CN112540085A - 压接端子的外观检查装置 - Google Patents

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Abstract

一种外观检查装置通过在将照明光照射到压接端子上的同时用摄像机拍摄压接端子的图像来检查压接端子的外观。该装置包括用于将照明光照射到压接端子(T)上的照明单元(10)以及拍摄压接端子的图像的摄像机(C1和C2)。作为照明单元设置有平面渐变光源(光扩散板(15))，其亮度从照射面的一侧朝向另一侧在预定方向上逐渐变化。摄像机(C1和C3)设置为使得渐变光源在通过摄像机拍摄压接端子的图像而获得的图像上作为在压接端子的表面上的反射图像反射。

Description

压接端子的外观检查装置
技术领域
本发明涉及一种压接端子的外观检查装置，该压接端子的外观检查装置通过在将照明光照射到压接在电线的尖端的压接端子上的同时，用摄像机拍摄外观图像来进行外观检查。
背景技术
在现有技术中，这种类型的外观检查装置在专利文献1等中是已知的。专利文献1JP-H8-178851公开的外观检查装置被构造成使得照明光尽可能均匀地照射到压接端子上。
专利文献
[专利文献1]JP-A-H8-178851
但是，由于将照明光设定为均匀地照射在压接端子上，因此存在难以确认端子的变形状态，例如平缓的凹凸的问题。另外，如果整个照明是明亮的，则存在根据端子的变形状态而发生光晕的问题，因此难以检查变形部分。
发明内容
本发明是鉴于上述情况做出的，并且本发明的目的是提供一种压接端子的外观检查装置，其能够检测压接端子的变形状态。
根据一个实施例，压接端子的外观检查装置通过在将照明光照射到压接在电线的尖端上的压接端子上的同时用摄像机拍摄外观图像来检查外观。该装置包括：
端子设置单元，其设置在摄像空间的固定位置；
照明单元，用于沿预定方向向设置在端子设置单元上的压接端子照射照明光；以及
摄像机，其沿预定方向拍摄配置在端子设置单元上的压接端子的图像，
其中，作为照明单元设置有平面渐变光源，其亮度从照射面的一侧向另一侧逐渐变化，并且
摄像机配置在使得渐变光源在通过摄像机拍摄压接端子的图像而获得的图像上作为压接端子的表面上的反射图像出现的位置。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的外观检查装置的一些组件的透视图。
图2是从与图1不同的方向观察外观检查装置的构成的透视图。
图3是从后方观察外观检查装置时的概略结构图。
图4是从侧方观察外观检查装置时的概略结构图。
图5A和图5B是示出外观检查装置中的光扩散板的照射面的亮度的渐变的视图。图5A是示出光扩散板的照射面的视图。图5B是示出根据远离端子的上方的方向上的位置的亮度变化的图表。
图6是示出根据外观检查装置中是否设置有光扩散板而在压接端子的表面上的光晕差异和图像的可视性差异的视图。
图7是示出外观检查装置中的检查项目的视图。
图8是示出外观检查装置中的压接端子的下表面上的稳定器的变形状态引起的渐变照射面(光扩散板)的反射位置的变化的示意图。
图9A至图9C是示出通过外观检查装置中的压接端子的向着压接端子的下表面突出的稳定器的变形状态而获得的图像上的稳定器部(由N表示的位置)的亮度差的视图。图9A是表示稳定器是不弯曲的合格品的情况的照片。图9B是表示稳定器是向外弯曲的不良品的情况的视图。图9C是表示稳定器是向内弯曲的不良品的情况的照片。
图10是示出根据本发明的另一实施例的外观检查装置的视图。
详细说明
以下将参考附图描述本发明的具体实施例。
图1是示出根据本发明的实施例的外观检查装置的一些组件的透视图。图2是从与图1不同的方向观察时的透视图。图3是从后方观察外观检查装置时的概略结构图。图4是从侧方观察外观检查装置时的概略结构图。
