JP2023137838A - Cylindrical surface imaging device - Google Patents

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耕平 小川
Kohei Ogawa
親平 堤
Shinpei Tsutsumi
裕也 森田
Yuya Morita
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Abstract

To provide a cylindrical surface imaging device that can image the cylindrical surface of a cylindrical product under certain conditions.SOLUTION: A cylindrical surface imaging device (1) integrally includes irradiation means (2) that irradiates an imaging target area on a cylindrical surface (91) with light, a frame portion (4) that supports imaging means (3) at a position above the irradiation means and facing the imaging target area, and is arranged parallel to the axis of the cylindrical product in a state of use, and a pair of spacing holding portions (5) extending from both axial ends of the frame portion to a position in contact with the cylindrical surface to maintain a constant spacing (H1) between the imaging means and the cylindrical surface.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、円筒形製品の表面、すなわち円筒表面を撮影する円筒表面撮影装置に関する。 The present invention relates to a cylindrical surface photographing device for photographing the surface of a cylindrical product, that is, the cylindrical surface.

特開平3-295450号公報(特許文献1)には、円筒形の検査対象物の撮影方法が開示されている。当該撮影方法は、円筒形の検査対象物の表面上に検査対象領域を囲んで平板な反射板を配置し、検査対象物の軸心方向に沿った斜め上方に配置した光源から検査対象領域に光を照射し、検査対象物の軸心方向において光源に対向して配置されたカメラによって検査対象領域を撮影する構成である。カメラによって撮影された検査対象物の画像は、画像処理装置により二値化処理などの画像解析が行われて、検査対象物の表面にできた凹凸部の存在、すなわち不良部分の存在を検知している。 JP-A-3-295450 (Patent Document 1) discloses a method of photographing a cylindrical inspection object. In this imaging method, a flat reflector is placed on the surface of a cylindrical object to be inspected, surrounding the area to be inspected, and a light source placed diagonally above the axial direction of the object is directed toward the area to be inspected. This is a configuration in which light is irradiated and the inspection target area is photographed by a camera placed facing the light source in the axial direction of the inspection target. The image of the inspection object taken by the camera is subjected to image analysis such as binarization processing by an image processing device to detect the presence of irregularities on the surface of the inspection object, that is, the presence of defective parts. ing.

特開平3-295450号公報Japanese Patent Application Publication No. 3-295450

特許文献1では、検査対象物の表面上に反射板を配置して検査対象領域の周辺部における光量を増加させることにより、健全な表面であるにも拘わらず輝度不足によって不良部分と同様な表示となってしまうことを防止できるようにしている。 In Patent Document 1, a reflector is placed on the surface of the object to be inspected to increase the amount of light at the periphery of the area to be inspected, thereby displaying the same appearance as a defective area due to insufficient brightness even though the surface is healthy. This is to prevent this from happening.

一方で、カメラによって撮影された画像により検査対象物の定量的な評価を行うためには、毎回、一定条件で検査対象領域を撮影する必要がある。そのためには、毎回、光源と撮影手段と検査対象物との位置関係を一定とすることが求められるが、特許文献1の構成では、光源およびカメラの位置が固定されていないため、撮影画像によって定量的な評価を行うことができない。 On the other hand, in order to quantitatively evaluate the inspection object using images taken by a camera, it is necessary to photograph the inspection area under constant conditions every time. To achieve this, it is required that the positional relationship between the light source, photographing means, and inspection object be constant each time, but in the configuration of Patent Document 1, since the positions of the light source and camera are not fixed, Quantitative evaluation is not possible.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、一定条件で円筒形製品の円筒表面を撮影可能な円筒表面撮影装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to provide a cylindrical surface photographing device capable of photographing the cylindrical surface of a cylindrical product under certain conditions.

この発明のある局面に従う円筒表面撮影装置は、円筒形製品の円筒表面を撮影する撮影装置であって、円筒表面の撮影対象領域に光を照射する照射手段と、照射手段よりも上方かつ撮影対象領域に対面する位置で撮影手段を支持し、使用状態において円筒形製品の軸線と平行に配置されるフレーム部と、フレーム部の軸線方向両端部から円筒表面に当接する位置まで延びて、撮影手段と円筒表面との間隔を一定に維持するための一対の間隔保持部とを、一体的に備える。 A cylindrical surface photographing device according to an aspect of the present invention is a photographing device for photographing a cylindrical surface of a cylindrical product, and includes an irradiation means for irradiating light onto a region to be photographed on the cylindrical surface, and an irradiation means located above the irradiation means and located above the photographing target. A frame part that supports a photographing means at a position facing the area and is arranged parallel to the axis of the cylindrical product in the use state, and a frame part that extends from both ends of the frame part in the axial direction to a position where it abuts the cylindrical surface; and a pair of spacing parts for maintaining a constant spacing between the cylindrical surface and the cylindrical surface.

好ましくは、一対の間隔保持部の先端部は、円筒表面の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する円弧状の当接部により構成されている。 Preferably, the distal end portions of the pair of spacing portions are constituted by arcuate contact portions having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the cylindrical surface.

好ましくは、撮影手段による撮影対象空間の周囲を取り囲み、外部の光を遮断する筒状遮光部材をさらに備える。この場合、一対の間隔保持部は、筒状遮光部材のうち軸線方向に沿って互いに対面する一対の軸方向対面部により構成されていることが望ましい。 Preferably, the camera further includes a cylindrical light shielding member that surrounds the space to be photographed by the photographing means and blocks external light. In this case, it is preferable that the pair of spacing parts be constituted by a pair of axially facing parts of the cylindrical light shielding member that face each other along the axial direction.

