CN101400990B - 蜂窝结构体的外壁检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蜂窝结构体的外壁检测方法，该方法能够不依赖人的感官而实施，并且缺陷检查水平和每个蜂窝结构体的检测时间一定，能够进行稳定的检测。陶瓷制的蜂窝结构体(1)的外壁检测方法是，在旋转蜂窝结构体(1)的同时，对蜂窝结构体(1)的外壁用线阵相机(2)进行摄像，通过处理所摄取的图像来判断蜂窝结构体(1)的外壁有无缺陷的蜂窝结构体(1)的外壁检测方法。
Description
技术领域
本发明涉及利用图像处理来检测蜂窝结构体的外壁上产生的缺陷的方法。
背景技术
蜂窝结构体被用于捕集内燃机、锅炉等的排气中含有的微粒物质的过滤器和排气净化用催化剂的催化剂载体等。特别是，陶瓷制的蜂窝结构体，具有耐热性、耐热冲击性、耐氧化性的优良特性，作为适用于上述用途的结构体，被广泛使用。
通常，陶瓷制的蜂窝结构体，是通过将陶瓷粉末与有机粘合剂、水等同时混炼形成粘土状的坯料，将其通过挤压成型法等成型为蜂窝形状，根据需要进行干燥、煅烧等后，通过烧结而制成，但是上述的制造工艺中，在蜂窝结构体的外壁上会产生各种缺陷(断开、孔、裂纹、污物附着、污点、表面凹凸、伤痕、异物混入等)。
这些外壁的缺陷，引起蜂窝结构体的强度、用于过滤器场合的过滤性能、或者用于催化剂载体场合的排气净化性能等的降低，因此有必要对制造的每个蜂窝结构体是否有缺陷进行检测。现有技术中，上述蜂窝结构体的外壁上产生缺陷的检测，是通过目视检测实施的(没有发现与上述现有技术相关的现有技术文献)。
但是，上述目视检测是基于人视觉的官能检测，因此漏掉的缺陷不少，而且由于视力和疲劳度的不同，缺陷检测水平产生偏差，难以稳定检测。而且，由于疲劳度的不同和制品的尺寸，每1个蜂窝结构体的检测时间产生偏差，因此难以效率稳定的工业生产蜂窝结构体。而且，在必须高水平检测缺陷的场合中，必须增加检测人员，延长每1个蜂窝结构体的检测时间，因此生产性低下。
发明内容
本发明，是鉴于上述现有技术具有的问题而做出的，其目的是提供能够不依赖人的感官而实施，并且缺陷检查水平和每1个蜂窝结构体的检测时间一定，能够进行稳定的检测的蜂窝结构体的外壁检测方法。
为了实现上述目的，通过本发明提供以下的蜂窝结构体的外壁缺陷检测方法。
蜂窝结构体的外壁检测方法，是陶瓷制蜂窝结构体的外壁检测方法，在上述蜂窝结构体旋转的同时，对上述蜂窝结构体的外壁用线阵相机(line camera)进行摄像，通过处理所摄取的图像来判断上述蜂窝结构体的外壁有无缺陷的蜂窝结构体的外壁检测方法。
上述[1]中记载的蜂窝结构体的外壁检测方法，其中，在对上述蜂窝结构体的外壁摄像时，在上述蜂窝结构体的外壁上照射光的同时进行摄像。
上述[2]中记载的蜂窝结构体的外壁检测方法，其中，在从上述蜂窝结构体的轴方向观察时，上述蜂窝结构体的外壁上照射光的角度，相对于上述蜂窝结构体的中心与上述线阵相机的连接轴线，为30°以下的角度。
上述[1]～[3]中任何一项记载的蜂窝结构体的外壁检测方法，其中，上述蜂窝结构体的旋转时的偏心在±1.5mm以内。
上述[1]～[4]中任何一项记载的蜂窝结构体的外壁检测方法，含有将所摄取的图像二进制化的步骤、除去噪点步骤和判断有无缺陷的步骤。
本发明的蜂窝结构体的外壁检测方法，能够不依赖人的感官而实施，并且缺陷检查水平和每个蜂窝结构体的检测时间一定，能够进行稳定的检测。
附图说明
图1是表示本发明的检测方法的实施方式的一例的说明图。
图2是表示通过线阵相机的蜂窝结构体外壁的摄像方法的透视图。
符号说明
1：蜂窝结构体，2:线阵相机，3：照明器。
具体实施方式
以下，说明本发明的最佳实施方式，但本发明并不限于以下的实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围下，基于本领域技术人员的通常的知识，应当理解对以下实施方式施加的适宜变更、改良是在本发明的范围内。
