JP2008309709A - Visual inspection device of long article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばホースや電線の外観を検査するための長尺物の外観検査装置に関するものである。 The present invention relates to a long object appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of, for example, a hose or an electric wire.
一般に、この種の長尺物の外観検査装置としては、平板状の長尺物を長手方向に移動させる移動機構と、長尺物の上方に設けられ、長尺物の上面に向かって線状光を照射する照射装置と、長尺物の上方に設けられ、線状光が長尺物の上面に照射されて成る照射線を撮像する撮像装置とを備え、撮像装置による撮像データに基づき長尺物の上面を検査するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、前記外観検査装置では、長尺物の上面が平面状であることから、線状光が長尺物の幅方向に亘って略均一に照射されるとともに、照射線の輝度が長尺物の幅方向に亘って略均一になり、照射線を撮像する撮像装置の光感度調整を容易且つ適切に行うことが可能である。 By the way, in the appearance inspection apparatus, since the upper surface of the long object is flat, linear light is irradiated substantially uniformly over the width direction of the long object, and the luminance of the irradiation line is long. It is possible to easily and appropriately adjust the light sensitivity of the imaging device that images the irradiation line.
しかしながら、図13に示すように、円形断面を有する長尺物100の外観検査を行う場合は、照射装置110の真下近傍の範囲Aとその他の範囲Bとで照射線の輝度が著しく異なるので、範囲Aに撮像装置120の光感度を合わせると、範囲Bの照射線が撮像データ上で暗くなり、範囲Bに撮像装置120の光感度を合わせると、範囲Aの照射線が撮像データ上で明るくなり過ぎる。即ち、撮像装置120の光感度調整を適切に行うことができないという問題点があった。
However, as shown in FIG. 13, when the appearance inspection of the
一方、撮像装置120の光感度調整を画素ごとに行うことも考えられるが、撮像装置120の光感度調整が複雑になるという問題点があった。
On the other hand, although it is conceivable to adjust the light sensitivity of the
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、略円形断面を有する長尺物の外周面に線状光が照射されて成る照射線を撮像装置によって撮像する際に、撮像装置側から見た照射線の輝度を長尺物の幅方向に亘って略均一にすることのできる長尺物の外観検査装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to image an irradiation line formed by irradiating linear light on the outer peripheral surface of a long object having a substantially circular cross section with an imaging device. In this case, an object of the present invention is to provide a long object visual inspection apparatus capable of making the luminance of the irradiation line viewed from the imaging apparatus side substantially uniform over the width direction of the long object.
本発明は前記目的を達成するために、略円形断面を有する長尺物を軸方向に移動させる移動機構と、互いに長尺物の周方向に間隔をおいて設けられ、それぞれ長尺物の外周面に向かって線状光を照射する複数の照射装置と、各照射装置の線状光が長尺物の外周面に照射されて成る一本の照射線を撮像する撮像装置とを備え、撮像装置による撮像データに基づき長尺物の外周面を検査する長尺物の外観検査装置において、前記撮像装置を、各照射装置のうち長尺物の周方向に隣り合う任意の2つの照射装置に対して長尺物の周方向の略中央に配置している。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is provided with a moving mechanism for moving a long object having a substantially circular cross section in the axial direction and a circumferential direction of the long object. A plurality of irradiation devices that irradiate the surface with linear light, and an imaging device that images a single irradiation line formed by irradiating the outer surface of the long object with the linear light of each irradiation device. In an appearance inspection apparatus for a long object that inspects an outer peripheral surface of a long object based on imaging data obtained by the apparatus, the imaging apparatus is replaced with any two irradiation apparatuses adjacent to each other in the circumferential direction of the long object. On the other hand, it arrange | positions in the approximate center of the circumferential direction of a long thing.
これにより、長尺物の外周面には複数の照射装置の線状光によって一本の照射線が形成され、撮像装置は各照射装置のうち長尺物の周方向に隣り合う任意の2つの照射装置に対して長尺物の周方向の略中央に配置されているので、撮像装置側から見た照射線の輝度を長尺物の幅方向に亘って略均一にすることができる。 Thereby, one irradiation line is formed by the linear light of a plurality of irradiation devices on the outer peripheral surface of the long object, and the image pickup device is an arbitrary two of the irradiation devices adjacent to each other in the circumferential direction of the long object. Since it is arrange | positioned in the approximate center of the circumferential direction of a long thing with respect to the irradiation apparatus, the brightness | luminance of the irradiation line seen from the imaging device side can be made substantially uniform over the width direction of a long thing.