また、筒状遮光部材の下端部の少なくとも一部に、弾力性を有する弾力性部材が設けられていることも望ましい。 Further, it is also desirable that an elastic member having elasticity is provided on at least a portion of the lower end portion of the cylindrical light shielding member.

照射手段は、一対の間隔保持部のそれぞれに固定された一対の光源を含むことが望ましい。 Preferably, the irradiation means includes a pair of light sources fixed to each of the pair of spacing parts.

上記円筒形製品は、典型的には、金型遠心鋳造法により製造された鋳鉄管である。 The cylindrical product is typically a cast iron tube manufactured by die centrifugal casting.

本発明によれば、一定条件で円筒形製品の円筒表面を撮影することができる。その結果、撮影手段が撮影した画像を、各円筒形製品の定量評価に用いることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to photograph the cylindrical surface of a cylindrical product under certain conditions. As a result, the image taken by the photographing means can be used for quantitative evaluation of each cylindrical product.

本発明の実施の形態に係る円筒表面撮影装置の概略構成を模式的に示す図であり、(A),(B)は非使用状態における円筒表面撮影装置と円筒形製品との関係を示す側面図および断面図である。1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a cylindrical surface photographing device according to an embodiment of the present invention, and (A) and (B) are side views showing the relationship between the cylindrical surface photographing device and a cylindrical product in an unused state. FIG. 2 is a diagram and a cross-sectional view. 本発明の実施の形態に係る円筒表面撮影装置の概略構成を模式的に示す図であり、(A),(B)は使用状態における円筒表面撮影装置と円筒形製品との関係を示す側面図および断面図である。1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a cylindrical surface photographing device according to an embodiment of the present invention, and (A) and (B) are side views showing the relationship between the cylindrical surface photographing device and a cylindrical product in a state of use. and a cross-sectional view. (A),(B)は、本発明の実施の形態に係る円筒表面撮影装置の具体的な構成例を示す斜視図および側面図である。(A) and (B) are a perspective view and a side view showing a specific configuration example of a cylindrical surface photographing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る円筒表面撮影装置の当接部の機能を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the function of the contact portion of the cylindrical surface photographing device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態の変形例に係る円筒表面撮影装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cylindrical surface photography device based on the modification of embodiment of this invention. (A)は、金型遠心鋳造法により製造された鋳鉄管を示す斜視図であり、図6(B)は、鋳鉄管の鋳肌(円筒表面)の一部を通常の撮影手段で撮影して得られた画像を示す図である。(A) is a perspective view showing a cast iron pipe manufactured by the mold centrifugal casting method, and FIG. 6 (B) is a part of the casting surface (cylindrical surface) of the cast iron pipe photographed using a normal photographic means. It is a figure which shows the image obtained.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are attached to the same or corresponding parts in the drawings, and the description thereof will not be repeated.

<概略構成について>
図1および図2を参照して、本実施の形態に係る円筒表面撮影装置1の概略構成について説明する。円筒表面撮影装置1は、たとえば鋳鉄管などの円筒形製品90の円筒表面を撮影するための装置である。図1には、非使用状態における円筒表面撮影装置1が示され、図2には、使用状態における円筒表面撮影装置1が示されている。なお、図1(B)は、図1(A)のIB-IB線に沿う断面図であり、図2(B)は、図2(A)のIIB-IIB線に沿う断面図である。
<About the general configuration>
A schematic configuration of a cylindrical surface photographing device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The cylindrical surface photographing device 1 is a device for photographing the cylindrical surface of a cylindrical product 90 such as a cast iron pipe. FIG. 1 shows the cylindrical surface photographing device 1 in an unused state, and FIG. 2 shows the cylindrical surface photographing device 1 in a used state. Note that FIG. 1(B) is a cross-sectional view taken along line IB-IB in FIG. 1(A), and FIG. 2(B) is a cross-sectional view taken along line IIB-IIB in FIG. 2(A).

円筒表面撮影装置1は、円筒形製品90の円筒表面91を上方から撮影し、円筒表面91の一部の領域(撮影対象領域)の画像を取得する。図1および図2の矢印A1は、円筒形製品90の軸線Oと平行な方向を表わしており、この方向を「左右方向」ともいう。矢印A2は、左右方向に直交する方向であり、この方向を「奥行き方向」ともいう。「奥行き方向」は、円筒形製品90の径方向に一致する。矢印A3は、円筒形製品90から遠ざかる方向を表わしており、この方向を「上方」という。また、その反対方向を「下方」という。円筒表面撮影装置1の左右方向、奥行き方向、および上下方向はそれぞれ、x方向、y方向、およびz方向と言い換えることができる。 The cylindrical surface photographing device 1 photographs the cylindrical surface 91 of the cylindrical product 90 from above, and acquires an image of a partial region (photographing target region) of the cylindrical surface 91. The arrow A1 in FIGS. 1 and 2 represents a direction parallel to the axis O of the cylindrical product 90, and this direction is also referred to as the "left-right direction." Arrow A2 is a direction perpendicular to the left-right direction, and this direction is also referred to as the "depth direction." The “depth direction” corresponds to the radial direction of the cylindrical product 90. Arrow A3 represents the direction away from the cylindrical product 90, and this direction is referred to as "upward." Moreover, the opposite direction is called "downward." The left-right direction, the depth direction, and the up-down direction of the cylindrical surface photographing device 1 can be rephrased as the x direction, y direction, and z direction, respectively.

