JP2016061759A - Inspection method of workpiece and inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はワークの検査方法および検査装置に関する。 The present invention relates to a workpiece inspection method and an inspection apparatus.
ホース側継手金具は、ホースの端部に取着されており、ホース側継手金具は、機器の継手金具に接続される。
ホース側継手金具は、ホース端部に装着されるニップルを有しており、ニップルのホース端部と反対側の箇所には、軸方向の周りに位置する外周面がシール面として形成されており、シール面は雄テーパー面となっている。
そして、雄テーパー面が機器の継手金具の雌テーパー面に圧接されることで金属同士の接触によりメタルシールによって継手金具同士がシール状態に締結される(特許文献1参照)。
The hose side fitting is attached to the end of the hose, and the hose side fitting is connected to the fitting of the device.
The hose side fitting has a nipple attached to the end of the hose, and an outer peripheral surface located around the axial direction is formed as a sealing surface at a location opposite to the hose end of the nipple. The sealing surface is a male tapered surface.
The male taper surface is pressed into contact with the female taper surface of the joint fitting of the device, so that the joint fitting is fastened in a sealed state by a metal seal due to contact between the metals (see Patent Document 1).
ホース側継手金具の雄テーパー面の表面には、製造過程で傷が生じる場合がある。このような傷は、軽微な傷であればメタルシールに影響を与えないが、ある程度以上大きな傷はメタルシールに影響を与える。
したがって、ホース側継手金具の品質を管理する上で雄テーパー面の表面の傷を正確に評価、検査することが求められている。
また、上述したホース側継手金具以外のワークにおいても表面の傷を正確に評価、検査しなければならない場合がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、ワークの表面の傷を正確に評価、検査する上で有利なワークの検査方法および検査装置を提供することにある。
The surface of the male tapered surface of the hose side fitting may be damaged during the manufacturing process. Such a flaw does not affect the metal seal if it is a slight flaw, but a flaw larger than a certain degree affects the metal seal.
Therefore, it is required to accurately evaluate and inspect the surface of the male tapered surface in order to control the quality of the hose side fitting.
In addition, it may be necessary to accurately evaluate and inspect scratches on the surface of workpieces other than the hose side fittings described above.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a workpiece inspection method and inspection apparatus that are advantageous in accurately evaluating and inspecting scratches on the surface of the workpiece.
上述の目的を達成するため、請求項1記載の発明は、ワークの表面の傷を検査するワークの検査方法であって、前記ワークの表面を撮像して画像を取得する画像取得工程と、前記画像を画素単位で2値化することで2値化画像を得る2値化工程と、前記2値化画像をラベリングしてラベリング画像を得ると共に前記ラベリング画像から前記傷に対応する傷領域を抽出するラベリング工程と、前記傷領域の最大外形寸法が予め定められた第1のしきい値を上回る場合に前記傷領域を不合格領域と判定し、前記傷領域の最大外形寸法が前記第1のしきい値以下の場合に前記傷領域を不合格候補領域と判定する第1の判定工程と、前記不合格候補領域の面積の総和を総和面積として求める総和面積算出工程と、前記不合格領域が存在するという条件、および、前記不合格候補領域の総和面積が予め定められた第2のしきい値を上回るという条件の一方または双方の条件が成立する場合に前記ワークを傷不良と判定する第2の判定工程とを含むことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記画像取得工程による画像の取得は、前記ワークの表面に対して直交する方向から光を照射してなされることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記画像取得工程による画像の取得は、前記ワークの表面に対して直交する方向に撮像装置の光軸を向けてなされることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、前記ワークは、継手金具であり、前記表面は、前記継手金具のメタルシールを形成するシール面であることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、ワークの表面の傷を評価するワークの検査装置であって、前記ワークの表面を撮像して画像を取得する画像取得部と、前記画像を画素単位で2値化することで2値化画像を得る2値化部と、前記2値化画像をラベリングしてラベリング画像を得ると共に前記ラベリング画像から前記傷に対応する傷領域を抽出するラベリング部と、前記傷領域の最大外形寸法が予め定められた第1のしきい値を上回る場合に前記傷領域を不合格領域と判定し、前記傷領域の最大外形寸法が前記第1のしきい値以下の場合に前記傷領域を不合格候補領域と判定する第1の判定部と、前記不合格候補領域の面積の総和を総和面積として求める総和面積算出部と、前記不合格領域が存在するという条件、および、前記不合格候補領域の総和面積が予め定められた第2のしきい値を上回るという条件の一方または双方の条件が成立する場合に前記ワークを傷不良と判定する第2の判定部とを含むことを特徴とする。
請求項6記載の発明は、前記画像取得部は、前記ワークの表面に対して直交する方向から光を照射する光源部と、前記ワークの表面を撮像する撮像装置とを備えることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、前記画像取得部は、前記ワークの表面に対して光を照射する光源部と、前記ワークの表面に対して光軸を直交させて前記ワークの表面を撮像する撮像装置とを備えることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、前記ワークは、継手金具であり、前記表面は、前記継手金具のメタルシールを形成するシール面であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a workpiece inspection method for inspecting a scratch on the surface of the workpiece, and an image acquisition step of capturing an image by imaging the surface of the workpiece; A binarization step for obtaining a binarized image by binarizing the image in units of pixels, and obtaining a labeling image by labeling the binarized image and extracting a flaw region corresponding to the flaw from the labeling image A labeling step, and when the maximum outer dimension of the scratch area exceeds a predetermined first threshold value, the scratch area is determined as a reject area, and the maximum outer dimension of the scratch area is the first dimension A first determination step of determining the scratch area as a failure candidate region when the threshold value is equal to or less than a threshold; a total area calculation step of obtaining a total area of the areas of the failure candidate regions as a total area; and the failure region. The condition that it exists And a second determination step of determining the workpiece as a scratch defect when one or both of the conditions that the total area of the reject candidate regions exceeds a predetermined second threshold value are satisfied. It is characterized by including.
The invention according to
The invention according to claim 3 is characterized in that the image acquisition by the image acquisition step is performed with the optical axis of the imaging device directed in a direction orthogonal to the surface of the workpiece.
