JP2021188937A

JP2021188937A - はみ出し検査装置および検出方法

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Publication number: JP2021188937A
Application number: JP2020091512A
Authority: JP
Inventors: 龍廣宮田; Tatsuhiro Miyata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-12-13

Abstract

【課題】ターミナルの側縁がリード線に隠れている場合であっても、カメラの画像からリード線のはみ出しの有無を検出可能なはみ出し検出装置および方法を提供する。【解決手段】はみ出し検出装置１０は、ソレノイド２のターミナル３とリード線４との接続部５をリード線４側から照明する第１照明部１３と、接続部５をターミナル３側から照明する第２照明部１４と、接続部５を撮像するカメラ１２と、カメラ１２が生成した画像を処理する画像処理部２２とを備える。カメラ１２は、第１照明部１３の点灯時に接続部５で反射した光で第１画像を生成し、第２照明部１４の点灯時に接続部５を素通りした光で第２画像を生成する。画像処理部２２は、第１画像のエッジ座標と第２画像のエッジ座標とを比較し、比較結果に基づいてリード線４のはみ出しの有無を検出する。【選択図】図４

Description

本発明は、ターミナルからのリード線のはみ出しを検出するはみ出し検出装置および方法に関する。

従来、カメラが撮像した画像に基づいてリード線付き部品を検査する技術が知られている。例えば、特許文献１には、ＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品のリード部をカメラで撮像し、その画像からリード部のずれ、接合不良等の欠陥を自動で検査する「外観検査装置」が記載されている。特許文献２には、カメラと複数のミラーとを組み合わせ、照明部からの光をリード線に当て、ミラーからの反射光をカメラで撮像し、カメラの画像に基づいてリード線の位置を検出する「リード線位置検出方法」が記載されている。

特開平５−１５２４０５号公報特開２００８−１２８８６５号公報

ところが、リード線がターミナルに重ねて接続されているリード線付き部品の場合、カメラの画像からリード線のはみ出しを検出できない場合があった。例えば、内燃機関用インジェクタ１に装備されるソレノイドでは、ターミナルの上にリード線が重ねられ、溶接６により接続されている。溶接の前後には、ターミナルとリード線との接続部をカメラで撮像し、カメラの画像からターミナルの幅とリード線の幅とを計測し、両者の差分がリード線の幅を下回る場合、はみ出し無しを検出し、差分がリード線の幅を上回る場合、はみ出し有りを検出していた。

しかし、ターミナルの幅方向の側縁がリード線で覆われ、カメラの視野から隠れてしまう場合がある。こうした場合、ターミナルの幅を計測する基準がなくなり、ターミナルとリード線とを区別することができないので、カメラの画像からリード線のはみ出しを検出することができなかった。

本発明の目的は、ターミナルの輪郭がリード線に隠れている場合であっても、カメラで撮像した画像からリード線のはみ出しの有無を検出できるはみ出し検出装置および方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のはみ出し検出装置（１０）は、ターミナル（３）の上にリード線（４）が重ねて接続されているリード線付き部品（２）において、ターミナルからのリード線のはみ出しを検出するはみ出し検出装置であって、ターミナルとリード線との接続部（５）をリード線側から照明する第１照明部（１３）と、接続部をターミナル側から照明する第２照明部（１４）と、第１照明部の点灯時に接続部で反射した光（Ｌ１）で第１画像を（Ａ）を生成し、第２照明部の点灯時に接続部を素通りした光（Ｌ２）で第２画像（Ｂ）を生成するカメラ（１２）と、第１画像および第２画像のエッジ座標を比較してリード線のはみ出しの有無を検出する画像処理部（２２）と、を備える。