本実施の形態に係る円筒表面撮影装置1は、たとえば工場の搬送手段(ベルトコンベアなど)上に横置きされた円筒形製品90の円筒表面91を鉛直上方から撮影する。そのため、本実施の形態において、上下方向は鉛直方向を表わし、左右方向および奥行き方向は水平方向に一致する。なお、円筒表面撮影装置1は、円筒表面91を側方(たとえば真横)から撮影するように構成されていてもよく、「上方」とは、鉛直上方に限定されない。 The cylindrical surface photographing device 1 according to the present embodiment photographs the cylindrical surface 91 of a cylindrical product 90 placed horizontally on a conveyance means (such as a belt conveyor) in a factory, for example, from vertically above. Therefore, in this embodiment, the up-down direction represents the vertical direction, and the left-right direction and the depth direction correspond to the horizontal direction. The cylindrical surface photographing device 1 may be configured to photograph the cylindrical surface 91 from the side (for example, right sideways), and "above" is not limited to vertically upward.

円筒表面撮影装置1は、撮影手段としてのカメラ3と、円筒表面91の撮影対象領域(図1において破線で囲む領域)に光を照射する照射手段としての光源2と、カメラ3を支持するフレーム部4と、一対の間隔保持部5とを、一体的に備えている。本実施の形態では、このような一体化されたユニットを、撮影ユニットPUという。なお、図1(B)および図2(B)では、光源2の図示を省略している。 The cylindrical surface photographing device 1 includes a camera 3 as a photographing means, a light source 2 as an irradiation means that irradiates light onto a region to be photographed (the region surrounded by a broken line in FIG. 1) on a cylindrical surface 91, and a frame that supports the camera 3. 4 and a pair of spacing holding parts 5 are integrally provided. In this embodiment, such an integrated unit is referred to as a photographing unit PU. Note that illustration of the light source 2 is omitted in FIG. 1(B) and FIG. 2(B).

円筒表面撮影装置1は、たとえばフレーム部4に接続された昇降手段8を備えており、撮影ユニットPUは、昇降手段8によって、図1に示す上方退避位置(非使用状態に相当)と図2に示す作業位置(使用状態に相当)との間を上下方向にスライド移動可能に設けられている。昇降手段8は、たとえば図示しない機械的制御手段によって実現されてもよいし、作業員自身の手によって実現されてもよい。つまり、撮影ユニットPUは、自動または手動により上下方向にスライド移動させられることによって、上方退避位置と作業位置とに位置変更可能である。 The cylindrical surface photographing device 1 includes, for example, a lifting means 8 connected to the frame portion 4, and the photographing unit PU is moved between the upper retracted position (corresponding to the non-use state) shown in FIG. It is provided so that it can be slid vertically between the working position (corresponding to the operating state) shown in . The elevating means 8 may be realized by, for example, a mechanical control means (not shown), or may be realized by the operator's own hands. That is, the photographing unit PU can be moved between the upper retracted position and the working position by being slid up and down automatically or manually.

フレーム部4は、円筒表面91(撮影対象領域)に対面する位置でカメラ3を支持する部材である。カメラ3は、光源2よりも上方位置において真下を向くように、フレーム部4に取り付けられている。カメラ3のレンズから円筒表面91の撮影対象領域までの空間30を、「撮影対象空間30」という。 The frame portion 4 is a member that supports the camera 3 at a position facing the cylindrical surface 91 (photographing target area). The camera 3 is attached to the frame portion 4 in a position above the light source 2 and facing directly below. The space 30 from the lens of the camera 3 to the photographing target area of the cylindrical surface 91 is referred to as the "photographing target space 30."

フレーム部4は、円筒形製品90の側方から見て、軸線Oと平行に配置されており、本実施の形態では水平に配置されている。詳細には、フレーム部4は、円筒形製品90の軸線O方向に見て、円筒形製品90の軸心(軸線O)とカメラ3のレンズ中心とを結ぶ仮想直線に直交するように配置されている。円筒表面91とこの仮想直線とが交わる箇所が、撮影対象領域の円周方向中心位置91tであり、本実施の形態では、円筒表面91の最上端部である。 The frame portion 4 is arranged parallel to the axis O when viewed from the side of the cylindrical product 90, and is arranged horizontally in this embodiment. Specifically, the frame portion 4 is arranged so as to be orthogonal to an imaginary straight line connecting the axis (axis O) of the cylindrical product 90 and the lens center of the camera 3 when viewed in the direction of the axis O of the cylindrical product 90. ing. The point where the cylindrical surface 91 intersects with this virtual straight line is the circumferential center position 91t of the imaging target area, and in this embodiment, is the uppermost end of the cylindrical surface 91.

フレーム部4は、たとえば左右方向を長辺とし、奥行き方向を短辺とする矩形状に形成されている。フレーム部4は、たとえば複数の板材または棒材が枠状に組まれて形成されていてもよいし、図3(A)に示すように一枚の平板により形成されていてもよい。 The frame portion 4 is formed, for example, in a rectangular shape with long sides in the left-right direction and short sides in the depth direction. The frame portion 4 may be formed, for example, by assembling a plurality of plates or rods into a frame shape, or may be formed from a single flat plate as shown in FIG. 3(A).