如图1至图4所示，根据一个实施例，外观检查装置通过将照明光照射同时使用摄像机C1、C2和C3拍摄压接在电线W的尖端上的压接端子T的图像来检查外观。
摄像机
Figure BDA0002690193900000031
在摄像空间的固定位置上设置有端子设置单元，在本实施例中，说明了压接端子T配置在端子设置单元上的状态。图1至图4示出了压接端子T，而不是端子设置单元，该端子设置单元设置在由摄像机C1至C3的摄像空间的中央。
压接端子T以压接端子T的前端朝向前方、压接端子T的电线箍紧部的上表面朝向上方、与压接端子T连接的电线W的延伸方向上朝向后方、并且压接端子T的左右侧表面朝向左右侧的姿态，被插入并被设置到端子设置单元中。通过压接在电线W的尖端而连接的压接端子T例如在垂直于电线W的延伸方向的水平方向(左右方向)上，或在与电线W的延伸方向平行的方向上从后到前被插入并被设置到端子设置单元中。
在外观检查装置中设置有上部照明单元和下部照明单元，作为用于将照明光沿预定方向照射到配置在端子设置单元上的压接端子T上的照明单元。该上部照明单元位于设置在端子设置单元上的压接端子T的上方。该下部照明单元位于设置在端子设置单元上的压接端子T的下方。
作为上部照明单元的组件，设置有多个LED的平面光源12、由白色半透明树脂薄板制成的光扩散板15、以及将内表面设置为镜面的反射板17。作为下部照明单元，设置有LED型下部平面光源22。上部照明单元由上部支撑板11支撑，下部照明单元由下部支撑板21支撑。上部支撑板11和下部支撑板21被安装到垂直基板1。上部支撑板11位于摄像空间上方并被固定。下部支撑板21位于摄像空间下方并被固定。
上方摄像机C1、前方摄像机C2和下方摄像机C3的三个摄像机设置为固定在外观检查装置中，作为在预定方向上拍摄配置在端子设置单元上的压接端子T的图像的摄像机。摄像机C1至C3还通过支架4和5等安装在垂直基板1上。
上方摄像机C1配置在端子设置单元(压接端子T)的上方，并且从上方拍摄配置在端子设置单元上的压接端子T的上表面图像。前方摄像机C2配置在端子设置单元(压接端子T)的前面，并且从前面拍摄配置在端子设置单元上的压接端子T的图像。提供前方摄像机C2以检查所插入的压接端子T的倾斜度。
下方摄像机C3配置在端子设置单元(压接端子T)的底部下方，并且通过棱镜25和反射镜26从斜下部拍摄配置在端子设置单元上的压接端子T的右侧表面和左侧表面的图像。因此，下方摄像机C3、设置在下方摄像机C3上方且位于端子设置单元上的压接端子T的底部下方的棱镜25、以及反射镜26被包括在从斜下部拍摄压接端子T的左右侧面的图像的侧方摄像机中，该反射镜26设置在棱镜25左右两侧，并且在压接端子T的斜下方左右位置，接收设置在端子设置单元上的压接端子T的斜下部的左右侧表面的光学图像，并且使接收到的光学图像通过棱镜25入射到下方摄像机C3的透镜。
棱镜25安装在下部支撑板21上。反射镜26安装在被安装在下部支撑板21上的下部平面光源22上方的半透明板23上。板28配置在棱镜25上方以在上方摄像机C1拍摄图像时防止下部组件的反射。
上部照明单元设置为具有沿预定方向从照射面上的一侧朝向另一侧逐渐变化亮度的平面渐变光源(对应于稍后描述的光扩散板15)。一对平面渐变光源(光扩散板15)以平面的照射面与压接端子的轴向平行的姿态，被配置在左右斜上方的位置以避开作为上方摄像机的照明光路的端子设置单元的上方。
在每一个左右渐变光源(光扩散板15)中，设定渐变方向，以使各照射面的亮度在左右方向上逐渐变化，而在与压接端子的轴向平行的方向上亮度被保持为具有预定值。
更具体地，一对平面光源12配置在端子设置单元的上方的左右两侧上，使得照射面指向下方。平面光源12向下方照射均匀的光。光扩散板15设置在每个平面光源12下方，使得板表面指向与设置在端子设置单元上的压接端子T的轴向平行的方向。一对光扩散板15在左右方向上离靠近端子设置单元的上方的位置越远则向下倾斜，并且在传送来自平面光源12的光的同时扩散该光。即，从正面或背面观察时，一对光扩散板15以倒V字形安装。