また、本発明のはみ出し検出方法（５０）は、ターミナル（３）の上にリード線（４）が重ねて接続されているリード線付き部品（２）において、ターミナルからのリード線のはみ出しを検出するはみ出し検出方法であって、第１照明部（１３）がターミナルとリード線との接続部（５）をリード線側から照明し、カメラ（１２）が接続部で反射した光（Ｌ１）で第１画像（Ａ）を生成するステップ（Ｓ５１，Ｓ５２）と、第２照明部（１４）がターミナル側から接続部を照明し、カメラが接続部を素通りした光（Ｌ２）で第２画像（Ｂ）を生成するステップ（Ｓ５３，Ｓ５４）と、第１画像および第２画像のエッジ座標を比較してリード線のはみ出しの有無を検出するステップ（Ｓ５５〜Ｓ５７）と、を含む。

本発明のはみ出し検出装置および検出方法によれば、カメラが接続部で反射した光により第１画像を生成するとともに、接続部を素通りした光で第２画像を生成するので、ターミナルの輪郭がリード線に隠れている場合であっても、２つの画像のエッジ座標を比較することでリード線のはみ出しの有無を検出可能である。

本発明が適用されるリード線付き部品を示す正面図である。リード線とターミナルとの接続部を示す図１のＩＩ部拡大図である。リード線がはみ出した状態を示す接続部の断面図である。本発明によるはみ出し検出装置の一実施形態を示す斜視図である。第１照明部の点灯時にカメラで撮像した第１画像を示す模式図である。第２照明部の点灯時にカメラで撮像した第２画像を示す模式図である。はみ出し検出方法の一実施形態を示すフローチャートである。はみ出しが無い場合の画像処理を示す模式図である。はみ出しが有る場合の画像処理を示す模式図である。

＜一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１、図２に示すリード線付き部品は、内燃機関のインジェクタ１に装備されるソレノイド２であって、２本のターミナル３の上に別々のリード線４を重ね、溶接６により接続されている。そして、インジェクタ１の製作ラインにおいて、溶接前および溶接後の複数回にわたりはみ出し検出装置を用いてターミナル３からのリード線４のはみ出しの有無が検出される。

図４に示すように、はみ出し検出装置１０は、フレーム１１の上端にカメラ１２を備え、カメラ１２より下側のフレーム１１に第１照明部１３が下向きに設置されている。第１照明部１３の下側には第２照明部１４が配置され、スタンド１５により上向きに保持されている。そして、複数のソレノイド２が搬送装置（図示略）により第１照明部１３と第２照明部１４との間においてカメラ１２の光軸ＯＡを横切るように搬送され、ターミナル３とリード線４との接続部５がカメラ１２によって撮像される。

図５、図６に示すように、第１照明部１３には、第１光源１３１、ハーフミラー１３２、およびレンズ１３３が設けられている。第１光源１３１からの光はハーフミラー１３２で反射し、接続部５をリード線４側つまり上方から照明し、接続部５で反射した光Ｌ１がハーフミラー１３２およびレンズ１３３を透過してカメラ１２に受光される。第２照明部１４には第２光源１４１が設けられ、第２光源１４１からの光は接続部５をターミナル３側つまり下方から照明し、接続部５の両側方を素通りした光がハーフミラー１３２およびレンズ１３３を透過してカメラ１２に受光される。

第１照明部１３の点灯時には、カメラ１２が接続部５を撮像し、図５の右側に示すような第１画像Ａを生成する。第１画像Ａには、接続部５からの反射光Ｌ１でターミナル３の幅方向において区間（ロ），（ヘ）、およびリード線４の幅方向において区間（ニ）がそれぞれ明部（図中の空白部）として表れる。リード線４の幅方向の区間（ハ），（ホ）は、反射光がカメラ１２の視野角範囲外に逸れるため暗部（図中のハッチング部）として表れる。また、反射光が発生しない区間（イ），（ト）も暗部として表れる。

第２照明部１４の点灯時には、カメラ１２が接続部５を撮像し、図６の右側に示すような第２画像Ｂを生成する。第２画像Ｂには、ターミナル３の両側方を素通りした光によって区間（チ），（ヌ）が明部として表れ、ターミナル３によって遮光された区間（リ）が暗部として表れる。なお、第１画像Ａおよび第２画像Ｂに明部として表れる区間を図５，図６の左側部分に太線で示した。