一対の間隔保持部5はそれぞれ、フレーム部4の軸線O方向(左右方向)両端部から下方に延在している。一対の間隔保持部5は、撮影対象空間30の左右両側にそれぞれ配置されており、互いの長さは等しい。図2(A),(B)に示すように、一対の間隔保持部5は、使用状態において下端部が円筒表面91に当接し、撮影ユニットPUの脚部として機能する。このように、各間隔保持部5の先端部(下端面を含む部分)は、使用状態において円筒表面91に接する「当接部51」を構成する。これにより、使用状態において、カメラ3と円筒表面91との間隔(具体的には、カメラ3のレンズと撮影対象領域との最短距離)H1が、一定に維持される。 The pair of spacing sections 5 each extend downward from both ends of the frame section 4 in the axis O direction (left and right direction). The pair of spacing holding parts 5 are arranged on both the left and right sides of the imaging target space 30, and have equal lengths. As shown in FIGS. 2(A) and 2(B), the lower end portions of the pair of spacing holding portions 5 come into contact with the cylindrical surface 91 in the use state, and function as legs of the photographing unit PU. In this way, the tip portion (the portion including the lower end surface) of each spacing holding portion 5 constitutes a “contact portion 51” that contacts the cylindrical surface 91 in the use state. Thereby, in the use state, the distance H1 between the camera 3 and the cylindrical surface 91 (specifically, the shortest distance between the lens of the camera 3 and the area to be photographed) is maintained constant.

図1(B)および図2(B)に示されるように、間隔保持部5は、軸線O方向に見て、円筒表面91の軸心(軸線O)とカメラ3のレンズ中心とを結ぶ仮想直線に重なるように、上下方向(本実施の形態では鉛直方向)に延在している。各間隔保持部5は、上下方向に長い棒状部材により形成されてもよいし、上下方向を長辺とし、奥行き方向を短辺とする、たとえば略矩形状の板状部材により形成されていてもよい。いずれの場合であっても、一対の間隔保持部5は、同じ形状であることが望ましい。 As shown in FIGS. 1(B) and 2(B), the spacer 5 is an imaginary connecting the axis of the cylindrical surface 91 (axis O) and the lens center of the camera 3 when viewed in the direction of the axis O. They extend in the vertical direction (vertical direction in this embodiment) so as to overlap in a straight line. Each of the spacing holding parts 5 may be formed by a rod-like member that is long in the vertical direction, or may be formed by a substantially rectangular plate-like member having a long side in the vertical direction and a short side in the depth direction. good. In either case, it is desirable that the pair of spacing parts 5 have the same shape.

光源2は、典型的には、一対の間隔保持部5それぞれの内側(撮影対象空間側)に固定される。つまり、撮影ユニットPUが備える照射手段は、一対の光源2を含み、一対の光源2が、円筒形製品90の軸線O方向一方および他方の両側から、円筒表面91の撮影対象領域に光を照射するように取り付けられる。各光源2は、軸線O方向に見て、円筒表面91の軸心(軸線O)とカメラ3のレンズ中心とを結ぶ仮想直線に重なる位置に配置されることが望ましい。 The light source 2 is typically fixed inside each of the pair of spacing sections 5 (on the side of the space to be photographed). That is, the irradiation means provided in the photographing unit PU includes a pair of light sources 2, and the pair of light sources 2 irradiates light onto the photographing target area of the cylindrical surface 91 from both sides of the cylindrical product 90 in the direction of the axis O. It can be installed as follows. It is desirable that each light source 2 be arranged at a position overlapping a virtual straight line connecting the axis of the cylindrical surface 91 (axis O) and the lens center of the camera 3 when viewed in the direction of the axis O.

当接部51から光源2の設置位置までの高さは、互いに等しい。これにより、使用状態において、各光源2と円筒表面91との間隔(具体的には、撮影対象領域から光源2までの高さ)H2が、一定に維持されるので、光源2の高さ調整が不要となる。その結果、撮影ユニットPUを用いることで、撮影対象領域に対する光源2およびカメラ3の位置関係を最適化した条件下で、円筒形製品90の円筒表面91を撮影することができる。 The heights from the contact portion 51 to the installation position of the light source 2 are equal to each other. As a result, the distance H2 between each light source 2 and the cylindrical surface 91 (specifically, the height from the imaging target area to the light source 2) is maintained constant in the usage state, so the height of the light source 2 can be adjusted. becomes unnecessary. As a result, by using the photographing unit PU, it is possible to photograph the cylindrical surface 91 of the cylindrical product 90 under conditions in which the positional relationship of the light source 2 and camera 3 with respect to the photographing target area is optimized.

撮影ユニットPUは、カメラ3による撮影対象空間30の周囲を取り囲み、外部の光を遮断する筒状遮光部材6をさらに備えることが望ましい(図1および図2では想像線で示している)。これにより、周囲の照明環境等に左右されることなく、円筒表面91の撮影対象領域を一定条件(同じ条件)で撮影することができる。 It is desirable that the photographing unit PU further includes a cylindrical light shielding member 6 that surrounds the space 30 to be photographed by the camera 3 and blocks external light (shown by imaginary lines in FIGS. 1 and 2). Thereby, the imaging target area of the cylindrical surface 91 can be photographed under constant conditions (same conditions) without being influenced by the surrounding lighting environment and the like.