本发明的蜂窝结构体的外壁检测方法，首先，在将检测对象蜂窝结构体旋转的同时，由线阵相机对蜂窝结构体的外壁进行摄像。旋转蜂窝结构体的方法，没有特别限定，例如，将蜂窝结构体装载在转盘上，与转盘一同旋转的方法是简易的，因而优选。而且，上述蜂窝结构体旋转中，旋转时的偏心优选在±1.5mm以内。如果旋转时的偏心超过该范围，则在检测对象蜂窝结构体为圆柱状，即从蜂窝结构体的轴方向看截面形状为圆形的场合中，形成了摄像过程中线阵相机的焦点偏离，成像图像的一部分不清晰。在蜂窝结构体的旋转中使用转盘的场合中，按照使转盘的旋转轴与蜂窝结构体的中心轴一致来装载蜂窝结构体。
而且，在从蜂窝结构体的轴方向看截面形状是椭圆形、四方形等圆形以外的场合中，通过将线阵相机的位置可动化等，能够将线阵相机对焦，将外壁成像。而且，陶瓷制的蜂窝结构体能够应用成形体、干燥体、煅烧体、烧结体等制造过程中的任一阶段的状态。
通过线阵相机摄像，如图2所示，逐线对蜂窝结构体1的每一规定宽度W进行摄像，在蜂窝结构体1的1次旋转期间完成外壁全体的摄像。逐线的成像宽度W，根据所使用的线阵相机的规格，10～100μm程度是适当的。使用的线阵相机，优选驱动频率为10～100MHz左右，像素数为2000～10000像素左右。
如图1所示，在成像时，优选使用照明器3，在蜂窝结构体1的外壁上照射光的同时进行摄像。由此得到将缺陷部分的暗处清楚化的高对比度图像。而且，在该光照射之时，在从蜂窝结构体1的轴方向观察的场合中，在蜂窝结构体1的外壁上照射光的角度θ，相对于蜂窝结构体1的中心与线阵相机3的连接轴线L，形成为30°以下，使之呈现将缺陷部分暗处清楚化，因而优选。用于照射光的照明，例如，优选可使用适合的卤素灯，将该光由聚光透镜聚光，而照射在蜂窝结构体的外壁的摄像线束上。
如上述摄取的蜂窝结构体的外壁的图像，通过图像处理来判断有无外壁的缺陷。具体的图像处理顺序为，首先，优选对所成像的图像实施二进制化处理。通过该二进制化处理，有缺陷可能性的部分形成为黑色的，其以外的部分形成为白色，具有缺陷可能性的部分及其形状、尺寸等就明确了。
而且，如此所检测的外壁缺陷，例如是断开和裂纹这样的场合中，优选通过使用除噪过滤器等，实施噪声除去处理将认为与上述缺陷无关的尘埃和污物等的图像除去。
从上述实施了二进制化处理和噪声除去处理的外壁图像判断有无外壁的缺陷。具体的，设定阈值，由于具有缺陷可能性的黑色部分的长度等在该阈值以上或阈值以下，因此自动判断是否是缺陷。设定阈值的项目为，例如，举例从黑色部分的长度、宽度、纵横比、面积等所述各种项目中，对应于所检测的缺陷的种类，选择1个以上适于检测的有效的项目。而且，阈值的设定值是对应于所检测的缺陷的种类和要求的检测水平等而设定的适宜的有效值。
根据上述图像处理的有无缺陷的判断，能够采用市售的图像处理系统进行，例如，Cognex公司制的缺陷检测系统SmartView等是适用的。
实施例
以下，基于实施例更详细的说明本发明，但本发明不限于该实施例。
实施例1～18
如表1所示，准备了外壁上有缺陷或没有缺陷的15个堇青石制蜂窝结构烧结体(样品No.1～15)，通过本发明的检测方法，实施上述蜂窝结构体(烧结体)的外壁检测，并且检查可否检出缺陷和各蜂窝结构体的检测所需的时间(间隔时间(tact))。检测对象蜂窝结构体，旋转时的偏心是在±1.5mm以内，其中心轴与转盘的旋转轴相一致的装载在转盘上。线阵相机，以驱动频率400MHz，使用4000像素的像素数，并且将转盘以3秒1次旋转的同时，对蜂窝结构体的外壁以每1线束为15μm的宽度进行摄像，蜂窝结构体在1次旋转期间完成外壁全体的摄像。而且，该摄像时，照明采用150W的卤素灯，将该光由聚光透镜聚光为5mm宽度，而照射在蜂窝结构体外壁的摄像线上。照射的角度，如图1所示，相对于蜂窝结构体1的中心与线阵相机2的连接线L的照射角度θ，分别为表2中所示的值。所成像的外壁图像的处理和缺陷判断使用Cognex公司制的SmartView。用于判断缺陷的阈值的设定项目为纵横比(宽度/长度)、宽度、长度和面积(宽度×长度)，当这些值都对应了表2所示的阈值时判断为缺陷。检测由5名检测员(检测员A～E进行)，各检测员的检测结果如表2所示。而且，表中的“可否检出”，对于以有缺陷的蜂窝结构体(样品No.1～12)为检测对象的实施例1～15，检测出缺陷的场合为“○”，未检测出缺陷的场合为“×”。另一方面，将没有缺陷的蜂窝结构体(样品No.13～15)作为检测对象的实施例16～18，未检测出缺陷的场合为“○”，误判断检测出缺陷的场合为“×”。
