為受光區域，采用線傳感器能夠取得同樣的作用效果。擴散板例如由丙烯酸樹脂板等構成。通過使向螺紋的照射光擴散能夠從所有的方 向照射螺紋。由此，能夠進一步高精度地檢測出凹凸。在上述實施例中，對光源2和擴散板3固定且能夠同時照射螺紋全長的情況進行 了說明，但是，例如在螺紋的全長較長的情況等時，也能夠使光源2和擴散板3 —體地向螺 紋的全長方向移動，隨著移動而照射螺紋外表面。 另外，為了便于說明本發明，極其模擬實驗化地表現了上述圖1、圖2、圖3、圖4、圖 5。因此，入射角、反射角等的角度或方向在光學上不一定正確的記述。另外，螺紋也僅表現 出了螺紋牙、螺紋槽的部分，但實際上存在螺紋的頭、胴體部。
權利要求
1.一種螺紋牙的檢查裝置，具有光源部，其對旋轉的螺紋的外表面局部且連續地照射； 攝像傳感器，其接收來自螺紋的反射光；以及圖像處理部，其根據螺紋的旋轉信息和攝像信息來識別螺紋牙的形狀，其特征在于， 上述攝像傳感器在螺紋牙形狀正常時不識別上述反射光，僅在螺紋牙存在不被期望的 凹凸的情況下，至少對能夠接收該凹凸導致的反射光的區域進行觀察。
2.如權利要求1所述的螺紋牙的檢查裝置，其特征在于， 上述光源部形成有兩個，上述光源部相對于上述區域，從螺紋的旋轉方向的前方和后方照射該螺紋牙。
3.如權利要求2所述的螺紋牙的檢查裝置，其特征在于， 上述光源部的放射波長互不相同。
全文摘要
本發明提供一種螺紋牙的檢查裝置，對螺紋牙的任何變形都能夠良好地識別。本發明的螺紋牙的檢查裝置具有光源部(2)，其對旋轉的螺紋的外表面局部且連續地照射；攝像傳感器(5)，其接收來自螺紋的反射光；以及圖像處理部(6)，其根據螺紋的旋轉信息和攝像信息來識別螺紋牙的形狀，其特征在于，上述攝像傳感器在螺紋牙形狀正常時不識別上述反射光，僅在螺紋牙存在不被期望的凹凸的情況下，至少對能夠接收該凹凸導致的反射光的區域進行觀察。
文檔編號G01B11/24GK102128598SQ20101059303
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年1月15日
發明者三上正芳, 東岡幸廣, 天野正樹, 小島俊 申請人:優志旺電機株式會社