JP2005024431A

JP2005024431A - Visual inspection apparatus

Info

Publication number: JP2005024431A
Application number: JP2003191274A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Yamada; 和明山田; Ryoji Nogami; 良治野上
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Koyo Machine Industries Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd; JTEKT Machine Systems Corp
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-07-03
Also published as: JP4252381B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a visual inspection apparatus for easily, quickly and inexpensively processing an inspection even if an appearance of an inspected object is inspected out of a viewing field of a camera. SOLUTION: The visual inspection apparatus is provided with a carrying part 5 for carrying a plurality of workpieces (the inspected objects) W in the carrying direction F, a rotating part 6 for rotating the carried workpiece W, an image picking-up part 2 for picking up an image of a surface of the rotated workpiece W and a processor (a processing part) 4 for inspecting the appearance of the workpiece W using the picked-up image from the image picking-up part 2. The processor 4 divides the workpiece W into N inspection regions and makes the image picking-up part 2 pick up the image in each inspection region . The number N is an integer of 2 or more. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、検査対象物の表面走査を行ってその対象物の外観を検査するための外観検査装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
外観検査装置としては、円柱状の検査対象物を所定の撮像位置で回転させながら外周面をカメラで撮像し、撮像した画像を処理して検査対象物の傷を検査するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
具体的にいえば、この従来装置では、上記撮像位置が同一方向に回転する２つのドラムの間に設定されており、検査対象物が同位置で自転することで当該位置上方に配置されたカメラが対象物の外周面全周にわたって撮像するようになっていた。また、各ドラムには、外周面の一部に形成された凹部が設けられており、検査対象物は一方のドラム凹部内に挿入された状態で撮像位置まで送られ撮影された後、他方のドラム凹部内に挿入されて同位置から離れるよう移送されていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３３５１５０号公報（第３頁、第１図）
【０００４】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来装置では、ドラム凹部内に検査対象物を挿入して運んでいたので、寸法が異なる検査対象物、ことに凹部のドラム軸方向寸法よりも長尺の検査対象物の外観検査を行うときにはドラムを変更する必要が生じた。また、この従来装置では、カメラの視野寸法が凹部の上記ドラム軸方向寸法にほぼ一致しており、カメラ視野を越える長尺の対象物を検査するときにはカメラ設置数を増やしたり、視野の大きいカメラに交換したりすることも要求された。さらに、この従来装置では、ドラム間の所定位置で検査対象物を撮像していたので、当該対象物はドラムの搬送途中で停止された状態で撮像されることとなり、検査処理の短縮化を図ることが難しかった。
【０００５】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、カメラ視野を越える検査対象物の外観検査を行うときでも、その検査処理を容易にかつ高速に行うことができるコスト安価な外観検査装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、検査対象物の外観を検査するための外観検査装置であって、
複数の前記検査対象物を所定の搬送方向に搬送する搬送部と、搬送されている前記検査対象物を回転させる回転部と、回転している前記検査対象物の表面を撮像する撮像部と、前記撮像部からの前記検査対象物の撮像画像を用いて当該対象物の外観検査を行う処理部とを備え、
前記処理部は、一つの前記検査対象物についてＮ個（Ｎは２以上の整数）の検査領域に分けるとともに、各検査領域において前記撮像部により当該対象物を撮像させることを特徴とするものである。
【０００７】
上記のように構成された外観検査装置では、上記搬送部及び回転部により、回転されつつ、搬送されてくる一つの検査対象物に対して、処理部がその検査領域をＮ個（複数）に分割し、かつ検査領域毎に撮像部により撮像させて当該対象物の撮像画像を得て外観検査を行っている。すなわち、処理部は、撮像部によって一つの検査対象物を複数回撮像しているので、撮像部のカメラ視野を越える長尺の検査対象物の外観検査を行うときでも、上記長尺の対象物についての外観検査を容易に行うことができる。また、搬送途中で検査対象物を停止させて撮像していた上記従来例と異なり、搬送部によって搬送される複数の検査対象物を連続的に処理することから、検査対象物の外観検査の高速化を簡単に行うことができる。
【０００８】
また、上記外観検査装置において、前記処理部は、検査対象物についての前記Ｎ個の検査領域のうち、隣接する２つの検査領域が一部重複するように当該Ｎ個の検査領域を設定することが好ましい。
この場合、検査対象物についての前後２回の撮像動作で得られる撮像画像が常に一部重複することから、処理部は撮像漏れを確実に防いだ状態で当該対象物を撮像させて画像処理することができ、上記長尺の検査対象物の外観検査を行うときでも、その検査精度の低下をより確実に防止することができる。
【０００９】
また、上記外観検査装置において、前記検査対象物側の特徴点が所定位置を通過したことを検出して、信号を出力するセンサ部を備え、
前記処理部は、前記センサ部からの出力信号に基づいて、前記撮像部により前記検査対象物を撮像させてもよい。
この場合、処理部がセンサ部からの出力信号を用いることにより、検査対象物の移動状況を正確に把握して、当該対象物の各検査領域が撮像部のカメラ視野（撮像範囲）に達したか否かについて判別することができ、上記各検査領域での撮像画像を適切なタイミングで取り込むことができる。
【００１０】
また、上記外観検査装置において、前記検査対象物についての１番目及び２番目の検査領域が、前記撮像部による撮像範囲に到達したことをそれぞれ前記処理部に通知するための信号を出力する２つの前記センサ部を少なくとも備えることが好ましい。
この場合、処理部が上記２つのセンサ部からの信号の入力間隔を検出することにより、処理部は検査対象物の実際の移動（送り）速度をより正確に把握することができ、搬送部及び回転部による検査対象物の送り速度が変動したときでも、処理部はその送り速度の変動に応じて撮像部を駆動して各検査領域での撮像画像を得ることができる。
