JP2016003996A - Method and device for inspecting appearance of cylindrical body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円筒体の外観検査方法及び外観検査装置に関する。 The present invention relates to a cylindrical body appearance inspection method and an appearance inspection apparatus.
ゴムホース等の長尺の円筒体の外観検査方法として、特許文献1に示されているように、円筒体を撮像して得られた撮像データから、円筒体の中心軸に直角な方向の各位置における高さのデータを抽出し、このデータに基づき欠陥を検出する方法がある。この方法には、小さな傷等の凹凸のあまり無い欠陥を検出できないという問題がある。 As an appearance inspection method for a long cylindrical body such as a rubber hose, as shown in Patent Document 1, each position in a direction perpendicular to the central axis of the cylindrical body is obtained from imaging data obtained by imaging the cylindrical body. There is a method of extracting height data at and detecting defects based on this data. This method has a problem in that defects having little unevenness such as small scratches cannot be detected.
これに対して、特許文献2に示されているように、円筒体をカメラで撮影し、得られた画像に処理を行って欠陥を検出する方法がある。この方法であれば凹凸のあまり無い欠陥も検出できる。
On the other hand, as shown in
しかし、これらの方法では、円筒体の表面を周方向に漏れなく検査するために、円筒体の周りに複数のカメラを配置する必要がある。そして、カメラの数だけ、設備導入費用が高くなる。 However, in these methods, it is necessary to arrange a plurality of cameras around the cylindrical body in order to inspect the surface of the cylindrical body in the circumferential direction without omission. And the equipment introduction cost becomes higher by the number of cameras.
そこで本発明は、円筒体を少数のカメラで周方向に漏れなく検査することができる外観検査方法及び外観検査装置を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the external appearance inspection method and external appearance inspection apparatus which can test | inspect a cylindrical body with a few cameras without leaking in the circumferential direction.
実施形態の円筒体の外観検査方法は、円筒体をその周りを回るカメラで撮影し、撮影された画像に基づき外観の判定を行うことを特徴とする。また実施形態の円筒体の外観検査装置は、円筒体の周りを回りながら前記円筒体を撮影するカメラを備えることを特徴とする。 The cylindrical body appearance inspection method according to the embodiment is characterized in that the cylindrical body is photographed by a camera that rotates around the cylindrical body, and the appearance is determined based on the photographed image. In addition, the cylindrical appearance inspection apparatus according to the embodiment includes a camera that photographs the cylindrical body while rotating around the cylindrical body.
実施形態の外観検査方法及び外観検査装置によれば、少数のカメラで円筒体の表面を周方向に漏れなく検査することができる。 According to the appearance inspection method and the appearance inspection apparatus of the embodiment, the surface of the cylindrical body can be inspected without omission in the circumferential direction with a small number of cameras.
以下の説明において、前後とは、円筒体Cの進行方向の前後のことである。また、左右とは、円筒体Cの進行方向の下流側から上流側を見た場合の表現である。 In the following description, front and rear refers to front and rear in the traveling direction of the cylindrical body C. The left and right are expressions when the upstream side is viewed from the downstream side in the traveling direction of the cylindrical body C.
(外観検査装置Aの構造)
実施形態の円筒体Cの外観検査装置Aを図1〜4に示す。外観検査装置Aは連続成型装置で成型される円筒体Cの進行方向の場所に設けられている。連続成型装置は、ゴムホースや樹脂ホース等のゴムや樹脂製の円筒体Cを連続成型する装置である。
(Structure of appearance inspection device A)
The external appearance inspection apparatus A of the cylindrical body C of embodiment is shown in FIGS. The appearance inspection apparatus A is provided at a location in the traveling direction of the cylindrical body C molded by the continuous molding apparatus. The continuous molding apparatus is an apparatus for continuously molding a rubber or resin cylindrical body C such as a rubber hose or a resin hose.