本発明によれば、略円形断面を有する長尺物の外周面に線状光が照射されて成る照射線を撮像装置によって撮像する際に、撮像装置側から見た照射線の輝度を長尺物の幅方向に亘って略均一にすることができるので、撮像装置の光感度調整を容易且つ適切に行うことができる。 According to the present invention, when an imaging device captures an irradiation line formed by irradiating linear light on the outer peripheral surface of a long object having a substantially circular cross section, the luminance of the irradiation line viewed from the imaging device side is long. Since it can be made substantially uniform over the width direction of the object, the photosensitivity adjustment of the image pickup apparatus can be performed easily and appropriately.
図1乃至図12は本発明の一実施形態を示すもので、図1は長尺物の外観検査装置の要部斜視図、図2は長尺物の外観検査装置の要部側面図、図3は図2におけるA−A線断面図、図4はホースの要部斜視図、図5は撮像データの例、図6は図5の部分拡大図、図7は基準データの例、図8は減算処理された高さ方向の位置データの例、図9は検査用画像の例、図10はホースの要部斜視図、図11は撮像データの例、図12は輝度検査用画像の例である。 FIG. 1 to FIG. 12 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of an essential part of an appearance inspection apparatus for a long object, and FIG. 2 is a side view of an essential part of the appearance inspection apparatus for a long object. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, FIG. 4 is a perspective view of the main part of the hose, FIG. 5 is an example of imaging data, FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. Is an example of position data in the height direction subjected to subtraction processing, FIG. 9 is an example of an inspection image, FIG. 10 is a perspective view of a main part of a hose, FIG. 11 is an example of imaging data, and FIG. It is.
この長尺物の外観検査装置は、略円形断面を有する長尺物としてのホースHの外周面に向かって線状光Sを照射可能な複数の照射装置10と、ホースHをその軸方向に移動させる移動機構20と、ホースHを案内するための第1ガイド機構30及び第2ガイド機構40と、各照射装置10の線状光SがホースHの外周面に照射されて成る照射線Lを線状光Sの光面と所定の角度α(本実施形態では略30°)をなす方向から撮像可能な複数の撮像装置50とを備えている。ホースHは、外周面に図示しない布部材を螺旋状に巻付けた状態で加硫するとともに加硫後に布部材を除去することにより成形されるので、布部材同士が重なり合う部分に螺旋状の凹部SP(または凸部)が形成される。ここで、線状光Sは照射対象物上で線状となる光である。
This long object visual inspection apparatus includes a plurality of
各照射装置10から照射される線状光Sは赤色レーザー光から成り、線状光SはホースHの外周面に線状に照射される。本実施形態では照射装置10が4つ設けられ、各照射装置10は互いにホースHの周方向に略90°ずれた位置に配置されている。また、各照射装置10は線状光Sの光面がホースHの軸方向と略垂直に交わるように配置されている。各照射装置10から照射された線状光Sは互いにホースHの周方向に繋がり、各照射装置10の線状光によってホースHの外周面にホースHを一周する一本の照射線Lが形成される。
The linear light S emitted from each
移動機構20は上下一対のベルトコンベヤ21を有し、各ベルトコンベヤ21の間にホースHを挟持するとともに、各ベルトコンベヤ21を回転させることにより、ホースHをその軸方向に移動可能である。
The
第1ガイド機構30は4つのガイド部材31を有し、各ガイド部材31は互いにホースHの周方向に略90°ずれた位置に配置されている。各ガイド部材31は照射線Lに対してホースHの移動方向の上流側に配置され、各ガイド部材31は図示しないエアシリンダによってホースHの外周面に押付けられるようになっている。各ガイド部材31におけるホースHに押付けられる面はホースHの外周面との摩擦係数が0.12以下の低摩擦係数材料から成るとともに、ホースHの軸方向に延びるように形成されている。低摩擦係数材料の例としては、シリコン、フッ素樹脂、分子量が100万以上である超高分子ポリエチレン等が挙げられる。第1ガイド機構30に対してホースHの搬送方向の上流側にはホースHを第1ガイド機構30に案内する補助ガイド機構32が設けられている。
The
第2ガイド機構40は4つのガイド部材41を有し、各ガイド部材41は互いにホースHの周方向に略90°ずれた位置に配置されている。各ガイド部材41は照射線Lに対してホースHの移動方向の下流側に配置され、各ガイド部材41は図示しないエアシリンダによってホースHの外周面に押付けられるようになっている。各ガイド部材41におけるホースHに押付けられる面はホースHの外周面との摩擦係数が0.12以下の低摩擦係数材料から成るとともに、ホースHの軸方向に延びるように形成されている。低摩擦係数材料の例としては、シリコン、フッ素樹脂、分子量が100万以上である超高分子ポリエチレン等が挙げられる。
The
各撮像装置50はX軸方向(ホースHの幅方向に応じた方向)及びX軸と直交しているY軸方向(ホースHの高さ方向に応じた方向)にそれぞれ複数ずつ画素を有する二次元撮像装置である。本実施形態では撮像装置50は4つ設けられ、各撮像装置50は互いにホースHの周方向に略90°ずれた位置に配置されている。また、各撮像装置50は各照射装置10とホースHの周方向に互い違いに配置され、各撮像装置50は各照射装置10と互いにホースHの周方向に略45°ずれた位置に配置されている。即ち、各撮像装置50は各照射装置10のうちホースHの周方向に隣り合う任意の2つの照射装置10に対してホースHの周方向の略中央に配置されている。各撮像装置50にはそれぞれ光感度調整を行う周知の光感度調整機能が設けられており、光感度調整機能は画素ごとではなく画像全体の光感度を複数段階に調整するようになっている。
Each
以上のように構成された長尺物の外観検査装置において、ホースHの外観を検査する方法について、図4乃至図12を参照しながら説明する。 A method for inspecting the appearance of the hose H in the appearance inspection apparatus for a long object configured as described above will be described with reference to FIGS.