【００１１】
また、上記外観検査装置において、前記検査対象物についての１番目及び２番目の検査領域が、前記撮像部による撮像範囲に到達したことをそれぞれ前記処理部に通知するための信号を出力する２つの前記センサ部を設けるとともに、
前記処理部は、前記２つの各センサ部の出力信号が入力された時点からの経過時間をカウントして、当該対象物についての３番目以降の検査領域に対する前記撮像部による撮像動作を行わせることが好ましい。
この場合、処理部は、上記２つのセンサ部からの信号の入力間隔と上記経過時間のカウント値とを用いることにより、センサ部の設置数を減らしつつ、処理部が検査対象物のより正確な送り速度を把握することが可能となって、コンパクトでさらにコスト安価な検査装置を構成することができる。
【００１２】
また、上記外観検査装置において、前記センサ部は、前記特徴点として前記搬送部によって互いに隣接するように搬送される２つの前記検査対象物の端部間を検出することが好ましい。
この場合、特徴点を検査対象物に別途設けることなく、その対象物の外観検査をさらに容易に行うことができる。
【００１３】
また、上記外観検査装置において、前記処理部は、前記検査対象物についての１番目の検査領域での撮像画像の始端部がその対象物の前記搬送方向における前端部と一致するように前記撮像部により当該対象物を撮像させてもよい。
この場合、複数の検査対象物の外観検査を連続的に行うときに、処理部で逐次得られる撮像画像のデータが各検査対象物での上記前端部で自動的に区切られることとなり、処理部は検査対象物毎の画像処理を容易に行うことができる。
【００１４】
また、上記外観検査装置において、前記処理部は、前記検査対象物についてのＮ番目の検査領域での撮像画像の終端部がその対象物の前記搬送方向における後端部と一致するように前記撮像部により当該対象物を撮像させることが好ましい。
この場合、複数の検査対象物の外観検査を連続的に行うときに、処理部で逐次得られる撮像画像のデータが複数の検査対象物毎に自動的に区切られることとなり、処理部は検査対象物毎の画像処理をさらに容易に行うことができる。
【００１５】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の外観検査装置の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る外観検査装置の要部構成を模式的に示す図である。図において、本実施形態の外観検査装置１は、ローラ等の円柱状の検査対象物（以下、「ワーク」という）Ｗを撮像する撮像部２と、この撮像部２による撮像範囲におけるワークＷへ光を照射する照明部３と、上記撮像部２によって取り込まれたワークＷの画像情報を用いて所定の検査処理を行う処理部としての処理装置４とを備えている。また、外観検査装置１には、複数の上記ワークＷを一列に整列させた状態で、所定の搬送方向Ｆに搬送する搬送部５と、この搬送部５の下流側に連続するよう設置され、搬送部５からのワークＷを回転させる回転部６とが設けられており、この回転部６の上方に配置された上記撮像部２の下方を、図に例示するようにワークＷの軸心方向Ｘに並べた５個のワークＷ０，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４が順次通り抜けるスルーフィード方式となっている。
【００１６】
上記搬送部５には、ワークＷに当接して支持するようワーク下側に配置されたワーク搬送ベルト８と、このベルト８とでワークＷを挟んだ状態でワーク上側に接して搬送方向ＦにワークＷを押し出すワーク押出ローラ９とが設けられており、これらベルト８及びローラ９の回転によってワークＷは撮像部２による撮像範囲へ向けて送り出される。
また、搬送部５は、ワークＷを止めることなくほぼ一定の速度で連続的に送るようになっており、ワークＷが撮像部２の撮像範囲に来ても、ワークＷは停止せず、常時移動して撮像範囲を通り抜ける。このため、ワークＷは撮像範囲を次々に通過して効率よく検査をすることができる。
【００１７】
上記回転部６は、搬送部５から送られてきたワークＷをその軸心回りに回転させるものであり、軸心がワークＷの軸心方向Ｘと同方向に向けられた一対のワーク回転ローラ１０，１０を備えている。一対の回転ローラ１０，１０は、水平方向に並置されており、同方向に回転駆動される。ワークＷは、搬送部５によって一対の回転ローラ１０，１０上に押し出され、回転ローラ１０，１０の回転によって所定方向に回転する。また、回転ローラ１０，１０上に押し出されたワークＷは、後方のワークＷによって搬送方向Ｆに押されることで、回転ローラ１０，１０を搬送方向Ｆに向いて移動する。すなわち、ワークＷは、回転部６において、軸心回りに回転しながら搬送方向Ｆに移動し、かつ撮像部２下方の上記撮像範囲を通過する。
【００１８】
上記撮像部２は、例えば２０４８個の撮像素子（ＣＣＤ）を一列に並べたラインセンサカメラを用いて構成されたものであり、そのＣＣＤの配列方向が上記搬送方向Ｆと平行になるよう一対の回転ローラ１０，１０間に設定された撮像位置上方に配置されている。この撮像部２では、そのカメラ視野（つまり、上記撮像範囲）が８０ｍｍ程度となるように回転部６での上記撮像位置にあるワークＷからの高さ寸法などが選択されており、撮像部２が所望の解像度でワーク表面を撮影可能となっている。また、この撮像部２では、その一列のＣＣＤが搬送方向Ｆの上流側から下流側に向かう方向で上記軸心方向Ｘに沿って、照明部３の照明光にて所定の明るさで照らされたワークＷの外周面を順次走査する主走査を行うようになっている。また、この主走査を行うことにより、撮像部２では、各ＣＣＤがワーク外周面での濃淡の程度を例えば２５６階調に段階分けした８ビットの画像データを上記処理装置４に出力しており、１回の主走査に応じた線状画像が処理装置４に逐次入力される。
【００１９】
また、撮像部２では、上記主走査を繰り返し行うようになっており、ワークＷの回転に伴い、ワークＷの周方向に異なる位置を走査する副走査が行われる。この副走査を行うことにより、ワークＷが１回転するとワークＷ外周面を展開した２次元画像（展開外周面の撮像画像）が得られる。具体的にいえば、ワークＷが１回転したときの１周相当分以上の展開外周面の撮像画像は、Ｌ回の主走査を実施することで取得されるＬ個の上記線状画像によって構成されるようになっている。また、この主走査の実施回数Ｌは、ワークＷの外周（検査）寸法と所望の走査間隔に基づいて決定され、搬送部５及び回転部６による回転速度とワークＷに対する搬送方向Ｆ方向での送り速度などはそれが実現されるべく調整されている。尚、ワークＷが回転とともに搬送方向Ｆへ移動しているために取得した展開外周面の画像はＦ方向へ傾いたものとなっているが、上記処理装置４が画像の座標変換などで必要に応じて傾きを補正すればよい。
【００２０】
また、外観検査装置１では、上記処理装置４はワークＷ０〜Ｗ４毎に、つまり一つのワークＷについて上記Ｌ回の主走査による撮像動作によって撮像される検査領域を例えば４個設定するとともに、これらの４個の検査領域において各々連続する２個の検査領域が一部重複するよう当該４個の検査領域を定め、一つのワークＷに対し撮像部２による上記撮像動作を４回実施させて、上記４個の検査領域でワークＷ全体（全外周面）をカバーするようにしている。尚、これら４個の検査領域では、同一の主走査回数Ｌが割り当てられているので、各検査領域でのワーク外周面の検査（撮像）面積は互いに等しい面積に設定されている。
また、外観検査装置１では、搬送されているワークＷの上方に配置されて、ワークＷ側の特徴点が搬送路上の所定位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，及びＸ４をそれぞれ通過するのを検出して処理装置４に信号（画像取込開始のトリガ信号）を出力する４つのセンサ部１２−１，１２−２，１２−３，及び１２−４（以下、“１２”で総称する）が設けられている。そして、処理装置４が、これらセンサ部１２からの各出力信号を用いることにより、処理装置４は、上記４個の各検査領域に対する撮像部２での撮像動作の開始を正確に決定して、当該撮像部２からの撮像画像の取込処理を適切なタイミングで行えるようになっている。これにより、外観検査装置１では、後に詳述するように、撮像部２のカメラ視野を越える長尺のワークＷに対しても、その正確な外観検査を容易に行うことができる。
【００２１】