図1や図4に示すように、外観検査装置Aでは、円筒体Cの表面を撮影するカメラ10と、円筒体Cの表面を照らす照明11a、11bとが、これらを昇降させる昇降装置2に取り付けられている。この昇降装置2はフレーム3に固定されている。フレーム3の内方は円筒体Cの通過場所となっている。また図3に示すように、フレーム3を回転させる回転装置4が備えられている。回転装置4が作動してフレーム3が回転すると、フレーム3の内方を通過する円筒体Cの周りを、カメラ10と照明11a、11bとが回るようになっている。これらの部材が、棒材が組まれたラック5の内方に納まっている。この構造の詳細について以下に説明する。
As shown in FIGS. 1 and 4, in the appearance inspection apparatus A, a
フレーム3は棒材が直方体をなすように組まれたものである。フレーム3はラック5に回転可能な状態で取り付けられている。図1や図2に基づき詳細に説明すると次の通りである。フレーム3の前後には、外方に突出するパイプ31a、31bが固定されている。一方、ラック5には、内方へ突出するハウジング32a、32bが設けられている。ラック5側のハウジング32a、32bに軸受30a、30bの外輪が嵌合され、この軸受30a、30bの内輪がフレーム3側のパイプ31a、31bの外径側に嵌合されている。これによりフレーム3がラック5に対して回転可能となっている。
The
回転装置4は、回転用モータ40、駆動側プーリ43、従動側プーリ41、ベルト42を備える。図2や図3に基づき詳細に説明すると次の通りである。フレーム3の前方のパイプ31aに従動側プーリ41が固定され、フレーム3と従動側プーリ41とが同時に回転可能になっている。一方、ラック5には回転用モータ40が固定されている。回転用モータ40の回転軸に駆動側プーリ43が固定され、この駆動側プーリ43と従動側プーリ41とに、ベルト42が掛けられている。この構成のため、回転用モータ40が作動すると駆動側プーリ43及び従動側プーリ41が回転し、フレーム3が回転する。
The
なお、フレーム3の前後に固定されたパイプ31a、31bの内径は円筒体Cの径より大きい。また、パイプ31aに固定された従動側プーリ41の径方向中央付近には、円筒体Cより径が大きい孔44が形成されている。そのため、円筒体Cは、パイプ31a、31bの内径側及び従動側プーリ41の孔44を通過して、外観検査装置Aの後方から前方へ進むことができる。
Note that the inner diameters of the
ここで、フレーム3、パイプ31a、31b、従動側プーリ41の回転軸は一致する。また、これらの回転軸と、フレーム3の内方を通過する円筒体Cの中心軸とは一致する。
Here, the rotation axes of the
図1や図3に示すように、軸受30a、パイプ31a、従動側プーリ41は例えば前方から見て八角形のカバー33aに、軸受30b、パイプ31bは例えば前方から見て八角形のカバー33bに覆われていても良い。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
フレーム3に固定されている昇降装置2は、ボールねじ21と、ボールねじ21のねじ軸を回転させる昇降用モータ20とを備える。フレーム3の前後方向中央付近に柱29が設けられており、柱29にブラケット22が固定されている。ブラケット22はフレーム3より左右のうち一方へ突出している。そのブラケット22に昇降用モータ20が固定されている。ボールねじ21は、外観検査装置Aの停止状態において、昇降用モータ20から上方へ伸びている。
The
この昇降装置2のボールねじ21にはカメラ10と照明11a、11bが取り付けられている。図1、図4に基づき詳細に説明すると次の通りである。ボールねじ21のナット23には、水平に保たれて後方に伸びる第1保持具24が固定されている。第1保持具24は、その後端付近の部分で、上下に伸びる第2保持具25を保持している。第2保持具25の上部には、フレーム3の左右方向中央まで水平に保たれて伸びるカメラ保持具26が固定されている。このカメラ保持具26が、フレーム3の左右方向の中央の上方において、カメラ10を保持している。カメラ10は下向きに保持されている。以上の構造により、カメラ10は、昇降装置2よりも後方で、フレーム3の内方を通過する円筒体Cの上方から、円筒体Cの方を向いた状態で保持されている。
