JP2005140764A - ワーク表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク表面の凹凸をワークを搬送するラインを停止することなく、且つ連続的に行うことができる、ワーク表面検査装置を提供する。
【解決手段】ワーク３１はコンベア３０上に載置されて所定のラインに沿って搬送される。ラインに沿った所定の位置に、ワーク表面を観察する光切断顕微鏡２を配置する。顕微鏡２は、光源７からの光をスリット光生成装置３によりスリット光に変換し、それをワークに対して所定の角度で斜め上方から照射する。ワーク上の光の当たった部分は対物レンズ５を介して観察され、その映像が顕微鏡に取り付けられたＣＣＤカメラ９により撮影される。ＣＣＤカメラの向きは、対物レンズと略直角を成す向きである。ＣＣＤカメラから送られる画像データは画像処理装置１０により処置され、凹凸の深さ、高さ等が算出される。画像処理装置からの情報をモニタ１１に表示する。なお、これら各要素は、制御装置１２により制御される。
【選択図】 図１

Description

本発明はワーク表面を検査する検査装置に関し、さらに詳細に言えば、ラインに沿って搬送装置により搬送されて移動中のワークの表面を検査する検査装置に関する。

例えば帯状或いは板状の金属材料の表面に溝加工を施す場合、その溝の寸法精度が製品の品質として重要であれば、当然にその深さを含めてこの溝の寸法の検査が必要となる。面上の凹凸すなわち基準の位置に対する測定位置の深さ或いは高さを測定する方法として、例えばレーザ式変位計がある。これは、レーザ光を物体の表面に照射し、その反射光の変化により表面の凹凸を計るものであるが、これは測定個所が点となり、測定範囲がきわめて狭い。従って広い範囲の表面を測定するには時間がかかり、例えばラインに沿って連続的に流れるワークの表面を測定することは実質的に不可能である。

ワーク表面の凹凸を測定する他の技術として、スリット光を利用した光切断法がある。これは被測定物すなわちワークの表面に対して斜め上方からスリット光を当て、表面に段差がある場合にはその高さに応じてその照射位置にズレが生じるのを利用するものである。この技術は具体的には例えば実開平５−９２６２０号などに開示されている光切断顕微鏡として実現されている。この場合測定個所は線状になり、レーザ式変位計よりは広い。しかしこの光切断顕微鏡は、観察者が自分の目で観察するものであり、また、顕微鏡のダイヤルを操作して基準位置に対する各照射位置の変位量を測定するので、時間も掛かる。従って、このままではラインに導入して連続的にワーク表面を測定することはやはりできない。

特開２０００−１２７０４９号公報

本願発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、ラインに導入して、連続的に搬送されるワークの表面の凹凸を、搬送装置を停止させることなく測定可能な、ワーク表面測定装置を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するために本発明においては、所定のラインに沿って搬送装置上に載置されて搬送されるワークに対し、光切断顕微鏡をラインに沿った所定の位置に配置してワーク表面を観察し、顕微鏡を介して観察されるワーク表面をＣＣＤカメラで撮影し、ＣＣＤカメラから送られる画像データを画像処理装置で処理し、画像処理装置からの情報をモニタに表示するように構成し、これらを制御装置で制御するようにした。

上記の通り、本願発明においては光切断顕微鏡で観察されるワークの表面をＣＣＤカメラで撮影し、その画像データを画像処理装置で処理するようにしたので、光切断顕微鏡を逐一操作する必要がない。従って、ワークを搬送する搬送装置を停止することなく、連続的にワーク表面の凹凸の状態を検査することができ、

以下、本願発明の具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の形態のワーク表面測定装置１の概略の構成を示すブロック構成図、図２は光切断法を説明する斜視図、図３は装置１のＣＣＤカメラにより撮影される測定個所の画像を示す平面図である。

図1において、本実施の形態でのワーク表面測定装置（以下、単に「装置」と言う）１は、搬送装置３０の上に載って搬送されるワーク３１の上側表面を検査するものである。ワーク３１には、図２に示されるように、その幅方向略中央においてワーク３１の長手方向に延びる所定の幅B、深Ｈさの溝３２が長手方向に延びて形成されている。この実施の形態では、この溝３２が所定の位置に、所定の幅及び深さで形成されているかを検査する。

