JP2008039479A - Method and apparatus for inspecting water leakage of breathable membrane, and method for manufacturing breathable member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通気膜の水漏れの有無を検査する方法、およびその方法に好適に用いることができる装置に関する。本発明は、さらに、その方法を用いた検査工程を含む通気部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for inspecting the presence or absence of water leakage in a gas permeable membrane, and an apparatus that can be suitably used for the method. The present invention further relates to a method for manufacturing a ventilation member including an inspection step using the method.
水漏れ検査を実施する対象として、自動車のECUボックスやヘッドライトハウジングに取り付けられる通気部材がある。通気部材の代表例を図7Aに示す。通気部材18は、筒状の本体20と、その本体20に取り付けられた通気膜22とを有する。この通気部材18の水漏れ検査は、通気膜22に外部底面18q側から水圧をかけ、内部底面18p側に水漏れが生ずるかどうかを調べる検査とされる。
There are ventilation members attached to an ECU box or a headlight housing of an automobile as a target for performing a water leak inspection. A representative example of the ventilation member is shown in FIG. 7A. The
水漏れ検査の方法として、目視による方法と画像処理による方法があるが、近年は画像処理による方法が主流になりはじめている。例えば、特許文献1には、水が赤外線を吸収することを利用した検査方法が記載されている。特許文献2には、可視画像および赤外画像を用いることにより、漏洩の種類を特定しうる検査方法が記載されている。
ところで、図7Aに例示した通気部材18の水漏れ検査の最中、水圧が加わることによって通気膜22の形状や輝度が徐々に変化することがある。このような変化は、水漏れが発生していないときにも普通に起こる。したがって、画像処理による検査方法を採用するにあたっては、上記のような変化を誤ってNG判定しないように対策を講ずることが重要である。
By the way, during the water leakage inspection of the
上記特許文献1に記載されている方法は、水漏れがないときの赤外線反射強度分布を基準として、水漏れの有無を判定している。そのため、通気膜自身の変化が誤判定を招くという問題に対しては、何ら解決策を提供することができない。
The method described in
上記特許文献2(特に、段落0008、図4および図5)には、差分画像を2値化することによって得た2値画像の面積値に基づいて漏洩の有無を判定する、と記載されている。特許文献2に記載されている方法は、図8のタイムチャートに概要を示すように、差分画像から得た2値画像を累積していき、その累積した2値画像を用いて漏洩の有無および種類を特定するというものである。この方法は、通気膜の形状や輝度の経時変化の影響が判定結果に及びにくいものの、2値画像の累積中は水漏れの発生を検出できないという問題がある。 Patent Document 2 (particularly, paragraph 0008, FIG. 4 and FIG. 5) describes that the presence or absence of leakage is determined based on the area value of a binary image obtained by binarizing the difference image. Yes. As shown in the time chart of FIG. 8, the method described in Patent Document 2 accumulates binary images obtained from difference images, and uses the accumulated binary images to determine whether or not there is leakage. The type is specified. This method has a problem that the occurrence of water leakage cannot be detected during the accumulation of binary images, although the influence of changes in the shape of the gas permeable membrane and the luminance over time hardly affects the determination result.
そこで本発明は、通気膜自身の形状や輝度の変化に左右されず、水漏れの発生を迅速かつ正確に検出できるようになる、通気膜の水漏れ検査方法および検査装置を提供することを目的とする。また、その方法を用いた検査工程を含む通気部材の製造方法を提供する。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for inspecting water leaks in a gas permeable membrane, which can detect the occurrence of water leaks quickly and accurately regardless of changes in the shape and brightness of the gas permeable membrane itself. And Moreover, the manufacturing method of the ventilation member including the test | inspection process using the method is provided.