A
また、第2保持具25の下部には左側の照明保持具27aが設けられている。また、前後方向に伸びる前記第1保持具24の中央付近には、左右方向に伸びる第3保持具28が保持されている。第3保持具28の右側には、右側の照明保持具27bが設けられている。照明保持具27a、27bは、それぞれ照明11a、11bを保持している。2つの照明11a、11bは、それぞれカメラ10の斜め下方にあり、上方から見て、フレーム3の内方を通過する円筒体Cについて対称に配置されている。また、照明11a、11bは、水平面に対して所定の角度で固定されている。この所定の角度は、円筒体Cの表面がカメラ10の焦点に来たときにその表面を適切に照らす角度で、例えば15〜25度である。ここで、適切に照らすとは、円筒体Cの外観の判定が可能な程度の画像をカメラ10で撮影できるように照らすことである。なお、照明11a、11bはカメラ10の撮影範囲全体を適切に照らすことができる。
Further, a left
以上の構造では、カメラ10と照明11a、11bとが、ボールねじ21の同じナット23に取り付けられているため、カメラ10と照明11a、11bとの位置関係が固定されている。そして、昇降装置2が作動すると、カメラ10と照明11a、11bとが、位置関係が固定されたままで昇降する。
In the above structure, since the
以上の構造のため、回転装置4が作動するとフレーム3が回転し、カメラ10と照明11a、11bとが、その位置関係を保ったままフレーム3の回転軸を中心に回る。従って、フレーム3の内方を円筒体Cが通過しているときに回転装置4が作動すると、カメラ10と照明11a、11bが円筒体Cの周りを回ることになる。また、昇降装置2が作動してカメラ10と照明11a、11bが昇降すると、カメラ10と照明11a、11bの回転半径が変わる。従って、昇降装置2は、カメラ10と照明11a、11bの回転半径変更装置として機能する。
Due to the above structure, when the
さらに、外観検査装置Aは、カメラ10で撮影された画像に基づき円筒体Cの外観の判定を行う判定部60を備える。判定部60は、カメラ10で撮影された画像に基づき判定するものであれば良く、その具体的な構成や判定方法は限定されない。
Furthermore, the appearance inspection apparatus A includes a
さらに、外観検査装置Aは、検査のための操作を行う操作部61を備える。操作部61は検査対象の円筒体Cの外径を入力する入力部を備える。この入力部で円筒体Cの外径を入力すると、昇降装置2が作動し、カメラ10及び照明11a、11bがその外径の円筒体Cの撮影に最適な高さに移動するようになっている。
Furthermore, the appearance inspection apparatus A includes an
(外観検査装置Aによる検査方法)
外観検査装置Aの停止状態において、カメラ10は円筒体Cが通過する場所の真上にある。この状態で、まず、操作部61において検査対象の円筒体Cの外径が入力される。すると、昇降装置2が作動し、カメラ10及び照明11a、11bの高さ、すなわち回転装置4の作動中におけるカメラ10及び照明11a、11bの回転半径が変更される。これにより、カメラ10の焦点がフレーム3の内方を通過する円筒体Cの頂点に合う。また、照明11a、11bが円筒体Cの頂点を適切に照らす位置に来る。
(Inspection method by appearance inspection device A)
When the appearance inspection apparatus A is stopped, the
この状態で連続成型装置が稼働を開始すると、円筒体Cが成型され、外観検査装置Aの所まで進んでくる。 When the continuous molding apparatus starts operating in this state, the cylindrical body C is molded and proceeds to the appearance inspection apparatus A.
