JP2004108833A

JP2004108833A - Apparatus for visually inspecting article, its inspection method, and apparatus for continuously selecting non-conforming article

Info

Publication number: JP2004108833A
Application number: JP2002269106A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyasu Fukuzawa; 福沢　満保; Masanori Yashiki; 屋敷　正徳; Masatoshi Hirai; 平井　政俊; Takanori Doi; 土井　孝則
Original assignee: YKK Corp
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP4093460B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a visual inspection apparatus and its inspection method for simultaneously imaging a plurality of surfaces in an article consisting of polyhedrons by a single imaging machine for accurate and high-speed inspection, and to provide an apparatus for continuously selecting non-conforming articles where the inspection apparatus is applied. <P>SOLUTION: The upper surface of articles (1, 21) to be inspected is illuminated by a first lighting apparatus. The left/right sides are illuminated by a second lighting apparatus (14) for illuminating from the rear side via a half mirror (13). The reflection light image of each surface is imaged by a CCD camera (11). The imaged data are converted to a shaded image by a shading processing section (16a) at an image processing section (16), and then the shaded image is binarized to obtain a black-and-white image. The imaged screen is divided into multiple regions by a control section (17), and each area in at least one of the black-and-white images that are processed by a binarization processing section in respective division regions (R1-Rn) is calculated by a calculation section (17a). The calculation result is compared with reference values α1-αn being preset for each region for judging whether it is conforming or non-conforming, thus determining an article that is judged to be non-conforming at least at one division region to be non-conforming. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品表面の欠陥を検出して、その良否を正確に且つ高速で判定する物品の外観検査装置とその検査方法及び前記検査装置が適用された不良品の連続的な高速選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業製品にあって、特にその外観が重要視される製品は多い。例えば、日用品などの構成部品であって、それが外部に露呈する部分に配されるときは、仮にそれらの部品が微小なものであっても、その外観が製品の良否を左右することすらある。近年のファッションの多様化は、こうした微小な部品に対する外観的評価が製品に対する品質評価に直接つながる場合が多い。例えば、スライドファスナーの品質に対するユーザーの評価は厳しく、更に高品質の製品に対する要望が著しく高まっている。こうした要望に応えるべく、スライドファスナーの開離嵌挿具を構成する蝶棒や箱棒に対するメッキむらの検査を実施している。
【０００３】
この開離嵌挿具は金属や合成樹脂材料から作られる蝶棒、箱棒及び箱体から構成される。このメッキは、通常、亜鉛材料からなる蝶棒、箱棒及び箱体の全表面に銅メッキ層を介してなされることが多い。これらのメッキは、多数の蝶棒、箱棒、箱体等の微小な部品を種別ごとにメッキ槽に浸漬して回転するバレル内に収容して行われる。このメッキの途中で部品同士が絡まり、その絡まった状態でメッキがなされて接触部分にはメッキがなされず、メッキ製品となったのちにメッキのなされていない部分が表面に露呈する。このメッキされない部分が表面に露呈すると、その部分と他の露呈部分との間に色差が生じ、色むらとなる。この色むらが一部にでも存在する場合には不良品となる。
【０００４】
通常、前記色むらは検査員による目視検査に依存していた。しかるに、前述のような部品類は、微小寸法である上に複雑な形状を持っていることが多い。そのため、人手による目視検査では、次のような課題があった。
▲１▼　大量の微小製品を長時間にわたって正確に検査することは、健康上の理由からも難しい。
▲２▼　品質基準の個人差により、画一的な検査を行うことが困難である。
▲３▼　人手によるため、膨大な時間とコストがかかる。
【０００５】
そこで、従来も画像処理技術を利用して物品の外観検査を行うことが行われている。従来、多面体の全ての表面を撮像するには、その表面の数と同じ撮像機によって撮像し、その画像データを画像処理回路にて処理している。そのため、装置全体が大型化するだけでなく、撮像表面が増加すればするほど撮像機の数も増え、その操作制御が煩雑化し、同時に画像処理回路も複雑となり処理速度が大幅に遅くなる。
【０００６】
こうした不具合を解消すべく、例えば特開平１１−２３０７２８号公報や登録実用新案第２５０４６３６号公報では、撮像しようとする物品の多面に対応させて複数のミラーを設置し、物品の一部実像と複数の鏡像とを単一のカメラで同時に撮像する外観検査方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、この種の撮像により外観検査を行うには、物品の撮像しようとする表面に対して照明を一律に照射する必要がある。例えば、上述のような被検査物品表面のメッキむらや色むらを検査する場合には、照明が均一でないと、その照明むらによって撮像画像にもむらが生じ、たとえメッキむらや色むらがないような良品に対して不良品であるとする検査結果が生じる。
【０００８】
この点は、特に上述のごとくミラーを使用して多像を単一の撮像機をもって同時に撮像する場合には、先ず念頭においておく必要がある。しかるに、上記実用新案登録第２５０４６３６号公報では、物品の周辺を均等に取り囲むようにして多数の小型ランプを配設して、物品の撮像対象面を均一に照明するように一応は心掛けているのに対し、一方の特開平１１−２３０７２８号公報では、この照明については単に蛍光灯照明や光ファイバーガイドを使って照明する点が記載されてはいるものの、それらの配設等に関しては僅かに図面に概略的に記載しているのみであって、このままでは実用化は到底難しい。
【０００９】
前述のごとく、特にミラーを使う場合には、ミラーと撮像機との干渉を避けると共に、ミラーの反射光像を撮影するためミラーの反射光路との干渉をも避けて、照明を物品の撮影面に向けなければならない。その結果、照明は物品の撮影面に対して斜め方向から照明しなければならなくなる。しかるに、斜め方向からの照明では検査面の明るさを均一にすることは極めて難しい。さらに、ミラーを使用して１台の撮像機をもって複数面を同時に撮影して検査することから、それぞれの面同士の明るさを均一にして、検査の基準を一定にしなくてはならないが、斜め方向からの照明のため、それぞれの面を均一に照明するための調整が難しく、照明むらがそのままメッキむら又は色むらとなり、或いは照明の方向に影響される凹凸面をメッキむらや色むらとして扱ってしまい、均一照明下でのメッキむらや色むらを正確に検査することができなかった。
【００１０】
本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その目的は多面体からなる物品の複数の面を単一の撮像機をもって同時に撮像し、正確に且つ高速に検査が可能な外面検査装置及びその検査方法と、前記検査装置が適用された不良品の連続選別装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段と作用効果】
かかる目的は、本発明の基本的な構成である、物品の外観の表面むらを検出する装置であって、検査領域に対面して配された１台のＣＣＤカメラと、検査領域を挟んで傾斜して配され、同検査領域に置かれた物品の周側面の鏡像を前記ＣＣＤカメラに向けて反射させる１以上のハーフミラーと、前記物品の上面を照射する第１照明光源と、前記ハーフミラーの背面側に配され、同ハーフミラーを透過して前記物品の周側面を照射する１以上の第２照明光源とを備えてなることを特徴とする物品の外観検査装置により達成される。
【００１２】
ハーフミラーは、同ミラーの背面から照射した光は同ミラーを透過して照射するとともに、その前面に入射する光は背面側に透過せず前面で反射する。本発明はハーフミラーのこの性質を利用するものであり、検査領域を挟んで傾斜して配されたハーフミラーの背面側から照明光源により所定の光度をもつ光を照射すると、同照明光はハーフミラーを透過して、検査領域にある被検査物品の周側面の一表面に垂直に照射する。このとき、前記照明光源からの照射を面照射とすることが好ましい。面照射により、前記物品の照射面に対して均等な光量の照射がなされる。同物品で反射する光はハーフミラーの前面（鏡面）で反射し、その反射光像をＣＣＤカメラにて撮像する。一方、被検査物品の上方にも第１照明光源が配されており、第２照明光源による照射と同時に、第１照明光源により被検査物品の上面を直接照射し、その反射光像を前記ＣＣＤカメラをもって同時に撮像する。
