JP2017146246A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化を図りつつ、微小な形状も良好に検出することが可能な外観検査装置を提供する。
【解決手段】コンベア１によって搬送されるワークＷの外観を検査する外観検査装置１１であって、走査線Ｓ１，Ｓ２が互いに交差するように、ワークＷの搬送方向Ａに対してそれぞれ反対方向へ傾けられた二つのラインカメラ２１，２２と、それぞれの走査線Ｓ１，Ｓ２上を半分ずつ照射する一対二組の光源３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂと、を備え、光源３１Ａ，３１Ｂは、走査線Ｓ１上へ向かって線状のレーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂを照射するレーザー光源であり、走査線Ｓ１上へ向かって互いに反対側からレーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂを照射し、光源３２Ａ，３２Ｂは、走査線Ｓ２上へ向かって線状のレーザー光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを照射するレーザー光源であり、走査線Ｓ２上へ向かって互いに反対側からレーザー光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを照射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、外観検査装置に関する。

コンベアによって移動される測定物体に対して、前後両方向に配置した照明手段から光を照射し、真上方向から撮像手段によって測定物体を撮影し、その画像から３次元形状を測定する外観検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２１１４４３号公報（図２４、図２６参照）

上記の検査装置では、二つの照明の光を重ねて測定物体に照射することで、装置を小型化できる。しかし、複数の照明の光を重ねて照射すると、それぞれの照明の光でできた影が互いの光で打ち消されてしまい、微小な欠陥が良好に検出できない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、装置の小型化を図りつつ、微小な形状も良好に検出することが可能な外観検査装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の外観検査装置は、
搬送装置によって搬送される被検査体の外観を検査する外観検査装置であって、
走査線が互いに交差するように、前記被検査体の搬送方向に対してそれぞれ反対方向へ傾けられた二つのラインカメラと、それぞれの走査線上を半分ずつ照射する一対二組の光源と、を備え、
前記光源は、前記走査線上へ向かって線状のレーザー光を照射するレーザー光源であり、それぞれの組の一対の光源は、前記走査線上へ向かって互いに反対側からレーザー光を照射する外観検査装置。

この構成の外観検査装置によれば、ラインカメラの走査線を交差させることで、検査する領域を小さくでき、装置の小型化を図ることができる。しかも、指向性の高い一対二組のレーザー光源を用いているので、ラインカメラによって被検査体を良好に撮影することができ、被検査体の微小な欠陥などの凹凸も良好に検出することができる。また、レーザー光源を用いているので、ラインカメラの交差させた走査線に光源を近接して配置しても、照射した光が干渉して影を打ち消し合うような不具合が抑制されて微小な欠陥の検出ができる。したがって、微小な欠陥を検出でき、しかも、走査線に光源を近接して配置して装置のさらなる小型化を図ることができる。

本発明の外観検査装置によれば、装置の小型化を図りつつ、微小な形状も良好に検出することが可能な外観検査装置を提供できる。

本実施形態に係る外観検査装置を説明する概略斜視図である。 本実施形態に係る外観検査装置を説明する模式図である。 参考例に係る外観検査装置を説明する概略斜視図である。

以下、本発明に係る外観検査装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る外観検査装置を説明する概略斜視図である。図２は、本実施形態に係る外観検査装置を説明する模式図である。

図１に示すように、本実施形態に係る外観検査装置１１は、二つのラインカメラ２１，２２と、四つの光源３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂとを備えている。

外観検査装置１１は、搬送装置であるコンベア１の上方に配置されており、コンベア１上に載置されて搬送されるワーク（被検査体）Ｗの外観を検査する。コンベア１は、一対のローラ２と、これらのローラ２に掛け回されたベルト３とを備えている。ローラ２は、少なくとも一方が駆動モータ（図示略）によって駆動される。これにより、コンベア１は、ベルト３の上部側が一方向である搬送方向Ａへ走行する。これにより、コンベア１に載置されるワークＷは、搬送方向Ａへ搬送される。

図２に示すように、ラインカメラ２１，２２は、走査線Ｓ１，Ｓ２に沿ってライン状に画像を撮影する。これらのラインカメラ２１，２２は、走査線Ｓ１，Ｓ２が、ワークＷの搬送方向Ａに対してそれぞれ反対方向へ傾けられている。これにより、各走査線Ｓ１，Ｓ２は、互いに交差されている。具体的には、これらの走査線Ｓ１，Ｓ２は、搬送方向Ａに対してそれぞれ４５度傾けられて互いに直交されている。

ラインカメラ２１，２２は、画像処理装置１２に接続されており、撮影した画像信号を画像処理装置１２に送信する。画像処理装置１２は、ラインカメラ２１，２２から送信された画像信号に基づいて、ワークＷの表面における凹凸の有無を判別する。

四つの光源３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂは、それぞれレーザー光を照射するレーザー光源である。これらの光源３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂは、レンズ等の光学部材によってレーザー光を線状レーザー光として照射する。光源３１Ａ，３１Ｂは、ラインカメラ２１用の光源とされており、光源３２Ａ，３２Ｂは、ラインカメラ２２用の光源とされている。

光源３１Ａ，３１Ｂは、ラインカメラ２１の走査線Ｓ１上へ向かってレーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂを照射する。光源３１Ａ，３１Ｂは、それぞれ走査線Ｓ１上を、走査線Ｓ２との交点Ｏを境として半分ずつ照射する。光源３１Ａ，３１Ｂは、走査線Ｓ１を挟んだ反対側に配置されており、これにより、光源３１Ａ，３１Ｂは、走査線Ｓ１へ向かって互いに反対側からレーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂを照射する。