円筒体Cの先端部がカメラ10による撮影位置に到達すると、回転装置4が作動し、フレーム3が回転を開始し、カメラ10が円筒体Cの周りを回り始める。カメラ10は、まず、左右のうちいずれかの方向、例えば右回りの方向に回る。そして、円筒体Cの周りを1周すると、回転装置4が停止し、カメラ10の移動も停止する。ここで、カメラ10が円筒体Cの周りを1周したときの最後の撮影範囲と、撮影を始めたときの撮影範囲とが重複することが望ましい。カメラ10の移動の停止中に回転装置4では回転方向の切り替えが行われる。その後、回転装置4が再び作動する。するとカメラ10は、前とは逆方向、例えば左回りの方向に回る。そして左回りに1周すると、回転装置4が停止し、カメラ10の移動も停止する。このように、回転装置4の作動と停止が繰り返され、停止の度に回転方向の切り替えが行われる。そのためカメラ10は、円筒体Cの周りを1周する毎に、その位置で停止し、その後停止前とは逆の方向に回る。このようなカメラ10の運動が、円筒体Cが外観検査装置Aを通過し終わるまで繰り返される。カメラ10は円筒体Cの周りを回りながら、円筒体Cの表面を撮影する。ただしカメラ10は円筒体Cの周方向に移動していないときは撮影していない。カメラ10が円筒体Cの周りを回る速さは、前方へ進行していく円筒体Cの表面に撮影漏れが生じない一定以上の速さとする。つまり、円筒体Cの全ての表面を最低1回撮影できる速さとする。
When the distal end of the cylindrical body C reaches the photographing position by the
例として、円筒体Cの前方への進行の速さが7.5mm/秒、カメラ10の1回の撮影範囲が前後方向に100mmで周方向に例えば15mm、回る方向の逆転のためにカメラ10が停止する時間が1秒、カメラ10が円筒体Cの周りを回る速さを15rpm(4秒/回転)である場合の撮影範囲を、円筒体Cの展開図である図5に示す。図5において右側が円筒体Cの進行方向前方である。図5(a)〜(d)は円筒体Cの同じ場所を示している。カメラ10による撮影は断続的に行われるが、撮影の時間間隔が例えば0.1秒と、円筒体Cの進行の速さ及びカメラ10の回る速さに対して非常に短い。そのため、カメラ10が1周する間の撮影範囲を展開図上で示すと略平行四辺形となる。
As an example, the forward travel speed of the cylindrical body C is 7.5 mm / second, the one-time shooting range of the
カメラ10が円筒体Cの周りを1周すると、その間の撮影範囲は図5(a)で示される範囲となる。図中の符号Lはカメラ10が1周する間に円筒体Cが前方へ進行した距離で、7.5mm/秒×4秒/回転×1回転=30mmである。次に、カメラ10の移動する方向が逆転する。図中の符号lは、移動方向の逆転のためにカメラ10が停止している間に円筒体Cが前方へ進行した距離で、7.5mm/秒×1秒=7.5mmである。逆転後の方向にカメラ10が1周すると、その間の撮影範囲は図5(b)で示される範囲となる。この間も円筒体Cは前方へ30mm進行する。その後、カメラ10の移動する方向がさらに逆転し(その間に円筒体Cは7.5mm進行する)、その方向にカメラ10が1周し、図5(c)で示される範囲を撮影する(その間に円筒体Cは30mm進行する)。以上の1周目と3周目(図5(a)と(c))の撮影範囲を重ねると図5(d)に示す範囲となる。ここで図中のaは1周目の撮影範囲、cは3周目の撮影範囲を示している。図5(d)に示すように1周目の撮影範囲と3周目の撮影範囲とに重なる部分がある。この重なる部分の前後方向の長さは、(カメラ10の1回の撮影範囲の前後方向の長さ)−(図5(c)の範囲の撮影開始までに円筒体Cが進行した距離)=100mm−(30mm+7.5mm+30mm+7.5mm)=25mmである。
When the
この例では、図5(d)から明らかなように、円筒体Cの表面に撮影漏れが生じていない。しかも、奇数周目の撮影のみで円筒体Cの全ての表面を漏れなく撮影している。従って、偶数周目の撮影も含めると、円筒体Cの全ての表面を最低2回撮影している。 In this example, as is apparent from FIG. 5D, no photographing omission occurs on the surface of the cylindrical body C. In addition, the entire surface of the cylindrical body C is photographed without omission only by photographing on the odd number of turns. Therefore, including the imaging of the even number of turns, the entire surface of the cylindrical body C is imaged at least twice.
