JP2006098126A - ワーク面キズ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークの被検査面のチェック・手直し作業において付く僅かな作業痕、特にアルミ板面のポリネット痕をキズと誤検出しないキズ検査装置を提供する。
【解決手段】 ワークの被検査面の画像を画像処理装置により処理して被検査面のキズの有無を検査する装置において、画像処理装置は、第１画像処理手段３１により被検査面を撮像した画像４０にフーリエ変換によるフィルタ処理を施し、ポリネット痕５１をぼかしたフーリエ画像４１を得る。次に、第２画像処理手段３２によりフーリエ画像４１にランクフィルタ処理を施し、キズ５２がぼかされ、ポリネット痕５１が一層ぼかされた画像４２を作成する。次に、第３画像処理手段３３によりフーリエ画像４１から画像４２を引き算し、キズ５２を鮮明化した画像４３を取得し、続いて第４画像処理手段３４により、画像４３に対して２値化処理を施し、被検査面上のキズ５２のみを鮮明にした画像４４を得、これに基づいてキズ５２の有無を判定し、結果を出力する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ワークの被検査面、特にアルミ板面に付いたキズを高精度に検出可能なワーク面キズ検査装置に関するものである。

生産加工工場においては、通常、加工後のワークに対して品質検査が行われる。ワークが例えば自動車のパネル等である場合においては、そのパネル面にキズが付いているか否かのパネル面キズ検査が行われる。このキズ検査も、近年の生産加工の自動化に伴い、目視検査からカメラ及び画像処理装置等を用いた機械検査、しかも自動化された機械検査に移り変わってきている。
このような自動化された検査装置としては、従来、つぎのような装置がある。すなわち、画像入力手段から出力された画像信号から、予め記憶していた被検査面の粗さ成分を除去するフィルタ処理を施し、このフィルタ処理後の画像信号に基づき表面欠陥を検出するというものである（例えば特許文献１参照）。

特開平４‐２４４９４９号公報

しかしながら上記従来技術では、被検査面の粗さに起因する誤検出を防止するものであり、精度の高いキズ検出ができず、被検査面の、例えばチェック時や手直し時に付いた僅かな作業痕（深さが極めて浅く、後工程での不具合とはなり得ないキズの一種）をも許容範囲外のキズとして検出してしまった。
特に、ワークがアルミ板である場合に、その板面は非常にキズ付きやすく、このため、前工程や自工程で行われるチェック・手直し作業によって、例えばプレス工程で行われる面品質チェック・手直しのためのポリネットによるチェック・手直し作業によって付く手直し痕(ポリネット痕)を誤ってキズと認識してしまい、誤検出（不良品）を生じさせた。しかも、アルミ板の場合には、鋼板の場合に比べ、微細なキズであっても後工程(プレス工程後の塗装工程等)で不良品として検出されやすく、したがって従来、このような誤ったキズ検出、ひいては不良品発生を防止すべく、精度の高いワーク面キズ検査の実現が要望されていた。
本発明は、上記のような要望に鑑みなされたもので、ワーク面のチェック・手直し作業等において付く僅かな作業痕、特にアルミ板面のポリネット痕をもキズと誤検出することのないワーク面キズ検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ワークの被検査面を撮像する撮像装置と、この撮像装置の出力画像に画像処理を施して前記被検査面のキズの有無を検査する画像処理装置とを備えてなるワーク面キズ検査装置において、前記画像処理装置は、前記撮像装置の出力画像に対して所定の周波数特性にてフィルタ処理を施したフーリエ画像を取得する第１画像処理手段と、前記フーリエ画像に対してランクフィルタ処理を施す第２画像処理手段と、この第２画像処理手段により取得したランクフィルタ処理画像と前記フーリエ画像との間で差分演算を行って両画像間の差分演算画像を取得する第３画像処理手段と、前記差分演算画像に対して２値化処理を施す第４画像処理手段とを備え、この第４画像処理手段により取得した２値化処理画像に基づいて前記被検査面のキズの有無を検査し、その結果を出力することを特徴とする。