【００１３】
このように、被検査物品の複数の外面を単一のカメラで同時に撮像して検査するとき、周側面に対向させてハーフミラーを配設するとともに、物品の周側面と対向するハーフミラーの鏡面とは反対側の背面側に第２照明光源を設置して、同照明光源からの照明光を物品の撮像しようとする周面に向けて照射すると、その照明光はハーフミラーをほぼ屈曲することなく透過する。その結果、従来のごとく、物品の照射面に対して斜めに照射されず、照射面に対して垂直に光が同照射面を照射するようになり、その照射面を均一に照明でき、照明によるむらが発生しないため、メッキむらや色むらを正確に検査することができる。さらに、第１及び第２照明光源により上面と各周側面とをそれぞれ個別に照明するため、各面は他の照明光による影響をほとんど受けず、被検査物品の各面に対する照明量も個別に調整することができ、しかもその調整が容易となる。
【００１４】
本発明の外観検査装置は、上記構成に加えて、更に前記ＣＣＤカメラと、同ＣＣＤカメラに接続された画像処理部と、同画像処理部と連繋するとともに、前記ＣＣＤカメラ、上記第１及び第２照明光源に接続された制御部とを備えることができる。前記画像処理部は、前記ＣＣＤカメラの撮像を濃淡処理する濃淡処理部と、同濃淡処理部で得られた濃淡処理画像を２値化して白黒画像を得る２値化処理部とを有している。前記制御部は、物品の撮像画面を多領域に分割し、各分割領域における２値化処理部にて処理された白黒画像の少なくとも一方の各面積を算出する算出部と、その各領域ごとの算出結果と各領域ごとに予め設定された基準値とを比較する比較演算部と、その演算結果により良品か不良品かを判断し、少なくとも一つの分割領域において不良品であると判断された物品を不良品であると決定する判断部とを有している。
【００１５】
前記算出部は、各分割領域における２値化処理部にて処理された白黒画像の不良品とされるいずれかの領域の総数を算出するようにすることもできる。その場合、算出部で算出された総数と予め設定された基準総数とを比較演算部で比較し、判断部にてその演算結果により良品か不良品かを判断する。更には、前記物品の撮像画面を多領域に分割せずに、２値化処理部にて処理された白黒画像の少なくとも一方の総面積を算出する算出部と、その算出結果と予め設定された基準値とを比較する比較演算部と、その演算結果により良品か不良品かを判断する判断部とを有するようにすることもできる。
【００１６】
ここで重要な点は、既述したようにハーフミラーを使用することに加えて、上述の画像処理部と制御部とを有している点にある。
画像処理部では、ＣＣＤカメラに接続された画像処理部にて濃淡処理したのち、同濃淡処理された濃淡処理画像を２値化して白黒画像を得る。メッキ又は色彩を施した物品表面の撮像を、予め濃淡処理しておくと、物品表面の色差分布が顕著化される。２値化処理は、濃淡処理画像のある濃度を基準（閾値）として、この閾値よりも高い濃度領域を、例えば「白」領域に変換し、閾値よりも低い濃度領域を「黒」領域に変換し、白と黒との２画像に振り分ける。これにより、物品表面における閾値以上の領域と閾値以下の領域を容易に判別することができる。
【００１７】
本発明にあっては、ＣＣＤカメラで撮像されて画像処理部にて濃淡処理されたのちに２値化された画像は、画像処理部に連繋された制御部において、最終的な良否判断がなされる。その判断手順には主に３種類があり、そのうちの二つは撮像された画像を予め幾つかの領域に分割しておき、各分割領域ごとに２値化処理部にて処理された２値化画像の各分割領域における不良部分の数又は面積を算出し、その算出結果と各分割領域ごとに予め設定された基準値とを比較演算部にて比較して、その演算結果により良品か不良品かを判断し、少なくとも一つの分割領域において不良品であると判断されると物品を不良品であると決定する。
【００１８】
多面形態をもつ物品の各表面は平坦面からなるとは限らず、一部表面がメッキむらや色むらとは無関係な凹凸面であることも多い。この場合、その凹凸面が撮像画面に影響を与え、２値化後にむら領域に組み込まれてしまう可能性がある。また、物品の上面から周側面への移行領域では第１照明光源と第２照明光源との照明光が交差する部分が存在する。そのため、この移行領域においても前記凹凸面と同様に検査結果に影響を与えかねない。しかして、上述のごとく撮像された画像を予め幾つかの領域に分割しておくと、各分割領域における２値化処理にあたり、その閾値をそれぞれの分割領域ごとに設定することができ、各分割領域ごとに人手による場合と同様な高精度な良否の判定が可能になる。そして、この判定時に不良領域が一つでもあれば、その物品は不良品であると判定する。
【００１９】
また、上記判定手順のうち残る一つは、前記物品の撮像画面を多領域に分割せず、２値化処理部にて処理された白黒画像の少なくとも一方の総面積を算出して、その算出結果と予め設定された基準値とを比較し、良品か不良品かを決定するものである。この判定手順は、物品形状が単純で平坦部分が多い場合に適用でき、手順が簡単なため装置のコスト減につながる。
【００２０】
更に、本発明にあっては、上記ＣＣＤカメラによる撮像がカラー撮像であり、前記濃淡処理部が色差濃淡処理部であることがより好ましい。この場合も、検査領域に対面して配された１台のＣＣＤカメラにより、前記物品の撮像は、上面を第１照明光源により照射し、前記物品の周側面を１以上のハーフミラーの背面側に配された１以上の第２照明光源により同ハーフミラーを透過して照射することにより、前記物品の上面を直接撮影すると共に前記ハーフミラーによる同物品の周側面の反射像をカラー撮影する。
【００２１】
この撮像されたカラー画像は、上記画像処理部において色差濃淡処理がなされ、同濃淡処理がなされた色差濃淡処理画像を２値化して白黒画像を得たのち、前記画像処理部に連繋された制御部にて、物品の撮像画面を多領域に分割し、２値化処理部にて処理された２値化画像の各分割領域における不良部分の数又は面積を算出し、その算出結果と各分割領域ごとに予め設定された基準値（閾値）とを比較演算部にて比較して、その演算結果により少なくとも一つの分割領域において不良品であると判断されると同物品を不良品であると決定する。
【００２２】
通常の白黒の濃淡画像は単に光強度しかもっていない。しかし、カラー画像は光強度に加えて波長の情報をもっている。すなわち、通常の濃淡画像は物品の輝度情報だけしかもっていないのに対して、カラー画像は色に関する情報をもっているため、色の識別が可能となり、例えば色メッキや色彩などの色むらに対しても、その色差値を計算することにより色差を明確にした画像を得ることができる。ここで色差濃淡処理とは、カラー画像を色差値（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間上の２色間の直線距離）に応じた濃淡画像に変換することをいう。この色差値ΔＥは次の色で表される。
ΔＥ＝｛（ΔＬ^＊）^２＋（Δａ^＊）^２＋（Δｂ^＊）^２｝^１／２
ここで、ΔＬ^＊、Δａ^＊、Δｂ^＊は２物体間の各成分の差分である。
この色差式の他にも、例えばＬ^＊ｕ^＊ｖ^＊表色系による以下の式差式などを使うこともできる。
ΔＥ＝｛（ΔＬ^＊）^２＋（Δｕ^＊）^２＋（Δｖ^＊）^２｝^１／２
ただし、ΔＬ^＊、Δｕ^＊、Δｖ^＊は２物体間の各成分の差分である。
色差濃淡画像への変換はＣＣＤカメラにカラー画像の取り込む時間とほぼ同時になされる。こうして、色差濃淡処理がなされた色差画像データは、上述のように２値化処理され、制御部において物品の外観の良否が判断される。
【００２３】
本発明の上記外観検査装置は不良品を連続的に検出して自動的に排除する選別装置に好適に適用できる。この不良品の連続選別装置は、物品供給部と、前記物品供給部から送り出される物品を搬送路に沿って搬送する搬送手段と、上記外観検査装置の上流側に配され、前記搬送手段上を搬送される物品を検出する物品検出手段と、同物品検出手段の検出信号に基づき、検出された物品が通過する時点で同物品の上面及び少なくともその周側面の一部を撮像する上記ＣＣＤカメラを作動する作動手段と、前記ＣＣＤカメラの下流側に配され、同作動手段の作動により撮像された画像を上記画像処理部にて上記画像処理するとともに、上記制御部にて不良品と判断された物品を同制御部からの判断信号に基づき搬送路外に機械的に排出する排出手段とを備えている。
【００２４】
検査対象となる物品を搬送する搬送手段により搬送路に沿って搬送する。その搬送の途中にて物品検出手段が物品を検出して、その信号を制御部に送る。制御部では前記物品検出信号を受けてＣＣＤカメラを作動して撮影を行い、画像処理部にて上述のような画像処理を行ったのち、制御部にて予め分割された画像領域に対応して設定された基準色と比較し、基準色と異なる色の数又はその占める面積によって、良品と不良品の選別を行い、排出手段を作動させて不良品を搬送路から自動的に排除する。
【００２５】
【発明の実施形態】
以下、本発明の代表的な実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
なお、以下に説明する実施形態はスライドファスナーの端部に装着されるスライダー止具である開離嵌挿具の蝶棒を被検査物品としている。勿論、これは単なる典型例であって、その被検査物品の種類は特定されない。また、以下の実施形態では撮像機としてＣＣＤカラーカメラを用いているが、物品の外観検査が色彩を無視できるような場合には、通常のＣＣＤカメラを使うこともできる。そのときは、画像処理部では後述する色差濃淡処理に代わって、単なる濃淡処理を行えばよい。
【００２６】
上記開離嵌挿具はスライドファスナーの構成部材である一対のファスナーテープのうち、一方のファスナーテープのエレメント列端部に固着された蝶棒と、他方のファスナーテープのエレメント列端部に固着され、前記蝶棒が挿脱可能な箱体に一体とされた箱棒とから構成されている。前記蝶棒は多様な種類と形状を有しているが、図１にはその一例が示されている。本実施形態による蝶棒１は、同図に示すように、平面視では矩形状を呈するとともに、側面視ではナイフ形状に類似する外形を有し、その長手方向の一端左右から平行に突出する（図示せぬ）突出部を有するほぼ矩形断面を有する金属片から構成されている。
【００２７】