このようにして撮影された画像のデータに基づき、判定部60による判定が行われる。判定部60による判定方法は限定されないが、例えば次のように行われる。まず、カメラ10で撮影された画像データが、判定部60に取り込まれる。判定部60には良品の画像データが記憶されている。そこで、判定部60は、取り込まれたデータと良品のデータとの比較を行う。比較は撮影された画像1枚ずつに対して行われる。その結果、両者に相違が無ければ、円筒体Cにおけるその撮影箇所については異常無しと判定される。一方、両者に相違があれば、その撮影箇所については異常有りと判定される。異常有りの画像が一定数続いた場合、円筒体Cの表面に傷等があると判断し、その円筒体Cを不具合品と判定する。
The determination by the
連続成型される円筒体Cの径が変わる場合は、操作部61において円筒体Cの外径が入力される。すると、昇降装置2が作動し、カメラ10及び照明11a、11bの高さ、すなわちカメラ10及び照明11a、11bの回転半径が変更される。この変更の際、カメラ10と照明11a、11bとの位置関係は固定されたままである。
When the diameter of the continuously formed cylindrical body C changes, the outer diameter of the cylindrical body C is input in the
(効果)
以上の外観検査方法及び外観検査装置Aでは、前方に進行していく円筒体Cの周りを、カメラ10が周方向に移動しながら撮影するため、1台のカメラ10で円筒体Cの表面を周方向に漏れなく検査することができる。そのため設備導入費用を抑えることができる。
(effect)
In the above-described appearance inspection method and appearance inspection apparatus A, the
また、照明11a、11bもカメラ10と共に円筒体Cの周りを回るため、円筒体Cの周囲に多数の照明を並べなくても、常に撮影箇所を照らすことができる。そのため照明の数を少なくすることができ、設備導入費用を抑えることができる。
Further, since the
上記実施形態の場合、検査対象である円筒体Cは連続成型されるものであり、検査の際も成型され続けている。そのため円筒体Cを回転させることは困難である。しかし、円筒体Cを回転させずに、カメラ10を円筒体Cの周方向に移動させれば、円筒体Cを周方向に漏れなく検査することができる。
In the case of the above embodiment, the cylindrical body C to be inspected is continuously molded, and is continuously molded during the inspection. Therefore, it is difficult to rotate the cylindrical body C. However, if the
なお、円筒体Cを周方向に漏れなく検査する別の方法として、カメラを固定しておき、成型された円筒体Cを切断し、切断後の円筒体Cをカメラの近くで回転させる方法もある。しかしそのようにするためには、円筒体Cの回転装置が必要となる。そのため、外観検査装置が大きなものとなり、また設備導入費用が高くなる。しかし、上記実施形態のように、円筒体Cを回転させずにカメラ10を円筒体Cの周方向に移動させれば、円筒体Cの回転装置が不要であり、設備をコンパクトにでき、また設備導入費用を安くできる。
As another method for inspecting the cylindrical body C in the circumferential direction without omission, there is a method in which the camera is fixed, the molded cylindrical body C is cut, and the cut cylindrical body C is rotated near the camera. is there. However, in order to do so, a rotating device for the cylindrical body C is required. As a result, the appearance inspection apparatus becomes large, and the equipment introduction cost increases. However, if the
ここで、カメラ10及び照明11a、11bには配線が取り付けられている。そのため、カメラ10及び照明11a、11bを円筒体Cの周りで何周もさせると、配線が円筒体Cや外観検査装置Aの一部分に巻き付くおそれがある。しかし、上記の実施形態のように、カメラ10が円筒体Cの周りを1周する毎に、回る方向が逆転するようにすれば、配線が円筒体C等に巻き付くことを防ぐことができる。
Here, wiring is attached to the
また、カメラ10の円筒体Cの周りを回る速さを一定以上の速さとすることにより、前方へ進行する円筒体Cの表面を、周方向だけでなくその進行方向にも漏れなく撮影することができ、円筒体Cの全ての表面を検査することができる。カメラ10の円筒体Cの周りを回る速さをより速くし、カメラ10で円筒体Cの全ての表面を2回以上撮影するようにすれば、欠陥を見逃すことを防ぐことができる。
Further, by setting the speed of the
上記の外観検査装置Aは回転半径変更装置としての昇降装置2を備えるため、円筒体Cの外径が変わったときにカメラ10の回転半径を変え、カメラ10の焦点を円筒体Cの表面に合わせることができる。そのため、様々な径の円筒体の検査を行うことができる。
Since the appearance inspection apparatus A includes the