<具体的な構成例>
図3(A)は、円筒表面撮影装置1の具体的な構成例を示す斜視図である。円筒表面撮影装置1は、下端が開口した略直方体形状のケース部10を有しており、このケース部10に、カメラ3および一対の光源2が取り付けられている。ケース部10は、遮光性を有し、かつ、ある程度の剛性を有する部材(たとえば樹脂、木材、厚紙など)により形成されている。ケース部10は、撮影ユニットPUの外郭を構成している。
<Specific configuration example>
FIG. 3(A) is a perspective view showing a specific example of the configuration of the cylindrical surface photographing device 1. FIG. The cylindrical surface photographing device 1 has a substantially rectangular parallelepiped case portion 10 with an open bottom end, and a camera 3 and a pair of light sources 2 are attached to the case portion 10. The case portion 10 is formed of a member (for example, resin, wood, cardboard, etc.) that has light blocking properties and has a certain degree of rigidity. The case portion 10 constitutes the outer shell of the photographing unit PU.

上述のフレーム部4および筒状遮光部材6は、ケース部10によって実現されている。具体的には、ケース部10の天板部10aがフレーム部4を構成し、ケース部10の4つの側面10b~10eが筒状遮光部材6を構成している。カメラ3は、ケース部10の天板部10aの中央に設けられている。天板部10aは、筒状遮光部材6の上端開口を覆う上端遮光部材を構成している。 The frame portion 4 and the cylindrical light shielding member 6 described above are realized by the case portion 10. Specifically, the top plate portion 10a of the case portion 10 constitutes the frame portion 4, and the four side surfaces 10b to 10e of the case portion 10 constitute the cylindrical light shielding member 6. The camera 3 is provided at the center of the top plate section 10a of the case section 10. The top plate portion 10a constitutes an upper end light shielding member that covers the upper end opening of the cylindrical light shielding member 6.

ケース部10の4つの側面10b~10eによって、カメラ3による撮影対象空間30の周囲が取り囲まれている。4つの側面10b~10eのうち軸線O方向に沿って対面する一対の側面部(以下「軸方向対面部」という)10b,10cによって、軸線O方向(左右方向)両側からの外光の侵入が遮断され、径方向に沿って対面する一対の側面部(以下「径方向対面部」という)10d,10eによって、径方向(奥行き方向)両側からの外光の侵入が遮断される。 A space 30 to be photographed by the camera 3 is surrounded by four side surfaces 10b to 10e of the case portion 10. Out of the four side surfaces 10b to 10e, a pair of side surfaces 10b and 10c that face each other along the axis O direction (hereinafter referred to as "axial facing sections") prevent outside light from entering from both sides in the axis O direction (left and right direction). Intrusion of external light from both sides in the radial direction (depth direction) is blocked by a pair of side surfaces 10d and 10e that are blocked and face each other along the radial direction (hereinafter referred to as "radial facing sections").

図3(A)に示す撮影ユニットPUにおいては、筒状遮光部材6の軸方向対面部10b,10cが、一対の間隔保持部5として機能する。言い換えると、一対の間隔保持部5は、筒状遮光部材6の一対の軸方向対面部10b,10cにより構成されている。そのため、本実施の形態では、間隔保持部5が平坦な板状部により形成されている。2つの光源2は、一対の軸方向対面部10b,10cの内側面に、向かい合わせに取り付けられている。 In the photographing unit PU shown in FIG. 3(A), the axially facing portions 10b and 10c of the cylindrical light shielding member 6 function as a pair of distance maintaining portions 5. In other words, the pair of spacing holding parts 5 are constituted by the pair of axially facing parts 10b and 10c of the cylindrical light shielding member 6. Therefore, in this embodiment, the spacing section 5 is formed of a flat plate-like section. The two light sources 2 are attached to the inner surfaces of the pair of axial facing portions 10b and 10c, facing each other.

各光源2は、図示されるように、奥行き方向に長さを有する一つのLED照明具により実現されてもよいし、図示しない形態として、奥行き方向に沿って並べられた複数個のLED電球を含んでいてもよい。なお、光源2は、一対の径方向対面部10d,10eの内側面にも、向かい合わせに取り付けられていてもよい。 Each light source 2 may be realized by one LED lighting fixture having a length in the depth direction as shown in the figure, or as a form not shown in the figure, a plurality of LED light bulbs arranged in the depth direction. May contain. Note that the light source 2 may also be attached to the inner surfaces of the pair of radial facing portions 10d and 10e so as to face each other.

図3(B)には、円筒表面撮影装置1を軸線O方向一方側から見た側面図が模式的に示されている。軸方向対面部10b,10cの下端部は、奥行き方向に沿って円弧状に切り欠かれている。つまり、軸線O方向に見て、間隔保持部5の当接部(先端部)51が円弧状に形成されている。当接部51の円弧の曲率半径R2は、円筒表面91の曲率半径R1よりも(若干)大きい。これにより、昇降手段8が撮影ユニットPUを上方退避位置から作業位置に下降させると、円弧状の当接部51に円筒形製品90の上端部分が嵌まり込むので、使用状態において、撮影ユニットPU(ケース部10)を円筒形製品90上に安定的に載置することができる。 FIG. 3(B) schematically shows a side view of the cylindrical surface photographing device 1 viewed from one side in the axis O direction. The lower end portions of the axial facing portions 10b and 10c are cut out in an arc shape along the depth direction. That is, when viewed in the direction of the axis O, the contact portion (tip portion) 51 of the spacer 5 is formed in an arc shape. The radius of curvature R2 of the arc of the contact portion 51 is (slightly) larger than the radius of curvature R1 of the cylindrical surface 91. As a result, when the elevating means 8 lowers the photographing unit PU from the upper retracted position to the working position, the upper end portion of the cylindrical product 90 fits into the arc-shaped contact portion 51, so that the photographing unit PU (Case part 10) can be stably placed on cylindrical product 90.