同様に、光源３２Ａ，３２Ｂは、ラインカメラ２２の走査線Ｓ２上へ向かってレーザー光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを照射する。光源３２Ａ，３２Ｂは、それぞれ走査線Ｓ２上を、走査線Ｓ１との交点Ｏを境として半分ずつ照射する。光源３２Ａ，３２Ｂは、走査線Ｓ２を挟んだ反対側に配置されており、これにより、光源３２Ａ，３２Ｂは、走査線Ｓ２へ向かって互いに反対側からレーザー光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを照射する。

上記構成の外観検査装置１１では、ワークＷがコンベア１上を搬送方向Ａへ搬送されると、光源３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２ＢによってワークＷに線状のレーザー光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを照射するとともに、ラインカメラ２１，２２が走査線Ｓ１，Ｓ２に沿って撮影する。すると、これらのラインカメラ２１，２２から画像処理装置１２へ画像信号が送信され、画像処理装置１２は、ラインカメラ２１，２２から送信される画像信号に基づいて、ワークＷの表面における凹凸の有無を判別する。これにより、ワークＷの欠陥等が検出される。

次に、参考例に係る外観検査装置について説明する。
図３は、参考例に係る外観検査装置を説明する概略斜視図である。

図３に示すように、参考例に係る外観検査装置１１Ａは、二つのラインカメラ４１，４２と、二つの光源５１，５２とを備えている。ラインカメラ４１，４２は、それぞれの走査線Ｓ１，Ｓ２が、互いに交差することなく、搬送方向Ａに対して反対方向へ４５度傾けられている。光源５１，５２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる長尺の光源であり、それぞれ走査線Ｓ１，Ｓ２の近傍に配置され、走査線Ｓ１，Ｓ２へ向かって光を照射する。

この参考例に係る外観検査装置１１Ａでは、ＬＥＤからなる光源５１，５２で照明される走査線Ｓ１，Ｓ２をラインカメラ４１，４２が撮影することで、ワークＷの外観検査を行う。

ここで、ワークＷの外観を検査する場合、刻印のように決まった形であればいくつかの特徴点を読み取ることで、その特徴点から形状を類推することができる。しかし、ワークＷの表面の微細な凹凸などの欠陥を検出する場合では、欠陥の形が決まっていないため、正確に形状を検出する必要がある。このような細かな欠陥を検出する場合、検出力の高いラインカメラが使用される。

ラインカメラを使う場合は、ワークＷを搬送しながら検出する必要があるが、ラインカメラの走査線が搬送方向と直角となるように配置した場合、ワークＷの全ての方向を検出するためにはワークＷを９０度回転させながらラインカメラの下を往復させる必要があり、量産品の検査には不向きである。また、このラインカメラは、線状の欠陥に対して直角に走査する際には検出力が高いが、線状の欠陥に対して平行に走査すると検出力が低くなるという欠点がある。

これを補うためには、二つのラインカメラを、その走査方向が９０度の角度となるように配置することで、ワークＷを往復移動させることなく、あらゆる方向の欠陥にも対応することが可能となる。

参考例に係る外観検査装置１１Ａのように、ラインカメラ４１，４２を搬送方向Ａに対してそれぞれ４５度の角度に傾けて、平面視でハの字にラインカメラ４１，４２を配置してそれぞれの走査方向が９０度となるようにすれば、ラインカメラ４１，４２の下を、ワークＷを一回通過させることで検査が完了する。しかし、この参考例に係る外観検査装置１１Ａでのラインカメラ４１，４２及び光源５１，５２の配置では、コンベア１上におけるワークＷの検査に要する検査領域長ＫＬが長くなり、装置の大型化を招いてしまう。

これに対して、本実施形態に係る外観検査装置１１によれば、ラインカメラ２１，２２の走査線Ｓ１，Ｓ２を直交させることで、コンベア１上の検査領域長ＫＬを小さくでき、装置の小型化を図ることができる。しかも、指向性の高いレーザー光を照射する一対二組の光源３１Ａ，３１Ｂ、光源３２Ａ，３２Ｂを用いているので、ラインカメラ２１，２２によってワークＷを良好に撮影することができ、ワークＷの微小な欠陥などの凹凸も良好に検出することができる。また、レーザー光源を用いているので、ラインカメラ２１，２２の交差させた走査線Ｓ１，Ｓ２に光源３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂを近接して配置しても、照射した光が干渉して影を打ち消し合うような不具合が抑制されて微小な欠陥の検出ができる。したがって、微小な欠陥を検出でき、しかも、走査線Ｓ１，Ｓ２に光源３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂを近接して配置して装置のさらなる小型化を図ることができる。

１ コンベア（搬送装置）
１１ 外観検査装置
２１，２２ ラインカメラ
３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ 光源
Ａ 搬送方向
Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ レーザー光
Ｓ１，Ｓ２ 走査線
Ｗ ワーク（被検査体）

Claims (1)

1. 搬送装置によって搬送される被検査体の外観を検査する外観検査装置であって、
   走査線が互いに交差するように、前記被検査体の搬送方向に対してそれぞれ反対方向へ傾けられた二つのラインカメラと、それぞれの走査線上を半分ずつ照射する一対二組の光源と、を備え、
   前記光源は、前記走査線上へ向かって線状のレーザー光を照射するレーザー光源であり、それぞれの組の一対の光源は、前記走査線上へ向かって互いに反対側からレーザー光を照射する外観検査装置。

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