上記センサ部１２−１〜１２−４では、その設置数は一つのワークＷに対する検査領域の設定数と同じ数が選択されており、センサ部１２−１〜１２−４は上記搬送方向Ｆに沿って一列に並べられている。また、各センサ部１２は、上記特徴点として搬送方向Ｆで隣接する２つのワークＷの端部間を検出するようになっており、この端部間が対応する検出位置Ｘ１〜Ｘ４を通過したことを検出したときに処理装置４に信号を出力する。
詳細にいえば、各センサ部１２には、光等の検出波をワークＷに向かって照射し、その反射波を入力することで、上記特徴点の通過を検出可能な光電管などのセンサが使用されている。また、上記各ワークＷにはその軸心方向Ｘの両端部に０．５Ｒ程度の面取部（角落とし部）が設けられており、各センサ部１２はこの面取部と搬送方向Ｆ両側の面取部間に存在するワーク外周面での平坦な部分との微細な距離変化を検知することにより、搬送路上で撮像対象のワークＷ１に続けて搬送される撮像部２の撮像範囲外の２つのワークＷ２，Ｗ３の端部間を検出して上記トリガ信号を出力する。
【００２２】
また、上記４つのセンサ部１２−１〜１２−４は、一つのワークＷを均等に分割した上記４個の検査領域に応じて互いに等間隔に配置されたものであり、センサ部１２−１〜１２−４は、撮像部２によって撮像されるワークＷ１に後続するワークＷ２とＷ３との端部間が対応する検出位置Ｘ１〜Ｘ４を通過するのを検出している。また、センサ部１２−１〜１２−４の各間隔寸法は、ワークＷの上記送り速度などに基づきワークＷが１回転したときの上記１周相当分の展開外周面の撮像画像が取得されるように決定されている。これにより、上記処理装置４では、上記ワークＷ１の１〜４番目の検査領域が撮像部２の撮像範囲（カメラ視野）に到達したことを判別できるとともに、各検査領域で１周相当分の撮像画像を確実に取得できるようになっている（詳細は後述）。
尚、各センサ部１２−１〜１２−４は、図示を省略した支持部材によって搬送方向Ｆに移動可能で着脱自在に支持されており、検査領域の設定数などを変えることが要求されるワークの変更などの際に、対応する検出位置Ｘ１〜Ｘ４の調整や設置数の増減を容易に行えるようになっている。
【００２３】
上記処理装置４は、図２を参照して、汎用的なパーソナルコンピュータを用いて構成されたものであり、ＣＰＵやこのＣＰＵに接続される画像処理ボートを含んで構成された演算部４ａと、ワークＷの外観検査、例えばワーク外周面での傷等の有無を判別する欠陥検出処理を行うためのプログラム等を記憶するＨＤＤやフラッシュメモリディスクなどの記憶装置４ｂと、上記演算部４ａの指示に従って情報（撮像部２からの撮像画像を含む。）の表示を行う表示部４ｃとを備えている。また、この処理装置４には、外部との間で信号やプログラムなどのデータを入出力するデータ入出力部４ｄ、及び撮像部２から逐次送られてくる画像データを漸次記憶するバッファメモリとしての２つの画像メモリ４ｅ，４ｆが設けられており、後に詳述するように、演算部４ａは撮像部２からの撮像画像のデータ取込処理と欠陥検出処理などの画像処理とを並列的に行えるようになっている。
【００２４】
ここで、図３及び図４も参照して、上記のように構成された外観検査装置１の動作について具体的に説明する。
図３（ａ）に示すように、時点Ｔ１においては、撮像部２の撮像範囲には、ワークＷ１の前端部に設定された１番目の検査領域Ａ１が到達している。また、この時点Ｔ１では、上記ワークＷ１の次のワークＷ２はその後続のワークＷ３との端部間がセンサ部１２−１の下方に設定された検出位置Ｘ１に達しており、当該センサ部１２−１は検査領域Ａ１が撮像範囲内に入ったことを知らせる通知信号としてのトリガ１信号を処理装置４に出力する。そして、処理装置４では、検査領域Ａ１に対する撮像部２での上記Ｌ回の主走査を含んだ１回目の撮像動作に応じて、その領域Ａ１の撮像画像が撮像部２から当該処理装置４に送られる。
また、上記検査領域Ａ１に対する撮像動作中も搬送路上の全ワークＷ０〜Ｗ４は搬送方向Ｆに移動されているので、時点Ｔ２においては、図３（ｂ）に示すように、撮像部２の撮像範囲には、前端部が検査領域Ａ１の後端部と重複した検査領域Ａ２が到達している。このとき、ワークＷ２とＷ３との端部間はセンサ部１２−２の下方に設定された検出位置Ｘ２に達しており、当該センサ部１２−２は検査領域Ａ２が撮像範囲内に入ったことを知らせる通知信号としてのトリガ２信号を処理装置４に出力する。そして、処理装置４では、検査領域Ａ２に対する撮像部２での２回目の撮像動作に応じて、その領域Ａ２の撮像画像が撮像部２から当該処理装置４に送られる。
【００２５】
続いて、図３（ｃ）に示すように、時点Ｔ３においては、撮像部２の撮像範囲には、前端部が検査領域Ａ２の後端部と重複した検査領域Ａ３が到達している。このとき、ワークＷ２とＷ３との端部間はセンサ部１２−３の下方に設定された検出位置Ｘ３に達しており、当該センサ部１２−３は検査領域Ａ３が撮像範囲内に入ったことを知らせる通知信号としてのトリガ３信号を処理装置４に出力する。そして、処理装置４では、検査領域Ａ３に対する撮像部２での３回目の撮像動作に応じて、その領域Ａ３の撮像画像が撮像部２から当該処理装置４に送られる。
そして、図３（ｄ）に示すように、時点Ｔ４においては、撮像部２の撮像範囲には、前端部が検査領域Ａ３の後端部と重複した検査領域Ａ４が到達している。このとき、ワークＷ２とＷ３との端部間はセンサ部１２−４の下方に設定された検出位置Ｘ４に達しており、当該センサ部１２−４は検査領域Ａ４が撮像範囲内に入ったことを知らせる通知信号としてのトリガ４信号を処理装置４に出力する。そして、処理装置４では、検査領域Ａ４に対する撮像部２での４回目の撮像動作に応じて、その領域Ａ４の撮像画像が撮像部２から当該処理装置４に送られて、ワークＷ１の全外周面の画像データが漏れなく取得される。
その後、図３（ｅ）及び（ｆ）に示すように、時点Ｔ５及びＴ６において、ワークＷ２に対する１回目及び２回目の撮像動作が、上記時点Ｔ１及びＴ２でのワークＷ１の場合と同様に、センサ部１２−１及び１２−２からの出力信号に従って順次行われて、処理装置４でのワークＷ２の外観検査が連続的に行われる。
【００２６】
また、図４に示すように、処理装置４では、上記トリガ１〜４信号に応じた撮像部２からの撮像画像の画像取込処理１〜４と、演算部４ａでの欠陥検出処理１〜４とが並列的に実施されている。詳細には、トリガ１信号が時点Ｔ１でセンサ部１２−１から演算部４ａに出力されると、ワークＷ１に対する１回目の画像取込処理１が行われて、検査領域Ａ１の画像データが撮像部２からデータ入出力部４ｄを介して一方の画像メモリ４ｅに順次格納される。その後、センサ部１２−２から演算部４ａに時点Ｔ２でトリガ２信号が入力されると、当該演算部４ａは上記メモリ４ｅ内の画像データを用いた欠陥検出処理１を記憶装置４ｂ内のプログラムに従って実行する。この欠陥検出処理１では、検査領域Ａ１での上記２５６階調の各画像データを画質改善処理後所定の階調（閾値）との比較を行うことによって画素単位に“０”または“１”の２値化データを求めている。そして、演算部４ａは、“０”または“１”のデータ数、データの固まりの大きさや形状などに基づいて、傷等の有無が検査領域Ａ１に存在するか否かについて判定する判定処理１を行う。尚、この説明以外に、例えばメモリ４ｅ内の画像データを予め記憶装置４ｂに格納した良品画像の画像データと画素単位に比較（パターンマッチング）することにより、欠陥の有無を検出してもよい。
【００２７】
また、トリガ２信号が時点Ｔ２で演算部４ａに出力されているので、他方の画像メモリ４ｆには、ワークＷ１に対する２回目の撮像動作で得られた検査領域Ａ２の画像データが撮像部２からデータ入出力部４ｄを介して順次記憶されて、画像取込処理２が上記欠陥検出処理１と並列的に行われる。
続いて、センサ部１２−３から演算部４ａに時点Ｔ３でトリガ３信号が入力されると、当該演算部４ａは上記メモリ４ｆ内の画像データに対して、上記検出処理１及び判定処理１と同一の欠陥検出処理２及び判定処理２を行い、検査領域Ａ２の画像データを処理して、当該領域Ａ２での欠陥の有無等を判定する。また、欠陥検出処理２の開始とともに、画像メモリ４ｅには、ワークＷ１に対する３回目の撮像動作で得られた検査領域Ａ３の画像データが撮像部２からデータ入出力部４ｄを介して順次送られ、当該メモリ４ｅ内で検査領域Ａ１の画像データを上書きする画像取込処理３が上記検出処理２と並列的に行われる。
【００２８】
次に、センサ部１２−４から演算部４ａに時点Ｔ４でトリガ４信号が入力されると、当該演算部４ａは上記メモリ４ｅ内の画像データに対して、上記検出処理１及び判定処理１と同一の欠陥検出処理３及び判定処理３を行い、検査領域Ａ３の画像データを処理して、当該領域Ａ３での欠陥の有無等を判定する。また、欠陥検出処理３の開始とともに、画像メモリ４ｆには、ワークＷ１に対する４回目の撮像動作で得られた検査領域Ａ４の画像データが撮像部２からデータ入出力部４ｄを介して順次送られ、当該メモリ４ｆ内で検査領域Ａ２の画像データを上書きする画像取込処理４が上記検出処理２と並列的に行われる。