本発明においては、被検査面を撮像する撮像装置の出力画像に対して所定の周波数特性にてフィルタ処理を施した、つまり手直し痕等の僅かな作業痕をぼかしたフーリエ画像を取得する。そして、このフーリエ画像に対してランクフィルタ処理を施し、キズのない画像（ランクフィルタ処理画像）を作成する。そして、このランクフィルタ処理画像と前記フーリエ画像との間で差分演算を行って両画像間の差分演算画像を取得し、この差分演算画像に対して２値化処理を施して得られた２値化処理画像、つまり上記作業痕を消去し、キズのみを鮮明にした画像に基づいて上記被検査面のキズの有無を検査する構成とした。
これによれば、ワーク面のチェック・手直し作業等において付く手直し痕等の僅かな作業痕、特にアルミ板面のポリネット痕をもキズと誤検出することのない被検査面のキズ検査を実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明によるワーク面キズ検査装置の一実施形態を示す構成図である。
この図において１は、ロボット２、治具３及び画像処理装置４を統括制御する検査用制御盤である。ロボット２は、ロボット制御盤２ａ及びロボット本体２ｂを備えてなり、ロボット本体２ｂは、検査用制御盤１により制御されるロボット制御盤２ａによってその姿勢（各部の位置）が制御される。ロボット本体２ｂには、プログレッシブＣＣＤカメラ（以下単にＣＣＤカメラと記す。）５、ＬＥＤ照明ユニット６及びマーキングユニット７が取り付けられている。上記ＣＣＤカメラ５は、ワークＷの被検査面、ここではワーク表面を撮像する撮像装置を構成するものであり、ＬＥＤ照明ユニット６及びマーキングユニット７と同様にロボット制御盤２ａによって制御される。なお、撮像装置は上記ＣＣＤカメラ５に限定されることはない。

ワークＷは、ここではアルミ板をプレス工程でプレス成形して得られた自動車のボンネット部材であって、プレス成形後に行われるポリネットによる品質チェック・手直し作業を経たワークである。ここでは、ワークＷの表面には許容範囲外のキズと上記品質チェック・手直し作業による手直し痕(ポリネット痕)が一部に付いていると仮定する。
ワークＷは、治具３によって所定位置に位置決めされており、その被検査面である表面の全面がＣＣＤカメラ５によって撮像可能である。ＣＣＤカメラ５は、その視野がロボット本体２ｂによって移動可能で、この移動によって、ワークＷの被検査面である表面全面の撮像が１回又は複数回の分割撮像で可能となっている。

画像処理装置４は、ＣＣＤカメラ５の出力画像に画像処理を施して上記ワークＷの被検査面のキズの有無及び位置を検査する装置であり、画像処理の詳細は後述する。なお、画像処理における画像はデジタル画像である。
回転灯８は、検査の結果、ワークＷの被検査面にキズがあると判定されたときに点灯し、回転して作業者にその旨を報知する灯具である。この回転灯８の点灯、回転時に鳴動するブザーを設けてもよい。

図２は、図１に示す検査装置によるキズ検査工程の概略を示すフローチャートである。
この図に示すように、ワークＷが治具３上に位置決め、つまりセットされると（ステップ２０１）、起動信号が生成されてロボット本体２ｂが駆動され、ＬＥＤ照明ユニット６が点灯される。また、ＣＣＤカメラ５及び画像処理装置４が作動されてワークＷの被検査面の画像の取り込み、処理、キズの有無及び位置を自動検査する（ステップ２０２）。検査の結果、ワークＷの被検査面にキズがあると判定されれば、ロボット本体２ｂ及びマーキングユニット７を作動させてそのキズの部位をマーキングし（ステップ２０３）、同時に回転灯８を点灯、回転させてワークＷの被検査面にキズがあった旨を作業者に知らせる。キズがあると判定されれば、ワークＷが治具３から取り出され（ステップ２０４）、手直しされる。

ステップ２０２の自動検査においては、ロボツト２が直接、ＣＣＤカメラ５に撮影信号Ｓ１を送ってＣＣＤカメラ５を作動させ、ワークＷの被検査面の画像（ＣＣＤカメラ５の出力画像）Ｓ２を画像処理装置４に与える。画像処理装置４では、受けた画像Ｓ２に後述する画像処理を施し、ＯＫ（キズなし）／ＮＧ（キズ有り）の判定をし、ＮＧの場合に、その部位を表すキズ位置信号Ｓ３をロボット２に返し、マーキングユニット７を作動させてその部位をマーキングをする。画像処理装置４は、各処理における画像やキズ判定結果をそのディスプレイに表示可能である。

次に、図３を参照して上記画像処理装置４による画像処理の詳細を説明すると、この画像処理装置４は、第１〜第４画像処理手段３１〜３４を備える。
画像処理装置４は、まず第１画像処理手段３１により、ＣＣＤカメラ５の出力画像（ワークＷの被検査面、ここではワーク表面の撮像画像）４０に対して所定の周波数特性にてフィルタ処理を施した、つまり手直し痕等の僅かな作業痕、ここではポリネット痕５１をぼかしたフーリエ画像４１を取得する。
具体的には、ＣＣＤカメラ５の出力画像４０に対してフーリエ変換(画像の周波数化）を行い、これにより得られた周波数信号のうち除外したい周波数領域、ここではポリネット痕５１の周波数領域の信号をフィルタ処理（カット）し、その結果を逆フーリエ変換することによってフーリエ画像４１を得る。ここでのフーリエ変換は離散型フーリエ変換である。取得されたフーリエ画像４１はポリネット痕５１がかなりぼやけた(薄れた)状態になっている。
なお図３中の５２は、ポリネット痕５１と異なる、つまり検出されなければならない許容範囲外のキズである。

