JP2012013444A - 外観検査装置及び外観検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基材の色調と光沢の検査にあたり、簡便な構成を有し且つ検査効率の向上が可能な基材の外観検査装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る外観検査装置は、光源２と、可視光検出器３と、紫外光検出器４と、制御装置５とを備える。光源２は検査対象である基材１へ向けて、可視光域から紫外光域に亘る光を照射する。可視光検出器３は、光源２から照射されて基材１で反射された可視光域の光を受光して検出する。紫外光検出器４は、光源２から照射されて基材１で反射された紫外光域の光を受光して検出する。制御装置は５、可視光検出器３での検出結果に基づく基材１の色調不良の有無の判定をおこなうと共に紫外光検出器４での検出結果に基づく基材１の光沢不良の有無の判定をおこなう。
【選択図】図１

Description

本発明は基材の外観検査のための外観検査装置及び外観検査方法に関する。

外装材や内装材として採用されている板状の建材などの基材の色調にムラが生じていると、基材の外観が悪くなり、また複数の基材が並べて設置される場合には基材間の色調の違いにより更に外観が悪くなってしまう。このため、建材などの外観が重要となる基材には、外観検査がされる必要がある。

そこで、従来、特許文献１に記載されているような基材の色調検査がおこなわれている。特許文献１に記載の技術では、基材を搬送しながらこの基材に可視光を照射し、基材からの反射光をカメラで撮像し、その結果に基づいて色調検査がおこなわれる。

また、基材の外観検査にあたっては、色調の検査だけでなく、光沢の検査が必要になる場合もある。基材に光沢のムラが生じている場合も、色調のムラがある場合と同様に、基材の外観が悪くなってしまう。基材の光沢の検査にあたっては、例えば基材に紫外光を照射し、基材からの反射光をカメラで撮像し、その結果に基づいて光沢検査がおこなわれる。

特開２００２−２１４０４３号公報

しかし、基材の外観検査にあたって、色調検査と光沢検査とがおこなわれる場合には、色調の検査のための設備と光沢の検査のための設備とが両方必要となってしまう。この場合、設備を設置するためのスペースを確保する必要が生じたり、設備の導入、維持などのための負担が大きくなったりするという問題がある。また外観検査のために複数の工程が必要となり、検査の効率も悪くなる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基材の色調と光沢の検査にあたり、簡便な構成を有し且つ検査効率の向上が可能な基材の外観検査装置、並びに検査効率の向上が可能な基材の外観検査方法を提供することを目的とする。

本発明に係る外観検査装置は、検査対象である基材へ向けて、可視光域から紫外光域に亘る光を照射する光源と、前記光源から照射されて前記基材で反射された可視光域の光を受光して検出する可視光検出器と、前記光源から照射されて前記基材で反射された紫外光域の光を受光して検出する紫外光検出器と、前記可視光検出器での検出結果に基づく前記基材の色調不良の有無の判定をおこなうと共に前記紫外光検出器での検出結果に基づく前記基材の光沢不良の有無の判定をおこなう制御装置とを備える。

本発明に係る外観検査方法では、検査対象である基材へ向けて、可視光域から紫外光域に亘る光を照射し、前記基材で反射された可視光域の光を検出すると共に、前記基材で反射された紫外光域の光を検出し、可視光域の光の検出結果に基づいて前記基材の色調不良の有無を判定すると共に紫外光域の光の検出結果に基づいて前記基材の光沢不良の有無を判定する。

本発明によれば、基材の色調と光沢の検査にあたり、外観検査装置の構成が簡便になり、しかも検査効率が向上する。

本発明の一実施形態を示す概略図である。 前記実施形態における制御装置の構成を示す概略図である。 キセノンランプ及びハロゲンランプから照射される光の分光強度曲線を示すグラフである。

本発明の一実施形態を、図１，２を参照して説明する。

外観検査の対象である基材１の材質、形状、用途等は特に制限されないが、その一例として建材が挙げられる。建材は、例えば外装壁材、内装壁材、扉、屋根材（瓦）等として採用される。

基材１は例えばセメント系材料から形成され、板状に形成される。基材１の一例として外装壁材が挙げられる。基材１の作製にあたっては、例えばまずセメント、繊維、着色材等を含有する成形材料が押出成形等されることにより原板（生板）が作製され、この原板が必要に応じてプレス成形されてその表面に凹凸模様が形成される。この原板が養生硬化されることで、基材１が得られる。