前記蝶棒には、その表面に金色、銀色、白色、黒色などの色付きメッキが施される。通常、蝶棒１の母材として亜鉛合金が使われており、その表面に銅メッキがなされたのち、更に、例えば金色メッキであれば真鍮を、銀色メッキであればニッケル合金などのメッキがなされる。蝶棒１は微小寸法であるため、１個ずつメッキせずに、多数個を同時にメッキする。このメッキは、例えば多数の蝶棒１を図示せぬメッキ槽の内部で駆動回転するバレル内に収納し、陰極につながるバレルを回転させながら母材表面にメッキ金属を析出させて電気メッキがなされる。
【００２８】
設計時には蝶棒１の母材形状は互いに絡まらないように設計されるため、銅メッキの時には２個以上が絡まったり、当接状態を維持することはないが、最終のメッキ段階では銅メッキのメッキ厚さが一律になるとは限らずで、２個以上の蝶棒同士が互いに絡まって離れずにメッキが続けられることがある。このとき、蝶棒同士が絡まって接触している部分にはメッキが施されないため、最終製品に局部的に最終色のメッキがなされず、局部的に銅メッキが露呈して、周辺部分と異なった色となる。また、２個の蝶棒１が接触し合っていて、その隙間からメッキ液が浸入しにくいところでは、所望の厚みのメッキができず、他の完全にメッキがなされた部分との間に色に差が生じる。これらがメッキむらや色むらの原因となる。メッキむらや色むらのある蝶棒１は不良品として良品から選別されて排除される。
【００２９】
この選別にあたり、本発明の外観検査装置が使われる。図２は同検査装置の機構を概略的に示している。同図において、符号１１はＣＣＤカメラであり、本実施形態ではＣＣＤカラーカメラが使われている。このＣＣＤカラーカメラ１１の下方には第１照明装置１２が配設されている。前記蝶棒１はこの第１照明装置１２の直下に配される。第１照明装置１２には、図示は省略しているが、蝶棒１の上面に対して垂直に直接照射するため、ＣＣＤカラーカメラ１１と蝶棒１との間にハーフミラーを４５°の傾斜角度をもって介装し、同ハーフミラーの鏡面側に照明源を配した同軸落射照明装置１２ａと、その下方に配され、蝶棒１の上面になるべく影を作らないような内面が反射面とされた半球状の殻体からなるドーム型照明装置１２ｂとを採用している。
【００３０】
前記ドーム型照明装置１２ｂは、その開口部の内周面に図示せぬ多数の光源ランプが半球状殻体の内壁面に向けて取り付けられ、その反射光が被検査物品である蝶棒１の上面を均等に照射するように設計されている。蝶棒１の上面を全方向から均一に照射する照明光は、同上面で反射して、その反射光像が上記ＣＣＤカラーカメラ１１に直接入射されてＣＣＤ素子を介して撮像される。
【００３１】
更に、前記蝶棒１の左右側面に対峙する部位には、それぞれ本発明の特徴部を構成するハーフミラー１３が斜めに起立して設置されている。本実施形態にあっては、このときのハーフミラー１３の蝶棒設置面に対する傾斜角度αを３０°に設定されている。前記ハーフミラー１１の蝶棒１の側面側とは反対側である背面側には、ハーフミラー１３の背面と対峙させて第２照明装置１４が設置されている。この第２照明装置１４は、例えば多数のＬＥＤからの発光を拡散して平行光線に揃えて、全て同一光度で左右側面に対して垂直に照射する面照明を構成する。これらの照明には、リング照明、蛍光灯なども採用でき、或いはその他の照明装置を使うこともできる。
【００３２】
上記第１照明装置１２の同軸落射照明装置１２ａに使われた図示せぬハーフミラーも同様であるが、前記ハーフミラー１３は、前記第２照明装置１４から対峙する蝶棒１の側面に対して垂直な照明光を照射すると、同照明光はハーフミラー１３をほぼ真っ直ぐに透過して蝶棒１の側面を照射する。こうしてハーフミラー１３を透過して蝶棒１の側面を照射した照明光は蝶棒１の側面で反射して、その反射光像が更にハーフミラー１３の蝶棒側面と対峙する鏡面にて反射し、これが直上に配されたＣＣＤカラーカメラ１１に入射されて、同カメラ１１のＣＣＤ素子を介してその反射像が撮像される。
【００３３】
このように、本実施形態にあっては一台のＣＣＤカラーカメラ１１をもって、被検査物品である蝶棒１の上面とその周側面のうちの２面を、均一で理想的な照明下で、図３に示すように同一画面上に同時に撮像することができる。しかして、本発明は図示実施形態に限定されるものではなく、例えば被検査物品の全表面を検査したい場合には、同物品を挟んで上下に２組の上記照明装置及びＣＣＤカメラを、前記物品の中心軸線に対して９０°の位相差をもって配置することにより被検査物品の全表面を検査することも可能である。
【００３４】
上記ＣＣＤカラーカメラ１１は制御装置１５に接続されている。同制御装置１５は画像処理部１６と制御部１７とを備えており、前記画像処理部１６はＣＣＤカラーカメラ１１に直接接続され、ＣＣＤカラーカメラ１１で撮影した撮像画像データが画像処理部１６に送られて、同画像処理部１６で画像処理がなされる。前記制御部１７は同画像処理部１６と連繋されるとともに、ＣＣＤカラーカメラ１１や上記第１及び第２照明装置１２，１４に接続され、画像処理部１６の処理結果に基づいて物品の良否を判断するとともに、ＣＣＤカラーカメラ１１の焦点を自動調整し、或いは第１及び第２照明装置１２，１４の各照明度（光量）を自動的に調整する。
【００３５】
ここで重要な点は、既述したようにハーフミラー１３を使用することに加えて、上述の制御装置１５が画像処理部１６と制御部１７とを有している点にある。前記画像処理部１６には、前記ＣＣＤカラーカメラ１１で撮像されたカラー画像を色差に応じて濃淡処理する色差濃淡処理部１６ａと、同濃淡処理部１６ａで得られた色差濃淡処理画像を２値化して白黒画像に変換する２値化処理部１６ｂとを有している。
【００３６】
ところで、通常の濃淡画像は物品の輝度情報だけしかもっていないのに対して、カラー画像は色に関する情報をもっているため、色の識別が可能となり、例えば色メッキや色彩などの色むらに対しても、その色差値を計算することにより色差を加味した濃淡の明確な画像を得ることができる。ここで色差濃淡処理とは、カラー画像を色空間上の色差値（例えば、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間上の２色間の直線距離）に応じた濃淡画像に変換することをいう。この色差値は、従来から提案されている多様な色差式を使って算出される。色差濃淡画像への変換はＣＣＤカメラにカラー画像の取り込む時間とほぼ同時になされる。こうして、色差濃淡処理がなされた色差画像データは、画像処理部１６において、同濃淡処理部１６ａで得られた色差濃淡画像を２値化処理され、物品の外観の良否が判断される。
【００３７】
本実施形態にあっては、ＣＣＤカラーカメラ１１に接続された上記画像処理部１５における色差濃淡処理部１６ａにて、図３に示すようなＣＣＤカラーカメラ１１による撮像を、図４Ｂに示すように色差をも加味した濃淡処理を行ったのち、同濃淡処理された色差濃淡画像を２値化処理部１６ｂにおいて２値化して、同図Ｃに示すごとく白黒画像に変換される。メッキ又は色彩を施した物品表面の撮像を色差濃淡処理すると、物品表面の濃淡分布が顕著化される。２値化処理は、図５に示すように、濃淡処理画像のある濃度を基準値（閾値）αとして、この閾値αよりも低い濃度領域を、例えば「白色」画像に変換し、閾値αよりも高い濃度領域を「黒」画像に変換して、白と黒との２画像に振り分ける。これにより、物品表面における閾値α以上の領域と閾値α以下の領域とを容易に判別することができる。
【００３８】
一方、本実施形態にあっては、前記制御部１７の図示せぬ記憶部において、予め蝶棒１の撮像画面を多領域に分割する分割データが記憶されており、２値化処理部１６ｂにて処理された２値化画像データに基づき、各分割領域ごとに処理された「白色」画像の面積を算出部１７ａにて算出している。この算出部１７ａにより算出された、各分割領域ごとの算出結果と各領域ごとに予め設定された基準値とを比較演算部１７ｂにて比較する。更に判断部１７ｃにて、比較演算部１７ｂによる演算結果に基づき良品か不良品かを判断し、少なくとも一つの分割領域において不良品であると判断された蝶棒１を不良品であると決定する。
【００３９】
前記算出部１７ａにおいて、２値化処理部１６ｂにて処理された各分割領域ごとの白黒画像のうち不良品とされる画像の総数を算出するようにしてもよい。その場合、制御部１７には不良品とされるときの上限総数が基準値（閾値）αとして記憶されており、算出部１７ａで算出された実総数と予め設定された基準値（閾値）αとを比較演算部１７ｂで比較し、判断部１７ｃにてその演算結果に基づいて良品か不良品かを判断する。更に本発明にあっては、前記物品の撮像画面を多領域に分割することなく、２値化処理部１６ｂにて処理された「白色」画像の総面積を算出部１７ａにて算出し、比較演算部１７ｂにてその算出結果と予め設定された基準値（閾値）αとを比較演算し、その演算結果に基づき判断部１７ｃにて良品か不良品かを選別することもできる。
【００４０】
上述のごとく、ＣＣＤカメラ１１で撮像されて画像処理部１６にて色差濃淡処理されたのちに２値化された白黒画像は、画像処理部１６に連繋された制御部１７において、最終的な良否の判断がなされる。その判断手順には、上述のごとく主に３種類があり、そのうちの二つは撮像された画像を予め幾つかの領域に分割しておき、各分割領域ごとに２値化処理部１６ｂにて処理された２値化画像の各分割領域における不良部分の数又は面積を算出部１７ａにて算出し、その算出結果と各分割領域ごとに予め設定された基準値（閾値）αとを比較演算部１７ｂにて比較して、その演算結果により判断部１７ｃにて良品か不良品かを判断し、少なくとも一つの分割領域において不良品であると判断されると物品を不良品であると判定する。
【００４１】
ところで、多面形態をもつ物品の各表面は平坦面からなるとは限らず、一部表面がメッキむらや色むらとは無関係な凹凸面であることや曲面をなすことも多い。この場合、その凹凸面や曲面が撮像画面に影響を与え、２値化後にむら領域に組み込まれてしまう可能性がある。また、物品の上面から周側面への移行領域では第１照明装置１２と第２照明装置１４との照明光が交差する部分が存在する。本実施形態では、上述のごとく照明面に影を作らないように第１照明装置１２にドーム型照明を採用しているため、前記交差部分における影響は少なくなるとは言え、未だに検査結果に対して影響を与えかねない。
【００４２】
しかして、図４に示すようにＣＣＤカラーカメラ１１にて撮像された画像を複数の分割領域Ｒ１〜Ｒｎに分割して、その各分割領域Ｒ１〜Ｒｎごとに異なる閾値α１〜αｎを設定しておけば、各分割領域Ｒ１〜Ｒｎごとの２値化処理が均等化され、各分割領域Ｒ１〜Ｒｎに特有の、例えば曲面や凹凸面による画像上の影響が排除でき、各分割領域Ｒ１〜Ｒｎごとに人手による場合と同様の高精度な良否の判定が可能となる。
【００４３】
ところで、このようにＣＣＤカラーカメラ１１にて撮像された画像を複数の分割領域Ｒ１〜Ｒｎに分割することは、隣接する分割領域Ｒ１─Ｒ２〜Ｒ（ｎ−１）　─Ｒｎに跨がってメッキむらや色むらが存在する場合に、その良否の判断に影響を与えることがある。すなわち、メッキむらや色むらが隣接領域間で分割されたとき、各分割領域Ｒ１〜Ｒｎごとのメッキむらや色むらの総面積や総個数が閾値よりは小さくなるが、隣接する分割領域Ｒ１─Ｒ２〜Ｒ（ｎ−１）　─Ｒｎをも含めた総面積や総個数では、物品全体で比較する場合に閾値を越えてしまうことがあり得る。また、この場合とは逆の関係になることもあり得る。