その後、ワークＷ２に対するトリガ１信号が時点Ｔ５で演算部４ａに入力されると、当該演算部４ａは上記メモリ４ｆ内の画像データに対して、上記検出処理１及び判定処理１と同一の欠陥検出処理４及び判定処理４を行い、検査領域Ａ４の画像データを処理して、当該領域Ａ４での欠陥の有無等を判定する。さらに、演算部４ａは、上記判定処理１〜４の結果に基づきワークＷ１に対する総合的な判定処理を行う。より具体的には、演算部４ａは判定処理１〜４のいずれか一つの結果が外観不良と判定しているときにはワークＷ１を不良品と判断し、それ以外の場合には当該ワークＷ１を良品と判断する。
【００２９】
また、上記欠陥検出処理４の開始とともに、画像メモリ４ｅには、ワークＷ２に対する１回目の撮像動作で得られた検査領域Ａ１の画像データが撮像部２からデータ入出力部４ｄを介して順次送られ、当該メモリ４ｅ内でワークＷ１の画像データを上書きする画像取込処理１が上記検出処理４と並列的に行われる。以降、同様な並列的な画像処理が、ワークＷ２，Ｗ３・・に対して実施され、各ワークＷの外観検査が連続して実行される。
【００３０】
以上のように構成された本実施形態では、撮像部２のカメラ視野を越える長尺のワーク（検査対象物）Ｗに対して、処理装置（処理部）４が４個に分けた検査領域Ａ１〜Ａ４を設定して、検査領域Ａ１〜Ａ４毎に、撮像部２による上記撮像動作を行わせている。また、処理装置４は一列に整列させた複数の各ワークＷを搬送部５及び回転部６にて搬送させつつ回転させることにより、各ワークＷの外周面全面の撮像画像を取得している。この結果、搬送途中で検査対象物を停止させ撮像していた上記従来例と異なり、上記のような長尺のワークＷの外観検査を行うときでも、撮像部２でのカメラ設置数を増加したり、カメラ視野を大きくしたりすることなく、当該ワークＷについての外観検査の高速化を簡単に行うことができる。
【００３１】
また、本実施形態では、処理装置４は検査領域Ａ１とＡ２、Ａ２とＡ３、Ａ３とＡ４が各々一部重複するよう定めて、検査領域Ａ１〜Ａ４毎に、撮像部２による上記撮像動作を行わせている。従って、ワークＷの連続的な撮像画像が常に一部重複しており、長尺のワークＷについての外観検査を行うときでも、撮像漏れに起因する検査ミスの発生を確実に防いで当該ワークＷについての正確な外観検査を容易に行うことができる。
【００３２】
尚、上記の説明では、ワークＷを４個の検査領域Ａ１〜Ａ４に分けて撮像する構成について説明したが、本発明は複数のワーク（検査対象物）を搬送部によって搬送しつつ、回転部により回転させた検査対象物を撮像部により撮像させるとともに、一つの検査対象物についてその検査領域をＮ個（Ｎは２以上の整数）に分けて、各検査領域において撮像部により当該対象物を撮像させるものであればよく、検査領域の設定数などは上記のものに何等限定されない。
【００３３】
また、上記の説明では、各検査領域が同一となるようワークＷの検査面を均等に分割した場合について説明したが、大きさが異なる検査領域や後続のワークＷに跨るような検査領域を設定する構成でもよい。但し、図３に示したように、上記検査領域Ａ１での撮像画像の始端部がワークＷ１の搬送方向における前端部と一致するように撮像部２によるワーク撮像を行わせることにより、処理装置４で逐次得られる撮像画像のデータを上記前端部で自動的に区切ることができ、当該処理装置４での画像処理の負荷軽減を行える点で好ましい。さらに好ましくは、同図に示したように、上記検査領域Ａ４での撮像画像の終端部がワークＷ１の搬送方向における後端部と一致するように撮像部２によるワーク撮像を行わせることにより、撮像画像のデータはワークＷ毎に自動的に区切られて、処理装置４での処理負荷をさらに軽減して容易に行うことができる。
【００３４】
また、上記の説明では、ワークＷについての検査領域の設置数と同数のセンサ部１２を用いた構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば処理装置４の演算部４ａが、上記センサ部１２−１及び１２−２の各出力信号が入力された時点からの経過時間をカウントする構成でもよい。このように上記入力時点からの経過時間をカウントする場合には、上記４回の撮像動作のうち、１回目及び２回目の撮像動作をセンサ部１２−１及び１２−２の出力信号を基に行わせるとともに、上記経過時間のカウント値に従って演算部４ａが上記２つの出力信号の入力間隔を算出し、この入力間隔に応じて、３回目及び４回目の撮像動作を行わせることが可能となる。これにより、上記センサ部１２−３及び１２−４の設置を省略することができ、かつ処理装置４は上記入力間隔を基にワークＷの正確な送り速度を把握することが可能となって、コンパクトでさらにコスト安価な外観検査装置を構成することができる（図５参照）。さらに、一定の送り速度にて上記搬送方向ＦにワークＷを常に回転・搬送できる場合には、センサ部を設けることなくワークＷに対する外観検査を実施することも可能である。
【００３５】
また、上記の説明では、搬送部５と回転部６とを別々の機構によって構成した場合について説明したが、ワークＷの搬送機能と回転機能とを一体化した単一の機構によって構成してもよい。また、上記ワーク搬送ベルト８及びワーク押出ローラ９を有する搬送部５に代えて、搬送部５は、左右からワークＷを挟み込んで回転することによりワークＷを送り出す一対のローラを備えたものでもよい。また、共に回転する一対の回転ローラ１０，１０を備えた回転部６について説明したが、回転部６はワークＷを強制的に回転させるものであればよく、一方のローラのみが回転することにより、ワークＷを回転させるものでよい。
また、撮像部２に関しては、ラインセンサカメラ以外のものであってもよく、例えば２次元画像が得られるカメラであってもよい。
【００３６】
また、上記の説明では、搬送部５上方のセンサ部１２が撮像部２により撮像されるワークＷ１に後続するワークＷ２とＷ３との端部間を検出して信号を出力する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、センサ部が例えば端部に形成された溝や穴、刻印等のワーク本来的な構造、あるいは塗料等のワークＷに施された所定のマーキングを検出する構成でもよい。また、回転部６により回転させられているワーク側の特徴点を検出してもよい。但し、ワークＷにマーキングを施す場合に比べて上記端部間を特徴点として検出する場合の方が、特徴点をワークＷに別途設けることなく、そのワークＷの外観検査をさらに容易に行える点で好ましい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、カメラ視野を越える長尺の検査対象物に対しても、その搬送の停止を行うことなく当該対象物についての複数の検査画像を取得して画像処理することができるので、カメラ数の増加などを行うこなく上記長尺の検査対象物についての外観検査を容易にかつ高速に行うことができ、コスト安価な外観検査装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る外観検査装置の要部構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示した処理装置の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、上記外観検査装置での画像取込処理の動作例を時系列的に示した図である。
【図４】上記外観検査装置での画像取込処理及び欠陥検出処理の並列タイムチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、別の実施形態に係る外観検査装置での画像取込処理の動作例を時系列的に示した図である。
【符号の説明】
１外観検査装置
２撮像部
４処理装置（処理部）
５搬送部
６回転部
１２−１〜１２−４センサ部
Ｗ０〜Ｗ４ワーク（検査対象物）[0001]
【Technical field】
The present invention relates to an appearance inspection apparatus for performing surface scanning of an inspection object and inspecting the appearance of the object.