図１に、基材１の外観検査装置の一例を示す。この外観検査装置は、搬送装置６、光源２、可視光検出器３、紫外光検出器４、及び制御装置５を備える。

搬送装置６は基材１を水平方向に搬送する。搬送装置６としては適宜のコンベア装置が挙げられる。

光源２は、搬送装置６によって搬送される基材１へ向けて、可視光域から紫外光域に亘る光を照射する。特に光源２は少なくとも３１５〜７８０ｎｍの波長域の光を満遍なく照射することが好ましい。このような光源２として、特にキセノンランプが好ましく用いられる。キセノンランプは、図３に示されるように、ハロゲンランプなどと較べて、可視光域から紫外光域に亘る広い波長域の光を照射し、しかも分光強度曲線が平坦であって、広い波長域に亘って満遍なく強い光を照射する。このため、キセノンランプが使用されると、可視光を利用した外観検査と紫外光を利用した外観検査において、共に強度の高い光が利用可能となって、検査精度が高くなる。

本実施形態では、搬送装置６による基材１の搬送経路の上方に、この基材１の搬送方向に沿って二つの光源２が、間隔をあけて設けられている。

可視光検出器３は、光源２から照射されてから基材１で反射された可視光を受光して検出することで、基材１の表面の画像を撮像する。可視光検出器３の具体例として、受光素子としてＣＣＤを備える可視光分光カメラや３ＣＣＤカメラなどが挙げられる。この可視光検出器３はラインカメラ（ラインセンサ）であってもよい。

紫外光検出器４は、光源２から照射されてから基材１で反射された紫外光を受光して検出することで、基材１の表面の画像を撮像する。紫外光検出器４の具体例として、受光素子としてＣＣＤを備えるＣＣＤ紫外線カメラが挙げられる。高速移動する基材１からの反射光の測定が効率よくされるためには、この紫外光検出器４はラインカメラ（ラインセンサ）、フォトダイオードアレイなどであってもよい。

本実施形態では、可視光検出器３及び紫外光検出器４は、搬送装置６による基材１の搬送経路の上方における、二つの光源２の間に配置されている。これにより、二つの光源２から照射されて基材１の表面で反射した光のうち、可視光が可視光検出器３で受光されて検出され、紫外光が紫外光検出器４で受光されて検出される。基材１が搬送されるに従い、可視光検出器３及び紫外光検出器４によって基材１の表面が走査され、これにより基材１の表面全体に亘って、この基材１からの反射光が可視光検出器３及び紫外光検出器４によって検出される。

尚、本実施形態では二つの光源２が設けられているが、光源２の数や設置位置は光源２の輝度、基材１の表面形状などに応じて適宜設定され、例えば光源２が一つであってもよい。

また、本実施形態のように基材１が搬送される以外にも、固定された基材１に対して光源２、可視光検出器３及び紫外光検出器４が移動することで、可視光検出器３及び紫外光検出器４によって基材１の表面が走査され、これにより基材１の表面全体に亘って、この基材１からの反射光が可視光検出器３及び紫外光検出器４によって検出されてもよい。

制御装置５は、可視光検出器３での検出結果に基づく基材１の色調不良の有無の判定をおこなうと共に紫外光検出器４での検出結果に基づく基材１の光沢不良の有無の判定をおこなう。

制御装置５は、図２に示すように、全体制御部８、第一の記憶部９、演算部１０、判定部１１、第二の記憶部１２を備える。

全体制御部８はマイクロコンピュータなどで構成され、制御装置５全体の動作を制御する。第一の記憶部９はＲＡＭなどのメモリで構成され、可視光検出器３や紫外光検出器４から送信される画像のデジタルデータを記憶する。第二の記憶部１２はＲＡＭなどのメモリで構成され、判定部１１における判定のための基準となる検査基準値や検査基準範囲などを記憶する。演算部１０は第一の記憶部９に記憶されている画像のデジタルデータを演算処理して、外観不良の有無の判定のための基礎となる情報を生成する。判定部１１は、演算部１０で生成された情報と、第二の記憶部１２に記憶されている検査基準値に基づいて、外観不良の有無を判定する。演算部１０と判定部１１は、例えば画像処理用のＩＣなどで構成される。また全体制御部８、演算部１０、及び判定部１１が、一つのマイクロコンピュータから構成されてもよい。