因此，光扩散板15用作渐变照射面，其亮度根据在左右方向上离平面光源12的距离的变化而变化。在此，由于光扩散板15和平面光源12之间的距离随着在左右方向上从靠近压接端子T的上方越远而增加，所以光扩散板15具有从压接端子T的上方附近的中央侧到左右外侧减小的亮度渐变。由于来自平板状光源12的光在由白色透光性树脂薄板构成的光扩散板15扩散的同时传送，因此能够扩大发光面并降低局部的亮度不均。用于将平面光源12的光保持在摄像空间中而不将光泄漏到外部的反射板17配置在每个光扩散板15的外侧。
上方摄像机C1和侧方摄像机(下方摄像机C3、棱镜25以及反射镜26)设置为使得渐变光源(光扩散板15)在通过摄像机拍摄压接端子T的图像而获得的图像上作为压接端子T表面上的反射图像反射。
接下来，将描述效果。
图5A和图5B是示出根据实施例的外观检查装置中的光扩散板15的照射面的亮度的渐变的视图。图5A是示出光扩散板15的照射面的图片。图5B是示出根据在远离压接端子的上方的方向上位置的亮度的变化的图表。图6是示出根据外观检查装置中是否设置有光扩散板15的压接端子的表面上的光晕差和图像的可视性差的视图。图7是示出外观检查装置中的检查项目的图。
如图5A和5B所示，光扩散板15从平面光源12接收光，并在亮度具有渐变的状态下，将照明光照射到摄像空间中的压接端子上。配置在图5A的图片的下端旁边的正方形行表示亮度的测量位置。如图5B所示，随着测量位置从中心(图5A的右端)向左移动，亮度逐渐降低。如上所述，通过将倾斜的光扩散板15配置在平面光源12的下方，光扩散板15的照射面表现出渐变光源的功能。
如图6所示，由摄像机拍摄的图像根据是否设置了光扩散板15而有很大差异。即，当不设置光扩散板15时，所获取的图像的对比度增加，并且容易发生光晕。当设置光扩散板15时，所获取的图像的对比度降低，光晕的发生困难，因此容易识别出形状。
作为本实施例的外观检查装置的检查项目，如图7所示，设置有端子变形、电线的剥落状态、芯线的露出量、芯线的压接部的箍紧状态、覆盖箍紧部的后腿箍紧状态等。
根据本实施例的外观检查装置，能够得到如下的效果。
首先，在外观检查装置中，将渐变光源(光扩散板15)反射到由摄像机C1和C3拍摄的压接端子T的图像而得到的图像上，作为在压接端子T的表面上的反射图像。光源的照射面的亮度具有渐变，也就是说，亮度根据光源的照射面上的位置而变化。因此，当压接端子T变形时，作为压接端子T的表面的反射图像而被反射的渐变光源(光扩散板15)的在照射面上的位置发生变化，从而通过摄像机C1和C3拍摄而获得的反射图像的亮度发生变化。因此，能够确定压接端子T是否变形。
特别地，对于诸如镀锡端子之类的压接端子T，其是易于反射光的镜面部件，因为如果产品的形状发生变化，则通过摄像机C1和C3的在产品镜面上的光源的在照射面上的反射位置发生变化，反射图像的亮度很容易变化。因此，能够通过这种变化来检测出端子的变形。
例如，能够通过比较相同位置的合格品(不变形)和不良品(变形)的图像之间的亮度，来区分合格品和不良品。另外，即使压接端子本身作为检查对象的姿态不稳定，也能够通过识别出变形可能性高的部分(比较基准位置)和不变形的可能性高的部分(变形检查对象位置)这两个部分之间的亮度差来相对地检测出变形。即，在图像被获取，计算旨在检查端子表面上的变形的区域中的两个点处的亮度，并且两个点之间的亮度差大于或小于基准值的情况下，能够确定产品有缺陷。在任何情况下，都能够从由摄像机C1和C3获取的图像中检测出压接端子T的变形。
如上所述，由于能够通过摄像机图像对压接端子的变形状态进行外观检查，因此能够在没有人工干预的情况下进行检查。
