JP2008309570A - 透光体の検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高精度にガラス管の偏芯および偏肉を計測し、結果を視覚的に分かりやすい方法で表示するものであり、これにより、ガラス管の加工された製品の品質の向上を図ることが出来るガラス管の検査装置を提供することにある。
【解決手段】本発明の透光体の検査方法及び検査装置は、計測基準項目及びその計測基準項目毎の許容差値を含む基準値情報の入力手段と、透光体からなる被検査体の保持手段と透光体からなる被検査体の回転手段と、前記被検査体に光を照射する光源手段と、前記被検査体を透過した光の画像情報を取り込む画像取り込み手段と、前記画像取り込み手段により取り込んだ画像情報に基づき前記計測基準項目毎の測定値を計測する計測手段と、前記入力手段により予め入力された情報と前記測定値情報を比較して合否判定を行う演算手段を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒形の透光体を画像処理技術により自動的に偏芯・偏肉検査し、合否判定する方法およびその検査装置に関する。

ガラス管の成形は曲りや偏肉等のばらつきが生じる。これらが所定の規格寸法であるか否かは、検査する必要がある。このため、ガラス管の検査方法が提案されている。（特許文献１）

また、ガラス管以外でも溶接棒の偏心検査方法として、加工ライン上での検査手法が提案されている。（特許文献２）

しかしながら、これらの検査は管の外径に関する偏芯の検査であり、ガラス管の内径に関する偏芯・偏肉に関する検査が可能ではない。また、偏芯・偏肉の方向と度合いの情報もなかったため、どのような曲がりであるか不明であった。
特開２００２−１２２４２１ 特公平２−２５１２１

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高精度にガラス管の偏芯および偏肉を計測し、結果を視覚的に分かりやすい方法で表示するものであり、これにより、ガラス管の加工された製品の品質の向上を図ることが出来るガラス管の検査装置を提供することにある。

本発明の透光体の検査方法及び検査装置は、計測基準項目及びその計測基準項目毎の許容差値を含む基準値情報の入力手段と、透光体からなる被検査体の保持手段と透光体からなる被検査体の回転手段と、前記被検査体に光を照射する光源手段と、前記被検査体を透過した光の画像情報を取り込む画像取り込み手段と、前記画像取り込み手段により取り込んだ画像情報に基づき前記計測基準項目毎の測定値を計測する計測手段と、前記入力手段により予め入力された情報と前記測定値情報を比較して合否判定を行う演算手段を有することを特徴とする。

また、本発明の透光体の検査方法及び検査装置は、前記透光体がガラス管であり、前記計測基準項目がガラス管の外径、内径、基準位置に対する外径位置、基準位置に対する内径位置、基準位置に対する中心位置の少なくとも１つであることを特徴とする。

また、本発明の透光体の検査方法及び検査装置は、前記回転手段で、円筒状の透光体の一端を固定して保持する手段と保持したままガラス管を回転する手段を有し、回転の角度に同期して固定端から、指定された距離だけ離れた点の前記測定項目を計測し、計測した結果を記録する記録手段と、前記入力手段により予め入力された情報と前記測定値情報を比較して合否判定を行う演算手段を有することを特徴とする。

また、本発明の透光体の検査方法及び検査装置は、前記回転手段で、円筒状の透光体の両端を固定して保持する手段と保持したままガラス管を回転する手段を有し、回転の角度に同期して固定端から、指定された距離だけ離れた点の前記測定項目を計測し、計測した結果を記録する記録手段と、前記入力手段により予め入力された情報と前記測定値情報を比較して合否判定を行う演算手段を有することを特徴とする。

また、本発明の透光体の検査方法及び検査装置は、前記回転手段で、円筒状の透光体の固定部分の保持状況を、請求項１の測定方法と同等の手法あるいは、レーザー距離計等の非接触による計測、または、接触式による計測により、保持状況をチェックする手段を持つことに特徴を有する。

また、本発明の透光体の検査方法及び検査装置は、前記検査結果の表示を、固定端から決められた指定位置または、指定区間に関する偏芯量および偏肉量の少なくとも１つを２次元レーダーグラフ表示することに特徴を有する。

また、本発明の透光体の検査方法及び検査装置は、前記検査結果の表示を、固定端から複数の指定位置または、複数の指定区間に関する偏芯量および偏肉量の少なくとも１つを３次元スケルトン表示することに特徴を有する。

本発明の効果は、バックライト及びカメラによりガラス管内径の検査が可能であり、同期回転計測により偏肉としての情報を得ることが出来るため、より高精度の検査が可能となること。また、ガラス管の偏芯・偏肉の一断面の計測を同期回転計測により得た複数面の情報をレーダー表示することにより、偏肉の方向と度合いが視覚的に理解できるため、より高精度の分析判定が出来ること。また、検査区間を複数カ所に設定できるため、より高精度の分析判定が可能な点が挙げられる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を踏まえて具体的に説明する。

