JP2023049256A - 外観検査装置及び外観検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の搬送性を担保すると共に部品を高解像度で撮像すること。
【解決手段】外観検査装置１は、コンベア１１と、カメラ１２と、ワークＷの像をカメラ１２の撮像面に向けて反射する複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、ミラー開閉機構１４，１５と、コントローラ９０と、を備え、コントローラ９０は、ワークＷが撮像領域Ａ２まで搬送されるようにコンベア１１を制御する第１制御と、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが撮像領域Ａ２の方向に移動するようにミラー開閉機構１４，１５を制御する第２制御と、ワークＷを撮像するようにカメラ１２を制御する第３制御と、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが搬送経路から離れる方向に移動するようにミラー開閉機構１４，１５を制御する第４制御と、を実行するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、部品の外観検査装置及び外観検査方法に関する。

特許文献１には、部品の外観を撮像して、部品の電極形状、表面の欠陥、キズ、汚れ、異物等の有無を検査する外観検査装置が記載されている。特許文献１の外観検査装置は、部品の底面に対向する位置に撮像面を向けた撮像手段と、部品の４側面に対応して設けられたミラーと、を備え、ミラーは、部品の４側面の像を、撮像手段の撮像面に向けて反射させ、撮像手段は、底面画像に加え、４側面の像を撮像している。

このような構成によれば、１つの撮像手段により部品の複数の面を撮像することができるので、例えば部品の面毎に撮像手段が設けられた構成と比較して、コストが低減されると共に、撮像手段の切り替え等が不要になることにより撮像処理の簡易化が図られる。

特開２００９－２７６３３８号公報

上述したような外観検査装置では、部品を撮像領域まで搬送すると共に、撮像領域において部品を停止させて撮像処理を行う。ここで、高解像度で撮像を行う観点からは、上述したミラーが部品に近接していることが好ましい。一方で、部品を適切に搬送する観点からは、部品の搬送が可能になる程度に部品からミラーを離間させる必要がある。このように、従来、部品の搬送性と高解像度での部品の撮像を両立することが困難である。

本発明の一態様は上記実情に鑑みてなされたものであり、１つの撮像手段によって部品の複数の面を撮像する構成において、部品の搬送性を担保すると共に部品を高解像度で撮像することを可能にする外観検査装置及び外観検査方法に関する。

本発明の一態様に係る外観検査装置は、部品の表面状態を検査する外観検査装置であって、載置された部品を搬送経路に沿って撮像領域まで搬送可能に構成された搬送部と、撮像領域に搬送された部品に対して第１方向で対向し、部品を撮像する撮像部と、第１方向で見ると、撮像領域に搬送された部品を囲うように配置され、部品の像を撮像部の撮像面に向けて反射する複数のミラーと、複数のミラーを移動可能に構成された移動機構と、制御装置と、を備え、制御装置は、部品が撮像領域まで搬送されて撮像領域で停止するように搬送部を制御する第１制御と、第１制御後において複数のミラーが撮像領域の方向に移動するように移動機構を制御する第２制御と、第２制御後において部品を撮像するように撮像部を制御する第３制御と、第３制御後において複数のミラーが撮像領域を含む搬送経路から離れる方向に移動するように移動機構を制御する第４制御と、を実行するように構成されている。

本発明の一態様に係る外観検査装置では、部品の像を撮像部の撮像面に向けて反射する複数のミラーが、撮像領域に搬送された部品を囲うように配置されているので、１つの撮像部により部品の複数の面を撮像することができ、例えば部品の面毎に撮像手段が設けられた構成と比較して、コストが低減されると共に、撮像手段の切り替え等が不要になることにより撮像処理の簡易化が図られる。そして、本発明の一態様に係る外観検査装置では、部品が撮像領域に停止した状態において、複数のミラーが撮像領域の方向に移動するように移動機構が制御され、その後に撮像部による部品の撮像が実施される。このように、複数のミラーが、撮像領域の方向に移動させられ、その状態で部品の撮像が実施されることにより、部品の撮像時において複数のミラーが部品に近接し撮像時フレーム枠が小さくされた状態で部品の撮像が実施されることとなるので、高解像度（高画素）での部品の撮像を実現することができる。更に、本発明の一態様に係る外観検査装置では、撮像後において、複数のミラーが撮像領域を含む搬送経路から離れる方向に移動させられるので、撮像時以外（撮像前及び撮像後）においては複数のミラーが搬送経路に配置されないこととなり、複数のミラーが部品の搬送の妨げにならない。以上のように、本発明の一態様に係る外観検査装置によれば、制御装置によって移動機構が複数のミラーを移動させることにより、部品の搬送性を担保すると共に部品を高解像度で撮像することができる。

