JP2022189233A - 外観検査方法及び外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの整列移送工程を一切不要とし、複数のワークを同時に外観検査することが可能で、検査時間を著しく短縮することができる外観検査方法を提供する。
【解決手段】撮像視野域に複数のワークを振動移動する移動手段を備える。撮像視野域で振動移動する複数のワークを連続撮像する撮像手段を備える。撮像手段で撮像した連続画像を処理する画像処理手段を備える。不適合品２００となるワークＷを偽判定品１００として検出する。接触している正規のワークＷを偽判定品１００として検出する。偽判定品１００が連続するワークＷを不適合品２００として判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ねじやナットなどの多数の部品類を画像処理で一括検査することが可能な外観検査方法及び外観検査装置に関する。

当発明者は、先に特許文献１に記載のねじ類の検査方法を発明している。この検査方法は、搬送用のワイヤーを使用して検査対象品（以下、ワークと称する）を搬送しながらワークの輪郭やねじ山のピッチなどを検査する方法である。

一方、ワイヤー等を使用せずにワークを移動しながら検査する外観検査方法として、パーツフィーダーやリニアフィーダー、ボウルフィーダー等の振動フィーダーを利用する外観検査方法がある。

たとえば、特許文献２に記載の画像処理装置は、パーツフィーダーを使用して搬送路上にワークを整列移送し、搬送されるワークの姿勢や良否を判別するための画像処理を行う装置である。

また、特許文献３に記載の画像処理方法は、振動フィーダーで移送するワークの撮像画像からワークの姿勢を判別する方法である。

特許第６３６０７８２号公報 特開２００３-２８１５０６号公報 特許第６２８８５１７号公報

これら従来の外観検査方法は、ワークを個別に判別するために移動時にワークの接触を避ける必要がある。そのため、いずれもパーツフィーダー等の振動を利用してワークを個別に分離した状態で整列移動するものである。

すなわち、ねじ類の検査方法では、多数のワークをパーツフィーダーにて整列した後、二本のワイヤーの間に個別に挟んで移送している。また、他の画像処理装置や画像処理方法では、パーツフィーダー等でワークを振動移動しながらワークを個別に分離した後、搬送路や移送経路に搬送し、検査するものである。

そのため、多数のワークを検査する際に、ワークを個別に分離して整列移送するまでの時間に多くの時間が費やされていた。しかも、整列移送している間にせっかく分離したワ―クが再び接触するおそれもあり、この場合、ワークの判別ができなくなる不都合もあった。

特に、ねじやナットなどの部品類の検査では、極めて多くのワークを検査することになる。そのため、各ワークの間隔を開けて整列移送しながら検査するまでの工程には、より多くの時間を要していた。

そこで本発明は上述の課題を解決すべく創出されたもので、ワークの整列移送工程を一切不要とし、複数のワークを同時に外観検査することが可能になり、検査時間を著しく短縮することができる外観検査方法及び外観検査装置の提供を目的とする。

上述の目的を達成すべく本発明における第１の手段は、撮像視野域に複数のワークＷを振動移動する移動手段と、撮像視野域で振動移動する複数のワークＷを連続撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した連続画像を処理する画像処理手段と、を備え、画像処理手段の連続画像４０を基に複数のワークＷの輪郭を同時に検査する外観検査方法であって、画像処理手段は、正規のワークＷと比べて輪郭が不一致で不適合品２００となるワークＷと、正規のワークＷ同士が接触して輪郭が不一致となるワークＷとを、共に偽判定品１００として検出する工程と、連続画像４０の中から偽判定品１００が連続して検出されるワークＷのみを不適合品２００として判定する工程とを有する外観検査方法である。

第２の手段は、前記画像処理手段において、前記連続画像４０で偽判定品１００を検出した検出位置を特定すると共に、検出位置を特定した次の前記連続画像４０から検出位置の移動位置を予想する次回発生推定エリア３００を設け、この次回発生推定エリア３００内で再び偽判定品１００が検出された回数をカウントして不適合品２００を判定する。

第３の手段は、前記移動手段において、前記ワークを振動移動する振動を８０Ｈｚ～１２０Ｈｚとし、振幅を０．１mm～０．３mmとする。

第４の手段は、前記撮像手段において、前記連続画像４０の撮像間隔を０．０５秒～０．１５秒とする。

第５の手段は、撮像視野域に複数のワークＷを振動移動する直進フィーダー１０と、直進フィーダー１０の撮像視野域１１に移動した複数のワークＷに透過光を照射して撮像視野域１１の各ワークＷの輪郭を投影する照明装置２０と、撮像視野域１１上のワークＷの輪郭を連続撮像する撮像モジュール３０と、撮像モジュール３０で撮像した連続画像４０を処理する画像処理手段と、を備え、画像処理手段の連続画像４０を基にワークＷの輪郭を検査する外観検査装置であって、画像処理手段は、連続画像４０の中で、正規のワークＷと比べて輪郭が不一致となるワークＷと、ワークＷ相互が接触して輪郭が不一致となるワークＷとを共に偽判定品１００として検出した画像を特定すると共に、次からの連続画像４０の中から偽判定品１００が連続するワークＷを検出して不適合品２００を判定するように構成された外観検査装置である。