具体地，能够通过上方摄像机C1观察压接端子T的上表面侧上的状态。能够通过侧方摄像机(下方摄像机C3、棱镜25和反射镜26)观察压接端子T的斜下方的左右侧面的状态。能够通过前方摄像机C2测量压接端子T的倾斜，并且上方摄像机C1或侧方摄像机获取的图像的亮度的确定值根据该倾斜程度而改变，从而进一步提高确定精度。
以这种方式，例如，能够观察设置在压接端子的左右两侧的下表面上向下突出的一对稳定器的变形状态。特别是，在本实施例的外观检查装置中，将光源的平面照射面的亮度的渐变方向设定为左右方向。因此，能够有效地观察稳定器S向内或向外弯曲中的左右方向的变形。
图8是表示外观检查装置中的压接端子T的下表面上的稳定器S的变形状态引起的渐变照射面(光扩散板15)的反射位置的变化的示意图。图9A至图9C是示出通过朝向压接端子T的下表面突出的稳定器S的变形状态引起的在所获取的图像上的稳定器部分(由N表示的位置)的亮度差异的图片。图9A是示出稳定器S是不弯曲的合格品的情况的图片。图9B是示出稳定器S是向外弯曲的不良品的情况的照片。图9C是示出稳定器S是向内弯曲的不良品的情况的照片。
如图8中所示，光扩散板15(渐变光源)在由下方摄像机C3拍摄压接端子T的图像而获得的图像上作为在压接端子T的表面上的反射图像反射。光扩散板15的亮度具有渐变，也就是说，亮度根据光扩散板15的在左右方向上的位置(在左右方向上的中间点P0、右侧点P1和左侧点P2)而变化。
因此，当稳定器S变形时，作为稳定器S的表面的反射图像而被反射的光扩散板15的位置发生变化，因此，通过摄像机C3拍摄而获得的反射图像的亮度发生变化。例如，与图9A所示的合格品的情况(图8中的S0)相比，当稳定器S如图9B所示向外弯曲时(图8中的S1)，观察位置N(稳定器S的被圆包围的位置)变亮。如图9C所示，当稳定器S向内弯曲时(图8中的S2)，观察位置N(稳定器S的被圆包围的位置)变暗。以这种方式，能够检测出稳定器的变形状态。
在本实施例的外观检查装置中，渐变光源具有平面光源12以及倾斜配置的光扩散板15。因此，在光扩散板15的作用下，压接端子T被广泛扩散的照明光照射。结果，如图6所示，在抑制由于照明光引起的光晕的同时，能够观察到诸如压接端子T的表面的不平坦或变形之类的微小形状。
在本实施例的外观检查装置中，能够利用一个下方摄像机C3、棱镜25以及左右反射镜26来集中地获取压接端子T的左右两个侧面的图像。因此，设备成本降低了。
可以采用另一种配置作为位于压接端子上方的渐变光源。图10是示出根据本发明的另一实施例的外观检查装置的视图。
在该装置中，不使用平面光源，而是代替光扩散板配置有能够进行渐变发光的光源，例如，液晶显示器101。如上所述，不仅使用光扩散板15和LED型平面光源12的组合，还可以使用诸如液晶面板或投影仪之类的能够自行控制发光量的装置，
[1]一种压接端子的外观检查装置，其通过在将照明光照射到压接在电线(W)的尖端上的压接端子(T)上的同时用摄像机拍摄外观图像来检查外观，该装置包括：
端子设置单元，其设置在摄像空间的固定位置；
照明单元(10)，用于沿预定方向对设置在端子设置单元上的压接端子(T)照射照明光；以及
摄像机(C1、C3)，其沿预定方向拍摄配置在端子设置单元上的压接端子(T)的图像，
其中，作为照明单元设置有平面渐变光源(15)，其亮度从照射面的一侧朝向另一侧逐渐变化，并且
摄像机(C1、C3)被配置在使得渐变光源(15)在通过摄像机拍摄压接端子(T)的图像而获得的图像上作为压接端子(T)的表面上的反射图像出现的位置上。