比较例1～15
将作为上述实施例1～18的检测对象使用的蜂窝结构体相同的蜂窝结构体，实施由现有的根据人目视的外壁检测，并且检查可否检出缺陷，和各蜂窝结构体的检测所需的时间(间隔时间)。检测由5名检测员(检测员A～E进行)，各检测员的检测结果如表3所示。而且，表中的“可否检出”，对于以有缺陷的蜂窝结构体(样品No.1～12)为检测对象的比较例1～12，检测出缺陷的场合为“○”，未检测出缺陷的场合为“×”。另一方面，将没有缺陷的蜂窝结构体(样品No.13～15)作为检测对象的比较例13～15，未检测出缺陷的场合为“○”，误判断检测出缺陷的场合为“×”。
表1
| 样品No. | 样品形状 | 样品尺寸(直径mm×高度mm) | 缺陷种类 | 缺陷尺寸(宽度mm×长度mm) |
| 1 | 圆柱 | 103×105 | 裂开 | 0.02×15 |
| 2 | 圆柱 | 103×105 | 裂开 | 0.03×25 |
| 3 | 圆柱 | 103×88 | 裂开 | 0.03×5 |
| 4 | 圆柱 | 129×80 | 裂开 | 0.02×10 |
| 5 | 圆柱 | 93×125 | 裂开 | 0.02×3 |
| 6 | 圆柱 | 76×50 | 裂开 | 0.02×2 |
| 7 | 圆柱 | 106×81 | 裂开 | 0.03×3 |
| 8 | 圆柱 | 86×120 | 裂开 | 0.1×4 |
| 9 | 圆柱 | 86×75 | 裂开 | 0.02×120 |
| 10 | 圆柱 | 86×58 | 污物 | 0.05×0.5 |
| 11 | 圆柱 | 118×58 | 污物 | 1×1 |
| 12 | 圆柱 | 99×93 | 表面凹凸 | 0.05×1 |
| 13 | 圆柱 | 106×97 | 无缺陷 | - |
| 14 | 圆柱 | 106×114 | 无缺陷 | - |
| 15 | 圆柱 | 106×114 | 无缺陷 | - |
表3
按照表2所示，根据本发明的检测方法进行检测的实施例1～18，间隔稳定为3秒，且100％的检测率。另一方面，按照表3所示，根据人目视方法进行检测的比较例1～15，间隔为4～9秒，因此，由于检测员和蜂窝结构体的尺寸等产生了大的偏差，漏掉的缺陷不少，难以稳定检测。而且，上述实施例中，检测对象使用了堇青石制蜂窝结构体，本发明的检测方法中，陶瓷制的蜂窝结构体也能够适用成形体、干燥体、煅烧体等。
产业上的应用可能性
本发明适用作为用于检测蜂窝结构体外壁的缺陷的检测方法。
Claims (4)
1.一种蜂窝结构体的外壁检测方法，是陶瓷制蜂窝结构体的外壁检测方法，其特征在于：在使上述蜂窝结构体旋转的同时，用线阵相机对上述蜂窝结构体的外壁进行摄像，通过处理所摄取的图像来判断上述蜂窝结构体的外壁有无缺陷，并且在对上述蜂窝结构体的外壁进行摄像时，在对上述蜂窝结构体的外壁照射光线的同时进行摄像。
2.根据权利要求1中记载的蜂窝结构体的外壁检测方法，其特征在于：从上述蜂窝结构体的轴向观察，对上述蜂窝结构体的外壁照射光线的角度为，相对于连接上述蜂窝结构体的中心与上述线阵相机的轴线，呈30°以下的角度。
3.根据权利要求1记载的蜂窝结构体的外壁检测方法，其特征在于：上述蜂窝结构体旋转时的偏心在±1.5mm以内。
4.根据权利要求1记载的蜂窝结构体的外壁检测方法，其特征在于：含有将所摄取的图像二进制化的步骤、除去噪点步骤和判断有无缺陷的步骤。
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