本発明の請求項１に記載のごとく、画像処理手段は、正規のワークＷと輪郭が不一致で不適合品２００となるワークＷと、正規のワークＷ同士が接触して輪郭が不一致となるワークＷとを、共に偽判定品１００として検出する工程と、連続画像４０の中から偽判定品１００が連続して検出されるワークのみを不適合品２００として判定する工程とを有するので、正規のワークＷが一時的に接触している偽判定品１００のワークＷは、振動移動中にワークＷが離れることで解消し、正規のワークＷと輪郭が不一致で不適合品２００となるワークＷのみが不適合品２００として連続的に検出される。この結果、偽判定品１００が連続するワークＷこそが不適合品２００として判定可能になる。したがって、複数のワークＷを同時に外観検査することが可能になり、検査時間を著しく短縮することができる。

請求項２のように、連続画像４０の次の画像から検出位置の移動位置を示す次回発生推定エリア３００を設け、この次回発生推定エリア３００内で再び偽判定品１００が検出された回数をカウントして不適合品２００を判定することで、正確な判別が可能になる。すなわち、仮に、正規のワークＷが一時的に接触している偽判定品１００が偶然連続したとしても、不適合品２００と判断するまでの連続回数を予め特定しておくことで、不適合品２００を正確に判別できるようになる。

請求項３のごとく、ワークを振動移動する振動を８０Ｈｚ～１２０Ｈｚとし、振幅を０．１mm～０．３mmとすることで、一般に使用されている直進フィーダーを利用して複数のワークＷを同時に移動することが可能になる。したがって、特殊な移動手段は必要なく、安価な提供が可能になる。

請求項４のように、撮像手段において、連続画像４０の撮像間隔を０．０５秒～０．１５秒とすることで、直進フィーダー１０で振動しながら移動するワークＷの輪郭を鮮明に撮像することができる。

請求項５のごとく、本発明外観検査装置は、複数のワークＷを振動移動する直進フィーダー１０と、直進フィーダー１０の撮像視野域１１に移動した複数のワークＷに透過光を照射して撮像視野域１１の各ワークＷの輪郭を投影する照明装置２０と、撮像視野域１１で投影された複数のワークＷの各輪郭を連続撮像する撮像モジュール３０と、撮像モジュール３０で撮像した連続画像４０を処理する画像処理手段とで構成されるシンプルな装置であるから、高性能の外観検査装置を安価に提供することが可能になる。

このように本発明によると、ワークを個別に分離して整列する工程が不要で、複数のワークを同時に外観検査することが可能になり、検査時間を著しく短縮することができるなどといった本発明独自の効果を奏するものである。

本発明で使用する検査装置の一実施例を示す斜視図である。 本発明で使用する検査装置の一実施例を示す側面図である。 本発明の連続画像を示す図である。 本発明の連続画像Ｎｏ.１を示す図である。 本発明の連続画像Ｎｏ.２を示す図である。 本発明の連続画像Ｎｏ.３を示す図である。 本発明の連続画像Ｎｏ.４を示す図である。

本発明検査方法は、例えばボルト、ナット、ワッシャー、カラー等の部品類を振動移動しながら検査する方法で、移動するワークＷの連続画像４０を基に複数のワークＷを同時に検査する検査方法である。

すなわち、撮像視野域に検査対象となる複数のワークを振動移動する移動手段と、撮像視野域で振動移動する複数のワークの輪郭を連続撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した連続画像を処理する画像処理手段と、を備えている。

移動手段において、ワークＷをボルト等の部品類とした場合に、ワークＷの振動移動用の振動を８０Ｈｚ～１２０Ｈｚとし、振幅を０．１mm～０．３mmとしている。これは、一般的な直進フィーダーでもナット、ワッシャー、カラー等の部品類を移動可能な条件になっている。実験では、部品の搬送に振動１００Ｈｚ、振幅０．２ｍｍ程度に設定している。

また、撮像手段において、連続画像４０の撮像間隔を０．０５秒～０．１５秒とすることで、直進フィーダー１０で振動しながら移動するワークＷの輪郭を鮮明に撮像することが可能になる。実験では、撮像、並びに画像処理間隔の時間は０．１秒に設定している。