The invention according to claim 4 is characterized in that the workpiece is a joint fitting, and the surface is a seal surface forming a metal seal of the joint fitting.
The invention according to claim 5 is a workpiece inspection apparatus for evaluating a scratch on the surface of the workpiece, wherein the image acquisition unit captures an image by imaging the surface of the workpiece, and binarizes the image in units of pixels. A binarization unit that obtains a binarized image, a labeling unit that obtains a labeling image by labeling the binarized image and extracts a flaw region corresponding to the flaw from the labeling image, and the flaw region When the maximum external dimension of the scratch area exceeds a predetermined first threshold value, the scratch area is determined as a reject area, and when the maximum external dimension of the scratch area is equal to or less than the first threshold value, A first determination unit that determines a scratch region as a failure candidate region, a total area calculation unit that calculates a total area of the areas of the failure candidate regions as a total area, a condition that the failure region exists, and Total area of failure candidate areas There characterized in that it comprises a second of said workpiece a second determining scratches defect determination unit if one or both of the conditions of the condition that exceeds a threshold is established which is determined in advance.
The invention according to claim 6 is characterized in that the image acquisition unit includes a light source unit that emits light from a direction orthogonal to the surface of the workpiece, and an imaging device that images the surface of the workpiece. .
According to a seventh aspect of the present invention, the image acquisition unit is configured to irradiate light on the surface of the workpiece, and to capture an image of the surface of the workpiece with an optical axis orthogonal to the surface of the workpiece. And a device.
The invention according to claim 8 is characterized in that the workpiece is a joint fitting, and the surface is a seal surface forming a metal seal of the joint fitting.
請求項1、5記載の発明によれば、ワークの表面を撮像した画像を画像処理することで、ワークの表面の傷に対応する傷領域を抽出し、傷領域の最大外形寸法が予め定められた第1のしきい値を上回る場合に傷領域を不合格領域と判定し、傷領域の最大外形寸法が第1のしきい値以下の場合に傷領域を不合格候補領域と判定する。また、不合格候補領域の総和面積を求める。そして、不合格領域が存在するという条件、および、不合格候補領域の総和面積が予め定められた第2のしきい値を上回るという条件の一方または双方の条件が成立する場合にワークを傷不良と判定する。
したがって、傷領域の最大外形寸法と、不合格候補領域の総和面積との双方によって傷の大きさを評価して合否判定を行なうため、傷を正確に評価、検査する上で有利となる。
請求項2、6記載の発明によれば、ワークの表面に対して直交する方向から光を照射してワークの表面の撮像を行なうため、表面の傷の有無によって光の反射が大きく異なるため、傷の有無に基づいて画像を正確に2値化する上で有利となり、傷を正確に評価、検査する上でより有利となる。
請求項3、7記載の発明によれば、撮像装置の光軸をワークの表面に対して直交させてワークの表面の撮像を行なうため、ワークの表面の全域にわたって歪みや合焦ずれが少ない正確な画像を得る上で有利となる。そのため、傷の有無に基づいて画像を正確に2値化する上で有利となり、傷を正確に評価、検査する上でより有利となる。
請求項4、8記載の発明によれば、継手金具の重要な機能であるシール性能に影響を及ぼす傷を正確に評価、検査する上で有利となる。
According to the first and fifth aspects of the present invention, by performing image processing on an image obtained by imaging the surface of the workpiece, a scratch area corresponding to the scratch on the surface of the workpiece is extracted, and the maximum outer dimension of the scratch area is determined in advance. If the first threshold value is exceeded, the scratch area is determined as a reject area, and if the maximum outer dimension of the scratch area is equal to or less than the first threshold value, the scratch area is determined as a reject candidate area. Further, the total area of the reject candidate areas is obtained. If one or both of the conditions that the reject area exists and the condition that the total area of the reject candidate areas exceeds a predetermined second threshold value are satisfied, the workpiece is damaged. Is determined.
Therefore, since the size of the scratch is evaluated by both the maximum outer dimension of the scratch area and the total area of the reject candidate areas, the pass / fail judgment is performed, which is advantageous in accurately evaluating and inspecting the scratch.
According to the inventions of
According to the third and seventh aspects of the invention, since the surface of the workpiece is imaged by making the optical axis of the imaging device orthogonal to the surface of the workpiece, there is no distortion or focusing error over the entire surface of the workpiece. This is advantageous for obtaining a clear image. Therefore, it is advantageous for accurately binarizing an image based on the presence or absence of a flaw, and more advantageous for accurately evaluating and inspecting a flaw.
According to the fourth and eighth aspects of the invention, it is advantageous in accurately evaluating and inspecting scratches that affect seal performance, which is an important function of the joint fitting.
次に、本発明の実施の形態に係るワークの検査装置(以下単に検査装置という)について検査方法と共に説明する。
まず、本発明の検査装置の対象となるワークについて説明する。
図5に示すように、ホース側継手金具10はホース2の端部に取着されており、ホース側継手金具10は、ホース2の端部に装着されるニップル12とソケット14を有している。
本発明の検査装置の対象となるワークはニップル12である。
Next, a workpiece inspection apparatus (hereinafter simply referred to as an inspection apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described together with an inspection method.
First, a workpiece that is an object of the inspection apparatus of the present invention will be described.