ガラス管の曲がり具合により、ガラス管の保持方法で、一端支持がよい場合と、両端支持がよい場合が考えられるが、本手法はどちらでも可能である。まず、一端支持の場合を説明する。

図１に示すように、ガラス管の一端部を、モーター等の回転機構４により回転可能かつ、しっかりと軸の中心をきめて保持できるチャック等３により固定する。ガラス管保持部から一定距離離れた部分のガラス管を映すようにカメラ１が設置してあり、ガラス管５に対してカメラと反対側に照明装置２を設置する。

照明装置とガラス管の距離は、ガラス管の内径および外径がよく写る距離に調整しておく。また、カメラもピントが合うように位置調整しておく。このときカメラに映る映像は図２のようになるようにしておく。

ガラス管の外径７、内径８部分が写ることを確認する。また、あらかじめ、チャック部の中心線を記憶しておくため、直線が保証されている校正用の棒などで、チャック中心線１０が画像の何処にくるかを記憶しておく。ガラス管の偏芯は、この校正により記憶した直線１０と画像の外径７の中心線９との距離として記憶する。

また、ガラス管の偏肉については、計測方法が様々考えられるが、たとえば、ガラス管の外径の中心線９と内径の中心線１１との差の距離１３としても良いと考えられる。また、７ａと８ａの距離と７ｂと８ｂの距離をとっても良いと考えられる。または、その比でも良いと考えられる。図２の説明では、計測対象が一断面の計測であるが、これを複数断面にすることで、ガラス管全周の偏芯編肉を計測することができる。

全周についての偏芯偏肉を計測する方法の一つとして、ガラス管をモーターにより一定速度で回転させ、回転の角度に同期させて、画像を記録し計測するという方法がある。簡易的には、ガラス管をチャックして回転させるモーターのスピードを一定速度でＶｍ（ｒｐｍ）とし、ガラス管の偏肉を計測する方向の数をnとすると、画像の取込スピードＶｉｐ（ｓｅｃ）は、次式で表される。

このタイミングで、画像を取り込まなければならない。また、画像取込及び画像処理および表示にかかる合計時間ｔ（ｓｅｃ）は、

でなければならない。

取り込んだデータの表示は、まず、図３のようにガラス管の回転中心を中心とした線分を表示しておく。図では１６分割の例を示す。すなわち、２２．５度刻みに線分を回転させての表示となる。例えば、時計の３次方向を０度に指定した場合、最大偏芯値は１５の示す点であり、方向は１７の示す方向で２２．５度の方向となる。逆に、最小偏芯値は１６の示す点であり、方向は１８の示す方向で、方向は２０２．５度の方向となる。

偏肉に関しても同様の方法で表示可能である。

図４に示すように、ガラス管の両端部を、図示しないモーターの回転機構に連結してある回転円盤１９ａおよび２０ａと１９ｂおよび２０ａにより支持するように固定する。

ガラス管保持部から一定距離離れた部分のガラス管を映すようにカメラ１が設置してあり、ガラス管５に対してカメラと反対側に照明装置２を設置する。

照明装置とガラス管の距離は、ガラス管の内径および外径がよく写る距離に調整しておく。また、カメラもピントが合うように位置調整しておく。このときカメラに映る映像は図２のようになるようにしておく。

ガラス管の外径７、内径８部分が写ることを確認する。また、あらかじめ、チャック部の中心線を基準位置として記憶しておくため、直線が保証されている校正用の棒などで、チャック中心線１０が、計測する光学系から得られる画像中のどの位置にくるかを記録しておく。尚、チャック中心線１０はカメラの撮像面に対して、水平もしくは垂直になる様に設置する事が望ましい。

ガラス管の偏芯は、この校正により記憶した直線１０と画像の外径７の中心線９との距離として記憶する。

また、ガラス管の偏肉については、計測方法が様々考えられるが、たとえば、ガラス管の外径の中心線９と内径の中心線１１との差の距離１３としても良いと考えられる。また、７ａと８ａの距離と７ｂと８ｂの距離をとっても良いと考えられる。または、その比でも良いと考えられる。

図２の説明では、計測対象が一断面の計測であるが、これを複数断面にすることで、ガラス管全周の偏芯編肉を計測することができる。以下は、実施例１と同様である。

実施例１に加えて、図５のように、チャック付近をもう一台のカメラで撮像し、チャックが正確に出来ているか判定するもの。チャック付近のガラス管の偏芯が大きければ、チャックがうまくできていないと判定して、再計測を促すか、あるいは、チャック付近のガラス管の芯ぶれを補正計算できるようにしたもの。以下は、実施例１と同様である。