装置１は、光切断顕微鏡２を備えている。顕微鏡２の基本的構成は公知の光切断顕微鏡と同じで良い。顕微鏡２は、ハロゲン電球或いはレーザー光源などで構成される光源７から光ファイバで構成される光ガイド８を介して送りこまれる光からスリット光Ｌ（図２参照）を生成するスリット生成装置３を備えている。この生成されたスリット光Ｌは、照射レンズ４からワーク３１に向けて照射される。スリット光Ｌは、図面の紙面に垂直方向に広がっており、ワーク３１或いは水平に対して略４５度の角度で、ワーク３１の被検査部位に向けて照射されている。

符号５は対物レンズであり、ワーク３１の検査部位に向いている。本実施の形態では、照射レンズ４と対物レンズ５との挟む角度θは９０度に設定されている。すなわち対物レンズ５はワーク３１或いは水平に対して４５度の角度で向いている。

対物レンズ５から入る光は、レンズ系６を介して図示しない接眼レンズに届く。そしてこの接眼レンズに対応して、ＣＣＤカメラ９が取り付けられている。すなわち、ＣＣＤカメラ９により、ワークの検査部位を撮影することができる。

符号１０は画像処理装置であり、具体的には画像処理ソフトがインストールされたコンピュータであり、ＣＣＤカメラ９から送られて来る画像データに基づき、溝の実際の幅や深さを計算するようになっている。符号１１はモニターであり、画像処理装置１０から送られる溝３２の幅や深さなど、各種の情報を表示する。１２は制御装置であり、上記のシステム全体を制御する。なお、この制御装置１２は、併せて搬送装置３０の運動をも制御するようにしても良い。

図２を参照すると、スリット光Ｌはワーク３１に対して角度α、本実施の形態では４５度の角度で照射されている。そして前述のように対物レンズ５は照射レンズ４に対して９０度の角度で配置されているので、丁度スリット光Ｌの面に対して直角の方向からみることとなり、図３に示すようなスリット光Ｌがワーク３１上に当たって作る像がＣＣＤカメラにより撮影されることとなる。

この画像データは画像処理装置１０に送られ処理される。すなわち、ＣＣＤカメラ９を構成する素子は同一寸法のものが整列して配置されているので、ＣＣＤカメラ９からの画像データにより、図中の符号ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４、ｌ５、Ｐ、ｎ１、ｎ２、等の長さが算出される。そして、角度αが与えられているので、溝３２の深さＨも算出できる。すなわち、溝３２の位置、深さ、幅等全ての寸法が算出できる。これらの結果はモニタ１１に表示される。

なお、画像処理装置１０は溝３２に関する基準データを有しており、算出した結果をこの基準データと比較して判定し、不良と判定した場合にはその旨の信号を発するようにしておき、ライン後方で、不良品をラインから排出するようにすることができる。

なお、上記においてはワーク表面の凹凸の検査のみについて説明したが、ＣＣＤカメラと画像処理装置を備えているので、三次元の情報のみでなく、従来行なわれていたワーク表面汚れや傷など、二次元のデータについての検査も勿論併せて行なうことができる。

本発明の実施の形態に係るワーク表面測定装置の概略構成を示すブロックである。 本実施の形態での光切断の状態を説明する図である。 ＣＣＤカメラにより撮影される検査部位の画像を示す図である。

符号の説明

１ ワーク表面検査装置
２ 光切断顕微鏡
３ スリット光生成装置
４ 照射レンズ
５ 対物レンズ
６ レンズ系
７ 光源
８ 光ガイド
９ ＣＣＤカメラ
１０ 画像処理装置
１１ モニター
１２ 制御装置
３０ 搬送装置
３１ ワーク
３２ 溝

Claims (1)

1. 所定のラインに沿って搬送装置上に載置されて搬送されるワークの表面を検査するワーク表面検査装置において、前記ラインに沿った所定の位置に配置され、前記ワーク表面を観察する光切断顕微鏡と、前記顕微鏡を介して観察されるワーク表面を撮影するＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラから送られる画像データを処理する画像処理装置と、前記画像処理装置からの情報を表示するモニタと、制御装置とを含んでなることを特徴とする、ワーク表面検査装置。

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