【００４４】
こうした場合をも保障しようとするには、上記判定手順のうち残る一つの上記手段を併用することが有効である。すなわち、この残る手順は前記物品の撮像画面を多領域に分割することなく、２値化処理部１６ｂにて画像変換された「白色」画像の総面積や白黒画像のうちの不良品画像の総個数を算出して、その算出結果と予め設定された閾値とを比較し、良品か不良品かを決定するものである。従って、多数の分割領域Ｒ１〜Ｒｎに区分する上記二つの判定手順のうちの一つと、前記画像領域を分割しない判定手順とを組み合わせて物品の外観検査を行えば、分割領域Ｒ１〜Ｒｎごとの不良物品の判定と、画像の全領域によるトータルとしての不良物品の判定との二通りの判定を同時に行うことになり、上述の問題は解消され信頼性の高い判定結果が得られることになる。一方、被検査物品の全ての表面が平面から構成されている場合には、分割領域を設定しない前記判定手順を単独に採用することができ、この手順の簡便性と相まって信頼性も得られるため，　装置のコストの低減と検査の高速性が得られる。
【００４５】
次に、上記実施形態による物品の外観検査装置を使った不良物品の連続選別装置について、同じく図面を参照しながら具体的に説明する。
図６は、その連続選別装置の概要を模式的に示している。この連続選別装置２０は、パーツ２１を単個ずつ一定方向に供給するパーツフィーダ２２と、駆動源２３により一定速度で連続駆動され、同パーツフィーダ２２から受け取ったパーツ２１を一方向に搬送する搬送ベルト２４と、同搬送ベルト２４の途中に配される上記実施形態による物品外観検査装置と実質的に同一の構成を備えた物品外観検査装置１０と、その物品外観検査装置１０の上流側に配され、前記パーツ２１の通過を検出し、上記制御装置１５にその検出信号を送る、例えば光電式検出器のごときパーツ検出装置２５と、前記物品外観検査装置１０の下流側に配され、前記制御装置１５からの指令を受けて不良品を搬送ベルト２４から排除する不良品排出手段２６とを備えている。本実施形態における同不良排出手段２６は、電動機２６ａの出力軸に所定の位相差をもって複数の翼板２６ｂが固着されて構成され、電動機２６ａの駆動により翼板２６ｂを所定の回転角回転させることにより、搬送ベルト２４上の不良物品２１ａをベルト外に排出する。
【００４６】
本実施形態における検査物品２１はスライドファスナーの開離嵌挿具の構成部品の一つである蝶棒であり、その表面には色付きの金属メッキがなされている。従って、本実施形態による外観検査装置２０は、蝶棒２１のメッキむらを連続して検査するものである。
【００４７】
予め、蝶棒２１の上面及び左右側面に対する照明の明るさが一致するように、制御装置１５を操作して第１及び第２照明装置１２，１４の明るさを調整する。また、この調整操作と同時に、色むらの判断の基準となる基準色を制御装置１５の制御部１７に記憶する。制御装置１５において、各面の照明による明るさに違いがあると判断された場合、制御装置１５から第１及び第２の照明装置１２，１４に調整信号が発信され、調整を行う。このときの照明の明るさの調整は、第１及び第２照明装置１２，１４の各照射光が、既述したとおり、上面及び左右側面を垂直に照射するため、各照明装置１２，１４の調整が簡単にできる。
【００４８】
この調整時に、メッキむらのない良品の蝶棒２１を外観検査装置１０の検査領域に置いておき、前記照明の調整と同時に外観検査装置１０のＣＣＤカラーカメラ１１により前記蝶棒２１を撮影する。その撮像データが制御装置１５の画像処理部１６に送られ、色差濃淡処理部１６ａを経て２値化処理部１６ｂにて２値化画像に変換される。制御部１７には蝶棒２１の全画像が多数に分割されており、画像処理部１６から送られてくる２値化画像データに基づき、算出部１７ａにおいて各分割領域ごとに良品と不良品との「白色」画像の面積が算出されるようになっている。前記良品の撮像に基づく２値化画像データは、算出部１７ａにおいて前記面積比を算出し、その算出結果を基準データ（閾値）として記憶させる。
【００４９】
これらの調整及び基準色の設定が終了すると、外観検査装置１０の運転を開始する。このとき既に、検査対象となる多数の蝶棒２１がパーツフィーダ２２に投入されており、運転の開始と同時に蝶棒２１はパーツフィーダ２２の供給路２２ａを通って１個ずつ搬送ベルト２４に供給される。蝶棒２１がパーツフィーダ２２から送り出されるとき、その上面と下面が逆になっていたり、前後が逆になっているものは、図示せぬ公知の不良姿勢品排出手段によって前記供給路２２ａから排除され、前記供給路２２ａを通るときは全てが同一方向の向きを向いている。
【００５０】
蝶棒１が搬送ベルト２４に移されて搬送され、カメラの撮影領域の近くまで達すると、上記通過検出手段２５によってその通過を確認する。通過検出手段２５は蝶棒２１の通過を確認すると、その検出信号は制御装置１５に送られる。制御装置１５では、蝶棒２１の検出信号を受けると図示せぬタイマーが作動して、所定の時間経過後にＣＣＤカラーカメラ１１に対してシャッター作動信号が発せられる。ＣＣＤカラーカメラ１１は、この作動信号によりシャッターを作動し、蝶棒２１の上面及び左右側面を同時に撮影する。このときも搬送ベルト２４は停止せずに回動を続ける。
【００５１】
このとき撮影されたＣＣＤカラーカメラ１１による撮像データは上記制御装置１５の画像処理部１６に送られ、同画像処理部１６の色差濃淡処理部１６ａにて濃淡処理画像に変換されたのちに、２値化処理部１６ｂにて更に２値化画像に変換される。その２値化変換がなされた画像データは制御部１７へと送られる。制御部１７に送られた２値化画像データに基づき良品と不良品との「白色」画像の面積が算出される。このとき、第１及び第２照明装置１２，１４は蝶棒２１の各面に対して、均等に且つ垂直に光を当てているので、照明のむらが発生せず、検査の基準の色との比較も誤差なく正確に行ことができる。
【００５２】
本実施形態にあっては、前記面積比の算出はＣＣＤカラーカメラ１１による撮像の分割領域ごとになされる。そして、各分割領域ごとに算出された値と、先に記憶された同じく分割された領域ごとの基準値（閾値α）とを比較演算部１７ｂにて比較演算し、いずれかの分割領域において閾値αを越える値が合った場合には、判断部１７ｃによりその蝶棒２１は不良品であると判断され、その旨の信号が不良品排出装置２６に送られる。不良品排出装置２６はその信号を受けてから所定の時間差をおいて作動し、搬送ベルト２４上を搬送されてくる不良品とされた前記蝶棒２１を同ベルト２４から排除され、良品と判断された場合には不良品排出装置２６は作動せず搬送ベルト２４上を下流側に搬送される。
【００５３】
本実施形態にあっては、そこで、ハーフミラーを使って、横方向に面照明を設置し、上面と左右側面に均一な光を照射できるようにした。かかる構成により、カメラ１台で３面を同時に検査し、調整の簡略化、コストの大幅削減が可能となった。
【００５４】
蝶棒２１に金色にメッキ処理したメッキ部分を基準色として登録した。その色差変換した濃淡画像では、図４Ｂに示すようにむらの部分がはっきりと認識できた。ＣＣＤカラーカメラ１１にて撮像したときの画像データを、色差濃淡処理部１６ａとして専用のハードウェア（クラボウ製ＫＡ−２００Ａ）を使って、色差濃淡画像（２５６階調）に色差変換する。この色差変換画像は、基準色に近いほど白、遠いほど黒に変換されるため、むら欠陥部分の濃度が濃い画像となる。色差画像データはカメラの取り込み時間とほぼ同時に作成でき、タイムロスがなく、検査を高速に行うことが可能となった。
【００５５】
色差変換画像の２値化処理により、閾値αよりも高い設定濃度範囲内の部分を黒、閾値αよりも低い設定濃度範囲内の部分を白に変換すると、２値化画像はむら欠陥部分だけを白く残った画像とする。上記選別装置２０は、毎分２００個の検査能力が要求されるため、製品排出のバラツキを考慮した検査処理時間は、１個あたり約１２０ｍｓとなる。最終的に残った白色部分の面積又は個数を算出し、それぞれの分割領域における一つの分割領域において、その算出値が設定基準の範囲内にある場合は良品、範囲外は不良品と判断する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の物品外観検査装置の撮像部の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の物品外観検査装置の代表的な実施形態を示す概略構成図である。
【図３】同検査装置により撮像された物品の３表面の同時画像例を示す平面図である。
【図４】同検査装置による同一物品に対する撮像画面、色差濃淡処理画面及び２値化画面を示す平面図である。
【図５】画像の濃淡領域の濃淡分布を示す基準図の一例である。
【図６】上記外観検査装置が適用された本発明の不良品の連続選別装置の代表的な実施形態を概略で示す立体図である。
【符号の説明】
１，２１　　　　　　　蝶棒（被検査物品）
１０　　　　　　　　　　外観検査装置
１１　　　　　　　　　　ＣＣＤカラーカメラ（カラー撮像機）
１２　　　　　　　　　　第１照明装置
１３　　　　　　　　　　ハーフミラー
１４　　　　　　　　　　第２照明装置
１５　　　　　　　　　　制御装置
１６　　　　　　　　　　画像処理部
１６ａ　　　　　　　　　色差濃淡処理部
１６ｂ　　　　　　　　　２値化処理部
１７　　　　　　　　　　制御部
１７ａ　　　　　　　　　算出部
１７ｂ　　　　　　　　　比較演算部
１７ｃ　　　　　　　　　判断部
２０　　　　　　　　　　物品の連続選別装置
２１ａ　　　　　　　　　不良品
２２　　　　　　　　　　ハーツフィーダ
２３　　　　　　　　　　駆動源
２４　　　　　　　　　　搬送ベルト
２５　　　　　　　　　　物品検出手段
２６　　　　　　　　　　不良品排出手段
２６ａ　　　　　　　　　電動機
２６ｂ　　　　　　　　　翼板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for inspecting the appearance of an article, which detects defects on the surface of an article, and determines the quality of the article accurately and at high speed, an inspection method thereof, and a continuous high-speed sorting apparatus for defective products to which the inspection apparatus is applied. .