すなわち、本発明は、
水の通過を禁止し、気体の通過を許容する通気膜に、第1主面側から水圧をかける工程Aと、
通気膜の第2主面の画像を時系列で取得する工程Bと、
直近の過去に取得した画像と、現在取得した画像との差分画像に基づいて、第1主面側から第2主面側への水漏れの有無を判定する工程Cと、を含み、
通気膜に水圧をかけた状態を継続しつつ、(k+1)回の画像の取得に対して判定がk回実行されるように、工程Bによる画像の取得と工程Cによる判定とを交互に実行する、水漏れ検査方法を提供する。(ただしkは2以上の整数である。)
That is, the present invention
Step A for applying water pressure from the first main surface side to the gas permeable membrane that prohibits the passage of water and allows the passage of gas;
Step B for acquiring an image of the second main surface of the ventilation membrane in time series,
A step C of determining the presence or absence of water leakage from the first main surface side to the second main surface side based on a difference image between the most recently acquired image and the currently acquired image,
The acquisition of the image by the process B and the determination by the process C are alternately performed so that the determination is executed k times for the (k + 1) times of image acquisition while continuing the state in which the water pressure is applied to the ventilation membrane. Provide a water leak inspection method. (However, k is an integer of 2 or more.)
また、本発明は、
水の通過を禁止し、気体の通過を許容する通気膜を支持するとともに、その第1主面側から水圧をかける検査治具と、
検査治具に支持された通気膜と対向する位置に配置され、通気膜の第2主面を撮像するカメラと、
通気膜の第2主面の画像をカメラから時系列で取得する手段と、直近の過去に取得した画像と、現在取得した画像との差分画像に基づいて第1主面側から第2主面側への水漏れの有無を判定する手段とを含む画像処理装置と、
を備え、
通気膜に水圧をかけた状態を継続しつつ、(k+1)回の画像の取得に対して判定がk回実行されるように、画像の取得と判定とを交互に実行する、水漏れ検査装置を提供する。(ただしkは2以上の整数である。)
The present invention also provides:
An inspection jig that prohibits the passage of water and supports a gas permeable membrane that allows the passage of gas, and that applies water pressure from the first main surface side;
A camera that is disposed at a position facing the gas permeable membrane supported by the inspection jig and images the second main surface of the gas permeable membrane;
The second main surface from the first main surface side based on the difference image between the means for acquiring the image of the second main surface of the air permeable membrane in time series from the camera, the image acquired in the past in the past, and the currently acquired image An image processing apparatus including means for determining the presence or absence of water leakage to the side,
With
A water leak inspection apparatus that alternately executes image acquisition and determination so that determination is executed k times for (k + 1) image acquisition while continuing the state in which water pressure is applied to the ventilation membrane. I will provide a. (However, k is an integer of 2 or more.)
さらに、本発明は、
両端に開口部を有する筒状の本体と、本体に取り付けられて底面を形成する通気膜とを含む通気部材を製造する工程と、
通気部材に取り付けられた通気膜を検査対象として、上記した方法によって検査する工程と、
検査の結果に基づいて通気部材を良品と不良品とに選別する工程と、
を含む、通気部材の製造方法を提供する。
Furthermore, the present invention provides:
Producing a ventilation member including a cylindrical main body having openings at both ends, and a ventilation film attached to the main body to form a bottom surface;
Inspecting the ventilation membrane attached to the ventilation member as an inspection target by the method described above,
A process of sorting the ventilation member into a non-defective product and a defective product based on the result of the inspection;
A method for manufacturing a ventilation member is provided.
上記検査方法によれば、通気膜の第2主面を時系列で撮像する工程Bと並行して、直近の過去に取得した画像と、現在取得した画像との差分画像に基づいて、第1主面側から第2主面側への水漏れの有無を判定する工程Cを複数回繰り返し実施する。直近の過去に取得した画像と、現在取得した画像との差分画像は、この差分画像のもとになっている2つの画像が、時間的に近接したものとなるため、通気膜自身の変化の情報を含みにくい。つまり、差分画像を時系列で作成するとともに、それら差分画像を用いた判定を時間軸に沿って複数回繰り返し実施することにより、通気膜自身の微小な形状変化や輝度変化の影響を受けることなく、通気膜から漏れている水を検出することが可能となる。さらに、判定自体も時系列で実行することになるので、水漏れの発生が発生した場合には直ちにこれを検出することが可能である。また、画像の取得回数(撮像回数)を(k+1)回とし、差分画像を作成して判定を行う回数をk回とすることにより、画像処理を行うコンピュータの負担を最大限に軽減できる。 According to the inspection method, in parallel with the process B of imaging the second main surface of the gas permeable membrane in time series, the first image is obtained based on the difference image between the most recently acquired image and the currently acquired image. Step C for determining the presence or absence of water leakage from the main surface side to the second main surface side is repeated a plurality of times. The difference image between the most recently acquired image and the currently acquired image is that the two images that are the basis of this difference image are close in time. It is difficult to include information. In other words, by creating difference images in time series and repeatedly performing the determination using these difference images several times along the time axis, it is not affected by minute shape changes or brightness changes of the ventilation membrane itself. It becomes possible to detect water leaking from the gas permeable membrane. Furthermore, since the determination itself is also performed in time series, it is possible to immediately detect the occurrence of water leakage. Further, by setting the number of image acquisition times (number of imaging times) to (k + 1) times and the number of times of creating and determining a difference image to be k times, the burden on the computer that performs image processing can be reduced to the maximum.