根据具有上述[1]的构造的压接端子的外观检查装置，渐变光源作为在压接端子的表面上的反射图像在通过摄像机拍摄压接端子的图像而获得的图像上出现。光源的照射面的亮度具有渐变，也就是说，亮度根据光源的照射面上的位置而变化。因此，当压接端子变形时，作为压接端子的表面的反射图像而被反射的渐变光源的在照射面上的位置发生变化，从而通过摄像机拍摄而获得的反射图像的亮度发生变化。因此，能够确定压接端子是否变形。特别地，对于诸如镀锡端子之类的压接端子，其是易于反射光的镜面部件，因为如果产品的形状发生变化，则通过摄像机拍摄的在产品镜面上的光源的照射面的反射位置发生变化，反射图像的亮度也很容易变化。因此，能够通过这种变化来检测出端子的变形。
通过比较相同位置的合格品和不良品的图像之间的亮度，也能够将合格品(不变形)和不良品(变形)彼此区分。也能够通过识别出变形可能性高的部分(比较基准位置)和不变形的可能性高的部分(变形检查对象位置)这两个部分之间的亮度差来相对地检测出变形。在任何情况下，都能够从摄像机获取的图像中检测出压接端子的变形。
[2]在压接端子的外观检查装置中，
端子设置单元可以被设置在摄像机(C1、C3)的摄像空间的中央，并且压接端子被插入并被设置为使得压接端子(T)的前端朝向前方，压接端子(T)的电线箍紧部的上表面朝向上方，并且压接端子(T)的左右侧表面向左右侧方的姿态，
作为摄像机，可以设置有上方摄像机(C1)，该上方摄像机配置在端子设置单元的上方，并从上方拍摄配置在端子设置单元上的压接端子(T)的图像，
一对渐变光源(15)，其可以以平面的照射面与压接端子的轴向平行的姿态设置在左右斜上方的位置以避开作为上方摄像机(C1)的摄像光路的端子设置单元的上方，并且
左右渐变光源(15)中的每一个的渐变方向可以设置为使得左右渐变光源(15)中的每一个的照射面的亮度在左右方向上逐渐变化，而在平行于压接端子(T)的轴向的方向上的亮度保持为预定值。
根据具有上述[2]的构造的压接端子的外观检查装置，能够通过上方摄像机观察压接端子的上表面侧的状态。因此，例如，能够观察到压接端子的上表面侧的端子变形、电线的剥落状态、芯线的露出量、芯线的压接部的箍紧状态以及覆盖箍紧部的后腿箍紧状态。
[3]在压接端子的外观检查装置中，
左右渐变光源可以包括：
在端子设置单元的上方的左右侧上将照射面向下设置的平面光源(12)，以及
光扩散板(15)，其设置为使得平面在平面光源(12)的下方指向与设置在端子设置单元上的压接端子(T)的轴向平行的方向，并且从靠近端子设置单元上方的位置向左右方向，变远的同时向下方倾斜，并且扩散来自平面光源(12)的光的同时投射光，并且
光扩散板(15)用作渐变照射面，其亮度根据在左右方向上距平面光源(12)的距离的变化而变化。
根据具有上述[3]的构造的压接端子的外观检查装置，渐变光源包括平面光源和倾斜配置的光扩散板。因此，在光扩散板的作用下，压接端子被广泛扩散的照明光照射。结果，在抑制由于照明光引起的光晕的同时，能够观察到例如压接端子的表面的不平坦或变形之类的微小形状。
[4]在压接端子的外观检查装置中，
作为摄像机，可以还设置有侧方摄像机，该侧方摄像机从斜下拍摄配置在端子设置单元上的压接端子的左右侧表面的图像，
该侧方摄像机可以包括：
下方摄像机(C3)，其配置在端子设置单元上的压接端子(T)的底部下方，
棱镜(25)，其配置在下方摄像机(C3)的上方并配置在端子设置单元上的压接端子(T)的底部下方，以及
反射镜(26)，其设置在棱镜(25)的左右侧，并且在压接端子(T)的斜下方的左右侧上接收设置在端子设置单元上的压接端子(T)的斜下方的左右测表面光学图像，并且引起将接收到的光学图像通过棱镜(25)入射到下方摄像机(C3)的透镜。
根据具有上述[4]的构造的压接端子的外观检查装置，能够通过侧方摄像机观察压接端子的斜下方的左右侧表面的状态，因此能够观察在压接端子的左右两侧下表面上向下突出的稳定器的变形状态。因此，能够有效地观察稳定器向内或向外弯曲的在左右方向上的变形。另外，能够通过一台摄像机集中地获取压接端子的左右两个侧面的图像，从而降低了设备成本。