[0002]
[Prior art]
Among industrial products, there are many products whose appearance is particularly important. For example, when components such as daily necessities are arranged in a portion exposed to the outside, even if those components are minute, the appearance may even influence the quality of the product. . In recent years, with the diversification of fashion, appearance evaluation of such minute components often directly leads to quality evaluation of products. For example, the user's evaluation of the quality of slide fasteners is severe, and the demand for high quality products has been significantly increased. In order to respond to such demands, an inspection for unevenness of plating is performed on a butterfly pin and a box pin constituting the separable bottom end stop of the slide fastener.
[0003]
The separable bottom end stop comprises a butterfly pin, a box pin and a box made of metal or synthetic resin material. This plating is usually performed through a copper plating layer on the entire surface of a butterfly pin, a box bar, and a box body made of a zinc material. The plating is performed by immersing a large number of minute parts such as a butterfly pin, a box stick, and a box body in a plating tank for each type and housing the parts in a rotating barrel. In the course of this plating, the components are entangled, and plating is performed in the entangled state, and no plating is performed on the contact portion. After the product becomes a plated product, a non-plated portion is exposed on the surface. When the unplated portion is exposed on the surface, a color difference occurs between the exposed portion and the other exposed portion, resulting in color unevenness. If this color unevenness exists even in a part, it is a defective product.
[0004]
Usually, the color unevenness relies on a visual inspection by an inspector. However, the above-mentioned components often have minute shapes and complicated shapes. Therefore, the visual inspection by hand has the following problems.
{Circle around (1)} It is difficult to accurately inspect a large number of minute products over a long period of time for health reasons.
(2) It is difficult to perform uniform inspections due to individual differences in quality standards.
(3) Because of manual labor, it takes a huge amount of time and cost.
[0005]
Therefore, conventionally, an appearance inspection of an article is performed using an image processing technique. Conventionally, to image all surfaces of a polyhedron, images are taken by the same number of imagers as the number of the surfaces, and the image data is processed by an image processing circuit. Therefore, not only the size of the entire apparatus is increased, but also as the number of imaging surfaces increases, the number of imaging devices increases, the operation control thereof becomes complicated, and at the same time, the image processing circuit becomes complicated and the processing speed is greatly reduced.
[0006]
In order to solve such a problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-230728 and Japanese Utility Model Registration No. 2504636, a plurality of mirrors are installed so as to correspond to multiple surfaces of an article to be imaged, and a partial real image of the article and a plurality of mirrors are installed. An appearance inspection method has been proposed in which a single camera simultaneously captures a mirror image of the same.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Generally, in order to perform an appearance inspection by this type of imaging, it is necessary to uniformly illuminate a surface of an article to be imaged. For example, when inspecting for uneven plating or uneven color on the surface of the article to be inspected as described above, if the illumination is not uniform, the uneven illumination causes unevenness in the captured image, so that even if there is no uneven plating or uneven color. An inspection result indicating that a non-defective product is a defective product is generated.
[0008]
This point must be taken into consideration first, especially when multiple images are simultaneously captured by a single imager using a mirror as described above. However, in the above-mentioned Utility Model Registration No. 2504636, a large number of small lamps are arranged so as to evenly surround the periphery of an article, and it is tentatively attempted to uniformly illuminate the imaging target surface of the article. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-230728 describes that this illumination is simply illuminated using a fluorescent lamp illumination or an optical fiber guide, but the arrangement thereof is slightly described in the drawings. It is described only schematically, and practical application is extremely difficult as it is.
[0009]
As described above, when using a mirror, in particular, avoid interference between the mirror and the imaging device, and also avoid interference with the reflection optical path of the mirror in order to capture a reflected light image of the mirror. Must be turned on. As a result, it is necessary to illuminate the oblique direction with respect to the photographing surface of the article. However, it is extremely difficult to make the brightness of the inspection surface uniform by oblique illumination. Further, since a plurality of surfaces are simultaneously photographed and inspected by one image pickup device using a mirror, it is necessary to make the brightness of each surface uniform and to make the inspection standard constant. Adjustment to illuminate each surface uniformly is difficult due to illumination from the direction, and uneven illumination causes plating unevenness or color unevenness as it is, or uneven surface affected by lighting direction is treated as plating unevenness or color unevenness. As a result, uneven plating and uneven color under uniform illumination could not be accurately inspected.
[0010]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to simultaneously image a plurality of surfaces of a polyhedral article with a single imager, and to perform an accurate and high-speed outer surface inspection. An object of the present invention is to provide an apparatus, an inspection method thereof, and an apparatus for continuously selecting defective products to which the inspection apparatus is applied.
[0011]
[Means for Solving the Problems and Effects]
An object of the present invention is to provide an apparatus for detecting surface unevenness of an external appearance of an article, which is a basic configuration of the present invention, wherein one CCD camera disposed to face an inspection area and one CCD camera tilted across the inspection area are provided. One or more half mirrors for reflecting a mirror image of a peripheral side surface of an article placed in the inspection area toward the CCD camera, a first illumination light source for irradiating an upper surface of the article, and the half mirror And at least one second illumination light source that irradiates the peripheral side surface of the article through the half mirror and is disposed on the rear side of the article.
[0012]
In the half mirror, light emitted from the rear surface of the half mirror is transmitted through the mirror and emitted, and light incident on the front surface is reflected on the front surface without transmitting on the rear surface side. The present invention utilizes this property of the half mirror. When light having a predetermined luminous intensity is emitted from the back side of the half mirror which is arranged with the inspection area interposed therebetween, the illumination light becomes half. The light passes through the mirror and is vertically irradiated on one surface of the peripheral side surface of the article to be inspected in the inspection area. At this time, it is preferable that the irradiation from the illumination light source is surface irradiation. By the surface irradiation, the irradiation surface of the article is irradiated with a uniform amount of light. Light reflected by the article is reflected by the front surface (mirror surface) of the half mirror, and the reflected light image is captured by a CCD camera. On the other hand, a first illumination light source is also arranged above the inspected article, and at the same time as the irradiation by the second illumination light source, the first illumination light source directly irradiates the upper surface of the inspected article, and the reflected light image is reflected by the CCD Images are taken simultaneously with a camera.
[0013]
As described above, when a plurality of outer surfaces of the article to be inspected are simultaneously imaged and inspected by a single camera, the half mirror is disposed so as to face the peripheral side surface, and the mirror surface of the half mirror facing the peripheral side surface of the article. When the second illumination light source is installed on the back side opposite to the above, and the illumination light from the illumination light source is irradiated toward the peripheral surface of the article to be imaged, the illumination light almost bends the half mirror. Without penetrating. As a result, unlike the conventional case, the irradiation surface of the article is not illuminated obliquely, but the light irradiates the irradiation surface perpendicularly to the irradiation surface, and the irradiation surface can be uniformly illuminated. Since no unevenness occurs, unevenness of plating and unevenness of color can be inspected accurately. Furthermore, since the upper surface and each peripheral side surface are individually illuminated by the first and second illumination light sources, each surface is hardly affected by other illumination light, and the amount of illumination on each surface of the inspected article is also individually. It can be adjusted, and the adjustment is easy.
[0014]
In addition to the above configuration, the visual inspection apparatus of the present invention further includes the CCD camera, an image processing unit connected to the CCD camera, and a communication with the image processing unit. And a control unit connected to the two illumination light sources. The image processing unit includes: a grayscale processing unit that performs grayscale processing of the image captured by the CCD camera; and a binarization processing unit that binarizes the grayscale processed image obtained by the grayscale processing unit to obtain a black and white image. I have. The control unit divides the imaging screen of the article into multiple regions, calculates a region of at least one of the monochrome images processed by the binarization processing unit in each divided region, and a calculation unit for each of the regions. A comparison operation unit that compares the calculation result with a reference value set in advance for each region, and determines whether the product is good or defective based on the calculation result, and determines that the product is defective in at least one of the divided regions. Is determined as a defective product.
[0015]
The calculating unit may calculate the total number of any of the black and white images that are processed as defective by the binarization processing unit in each divided region. In this case, the total number calculated by the calculation unit is compared with a preset reference total number by the comparison calculation unit, and the determination unit determines whether the product is good or defective based on the calculation result. Furthermore, a calculation unit that calculates the total area of at least one of the black and white images processed by the binarization processing unit without dividing the imaging screen of the article into multiple regions, and a calculation result that is set in advance. It is also possible to have a comparison operation unit for comparing with a reference value and a judgment unit for judging whether the product is good or defective based on the operation result.
[0016]
The important point here is that, in addition to using the half mirror as described above, the image processing unit and the control unit described above are provided.
In the image processing unit, after performing the gradation processing in the image processing unit connected to the CCD camera, the gradation processing image subjected to the gradation processing is binarized to obtain a monochrome image. If the imaging of the plated or colored article surface is subjected to shading processing in advance, the color difference distribution on the article surface becomes noticeable. The binarization process converts a density region higher than the threshold value into, for example, a “white” region, and converts a density region lower than the threshold value into a “black” region, using a certain density of the grayscale processed image as a reference (threshold). Then, the image is divided into two images, white and black. This makes it possible to easily discriminate a region above the threshold and a region below the threshold on the article surface.
[0017]
According to the present invention, a binarized image captured by a CCD camera and subjected to shading processing by an image processing unit is subjected to final quality judgment in a control unit connected to the image processing unit. You. There are mainly three types of determination procedures, two of which are obtained by dividing a captured image into several regions in advance, and for each divided region, a binary value processed by a binarization processing unit. The number or area of defective portions in each divided region of the coded image is calculated, and the calculation result is compared with a reference value preset for each divided region by a comparison calculation unit. It is determined whether the article is non-defective, and if it is determined that the article is defective in at least one of the divided areas, the article is determined to be defective.
[0018]
Each surface of an article having a multifaceted form is not always a flat surface, and a part of the surface is often an irregular surface unrelated to plating unevenness or color unevenness. In this case, the uneven surface may affect the imaging screen, and may be incorporated into the uneven area after binarization. In the transition region from the upper surface to the peripheral side surface of the article, there is a portion where the illumination light of the first illumination light source and the illumination light of the second illumination light source intersect. Therefore, even in this transition area, the inspection result may be affected as in the case of the uneven surface. However, if the image captured as described above is divided into several regions in advance, the threshold value can be set for each of the divided regions in the binarization processing in each divided region. It is possible to judge the quality as high as in the case of manual operation for each area. If there is at least one defective area at the time of this determination, the article is determined to be defective.