[0002]
[Background]
As an appearance inspection apparatus, there is an apparatus that images a peripheral surface with a camera while rotating a cylindrical inspection object at a predetermined imaging position, processes the captured image, and inspects a scratch on the inspection object (for example, (See Patent Document 1).
Specifically, in this conventional apparatus, the imaging position is set between two drums that rotate in the same direction, and the inspection object rotates at the same position so that the camera is arranged above the position. However, it was supposed to take an image over the entire outer circumference of the object. In addition, each drum is provided with a recess formed in a part of the outer peripheral surface, and the inspection object is sent to the imaging position in a state of being inserted into one of the drum recesses, and then the other is taken. It was inserted into the drum recess and transferred away from the same position.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-335150 (page 3, FIG. 1)
[0004]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional apparatus as described above, since the inspection object is inserted and carried in the drum recess, the inspection object having a different dimension, in particular, an inspection object having a length longer than the dimension in the drum axial direction of the recess. It was necessary to change the drum when performing visual inspection. In this conventional apparatus, the field of view of the camera substantially coincides with the dimension in the drum axis direction of the recess, and when inspecting a long object exceeding the field of view of the camera, the number of cameras installed can be increased or a camera with a large field of view can be obtained. It was also required to exchange it. Further, in this conventional apparatus, since the inspection object is imaged at a predetermined position between the drums, the object is imaged in a state where it is stopped during the conveyance of the drum, thereby shortening the inspection process. It was difficult.
[0005]
In view of the conventional problems as described above, the present invention provides a low-cost appearance inspection apparatus that can easily and quickly perform an inspection process even when performing an appearance inspection of an inspection object that exceeds the camera field of view. The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of an inspection object,
A transport unit that transports the plurality of inspection objects in a predetermined transport direction, a rotation unit that rotates the transported inspection object, and an imaging unit that images the surface of the rotating inspection object; A processing unit that performs an appearance inspection of the object using a captured image of the inspection object from the imaging unit;
The processing unit divides one inspection object into N inspection areas (N is an integer of 2 or more), and causes the imaging unit to image the inspection object in each inspection area. is there.
[0007]
In the appearance inspection apparatus configured as described above, the processing unit reduces the number of inspection regions to N (plural) for one inspection object that is conveyed while being rotated by the conveyance unit and the rotation unit. The image is divided and imaged by the imaging unit for each inspection area to obtain a captured image of the object, and an appearance inspection is performed. That is, since the processing unit images one inspection object multiple times by the imaging unit, the long object is inspected even when performing a visual inspection of a long inspection object that exceeds the camera field of view of the imaging unit. Can be easily inspected. In addition, unlike the above-described conventional example in which the inspection object is stopped and imaged while being conveyed, a plurality of inspection objects conveyed by the conveyance unit are continuously processed, so that the appearance inspection of the inspection object is performed at high speed. Can be easily performed.
[0008]
In the appearance inspection apparatus, the processing unit sets the N inspection regions so that two adjacent inspection regions partially overlap among the N inspection regions of the inspection object. Is preferred.
In this case, since the captured images obtained by the two imaging operations for the inspection target are always partially overlapped, the processing unit performs image processing by capturing the target object in a state in which the imaging omission is reliably prevented. Even when the appearance inspection of the long inspection object is performed, it is possible to more reliably prevent the deterioration of the inspection accuracy.
[0009]
Further, in the appearance inspection apparatus, a sensor unit that detects that the feature point on the inspection object side has passed a predetermined position and outputs a signal is provided,
The processing unit may cause the imaging unit to image the inspection object based on an output signal from the sensor unit.
In this case, the processing unit uses the output signal from the sensor unit to accurately grasp the movement state of the inspection object, and each inspection region of the object reaches the camera field of view (imaging range) of the imaging unit. It is possible to determine whether or not the captured image is captured in each inspection area at an appropriate timing.
[0010]
Further, in the appearance inspection apparatus, two signals that output signals for notifying the processing unit that the first and second inspection regions of the inspection object have reached the imaging range of the imaging unit, respectively. It is preferable to include at least the sensor unit.
In this case, the processing unit detects the input interval of the signals from the two sensor units, so that the processing unit can more accurately grasp the actual moving (feeding) speed of the inspection object. Even when the feeding speed of the inspection object by the rotating unit varies, the processing unit can drive the imaging unit according to the variation in the feeding speed to obtain captured images in each inspection region.
[0011]
Further, in the appearance inspection apparatus, two signals that output signals for notifying the processing unit that the first and second inspection regions of the inspection object have reached the imaging range of the imaging unit, respectively. While providing the sensor unit,
The processing unit counts an elapsed time from when the output signals of the two sensor units are input, and causes the imaging unit to perform an imaging operation on the third and subsequent inspection regions for the target object. Is preferred.
In this case, the processing unit uses the input intervals of the signals from the two sensor units and the count value of the elapsed time, thereby reducing the number of sensor units installed, while the processing unit is more accurate of the inspection object. The feeding speed can be grasped, and a compact and further inexpensive inspection apparatus can be configured.
[0012]
In the appearance inspection apparatus, it is preferable that the sensor unit detects a distance between the end portions of the two inspection objects that are transported so as to be adjacent to each other by the transport unit as the feature point.
In this case, the appearance inspection of the object can be more easily performed without separately providing the feature point on the inspection object.
[0013]
Further, in the appearance inspection apparatus, the processing unit may be configured such that a start end portion of a captured image in a first inspection region for the inspection object coincides with a front end portion in the transport direction of the object. The target object may be imaged by.
In this case, when continuously inspecting the appearance of a plurality of inspection objects, the captured image data sequentially obtained by the processing unit is automatically divided at the front end of each inspection object, and the processing unit Can easily perform image processing for each inspection object.
[0014]
Further, in the appearance inspection apparatus, the processing unit captures the imaging so that a terminal portion of a captured image in an Nth inspection region of the inspection object coincides with a rear end portion in the transport direction of the object. It is preferable that the object is imaged by the unit.
In this case, when continuously inspecting the appearance of a plurality of inspection objects, captured image data sequentially obtained by the processing unit is automatically divided for each of the plurality of inspection objects, and the processing unit Image processing for each object can be performed more easily.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of an appearance inspection apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a main configuration of an appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, an appearance inspection apparatus 1 of the present embodiment is directed to an imaging unit 2 that images a cylindrical inspection object (hereinafter referred to as “work”) W such as a roller, and a workpiece W in an imaging range by the imaging unit 2. An illumination unit 3 that emits light and a processing device 4 as a processing unit that performs a predetermined inspection process using image information of the workpiece W captured by the imaging unit 2 are provided. Further, in the appearance inspection apparatus 1, a plurality of the workpieces W are arranged in a line, and are installed so as to be continuous with a conveyance unit 5 that conveys the workpieces W in a predetermined conveyance direction F, and downstream of the conveyance unit 5, A rotation unit 6 that rotates the workpiece W from the transport unit 5 is provided, and the lower part of the imaging unit 2 disposed above the rotation unit 6 is in the axial direction of the workpiece W as illustrated in the figure. This is a through-feed method in which five workpieces W0, W1, W2, W3, W4 arranged in X pass through sequentially.
[0016]
The conveyance unit 5 is in contact with the workpiece W in the conveyance direction F in contact with the workpiece upper side with the workpiece W sandwiched between the workpiece conveyance belt 8 disposed on the lower side of the workpiece so as to contact and support the workpiece W. A work extruding roller 9 that pushes out the work W is provided, and the work W is sent out toward the imaging range by the imaging unit 2 by the rotation of the belt 8 and the roller 9.
