JP2795044B2 - 圧着端子画像処理検査における照明方法及び画像処理方法 - Google Patents
圧着端子画像処理検査における照明方法及び画像処理方法Info
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Description
ける圧着端子圧着状態を画像処理によって検査する際の
照明方法及び画像処理方法に関する。
より電線1の皮剥ぎ端の樹脂1aを把持した樹脂バレル
2aと、円筒成形により電線1の皮剥ぎ端の露出した芯
線1bを把持すると共に電気的導通を保持した芯線バレ
ル2bと、対となる受側の圧着端子に嵌合して導通する
先端部2cとを備えた圧着端子2の圧着状態を、画像処
理によって検査する場合、図22に示すような構成の検
査装置により行われる。尚、図21において、Bは芯線
バレル2bの端部に圧着時の応力解放のために形成され
るベルマウスである。
カメラなどの撮像手段3により圧着端子2が撮像され、
撮像手段3による画像がモニタ用テレビジョン受像機
(以下モニタという)4に表示され、画像処理手段5に
より画像が処理され、各画素の輝度データから圧着端子
2の樹脂バレル2aと芯線バレル2bとの間の樹脂1
a,芯線1bの有無,芯線バレル2bと先端部2cとの
間の芯線1bの有無や出具合などの判断が行われ、圧着
端子2の圧着状態の良,不良が判断されてその結果等が
プリンタ6やディスプレイ7に表示される。
あり、画像処理に必要なプログラムデータ等の入力が行
われる。
状態の検査では照明の仕方が極めて重要であり、従来種
々の照明方法が提案されている。
載のように、樹脂の補色を利用してコントラストをとる
方法があり、これはファイバを用いたスポット収束光を
圧着端子部分に照射し、樹脂の補色フィルタを通して反
射光を撮像手段により受けるものである。
は偏光を利用して樹脂部分と金属部とのコントラストを
とる方法が開示されており、更に特開昭60−1984
73号公報に記載のように、樹脂材料が高い吸収率を示
す特定波長の光を照射して樹脂部分と金属部分とのコン
トラストを得る方法なども提案されている。
フィルタや特定波長の光を用いる場合、樹脂の色が異な
るごとに各々に適合した補色フィルタ,適当な波長の光
源を準備しなければならず、非常に手間がかかり、いず
れの照明方法も安定したコントラストが得られず圧着端
子の圧着状態の良否判定を確実に行うには不十分であ
る。
解消するためになされたもので、圧着端子画像のコント
ラストの向上を図り、安定した圧着端子の画像が得られ
るようにすることを目的とする。
画像処理検査における照明方法は、樹脂バレルにより電
線の皮剥ぎ端の樹脂を把持し、芯線バレルにより露出し
た芯線を把持すると共に電気的導通を保持する圧着端子
であって、前記両バレルの円筒成形された面にほぼ直角
方向から前記圧着端子を撮像手段により撮像し、画像処
理手段により前記撮像手段による前記圧着端子の画像を
処理して前記圧着端子の圧着状態を検査する際に、前記
撮像手段による撮像方向とほぼ同じ方向から、前記圧着
端子の長尺方向とほぼ同一方向に連続した照明部又は前
記長尺方向にほぼ同一方向に配列された複数個の照明部
を有する主照明手段により前記圧着端子を照明すると共
に、前記主照明手段と反対方向から副照明手段により前
記圧着端子を照明することを特徴としている。
査における画像処理方法は、樹脂バレルにより電線の皮
剥ぎ端の樹脂を把持し、芯線バレルにより露出した芯線
を把持すると共に電気的導通を保持する圧着端子を、前
記両バレルの円筒成形された面にほぼ直角方向から撮像
手段により撮像し、画像処理手段により前記撮像手段に
よる前記圧着端子の画像を処理して前記圧着端子の圧着
状態を検査する圧着端子画像処理検査における画像処理
方法において、前記撮像手段による撮像方向とほぼ同じ
方向から、前記圧着端子の長尺方向とほぼ同一方向に連