[0019]
The remaining one of the determination procedures is to calculate the total area of at least one of the monochrome images processed by the binarization processing unit without dividing the imaging screen of the article into multiple regions. The result is compared with a preset reference value to determine whether the product is good or defective. This determination procedure can be applied to the case where the article shape is simple and there are many flat portions, and the simple procedure leads to a reduction in the cost of the apparatus.
[0020]
Further, in the present invention, it is more preferable that the imaging by the CCD camera is a color imaging, and the shading processing section is a color difference shading processing section. Also in this case, the imaging of the article is performed by illuminating the upper surface with a first illumination light source using a single CCD camera arranged to face the inspection area, and the peripheral side surface of the article is rearward of one or more half mirrors. By transmitting and irradiating the half mirror with one or more second illumination light sources disposed in the above, the upper surface of the article is directly photographed, and the reflection image of the peripheral side surface of the article by the half mirror is photographed in color.
[0021]
The captured color image is subjected to a color difference shading process in the image processing unit, a color difference shading process image subjected to the same shading process is binarized to obtain a black-and-white image, and then a control linked to the image processing unit is performed. Divides the imaging screen of the article into multiple regions, calculates the number or area of defective portions in each divided region of the binarized image processed by the binarization processing unit, and calculates the calculation result and each division A comparison operation unit compares a reference value (threshold) preset for each area with a comparison operation unit. If the operation result indicates that the article is defective in at least one of the divided areas, the article is determined to be defective. decide.
[0022]
A normal black-and-white gray image has only light intensity. However, a color image has wavelength information in addition to light intensity. In other words, while a normal gray-scale image has only the luminance information of an article, a color image has information on a color, so that it is possible to identify a color. Also, by calculating the color difference value, an image with a clear color difference can be obtained. Here, the color difference shading process means that a color image is converted to a color difference value (L^*a^*b^*This means that the image is converted into a grayscale image according to the linear distance between two colors in the color space. This color difference value ΔE is represented by the following color.
ΔE = ｛(ΔL^*)²+ (Δa^*)²+ (Δb^*)²｝^1/2
Where ΔL^*, Δa^*, Δb^*Is the difference of each component between the two objects.
In addition to the color difference formula, for example, L^*u^*v^*The following equation depending on the color system can also be used.
ΔE = ｛(ΔL^*)²+ (Δu^*)²+ (Δv^*)²｝^1/2
Where ΔL^*, Δu^*, Δv^*Is the difference of each component between the two objects.
The conversion into the color difference grayscale image is performed almost at the same time as the time when the color image is taken into the CCD camera. In this manner, the color difference image data subjected to the color difference shading process is binarized as described above, and the control unit determines whether the appearance of the article is good.
[0023]
The appearance inspection apparatus of the present invention can be suitably applied to a sorting apparatus that continuously detects defective products and automatically eliminates defective products. This continuous sorting apparatus for defective products is provided with an article supply unit, a conveyance unit that conveys the articles sent out from the article supply unit along a conveyance path, and an upstream side of the appearance inspection apparatus, and the conveyance unit is disposed on the conveyance unit. An article detecting means for detecting an article to be conveyed, and the CCD camera for imaging an upper surface of the article and at least a part of a peripheral surface thereof when the detected article passes based on a detection signal of the article detecting means. An actuating means for actuating, arranged on the downstream side of the CCD camera, the image processing unit processes the image picked up by the actuation of the actuating means in the image processing unit, and the control unit determines that the image is defective. Discharging means for mechanically discharging the article out of the transport path based on a judgment signal from the control unit.
[0024]
An article to be inspected is transported along a transport path by a transport unit that transports the article. In the course of the conveyance, the article detecting means detects the article and sends a signal to the control unit. In response to the article detection signal, the control unit operates the CCD camera to perform photographing. After performing the above-described image processing in the image processing unit, the control unit corresponds to the previously divided image area. A good product and a defective product are selected based on the number of colors different from the reference color or the area occupied by the color compared with the set reference color, and the discharging unit is operated to automatically remove the defective product from the transport path.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
In the embodiment described below, the inspection object is a butterfly pin of a separable bottom end stop, which is a slider stopper attached to the end of the slide fastener. Of course, this is only a typical example, and the type of the inspection object is not specified. Further, in the following embodiments, a CCD color camera is used as an image pickup device. However, in a case where the color can be ignored in the appearance inspection of an article, a normal CCD camera can be used. In such a case, the image processing unit may simply perform a grayscale process instead of the color difference grayscale process described later.
[0026]
The separable bottom end stop is fixed to an end of an element row of one fastener tape and an end of an element row of the other fastener tape, of a pair of fastener tapes which are constituent members of a slide fastener. And a box pin integrated with a box body into which the butterfly pin can be inserted and removed. The joystick has various types and shapes, and FIG. 1 shows an example. The butterfly pin 1 according to the present embodiment has a rectangular shape in a plan view and an outer shape similar to a knife shape in a side view, as shown in FIG. (Not shown) composed of a metal piece having a substantially rectangular cross section with a protrusion.
[0027]
The butterfly pin is provided with a colored plating such as gold, silver, white, or black on the surface thereof. Normally, a zinc alloy is used as a base material of the butterfly pin 1, and its surface is plated with copper, and then, for example, gold plating is plated with brass, and silver plating is plated with a nickel alloy. You. Since the butterfly pin 1 has a very small size, many pieces are plated at the same time without plating one by one. In this plating, for example, a large number of butterfly pins 1 are housed in a barrel that is driven and rotated inside a plating tank (not shown), and a plating metal is deposited on the surface of the base material while rotating the barrel connected to the cathode to perform electroplating. You.
[0028]
At the time of design, the shape of the base material of the butterfly pin 1 is designed so as not to be entangled with each other. Therefore, at the time of copper plating, two or more pieces are not entangled or kept in contact with each other. The plating thickness is not always uniform, and plating may be continued without leaving two or more butterfly pins entangled with each other. At this time, plating is not applied to the part where the wing pins are tangled and in contact with each other, so that the final product is not locally plated with the final color, and copper plating is locally exposed, which is different from the surrounding part. Color. Also, where the two turrets 1 are in contact with each other and the plating solution is difficult to penetrate through the gap, the desired thickness of the plating cannot be achieved, and the color between the other completely plated portions cannot be achieved. Is different. These cause uneven plating and uneven color. The butterfly pin 1 having uneven plating and uneven color is selected as a defective product from non-defective products and is eliminated.
[0029]
For this sorting, the visual inspection device of the present invention is used. FIG. 2 schematically shows the mechanism of the inspection apparatus. In the figure, reference numeral 11 denotes a CCD camera, and in this embodiment, a CCD color camera is used. Below the CCD color camera 11, a first lighting device 12 is provided. The butterfly pin 1 is disposed directly below the first lighting device 12. Although not shown, the first illuminating device 12 irradiates the half-mirror between the CCD color camera 11 and the joystick 1 at an angle of 45 ° in order to directly irradiate the upper surface of the joystick 1 vertically. A coaxial epi-illumination device 12a, which is interposed at an angle and has an illumination source disposed on the mirror surface side of the half mirror, and an inner surface disposed below the coaxial epi-illumination device 12a so as not to form a shadow as much as possible on the upper surface of the butterfly pin 1 is a reflection surface. And a dome-shaped lighting device 12b having a hemispherical shell.
[0030]
In the dome-shaped lighting device 12b, a number of light source lamps (not shown) are mounted on the inner peripheral surface of the opening toward the inner wall surface of the hemispherical shell, and the reflected light of the light source lamp is applied to the butterfly pin 1 which is the inspection object. It is designed to evenly illuminate the top surface. Illumination light that uniformly irradiates the upper surface of the butterfly pin 1 from all directions is reflected by the upper surface, and the reflected light image is directly incident on the CCD color camera 11 and is captured via a CCD element.
[0031]
Further, half mirrors 13 constituting the characteristic portions of the present invention are installed obliquely upright at the portions facing the left and right side surfaces of the butterfly pin 1, respectively. In this embodiment, the inclination angle α of the half mirror 13 with respect to the butterfly pin installation surface at this time is set to 30 °. On the back side of the half mirror 11 opposite to the side surface of the butterfly pin 1, a second lighting device 14 is installed so as to face the back surface of the half mirror 13. The second lighting device 14 forms, for example, a surface illumination in which light emitted from a large number of LEDs is diffused and aligned into parallel rays, and the left and right side surfaces are all illuminated vertically with the same luminous intensity. These lights may be ring lights, fluorescent lights, or other lighting devices.
[0032]
The same applies to the half mirror (not shown) used in the coaxial epi-illumination device 12a of the first illumination device 12, but the half mirror 13 is arranged so that the half mirror 13 faces the side surface of the butterfly pin 1 facing the second illumination device 14. When the vertical illumination light is emitted, the illumination light passes through the half mirror 13 almost straight and illuminates the side surface of the butterfly pin 1. Thus, the illumination light transmitted through the half mirror 13 and illuminating the side surface of the butterfly bar 1 is reflected on the side surface of the butterfly bar 1, and the reflected light image is further reflected on the mirror surface of the half mirror 13 facing the side surface of the butterfly bar 1. This is incident on a CCD color camera 11 disposed immediately above, and a reflected image is captured via a CCD element of the camera 11.
[0033]
As described above, in the present embodiment, one CCD color camera 11 is used to illuminate two surfaces of the upper surface and the peripheral side surface of the butterfly pin 1 as an object to be inspected under uniform and ideal illumination. As shown in FIG. 3, images can be taken simultaneously on the same screen. However, the present invention is not limited to the illustrated embodiment.For example, when it is desired to inspect the entire surface of the article to be inspected, two sets of the above-described lighting device and the CCD camera are vertically arranged with the article interposed therebetween. By arranging the article with a phase difference of 90 ° with respect to the center axis of the article, it is possible to inspect the entire surface of the article to be inspected.
[0034]
The CCD color camera 11 is connected to a control device 15. The control device 15 includes an image processing unit 16 and a control unit 17. The image processing unit 16 is directly connected to the CCD color camera 11, and captures image data captured by the CCD color camera 11 to the image processing unit 16. The image is sent to the image processing unit 16 for image processing. The control unit 17 is connected to the image processing unit 16 and is connected to the CCD color camera 11 and the first and second lighting devices 12 and 14 to determine whether the article is good or bad based on the processing result of the image processing unit 16. At the same time, the focus of the CCD color camera 11 is automatically adjusted, or the illuminance (light amount) of each of the first and second illumination devices 12 and 14 is automatically adjusted.