As shown in FIG. 5, the
A workpiece to be an object of the inspection apparatus of the present invention is a
ニップル12は、金属製で、ニップル側筒状部16と、鍔部18と、ナット部20と、嵌合部側筒状部22と、嵌合部24とを含んで構成されている。
ニップル側筒状部16は、円筒状を呈しホース2内部に挿入される部分である。
鍔部18は、ニップル側筒状部16の先端に設けられている。
ナット部20は、鍔部18に隣接した箇所に設けられ鍔部18およびニップル側筒状部16よりも大径の六角柱状を呈しており、ナット部20は工具が装着される箇所となっている。
ナット部20と鍔部18の間に溝部26が形成されている。
ナット部20と溝部26との境の箇所は環状の下面2002とされている。
嵌合部側筒状部22は、ナット部20と嵌合部24とを接続している。
嵌合部24は、ニップル12の先端に位置し、嵌合部側筒状部22よりも大径の円筒面2402と、円筒面2402の先端寄りに接続された雄テーパー面2404とを有している。
円筒面2402と嵌合部側筒状部22の境の箇所は基端側環状面2406とされ、円筒面2402の先端は先端側環状面2408とされている。
雄テーパー面2404は、継手金具の雌テーパー面に圧接される箇所であり、ニップル12の軸方向の周りに位置する外周面を構成し、ニップル12の先端から基端に向かうに従って外径が大きくなる円錐面をなしている。
The
The nipple side
The
The
A
A boundary portion between the
The fitting portion side
The
A boundary portion between the
The
ソケット14は、金属製で、ニップル12の溝部26に取着される取り付け部28と、取り付け部28に接続されホース2の外周を覆うソケット側筒状部30とを備えている。
ホース側継手金具10はホース2に次のように取着されている。すなわち、ソケット側筒状部30とニップル側筒状部16との間にホース2が挿入される。次に、ソケット側筒状部30がその半径方向内側に加締められる。これにより、ホース2の内周面の全周がニップル側筒状部16の外周面の全周に密着された状態でホース側継手金具10がホース2に取着されている。
The
The
ホース側継手金具10は、そのニップル12の雄テーパー面2404が機器側の継手金具の雌テーパー面に圧接されることで金属同士の接触によるメタルシールがなされ、これによりホース側継手金具10と機器側の継手金具とがシール状態に締結される。
本発明の検査装置および検査方法は、このホース側継手金具10のうちニップル12の雄テーパー面2404を評価、検査するものであり、本実施の形態では、雄テーパー面2404がワークの表面に相当している。
The hose side fitting 10 is metal-sealed by contact between metals by the male tapered
The inspection apparatus and inspection method of the present invention evaluates and inspects the male tapered
次に、検査装置について説明する。
図1、図2に示すように、検査装置32は、検査装置用フレーム34と、ベースフレーム66と、ワーク支持部材36と、ワーク支持部材用駆動部38と、ワーク供給手段40と、光源42と、撮像装置44と、ミラー部46と、ミラー用駆動部48と、ハーフミラー50と、排出部52と、制御部54と、検査部56とを含んで構成されている。
Next, the inspection apparatus will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ワーク支持部材36は、鉛直に延在する旋回中心Cを中心として水平面上を旋回する円板状を呈し、その外周部の周方向に間隔をおいた複数箇所にニップル12の支持を可能とした複数の支持部58を有している。
本実施の形態では、支持部58は、周方向に等間隔をおいて半径方向外方に開放状に形成された溝部58Aを含んで構成されている。
各溝部58Aは、雄テーパー面2404を上方にしてニップル12の軸心を鉛直方向に向け、ニップル12のニップル側筒状部16がワーク支持部材36の半径方向外方から挿入可能で、かつ、ニップル側筒状部16が挿入された状態でナット部20の下面2002が溝部58Aの周囲のワーク支持部材36の上面に係止する寸法の幅で形成されている。
ニップル12は、ナット部20の下面2002が溝部58Aの周囲のワーク支持部材36の上面に係止した状態で軸方向を鉛直方向に向けて支持部58に支持される。
すなわち、支持部58によるニップル12の支持は、ニップル12の軸方向を前記旋回中心Cに平行させた状態で行われる。
The
In the present embodiment, the
Each
The
That is, the
ワーク支持部材用駆動部38は、ワーク支持部材36を複数の旋回停止位置毎に停止しつつ間欠的に旋回するものである。
本実施の形態では、ワーク支持部材用駆動部38は、モータ38Aにより構成され、モータ38Aは検査装置用フレーム34に取着され、モータ38Aの駆動軸38Bが取り付け部材38Cを介してワーク支持部材36の中心に同軸上に連結されている。
モータ38Aは、制御部54から供給される駆動信号に基づいて駆動軸38Bを予め定められた回転角度単位で回転駆動することにより、ワーク支持部材36の旋回を間欠的に行なう。
The work support
In the present embodiment, the work support
The
ワーク供給手段40は、複数の旋回停止位置のうちの一つの第1の旋回停止位置P1で支持部58にニップル12を供給し支持させるものであり、ワーク供給手段40は検査装置用フレーム34に支持されている。
本実施の形態では、ワーク供給手段40は、不図示の振動式パーツフィーダーによりニップル12を雄テーパー面2404を上方に向けた姿勢に整列させつつ、整列されたニップル12を1つずつ移送用レール40Aを介してニップル12の支持部58に供給するように構成されている。
The workpiece supply means 40 supplies and supports the
In the present embodiment, the workpiece supply means 40 uses a vibrating parts feeder (not shown) to align the
光源42は、水平面上を延在するベースフレーム66にブラケット4202を介して支持されている。ベースフレーム66は検査装置用フレーム34で支持されている。
光源42は、複数の旋回停止位置のうちの一つの第2の旋回停止位置P2で支持部58に支持されたニップル12の雄テーパー面2404の周方向の一部に光を照射するためのものであり、第1の定位置に設置されている。
第1の定位置は、第2の旋回停止位置P2で支持部58に支持されたニップル12の雄テーパー面2404の側方でかつ上方の箇所である。
本実施の形態では、光源42は、散乱光ではなく平行光を水平方向に向けて照射するように設けられ、その平行光がハーフミラー50およびミラー部46を介してニップル12の雄テーパー面2404の周方向の一部を照射するように構成されている。
なお、光源42としては、LED、ハロゲンランプなど従来公知の様々な光源42が使用可能である。
The
The
The first fixed position is a place on the side and upper side of the male tapered
In the present embodiment, the
In addition, as the
撮像装置44は、光軸Lを鉛直方向下方に向けた状態でベースフレーム66にブラケット4402を介して支持されている。