先ず、各ガイド機構30,40の各ガイド部材31,41がエアシリンダによってホースHの外周面に押付けられている状態で、移動機構20によってホースHを軸方向に移動させ、各照射装置10によってホースHの外周面に向かって線状光Sを照射する。次に、ホースHが所定速度になると、各撮像装置50によってそれぞれ所定時間おきにホースHの外周面の照射線Lを撮像する。以下は各撮像装置50のうち1つの撮像装置50について説明するが、他の撮像装置50についても同様の処理が行われる。
First, in a state where the
続いて、撮像装置50によって撮像された各撮像データ(例えば図5参照)から、ホースHの各幅方向位置(X方向の各画素の位置)に応じた照射線Lの高さ方向(Y軸方向)の位置データを抽出する。例えば、X軸方向の左から15番目の画素位置(図6のX15)における高さ方向の位置データとして68.2が抽出される。尚、図5は図4の照射線Lを撮像した撮像データであり、図4の照射線L上には凹状の傷Kが形成されている。
Subsequently, the height direction (Y-axis) of the irradiation line L corresponding to each position in the width direction (position of each pixel in the X direction) of the hose H from each image data (for example, see FIG. 5) imaged by the
続いて、各幅方向位置に応じた高さ方向の位置データを各幅方向位置ごとに設けられた基準データ(図7参照)によってそれぞれ減算処理し、減算処理された高さ方向の位置データ(図8参照)を得る。基準データはホースHの外周面形状に応じて各幅方向位置ごとに設けられた数値データである。 Subsequently, position data in the height direction corresponding to each position in the width direction is subtracted by reference data (see FIG. 7) provided for each position in the width direction, and position data in the height direction ( (See FIG. 8). The reference data is numerical data provided for each position in the width direction according to the outer peripheral surface shape of the hose H.
続いて、減算処理された各撮像データの高さ方向の位置データを所定の色調基準に基づき撮像順に並べて検査用画像(図9参照)を作成する。所定の色調基準として、例えば高さ方向の位置データの数値が小さいほど色を濃くする基準を用いる。次に、所定の判定基準に基づき、作成された検査用画像上の異常の有無を判定する。 Subsequently, the inspection position image (see FIG. 9) is created by arranging the position data in the height direction of each imaged data subjected to the subtraction processing in the order of image capturing based on a predetermined color tone standard. As the predetermined color tone reference, for example, a reference that darkens the color as the numerical value of the position data in the height direction is smaller is used. Next, the presence / absence of an abnormality on the created inspection image is determined based on a predetermined determination criterion.
一方、撮像装置50によって撮像された各撮像データ(例えば図11参照)から、ホースHの各幅方向位置(X軸方向の各画素の位置)に応じた照射線Lの輝度データを抽出する。尚、図11は図10の照射線Lを撮像した撮像データであり、図10に示すホースHの外周面にはホースHの外周面よりも薄い色の異物Dが貼り付いている。
On the other hand, luminance data of the irradiation line L corresponding to each width direction position (position of each pixel in the X-axis direction) of the hose H is extracted from each imaging data (see, for example, FIG. 11) captured by the
次に、各撮像データの輝度データを所定の色調基準に基づき撮像順に並べて輝度検査用画像(図12参照)を作成する。所定の色調基準として、例えば輝度データの数値が小さいほど色を濃くする基準を用いる。次に、所定の判定基準に基づき、作成された輝度検査用画像上の異常の有無を判定する。 Next, the luminance data of each imaging data is arranged in the order of imaging based on a predetermined color tone standard to create a luminance inspection image (see FIG. 12). As the predetermined color tone standard, for example, a standard that darkens the color as the numerical value of the luminance data is smaller is used. Next, the presence / absence of an abnormality on the created luminance inspection image is determined based on a predetermined determination criterion.