[0035]
The important point here is that the control device 15 includes an image processing unit 16 and a control unit 17 in addition to using the half mirror 13 as described above. The image processing unit 16 includes a color difference shading processing unit 16a for shading a color image captured by the CCD color camera 11 in accordance with a color difference, and a color difference shading process image obtained by the same shading processing unit 16a. And a binarization processing unit 16b for converting the image into a monochrome image.
[0036]
By the way, while a normal gray-scale image has only the luminance information of an article, a color image has information on a color, so that it is possible to identify a color. Also, by calculating the color difference value, it is possible to obtain a clear image of light and shade in consideration of the color difference. Here, the color difference shading process means that a color image is converted into a color difference value (for example, L^*a^*b^*This means that the image is converted into a grayscale image according to the linear distance between two colors in the color space. This color difference value is calculated using various color difference formulas conventionally proposed. The conversion into the color difference grayscale image is performed almost at the same time as the time when the color image is taken into the CCD camera. In this manner, the color difference image data subjected to the color difference shading process is subjected to binarization processing of the color difference shading image obtained by the same shading processing unit 16a in the image processing unit 16, and the quality of the appearance of the article is determined.
[0037]
In the present embodiment, the color difference density processing section 16a of the image processing section 15 connected to the CCD color camera 11 captures an image of the CCD color camera 11 as shown in FIG. 3 as shown in FIG. 4B. After performing the shading process in consideration of the color difference, the color difference shading image subjected to the shading process is binarized by the binarization processing unit 16b, and is converted into a monochrome image as shown in FIG. When the imaging of the plated or colored article surface is subjected to color difference shading processing, the shading distribution on the article surface becomes remarkable. In the binarization process, as shown in FIG. 5, a certain density of the grayscale processed image is set as a reference value (threshold) α, and a density region lower than the threshold α is converted into, for example, a “white” image. Is converted to a “black” image and divided into two images, white and black. As a result, it is possible to easily determine a region on the surface of the article that is equal to or larger than the threshold α and a region that is equal to or smaller than the threshold α.
[0038]
On the other hand, in the present embodiment, in the storage unit (not shown) of the control unit 17, division data for dividing the imaging screen of the butterfly pin 1 into multiple regions is stored in advance, and the binarization processing unit 16b stores the divided data. The area of the “white” image processed for each divided area is calculated by the calculation unit 17a based on the binarized image data processed in the above manner. The comparison calculation unit 17b compares the calculation result of each divided region calculated by the calculation unit 17a with a reference value preset for each region. Further, the determining unit 17c determines whether the product is non-defective or defective based on the calculation result of the comparison calculation unit 17b, and determines that the butterfly pin 1 determined to be defective in at least one of the divided areas is defective. .
[0039]
The calculating unit 17a may calculate the total number of defective images among the black and white images of each divided area processed by the binarization processing unit 16b. In this case, the controller 17 stores the upper limit total number of defective products as a reference value (threshold value) α, and the actual total number calculated by the calculator 17a and a preset reference value (threshold value) α Are compared by a comparison calculation unit 17b, and a determination unit 17c determines whether the product is good or defective based on the calculation result. Further, in the present invention, the total area of the “white” image processed by the binarization processing unit 16b is calculated by the calculation unit 17a without dividing the imaging screen of the article into multiple regions, and the comparison is performed. The calculation unit 17b compares the calculation result with a preset reference value (threshold) α, and based on the calculation result, the determination unit 17c can select a non-defective product or a defective product.
[0040]
As described above, the black-and-white image captured by the CCD camera 11 and subjected to the color difference shading process by the image processing unit 16 and then binarized is transmitted to the control unit 17 connected to the image processing unit 16 for final quality check. Is determined. As described above, there are mainly three types of the judgment procedure, two of which are obtained by dividing a captured image into several regions in advance, and for each divided region, the binarization processing unit 16b performs The number or area of defective portions in each divided region of the processed binary image is calculated by the calculation unit 17a, and the calculation result is compared with a reference value (threshold) α preset for each divided region. The comparison is performed by the unit 17b, and based on the calculation result, the determination unit 17c determines whether the product is non-defective or defective. If it is determined that the product is defective in at least one of the divided areas, the product is determined to be defective. .
[0041]
By the way, each surface of an article having a multifaceted form does not always consist of a flat surface, and a part of the surface often has an uneven surface irrelevant to uneven plating and uneven color, and often has a curved surface. In this case, the uneven surface or the curved surface may affect the imaging screen, and may be incorporated into the uneven area after binarization. In the transition region from the upper surface to the peripheral side surface of the article, there is a portion where the illumination light of the first illumination device 12 and the illumination light of the second illumination device 14 intersect. In the present embodiment, as described above, since the dome-shaped illumination is employed in the first illumination device 12 so as not to form a shadow on the illumination surface, the influence at the intersection is reduced, but the inspection result is still small. May have an effect.
[0042]
Thus, as shown in FIG. 4, an image captured by the CCD color camera 11 is divided into a plurality of divided regions R1 to Rn, and different threshold values α1 to αn are set for each of the divided regions R1 to Rn. In other words, the binarization processing for each of the divided regions R1 to Rn is equalized, and the influence on the image due to, for example, a curved surface or an uneven surface specific to each of the divided regions R1 to Rn can be eliminated. In each case, it is possible to judge the quality as high as in the case of manual operation.
[0043]
By the way, dividing an image captured by the CCD color camera 11 into a plurality of divided regions R1 to Rn in this way involves straddling adjacent divided regions R1─R2 to R (n−1) ─Rn. If there is uneven plating or uneven color, it may affect the determination of the quality. That is, when the plating unevenness and the color unevenness are divided between the adjacent regions, the total area and the total number of the plating unevenness and the color unevenness in each of the divided regions R1 to Rn are smaller than the threshold value. The total area and the total number including R2 to R (n-1) ─Rn may exceed the threshold value when comparing the entire article. In addition, the relationship may be reversed.
[0044]
In order to ensure such a case as well, it is effective to use the remaining one of the above determination procedures in combination. In other words, the remaining procedure does not divide the imaging screen of the article into multiple regions, but does not divide the total area of the “white” image converted by the binarization processing unit 16b or the total of the defective image image in the black and white image. The number is calculated, and the calculation result is compared with a preset threshold to determine whether the product is good or defective. Therefore, if an appearance inspection of an article is performed by combining one of the above two determination procedures for dividing the image into a large number of divided areas R1 to Rn and a determination procedure for not dividing the image area, the divided areas R1 to Rn can be individually determined. The determination of a defective article and the determination of a defective article as a total based on the entire area of the image are performed simultaneously, so that the above-described problem is solved and a highly reliable determination result can be obtained. On the other hand, when the entire surface of the inspected article is formed of a flat surface, the above-described determination procedure that does not set a divided region can be independently employed, and reliability can be obtained in combination with the simplicity of this procedure. (1) The equipment cost can be reduced and the inspection speed can be increased.
[0045]
Next, a continuous sorting apparatus for defective articles using the article appearance inspection apparatus according to the embodiment will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 6 schematically shows an outline of the continuous sorting apparatus. The continuous sorting apparatus 20 includes a parts feeder 22 that supplies parts 21 one by one in a certain direction, and a conveyance that is continuously driven at a constant speed by a driving source 23 and conveys the parts 21 received from the parts feeder 22 in one direction. A belt 24, an article appearance inspection apparatus 10 having substantially the same configuration as that of the article appearance inspection apparatus according to the above-described embodiment disposed in the middle of the transport belt 24, and an upstream side of the article appearance inspection apparatus 10; Then, the passage of the parts 21 is detected, and the detection signal is sent to the control device 15. For example, the parts detection device 25 such as a photoelectric detector and the article appearance inspection device 10 are arranged downstream and the control A defective product discharging means 26 is provided which receives a command from the device 15 and removes defective products from the transport belt 24. The defective discharge means 26 in the present embodiment is configured by fixing a plurality of blades 26b with a predetermined phase difference to an output shaft of a motor 26a, and rotating the blades 26b by a predetermined rotation angle by driving the motor 26a. Thereby, the defective article 21a on the conveyor belt 24 is discharged out of the belt.
[0046]
The inspection article 21 in the present embodiment is a butterfly pin which is one of the components of the separable bottom end stop of the slide fastener, and the surface thereof is colored with metal plating. Therefore, the visual inspection device 20 according to the present embodiment continuously inspects the butterfly pin 21 for uneven plating.
[0047]
The controller 15 is operated to adjust the brightness of the first and second lighting devices 12 and 14 in advance so that the brightness of the lighting on the upper surface and the left and right side surfaces of the butterfly pin 21 match. At the same time as this adjustment operation, a reference color serving as a reference for determining color unevenness is stored in the control unit 17 of the control device 15. When the control device 15 determines that there is a difference in brightness due to illumination of each surface, the control device 15 sends an adjustment signal to the first and second lighting devices 12 and 14 to perform adjustment. At this time, the brightness of the illumination is adjusted by irradiating the first and second illumination devices 12 and 14 vertically, as described above, on the upper surface and the left and right side surfaces. Adjustment is easy.
[0048]
At the time of this adjustment, a non-defective non-uniform butterfly pin 21 is placed in the inspection area of the visual inspection device 10, and the butterfly color 21 is photographed by the CCD color camera 11 of the visual inspection device 10 simultaneously with the adjustment of the illumination. The image data is sent to the image processing unit 16 of the control device 15, and is converted into a binary image by the binarization processing unit 16b via the color difference density processing unit 16a. The whole image of the butterfly pin 21 is divided into a large number in the control unit 17, and based on the binarized image data sent from the image processing unit 16, the calculation unit 17 a determines whether a non-defective product or a defective product is good for each divided region. The area of the “white” image is calculated. For the binarized image data based on the imaging of the non-defective product, the calculation unit 17a calculates the area ratio, and stores the calculation result as reference data (threshold).