Further, the transport unit 5 continuously feeds the workpiece W at a substantially constant speed without stopping the workpiece W. Even when the workpiece W comes into the imaging range of the imaging unit 2, the workpiece W does not stop and is always stopped. Move through the imaging range. For this reason, the workpiece | work W can pass the imaging range one after another, and can test | inspect efficiently.
[0017]
The rotating unit 6 rotates the workpiece W sent from the conveying unit 5 about its axis, and a pair of workpiece rotating rollers whose axis is oriented in the same direction as the axial direction X of the workpiece W. 10 and 10 are provided. The pair of rotating rollers 10 and 10 are juxtaposed in the horizontal direction and are driven to rotate in the same direction. The workpiece W is pushed onto the pair of rotating rollers 10 and 10 by the transport unit 5 and rotates in a predetermined direction by the rotation of the rotating rollers 10 and 10. Further, the workpiece W pushed out onto the rotating rollers 10 and 10 is pushed in the transport direction F by the rear workpiece W, so that the rotating rollers 10 and 10 move toward the transport direction F. That is, the workpiece W moves in the transport direction F while rotating around the axis in the rotating unit 6 and passes through the imaging range below the imaging unit 2.
[0018]
The imaging unit 2 is configured using, for example, a line sensor camera in which 2048 imaging elements (CCDs) are arranged in a line, and a pair of CCDs is arranged in parallel with the transport direction F. It is disposed above the imaging position set between the rotating rollers 10 and 10. In the imaging unit 2, the height dimension from the workpiece W at the imaging position in the rotating unit 6 is selected so that the camera field of view (that is, the imaging range) is about 80 mm. However, the workpiece surface can be photographed at a desired resolution. Further, in this imaging unit 2, the row of CCDs is illuminated with a predetermined brightness by the illumination light of the illumination unit 3 along the axial direction X in the direction from the upstream side to the downstream side in the transport direction F. In addition, main scanning for sequentially scanning the outer peripheral surface of the workpiece W is performed. In addition, by performing this main scanning, the imaging unit 2 outputs 8-bit image data in which each CCD has a gradation level of, for example, 256 gradations to the processing device 4 on the outer peripheral surface of the work. A linear image corresponding to one main scan is sequentially input to the processing device 4.
[0019]
The imaging unit 2 repeats the main scanning, and as the work W rotates, sub-scanning is performed to scan different positions in the circumferential direction of the work W. By performing this sub-scanning, when the workpiece W makes one rotation, a two-dimensional image in which the outer circumferential surface of the workpiece W is developed (a captured image of the developed outer circumferential surface) is obtained. More specifically, the captured image of the developed outer peripheral surface corresponding to one or more rounds when the workpiece W makes one rotation is configured by the L number of linear images acquired by performing L main scans. It has come to be. The number of times L of the main scanning is performed is determined based on the outer circumference (inspection) size of the workpiece W and a desired scanning interval. The feed rate and the like are adjusted to achieve this. Note that the image of the developed outer peripheral surface is tilted in the F direction because the workpiece W moves in the transport direction F along with the rotation, but the processing device 4 is necessary for image coordinate conversion or the like. The inclination may be corrected accordingly.
[0020]
Further, in the appearance inspection apparatus 1, the processing apparatus 4 sets, for example, four inspection areas to be imaged for each workpiece W0 to W4, that is, for one workpiece W by the imaging operation by the L times of main scanning. The four inspection areas are defined so that two consecutive inspection areas partially overlap each other in the four inspection areas, and the imaging operation by the imaging unit 2 is performed four times for one workpiece W. The above four inspection areas cover the entire work W (all outer peripheral surfaces). In these four inspection areas, since the same main scanning frequency L is assigned, the inspection (imaging) area of the work outer peripheral surface in each inspection area is set to be equal to each other.
Further, the appearance inspection apparatus 1 is arranged above the workpiece W being conveyed, and detects that the feature points on the workpiece W side pass through predetermined positions X1, X2, X3, and X4 on the conveyance path, respectively. Four sensor units 12-1, 12-2, 12-3, and 12-4 (hereinafter collectively referred to as “12”) that output signals (trigger signals for starting image capture) to the processing device 4 are provided. ing. The processing device 4 uses each output signal from the sensor unit 12 so that the processing device 4 accurately determines the start of the imaging operation in the imaging unit 2 for each of the four inspection regions. The captured image capturing process from the imaging unit 2 can be performed at an appropriate timing. Thereby, as will be described in detail later, the appearance inspection apparatus 1 can easily perform an accurate appearance inspection even on a long workpiece W that exceeds the camera field of view of the imaging unit 2.
[0021]
In the sensor units 12-1 to 12-4, the same number as the number of inspection areas set for one workpiece W is selected, and the sensor units 12-1 to 12-4 are arranged in the transport direction F. It is arranged in a line along. In addition, each sensor unit 12 is configured to detect between the ends of two workpieces W adjacent in the transport direction F as the feature point, and the interval between the ends has passed through corresponding detection positions X1 to X4. When this is detected, a signal is output to the processing device 4.
More specifically, each sensor unit 12 uses a sensor such as a photoelectric tube that can detect the passage of the feature points by irradiating a detected wave such as light toward the workpiece W and inputting the reflected wave. Has been. Further, each workpiece W is provided with chamfered portions (corner dropping portions) of about 0.5R at both ends in the axial direction X, and each sensor unit 12 has both the chamfered portions and both sides in the conveying direction F. By detecting a minute distance change with the flat part on the outer peripheral surface of the workpiece existing between the chamfered portions, the imaging portion 2 outside the imaging range of the imaging target workpiece W1 conveyed on the conveyance path is detected. The trigger signal is output by detecting the distance between the ends of the two workpieces W2, W3.
[0022]
The four sensor units 12-1 to 12-4 are arranged at equal intervals according to the four inspection areas obtained by equally dividing one work W. The sensor unit 12-1 -12-4 has detected passing between the detection positions X1-X4 between the edge parts of the workpiece | work W2 and W3 which follow the workpiece | work W1 imaged by the imaging part 2 correspond. In addition, for each interval dimension of the sensor units 12-1 to 12-4, a captured image of the developed outer peripheral surface corresponding to the one round when the workpiece W rotates once based on the feed speed of the workpiece W and the like is acquired. Has been determined to be. Thereby, in the said processing apparatus 4, while it can discriminate | determine that the 1st-4th inspection area | region of the said workpiece | work W1 reached | attained the imaging range (camera visual field) of the image pick-up part 2, it is imaged for 1 round in each inspection area. An image can be reliably acquired (details will be described later).
Each of the sensor units 12-1 to 12-4 is movably supported in a conveying direction F by a support member (not shown) and is detachably supported, and a workpiece that requires changing the number of inspection areas set. In the case of a change, the corresponding detection positions X1 to X4 can be easily adjusted and the number of installations can be increased or decreased.
[0023]
The processing device 4 is configured using a general-purpose personal computer with reference to FIG. 2, and includes a calculation unit 4 a configured including a CPU and an image processing boat connected to the CPU, A storage device 4b such as an HDD or a flash memory disk for storing a program or the like for performing an appearance inspection of the workpiece W, for example, a defect detection process for determining the presence or absence of scratches or the like on the outer peripheral surface of the workpiece, and in accordance with an instruction from the calculation unit 4a And a display unit 4c that displays information (including a captured image from the imaging unit 2). The processing device 4 also includes a data input / output unit 4d for inputting / outputting data such as signals and programs to / from the outside, and a buffer memory for gradually storing image data sequentially transmitted from the imaging unit 2. Two image memories 4e and 4f are provided, and as will be described in detail later, the arithmetic unit 4a can perform parallel processing of image data acquisition processing from the imaging unit 2 and image processing such as defect detection processing. It is like that.