図４に示すように、はみ出し検出装置１０の電気制御ユニット２０には、第１照明部１３および第２照明部１４を選択的に点灯させる照明制御部２１と、カメラ１２が撮像した画像データを処理する画像処理部２２とが設けられている。そして、画像処理部２２が第１画像Ａおよび第２画像Ｂのエッジ座標を比較し、比較結果に基づいてリード線４のはみ出しの有無を検出する。画像処理部２２の具体的な処理については、以下のはみ出し検出方法の説明中で詳しく述べる。

上記のように構成されたはみ出し検出装置１０において、次に、リード線４のはみ出し検出方法について説明する。図７に示すように、本実施形態の検出方法５０は、第１照明部１３の点灯時にカメラ１２が第１画像Ａを生成するステップＳ５１，Ｓ５２と、第２照明部１４の点灯時にカメラ１２が第２画像Ｂを生成するステップＳ５３，Ｓ５４と、第１画像Ａおよび第２画像Ｂのエッジ座標を比較してはみ出しの有無を検出するステップＳ５５〜Ｓ５７と、を含む。

ステップＳ５１では、第２照明部１４が消灯した状態で、第１照明部１３が点灯し、第１光源１３１からの光でターミナル３とリード線４との接続部５を照明し、カメラ１２が接続部５からの反射光Ｌ１で第１画像Ａを生成する。ステップＳ５２では、図５に示す第１画像Ａにおいて、明部と暗部との境界線のうちターミナル３の幅方向両側縁に相当する２本の境界線を第１画像Ａのエッジとして特定し、そのエッジ座標（ａ１，ａ２）を計測する。

ステップＳ５３では、第１照明部１３が消灯した状態で、第２照明部１４が点灯し、第２光源１４１からの光で接続部５を照明し、カメラ１２が接続部５を素通りした光Ｌ２で第２画像Ｂを生成する。ステップＳ５４では、図６に示す第２画像Ｂにおいて、明部と暗部との境界線、つまりターミナル３の幅方向両側縁に相当する２本の境界線を第２画像Ｂのエッジとして特定し、そのエッジ座標（ｂ１，ｂ２）を計測する。

ステップＳ５５では、第１画像Ａのエッジ座標と第２画像Ｂのエッジ座標とを比較して座標差（ｃ）を算出し、座標差が実質的にゼロである場合（ｃ≒０）、ステップＳ５６でリード線４のはみ出し無しを検出し、座標差がゼロより大きい場合（ｃ＞０）、ステップＳ５７でリード線４のはみ出し有りを検出する。

例えば、図８に示すように、リード線４がターミナル３に対して傾いているがはみ出していない場合、ステップＳ５１，Ｓ５３でカメラ１２により接続部５が撮像され、ステップＳ５２で第１画像Ａのエッジ座標（ａ１，ａ２）が計測され、ステップＳ５４で第２画像Ｂのエッジ座標（ｂ１，ｂ２）が計測される。そして、ステップ５５で画像Ａ，Ｂのエッジ座標を比較し、座標差がゼロ（ｃ≒０）であることを確認し、ステップＳ５６でリード線４のはみ出し無しを検出する。

一方、図９に示すように、リード線４がターミナル３に対して傾き、ターミナル３の幅方向一方の側縁３１からはみ出している場合は（図３参照）、ステップＳ５１，５３でカメラ１２により接続部５が撮像され、ステップＳ５２で第１画像Ａのエッジ座標（ａ１，ａ２）が計測され、ステップＳ５４で第２画像Ｂのエッジ座標（ｂ１，ｂ２）が計測される。そして、ステップ５５でエッジ座標を比較し、右側のエッジ（ａ２，ｂ２）の座標差がゼロより大きい（ｃ＞０）ことを確認し、ステップＳ５７ではみ出し有りを検出する。

