JP2019060825A - 管の内面検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
照明手段31は、レーザ光源311と、円錐形状の光学素子312とを具備し、管Pの内面に対して管の周方向に延びる環状のレーザ光Lを照射する。撮像手段32は、照明手段31によって環状のレーザ光Lが照射された管Pの内面を撮像することで、環状のレーザ光Lが照射された部分が含まれる撮像画像である環状ビーム画像を取得する。演算処理装置4は、撮像手段32によって取得された環状ビーム画像に画像処理を施すことで、管Pの内面に存在する欠陥を検出する。
また、本発明によれば、外径の異なるセンタリング部材に共用することが可能なバーに撮像装置が設けられているため、外径の異なるセンタリング部材毎に撮像装置を設ける必要がなく、装置の製造コストやメンテナンスの手間を低減可能である。
図1は、本発明の一実施形態に係る管の内面検査装置(以下、適宜、単に「内面検査装置」という)の概略構成を示す図である。図1(a)は装置全体の概略構成を示す図であり、図1(b)は図1(a)における撮像装置近傍の詳細を示す断面図である。なお、図1(a)では演算処理装置の図示は省略している。
図1に示すように、本実施形態に係る内面検査装置100は、ドリフトゲージ1と、ドリフトバー2と、撮像装置3と、演算処理装置4とを備えている。また、本実施形態に係る内面検査装置100は、搬送ローラ5と、駆動ローラ6と、駆動源(モータ)7とを備えている。
照明手段31及び撮像手段32は、互いの中心軸(管Pの軸方向に一致する)が一致するように対向して配置されている。
図2に示すように、環状ビーム画像において、環状のレーザ光Lが照射された部分は明るく表示され(濃度値が大きくなり)、その他の部分は暗く表示される(濃度値が小さくなる)。環状のレーザ光Lが照射された部分にいわゆる模様系の欠陥が存在すると、レーザ光Lが照射された欠陥に相当する画素領域の濃度値が、レーザ光Lが照射された欠陥以外の部位に相当する画素領域の濃度値よりも小さくなる又は大きくなると考えられる。また、環状のレーザ光Lが照射された部分にいわゆる凹凸系の欠陥が存在すると、光切断法の原理により、欠陥の凹凸の大きさに応じてレーザ光Lが照射された欠陥に相当する画素領域の位置が変化(形状が変化)すると考えられる。
撮像手段32が具備する光学レンズの焦点距離、画角θ、照明手段31(光学素子312)と撮像手段32の撮像素子との間の距離等は、管Pの内面に照射された環状のレーザ光Lの全体を撮像できるように設定される。画角θは、例えば30〜60°程度に設定することが好ましい。画角θを過度に小さくすると、撮像手段32で受光する環状のレーザ光Lの管P内面での反射光(散乱光)の強度が弱くなり、管Pの内面に欠陥が存在していなくても、環状ビーム画像における環状のレーザ光Lに相当する画素領域の濃度値が低下する。その結果、模様系の欠陥の検出精度が低下するおそれがあると考えられる。また、画角θを過度に大きくすると、管P内面の凹凸に対する環状のレーザ光Lが照射された部分の位置(形状)変化量が小さくなる。その結果、凹凸系の欠陥の検出精度が低下するおそれがあると考えられる。このため、前述のように、画角θは、例えば30〜60°程度に設定することが好ましい。
本実施形態の演算処理装置4は、ドリフトバー2の外部に設けられ、撮像装置3と有線又は無線によって接続されている。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、撮像装置3と同様に、演算処理装置4をドリフトバー2に設けることも可能である。
また、本実施形態に係る内面検査装置100によれば、外径の異なるドリフトゲージ1に共用されるドリフトバー2に撮像装置3が設けられているため、外径の異なるドリフトゲージ1毎に撮像装置3を設ける必要がなく、装置の製造コストやメンテナンスの手間を低減可能である。
また、撮像装置3を2つ設け、一方の撮像装置3では連結部材34により遮蔽されてレーザ光が照射されない領域に他方の撮像装置3のレーザ光が照射されるように、双方の撮像装置3の周方向位置を調整しておくことでも、連結部材34に起因した不感帯を無くすことが可能である。
上記のように、管Pの一方の端部から中央部までの検査と、管Pの他方の端部から中央部までの検査とを実施する場合、特許文献1に記載の装置100’を用いたのでは、先に撮像装置3が管Pの端部から内部に挿入され、次いでドリフトゲージ1’が管Pの内部に挿入されるまで、撮像装置3の中心軸と管Pの中心軸とが一致し難い(芯ずれが生じ易い)。撮像装置3と管Pとの芯ずれが生じると内面検査の精度が低下するため、管Pの端部において、ドリフトゲージ1’が挿入されるまでにレーザ光Lが照射される管Pの領域は不感帯とせざるを得ない。
これに対して、本実施形態に係る内面検査装置100を用いれば、先にドリフトゲージ1が管Pの内部に挿入されることで、ドリフトゲージ1と管Pとの芯出し、ひいては撮像装置3と管Pとの芯出しがなされた後に、撮像装置3が挿入されるため、管端から精度良く内面検査を実施することが可能である。すなわち、本実施形態に係る内面検査装置100を用いれば、従来の装置100’を用いる場合のような管Pの端部において生じ得る不感帯が生じないという利点がある。
2・・・ドリフトバー
3・・・撮像装置
31・・・照明手段
32・・・撮像手段
4・・・演算処理装置
100・・・内面検査装置
P・・・管
Claims (2)
- 管の内部に挿入され、該管の軸方向に移動するセンタリング部材と、
前記センタリング部材の後端側に着脱自在に取り付けられ、前記センタリング部材を前記管の軸方向に移動させるためのバーと、
前記バーに設けられた撮像装置と、
演算処理装置とを備え、
前記センタリング部材は、前記管の内部に挿入された状態で、前記撮像装置の中心軸が前記管の中心軸と略一致するように調整する機能を有し、
前記撮像装置は、前記管の内面に対して前記管の周方向に延びる環状のレーザ光を照射する照明手段と、前記照明手段によって環状のレーザ光が照射された前記管の内面を撮像することで、環状のレーザ光が照射された部分が含まれる撮像画像である環状ビーム画像を取得する撮像手段とを具備し、
前記演算処理装置は、前記撮像手段によって取得された前記環状ビーム画像に画像処理を施すことで、前記管の内面に存在する欠陥を検出する、
ことを特徴とする管の内面検査装置。 - 前記センタリング部材は、前記管のドリフト検査を実施するために用いられるドリフトゲージであり、
前記バーは、前記管のドリフト検査を実施するために用いられるドリフトバーである、
ことを特徴とする請求項1に記載の管の内面検査装置。
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