撮像装置44は、第2の旋回停止位置P2で支持部58に支持されたニップル12の雄テーパー面2404の周方向の一部を撮像するためのものであり、第2の定位置に設置されている。
第2の定位置は、第2の旋回停止位置P2で支持部58に支持されたニップル12の上方の箇所である。
なお、撮像装置44で撮像された雄テーパー面2404の画像データは、検査部56に供給される。
また、本実施の形態では、光源42と撮像装置44とミラー部46とミラー用駆動部48とハーフミラー50とによって、ワークの表面を撮像して画像を取得する画像取得部が構成されている。
The
The
The second fixed position is a location above the
Note that the image data of the male tapered
In the present embodiment, the
ミラー部46は、撮像装置44の光軸Lを屈曲させ複数の旋回停止位置のうちの一つの第2の旋回停止位置P2で支持部58に支持されたニップル12の雄テーパー面2404の周方向の一部に導くと共に、光源42から発せられる光を屈曲させ光軸Lが導かれた雄テーパー面2404の周方向の一部に光源42の光を照射するものである。
本実施の形態では、ミラー部46は、撮像装置44の光軸Lを雄テーパー面2404の周方向の一部に直交させるように構成されている。
また、ミラー部46は、光源42から発せられる光を雄テーパー面2404の周方向の一部に直交する方向から照射させるように構成されている。
The
In the present embodiment, the
The
ミラー部46は、第1ミラー46Aと第2ミラー46Bとを含んで構成されている。
第1ミラー46Aと第2ミラー46Bの取り付けは次のようになされている。
ベースフレーム66に貫通孔6602が形成され、ベースフレーム66の下面に貫通孔6602を囲むように筒状部材62が設けられ、筒状部材62の内周面にベアリング64のアウターレース6402が保持されている。
ベアリング64の回転中心は、支持部58で支持されたニップル12が第2の旋回停止位置P2に位置した状態で、ニップル12の軸心に合致した箇所に設けられている。
The
The
A through
The rotation center of the
中間フレーム60の貫通孔6002に、筒状部材68の小径部6802が嵌装され、ベアリング64のインナーレース6404は、筒状部材68の小径部6802の外周面で支持されると共に、筒状部材68により軸方向に移動不能に支持されている。
水平面上を延在するミラーベース70が、ベースフレーム66で支持された筒状部材68の大径部6804の下端に取着されている。
ミラーベース70と中間フレーム60との間の箇所に位置する大径部6804の箇所に従動プーリ48Cが設けられている。
The
A
A driven
第1ミラー46Aおよび第2ミラー46Bは、ミラーベース70の下面にそれぞれブラケット4602,4604を介して取着され、第1ミラー46Aは、撮像装置44の光軸Lおよび光源42からの光と交差する箇所に配置され、第2ミラー46Bは第1ミラー46Aと対向する箇所に配置されている。
したがって、従動プーリ48Cが回転されると、第1ミラー46Aと第2ミラー46Bは、第2の旋回停止位置P2で支持部58に支持されたニップル12の軸心を中心として回転する。
すなわち、ミラー部46は、ニップル12の軸心を中心として雄テーパー面2404の全周にわたって移動可能にベースフレーム66で支持されている。
The
Therefore, when the driven
That is, the
ミラー用駆動部48は、第2の旋回停止位置P2で支持部58で支持されたニップル12の軸心を中心としてミラー部46を雄テーパー面2404の全周にわたって移動させるものである。
これにより、撮像装置44は、第2の旋回停止位置P2でミラー部46が雄テーパー面2404の全周にわたって移動されることで雄テーパー面2404の全周を撮像する。
本実施の形態では、ミラー用駆動部48は、従動プーリ48Cを回転することで第1ミラー46Aと第2ミラー46Bを回転させる。
ミラー用駆動部48は、モータ48A、駆動プーリ48B、従動プーリ48C、ベルト48Dとを含んで構成されている。
モータ48Aは、駆動軸48Eを鉛直方向下方に向けて中間フレーム60に取着されている。
駆動プーリ48Bは、駆動軸48Eに連結されている。
ベルト48Dは駆動プーリ48Bと従動プーリ48Cとに掛け回されている。
したがって、モータ48Aの駆動軸48Eが回転することにより、駆動プーリ48B、ベルト48D、従動プーリ48Cを介してミラー部46が回転することになる。
The
Thereby, the
In the present embodiment, the
The
The
The
The
Accordingly, when the drive shaft 48E of the
ハーフミラー50は、ベースフレーム66の上面にブラケット5002を介して取着され、撮像装置44の光軸Lを直進させ、光源42の光を第2の旋回停止位置P2で支持部58に支持されたニップル12の雄テーパー面2404側に屈曲させるものである。
したがって、光源42から発せられた光は、ハーフミラー50によって屈曲されたのち、ミラー部46によって屈曲され、第2の旋回停止位置P2で支持部58で支持されたニップル12の雄テーパー面2404の周方向の一部を照射する。
また、雄テーパー面2404で反射された光は、ミラー部46によって屈曲された撮像装置44の光軸Lに沿ってハーフミラー50を透過して撮像装置44に導かれ、これにより、雄テーパー面2404の像が撮像装置44で撮像される。
この際、第1ミラー46A、第2ミラー46Bが第2の旋回停止位置P2で支持部58に支持されたニップル12の軸心を中心として回転することにより、撮像装置44により雄テーパー面2404の全周が展開された画像データが得られる。この画像データは、円錐面である雄テーパー面2404の全周が展開されるため、歪みの少ないものとなる。
図4に撮像装置44で撮像された画像データの一例を示す。
雄テーパー面2404の全周が展開された画像データdは帯状を呈しており、画像データ中、符号Kは傷を示している。図4から明らかなように、画像データは歪みの少ないものとなっている。
The
Therefore, the light emitted from the
Further, the light reflected by the male tapered
At this time, the
FIG. 4 shows an example of image data captured by the
The image data d in which the entire circumference of the male tapered
排出部52は、複数の旋回停止位置のうちの一つの第3の旋回停止位置P3と、一つの第4の旋回停止位置P4と、一つの第5の旋回停止位置P5で支持部58で支持されたニップル12を支持部58から排出するものである。
排出部52は、ピストンロッド72Aがワーク支持部材36の半径方向に沿って移動可能に設けられたエアシリンダ72と、ピストンロッド72Aの先端にニップル12のナット部20にワーク支持部材36の半径方向内側から当接可能に設けられた排出板74と、シュータ76とを含んで構成されている。
エアシリンダ72のピストンロッド72Aにより排出板74をワーク支持部材36の半径方向外方に移動させることでニップル12は溝部58Aから排出され、ワーク支持部材36の下方に落下される。
シュータ76は、不合格品のシュータ76Aとして第3の旋回停止位置P3に対応して1つ設けられ、合格品のシュータ76Bとして第4の旋回停止位置P4、第5の旋回停止位置P5に対応して2つ設けられている。
なお、不合格品のシュータ76Aに対応する排出部52と、1つの合格品のシュータ76Bに対応する排出部52の図示は省略している。
不合格品のシュータ76Aは、支持部58から排出された検査結果が不合格であるニップル12を搬送するものであり、不合格品のシュータ76Aに排出されたニップル12は不合格品ボックス78Aに収容される。