続した照明部を有する主照明手段により前記圧着端子を
照明すると共に、前記主照明手段と反対方向から副照明
手段により前記圧着端子を照明し、前記画像処理手段に
より、圧着端子画像の受光強度の面積ヒストグラムを予
め求め、前記面積ヒストグラムにおける前記両バレルの
鏡面反射領域と背景領域との間及び前記背景領域と非鏡
面反射領域との間にそれぞれ2値化レベルを設定し、前
記撮像手段による前記圧着端子の画像を前記両2値化レ
ベルによって2値化することを特徴としている。
る撮像方向とほぼ同じ方向から、圧着端子の長尺方向と
ほぼ同一方向に連続した照明部又はほぼ同一方向に配列
された複数個の照明部を有する主照明手段により圧着端
子を照明すると共に、反対方向から副照明手段により圧
着端子を照明するため、金属部分である圧着端子の樹脂
バレル,芯線バレルにおいて圧着端子の長尺方向への鏡
面反射部分が得られ、芯線バレルの端部に通常設けられ
るベルマウスによって芯線バレルと芯線との境界部が鮮
明になり、樹脂部分と金属部分とのコントラストも従来
に比べて向上し、安定した圧着端子の画像が得られると
共に、芯線が圧着端子の側方にはみ出している場合に、
はみ出した芯線のコントラストの向上が図れる。
は、主照明手段及び副照明手段により圧着端子を照明
し、予め求めた面積ヒストグラムにおける鏡面反射領域
と背景領域との間及び背景領域と非鏡面反射領域との間
にそれぞれ設定した2値化レベルによって圧着端子の画
像を2値化するため、芯線が圧着端子の側方へはみ出し
ている場合に、はみ出し芯線の向きに関係なくはみ出し
不良の検出を確実に行える。
処理検査における照明方法の第1の実施例を示し、図1
9は第2の実施例を示し、図20は第3の実施例を示
す。
本的な構造は図21に示すものと同じであり、検査装置
の構成も図22と同じであるため、以下の説明ではこれ
らの図21,図22を参照する。
と同一方向に連続した照明部を有する棒状蛍光灯などか
らなる主照明手段11が2個並設され、この両主照明手
段11が20kHz程度の高周波電源12により駆動さ
れて圧着端子2が照明されると共に、圧着端子2に対し
主照明手段11の反対側に設置された白色の乱反射板か
らなる副照明手段13により反対方向から照明される。
なお、図1中の矢印は、主照明手段11の表面の塗料等
により散乱される光のうち圧着端子2の照明に使用する
光路を示している。
11は撮像手段3の撮像方向、即ち両バレル2a,2b
の円筒成形された面に直角方向とほぼ同じ方向から照明
するように配置され、両主照明手段11の光が直接撮像
手段3に入らないように遮光板14が設けられ、両主照
明手段11の照射光が圧着端子2の樹脂バレル2aや芯
線バレル2bの円筒成形された面により鏡面反射され、
この反射光が撮像手段3に入射すると共に、両主照明手
段11の照明光のうち圧着端子2により反射されないも
のは副照明手段13によって反射され、新たにこの反射
光が圧着端子2に主照明手段11と反対側から照明され
るような配置となっている。
端子2の画像は例えば図3に示すようになり、図3中の
ハッチングを施した部分が鏡面反射部分であり、樹脂バ
レル2aと芯線バレル2bとの間の芯線部分においても
鏡面反射が得られ、これら鏡面反射部分のみを抽出する
と図4に示すようになる。
の圧着時の応力解放のために通常芯線バレル2bの両端
部にベルマウスBが形成されるが、このベルマウスBに
よって芯線バレル2bにおける鏡面反射部分の端部と芯
線1bとの境界が鮮明となる。
基準点の導出について説明すると、本願出願人の既出願
に係る特願平3−268771号の出願明細書及び添付
図面において詳述するいわゆるランレングス符号化法に
よる処理を行っており、1本の走査線に沿った白,黒情
報の変化から対象物たる圧着端子2の形状等を導出する
ことを基本としている。
うために、図5に示すような芯線バレル2bの鏡面反射
部分の画像中央部に重畳して直線からなるウィンド