また上記の外観検査装置Aによれば、回転半径が変わるときにカメラ10と照明11a、11bとの位置関係が変わらない。そのため、カメラ10と照明11a、11bとの間の距離や、カメラ10の向きと照明11a、11bの向きとの間の角度が、保たれる。そのため、カメラ10の回転半径が変わったときに、照明11a、11bの位置や角度等の調整に時間や手間をかける必要が無い。また上記の外観検査装置Aでは、カメラ10と照明11a、11bとが同じボールねじ21に設けられて1つの昇降用モータ20で昇降するため、複数の昇降用モータを準備する必要が無い。
Moreover, according to said external appearance inspection apparatus A, the positional relationship of the
また、上記の外観検査装置Aは操作部61を備え、操作部61における設定によりカメラ10の回転半径を変えることができるため、回転半径の変更のために作業者が時間や手間をかける必要が無い。
Further, the appearance inspection apparatus A includes the
また、上記のようにカメラ10で撮影された画像データと良品の画像データとの比較により異常の有無が判定される場合、凹凸のあまり無い欠陥、例えば小さな傷や変色等も異常として認識することができ、不具合品を確実に選別できる。
In addition, when the presence or absence of abnormality is determined by comparing the image data photographed by the
(変更例)
上記の実施形態の場合、カメラ10の回る方向が、カメラ10が円筒体Cの周りを1周する毎に切り替えられる。しかし、この移動方向の切り替えが、カメラ10が2周以上の複数周回る毎に行われても良い。また、検査の間、カメラ10が一方向にのみ移動しても良い。
(Example of change)
In the case of the above embodiment, the direction in which the
上記の実施形態では、回転半径変更装置はボールねじ21と昇降用モータ20を備える昇降装置2であったが、回転半径変更装置の構造はこれに限定されない。例えば、昇降装置2の代わりに、油圧シリンダとピストンとを備える装置を用いても良い。その場合、ピストンにカメラ10及び照明11a、11bが固定され、これらが油圧制御により昇降する。
In the above embodiment, the turning radius changing device is the
カメラ10及び照明11a、11bを円筒体Cの周りで回すための構造は、上記実施形態のものに限定されない。例えば、円筒体Cより径の大きい円形軌道が円筒体Cを外径側から囲うように設けられ、カメラ10及び照明11a、11bがこの円形軌道上を移動することにより、円筒体Cの周りを回る構造等でも良い。
The structure for rotating the
検査は円筒体が連続成型されている間に実施されなくても良い。例えば、成型が終わり、定められた長さに切断された後の円筒体に対して検査が実施されても良い。 The inspection may not be performed while the cylindrical body is continuously formed. For example, the inspection may be performed on the cylindrical body after the molding is finished and cut into a predetermined length.
A…外観検査装置、C…円筒体、2…昇降装置、3…フレーム、4…回転装置、5…ラック、10…カメラ、11a…照明、11b…照明、20…昇降用モータ、21…ボールねじ、22…ブラケット、23…ナット、24…第1保持具、25…第2保持具、26…カメラ保持具、27a…照明保持具、27b…照明保持具、28…第3保持具、29…柱、30a…軸受、30b…軸受、31a…パイプ、31b…パイプ、32a…ハウジング、32b…ハウジング、33a…カバー、33b…カバー、40…回転用モータ、41…従動側プーリ、42…ベルト、43…駆動側プーリ、44…孔、60…判定部、61…操作部 A: Appearance inspection device, C: Cylindrical body, 2 ... Lifting device, 3 ... Frame, 4 ... Rotating device, 5 ... Rack, 10 ... Camera, 11a ... Lighting, 11b ... Lighting, 20 ... Lifting motor, 21 ... Ball Screws, 22 ... brackets, 23 ... nuts, 24 ... first holder, 25 ... second holder, 26 ... camera holder, 27a ... illumination holder, 27b ... illumination holder, 28 ... third holder, 29 ... pillar, 30a ... bearing, 30b ... bearing, 31a ... pipe, 31b ... pipe, 32a ... housing, 32b ... housing, 33a ... cover, 33b ... cover, 40 ... motor for rotation, 41 ... driven pulley, 42 ... belt , 43 ... Drive side pulley, 44 ... Hole, 60 ... Determination part, 61 ... Operation part
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