合格品のシュータ76Bは、支持部58から排出された検査結果が合格であるニップル12を搬送するものであり、合格品のシュータ76Bに排出されたニップル12は合格品ボックス78Bに収容される。
The
The
The
One
The
The rejected
The
制御部54および検査部56は、パーソナルコンピュータによって構成されている。
図3に示すように、パーソナルコンピュータ80は、CPU80Aと、ROM80B、RAM80C、ハードディスク装置80D、キーボード80E、マウス80F、ディスプレイ80G、入出力インターフェース80Hなどを有している。
ROM80Bは所定の制御プログラムなどを格納し、RAM80Cはワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置80Dは、制御部54を実現するための制御プログラム、検査部56を実現するための検査プログラムを格納している。
キーボード80Eおよびマウス80Fは、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ80Gは、画像を表示するものであり、例えば、液晶表示装置などで構成されている。
入出力インターフェース80Hは、ワーク支持部材用駆動部38のモータ38A、ワーク供給手段40、ミラー用駆動部48のモータ48A、排出部52のエアシリンダ72に接続され、それらに対して制御信号を供給するものである。また、入出力インターフェース80Hは、撮像装置44に接続され、撮像装置44から画像データが供給されるものである。
制御部54は、CPU80Aが前記制御プログラムを実行することによって実現されるものであり、制御部54は、ワーク支持部材用駆動部38のモータ38A、ワーク供給手段40、ミラー用駆動部48のモータ48A、排出部52のエアシリンダ72の制御を行なう。
検査部56は、CPU80Aが前記検査プログラムを実行することにより実現されるものであり、検査部56は、撮像装置44から供給される雄テーパー面2404の画像データに基づいて傷の検査を行い、その検査結果に基づいてニップル12の合否判定を行なうものであり、検査部56については、後に詳細に説明する。
The
As shown in FIG. 3, the
The
The
The
The
The input /
The
The
次に検査装置32の動作について説明する。
予め、光源42は光を照射しているものとする。
ワーク供給手段40により第1の旋回停止位置P1で支持部58にニップル12が供給され支持される。
次に、制御部54によりワーク支持部材用駆動部38が制御されてワーク支持部材36が旋回され、支持部58に支持されたニップル12が第2の旋回停止位置P2に到達する。
すると、制御部54の制御によりワーク支持部材用駆動部38によるワーク支持部材36の旋回がいったん停止される。
次いで、制御部54の制御によりミラー用駆動部48が制御され、ミラー部46がニップル12の雄テーパー面2404の周方向に雄テーパー面2404の全周にわたって移動する。
これにより、撮像装置44は、雄テーパー面2404の全周の像を撮像して画像データを生成し、検査部56に供給する。
検査部56は、供給された画像データに基づいてニップル12の合否判定を行なう。
一方、制御部54は、ミラー部46の一周分の移動が終了したならば、ワーク支持部材用駆動部38を制御してワーク支持部材36を次の旋回停止位置まで旋回させる。
これにより、ワーク供給手段40により第1の旋回停止位置P1で支持部58に次のニップル12が支持される。
制御部54によりワーク支持部材用駆動部38が制御されてワーク支持部材36が旋回され、支持部58に支持されたニップル12が第2の旋回停止位置P2に到達し、旋回がいったん停止され、上記と同様の手順で、撮像装置44によりニップル12の雄テーパー面2404の撮像、検査部56による合否判定が行われる。
このようにワーク支持部材36の間欠的な旋回が行なわれつつ、ワーク供給手段40によるニップル12の支持部58への供給、撮像装置44による雄テーパー面2404の撮像、検査部56による合否判定が順次実行される。
Next, the operation of the
It is assumed that the
The
Next, the work support
Then, the rotation of the
Next, the
Accordingly, the
The
On the other hand, when the movement of one rotation of the
Thereby, the
The work support
In this way, while the
制御部54は、ニップル12の合否判定に基づいて不合格品のニップル12が第3の旋回停止位置P3に到達したならば、不合格品のシュータ76Aに対応する排出部52を動作させて不合格品のニップル12をワーク支持部材36の支持部58から不合格品のシュータ76Aに排出させる。
また、制御部54は、ニップル12の合否判定に基づいて合格品のニップル12が第4の旋回停止位置P4、第5の旋回停止位置P5に到達したならば、合格品のシュータ76Bに対応する排出部52を動作させて合格品のニップル12をワーク支持部材36の支持部58から合格品のシュータ76Bに排出させる。
このような動作が繰り返して実行されることによりニップル12の検査がなされ合否判定に応じてニップル12の選別が行われる。
If the rejected
Further, the
By repeatedly executing such an operation, the
次に、検査部56について詳細に説明する。
検査部56は、CPU80Aが前記検査プログラムを実行することにより実現されるものであり、図6に示すように、検査部56は、2値化部56Aと、ラベリング部56Bと、第1の判定部56Cと、総和面積算出部56Dと、第2の判定部56Eとを含んで構成されている。
Next, the
The
2値化部56Aは、撮像装置44により撮像されたニップル12の雄テーパー面2404の画像を画素単位で2値化することで2値化画像を得るものである。
本実施の形態では、撮像装置44でニップル12の雄テーパー面2404を撮像した場合、傷が有る箇所は画素の輝度が低く(暗く)、傷が無い箇所は画素の輝度が高く(明るく)なる。
したがって、2値化部56Aによる画像の2値化は、輝度が予め定められた輝度しきい値を上回った画素を白の画素に、輝度が輝度しきい値以下の画素を黒の画素に変換することで行なわれる。
The
In the present embodiment, when the
Therefore, the binarization of the image by the
ラベリング部56Bは、2値化部56Aから受け取った2値化画像をラベリングしてラベリング画像を得ると共にラベリング画像から雄テーパー面2404の傷に対応する傷領域を抽出するものである。
ラベリングとは、同じ連結成分に属するすべての画素に同じラベル(番号)を割り当てる処理であり、本実施の形態では、2値化画像上の隣接する黒の画素同士を連結していって黒の画素の連結成分を抽出する処理である。
黒の画素は雄テーパー面2404の傷に対応していることから、黒の画素の連結成分が雄テーパー面2404の傷に対応する傷領域を示している。すなわち、黒の画素の連結成分を抽出することでラベリング画像から傷領域が抽出される。
The
Labeling is a process of assigning the same label (number) to all pixels belonging to the same connected component. In the present embodiment, adjacent black pixels on a binarized image are connected to each other to generate a black color. This is a process of extracting connected components of pixels.