[0049]
When the adjustment and the setting of the reference color are completed, the operation of the visual inspection device 10 is started. At this time, a large number of butterfly pins 21 to be inspected have already been put into the parts feeder 22, and the butterfly pins 21 are supplied to the transport belt 24 one by one through the supply path 22 a of the parts feeder 22 simultaneously with the start of operation. Is done. When the wing pin 21 is sent out from the parts feeder 22, the upper and lower surfaces thereof or those whose front and rear surfaces are inverted are removed from the supply path 22a by a known defective posture product discharging means (not shown). When they pass through the supply path 22a, they all face in the same direction.
[0050]
When the butterfly pin 1 is moved to and conveyed by the conveyor belt 24 and reaches near the photographing area of the camera, the passage detecting means 25 confirms the passage. When the passage detecting means 25 confirms that the butterfly pin 21 has passed, the detection signal is sent to the control device 15. In the control device 15, when a detection signal of the butterfly pin 21 is received, a timer (not shown) operates, and a shutter operation signal is issued to the CCD color camera 11 after a predetermined time has elapsed. The CCD color camera 11 operates the shutter in response to the operation signal, and simultaneously captures the upper surface and the left and right side surfaces of the butterfly pin 21. Also at this time, the transport belt 24 continues to rotate without stopping.
[0051]
The image data captured by the CCD color camera 11 at this time is sent to the image processing unit 16 of the control device 15 and converted into a gray-scale processed image by the color difference gray-scale processing unit 16a of the image processing unit 16. The image is further converted into a binarized image by the binarization processing unit 16b. The image data subjected to the binarization conversion is sent to the control unit 17. Based on the binarized image data sent to the control unit 17, the area of the “white” image of the non-defective product and the defective product is calculated. At this time, the first and second lighting devices 12 and 14 uniformly and vertically illuminate the respective surfaces of the butterfly pin 21, so that uneven illumination does not occur, and the color with the reference color for inspection is not generated. The comparison can be performed accurately without error.
[0052]
In the present embodiment, the calculation of the area ratio is performed for each divided region of the image picked up by the CCD color camera 11. Then, the value calculated for each of the divided areas is compared with the reference value (threshold value α) of each of the divided areas previously stored in the comparison calculation unit 17b, and the threshold value is calculated for any of the divided areas. If the value exceeds α, the determination unit 17c determines that the butterfly pin 21 is defective, and a signal to that effect is sent to the defective product discharging device 26. The defective product discharging device 26 operates at a predetermined time lag after receiving the signal, and the defective butterfly pin 21 conveyed on the conveyor belt 24 is removed from the belt 24 and is judged as a non-defective product. In this case, the defective product discharging device 26 does not operate and is transported on the transport belt 24 to the downstream side.
[0053]
In the present embodiment, therefore, surface illumination is provided in the horizontal direction by using a half mirror so that uniform light can be applied to the upper surface and the left and right side surfaces. With this configuration, three cameras can be inspected simultaneously with one camera, and adjustment can be simplified and cost can be significantly reduced.
[0054]
The gold-plated portion of the butterfly pin 21 was registered as a reference color. In the grayscale image subjected to the color difference conversion, an uneven portion was clearly recognized as shown in FIG. 4B. The image data captured by the CCD color camera 11 is subjected to color difference conversion into a color difference shading image (256 gradations) using dedicated hardware (KA-200A manufactured by Kurabo Industries) as a color difference shading processing unit 16a. This color difference converted image is converted to white as the color is closer to the reference color and black as the color is farther from the reference color. The color difference image data can be created almost at the same time as the capture time of the camera, and there is no time loss and the inspection can be performed at high speed.
[0055]
When the portion in the set density range higher than the threshold value α is converted to black and the portion in the set density range lower than the threshold value α is converted to white by the binarization processing of the color difference converted image, the binarized image has only the uneven defect portion. Is the image remaining white. Since the sorting device 20 is required to have an inspection capability of 200 pieces per minute, the inspection processing time in consideration of the variation in product discharge is about 120 ms per piece. The area or number of the remaining white portions is finally calculated, and if the calculated value is within the range of the set reference in one of the divided regions, it is determined as a non-defective product, and the out-of-range portion is determined as a defective product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of an imaging unit of an article appearance inspection device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a typical embodiment of an article appearance inspection device of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing an example of a simultaneous image of three surfaces of an article taken by the inspection apparatus.
FIG. 4 is a plan view showing an imaging screen, a color difference shading processing screen, and a binarization screen for the same article by the inspection apparatus.
FIG. 5 is an example of a reference diagram showing a grayscale distribution of a grayscale region of an image.
FIG. 6 is a three-dimensional view schematically showing a typical embodiment of the continuous defective product sorting apparatus of the present invention to which the above-mentioned appearance inspection apparatus is applied.
[Explanation of symbols]
1,21 butterfly pin (article to be inspected)
10 Appearance inspection device
11 CCD color camera (color imager)
12 1st lighting device
13 half mirror
14 Second lighting device
15 control device
16 Image processing unit
16a Color difference shading processing unit
16b Binary processing unit
17 control unit
17a calculation unit
17b Comparison operation unit
17c judgment unit
20 Continuous sorting device for articles
21a defective
22 Hearts feeder
23 drive source
24mm conveyor belt
25. Article detection means
26. Means of discharging defective products
26a motor
26b wing plate

Claims

An apparatus for detecting surface unevenness of an external appearance of an article (1),
One CCD camera (11) arranged facing the inspection area;
One or more half-mirrors (13) that are arranged obliquely near the inspection area and reflect a reflected light image of the peripheral side surface of the article (1) placed in the inspection area toward the CCD camera;
A first illumination light source (12) for irradiating the upper surface of the article (1);
One or more second illumination light sources (14) disposed on the back side of the half mirror (13) and transmitting the half mirror (13) to irradiate the peripheral side surface of the article (1, 21);
An appearance inspection apparatus for an article, comprising:

The CCD camera (11), an image processing unit (16) connected to the CCD camera (11), and a communication with the image processing unit (16). A control unit (17) connected to the two illumination light sources (12, 14);
The image processing unit (16) includes a shading processing unit (16a) for shading the image picked up by the CCD camera (11), and a binarized image obtained by the shading processing unit (16a). And a binarization processing unit (16b) for obtaining
The control unit (17) divides the imaging screen of the article into multiple regions, and calculates each area of at least one of the monochrome images processed by the binarization processing unit in each of the divided regions (R1 to Rn). (17a), a comparison operation unit (17b) for comparing a calculation result for each of the divided regions (R1 to Rn) with reference values α1 to αn preset for each region, and a non-defective product based on the operation result. A determination unit (17c) that determines whether the article is defective or not in at least one of the divided areas and determines that the article is defective. The visual inspection device according to 1.

An image processing unit (16) connected to the CCD camera (11) and a control unit (17) connected to the image processing unit and connected to the first and second illumination light sources (12, 14). ,
The image processing section (16) includes a density processing section (116a) for performing density processing on the image picked up by the CCD camera (11), and a binarized image obtained by the density processing section (16a). And a binarization processing unit (16b) for obtaining
The control unit (17) divides the imaging screen of the article (1) into multiple regions, and determines whether the black-and-white image processed by the binarization processing unit (16b) in each of the divided regions (R1 to Rn) is defective. A calculating unit (17a) for calculating the total number of any one of the regions to be calculated; a comparison calculating unit (17b) for comparing the total number with a preset reference total number; (17c)
The visual inspection device according to claim 1, wherein:

An image processing unit (16) connected to the CCD camera (11) and a control unit (17) connected to the image processing unit (16) and connected to the first and second illumination light sources (12, 14). With
The image processing unit (16) includes a shading processing unit (16a) for shading the image picked up by the CCD camera (11), and a binarized image obtained by the shading processing unit (16a). And a binarization processing unit (16b) for obtaining
The control unit (17) calculates a total area of at least one of the black-and-white images processed by the binarization processing unit (16b). The calculation unit (17a) A comparison operation unit (17b) for comparing with a reference area ratio, and a judgment unit (17c) for judging whether the product is good or defective based on the operation result.
The visual inspection device according to claim 1, wherein:

The visual inspection apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the imaging by the CCD camera (11) is a color imaging, and the density processing unit (16a) is a color difference density processing unit.

A method for detecting surface unevenness of the appearance of an article (1),
Irradiating the upper surface of the article (1) with a first illumination light source (12);
Irradiating the peripheral side surface of the article (1) through the half mirror (13) with one or more second illumination light sources (14) arranged on the back side of the one or more half mirrors (13);
The upper surface of the article (1) is directly photographed by one CCD camera (11) arranged facing the inspection area, and a reflected light image of the peripheral side surface of the article (1) by the half mirror (13). Shooting,
A method for inspecting the appearance of an article, comprising:

Taking a color image with the CCD camera (11);
Performing color difference shading processing by a color difference image processing unit (16a) connected to the CCD camera (11);
The color difference shading processed image subjected to shading is binarized to obtain a black-and-white image, and the control unit (17) connected to the image processing unit (16) divides the imaging screen of the article (1) into multiple regions. Then, the number or area of defective portions in each of the divided regions (R1 to Rn) of the binarized image processed by the binarization processing unit is calculated, and the calculation result and each of the divided regions (R1 to Rn) are calculated. The comparison calculation unit compares the reference value set in advance with the reference calculation unit. If the result of the calculation is determined to be defective in at least one of the divided regions (R1 to Rn), the article (1) is determined to be defective. To determine,
7. The appearance inspection method according to claim 6, wherein:

A sorting apparatus (20) for continuously detecting and eliminating defective products to which the appearance inspection apparatus (10) according to any one of claims 2 to 5 is applied,
An article supply unit (22);
Conveying means (24) for conveying the article (21) sent from the article supply section (22) along a conveying path;
Article detection means (25) arranged upstream of the visual inspection device (10) and detecting an article (21) conveyed on the conveyance means (24);
Based on the detection signal of the article detecting means (25), when the detected article (21) passes, the CCD camera (11) for imaging the upper surface of the article (21) and at least a part of its peripheral side surface is used. An operating control device (15);
The image processing unit (16) performs the image processing on an image arranged by the operation of the control device (15), which is arranged downstream of the CCD camera (11). Discharging means (26) for mechanically discharging the article determined to be defective out of the transport path based on a determination signal from the control unit (17);
A continuous sorting apparatus for defective products, comprising: