专利名称：螺纹牙的检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及螺纹牙的检查装置。特别涉及用于发现形成在外螺纹牙上的凹凸的检
查装置。
背景技术：
汽车的发动机、取暖设备所使用的火花塞从更换操作的容易性出发，具有螺纹构 造。另外，载物台(stage)的位置调整所使用的滚珠丝杠(ball screw)也采用螺纹构造。 但是，当螺纹出现溃牙等而出现凹凸时，外螺纹与内螺纹不能可靠地螺合，或者，即使能够 螺合也无法卸下。因此，在上述螺纹的制造工序中，对螺纹进行形状检查，检查螺纹是否出 现溃牙或螺纹牙的形状是否在允许范围内。作为检查螺纹牙形状的装置，例如在专利文献1中公开了从螺纹牙一侧的侧部照 射光而对在反对侧的侧部得到的透射光进行拍摄的装置。放射光被螺纹牙部分遮挡而出现 螺纹牙的投影(silhouette)，而且，通过检测从螺纹槽部分透射出的光来掌握螺纹的形状。 然而，这样的装置能够检测出某种形状不良，但根据变形程度的不同有时无法识别不良。图6表示用于说明以往的检查装置的原理的示意构造。(a) (d)表示检查对象 物的形状各不相同，(al) (dl)表示隔着检查对象物在左侧配置光源、右侧配置图像传感 器(Image Sensor)的结构。(a2) (d2)表示从光源侧看到的检查对象物的状态。为了便 于说明，检查对象物基本采用三角形的板材。图6的(a)表示检查对象物为正常的状态。来自光源的放射光中的一部分光被检 查对象物遮挡，利用没有被遮挡而到达图像传感器的光，来识别检查对象物的形状。图6的(b)表示检查对象物的顶点欠缺的状态。在该情况下，由于来自光源的放 射光没有被欠缺部分遮挡，因此图像传感器识别出( )所示的形状。并且，能够通过与预 先存储的正常图案O^ttern)相比较，而检测出形状缺陷。图6的(C)与(b)相同，是检查对象物变形了的状态，表示检查对象物的顶点溃坏 而形成了毛刺(飞边)的状态。在该情况下，图像传感器也将毛刺识别为遮挡部分。图6的(d)表示在检查对象物的光源侧的侧部形成有凹凸的状态。在该情况下， 检查对象物的整体形状与正常图案相同，因此摄像传感器无法检测出凹凸的有无。像这样，在与自光源向图像传感器的光路相交叉的方向上发生形状变化的情况 下，图像传感器能够检测出该形状变化，但在沿自光源向图像传感器的光路的行进方向上 发生形状变化的情况下不影响遮光区域，结果，不能检测出形状变化。另夕卜，在专利文献2、专利文献3中，公开了从螺纹牙的侧部照射光，读出 (Sensing)该照射光的反射光的构造。但是，这样的装置或许也能够识别出螺纹牙的有无、 螺纹牙变形的有无，但不能准确地识别出是什么样的变形。另外，在螺纹牙的一部分上出现 凹凸的情况下，该装置也接收该凹凸的反射光。即，已知的检查装置或许能够检测出某种的不良品，但根据形状的变化程度的不 同有时不能识别出不良，而存在无法进行高精度的检测的问题。
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不过，通过使用许多光源来花时间从多个角度照射光能够提高检测精度，但螺纹 原本就很小，难以高灵敏度地检测由于螺纹牙的变形而产生的凹凸。专利文献1 日本特开昭62-49203专利文献2 日本特开平5-M0738专利文献3 日本特开昭55-7070
发明内容
本发明提供一种对螺纹牙的任何变形都能够良好地识别的检查装置。为了解决上述课题，本发明的螺纹牙的检查装置具有光源部，其对旋转的螺纹的 外表面局部且连续地照射；摄像传感器，其接收来自螺纹的反射光；以及图像处理部，其根 据螺纹的旋转信息和摄像信息来识别螺纹牙的形状，其特征在于，上述摄像传感器在螺纹 牙形状正常时不识别上述反射光，仅在螺纹牙存在不被期望的凹凸的情况下，至少对能够 接收该凹凸导致的反射光的区域进行观察。而且，本发明的螺纹牙的检查装置还具有如下特征，上述光源部形成有两个，且相 对于上述区域，从螺纹的旋转方向的前方和后方照射该螺纹牙。而且，本发明的螺纹牙的检查装置还具有如下特征，上述光源部的放射波长互不 相同。本发明的螺纹牙的检查装置在如下位置配置了摄像传感器，即仅在螺纹牙上形成 有凹凸的情况下接收来自螺纹表面的反射光的位置，因此能够可靠地检测出形成在螺纹上 的凹凸。而且，通过设置放射不同波长的光的两个光源，能够根据拍摄图像的浓淡或颜色特 性来更准确地掌握凹凸的形状。