Since the black pixel corresponds to the scratch on the male tapered
第1の判定部56Cは、傷領域の最大外形寸法が予め定められた第1のしきい値を上回る場合に傷領域を不合格領域と判定し、ラベリング画像の最大外形寸法が第1のしきい値以下の場合に傷領域を不合格候補領域と判定するものである。
傷領域の最大外形寸法、すなわち、傷の最大外形寸法が小さければ、雄テーパー面2404(シール面)が機器側の継手金具の雌テーパー面(シール面)に圧接されてメタルシールを形成した場合に、流体の漏れが発生しないが、傷の最大外形寸法が大きくなると、流体の漏れが発生するおそれが生じる。
したがって、第1のしきい値は、継手金具同士のシール面においてメタルシールを形成した場合に流体の漏れが発生しない範囲で設定される。
The
If the maximum outer dimension of the scratch area, that is, the maximum outer dimension of the scratch is small, the male taper surface 2404 (seal surface) is pressed against the female taper surface (seal surface) of the fitting fitting on the equipment side to form a metal seal In addition, no fluid leakage occurs, but if the maximum outer dimension of the scratch increases, there is a risk of fluid leakage.
Therefore, the first threshold value is set within a range in which no fluid leaks when a metal seal is formed on the sealing surface between the joint fittings.
総和面積算出部56Dは、不合格候補領域の面積の総和を総和面積として求めるものである。
したがって、総和面積算出部56Dは、第1の判定部56Cで不合格候補領域が判定される毎に、不合格候補領域の面積を積算していくことで不合格候補領域の総和面積を求める。
The total area calculation unit 56D calculates the total area of the reject candidate areas as the total area.
Therefore, the total area calculation unit 56D calculates the total area of the reject candidate regions by accumulating the areas of the reject candidate regions every time the
第2の判定部56Eは、以下の2つの条件の一方または双方の条件が成立する場合にニップル12を傷不良と判定するものである。
1)第1の判定部56Cで判定された不合格領域が存在するという条件。
2)総和面積算出部56Dで算出された不合格候補領域の総和面積が予め定められた第2のしきい値を上回るという条件。
不合格候補領域の総和面積が小さければ、雄テーパー面2404(シール面)が機器側の継手金具の雌テーパー面(シール面)に圧接されてメタルシールを形成した場合に、流体の漏れが発生しないが、不合格候補領域の総和面積が大きくなると、流体の漏れが発生するおそれが生じる。
したがって、第2のしきい値は、継手金具同士のシール面においてメタルシールを形成した場合に流体の漏れが発生しない範囲で設定される。
The
1) A condition that there is a failure area determined by the
2) A condition that the total area of the reject candidate areas calculated by the total area calculation unit 56D exceeds a predetermined second threshold value.
If the total area of the reject candidate areas is small, fluid leakage occurs when the male taper surface 2404 (seal surface) is pressed against the female taper surface (seal surface) of the fitting fitting on the equipment side to form a metal seal. However, if the total area of the reject candidate regions increases, there is a risk that fluid leakage will occur.
Therefore, the second threshold value is set in a range in which no fluid leakage occurs when a metal seal is formed on the sealing surfaces of the joint fittings.
次に、検査部56の動作について図7のフローチャートを参照して説明する。
撮像装置44により雄テーパー面2404の1周分の画像データが撮像され、パーソナルコンピュータ80のハードディスク装置80Dに格納される(ステップS10)。
CPU80Aにより2値化画像が生成される(ステップS12:2値化部56A)。
CPU80Aにより2値化画像のラベリングが行なわれ、ラベリング画像が生成され傷領域が抽出される(ステップS14:ラベリング部56B)。
本例では、図8に示すように、ラベリング画像DLにおいて符号K1〜K10により示される10個の傷領域が抽出されたものとする。
CPU80Aにより、各傷領域K1〜K10について、傷領域の最大外形寸法が予め定められた第1のしきい値を上回るか否かの判定がなされる(ステップS16:第1の判定部56C)。
傷領域の最大外形寸法が第1のしきい値を上回る場合に傷領域を不合格領域と判定し(ステップS18:第1の判定部56C)、傷領域の最大外形寸法が第1のしきい値以下の場合に傷領域を不合格候補領域と判定する(ステップS20:第1の判定部56C)。
Next, the operation of the
Image data for one round of the male tapered
A binarized image is generated by the
The
In this example, as shown in FIG. 8, it is assumed that ten scratch areas indicated by reference numerals K1 to K10 are extracted from the labeling image DL.
The
When the maximum outer dimension of the scratch area exceeds the first threshold value, the scratch area is determined as a reject area (step S18:
次いで、CPU80Aは、ステップS20で不合格候補領域が判定される毎に、不合格候補領域の面積を積算することで不合格候補領域の面積の総和を総和面積として求める(ステップS22:総和面積算出部56D)。
次いで、CPU80Aは、全ての傷領域K1〜K10についてステップS16、S18の処理、あるいは、ステップS16、S20,S22の処理が終了したか否かを判定し(ステップS24)、判定結果が否定ならばステップS16に戻る。
Next, each time a failure candidate region is determined in step S20, the
Next, the
ステップS24の判定結果が肯定ならば、CPU80Aは、以下の2つの条件の一方または双方の条件が成立するか否かを判定する(ステップS26:第2の判定部56E)。
1)不合格領域が存在するという条件。
2)不合格候補領域の総和面積が予め定められた第2のしきい値を上回るという条件。
CPU80Aは、ステップS26が肯定ならば、ニップル12を傷不良と判定し、不合格である旨を制御部54に供給する(ステップS28:第2の判定部56E)。
CPU80Aは、ステップS26が否定ならば、ニップル12を傷不良でないと判定し、合格である旨を制御部54に供給する(ステップS30:第2の判定部56E)。
以上で1つのニップル12についての検査動作が終了する。
これ以降、各ニップル12について同様の検査動作が繰り返して実行される。
If the determination result of step S24 is affirmative, the
1) A condition that a reject area exists.
2) A condition that the total area of the reject candidate regions exceeds a predetermined second threshold value.
If step S26 is affirmative, the
If step S26 is negative, the
Thus, the inspection operation for one
Thereafter, the same inspection operation is repeatedly performed for each
以上説明したように本実施の形態によれば、ニップル12の雄テーパー面2404を撮像した画像を2値化してラベリングする画像処理を行なうことにより雄テーパー面2404の傷に対応する傷領域を抽出し、傷領域の最大外形寸法が予め定められた第1のしきい値を上回る場合に傷領域を不合格領域と判定し、傷領域の最大外形寸法が第1のしきい値以下の場合に傷領域を不合格候補領域と判定する。また、不合格候補領域の総和面積を求める。そして、不合格領域が存在するという条件、および、不合格候補領域の総和面積が予め定められた第2のしきい値を上回るという条件の一方または双方の条件が成立する場合にニップル12を傷不良と判定する。
したがって、傷領域の最大外形寸法と、不合格候補領域の総和面積との双方によって傷の大きさを評価して合否判定を行なうため、傷を正確に評価、検査する上で有利となる。
すなわち、傷の最大外形寸法のみで合否判定すると、大きな傷が無いものの小さな傷が多数存在することでシール性能が低下するおそれがある場合にも拘わらず、合格と誤った判定をしてしまうことが懸念される。
一方、傷の総和面積のみで合否判定すると、大きな傷が少数でも存在することでシール性能が低下するおそれがある場合にも拘わらず、合格と誤った判定をしてしまうことが懸念される。
本実施の形態では、そのような誤った判定を行なうことなく、シール性能を確保できるか否かに基づいて傷を正確に評価、検査することができる。
As described above, according to the present embodiment, a flaw region corresponding to a flaw on the male tapered
Therefore, since the size of the scratch is evaluated by both the maximum outer dimension of the scratch area and the total area of the reject candidate areas, the pass / fail judgment is performed, which is advantageous in accurately evaluating and inspecting the scratch.
In other words, if the pass / fail judgment is made only with the maximum outer dimensions of the scratches, there is no large scratch, but there are many small scratches. Is concerned.
On the other hand, if the acceptance / rejection determination is made only with the total area of the scratches, there is a concern that even if a small number of large scratches are present, the seal performance may be deteriorated, so that it may be erroneously determined as acceptable.
In the present embodiment, it is possible to accurately evaluate and inspect the scratch based on whether or not the sealing performance can be ensured without making such an erroneous determination.
また、本実施の形態では、雄テーパー面2404に対して直交する方向から光を照射して撮像装置44により雄テーパー面2404の撮像を行なう。したがって、雄テーパー面2404の傷の有無によって光の反射が大きく異なるため、傷の有無に基づいて画像を正確に2値化する上で有利となり、傷を正確に評価、検査する上でより有利となる。
In the present embodiment, light is irradiated from a direction orthogonal to the male tapered
また、本実施の形態では、撮像装置44の光軸Lを雄テーパー面2404に対して直交させて雄テーパー面2404の撮像を行なう。したがって、雄テーパー面2404の全域にわたって歪みや合焦ずれが少ない正確な画像を得る上で有利となるため、傷の有無に基づいて画像を正確に2値化する上で有利となり、傷を正確に評価、検査する上でより有利となる。
In this embodiment, the
また、本実施の形態では、ワークは、継手金具であり、表面は、継手金具のメタルシールを形成するシール面である。
したがって、継手金具の重要な機能であるシール性能に影響を及ぼす傷を正確に評価、検査する上で有利となる。
Moreover, in this Embodiment, a workpiece | work is a coupling metal fitting and the surface is a sealing surface which forms the metal seal of a coupling metal fitting.
Therefore, it is advantageous in accurately evaluating and inspecting scratches that affect the seal performance, which is an important function of the fitting.
なお、本実施の形態では、ワークが継手金具であり、表面が継手金具のメタルシールを形成する雄テーパー面2404からなるシール面である場合について説明したが、ワークおよびその表面は限定されるものではない。
例えば、ワークの表面が継手金具の雌テーパー面からなるシール面であってもよいし、ワークの表面がテーパー面でなく、単一平面上を延在するシール面であってもよい。
また、ワークは継手金具以外のワークであってもよいことは無論であり、本発明は、様々なワークの表面を検査する検査装置、検査方法に広く適用可能である。
In the present embodiment, the case is described in which the workpiece is a joint fitting, and the surface is a sealing surface made of a male tapered
For example, the surface of the workpiece may be a sealing surface made of a female tapered surface of the joint fitting, or the surface of the workpiece may be a sealing surface extending on a single plane instead of the tapered surface.
Needless to say, the workpiece may be a workpiece other than the fitting, and the present invention is widely applicable to inspection apparatuses and inspection methods for inspecting the surface of various workpieces.