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、通気膜の水漏れ検査装置の概要を示す模式図である。検査対象の一例は、自動車のECUボックスやヘッドライトハウジングに取り付けられる通気部材18である。水漏れ検査装置100は、通気部材18を装着する検査治具16と、検査治具16に装着された通気部材18に向けて光を照射する照明15と、検査治具16に装着された通気部材18の内部底面18pを撮像するカメラ12と、カメラ12から取得する画像を処理して水漏れの有無を判定する画像処理装置38とを備えている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a water leak inspection apparatus for a gas permeable membrane. An example of an inspection object is a
図7Aに示すごとく、通気部材18は、両端に開口部を有する筒状の本体20と、その本体20の一端に取り付けられて内部底面18pを形成する通気膜22とを含む。通気膜22が取り付けられた通気部材18は、一端に通気膜22からなる底部を有し、他端の開口部から内部底面18pを視認可能である。
As shown in FIG. 7A, the
通気部材18の本体20は、例えばゴム弾性を有する樹脂からなる円筒部品である。通気膜22は、水の通過を禁止し、気体の通過を許容する機能を持った樹脂多孔質膜であり、熱溶着により、または接着剤を用いて本体20に固定されている。通気膜22が本体20にしっかり取り付けられているかどうか、言い換えれば、通気膜22に水圧をかけても本体20内に水が入り込まないかどうかを画像処理によって検査する。
The
通気膜22に水圧をかけながらカメラ12による撮像を行うために、検査治具16を使用することができる。検査治具16は、水を収容することが可能なチャンバ16hが内部に形成され、通気部材18を装着するための開口部161と、チャンバ16hに水Wを注入するための注水口162とがチャンバ16hの上下に設けられている。
The
図1に示すごとく、通気部材18は、通気膜22がチャンバ16h内に露出し、反対側の開口部がチャンバ16h外に露出するように、検査治具16の開口部161に装着される。開口部161には、検査治具16と通気部材18との隙間を埋めるシールリング163が配置されており、チャンバ16h内の水Wが隙間から漏れてこないようになっている。通気部材18を開口部161に装着したのち、注水口162からチャンバ16hに水Wを注入することにより、通気部材18の通気膜22に適切な水圧がかかる仕組みである。通気膜22が損傷していたり、本体20への接着が不十分だったりする場合には、水Wが内側に漏れてくるので、その漏れをカメラ12でとらえる。
As shown in FIG. 1, the
水漏れの有無の判定材料となる画像は、カメラ12から取得する。通気部材18が配置された領域を撮像するカメラ12は、例えば2次元CCDを撮像素子として備えたものであり、検査治具16に装着された通気部材18と対向する位置に準備される。具体的には、通気部材18の真上にカメラ12を設置する。これにより、通気部材18の内部底面18p全体を画像に収めることが可能となる。
An image serving as a determination material for the presence or absence of water leakage is acquired from the
照明15は、例えば、蛍光灯、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、LEDランプ等であり、通気部材18の内部底面18pに斜め方向から光(可視光および/または赤外光)を照射する配置となっている。照明15の種類は、撮像対象の通気膜22の種類に応じて上記から選択することができる。また、通気部材18の中心とカメラ12の中心とを結ぶ線と略平行な方向から光を照射する配置を採用してもよい。
The
次に、図2に示すのは、図1に示す水漏れ検査装置100のブロック図である。水漏れ検査装置100は、カメラ12、画像処理モジュール30、解析用コンピュータ32およびモニタ34を含む。画像処理モジュール30は、解析用コンピュータ32のPCIブリッジに接続されており、カメラ12から取得した画像を解析用コンピュータ32に転送する。解析用コンピュータ32は、画像処理モジュール30から転送されてくる画像を解析して水漏れの有無を判定する。また、解析用コンピュータ32は、検査治具16(図3参照)に注水を行うためのポンプ36のコントローラも兼ねている。モニタ34は、解析用コンピュータ32の判定結果を出力する表示部として機能する。画像処理モジュール30、解析用コンピュータ32およびモニタ34は、画像処理装置38を構成する。