基材１の色調不良の有無の判定にあたっては、演算部１０は、例えば可視光検出器３による検出結果から得られた一つの基材１の画像を複数（例えば三つ以上）のエリアに分割し、各エリアの外観色調値を算出する。外観色調値は、色調の定量的な判定が可能な値であることが好ましく、例えば明るさを表すＬ^＊値、色度を表すａ^＊値、ｂ^＊値などが挙げられる。例えばＬ^＊値、ａ^＊値、ｂ^＊値のうちいずれか一つが外観色調値とされ、或いは二以上の値を組み合わせて算出される値が外観色調値とされる。各エリアに与えられる外観色調値は、Ｌ^＊値、ａ^＊値、ｂ^＊値などの色調を示す値の、各エリア毎の平均値であってもよい。続いて、判定部１１は、各エリアに与えられた複数の外観色調値から最小値と最大値とを選択して両者の差を算出し、この差の値と第二の記憶部１２に記憶されている検査基準値とを照合し、その結果に基づいて色調不良の有無を判定する。例えば判定部１１は、外観色調値の最小値と最大値との差が検査基準値以下であり、或いは更に外観色調値の平均値が所定の基準範囲内である場合に、色調不良が無いと判定し、外観色調値の最小値と最大値との差が検査基準値を超える場合又は外観色調値の平均値が所定の検査基準範囲から外れる場合に色調不良が有ると判定する。

基材１の光沢不良の有無の判定にあたっては、演算部１０は、例えば紫外光検出器４による検出結果から得られた一つの基材１の画像を複数（例えば三つ以上）のエリアに分割し、各エリアの光沢指標値を算出する。光沢指標値は、光沢の定量的な判定が可能な値であることが好ましく、例えば紫外光検出器４による検出強度が挙げられる。各エリアに与えられる光沢指標値は、検出強度などの光沢を示す値の、各エリア毎の平均値であってもよい。続いて、判定部１１は、各エリアに与えられた複数の光沢指標値から最小値と最大値とを選択して両者の差を算出し、この差の値と第二の記憶部１２に記憶されている検査基準値とを照合し、その結果に基づいて光沢不良の有無を判定する。例えば判定部１１は、光沢指標値の最小値と最大値との差が検査基準値以下であり、或いは更に光沢指標値の平均値が所定の基準範囲内である場合に光沢不良が無いと判定し、検査基準値を超える場合又は光沢指標値の平均値が所定の検査基準範囲から外れる場合場合に光沢不良が有ると判定する。

光沢不良の有無の判定に紫外光検出器４による撮像画像を利用するのは、基材１１からの紫外光の反射光の強度と基材１の光沢との間の相関性が高いことが、経験的及び実験的に明らかになっていることによる。

このような外観検査装置が使用されることで、光源２から検査対象である基材１へ向けて、可視光域から紫外光域に亘る光が照射され、基材１で反射された可視光域の光が可視光検出器３で検出されると共に、基材１で反射された紫外光域の光が紫外光検出器４で検出される。続いて、制御装置５において、可視光域の光の検出結果に基づいて基材１の色調不良の有無が判定されると共に、紫外光域の光の検出結果に基づいて基材１の光沢不良の有無が判定される。

本実施形態においては、外観検査装置は搬送装置６によって搬送される基材１にスプレーやスタンプなどによりマーキングを施すマーキング装置７を備え、制御装置５はマーキング装置７を制御するためのマーキング制御部１４を備えてもよい。このマーキング制御部１４は、判定部１１において外観不良が有ることが判定された場合にマーキング装置７を作動させて、外観不良が有ると判定された基材１にマーキングを施す。この場合、外観不良が有ることが判定された基材１がマーキングにより識別可能となる。

本実施形態においては、搬送装置６は良品の経路と不良品の経路とに分岐する経路を備え、制御装置５は搬送装置６による基材１の搬送経路の切り替え制御をおこなう搬送制御部１３を備えてもよい。この搬送制御部１３は、判定部１１において外観不良が有ることが判定された場合に、搬送装置６の搬送経路を良品の経路から不良品の経路へと切り替える。この場合、外観不良が無いと判定された基材１と、外観不良が有ると判定された基材１とが、仕分けられる。

マーキング制御部１４や搬送制御部１３は、全体制御部８とは別個のＩＣなどで構成されてもよく、全体制御部８と共に単一のマイクロコンピュータで構成されてもよい。

１ 基材
２ 光源
３ 可視光検出器
４ 紫外光検出器
５ 制御装置

Claims (2)

1. 検査対象である基材へ向けて、可視光域から紫外光域に亘る光を照射する光源と、前記光源から照射されて基材で反射された可視光域の光を受光して検出する可視光検出器と、前記光源から照射されて基材で反射された紫外光域の光を受光して検出する紫外光検出器と、前記可視光検出器での検出結果に基づく基材の色調不良の有無の判定をおこなうと共に前記紫外光検出器での検出結果に基づく基材の光沢不良の有無の判定をおこなう制御装置とを備える外観検査装置。
2. 検査対象である基材へ向けて、可視光域から紫外光域に亘る光を照射し、基材で反射された可視光域の光を検出すると共に、基材で反射された紫外光域の光を検出し、可視光域の光の検出結果に基づいて基材の色調不良の有無を判定すると共に紫外光域の光の検出結果に基づいて基材の光沢不良の有無を判定する外観検査方法。

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