なお、円筒表面91に対する当接部51の曲率半径の比率「R2/R1」は、1.0より大きく、かつ、2.0以下であり、好ましくは1.7以下である。より好ましくは、1.0より大きく、かつ、1.1以下である。これにより、当接部51の横方向(撮影ユニットPUの奥行き方向)における両端部と円筒表面91との間の隙間、および、径方向対面部10d,10eの下端部と円筒表面91との間の隙間を小さくできるので、これらの隙間から撮影対象空間30への外光の侵入を少なくすることができる。 Note that the ratio "R2/R1" of the radius of curvature of the contact portion 51 to the cylindrical surface 91 is greater than 1.0 and less than or equal to 2.0, preferably less than or equal to 1.7. More preferably, it is greater than 1.0 and less than 1.1. This creates gaps between both ends of the contact portion 51 in the lateral direction (in the depth direction of the photographing unit PU) and the cylindrical surface 91, and between the lower ends of the radially facing portions 10d, 10e and the cylindrical surface 91. Since the gaps can be made smaller, it is possible to reduce the intrusion of outside light into the space 30 to be photographed through these gaps.

上述の撮影ユニットPUに搭載されたカメラ3により円筒表面91を撮影することにより、円筒形製品90が金型遠心鋳造法により製造された鋳鉄管である場合であっても、良好な画像を得ることができる。このことについて、図6を参照して説明する。図6(A)は、鋳鉄管100を示す斜視図であり、図6(B)は、鋳鉄管100の鋳肌(円筒表面)の一部を通常の撮影手段で撮影して得られた画像である。図6(A),(B)の矢印A4は、鋳鉄管100の円周方向を示している。 By photographing the cylindrical surface 91 with the camera 3 mounted on the above-mentioned photographing unit PU, a good image can be obtained even when the cylindrical product 90 is a cast iron pipe manufactured by die centrifugal casting. be able to. This will be explained with reference to FIG. FIG. 6(A) is a perspective view showing the cast iron pipe 100, and FIG. 6(B) is an image obtained by photographing a part of the casting surface (cylindrical surface) of the cast iron pipe 100 using a normal photographing means. It is. Arrow A4 in FIGS. 6(A) and 6(B) indicates the circumferential direction of the cast iron pipe 100.

金型遠心鋳造法で用いられる円筒状の金型の内周面には微細な凹凸(ピーニング加工による凹凸)が形成されているため、金型遠心鋳造法により製造された鋳鉄管100の鋳肌(円筒表面)101には、図6(B)に示されるように、多数の円環状の凹凸模様102が縞状に表われる。そのため、鋳鉄管100の円筒表面101を、軸線O方向一方側のみから照らす場合、凹凸模様102の凹部に影ができる。そのため、撮影手段で撮影した画像から、鋳肌の状態を精度良く把握することが困難である。 Since minute irregularities (irregularities due to peening processing) are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical mold used in the mold centrifugal casting method, the casting surface of the cast iron pipe 100 manufactured by the mold centrifugal casting method On the (cylindrical surface) 101, as shown in FIG. 6(B), a large number of annular uneven patterns 102 appear in a striped manner. Therefore, when the cylindrical surface 101 of the cast iron pipe 100 is illuminated from only one side in the direction of the axis O, shadows are formed in the concave portions of the uneven pattern 102. Therefore, it is difficult to accurately grasp the condition of the cast surface from the image taken by the photographing means.

これに対し、本実施の形態では、外光の侵入を抑制し、かつ、同じ高さにある一対の光源2により軸線O方向両側から(斜め下方に向かって)円筒表面91の撮影対象領域を照射した状態で、カメラ3により真上から円筒表面91を撮影するため、上述のように凹凸模様102の凹部に影ができることを防止することができる。これにより、円筒表面91の凹凸形状を明瞭にした良好な画像を得ることができる。したがって、図3(B)に模式的に示すように、たとえば画像処理装置PCにおいてカメラ3で撮影した画像を画像処理することによって、円筒形製品90の円筒表面91の良否状態などを定量的に評価することが可能となる。その結果、カメラ3で撮影した円筒表面91の画像を、機械学習用の画像として好適に用いることができる。 In contrast, in the present embodiment, the intrusion of external light is suppressed, and the imaging target area of the cylindrical surface 91 is captured from both sides in the axis O direction (diagonally downward) using a pair of light sources 2 located at the same height. Since the cylindrical surface 91 is photographed from directly above with the camera 3 in the irradiated state, it is possible to prevent shadows from being formed in the concave portions of the concavo-convex pattern 102 as described above. This makes it possible to obtain a good image in which the uneven shape of the cylindrical surface 91 is clearly defined. Therefore, as schematically shown in FIG. 3(B), for example, by image processing the image taken by the camera 3 in the image processing device PC, the quality of the cylindrical surface 91 of the cylindrical product 90 can be quantitatively determined. It becomes possible to evaluate. As a result, the image of the cylindrical surface 91 captured by the camera 3 can be suitably used as an image for machine learning.