[0024]
Here, the operation of the appearance inspection apparatus 1 configured as described above will be specifically described with reference to FIGS. 3 and 4 as well.
As shown in FIG. 3A, at the time point T1, the first inspection area A1 set at the front end of the workpiece W1 has reached the imaging range of the imaging unit 2. Further, at this time T1, the workpiece W2 next to the workpiece W1 has reached the detection position X1 set below the sensor unit 12-1 between the ends of the workpiece W2 and the subsequent workpiece W3. -1 outputs a trigger 1 signal to the processing device 4 as a notification signal notifying that the inspection area A1 has entered the imaging range. Then, in the processing device 4, the captured image of the region A 1 is transferred from the imaging unit 2 to the processing device 4 according to the first imaging operation including the L main scans in the imaging unit 2 with respect to the inspection region A 1. Sent.
In addition, since all the workpieces W0 to W4 on the transport path are moved in the transport direction F even during the image capturing operation on the inspection area A1, at time T2, as illustrated in FIG. The inspection area A2 whose front end overlaps the rear end of the inspection area A1 has reached the range. At this time, the interval between the end portions of the workpieces W2 and W3 has reached the detection position X2 set below the sensor unit 12-2, and the sensor unit 12-2 has the inspection area A2 within the imaging range. 2 is output to the processing device 4 as a notification signal for informing the user. Then, in the processing device 4, the captured image of the region A 2 is sent from the imaging unit 2 to the processing device 4 in accordance with the second imaging operation in the imaging unit 2 for the inspection region A 2.
[0025]
Subsequently, as shown in FIG. 3C, at time T3, the inspection area A3 in which the front end overlaps the rear end of the inspection area A2 reaches the imaging range of the imaging unit 2. At this time, the distance between the ends of the workpieces W2 and W3 has reached the detection position X3 set below the sensor unit 12-3, and the sensor unit 12-3 has the inspection area A3 within the imaging range. Trigger 3 signal as a notification signal for informing the processor 4 is output to the processing device 4. In the processing device 4, the captured image of the area A 3 is sent from the imaging unit 2 to the processing device 4 in accordance with the third imaging operation in the imaging unit 2 for the inspection area A 3.
Then, as shown in FIG. 3D, at time T4, the inspection area A4 whose front end overlaps the rear end of the inspection area A3 has reached the imaging range of the imaging unit 2. At this time, the distance between the ends of the workpieces W2 and W3 has reached the detection position X4 set below the sensor unit 12-4, and the sensor unit 12-4 has the inspection area A4 within the imaging range. Trigger 4 signal as a notification signal for informing the processor 4 is output to the processing device 4. Then, in the processing device 4, according to the fourth imaging operation in the imaging unit 2 for the inspection region A4, the captured image of the region A4 is sent from the imaging unit 2 to the processing device 4, and the entire outer periphery of the workpiece W1. Surface image data is acquired without omission.
Thereafter, as shown in FIGS. 3E and 3F, at the time points T5 and T6, the first and second imaging operations for the work W2 are performed in the same manner as in the case of the work W1 at the time points T1 and T2. It is sequentially performed according to the output signals from the sensor units 12-1 and 12-2, and the appearance inspection of the workpiece W2 in the processing device 4 is continuously performed.
[0026]
As shown in FIG. 4, in the processing device 4, the image capture processing 1 to 4 of the captured image from the imaging unit 2 according to the trigger 1 to 4 signals and the defect detection processing 1 to 4 in the calculation unit 4 a are performed. 4 are implemented in parallel. Specifically, when the trigger 1 signal is output from the sensor unit 12-1 to the calculation unit 4a at the time point T1, the first image capturing process 1 for the workpiece W1 is performed, and the image data of the inspection area A1 is captured. The data is sequentially stored in the image memory 4e from the unit 2 through the data input / output unit 4d. Thereafter, when the trigger 2 signal is input from the sensor unit 12-2 to the calculation unit 4a at the time T2, the calculation unit 4a performs the defect detection processing 1 using the image data in the memory 4e in the program in the storage device 4b. Follow the instructions. In the defect detection process 1, each image data of the 256 gradations in the inspection area A1 is compared with a predetermined gradation (threshold value) after the image quality improvement process, so that “0” or “1” is set for each pixel. Binary data is obtained. Then, the determination unit 1 determines whether or not there is a flaw or the like in the inspection area A1 based on the number of data “0” or “1”, the size or shape of the data cluster, and the like. I do. In addition to this description, for example, the presence or absence of a defect may be detected by comparing image data in the memory 4e with image data of a good product image stored in advance in the storage device 4b in pixel units (pattern matching).
[0027]
In addition, since the trigger 2 signal is output to the calculation unit 4a at the time point T2, the image data of the inspection area A2 obtained by the second imaging operation with respect to the workpiece W1 is stored in the other image memory 4f from the imaging unit 2. The images are sequentially stored via the data input / output unit 4d, and the image capture process 2 is performed in parallel with the defect detection process 1.
Subsequently, when the trigger 3 signal is input from the sensor unit 12-3 to the calculation unit 4a at time T3, the calculation unit 4a performs the detection process 1 and the determination process 1 on the image data in the memory 4f. The same defect detection process 2 and determination process 2 are performed, and the image data of the inspection area A2 is processed to determine the presence or absence of a defect in the area A2. Further, along with the start of the defect detection process 2, the image data of the inspection area A3 obtained by the third imaging operation for the workpiece W1 is sequentially sent from the imaging unit 2 via the data input / output unit 4d to the image memory 4e. The image capture process 3 for overwriting the image data of the inspection area A1 in the memory 4e is performed in parallel with the detection process 2.
[0028]
Next, when the trigger 4 signal is input from the sensor unit 12-4 to the calculation unit 4a at time T4, the calculation unit 4a performs the detection process 1 and the determination process 1 on the image data in the memory 4e. The same defect detection process 3 and determination process 3 are performed, and the image data of the inspection area A3 is processed to determine the presence / absence of a defect in the area A3. In addition, with the start of the defect detection process 3, the image data of the inspection area A4 obtained by the fourth imaging operation for the workpiece W1 is sequentially sent from the imaging unit 2 via the data input / output unit 4d to the image memory 4f. The image capture process 4 for overwriting the image data of the inspection area A2 in the memory 4f is performed in parallel with the detection process 2.
Thereafter, when the trigger 1 signal for the workpiece W2 is input to the calculation unit 4a at time T5, the calculation unit 4a detects the same defect detection as the detection process 1 and the determination process 1 for the image data in the memory 4f. Processing 4 and determination processing 4 are performed to process the image data of the inspection area A4 to determine the presence or absence of defects in the area A4. Furthermore, the calculation unit 4a performs a comprehensive determination process for the workpiece W1 based on the results of the determination processes 1 to 4. More specifically, the calculation unit 4a determines that the work W1 is a defective product when any one of the determination processes 1 to 4 determines that the appearance is defective, and otherwise determines that the work W1 is a non-defective product. Judge.
[0029]
Further, along with the start of the defect detection process 4, image data of the inspection area A1 obtained by the first imaging operation for the workpiece W2 is sequentially sent from the imaging unit 2 to the image memory 4e via the data input / output unit 4d. Then, the image capture process 1 for overwriting the image data of the work W1 in the memory 4e is performed in parallel with the detection process 4. Thereafter, similar parallel image processing is performed on the workpieces W2, W3,... And the appearance inspection of each workpiece W is continuously performed.