ここで、ホースHの外周面には複数の照射装置10の線状光によって一本の照射線Lが形成され、各撮像装置50は各照射装置10のうちホースHの周方向に隣り合う任意の2つの照射装置10に対してホースHの周方向の略中央に配置されているので、各撮像装置50側から見た照射線Lの輝度をホースHの幅方向に亘って略均一にすることができる。
Here, on the outer peripheral surface of the hose H, one irradiation line L is formed by the linear light of the plurality of
このように、本実施形態によれば、略円形断面を有するホースHの外周面に線状光が照射されて成る照射線Lを各撮像装置50によって撮像する際に、各撮像装置50側から見た照射線Lの輝度をホースHの幅方向に亘って略均一にすることができるので、各撮像装置50の光感度調整を容易且つ適切に行うことができる。
Thus, according to this embodiment, when each
即ち、各撮像装置50側から見た照射線Lの輝度がホースHの幅方向に亘って著しく異なり、各撮像装置50の光感度調整を適切に行うことができない場合は、図5の撮像データにおいて照射線Lの高さ方向の位置を正確に抽出することができないので、ホースHの外観検査を行う上で妨げになる。また、各撮像装置50側から見た照射線Lの輝度がホースHの幅方向に亘って著しく異なる場合は、各撮像装置50の光感度調整を画素ごとに行わない限り、図11の撮像データにおいてホースH外周面の色の違いによる照射線Lの輝度の変化を正確に抽出することができないので、ホースHの外観検査を行う上で妨げになる。これに対し、本実施形態では、各撮像装置50側から見た照射線Lの輝度をホースHの幅方向に亘って略均一にすることができ、各撮像装置50の光感度調整を容易且つ適切に行うことができるので、ホースHの外観検査を正確に行う上で極めて有利である。
That is, when the brightness of the irradiation line L as viewed from the side of each
また、各撮像装置50が各照射装置10と同数だけ設けられ、各撮像装置50が各照射装置10とホースHの周方向に互い違いに配置されているので、ホースHの外周面を全周に亘って一度に検査することができる。
Moreover, since each
尚、本実施形態では、外周面に布部材を螺旋状に巻付けた状態で加硫されて成るホースHの外観検査を行うものを示したが、外周面に樹脂をコーティングした状態で加硫されて成るホースHの外観検査を行うことも可能であり、ホースHの他に略円形断面を有する電線、金属パイプ、非金属パイプ、棒状材料等の外観検査を行うことも可能である。 In this embodiment, the hose H that is vulcanized in a state where the cloth member is spirally wound around the outer peripheral surface is shown. However, the outer surface is coated with a resin and vulcanized. In addition to the hose H, it is also possible to perform an appearance inspection of an electric wire, a metal pipe, a non-metallic pipe, a rod-shaped material, and the like having a substantially circular cross section.
また、本実施形態では、照射装置10を4つ設けたものを示したが、2つまたは3つの照射装置10を設けることも可能であり、照射装置10を5つ以上設けることも可能である。
In the present embodiment, four
10…照射装置、20…移動機構、21…コンベヤベルト、30…第1ガイド機構、31…ガイド部材、32…補助ガイド機構、40…第2ガイド機構、41…ガイド部材、50…撮像装置、H…ホース、S…線状光、L…照射線、SP…螺旋状の凹部、K…傷、D…異物。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記撮像装置を、各照射装置のうち長尺物の周方向に隣り合う任意の2つの照射装置に対して長尺物の周方向の略中央に配置した
ことを特徴とする長尺物の外観検査装置。 A moving mechanism that moves a long object having a substantially circular cross section in the axial direction, and a plurality of elements that are provided at intervals in the circumferential direction of the long object, and each irradiates linear light toward the outer peripheral surface of the long object And an imaging device for imaging one irradiation line formed by irradiating the linear light of each irradiation device on the outer peripheral surface of the long object, and the outer periphery of the long object based on the imaging data by the imaging device In the appearance inspection device for long objects that inspect the surface,
The external appearance of the long object characterized in that the imaging device is arranged at substantially the center in the circumferential direction of the long object with respect to any two irradiation apparatuses adjacent to each other in the circumferential direction of the long object. Inspection device.
各撮像装置を各照射装置と長尺物の周方向に互い違いに配置した
ことを特徴とする請求項1記載の長尺物の外観検査装置。 Provide the same number of imaging devices as each irradiation device,
2. The long object visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the imaging devices are alternately arranged in a circumferential direction of each irradiation device and the long object.
Priority Applications (4)
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