图1表示本发明的螺纹牙的检查装置的概略结构。图2表示本发明的螺纹牙的检查方法的概略结构。图3表示本发明的螺纹牙的检查方法的概略结构。图4表示本发明的螺纹牙的检查方法的概略结构。图5是表示用于说明本发明的螺纹牙的检查装置的概念图。图6是表示用于说明以往的螺纹牙的检查装置的图。
具体实施例方式图1表示本发明的螺纹牙检查装置的概略结构。作为检查对象的螺纹被安装在保 持台1的旋转部Ia上。螺纹在旋转部Ia的作用下沿图示的方向，即沿与内螺纹螺合时的 方向旋转。来自光源2(h、2b)的放射光穿过扩散板3(3a、3b)照射到螺纹的外表面。由于 扩散板3(3a、3b)的存在，从而能够照射到外螺纹的长度方向的整体。其中，外螺纹的长度 例如为2 3mm左右。另外，图1省略了后述的透镜、摄像传感器、图像处理部。图2表示从上方眺望图1所示的检查装置的状态。光源加和光源2b以及扩散板 3a和扩散板北分别以隔着连接螺纹、透镜4、摄像传感器5的假想线A呈线对称状配置。 自扩散板3a放射出的光Lla和光Lh在螺纹外表面反射而经由透镜4入射到摄像传感器5上。同样，由扩散板北放射的光Llb和光L2b也在螺纹外表面反射而经由透镜4入射到 摄像传感器5上。摄像传感器5的输入信息被发送到图像处理部6，图像处理部6能够根据 来自摄像传感器5的光信息、来自保持台1的旋转信息来识别螺纹整个周面的形状。另外， 摄像传感器5采用具有与螺纹的大小相对应的面积的区域传感器。透镜4接收光源加的放射光中在螺纹外表面的区域a的反射光和光源2b的放射 光中在螺纹外表面的区域b的反射光。光源2(h、2b)的放射光穿过扩散板3(3a、3b)也照 射到上述区域(区域a、区域b)以外的螺纹外表面区域(例如，区域C)。但是，由于入射角 度的关系，这些照射光没有进入透镜4。因此，若螺纹牙的形状正常，则在摄像传感器5仅接 收到上述区域a和区域b的螺纹形状。图3表示用于说明螺纹牙的形状正常时的光源和透镜之间的光路的图。其中，螺 纹的牙和槽是沿与纸面垂直方向连续地形成的，但是附图为了表示横切螺纹的状态而没有 显示螺纹牙的形状。在图3中，在光源加的放射光中的穿过扩散板3a的光Lla所照射的螺纹外表面 的位置Pla和光Lh所照射的螺纹外表面的位置Ph之间形成的区域(区域a)的反射光 射入透镜4。同样，在光源2b的放射光中的穿过扩散板北的光Llb所照射的螺纹外表面的 位置Plb和光源L2b所照射的螺纹外表面的位置P2b之间形成的区域(区域b)的反射光 也射入透镜4。另一方面，例如，如光L3a那样，在照射到离开了区域a的区域(区域c)的 情况下，该反射光没有射入透镜4。因此，对于旋转的螺纹，省略图示的摄像传感器同时识别 来自区域a的反射光和来自区域b的反射光，而不识别区域c的反射光。另外，对于螺纹的 长度方向(螺纹旋转时螺纹行进的方向)，能够利用扩散板3(3a、!3b)同时照射螺纹牙部分 的整体。因此，若使螺纹至少旋转一次，则图像处理部6能够掌握整个螺纹牙部分的形状。图4表示对在螺纹牙的形状不正常、其中一部分上存在不被期望的凹凸时的光源 和透镜之间的光路进行说明的图。与图3相同，区域a的反射光和区域b的反射光射入透 镜4而被摄像传感器5接收。另一方面，光源加侧的光L3a在区域c被凹凸壁面Hl反射， 该反射光也射入透镜4。另外，光源2b侧的光Ub也在区域c被凹凸壁面H2反射，该反射 光也同样射入透镜4。即，当螺纹牙的形状正常时，区域c的反射光由于光的入射角度的关 系而没有射入透镜4，但当螺纹牙上存在不被期望的凹凸时该凹凸壁面的反射光射入透镜 4。这是本发明的特征。而且，在本发明中，能够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。像这样将两个光源配置在以检查对象为中心的相反的方向上，能够 同时检测壁面Hl和壁面H2的反射光，结果，能够更准确地检测凹凸形状。若进一步说明， 即由于螺纹旋转，因此当凹凸位于区域a、区域b时或许能够通过反射光识别出什么异常， 但由于是从一个方向照射凹凸，因此如图6所说明的那样不能准确地识别出凹凸。