上記外観検査装置は、撮像領域に搬送される部品を支持する支持部を更に備え、部品は、少なくともその下面がアーチ状に形成されており、支持部における部品を支持する面は、アーチ状に形成された部品の形状に対応するように中央部が下方に凹んだＶ字状に形成されていてもよい。このように、支持部における部品を支持する面が部品の形状に沿ってＶ字状に形成されていることにより、支持部が部品を受け取る際に、支持部の軸に対してθ方向に部品がズレた状態で支持部に載置されることが効果的に抑制される。

上記外観検査装置は、搬送経路における撮像領域よりも上流側の位置決め領域に搬送された部品について上方から押さえ込むと共に前後方向の位置決めを行う押さえ治具を更に備え、制御装置は、第１制御前において部品が位置決め領域まで搬送されて位置決め領域で停止するように搬送部を制御する第５制御と、第５制御後且つ第１制御前において部品が押さえ込まれるように押さえ治具を制御する第６制御と、を更に実行するように構成されていてもよい。撮像領域に搬送された部品の位置（向き）が想定と異なっている場合には、撮像後の部品の検査を高精度に実施することができない場合がある。部品の位置補正については、例えば画像ソフトによる位置補正を行うことが考えられるが、このような位置補正を行っても、部品の検査精度を十分に担保することができない場合がある。この点、撮像領域よりも上流側の位置決め領域において、押さえ治具により部品が押さえ込まれると共に部品の前後方向の位置決めがなされる（すなわち、ソフト的な補正ではなく実際に部品の位置補正を実施する）ことにより、その後の撮像領域における撮像結果に基づく検査精度を向上させることができる。具体的には、押さえ治具によって上方から部品が押さえ込まれることにより部品のローリングズレ（アーチ状の部品が回転する方向のズレ）が補正されると共に、押さえ治具によって部品の前後方向の位置決めがなされることにより、部品の前後ズレが補正され、検査精度を向上させることができる。

部品は、第１方向で見ると略矩形状とされており、複数のミラーは、第１方向で見た部品の４つの角部それぞれに配置されて該角部の像を反射する４つのミラーを含んで構成されていてもよい。このように各ミラーが角部に配置されることにより、各ミラーによって角部に近接する二辺（第１方向で見た二辺）について撮像することができるので、部品の各面を適切に撮像することができる。

制御装置は、第３制御における撮像部の撮像結果に基づき部品の良否を判定する第７制御を更に実行するように構成されており、第７制御では、部品における角部からの離間距離に応じた縮小率を掛け合わせて寸法を補正する補正処理を行った後に、部品の良品を判定してもよい。このような補正処理が実施されることにより、角部からの離間距離を考慮して実際の寸法を高精度に推定することができ、部品の良否判定精度を向上させることができる。

上記外観検査装置は、撮像領域に搬送された部品の上方に配置され、部品に対して光を照射する第１照明と、撮像領域に搬送された部品の下方に配置され、部品に対して光を照射する第２照明と、を更に備えていてもよい。部品の上方から光を照射する第１照明に加えて、部品の下方から光を照射する第２照明が設けられることにより、第１照明のみの場合に光が照射されにくい部品の下面（底面）にも適切に光を照射し、より検査精度を向上させやすい撮像結果を得ることができる。

本発明の一態様に係る外観検査方法は、部品の表面状態を検査する外観検査方法であって、搬送部によって、部品を撮像領域まで搬送し該撮像領域で停止させる第１工程と、第１工程後において、移動機構によって、撮像領域に搬送された部品を囲うように配置された複数のミラーを撮像領域の方向に移動させる第２工程と、第２工程後において、撮像部によって、部品を撮像する第３工程と、第３工程後において、移動機構によって、複数のミラーを撮像領域から離れる方向に移動させる第４工程と、を含む。

本発明の一態様によれば、１つの撮像手段によって部品の複数の面を撮像する構成において、部品の搬送性を担保すると共に部品を高解像度で撮像することを可能にする。

外観検査装置の全体構成を示す模式図である。 検査対象であるワークを模式的に示す斜視図である。 各領域における状態を説明する図である。 ミラー開閉機構の動作を説明する図である。 第１照明及び第２照明について説明する図である。 撮像結果の一例を示す図である。 分割補正を説明する図である。 コントローラのハードウェア構成図である。 外観検査処理を示すフローチャートである。