Next, FIG. 2 is a block diagram of the water
図3は、解析用コンピュータで実行される検査プログラムのフローチャートである。この検査プログラムが起動すると、まず、検査治具16のチャンバ16hに注水が行なわれる(ステップS1)。これにより、通気部材18の通気膜22に所定の水圧がかかる。通気膜22に水圧がかかった状態は一定時間保たれる。その間に水漏れがないかをステップS2以下の処理でチェックする。
FIG. 3 is a flowchart of an inspection program executed by the analysis computer. When this inspection program is started, water is first poured into the
注水が完了したら、カメラ12に撮像指令を与える。カメラ12によって撮像された画像は、画像処理モジュール30のメモリに格納される。解析用コンピュータ32は、画像処理モジュール30のメモリに格納された画像を第1組(n=1)の画像として取得し、自身のメインメモリに格納する(ステップS2)。次に、予め定めた所定時間(例えば数秒)待機するとともに、組番号nを計測するカウンタをインクリメントする(ステップS3,S4)。
When water injection is completed, an imaging command is given to the
所定時間Tn待機したのち、第2組(n=2)の画像を、第1組の画像と同様の手順で取得する(ステップS5)。このように、通気部材18とカメラ12との相対位置関係を維持しつつ、予め定めた時間スケジュールでカメラ12による通気部材18の撮像を行う。待機時間Tnは、一定であってもよいし、画像の組ごとに異なっていてもよい。
After waiting for a predetermined time Tn, the second set (n = 2) of images are acquired in the same procedure as the first set of images (step S5). In this manner, the
次に、解析用コンピュータ32は、メインメモリに格納されている第1組(n=1)の画像と、同じくメインメモリに格納されている第2組(n=2)の画像との差分画像を生成する(ステップS6)。生成した差分画像を、予め定めた閾値で2値化する(ステップS7)。こうして得られた2値化画像より、水漏れの有無を判定する(ステップS8)。つまり、直近の過去に取得した画像と現在取得した画像との差分画像に基づいて、内部底面18pに欠陥(水漏れ)が生じているかどうかを判定する。水漏れありとの判定を下す基準は、例えば、2値化画像の面積または寸法が予め定めた所定値を上回ることである。
Next, the
ステップS8において、水漏れありと判定した場合には、水漏れが発生している旨の目セージをモニタ34に表示する(ステップS10)。さらに、ステップS9において、規定の判定回数に達したかどうかを確かめ、達していない場合にはステップS3からの処理を繰り返し行う。判定回数は、例えば10回程度に設定することができる。判定回数に代えて、所定の検査時間が経過したかどうかを検査終了の条件としてもよい。 If it is determined in step S8 that there is a water leak, an eye sage indicating that a water leak has occurred is displayed on the monitor 34 (step S10). Further, in step S9, it is confirmed whether or not the predetermined number of determinations has been reached. If not, the processing from step S3 is repeated. The number of determinations can be set to about 10 times, for example. Instead of the number of determinations, whether or not a predetermined inspection time has passed may be used as a condition for the inspection end.