W1 ,W2 がそれぞれ設定され、両ウィンドW1 ,W2
と鏡面反射部分の境界線との交点a,b,c,dが導出
され、点a,bを結ぶ線分abの傾きから鏡面反射部分
の傾きが求められ、その後線分acの中点又は線分ac
の任意の中間点より延びかつ線分abで与えられる傾き
でウィンドW3 が設定され、ウィンドW3 上の輝度の変
化点Aが導出され、この点Aが画像処理に必要な基準点
のひとつとなり、以下同様にして図4に示す他の基準点
B,C,D,E,F,G,Hが導出される。
筒成形が完全でなく、又鏡面も完全でないことに起因し
て鏡面反射部分の形状が幾何学的に不安定であるため、
図5,図6に示すような1回の処理で基準点を求めるの
は不可能であることから、2〜3回の処理によって基準
点が求められる。
θの誤差によって、図7に示すようにウィンドW3 が設
定された場合に基準点A′は鏡面反射部分の端部に位置
しないため、図8に示すように、導出された点A′から
数画素移動した位置にウィンドW1 ,W2 が再設定され
て同様の動作が繰り返され、ウィンドW3 上の輝度の変
化点が導出される。
の変化点の導出を2〜3回繰り返すことによって、精度
よく基準点A(図6参照)が導出される。
要な基準点A〜Hが導出されると、これらの基準点A〜
Hを基準にして圧着端子2の形状,寸法,傾きなどが求
められ、樹脂バレル2aと芯線バレル2bとの間におけ
る樹脂1aの端部位置,芯線バレル2bと先端部2cと
の間における芯線1bの突出長さなどから、圧着端子2
の圧着状態良否の判定が行われる。
出されることから、圧着端子2をチャック等の機械的保
持手段によって同一姿勢に保持する必要がなく、検査対
象となる圧着端子2の配置はある程度ラフでもよく、例
えば圧着端子2がX−Y平面に平行でかつ圧着端子2の
長尺方向に直角な幅方向がY軸方向に平行であり、主照
明手段11もこれと同様であり、Z軸方向から撮像する
場合を基本的な配置とすると、圧着端子2の配置がX
軸,Y軸方向にずれても撮像手段3の視野内に入ればよ
く、Z軸方向のずれに対しては撮像手段3のピント調整
によって対応でき、さらに圧着端子2がZ軸のまわりに
回転するいわゆるヨーイングについて基本的配置から約
±45°の範囲内の変位があっても、安定した画像が得
られることが実験により確認され、Y軸のまわりに回転
するいわゆるローリングに対しても基本的配置から約±
45°の範囲内の変位があっても安定した画像が得られ
ることが実験により確認され、X軸のまわりに回転する
いわゆるピッチングに対しては基本的配置から±10〜
20°の変位があっても安定した画像が得られることが
実験により確認されている。
による照明下において、青色の電線1に圧着された圧着
端子2の画像の受光強度の面積ヒストグラムは例えば図
9(a)に示すようになり、ここで横軸は256階調で
表した輝度レベル,縦軸は面積(画素数)を示し、輝度
レベルの高い領域Pは圧着端子2の両バレル2a,2b
による鏡面反射領域に相当し、中間の領域Qは電線1の
樹脂領域に相当し、輝度レベルの低い領域Rは圧着端子
2の非鏡面反射領域に相当し、このように面積ヒストグ
ラムにおいて鏡面反射領域Pと樹脂領域Qとの間及び樹
脂領域Qと非鏡面反射領域Rとの間に谷が存在する。
の受光強度の面積ヒストグラムは図9(b)に示すよう
になり、上記した樹脂領域Qに相当する背景領域Q′に
ピークが存在する。このとき、背景領域Q′が図9
(a)における鏡面反射領域Pと非鏡面反射領域Rとの
中間に位置するように、副照明手段13としての乱反射
板を選択する。
ストグラムを合成すると図9(c)に示すようになり、
図9(a)の説明と同様、鏡面反射領域P,背景領域
Q′,非鏡面反射領域Rにおいてピークが存在し、領域
P,Q′間及び領域Q′,R間において谷が存在する。
表的な圧着端子2の面積ヒストグラムを予め求めてお
き、その面積ヒストグラムの谷部分となる鏡面反射領域