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、外観検査装置１の全体構成を示す模式図である。図１に示される外観検査装置１は、部品であるワークの表面状態を検査する装置である。外観検査装置１は、ワークの表面状態を検査することにより、ワークの良否を判定する。ワークの表面状態を検査するとは、ワークの表面に、所定の不良項目に該当する不良が生じているか否かを検査することをいう。所定の不良項目とは、例えば、カケ、クラック、汚れ（シミ）、スアナ、クロカワ、研磨不良、ガタ、カット不良等である。カケとは、ワークＷの一部がカケ落ちて凹部分が生じる不良である。クラックとは、スジ状の凹部分が生じる不良である。汚れ（シミ）とは、例えば洗浄不足による汚れ残りの不良である。スアナとは、丸状の凹部分が生じる不良である。クロカワとは、研磨残りの部分（十分に研磨できていない部分）における変形・縮率の不良である。研磨不良とは、部分的に削りすぎた部分の不良である。ガタとは、アシ部の高さばらつきにより生じる不良である。カット不良とは、面取りバランスが悪化した不良である。具体的な検査方法については後述する。図１に示されるように、外観検査装置１は、検査ユニット１０と、コントローラ９０（制御装置）とを有する。

図１に示されるように、検査ユニット１０は、コンベア１１（搬送部）と、カメラ１２（撮像部）と、複数のミラー１３と、ミラー開閉機構１４，１５と、支持部１６と、第１照明１７と、第２照明１８，１９と、位置決め治具２０（図３（ｂ）及び図３（ｄ）参照）と、を含んで構成されている。検査ユニット１０に含まれる各構成は、コントローラ９０に制御される。外観検査装置１は、コントローラ９０の制御に応じて部品であるワークＷの表面状態を検査する。ワークＷは、例えば磁性部品である。

図２は、検査対象であるワークＷを模式的に示す斜視図である。図２に示されるように、ワークＷはアーチ状に形成されている。図２に示されるように、ワークＷは、アーチ状に形成された外Ｒ面Ｗｏと、外Ｒ面Ｗｏの裏面であってアーチ状に形成された内Ｒ面Ｗｉと、ワークＷの長さ方向の両端面であるＡ端面Ｗａと、ワークＷの幅方向の両端面であるＢ端面Ｗｂと、Ａ端面Ｗａの下端と内Ｒ面Ｗｉの端部とを連結するハネアゲ面Ｗｙ及びアシ部Ｗｘと、を有する。外Ｒ面Ｗｏは、後述する支持部１６に支持される面であり、Ｘ方向に沿ってアーチ状に形成されている（図３（ｂ）等参照）。なお、ワークＷは、図１に示されるように、上下方向（第１方向）で見ると略矩形状とされている。

図１に戻り、コンベア１１は、作業者が検査ユニット１０に投入したワークＷを搬送するコンベアである。すなわち、コンベア１１は、載置されたワークＷを搬送経路に沿って撮像領域Ａ２まで搬送可能に構成された搬送部である。コンベア１１は、例えばタイミングベルト１１ａと、タイミングプーリ１１ｂ（図３（ｂ）参照）とを有するタイミングベルトコンベアであってもよい。この場合、コンベア１１の動力源は、例えばサーボモータ（不図示）とされてもよい。コンベア１１は、コントローラ９０からの制御信号を受信することにより、以下のように動作する。すなわち、コンベア１１は、作業者によって投入されて投入領域Ａ０に位置するワークＷを、位置決め領域Ａ１まで搬送して一時停止する。当該位置決め領域Ａ１においては、ワークＷの位置決め処理が実施される（詳細は後述）。つづいて、コンベア１１は、位置決め領域Ａ１に位置するワークＷを撮像領域Ａ２まで搬送して一時停止する。当該撮像領域Ａ２では、ワークＷの撮像処理が実施される（詳細は後述）。つづいて、コンベア１１は、撮像領域Ａ２に位置するワークＷを排出領域Ａ３まで搬送する。ワークＷは、当該排出領域Ａ３から検査ユニット１０の外部に排出され、後工程に供給される。

支持部１６は、撮像領域Ａ２に搬送されるワークＷを支持する構成である。支持部１６は、投入領域Ａ０において作業者によって投入されるワークＷを受け取り、コンベア１１によって搬送されるワークＷを支持する。なお、図１、図３（ａ）、及び図３（ｂ）においてはワークＷを支持する前の、投入領域Ａ０における支持部１６が示されている。支持部１６によってワークＷが支持された状態で、支持部１６がコンベア１１に搬送されることにより、ワークＷが、位置決め領域Ａ１、撮像領域Ａ２、及び排出領域Ａ３に順次移動する。

なお、以下では、上下方向をＺ方向（第１方向）、コンベア１１によるワークＷの搬送方向をＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に交差する方向をＹ方向として説明する場合がある。図１、図３（ａ）、及び図３（ｃ）は、検査ユニット１０の構成を上方から見た図（Ｚ方向から見た図）を示している。図３（ｂ）及び図３（ｅ）は、検査ユニット１０の構成をＹ方向から見た図を示している。図３（ｄ）は、検査ユニット１０の構成をＸ方向から見た図を示している。