12 ニップル(ワーク)
2404 雄テーパー面(ワークの表面)
32 検査装置
42 光源(画像取得部)
44 撮像装置(画像取得部)
46 ミラー部(画像取得部)
48 ミラー用駆動部(画像取得部)
50 ハーフミラー(画像取得部)
56 検査部
56A 2値化部
56B ラベリング部
56C 第1の判定部
56D 総和面積算出部
56E 第2の判定部
DL ラベリング画像
K1〜K10 傷領域
12 Nipple (work)
2404 Male taper surface (work surface)
32
44 Imaging device (image acquisition unit)
46 Mirror part (image acquisition part)
48 Mirror drive unit (image acquisition unit)
50 half mirror (image acquisition unit)
56
Claims (8)
前記ワークの表面を撮像して画像を取得する画像取得工程と、
前記画像を画素単位で2値化することで2値化画像を得る2値化工程と、
前記2値化画像をラベリングしてラベリング画像を得ると共に前記ラベリング画像から前記傷に対応する傷領域を抽出するラベリング工程と、
前記傷領域の最大外形寸法が予め定められた第1のしきい値を上回る場合に前記傷領域を不合格領域と判定し、前記傷領域の最大外形寸法が前記第1のしきい値以下の場合に前記傷領域を不合格候補領域と判定する第1の判定工程と、
前記不合格候補領域の面積の総和を総和面積として求める総和面積算出工程と、
前記不合格領域が存在するという条件、および、前記不合格候補領域の総和面積が予め定められた第2のしきい値を上回るという条件の一方または双方の条件が成立する場合に前記ワークを傷不良と判定する第2の判定工程と、
を含むことを特徴とするワークの検査方法。 A workpiece inspection method for inspecting the surface of a workpiece for scratches,
An image acquisition step of acquiring an image by imaging the surface of the workpiece;
A binarization step of binarizing the image in units of pixels to obtain a binarized image;
A labeling step of labeling the binarized image to obtain a labeling image and extracting a flaw area corresponding to the flaw from the labeling image;
When the maximum outer dimension of the scratch area exceeds a predetermined first threshold value, the scratch area is determined as a reject area, and the maximum outer dimension of the scratch area is equal to or less than the first threshold value. A first determination step for determining the scratch area as a reject candidate area in a case;
A total area calculation step for obtaining the total area of the reject candidate areas as a total area;
The workpiece is damaged when one or both of the condition that the reject area exists and the condition that the total area of the reject candidate areas exceeds a predetermined second threshold value are satisfied. A second determination step of determining a defect;
A method for inspecting a workpiece characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1記載のワークの検査方法。 Image acquisition by the image acquisition step is performed by irradiating light from a direction orthogonal to the surface of the workpiece.
The work inspection method according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2記載のワークの検査方法。 Acquisition of an image by the image acquisition step is performed with the optical axis of the imaging device directed in a direction orthogonal to the surface of the workpiece.
The work inspection method according to claim 1 or 2, wherein
前記表面は、前記継手金具のメタルシールを形成するシール面である、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載のワークの検査方法。 The workpiece is a fitting fitting,
The surface is a seal surface that forms a metal seal of the fitting.
The method for inspecting a workpiece according to claim 1, wherein the workpiece is inspected.
前記ワークの表面を撮像して画像を取得する画像取得部と、
前記画像を画素単位で2値化することで2値化画像を得る2値化部と、
前記2値化画像をラベリングしてラベリング画像を得ると共に前記ラベリング画像から前記傷に対応する傷領域を抽出するラベリング部と、
前記傷領域の最大外形寸法が予め定められた第1のしきい値を上回る場合に前記傷領域を不合格領域と判定し、前記傷領域の最大外形寸法が前記第1のしきい値以下の場合に前記傷領域を不合格候補領域と判定する第1の判定部と、
前記不合格候補領域の面積の総和を総和面積として求める総和面積算出部と、
前記不合格領域が存在するという条件、および、前記不合格候補領域の総和面積が予め定められた第2のしきい値を上回るという条件の一方または双方の条件が成立する場合に前記ワークを傷不良と判定する第2の判定部と、
を含むことを特徴とするワークの検査装置。 A workpiece inspection device for evaluating scratches on the surface of a workpiece,
An image acquisition unit that images the surface of the workpiece and acquires an image;
A binarization unit that obtains a binarized image by binarizing the image in units of pixels;
A labeling unit for labeling the binarized image to obtain a labeling image and extracting a scratch area corresponding to the scratch from the labeling image;
When the maximum outer dimension of the scratch area exceeds a predetermined first threshold value, the scratch area is determined as a reject area, and the maximum outer dimension of the scratch area is equal to or less than the first threshold value. A first determination unit that determines the scratch area as a failure candidate area in a case;
A total area calculation unit for calculating a total area of the reject candidate areas as a total area;
The workpiece is damaged when one or both of the condition that the reject area exists and the condition that the total area of the reject candidate areas exceeds a predetermined second threshold value are satisfied. A second determination unit for determining a defect;
A workpiece inspection device characterized by comprising:
前記ワークの表面に対して直交する方向から光を照射する光源部と、
前記ワークの表面を撮像する撮像装置とを備える、
ことを特徴とする請求項5記載のワークの検査装置。 The image acquisition unit
A light source unit that emits light from a direction orthogonal to the surface of the workpiece;
An imaging device for imaging the surface of the workpiece,
6. The workpiece inspection apparatus according to claim 5, wherein:
前記ワークの表面に対して光を照射する光源部と、
前記ワークの表面に対して光軸を直交させて前記ワークの表面を撮像する撮像装置とを備える、
ことを特徴とする請求項5記載のワークの検査装置。 The image acquisition unit
A light source unit that emits light to the surface of the workpiece;
An imaging device that images the surface of the workpiece with an optical axis orthogonal to the surface of the workpiece;
6. The workpiece inspection apparatus according to claim 5, wherein:
前記表面は、前記継手金具のメタルシールを形成するシール面である、
ことを特徴とする請求項5〜7の何れか1項記載のワークの検査装置。 The workpiece is a fitting fitting,
The surface is a seal surface that forms a metal seal of the fitting.
The workpiece inspection device according to claim 5, wherein the workpiece inspection device is a workpiece inspection device.
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