実施例３に加えて、図５のように、カメラを２台に留まらず、複数台のかめらにして、カメラで撮像できる範囲をガラス管全体にしたもの。これによりガラス管全体の偏芯が計測可能となり、偏芯を３次元的に表示できるようにしたもの。以下は、実施例１と同様である。

実施例２に加えて、図６のように、ガラス管の両端部分の偏芯の度合いを検出し、ガラス管をきちっと保持できているか確認するもの。以下は、実施例１と同様である。

実施例においては、ガラス管の偏芯・偏肉検査について説明したが、検査対象はガラス管に限らず、Ｘ線等を利用することによるカメラで検出可能な円筒状の物体であれば偏芯・偏肉の計測が可能であり、様々の検査対象に対して、産業上、広く利用する事ができる。

本発明の実施の形態の偏芯偏肉検査装置の概略図 本発明の実施の形態のカメラに写る対象物の説明図 本発明の実施の形態の偏芯または偏肉表示方法 本発明の実施の形態の偏芯偏肉検査装置の概略図 本発明の実施の形態の偏芯偏肉検査装置の概略図 本発明の実施の形態の偏芯偏肉検査装置の概略図

符号の説明

１ カメラ
２ 照明装置
３ チャック
４ 回転機構
５ ガラス管
６ カメラから得られる映像
７ａ ガラス管の外径上側
７ｂ ガラス管の外径下側
８ａ ガラス管の内径上側
８ｂ ガラス管の内径下側
９ ガラス管の外径の中心
１０ 回転チャックの軸中心線
１１ ガラス管の内径の中心
１２ 偏芯
１３ 偏肉
１４ ガラス管回転軸中心
１５ 最大偏芯値
１６ 最小偏芯値
１７ 最大偏芯方向
１８ 最小偏芯方向
１９ａ 回転円盤
１９ｂ 回転円盤
２０ａ 回転円盤
２０ａ 回転円盤

Claims (7)

1. 計測基準項目及びその計測基準項目毎の許容差値を含む基準値情報の入力手段と、透光体からなる被検査体の保持手段と透光体からなる被検査体の回転手段と、前記被検査体に光を照射する光源手段と、前記被検査体を透過した光の画像情報を取り込む画像取り込み手段と、前記画像取り込み手段により取り込んだ画像情報に基づき前記計測基準項目毎の測定値を計測する計測手段と、計測した結果を記録する記録手段と、前記入力手段により予め入力された情報と前記測定値情報を比較して合否判定を行う演算手段を有することを特徴とする透光体の検査方法及び検査装置。
2. 前記透光体がガラス管であり、前記計測基準項目がガラス管の外径、内径、基準位置に対する外径位置、基準位置に対する内径位置、基準位置に対する中心位置の少なくとも1つであることを特徴とする、請求項１記載の透光体の検査方法及び検査装置。
3. 前記回転手段で、円筒状の透光体の一端を固定して保持する手段と保持したままガラス管を回転する手段を有し、回転の角度に同期して固定端から、指定された距離だけ離れた点の前記測定項目を計測し、計測した結果を記録する記録手段と、前記入力手段により予め入力された情報と前記測定値情報を比較して合否判定を行う演算手段を有することを特徴とする、請求項１記載の透光体の検査方法及び検査装置。
4. 前記回転手段で、円筒状の透光体の両端を固定して保持する手段と保持したままガラス管を回転する手段を有し、回転の角度に同期して固定端から、指定された距離だけ離れた点の前記測定項目を計測し、計測した結果を記録する記録手段と、前記入力手段により予め入力された情報と前記測定値情報を比較して合否判定を行う演算手段を有することを特徴とする、請求項１記載の透光体の検査方法及び検査装置。
5. 前記回転手段で、円筒状の透光体の固定部分の保持状況を、請求項１の測定方法と同等の手法あるいは、レーザー距離計等の非接触による計測、または、接触式による計測により、保持状況をチェックする手段を持つ請求項１〜３記載の透光体の検査方法及び検査装置。
6. 前記検査結果の表示を、固定端から決められた指定位置または、指定区間に関する偏芯量および偏肉量の少なくとも１つを２次元レーダーグラフ表示することに特徴を有する請求項１〜５記載の透光体の検査方法及び検査装置。
7. 前記検査結果の表示を、固定端から複数の指定位置または、複数の指定区間に関する偏芯量および偏肉量の少なくとも１つを３次元スケルトン表示することに特徴を有する請求項１〜５記載の透光体の検査方法及び検査装置。

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