図３（ｂ）に示されるように、支持部１６におけるワークＷを支持する面である支持面１６ａは、アーチ状に形成されたワークＷの形状（詳細には外Ｒ面Ｗｏの形状）に対応するように中央部が下方に凹んだＶ字状に形成されている。すなわち、支持面１６ａは、Ｘ方向における中央部分ほど下方に凹んでいる。支持面１６ａはその略全面がワークＷの外Ｒ面Ｗｏに接していてもよいし、図３（ｂ）に示されるように、Ｘ方向の両端部側の面において接しＸ方向の中央部分の面において外Ｒ面Ｗｏに接してなくてもよい。

位置決め治具２０は、図３（ｂ）及び図３（ｄ）に示されるように、搬送経路における撮像領域Ａ２よりも上流側の位置決め領域Ａ１に搬送されたワークＷについて、上方から押さえ込むと共にワークＷの前後方向であるＹ方向の位置決めを行う押さえ治具である。図３（ｄ）に示されるように、位置決め治具２０は、平板状の本体部２０ａと、本体部２０ａにおけるＹ方向の両端部に設けられ下方に延びる突出部２０ｂ，２０ｃとを有する。位置決め治具２０は、コントローラ９０の制御に応じて、位置決め領域Ａ１に搬送されたワークＷに対して上方から接近し、本体部２０ａでワークＷを下方に押さえ込むと共に、突出部２０ｂ，２０ｃによってＹ方向の両端部側からワークＷを押さえ込む。図３（ｄ）及び図３（ｅ）に示されるように、位置決め治具２０の本体部２０ａによってワークＷが下方に押さえ込まれることによりワークＷのローリングズレ（アーチ状のワークＷが回転する方向のズレ）が補正されると共に、突出部２０ｂ，２０ｃによってＹ方向の両端部側からワークＷが押さえ込まれることによりワークＷのＹ方向の位置ズレが補正される。

図１に戻り、カメラ１２は、撮像領域Ａ２に搬送されたワークＷに対してＺ方向（第１方向）で対向し、ワークＷを撮像する撮像部である。カメラ１２は、コントローラ９０からの制御信号を受信することにより、撮像を行う。カメラ１２は、撮像結果をコントローラ９０に送信する。

複数のミラー１３は、４つのミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを含んで構成されている。各ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、例えばプリズム等の光学素子である。各ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、Ｚ方向（第１方向）で見ると、撮像領域Ａ２に搬送されたワークＷを囲うように配置され、ワークＷの像をカメラ１２の撮像面に向けて反射する。各ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、Ｚ方向で見ると略矩形状とされているワークＷの４つの角部のそれぞれに配置され、該角部の像を反射する。図１に示されるように、Ｚ方向で見ると、各ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、Ｘ方向及びＹ方向に対して４５°となる位置に配置されている。このように各ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが設けられることにより、ワークＷの角部に近接する二辺（Ｚ方向で見た二辺）に関して、ワークＷの像がカメラ１２の撮像面に向けて反射される。

ミラー開閉機構１４は、複数のミラー１３ａ，１３ｂを開閉移動可能に構成された移動機構である。ミラー開閉機構１５は、複数のミラー１３ｃ，１３ｄを開閉移動可能に構成された移動機構である。ミラー開閉機構１４，１５は、コントローラ９０からの制御信号を受信することにより、開閉動作を行う。

図４（ａ）及び図４（ｂ）はミラー開閉機構１４，１５の動作を説明する図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、ミラー開閉機構１４は、アクチュエータ等の動力源を有してＹ方向に沿って移動可能な駆動部１４ａと、駆動部１４ａに連結されると共にミラー１３ａ，１３ｂに連結される連結部１４ｂと、を有する。ミラー開閉機構１５は、アクチュエータ等の動力源を有してＹ方向に沿って移動可能な駆動部１５ａと、駆動部１５ａに連結されると共にミラー１３ｃ，１３ｄに連結される連結部１５ｂと、を有する。

図４（ａ）は、コントローラ９０からの制御に応じて駆動部１４ａ，１５ａが搬送経路から離れる方向に移動した状態を示している。このような状態では、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがワークＷの搬送経路から離間して配置されているので、複数の１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがワークＷの搬送の妨げにならない。

図４（ｂ）は、コントローラ９０からの制御に応じて駆動部１４ａ，１５ａが搬送経路の方向（具体的には撮像領域Ａ２の方向）に移動した状態を示している。このような状態では、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがワークＷに近接して配置されているので、撮像時フレーム枠を小さくして高解像度（高画素）でのワークＷの撮像を実現することができる。

図１に戻り、第１照明１７は、撮像領域Ａ２に搬送されたワークＷの上方に配置され、ワークＷに対して光を照射する照明である。第２照明１８，１９は、撮像領域Ａ２に搬送されたワークＷの下方に配置され、ワークＷに対して光を照射する照明である。