Pと背景領域Q′との間、及び背景領域Q′と非鏡面反
射領域Rとの間にそれぞれ2値化レベルを設定すること
ができる。
強度の面積ヒストグラムはそれぞれ図10(a),
(b)に示すようになり、白色電線の場合、青色電線の
場合(図9(a)参照)に比べて樹脂領域Qにおけるピ
ークが鏡面反射領域P側にシフトし、両領域P,Q間に
小さな谷が存在し、黒色電線の場合、青色電線の場合に
比べ、樹脂領域Qにおけるピークが非鏡面反射領域R側
にシフトして樹脂領域Qと非鏡面反射領域Rとが区別で
きないようになるが、白色電線の場合、照明強度が撮像
手段3のレンズの絞りなどの調整により、鏡面反射領域
Pと樹脂領域Qとの間にも2値化レベルを設定すること
ができ、樹脂領域Qと非鏡面反射領域Rとの間の2値化
レベルと共に2種類の異なる2値化レベルの設定が可能
になり、黒色電線の場合には、樹脂領域Q及び非鏡面反
射領域Rと鏡面反射領域Pとの間に広範囲に亘る谷が明
確に存在するため、この谷部分に2値化レベルを確実に
1個設定できる。
な圧着端子2の面積ヒストグラムを予め求めることによ
り、その面積ヒストグラムに基づいて青色電線の場合と
同様に2個の2値化レベルを設定できる。但し、黒色電
線の場合には面積ヒストグラムから明確に設定できる2
値化レベルは1個であるが、必要に応じて輝度レベルの
低い領域に他の種々の面積ヒストグラムに基づきもう1
個の2値化レベルを容易に設定することができる。
3により互いに反対方向から圧着端子2を照明し、得ら
れる圧着端子画像の受光強度の面積ヒストグラムに基づ
いて2個の異なる2値化レベルを設定すると、芯線のは
み出しのうち特に側方へのはみ出しの検出を確実に行う
ことが可能になる。
線Lが芯線バレル2b上にはみ出した状態で圧着が行わ
れた場合、図11(a)中のX−X′線における拡大断
面図である図12に示すように、はみ出した芯線Lによ
って主照明手段11による光は矢印の如く反射され、こ
の反射は芯線バレル2bの鏡面反射部分に対して部分的
な乱反射をもたらすため、主照明手段11のみの照明で
あっても、1個の2値化レベルによる2値化処理によっ
て芯線Lの電線バレル2b上へのはみ出しを明確に検出
でき、従って芯線バレル2bの鏡面反射部分に部分的な
乱反射があることによって芯線の電線バレル2b上への
はみ出しを検出できることになる。尚、図11(b)は
図11(a)を平面図としたときの正面図に相当する。
端子2の側方にはみ出している場合に、主照明手段11
による照明だけでは芯線LがX,Y,Zの3方向のいず
れに向いているかによって鏡面反射する場合としない場
合とがあるため、はみ出した芯線Lの向きによって良好
なコントラストが得られないことがあり、1個の2値化
レベルによる画像の2値化処理では確実に芯線Lのはみ
出しを検出できない。
3により双方向から照明して圧着端子2の画像を得、ま
ず図14に示すように圧着端子2の画像上、電線バレル
2bの両側に矩形のウィンドWa ,Wb を設定すると共
に、樹脂バレル2aの両側に同様に矩形のウィンドWc
,Wd を設定し、これら各ウィンドWa 〜Wd におけ
る受光感度の面積ヒストグラムは、芯線Lのはみ出しが
ないとすると図15に示すようになり、背景領域Q′に
のみピークが存在して他の領域P,Rには何も表れない
ものとなる。
はみ出しがあると、いずれかのウィンドWa 〜Wd の面
積ヒストグラムにおいて、背景領域Q′のピーク以外に
領域Pまたは領域Rにもピークが発生するため、領域
P,Q′間、領域Q′,R間にそれぞれ設定した2値化
レベルに基づき各ウィンドWa 〜Wd の各画素の輝度を
2値化処理し、領域P,Q′間の高い方の2値化レベル
より高い輝度の画素、或いは領域Q′,R間の低い方の
2値化レベルより低い輝度の画素が存在するか否かを検
出することによって、はみ出し芯線の向きがいずれであ
っても、芯線Lの圧着端子2の側方へのはみ出しを検出
することができる。