次に第２画像処理手段３２により、フーリエ画像４１に対してランクフィルタ処理を施し、キズ５２がかなりぼかされ、かつポリネット痕５１がフーリエ画像４１における状態から一層ぼかされた画像（ランクフィルタ処理画像４２）を作成する。図に示すランクフィルタ処理画像４２中のポリネット痕５１及びキズ５２を点線で描いたのは、これらが上記のようにぼかされた様子を示すためである。
次に第３画像処理手段３３により、ランクフィルタ処理画像４２と上記フーリエ画像４１との間で差分演算（＝フーリエ画像４１−ランクフィルタ処理画像４２）を行って両画像間の差分演算画像４３を取得する。この差分演算画像４３は、ポリネット痕５１及び許容範囲外のキズ５２を有する上記出力画像４０中、主としてポリネット痕５１のみがぼかされたフーリエ画像４１から、上記キズ５２がかなりぼかされる一方で、ポリネット痕５１が一層ぼかされたランクフィルタ処理画像４２を引き算した画像である。したがってこの差分演算画像４３は、上記キズ５２が鮮明に示された画像となる。図に示す差分演算画像４３中のポリネット痕５１を点線で描いたのは、このポリネット痕５１が上記のようにぼかされた様子を示すためである。

続いて、第４画像処理手段３４により、上記差分演算画像４３に対して所定のしきい値を用いて２値化処理を施す。このしきい値は、例えば差分演算画像４３中のポリネット痕５１とキズ５２の各輝度値（画素値）の中間値、中でもキズ５２の輝度値に近い値が設定されており、したがって、２値化処理後の画像（２値化処理画像４４）は、被検査面上のキズ５２のみが鮮明に示された画像となる。
その後、この画像処理装置４は、第４画像処理手段３４により取得した２値化処理画像４４に基づいてワーク表面のキズ５２の有無及び位置を判定し、その結果を出力する。
これにより、ワーク表面のチェック・手直し作業等において付く手直し痕等の僅かな作業痕、ここではアルミ板面のポリネット痕５１をも許容範囲外のキズ５２と誤検出することのないキズ検査を実現できる。

なお、２値化処理画像４４に更にフィルタ処理を施し、例えば被検査面（ワークＷ）の縁（エッジ）部等のような検査に不必要な画像部分を消去し、この部分がキズ５２と誤検出されないようにしてもよい。
また画像処理装置４は、図３に示す画像４０〜４４を各々濃淡反転可能であり、これらの画像４０〜４４をそのディスプレイに表示する場合、図示画像の濃淡部分を反転して表示可能である。画像４３，４４については、図示画像の濃淡部分を反転して表示し、キズ５２を、黒色で示したキズ５２以外の地の部分から白色に浮き上がらせて表示することが好ましい。

本発明によるワーク面キズ検査装置の一実施形態を示す構成図である。 同上装置によるキズ検査工程の概略を示すフローチャートである。 図１中の画像処理装置による画像処理の詳細を説明するための図である。

符号の説明

４：画像処理装置、５：プログレッシブＣＣＤカメラ（撮像装置）、Ｗ：ワーク、３１：第１画像処理手段、３２：第２画像処理手段、３３：第３画像処理手段、３４：第４画像処理手段、４１：フーリエ画像、４２：ランクフィルタ処理画像、４３：差分演算画像、４４：２値化処理画像。

Claims (1)

1. ワークの被検査面を撮像する撮像装置と、この撮像装置の出力画像に画像処理を施して前記被検査面のキズの有無を検査する画像処理装置とを備えてなるワーク面キズ検査装置において、
   前記画像処理装置は、
   前記撮像装置の出力画像に対して所定の周波数特性にてフィルタ処理を施したフーリエ画像を取得する第１画像処理手段と、前記フーリエ画像に対してランクフィルタ処理を施す第２画像処理手段と、この第２画像処理手段により取得したランクフィルタ処理画像と前記フーリエ画像との間で差分演算を行って両画像間の差分演算画像を取得する第３画像処理手段と、前記差分演算画像に対して２値化処理を施す第４画像処理手段とを備え、
   この第４画像処理手段により取得した２値化処理画像に基づいて前記被検査面のキズの有無を検査し、その結果を出力することを特徴とするワーク面キズ検査装置。
   

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