ここで、当接部51の円弧の中心角θは、180度未満であり、好ましくは120度未満である。また、昇降手段8による昇降途中において、撮影ユニットPUは奥行き方向に沿って水平移動可能であることが望ましい。この場合、図4に示されるように、昇降手段8によって撮影ユニットPUを上方退避位置から作業位置に下降させる過程において、ケース部10の中心位置(カメラ3の位置)が相対的に奥行き方向一方側(紙面左側)にずれていたとしても、当接部51の反対側(紙面右側)の端部が先に円筒表面91aに接し、そのまま円筒表面91aに沿って下降するので、使用状態における位置ずれを抑制または防止することができる。つまり、当接部51がガイド部材として機能することにより、円筒表面91の撮影対象領域に対する光源2およびカメラ3の位置決め(芯出し)を適切に行うことができる。 Here, the central angle θ of the arc of the contact portion 51 is less than 180 degrees, preferably less than 120 degrees. Further, it is desirable that the photographing unit PU be able to move horizontally along the depth direction while being raised and lowered by the raising and lowering means 8. In this case, as shown in FIG. 4, in the process of lowering the photographing unit PU from the upper retracted position to the working position by the lifting means 8, the center position of the case part 10 (the position of the camera 3) is relatively moved to one side in the depth direction. Even if it is shifted to the left side (on the paper), the opposite end (on the right side on the paper) of the contact portion 51 contacts the cylindrical surface 91a first and descends along the cylindrical surface 91a, so that the position in the use state is Misalignment can be suppressed or prevented. That is, the contact portion 51 functions as a guide member, so that the light source 2 and the camera 3 can be appropriately positioned (centered) with respect to the imaging target area of the cylindrical surface 91.

したがって、たとえば工場等において連続的に搬送されてくる円筒形製品90を順次撮影する場合などにおいて、円筒形製品90の位置が多少ずれていたとしても、毎回、同じ条件(一定条件)で撮影した円筒表面91の画像を取得することができる。 Therefore, for example, when sequentially photographing cylindrical products 90 that are continuously transported in a factory, etc., even if the position of the cylindrical products 90 is slightly shifted, the images are taken under the same conditions (constant conditions) each time. An image of the cylindrical surface 91 can be acquired.

なお、当接部51の曲率半径R2(図3(B))は、径が異なる複数の円筒形製品90に対応可能となるように定められていてもよい。この場合、曲率半径R2を、図4に示すように、比較的大径の円筒形製品90の円筒表面91bの曲率半径R1bよりも(若干)大きくなるように定めておくことで、比較的小径の円筒形製品90の円筒表面91a(曲率半径R1a)にも当接部51の中央部を確実に当接させることができる。 Note that the radius of curvature R2 (FIG. 3(B)) of the contact portion 51 may be determined so as to be compatible with a plurality of cylindrical products 90 having different diameters. In this case, by setting the radius of curvature R2 to be (slightly) larger than the radius of curvature R1b of the cylindrical surface 91b of the cylindrical product 90 with a relatively large diameter, as shown in FIG. The center portion of the contact portion 51 can also be reliably brought into contact with the cylindrical surface 91a (radius of curvature R1a) of the cylindrical product 90.

ただし、このように径が異なる複数の円筒形製品90に対応可能とする場合、図5に示されるように、ケース部10の径方向対面部10d,10eの下端部(下端面)には、弾力性を有する弾力性部材7が取り付けられていてもよい。弾力性部材7は、たとえば、ウレタンやスポンジなどの発泡体により形成されており、遮光性を有している。弾力性部材7は、径方向対面部10d,10eの下端縁の全幅に亘って左右方向に延在していることが望ましい。この場合、使用状態において、ケース部10内への外光の侵入をより十分に抑制できるので、撮影条件を向上させることができる。 However, if it is possible to accommodate a plurality of cylindrical products 90 having different diameters, as shown in FIG. An elastic member 7 having elasticity may be attached. The elastic member 7 is made of a foam such as urethane or sponge, and has light blocking properties. It is desirable that the elastic member 7 extends in the left-right direction over the entire width of the lower end edges of the radial facing portions 10d and 10e. In this case, in the use state, it is possible to more sufficiently suppress the intrusion of external light into the case portion 10, so that the photographing conditions can be improved.

また、弾力性部材7は、一対の軸方向対面部10b,10cの下端部(下端面)にも設けられていてもよい(図示せず)。つまり、弾力性部材7によって当接部51の全部または一部が実現されてもよい。この場合、比較的小径の円筒形製品90の円筒表面91aを撮影対象とする際でも、当接部51による接触面積が大きくなるので、撮影条件をさらに向上させることができる。 Further, the elastic member 7 may also be provided at the lower end portions (lower end surfaces) of the pair of axially facing portions 10b and 10c (not shown). That is, all or part of the contact portion 51 may be realized by the elastic member 7. In this case, even when the cylindrical surface 91a of the relatively small-diameter cylindrical product 90 is to be photographed, the contact area by the contact portion 51 becomes large, so that the photographing conditions can be further improved.