(b)に示すように、圧着端子2の樹脂バレル2aと芯
線バレル2bとの間に電線1の樹脂1aが適当な長さだ
け突出した状態で樹脂バレル2aが樹脂1aを把持し、
芯線バレル2bと先端部2cとの間に芯線1bが若干突
出した状態で芯線バレル2bが芯線1bを把持していれ
ば、圧着端子2の圧着状態は良と判定される。
(b)に示すように、圧着端子2の樹脂バレル2aと芯
線バレル2bとの間に電線1の樹脂1aが突出しておら
ず樹脂バレル2aにより皮剥ぎ端における樹脂1aの端
部が把持されている場合には、いわゆる樹脂部圧着不良
と判定される。
(b)に示すように、圧着端子2の芯線バレル2bによ
り皮剥ぎ端における樹脂1aの端部が把持され、樹脂バ
レル2aと芯線バレル2bとの間に芯線1bが見えない
場合には、いわゆる樹脂かみ不良と判定される。
み出し不良,皮剥ぎなし圧着不良や樹脂バレル2aが開
いているいわゆる押え不良,芯線の先端が芯線バレル2
bから突出していない芯線切れ不良なども検出され、検
出された各不良に対する適切な措置がとられる。
同じ方向から、圧着端子2の長尺方向に平行な長尺の主
照明手段11によって圧着端子2を照明すると共に、反
対方向から副照明手段13により圧着端子2を照明する
ことにより、金属部分である圧着端子2の樹脂バレル2
a,芯線バレル2bにおいて、圧着端子2の長尺方向へ
の鏡面反射部分を得ることができ、ベルマウスBによっ
て芯線バレル2bと芯線1bとの境界部が鮮明になり、
しかも樹脂1aと金属部分とのコントラストも向上する
ため、極めて安定した圧着端子2の画像を得ることが可
能となり、画像処理上必要な基準点を精度よく検出で
き、しかも異なる2個の2値化レベルで圧着端子2の画
像を2値化することによって、芯線の圧着端子2の側方
へのはみ出しを確実に検出することが可能となり、圧着
端子2の圧着状態の良否判定の信頼性を向上することが
できる。
すように、図1における棒状蛍光灯からなる主照明手段
11に代わり、円弧状の蛍光灯などからなる主照明手段
15を設けてもよく、これにより第1の実施例と同等の
効果を得ることができるのは勿論のこと、主照明手段1
5のわん曲した先端側が根元側に比べて圧着端子2に近
づくため、光束の幅を広げて画像処理の精度の向上を図
ることができる。
明手段11に代え、図20に示すように、圧着端子2の
長尺方向と同一方向に配列された複数個の発光ダイオー
ド等からなる照明部16を有する主照明手段17を設け
てもよく、これにより第1の実施例と同等の効果を得る
ことができるのは勿論、発光ダイオード等の使用により
主照明手段17の小型化,低コスト化を図ることができ
る。
を、図19に示すように円弧状に配列してもよいのは言
うまでもない。
乱反射板ではなく、他の色の乱反射板、或いは主照明手
段11,15,17と別の光源を設けてもよいのは勿論
であり、面積ヒストグラムにおける背景領域Q′(図9
(b)参照)が鏡面及び非鏡面反射領域P,R(図9
(a),(c)参照)の中間に位置しうるようなもので
あればよい。
自動車用その他のワイヤーハーネスに適用されるすべて
の圧着端子の検査に対して、この発明を実施することが
できる。
手段による撮像方向とほぼ同じ方向から、圧着端子の長
尺方向とほぼ同一方向に連続した照明部又はほぼ同一方
向に配列された複数個の照明部を有する主照明手段によ
り圧着端子を照明すると共に、反対方向から副照明手段
により圧着端子を照明するため、金属部分である圧着端
子の樹脂バレル,芯線バレルにおいて圧着端子の長尺方
向への鏡面反射部分を得ることができ樹脂部分と金属部
分とのコントラストを従来に比べて大幅に向上でき、安
定した圧着端子の画像を得ることが可能となり、画像処
理上必要な基準点を精度よく検出できると共に、芯線が
圧着端子の側方にはみ出している場合に、はみ出した芯
線のコントラストの向上を図ることができる。
着端子を照明し、予め求めた面積ヒストグラムにおける