画像処理手段は、予め正規のワークＷの輪郭データを備え、連続画像４０の画像に映ったワークＷと比較して輪郭を判定する装置である。すなわち、連続画像４０の各ワークＷの輪郭がインプットされた正規のワークＷの輪郭と異なった場合に、このワークＷを偽判定品１００として認定する。

この偽判定品１００には、不適合品２００のワークＷの他に、正規のワークＷ同士が接触して輪郭が不一致となるワークＷも混在することになる。ところが、このような接触状態の正規のワークＷは、常に振動しながら移動しているので、移動時に接触状態が解除されることになる。

一方、輪郭が不一致な不適合品２００のワークＷは、振動移動しても輪郭は不一致のままであるから偽判定品１００が連続することになる。そこで次の工程で、連続画像４０に示される偽判定品１００を連続的に確認することで、偽判定品１００のワークＷが正規のワークＷか不適合品２００であるかを判断することができる。

すなわち、連続画像４０の中で、偽判定品１００が解消したワークＷは判定せず、偽判定品１００が連続するワークＷを不適合品２００として判定する。

このとき、画像処理手段において、連続画像４０の中から偽判定品１００を検出した検出位置を特定すると共に、次の連続画像４０から検出位置の移動位置を示す次回発生推定エリア３００を設定する。そして、この次回発生推定エリア３００内で再び偽判定品１００が検出された回数をカウントし、偽判定品１００が複数回続いた場合に偽判定品１００のワークＷを不適合品２００として判定するものである。

仮に正規のワークＷが接触している状態が連続して偽判定品１００が続いているとしても、ある程度の距離を移動する間にワークＷが離れると偽判定品１００は解消する。例えば、偽判定品１００が２回続いたとしても３回目に解消することが多い。そこで、偽判定品１００が５回続いた場合に不適合品２００として判定するなど、任意の回数で不適合品２００を判定することができる。

次に、図３から図７に基づいて不適合品２００を判定するまでの判断工程を示す。図３は連続画像４０の一例を示している。この画像で１個の偽判定品１００が検出されている。このように、偽判定品１００が検出されると、次の連続画像４０から次回発生推定エリア３００を設定し、このエリア内に再び偽判定品１００が検出されるか否かを確認する。

図４は、連続画像４０のＮｏ.１の画像を示している。この画像では、偽判定品１００を３個検出した状態を示している。３個の偽判定品１００の中で、一個の偽判定品１００には、輪郭が異なり不適合品となるワークＷと、この不適合品となるワークＷに接触している正規のワークＷとが一つの偽判定品１００に含まれたものが含まれている。偽判定品１００として検出された各ワークＷは、次回発生推定エリア３００内の検出なので、各偽判定品１００のワークＷの発生回数を連続カウント１とする。

図５は、連続画像４０のＮｏ.２の画像を示している。この画像では、偽判定品１００が２個に減っている。不適合品となるワークＷに接触していた正規のワークＷは、接触が解消してカウントがリセットされている。残った２個の偽判定品１００のワークＷを連続カウント２とする。

図６は、連続画像４０のＮｏ.３の画像を示している。この画像では、偽判定品１００は２個のまま残っている。これら２個の偽判定品１００のワークＷを連続カウント３とする。

図７は、連続画像４０のＮｏ.４の画像を示している。この画像では、偽判定品１００が１個消えて１個の偽判定品１００が残った状態にある。消えた偽判定品１００は正規のワークＷが接触したものなのでカウントはリセットされ、残った偽判定品１００のワークＷを連続カウント４として、不適合品２００と認定する。このように、正規のワークＷが接触している偽判定品１００は、連続カウントを数えている間に消滅し、輪郭が異なる不適合品２００のワークＷのみが残ることが判る。

図示例では、偽判定品１００が４回連続したワークＷを不適合品２００と判定しているが、判定する連続カウントの回数は任意に設定することができる。

このように、本発明検査方法は、接触状態にある正規品のワークＷと不適合品２００のワークＷとが混在している偽判定品１００の中から、ワークＷが振動移動する際の連続画像４０によって接触状態にある正規品のワークＷの偽判定品１００を振るい落とし、残った偽判定品１００のワークＷを不適合品２００として判定する検査方法である。

本発明検査装置の基本構成は、少なくとも、直進フィーダー１０、照明装置２０、撮像モジュール３０、連続画像４０を備える構成であり、連続画像４０を基にワークＷの形状・寸法を検査する画像処理装置５０を備えている（図１参照）。

直進フィーダー１０は、複数のワークＷをまとめて直進移動させる装置である。図示の直進フィーダー１０は、ガラス板振動式直進フィーダーを使用し、ガラス傾斜路の先端側に透明な撮像視野域が形成されている（図２参照）。