検査の最中、水圧が加わることで通気膜22の形状や輝度が徐々に変化する場合がある。このような変化は水漏れが発生していない場合にも起こる可能性があり、このような変化を誤ってNGと判定しないようにする工夫が必要である。図3のフローチャートに示す本実施形態によれば、時系列で取得した第n組の画像と第(n+1)組の画像との差分画像を生成し、生成した差分画像を適切な閾値で2値化することによって得た2値化画像を用いて、水漏れの有無を判定する。
During the inspection, the shape and brightness of the gas
つまり、図3のタイムチャートに示すごとく、通気部材18の通気膜22に水圧をかけた状態を継続しつつ、予め定めた時間間隔で通気膜22による内部底面18p(第2主面)の画像をカメラ12より取得する処理を実行し、この処理と平行する形で、直近の過去に取得した画像と、現在取得した画像との差分画像に基づいて、外部底面18q側から内部底面18p側への水漏れの有無を判定する処理を複数回繰り返し実行する。
That is, as shown in the time chart of FIG. 3, an image of the
このように、決められた時間ごとに連続して(時系列で)画像を取得し、これらの画像間の違いを見出す。このような手法を採用すると、通気膜22の変形が判定結果に影響をほとんど及ぼさず、誤判定の発生確率を相当低くできる。また、差分画像を時系列で生成して逐次判定を行うので、突発的に水漏れが発生した場合にも、これを見逃さずに、直ちにNG判定を下すことができる。また、フローチャートに示される本実施形態の方法によれば、(k+1)回の撮像を行う間にk回の判定を行うので非常に効率的であり、画像処理装置38の負荷軽減という観点からも好ましい(ただしkは2以上の整数である)。
In this way, images are acquired continuously (in time series) at predetermined times, and differences between these images are found. When such a method is employed, the deformation of the gas
また、図5に示すように、撮像対象が複雑な形状を有していたとしても、過去の画像40と現在の画像41との差分画像を生成し、その差分画像の2値化を行うことで、簡単に欠陥42(水漏れ)を抽出することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 5, even if the imaging target has a complicated shape, a difference image between the
なお、本実施形態では、検査の開始から終了まで通気膜22にかける水圧を一定としているが、チャンバ16hへの注水量を徐々に増加したりすることによって、通気膜22にかかる水圧が経時変化する(具体的には徐々に高くなる)ようにしてもよい。また、本実施形態では、判定回数が規定回数に達するまでは水漏れ判定を繰り返し行うようにしているが、水漏れを検出した時点で検査を停止するようにしてもよい。具体的には、図3のフローチャートに示す検査プログラムの実行を停止し、検査治具16のチャンバ16h内の水を排水する。そのようにすれば、周囲に水が溢れ出し、装置に水がかかったり作業エリアが水で濡れたりすることを防止できる。
In this embodiment, the water pressure applied to the gas
また、水圧をかけている期間における通気膜22自身の変化が判定結果に及ぼす影響をさらに小さくするために、下記(1)(2)のような工夫を講ずることができる。
(1)水圧をかけ始めた後に、予め定めた待機時間が経過することを条件として、図3のフローチャートのステップS2からの処理を開始する。
(2)水圧をかけ始めた時点から一定時間が経過するまでの初期段階では画像取得の時間間隔を短くし、上記一定時間が経過した後は画像取得の時間間隔を長くする。
Further, in order to further reduce the influence of the change of the gas
(1) The process from step S2 in the flowchart of FIG. 3 is started on the condition that a predetermined waiting time elapses after the water pressure is started.
(2) The image acquisition time interval is shortened in an initial stage from when the water pressure starts to be applied until a predetermined time elapses, and after the predetermined time has elapsed, the image acquisition time interval is increased.
また、より高精度な検査を行うためには、撮像するべき通気部材18の内部に影が生じないように照明することが望ましい。例えば、図6に示すごとく、ハーフミラー24を用いた同軸落射照明によれば、そうした影が通気部材18の内部に生じないので、本発明の方法に好適である。
In order to perform a more accurate inspection, it is desirable to illuminate so that no shadow is generated inside the
本実施形態の検査方法を通気部材18の製造工程に適用する場合には、通気部材18を製造する工程をまず行う。次に、通気膜22を含む通気部材18を検査対象として、本実施形態の方法によって水漏れ検査を行う(検査工程)。そして、その検査工程の結果に基づいて、通気部材18を良品と不良品とに選別する(選別工程)。
When applying the inspection method of this embodiment to the manufacturing process of the
良品として選別された通気部材18には、図7Bに示す通気部材18Bのように、通気膜22を保護するカバー21を取り付ける工程をさらに実施することができる。カバー21は、検査工程で水漏れが認められず、良品として選別された通気部材18にのみ取り付けられる。図7Bの通気部材18Bからみると、図7Aの通気部材18は中間製品なので、その中間製品の時点で良否を判定することにより、カバー21が無駄にならずに済む。
The
本発明にかかる検査方法は、単独の通気膜の検査や通気部材以外の通気膜を用いた製品にも好適に採用できる。 The inspection method according to the present invention can be suitably applied to inspection of a single gas permeable membrane and products using a gas permeable membrane other than the gas permeable member.