[0030]
In the present embodiment configured as described above, an inspection area A1 in which the processing device (processing unit) 4 divides the long workpiece (inspection target) W beyond the camera field of view of the imaging unit 2 into four. To A4, and the imaging operation by the imaging unit 2 is performed for each of the inspection areas A1 to A4. Further, the processing device 4 acquires a captured image of the entire outer peripheral surface of each workpiece W by rotating the plurality of workpieces W aligned in a row while being conveyed by the conveyance unit 5 and the rotation unit 6. As a result, the number of cameras installed in the imaging unit 2 is increased even when visual inspection of a long workpiece W as described above is performed, unlike the conventional example in which the inspection object is stopped and imaged while being conveyed. In addition, it is possible to easily speed up the appearance inspection for the workpiece W without increasing the camera field of view.
[0031]
In the present embodiment, the processing device 4 determines that the inspection areas A1 and A2, A2 and A3, and A3 and A4 partially overlap, and performs the imaging operation by the imaging unit 2 for each of the inspection areas A1 to A4. It is done. Accordingly, the continuous captured images of the workpiece W are always partially overlapped, and even when an appearance inspection is performed on the long workpiece W, it is possible to reliably prevent occurrence of an inspection error due to imaging omission. An accurate appearance inspection can be easily performed.
[0032]
In the above description, the structure in which the workpiece W is imaged by dividing the workpiece W into four inspection areas A1 to A4 has been described. However, the present invention provides a rotating unit while conveying a plurality of workpieces (inspection objects) by the conveying unit. The inspection object rotated by the imaging unit is imaged by the imaging unit, and the inspection area of one inspection object is divided into N (N is an integer of 2 or more), and the object is detected by the imaging unit in each inspection area. What is necessary is just to make it image, and the setting number etc. of an inspection area | region are not limited to the above at all.
[0033]
In the above description, the case where the inspection surface of the workpiece W is equally divided so that each inspection region is the same has been described. However, an inspection region having a different size or an inspection region extending over the subsequent workpiece W is set. The structure to do may be sufficient. However, as shown in FIG. 3, the processing device 4 performs imaging of the workpiece by the imaging unit 2 so that the starting end portion of the captured image in the inspection area A1 coincides with the front end portion in the conveyance direction of the workpiece W1. It is preferable in that the captured image data sequentially obtained in step S4 can be automatically divided at the front end portion, and the load of image processing in the processing device 4 can be reduced. More preferably, as shown in the figure, by causing the imaging unit 2 to perform image capturing of the workpiece so that the terminal portion of the captured image in the inspection area A4 coincides with the rear end portion in the conveyance direction of the workpiece W1, The captured image data is automatically divided for each work W, and can be easily performed while further reducing the processing load on the processing device 4.
[0034]
In the above description, the configuration using the same number of sensor units 12 as the number of inspection areas installed on the workpiece W has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the calculation unit 4a of the processing device 4 may be configured to count the elapsed time from when the output signals of the sensor units 12-1 and 12-2 are input. Thus, when counting the elapsed time from the input time point, the first and second imaging operations of the four imaging operations are performed based on the output signals of the sensor units 12-1 and 12-2. The calculation unit 4a calculates the input interval of the two output signals according to the count value of the elapsed time, and the third and fourth imaging operations can be performed according to the input interval. . Thereby, the installation of the sensor units 12-3 and 12-4 can be omitted, and the processing device 4 can grasp the accurate feed speed of the workpiece W based on the input interval. A compact and low-cost appearance inspection apparatus can be configured (see FIG. 5). Furthermore, when the workpiece W can always be rotated and transported in the transport direction F at a constant feed speed, it is possible to perform an appearance inspection on the workpiece W without providing a sensor unit.
[0035]
Further, in the above description, the case where the transport unit 5 and the rotation unit 6 are configured by separate mechanisms has been described, but the transport function and the rotation function of the workpiece W may be configured by a single mechanism. Good. Moreover, it may replace with the conveyance part 5 which has the said workpiece | work conveyance belt 8 and the workpiece | work extrusion roller 9, and the conveyance part 5 may be provided with a pair of roller which sends out the workpiece | work W by pinching and rotating the workpiece | work W from right and left. . Moreover, although the rotation part 6 provided with a pair of rotation rollers 10 and 10 rotated together was demonstrated, the rotation part 6 should just rotate the workpiece | work W, and only one roller rotates. The work W may be rotated.
Further, the imaging unit 2 may be other than the line sensor camera, for example, a camera that can obtain a two-dimensional image.
[0036]
In the above description, the sensor unit 12 above the conveyance unit 5 detects the gap between the ends of the workpieces W2 and W3 following the workpiece W1 imaged by the imaging unit 2 and outputs a signal. However, the present invention is not limited to this, and the sensor portion may be provided with a predetermined marking on the workpiece W such as a groove or a hole formed on the end portion, a workpiece such as a stamp, or a paint. The structure to detect may be sufficient. Further, the feature point on the workpiece side rotated by the rotating unit 6 may be detected. However, when the workpiece W is marked as a feature point, the appearance inspection of the workpiece W can be performed more easily without providing the feature point separately in comparison with the case where the workpiece W is marked. Is preferable.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, even for a long inspection object that exceeds the camera field of view, a plurality of inspection images for the object can be acquired and image processed without stopping the conveyance. The appearance inspection of the long inspection object can be easily and at high speed without increasing the number of cameras, and a cost-effective appearance inspection apparatus can be configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a main configuration of an appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration example of the processing apparatus shown in FIG.
FIGS. 3A to 3F are diagrams illustrating an operation example of image capture processing in the appearance inspection apparatus in time series.
FIG. 4 is a parallel time chart of image capture processing and defect detection processing in the appearance inspection apparatus.
FIGS. 5A to 5F are diagrams showing an example of operation of image capture processing in an appearance inspection apparatus according to another embodiment in time series.
[Explanation of symbols]
1 Visual inspection device
2 Imaging unit
4 processing equipment (processing section)
5 Transport section
6 Rotating part
12-1 to 12-4 Sensor unit
W0-W4 Workpiece (inspection object)

Claims

An appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of an inspection object,
A transport unit that transports the plurality of inspection objects in a predetermined transport direction;
A rotating unit for rotating the inspection object being conveyed;
An imaging unit for imaging the surface of the inspection object that is rotating;
A processing unit that performs an appearance inspection of the object using a captured image of the inspection object from the imaging unit;
The processing section divides one inspection object into N inspection areas (N is an integer of 2 or more), and causes the imaging section to image the object in each inspection area. apparatus.

The processing unit sets the N inspection regions so that two adjacent inspection regions partially overlap among the N inspection regions of the inspection object. Appearance inspection apparatus as described.

A sensor unit for detecting that the feature point on the inspection object side has passed a predetermined position and outputting a signal;
The appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the processing unit causes the imaging unit to image the inspection object based on an output signal from the sensor unit.

It includes at least two sensor units that output signals for notifying the processing unit that the first and second inspection regions of the inspection object have reached the imaging range of the imaging unit. The appearance inspection apparatus according to claim 3, wherein

While providing the two sensor units for outputting a signal for notifying the processing unit that the first and second inspection regions for the inspection object have reached the imaging range by the imaging unit,
The processing unit counts an elapsed time from when the output signals of the two sensor units are input, and causes the imaging unit to perform an imaging operation on the third and subsequent inspection regions for the target object. The appearance inspection apparatus according to claim 3 or 4, characterized by the above-mentioned.

The said sensor part detects between the edge parts of the two said test target object conveyed so that it may mutually adjoin by the said conveyance part as the said feature point, The Claim 3 characterized by the above-mentioned. Appearance inspection device.

The processing unit causes the imaging unit to image the target object such that a starting end portion of a captured image in a first inspection region of the inspection target object coincides with a front end portion in the transport direction of the target object. An appearance inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6.

The processing unit causes the imaging unit to capture an image of the object so that a terminal portion of a captured image in the Nth inspection region of the inspection object matches a rear end of the object in the transport direction. The visual inspection apparatus according to claim 7.