図５は、第１照明１７及び第２照明１８，１９について説明する図である。図５に示されるように、第１照明１７は、カメラ１２の下方且つワークＷの上方に配置されており、カメラ１２とワークＷとの間を遮らないようにリング状に形成されている。第２照明１８は、複数のミラー１３ａ，１３ｂにて像が反射される側のワークＷの面を下方から照らすように（図１参照）、ワークＷの下方に配置されている（図５参照）。第２照明１９は、複数のミラー１３ｃ，１３ｄにて像が反射される側のワークＷの面を下方から照らすように（図１参照）、ワークＷの下方に配置されている（図５参照）。第２照明１８，１９については、例えば可変式照明を用い、拡散板を介してワークＷの底面を全体的に照らすことにより、部分的なハレーションムラのない撮像が可能となっている。

図６は、カメラ１２による撮像結果の一例を示す図である。図６に示されるように、ワークＷを囲うように、Ｘ方向及びＹ方向に対して４５°となる位置に各ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが配置され、ワークＷの下方から第２照明１８，１９による光の照射が行われた状態で撮像が行われることにより、１つのカメラ１２によって、ワークＷの内Ｒ面Ｗｉだけでなく、ワークＷの角部に近接する二辺等についても適切に撮像することができる。

図１に戻り、コントローラ９０は、ワークＷの所定の検査面を検査するために外観検査装置１に含まれる各構成を制御すること（制御処理）と、検査結果に基づきワークＷの表面状態を判定すること（判定処理）とを実行可能に構成されている。以下、制御処理及び判定処理について詳細に説明する。

制御処理では、コントローラ９０は、まず、支持部１６に支持されたワークＷが搬送経路に沿って位置決め領域Ａ１まで搬送されて位置決め領域Ａ１で停止するようにコンベア１１を制御する（第５制御を実行する）。

コントローラ９０は、上述した第５制御後、図３（ｂ）及び図３（ｄ）等に示されるように、位置決め領域Ａ１においてワークＷのＹ方向の位置決めがなされるよう、位置決め治具２０を制御する（第６制御を実行する）。

コントローラ９０は、上述した第６制御後、図３（ａ）及び図３（ｂ）等に示されるように、ワークＷが撮像領域Ａ２まで搬送されて撮像領域Ａ２で停止するようコンベア１１を制御する（第１制御を実行する）。

コントローラ９０は、上述した第１制御後において、図４（ｂ）に示されるように、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが撮像領域Ａ２の方向に移動するようミラー開閉機構１４，１５を制御する（第２制御を実行する）。

コントローラ９０は、上述した第２制御後において、ワークＷを撮像するようにカメラ１２を制御する（第３制御を実行する）。

コントローラ９０は、上述した第３制御後において、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが撮像領域Ａ２を含む搬送経路から離れる方向に移動するようミラー開閉機構１４，１５を制御する（第４制御を実行する）。

判定処理では、コントローラ９０は、上述した第３制御におけるカメラ１２の撮像結果に基づき、ワークＷの良否を判定する（第７制御を実行する）。コントローラ９０は、例えば、カメラ１２の撮像結果が示す寸法、面積、色の濃淡等の情報が所定の正常範囲内であるか否かを判定する。コントローラ９０は、カメラ１２の撮像結果と、ワークＷの良品の画像であるマスタ画像とを比較することによって、寸法、面積、色の濃淡等の情報が正常であるか（マスタ画像と同様であるか）を判定してもよい。各不良項目のうち、例えばカケ、クラック、スアナ、バリについては、カメラ１２の撮像結果が示す寸法に応じて判定が可能である。また、例えばシミについては、カメラ１２の撮像結果が示す濃淡及び面積に応じて判定が可能である。また、例えばクロカワ、研磨不良、カット不良については、カメラ１２の撮像結果を用いて判定が可能である。具体的には、クロカワについては撮像結果が示す面積から判定が可能であり、研磨不良については撮像結果が示す幅から判定が可能であり、カット不良については撮像結果が示す寸法から判定が可能である。

コントローラ９０は、各種良否判定を所定の順番で行い、いずれかの良否判定で不良となった時点で、その後の良否判定を行うことなくワークＷを不良品であると判定してもよい。コントローラ９０は、不良と判定したワークＷについて、不良項目を特定し（例えばクロカワ等）、不良項目別の排出位置に不良と判定したワークＷが排出されるように制御してもよい。

なお、コントローラ９０は、ワークＷの良品を判定する際において、ワークＷにおける角部からの離間距離に応じた縮小率を掛け合わせて寸法を補正する分割補正処理を行った後に、ワークＷの良品を判定してもよい。