12 カメラ
16 検査治具
18 通気部材
20 本体
22 通気膜
18p 内部底面
18q 外部底面
30 画像処理モジュール
32 解析用コンピュータ
34 モニタ
38 画像処理装置
100 水漏れ検査装置
W 水
12
Claims (4)
前記通気膜の第2主面の画像を時系列で取得する工程Bと、
直近の過去に取得した前記画像と、現在取得した前記画像との差分画像に基づいて、前記第1主面側から前記第2主面側への水漏れの有無を判定する工程Cと、を含み、
前記通気膜に前記水圧をかけた状態を継続しつつ、(k+1)回の前記画像の取得に対して前記判定がk回実行されるように、前記工程Bによる前記画像の取得と前記工程Cによる前記判定とを交互に実行する、水漏れ検査方法。(ただしkは2以上の整数である。) Step A for applying water pressure from the first main surface side to the gas permeable membrane that prohibits the passage of water and allows the passage of gas;
Step B for acquiring an image of the second main surface of the gas permeable membrane in time series;
A step C of determining the presence or absence of water leakage from the first main surface side to the second main surface side based on a difference image between the image acquired in the latest past and the currently acquired image; Including
The acquisition of the image by the process B and the process C are performed so that the determination is performed k times with respect to (k + 1) acquisitions of the image while continuing the state in which the water pressure is applied to the ventilation membrane. A water leakage inspection method that alternately executes the determination by the method. (However, k is an integer of 2 or more.)
前記検査治具に支持された前記通気膜と対向する位置に配置され、前記通気膜の第2主面を撮像するカメラと、
前記通気膜の第2主面の画像を前記カメラから時系列で取得する手段と、直近の過去に取得した前記画像と、現在取得した前記画像との差分画像に基づいて前記第1主面側から前記第2主面側への水漏れの有無を判定する手段とを含む画像処理装置と、を備え、
前記通気膜に前記水圧をかけた状態を継続しつつ、(k+1)回の前記画像の取得に対して前記判定がk回実行されるように、前記画像の取得と前記判定とを交互に実行する、水漏れ検査装置。(ただしkは2以上の整数である。) An inspection jig that prohibits the passage of water and supports a gas permeable membrane that allows the passage of gas, and that applies water pressure from the first main surface side;
A camera that is disposed at a position facing the gas permeable membrane supported by the inspection jig and that images the second main surface of the gas permeable membrane;
The first main surface side based on a difference image between the image acquired on the second main surface of the gas permeable membrane in time series from the camera, the image acquired in the last past, and the image acquired at present And an image processing device including means for determining the presence or absence of water leakage from the second main surface side,
The acquisition of the image and the determination are alternately performed so that the determination is performed k times for the (k + 1) acquisition of the image while continuing the state in which the water pressure is applied to the ventilation membrane. Water leak inspection device. (However, k is an integer of 2 or more.)
前記通気部材に取り付けられた前記通気膜を検査対象として、請求項1または請求項2に記載の方法によって検査する工程と、
前記検査の結果に基づいて前記通気部材を良品と不良品とに選別する工程と、
を含む、通気部材の製造方法。 Producing a ventilation member including a cylindrical main body having openings at both ends, and a ventilation film attached to the main body to form a bottom surface;
Inspecting the ventilation membrane attached to the ventilation member as an inspection target by the method according to claim 1 or 2,
A step of sorting the ventilation member into a non-defective product and a defective product based on the result of the inspection;
A method for manufacturing a ventilation member.
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