[5]在上述[2]至[4]中任一项所述的压接端子的外观检查装置中，
作为摄像机还可以包括前方摄像机(C2),其拍摄配置在端子设置单元上的压接端子(T)的前部的图像。
根据具有上述[5]的构造的压接端子的外观检查装置，能够通过前方摄像机观察设置在端子设置单元上的压接端子的倾斜。因此，能够根据压接端子的倾斜程度来校正例如由上方摄像机或侧方摄像机拍摄的图像的亮度。
根据本发明，由于渐变光源在摄像机图像上作为压接端子表面上的反射图像反射，因此当压接端子变形时，通过作为反射图像被反射的渐变光源的亮度变化，能够检测出压接端子的变形状态。

Claims (5)

1.一种压接端子的外观检查装置，其通过在将照明光照射到压接在电线的尖端上的压接端子上的同时用摄像机拍摄外观的图像，从而来检查所述外观，所述装置包括：
端子设置单元，其设置在摄像空间的固定位置；
照明单元，用于沿预定方向对设置在所述端子设置单元上的所述压接端子照射照明光；以及
摄像机，其沿预定方向拍摄配置在所述端子设置单元上的所述压接端子的图像，
其中，作为所述照明单元设置有平面渐变光源，其亮度从照射面的一侧朝向另一侧逐渐变化，并且
所述摄像机配置在如下位置上，在该位置上，所述渐变光源在通过所述摄像机拍摄所述压接端子的图像而获得的图像上，作为所述压接端子的表面上的反射图像出现。
2.根据权利要求1所述的压接端子的外观检查装置，
其中，所述端子设置单元设置在所述摄像机的摄像空间的中央，并且所述压接端子被插入并被设置为如下姿态，即所述压接端子的前端朝向前方，所述压接端子的电线箍紧部的上表面朝向上方，并且所述压接端子的左右侧表面朝向左右侧，
作为所述摄像机，设置有上方摄像机，其配置在所述端子设置单元的上方，并从所述上方拍摄配置在所述端子设置单元上的所述压接端子的所述图像，
一对所述渐变光源以平面的照射面与所述压接端子的轴向平行的姿态，被配置在所述左右侧的斜上方的位置，以避开作为所述上方摄像机的摄像光路的所述端子设置单元的所述上方，并且
所述左右渐变光源中的每一个的渐变方向设置为使得所述左右渐变光源中的每一个的所述照射面的所述亮度在左右方向上逐渐变化，而在平行于所述压接端子的所述轴向的方向上的所述亮度保持为预定值。
3.根据权利要求2所述的压接端子的外观检查装置，
其中，所述左右渐变光源包括：
平面光源，在所述端子设置单元的所述上方的左右侧，将照射面朝下设置，以及
光扩散板，其在所述平面光源的下方被设置为使得平面朝向与设置在所述端子设置单元上的所述压接端子的所述轴向平行的方向，并且在从靠近所述端子设置单元的所述上方的位置向左右远离的同时向下方倾斜，在传送来自所述平面光源的光的同时扩散所述光，并且
所述光扩散板用作渐变照射面，其亮度根据在所述左右方向上距所述平面光源的距离的变化而变化。
4.根据权利要求2所述的压接端子的外观检查装置，
其中，作为所述摄像机还设置有侧方摄像机，其从斜下位置拍摄配置在所述端子设置单元上的所述压接端子的左右侧表面的图像，
所述侧方摄像机包括：
下方摄像机，其配置在被配置在所述端子设置单元上的所述压接端子的底部的下方；
棱镜，其配置在所述下方摄像机的上方，并且在配置在所述端子设置单元上的所述压接端子的底部的下方，以及
反射镜，其设置在所述棱镜的左右，在所述压接端子的斜下方的左右位置上接收配置在所述端子设置单元上的所述压接端子的斜下方的左右侧表面的光学图像，并且使所述接收到的光学图像通过所述棱镜入射到所述下方摄像机的透镜。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的压接端子的外观检查装置，
其中，作为所述摄像机还包括前方摄像机，其拍摄配置在所述端子设置单元上的所述压接端子的前部的图像。
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