図７は、分割補正処理を説明する図である。ワークＷの角部の周辺については、領域を５分割して、それぞれの領域毎に縮小率を掛け合わせることにより、実際の寸法が高精度に推定される。図７に示される例では、ワークＷの角部の周辺の領域が５つに分割されている。具体的には、角部から延びる２辺について、ワークＷの中心から３ｍｍ奥側（角部から見て奥側）までを検査エリアとして、ワークＷの角部から３ｍｍ（二辺それぞれにおいて３ｍｍ）の領域と、二辺それぞれにおいて残りの検査エリアを二分割した各領域とを含む５つの領域に分割されている。なお、上記に分割した各領域については、例えば３ｍｍほど領域がオーバーラップしていてもよい。このように５分割した領域について、それぞれ角部からの離間距離に応じた縮小率が掛け合わされて、寸法が推定される。具体的には、図７に示される例では、角部から３ｍｍの領域については縮小率９８％が掛け合わされ、上記二分割した領域のうち角部寄りの領域については縮小率９４％が掛け合わされ、上記二分割した領域のうち中央寄りの領域については縮小率８２％が掛け合わされて、それぞれ寸法が推定される。このような縮小率については、実際の検証結果に基づいて設定されてもよい。なお、領域がオーバーラップしている箇所で欠陥が検出された場合には、二分割した各領域の縮小率のうち小さい方の縮小率が掛け合わされてもよい。

コントローラ９０のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ９０は、ハードウェア上の構成として、例えば図８に示す回路９００を有する。回路９００は、プロセッサ９０１と、メモリ９０２と、ストレージ９０３と、入出力ポート９０４と、ドライバ９０５とを有する。ドライバ９０５は、検査ユニット１０の各種アクチュエータを駆動するための回路である。入出力ポート９０４は、外部信号の入出力を行うのに加え、ドライバ９０５に対する信号の入出力も行う。プロセッサ９０１は、メモリ９０２及びストレージ９０３の少なくとも一方と協議してプログラムを実行し、入出力ポート９０４を介した信号の入出力を実行することで、上述した機能モジュールを構成する。

なお、コントローラ９０のハードウェア上の構成は、必ずしもプログラムの実行により機能モジュールを構成するものに限られない。例えばコントローラ９０は、専用の論理回路により、又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）によりこれらの機能モジュールを構成するものであってもよい。

次に、外観検査装置１によるワークＷの外観検査処理（外観検査方法）について、図９を参照して説明する。

図９に示されるように、外観検査処理では、最初に、コンベア１１にワークＷが流される（ステップＳ１）。ワークＷは、コンベア１１上の支持部１６に支持された状態でコンベア１１によって搬送され、位置決め領域Ａ１に到達する（ステップＳ２）。そして、位置決め領域Ａ１において、位置決め治具２０が、ワークＷを上方から押さえ込むと共にワークＷの前後方向であるＹ方向の位置決めを行う（ステップＳ３）。

その後、ワークＷは、コンベア１１によって搬送され、撮像領域Ａ２にまで搬送されて停止する（ステップＳ４，第１工程）。そして、ミラー開閉機構１４，１５によって、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが搬送経路の方向（具体的には撮像領域Ａ２の方向）に移動するミラー閉脚移動が実施される（ステップＳ５，第２工程）。

そして、カメラ１２によってワークＷが撮像されるカメラ検査が実施される（ステップＳ６，第３工程）。その後、ミラー開閉機構１４，１５によって、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが搬送経路から離れる方向（撮像領域Ａ２から離れる方向）に移動するミラー開脚移動が実施される（ステップＳ７，第４工程）。

そして、カメラ検査に基づくワークＷの良否判定が実施され（ステップＳ８）、不良品であるワークＷについては不良品として排出され（ステップＳ９）、良品であるワークＷについては良品として排出される（ステップＳ１０）。

次に、本実施形態に係る外観検査装置１の作用効果について説明する。

本実施形態に係る外観検査装置１は、ワークＷの表面状態を検査する外観検査装置であって、載置されたワークＷを搬送経路に沿って撮像領域Ａ２まで搬送可能に構成されたコンベア１１と、撮像領域Ａ２に搬送されたワークＷに対してＺ方向で対向し、ワークＷを撮像するカメラ１２と、Ｚ方向で見ると、撮像領域Ａ２に搬送されたワークＷを囲うように配置され、ワークＷの像をカメラ１２の撮像面に向けて反射する複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを移動可能に構成されたミラー開閉機構１４，１５と、コントローラ９０と、を備え、コントローラ９０は、ワークＷが撮像領域Ａ２まで搬送されて撮像領域Ａ２で停止するようにコンベア１１を制御する第１制御と、第１制御後において複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが撮像領域Ａ２の方向に移動するようにミラー開閉機構１４，１５を制御する第２制御と、第２制御後においてワークＷを撮像するようにカメラ１２を制御する第３制御と、第３制御後において複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが撮像領域Ａ２を含む搬送経路から離れる方向に移動するようにミラー開閉機構１４，１５を制御する第４制御と、を実行するように構成されている。