鏡面反射領域と背景領域との間及び背景領域と非鏡面反
射領域との間にそれぞれ設定した2値化レベルによって
圧着端子の画像を2値化するため、特に芯線の圧着端子
の側方へのはみ出しを確実に検出することが可能にな
り、圧着端子の圧着状態の良否判定の信頼性をいっそう
向上することができる。
方法及び画像処理方法の第1の実施例の概略図である。
図である。
検査装置のブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 樹脂バレルにより電線の皮剥ぎ端の樹脂
を把持し、芯線バレルにより露出した芯線を把持すると
共に電気的導通を保持する圧着端子であって、前記両バ
レルの円筒成形された面にほぼ直角方向から前記圧着端
子を撮像手段により撮像し、画像処理手段により前記撮
像手段による前記圧着端子の画像を処理して前記圧着端
子の圧着状態を検査する際に、前記撮像手段による撮像
方向とほぼ同じ方向から、前記圧着端子の長尺方向とほ
ぼ同一方向に連続した照明部又は前記長尺方向にほぼ同
一方向に配列された複数個の照明部を有する主照明手段
により前記圧着端子を照明すると共に、前記主照明手段
と反対方向から副照明手段により前記圧着端子を照明す
ることを特徴とする圧着端子画像処理検査における照明
方法。 - 【請求項2】 樹脂バレルにより電線の皮剥ぎ端の樹脂
を把持し、芯線バレルにより露出した芯線を把持すると
共に電気的導通を保持する圧着端子を、前記両バレルの
円筒成形された面にほぼ直角方向から撮像手段により撮
像し、画像処理手段により前記撮像手段による前記圧着
端子の画像を処理して前記圧着端子の圧着状態を検査す
る圧着端子画像処理検査における画像処理方法におい
て、 前記撮像手段による撮像方向とほぼ同じ方向から、前記
圧着端子の長尺方向とほぼ同一方向に連続した照明部を
有する主照明手段により前記圧着端子を照明すると共
に、前記主照明手段と反対方向から副照明手段により前
記圧着端子を照明し、前記画像処理手段により、圧着端
子画像の受光強度の面積ヒストグラムを予め求め、前記
面積ヒストグラムにおける前記両バレルの鏡面反射領域
と背景領域との間及び前記背景領域と非鏡面反射領域と
の間にそれぞれ2値化レベルを設定し、前記撮像手段に
よる前記圧着端子の画像を前記両2値化レベルによって
2値化することを特徴とする圧着端子画像処理検査にお
ける画像処理方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4102240A JP2795044B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | 圧着端子画像処理検査における照明方法及び画像処理方法 |
US08/034,771 US5377278A (en) | 1992-03-26 | 1993-03-19 | Method and apparatus for inspecting a solderless terminal by image processing |
DE69318872T DE69318872T2 (de) | 1992-03-26 | 1993-03-25 | Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle eines lötfreien Verbinders durch Bildbearbeitung |
EP93104980A EP0562614B1 (en) | 1992-03-26 | 1993-03-25 | Method and apparatus for inspecting a solderless terminal by image processing |
Applications Claiming Priority (1)
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