なお、本実施の形態では、筒状遮光部材6が角柱形状である例について説明したが、このような例に限定されない。筒状遮光部材6はたとえば円柱形状であってもよい。 In this embodiment, an example in which the cylindrical light shielding member 6 has a prismatic shape has been described, but the present invention is not limited to such an example. The cylindrical light shielding member 6 may have a cylindrical shape, for example.

また、本実施の形態では、筒状遮光部材6が剛性を有するケース部10により実現されることとしたが、図1に示されるように筒状遮光部材6と一対の間隔保持部5とが別構成とされる場合には、筒状遮光部材6は剛性を有していなくてもよい。たとえば、筒状遮光部材6は、フレーム部4から吊り下げられた柔軟な布地により実現されてもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the cylindrical light shielding member 6 is realized by the rigid case portion 10, but as shown in FIG. When configured differently, the cylindrical light shielding member 6 does not need to have rigidity. For example, the cylindrical light shielding member 6 may be realized by a flexible cloth suspended from the frame portion 4.

また、円筒形製品90が、金型遠心鋳造法により製造された鋳鉄管100である例について説明したが、他の手法により製造された鋳鉄管や、他種の管製品にも、円筒表面撮影装置1を好適に利用できる。なお、他種の管製品を対象とする場合、円筒表面91を照射する光源2の個数および設置位置は上記のような例に限定されない。 In addition, although an example has been described in which the cylindrical product 90 is a cast iron pipe 100 manufactured by a die centrifugal casting method, cast iron pipes manufactured by other methods and other types of pipe products may also be used for cylindrical surface imaging. The device 1 can be suitably used. Note that when other types of pipe products are targeted, the number and installation positions of the light sources 2 that illuminate the cylindrical surface 91 are not limited to the above example.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.

1 円筒表面撮影装置、2 光源、3 カメラ、4 フレーム部、5 間隔保持部、6 筒状遮光部材、7 弾力性部材、8 昇降手段、10 ケース部、10b,10c 軸方向対面部、10d,10e 径方向対面部、30 撮影対象空間、51 当接部、90 円筒形製品、91,91a,91b 円筒表面、100 鋳鉄管、102 凹凸模様、O 軸線、PU 撮影ユニット。 Reference Signs List 1 cylindrical surface photographing device, 2 light source, 3 camera, 4 frame portion, 5 interval holding portion, 6 cylindrical light shielding member, 7 elastic member, 8 elevating means, 10 case portion, 10b, 10c axial facing portion, 10d, 10e radial facing portion, 30 imaging target space, 51 contact portion, 90 cylindrical product, 91, 91a, 91b cylindrical surface, 100 cast iron pipe, 102 uneven pattern, O axis, PU imaging unit.

Claims (6)

円筒形製品の円筒表面を撮影する撮影装置であって、
前記円筒表面の撮影対象領域に光を照射する照射手段と、
前記照射手段よりも上方かつ前記撮影対象領域に対面する位置で撮影手段を支持し、使用状態において前記円筒形製品の軸線と平行に配置されるフレーム部と、
前記フレーム部の軸線方向両端部から前記円筒表面に当接する位置まで延びて、前記撮影手段と前記円筒表面との間隔を一定に維持するための一対の間隔保持部とを、一体的に備える、円筒表面撮影装置。
A photographing device for photographing the cylindrical surface of a cylindrical product,
irradiation means for irradiating light onto a region to be photographed on the cylindrical surface;
a frame portion that supports a photographing means at a position above the irradiation means and facing the photographing target area, and is arranged parallel to the axis of the cylindrical product in a state of use;
integrally comprising a pair of distance maintaining portions extending from both axial ends of the frame portion to a position abutting the cylindrical surface and maintaining a constant distance between the photographing means and the cylindrical surface; Cylindrical surface imaging device.
前記一対の間隔保持部の先端部は、前記円筒表面の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する円弧状の当接部により構成されている、請求項1に記載の円筒表面撮影装置。 The cylindrical surface photographing device according to claim 1, wherein the tip portions of the pair of spacing holding portions are constituted by arcuate contact portions having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the cylindrical surface. 前記撮影手段による撮影対象空間の周囲を取り囲み、外部の光を遮断する筒状遮光部材をさらに備え、
前記一対の間隔保持部は、前記筒状遮光部材のうち軸線方向に沿って互いに対面する一対の軸方向対面部により構成されている、請求項1または2に記載の円筒表面撮影装置。
further comprising a cylindrical light shielding member that surrounds the space to be photographed by the photographing means and blocks external light;
The cylindrical surface photographing device according to claim 1 or 2, wherein the pair of spacing holding parts are constituted by a pair of axially facing parts of the cylindrical light shielding member that face each other along the axial direction.
前記筒状遮光部材の下端部の少なくとも一部に、弾力性を有する弾力性部材が設けられている、請求項3に記載の円筒表面撮影装置。 The cylindrical surface photographing device according to claim 3, wherein at least a part of the lower end of the cylindrical light shielding member is provided with an elastic member having elasticity. 前記照射手段は、前記一対の間隔保持部のそれぞれに固定された一対の光源を含む、請求項1~4のいずれかに記載の円筒表面撮影装置。 The cylindrical surface photographing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the irradiation means includes a pair of light sources fixed to each of the pair of spacing parts. 前記円筒形製品は、金型遠心鋳造法により製造された鋳鉄管である、請求項1~5のいずれかに記載の円筒表面撮影装置。 The cylindrical surface photographing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the cylindrical product is a cast iron pipe manufactured by a mold centrifugal casting method.
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