图5表示摄像传感器5 (区域传感器)的光接收状态。表示旋转的螺纹的某一瞬 间的状态。图5(a)与图3相对应，表示螺纹牙的形状正常的情况，图5(b)与图4相对应， 表示在螺纹牙的一部分上形成有不被期望的凹凸的情况。在图5 (a)中，摄像传感器5接收光源加的在区域a的反射光和光源2b的在区域 b的反射光，但不接收来自区域c的反射光。因此，无法识别区域c所对应的区域为什么样 的图像。另一方面，在图5(b)中，摄像传感器5与图5的(a)同样地接收光源加的在区域a的反射光和光源2b的在区域b的反射光，此外还接收区域c的来自凹凸壁面的反射光。像这样，本发明通过由摄像传感器5接收光、检测来自区域的反射光，从而能够检 测出螺纹牙的凹凸。光源2放射可视光，例如采用LED。另外，在图1和图2中，优选光源加和光源2b 放射波长互不相同的光(不同颜色的光)。例如，光源加采用放射红色光的LED，光源2b 采用放射蓝色光的LED。其优点在于，对于一个凹凸，反射一侧光源的光的壁面和反射另一 侧光源的光的壁面可以分别通过不同浓淡、颜色特性来检测图像，从而能够进一步明确地 确定该凹凸的外观形状。例如，图5(b)的情况下，当识别出红色图像Gl和蓝色图像G2时， 红色和蓝色组合的部分为一个凹凸，从红色和蓝色的方向也能够进行凹凸的区别。另外，上 述图像的由包络线连接的部分能够判断凹凸的大小。而且，也能够与邻近出现的凹凸进行 区别。但是，假设光源加和光源2b相同，则图像Gl和图像G2被识别为同一图案，且存在 于其附近的图像G3也同样被识别为同一图案，从而难以确定是通过什么样的图像组合而 形成凹凸。由此，本发明的特征还在于，从相反的方向分别照射不同波长的光(不同颜色的 光)。优选摄像传感器为能够拍摄彩色图像的CCD (Charge CoupledDevice 电荷耦合 器件)摄像机。另外，通过调整透镜能够调整与螺纹牙之间的距离、焦点。而且，在上述 实施例中，对采用区域传感器作为摄像传感器进行了说明，但也可以采用线传感器(Line knsor)。在该情况下，仅将区域c作为受光区域，采用线传感器能够取得同样的作用效果。扩散板例如由丙烯酸树脂板等构成。通过使向螺纹的照射光扩散能够从所有的方 向照射螺纹。由此，能够进一步高精度地检测出凹凸。在上述实施例中，对光源2和扩散板3固定且能够同时照射螺纹全长的情况进行 了说明，但是，例如在螺纹的全长较长的情况等时，也能够使光源2和扩散板3 —体地向螺 纹的全长方向移动，随着移动而照射螺纹外表面。 另外，为了便于说明本发明，极其模拟实验化地表现了上述图1、图2、图3、图4、图 5。因此，入射角、反射角等的角度或方向在光学上不一定正确的记述。另外，螺纹也仅表现 出了螺纹牙、螺纹槽的部分，但实际上存在螺纹的头、胴体部。
权利要求
1.一种螺纹牙的检查装置，具有光源部，其对旋转的螺纹的外表面局部且连续地照射； 摄像传感器，其接收来自螺纹的反射光；以及图像处理部，其根据螺纹的旋转信息和摄像信息来识别螺纹牙的形状，其特征在于， 上述摄像传感器在螺纹牙形状正常时不识别上述反射光，仅在螺纹牙存在不被期望的 凹凸的情况下，至少对能够接收该凹凸导致的反射光的区域进行观察。
2.如权利要求1所述的螺纹牙的检查装置，其特征在于， 上述光源部形成有两个，上述光源部相对于上述区域，从螺纹的旋转方向的前方和后方照射该螺纹牙。
3.如权利要求2所述的螺纹牙的检查装置，其特征在于， 上述光源部的放射波长互不相同。
全文摘要
本发明提供一种螺纹牙的检查装置，对螺纹牙的任何变形都能够良好地识别。本发明的螺纹牙的检查装置具有光源部(2)，其对旋转的螺纹的外表面局部且连续地照射；摄像传感器(5)，其接收来自螺纹的反射光；以及图像处理部(6)，其根据螺纹的旋转信息和摄像信息来识别螺纹牙的形状，其特征在于，上述摄像传感器在螺纹牙形状正常时不识别上述反射光，仅在螺纹牙存在不被期望的凹凸的情况下，至少对能够接收该凹凸导致的反射光的区域进行观察。
文档编号G01B11/24GK102128598SQ20101059303
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年1月15日
发明者三上正芳, 东冈幸广, 天野正树, 小岛俊 申请人:优志旺电机株式会社