ステップＳ５５におけるエッジ座標の比較にあたり、図３に示すように、第１画像Ａのエッジ座標（ａ２）は、リード線４の明部のエッジで反射した光Ｌ１が示す画像上の位置であり、実際のリード線４の側縁位置と異なる。一方、第２画像Ｂのエッジ座標（ｂ２）は、第２照明部１４からの光Ｌ２がリード線４を素通りする位置であり、実際のリード線４の側縁位置と等しい。このため、第１画像Ａのエッジ座標（ａ２）と第２画像Ｂのエッジ座標（ｂ２）とを相違させ、はみ出し量の多少を問わず、少しでもはみ出していれば、リード線４のはみ出しを確実に検出することができる。

したがって、本実施形態のはみ出し検出装置１０および検出方法５０によれば、カメラ１２が接続部５で反射した光Ｌ１で第１画像Ａを生成するとともに、接続部５を素通りした光Ｌ２で第２画像Ｂを生成するので、リード線４によってターミナル３の輪郭が隠れているような場合であっても、２つの画像Ａ，Ｂのエッジ座標を比較することによってリード線４のはみ出しの有無を的確に検出することができる。このため、オペレータによる全数目視検査が不要になり、リード線付き部品であるソレノイド２の組立ラインを全自動化することができる。

なお、上記実施形態には、本発明がソレノイド２におけるリード線のはみ出し検出に適用されているが、他の実施形態において、本発明をソレノイド以外のリード線付き部品、例えば、モータ、センサ、音響機器等の各種電気部品に応用することも可能である。その他、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の形状および構成を適宜に変更して実施することも可能である。

２・・・ソレノイド（リード線付き部品）、３・・・ターミナル、４・・・リード線、
５・・・接続部、１０・・・はみ出し検出装置、１２・・・カメラ、
１３・・・第１照明部、１４・・・第２照明部、２２・・・画像処理部、
Ａ・・・第１画像、ａ１，ａ２・・・第１画像のエッジ座標、
Ｂ・・・第２画像、ｂ１，ｂ２・・・第２画像のエッジ座標、
Ｌ１・・・接続部で反射した光、Ｌ２・・・接続部を素通りした光。

Claims

ターミナル（３）の上にリード線（４）が重ねて接続されているリード線付き部品（２）において、前記ターミナルからの前記リード線のはみ出しを検出するはみ出し検出装置（１０）であって、
前記ターミナルと前記リード線との接続部（５）を前記リード線側から照明する第１照明部（１３）と、
前記接続部を前記ターミナル側から照明する第２照明部（１４）と、
前記第１照明部の点灯時に前記接続部で反射した光（Ｌ１）で第１画像（Ａ）を生成し、前記第２照明部の点灯時に前記接続部を素通りした光（Ｌ２）で第２画像（Ｂ）を生成するカメラ（１２）と、
前記第１画像のエッジ座標（ａ１，ａ２）と前記第２画像のエッジ座標（ｂ１，ｂ２）とを比較して前記リード線のはみ出しの有無を検出する画像処理部（２２）と、を備えるはみ出し検出装置。
ターミナル（３）の上にリード線（４）が重ねて接続されているリード線付き部品（２）において、前記ターミナルからの前記リード線のはみ出しを検出するはみ出し検出方法（５０）であって、
第１照明部（１３）が前記ターミナルと前記リード線との接続部（５）を前記リード線側から照明し、カメラ（１２）が前記接続部で反射した光（Ｌ１）で第１画像（Ａ）を生成するステップ（Ｓ５１，Ｓ５２）と、
第２照明部（１４）が前記接続部を前記ターミナル側から照明し、前記カメラが前記接続部を素通りした光（Ｌ２）で第２画像（Ｂ）を生成するステップ（Ｓ５３，Ｓ５４）と、
前記第１画像のエッジ座標（ａ１，ａ２）と前記第２画像のエッジ座標（ｂ１，ｂ２）とを比較して前記リード線のはみ出しの有無を検出するステップ（Ｓ５５〜Ｓ５７）と、を含むはみ出し検出方法。