本実施形態に係る外観検査装置１では、ワークＷの像をカメラ１２の撮像面に向けて反射する複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが、撮像領域に搬送されたワークＷを囲うように配置されているので、１つのカメラ１２によりワークＷの複数の面を撮像することができ、例えばワークＷの面毎に撮像手段が設けられた構成と比較して、コストが低減されると共に、撮像手段の切り替え等が不要になることにより撮像処理の簡易化が図られる。そして、本実施形態に係る外観検査装置１では、ワークＷが撮像領域Ａ２に停止した状態において、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが撮像領域Ａ２の方向に移動するようにミラー開閉機構１４，１５が制御され、その後にカメラ１２によるワークＷの撮像が実施される。このように、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが、撮像領域Ａ２の方向に移動させられ、その状態でワークＷの撮像が実施されることにより、ワークＷの撮像時において複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがワークＷに近接し撮像時フレーム枠が小さくされた状態でワークＷの撮像が実施されることとなるので、高解像度（高画素）でのワークＷの撮像を実現することができる。更に、本実施形態に係る外観検査装置１では、撮像後において、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが撮像領域Ａ２を含む搬送経路から離れる方向に移動させられるので、撮像時以外（撮像前及び撮像後）においては複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが搬送経路に配置されないこととなり、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがワークＷの搬送の妨げにならない。以上のように、本実施形態に係る外観検査装置１によれば、コントローラ９０によってミラー開閉機構１４，１５が複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを移動させることにより、ワークＷの搬送性を担保すると共にワークＷを高解像度で撮像することができる。

上記外観検査装置１は、撮像領域Ａ２に搬送されるワークＷを支持する支持部１６を更に備え、ワークＷは、少なくともその下面がアーチ状に形成されており、支持部１６におけるワークＷを支持する面は、アーチ状に形成されたワークＷの形状に対応するように中央部が下方に凹んだＶ字状に形成されていてもよい。このように、支持部１６におけるワークＷを支持する面が部品の形状に沿ってＶ字状に形成されていることにより、支持部１６がワークＷを受け取る際に、支持部１６の軸に対してθ方向にワークＷがズレた状態で支持部１６に載置されることが効果的に抑制される。

上記外観検査装置１は、搬送経路における撮像領域Ａ２よりも上流側の位置決め領域Ａ１に搬送されたワークＷについて上方から押さえ込むと共に前後方向の位置決めを行う位置決め治具２０を更に備え、コントローラ９０は、第１制御前においてワークＷが位置決め領域Ａ１まで搬送されて位置決め領域Ａ１で停止するようにコンベア１１を制御する第５制御と、第５制御後且つ第１制御前においてワークＷが押さえ込まれるように位置決め治具２０を制御する第６制御と、を更に実行するように構成されていてもよい。撮像領域Ａ２に搬送されたワークＷの位置（向き）が想定と異なっている場合には、撮像後のワークＷの検査を高精度に実施することができない場合がある。ワークＷの位置補正については、例えば画像ソフトによる位置補正を行うことが考えられるが、このような位置補正を行っても、ワークＷの検査精度を十分に担保することができない場合がある。この点、撮像領域Ａ２よりも上流側の位置決め領域Ａ１において、位置決め治具２０によりワークＷが押さえ込まれると共にワークＷの前後方向の位置決めがなされる（すなわち、ソフト的な補正ではなく実際にワークＷの位置補正を実施する）ことにより、その後の撮像領域Ａ２における撮像結果に基づく検査精度を向上させることができる。具体的には、位置決め治具２０によって上方からワークＷが押さえ込まれることによりワークＷのローリングズレ（アーチ状のワークＷが回転する方向のズレ）が補正されると共に、位置決め治具２０によってワークＷの前後方向の位置決めがなされることにより、ワークＷの前後ズレが補正され、検査精度を向上させることができる。

ワークＷは、Ｚ方向で見ると略矩形状とされており、複数のミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、Ｚ方向で見たワークＷの４つの角部それぞれに配置されて該角部の像を反射する４つのミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを含んで構成されていてもよい。このように各ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが角部に配置されることにより、各ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによって角部に近接する二辺（Ｚ方向で見た二辺）について撮像することができるので、ワークＷの各面を適切に撮像することができる。

コントローラ９０は、第３制御におけるカメラ１２の撮像結果に基づきワークＷの良否を判定する第７制御を更に実行するように構成されており、第７制御では、ワークＷにおける角部からの離間距離に応じた縮小率を掛け合わせて寸法を補正する補正処理を行った後に、ワークＷの良品を判定してもよい。このような補正処理が実施されることにより、角部からの離間距離を考慮して実際の寸法を高精度に推定することができ、ワークＷの良否判定精度を向上させることができる。