照明装置２０は、撮像視野域１１に移動した複数のワークＷに透過光を照射して各ワークＷの輪郭を投影する装置である（図１参照）。図示の照明装置２０は撮像視野域１１の下方に配置されるＬＥＤライトで、撮像視野域１１上にワークＷの輪郭を投影するように構成している。また、照明装置２０の光を撮像視野域１１の上から投光して撮像することも可能である。

撮像モジュール３０は、撮像視野域１１のワークＷの輪郭を連続撮像すると共に、この連続画像４０のデータを画像処理手段に送る装置である（図１参照）。そして、画像処理装置５０において、連続画像４０を処理して不適合品２００を判定するように構成している。

すなわち、画像処理装置５０の検査画面５１に表示される連続画像４０の中で、輪郭が不一致となるワークＷと、ワークＷ相互が接触しているワークＷとを共に偽判定品１００として特定する（図３参照）。そして、次からの連続画像４０の中から偽判定品１００が連続するワークＷを検出して不適合品２００を判定するものである。

不適合品２００が判定されると直進フィーダー１０が停止する。そして、画像処理装置５０の検査画面５１に表示されている連続画像４０で、不適合品２００のワークＷを確認してこれを排除する。また、直進フィーダー１０を停止せずに不適合品２００のワークＷを自動的に排除することも可能である。

尚、本発明の検査方法はボルトやナット等の部品類に限定されるものではなく、輪郭を判別する多くの分野での使用が可能である。また、本発明装置の構成は図示例に限定されるものではなく、直進フィーダー１０や照明装置２０撮像モジュール３０等の形状、構造等の設計変更は任意に行うことができる。

Ｗ ワーク
１０ 直進フィーダー
１１ 撮像視野域
２０ 照明装置
３０ 撮像モジュール
４０ 連続画像
５０ 画像処理装置
１００ 偽判定品
２００ 不適合品
３００ 次回発生推定エリア

第５の手段は、撮像視野域に複数のワークＷを振動移動する直進フィーダー１０と、直進フィーダー１０の撮像視野域１１に移動した複数のワークＷに透過光を照射して撮像視野域１１の各ワークＷの輪郭を投影する照明装置２０と、撮像視野域１１上のワークＷの輪郭を連続撮像する撮像モジュール３０と、撮像モジュール３０で撮像した連続画像４０を処理する画像処理手段と、を備え、画像処理手段の連続画像４０を基に複数のワークＷの輪郭を同時に検査する外観検査装置であって、画像処理手段は、正規のワークＷと比べて輪郭が不一致で不適合品２００となるワークＷと、正規のワークＷ同士が接触して輪郭が不一致となるワークＷとを、共に偽判定品１００として特定すると共に、連続画像４０の中から偽判定品１００が連続して検出されるワークＷのみを不適合品２００として判定するように構成された外観検査装置である。

Claims (5)

1. 撮像視野域に複数のワークを振動移動する移動手段と、撮像視野域で振動移動する複数のワークを連続撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像した連続画像を処理する画像処理手段と、を備え、画像処理手段の連続画像を基に複数のワークの輪郭を同時に検査する外観検査方法であって、
   画像処理手段は、正規のワークと比べて輪郭が不一致で不適合品となるワークと、正規のワーク同士が接触して輪郭が不一致となるワークとを、共に偽判定品として検出する工程と、
   連続画像の中から偽判定品が連続して検出されるワークのみを不適合品として判定する工程とを有することを特徴とする外観検査方法。
2. 前記画像処理手段において、前記連続画像で偽判定品を検出した検出位置を特定すると共に、検出位置を特定した次の前記連続画像から検出位置の移動位置を予想する次回発生推定エリアを設け、この次回発生推定エリア内で再び偽判定品が検出された回数をカウントして不適合品を判定する請求項１記載の外観検査方法。
3. 前記移動手段において、前記ワークを振動移動する振動を８０Ｈｚ～１２０Ｈｚとし、振幅を０．１mm～０．３mmとする請求項１記載の外観検査方法。
4. 前記撮像手段において、前記連続画像の撮像間隔を０．０５秒～０．１５秒とする請求項１記載の外観検査方法。
5. 撮像視野域に複数のワークを振動移動する直進フィーダーと、直進フィーダーの撮像視野域に移動した複数のワークに透過光を照射して撮像視野域の各ワークの輪郭を投影する照明装置と、撮像視野域上のワークの輪郭を連続撮像する撮像モジュールと、撮像モジュールで撮像した連続画像を処理する画像処理手段と、を備え、画像処理手段の連続画像を基にワークの輪郭を検査する外観検査装置であって、
   画像処理手段は、連続画像の中で、正規のワークと比べて輪郭が不一致となるワークと、正規のワーク相互が接触しているワークとを共に偽判定品として検出した画像を特定すると共に、次からの連続画像の中から偽判定品が連続するワークを検出して不適合品を判定するように構成されたことを特徴とする外観検査装置。
   

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