上記外観検査装置１は、撮像領域Ａ２に搬送されたワークＷの上方に配置され、ワークＷに対して光を照射する第１照明１７と、撮像領域Ａ２に搬送されたワークＷの下方に配置され、ワークＷに対して光を照射する第２照明１８，１９と、を更に備えていてもよい。ワークＷの上方から光を照射する第１照明１７に加えて、ワークＷの下方から光を照射する第２照明１８，１９が設けられることにより、第１照明１７のみの場合に光が照射されにくいワークＷの下面（底面）にも適切に光を照射し、より検査精度を向上させやすい撮像結果を得ることができる。

１…外観検査装置、１１…コンベア（搬送部）、１２…カメラ（撮像部）、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…ミラー、１４，１５…ミラー開閉機構（移動機構）、１６…支持部、１７…第１照明、１８，１９…第２照明、２０…位置決め治具（押さえ治具）９０…コントローラ（制御装置）、Ａ１…位置決め領域、Ａ２…撮像領域、Ｗ…ワーク（部品）。

Claims (7)

1. 部品の表面状態を検査する外観検査装置であって、
   載置された前記部品を搬送経路に沿って撮像領域まで搬送可能に構成された搬送部と、
   前記撮像領域に搬送された前記部品に対して第１方向で対向し、前記部品を撮像する撮像部と、
   前記第１方向で見ると、前記撮像領域に搬送された前記部品を囲うように配置され、前記部品の像を前記撮像部の撮像面に向けて反射する複数のミラーと、
   前記複数のミラーを移動可能に構成された移動機構と、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記部品が前記撮像領域まで搬送されて前記撮像領域で停止するように前記搬送部を制御する第１制御と、前記第１制御後において前記複数のミラーが前記撮像領域の方向に移動するように前記移動機構を制御する第２制御と、前記第２制御後において前記部品を撮像するように前記撮像部を制御する第３制御と、前記第３制御後において前記複数のミラーが前記撮像領域を含む前記搬送経路から離れる方向に移動するように前記移動機構を制御する第４制御と、を実行するように構成されている、外観検査装置。
2. 前記撮像領域に搬送される前記部品を支持する支持部を更に備え、
   前記部品は、少なくともその下面がアーチ状に形成されており、
   前記支持部における前記部品を支持する面は、アーチ状に形成された前記部品の形状に対応するように中央部が下方に凹んだＶ字状に形成されている、請求項１記載の外観検査装置。
3. 前記搬送経路における前記撮像領域よりも上流側の位置決め領域に搬送された前記部品について上方から押さえ込むと共に前後方向の位置決めを行う押さえ治具を更に備え、
   前記制御装置は、前記第１制御前において前記部品が前記位置決め領域まで搬送されて前記位置決め領域で停止するように前記搬送部を制御する第５制御と、前記第５制御後且つ前記第１制御前において前記部品が押さえ込まれるように前記押さえ治具を制御する第６制御と、を更に実行するように構成されている、請求項２記載の外観検査装置。
4. 前記部品は、前記第１方向で見ると略矩形状とされており、
   前記複数のミラーは、前記第１方向で見た前記部品の４つの角部それぞれに配置されて該角部の像を反射する４つのミラーを含んで構成されている、請求項１～３のいずれか一項記載の外観検査装置。
5. 前記制御装置は、前記第３制御における前記撮像部の撮像結果に基づき前記部品の良否を判定する第７制御を更に実行するように構成されており、
   前記第７制御では、前記部品における前記角部からの離間距離に応じた縮小率を掛け合わせて寸法を補正する補正処理を行った後に、前記部品の良品を判定する、請求項４記載の外観検査装置。
6. 前記撮像領域に搬送された前記部品の上方に配置され、前記部品に対して光を照射する第１照明と、
   前記撮像領域に搬送された前記部品の下方に配置され、前記部品に対して光を照射する第２照明と、を更に備える、請求項１～５のいずれか一項記載の外観検査装置。
7. 部品の表面状態を検査する外観検査方法であって、
   搬送部によって、部品を撮像領域まで搬送し該撮像領域で停止させる第１工程と、
   前記第１工程後において、移動機構によって、前記撮像領域に搬送された前記部品を囲うように配置された複数のミラーを前記撮像領域の方向に移動させる第２工程と、
   前記第２工程後において、撮像部によって、前記部品を撮像する第３工程と、
   前記第３工程後において、前記移動機構によって、前記複数のミラーを前記撮像領域から離れる方向に移動させる第４工程と、を含む外観検査方法。

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