JP3445169B2 - 外観検査装置 - Google Patents
外観検査装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外観検査装置に関
し、特に検査対象物の表面欠陥検出及び表裏判定が行え
る外観検査装置に関するものである。
し、特に検査対象物の表面欠陥検出及び表裏判定が行え
る外観検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】円筒形加工物（以下「ワーク」という）
の上下端面や側面の外観を検査する外観検査装置が知ら
れている。この外観検査装置は、検査面をカメラでとら
えて画像信号に変換し、この画像信号を２値化して白黒
画素信号として出力するものである。
の上下端面や側面の外観を検査する外観検査装置が知ら
れている。この外観検査装置は、検査面をカメラでとら
えて画像信号に変換し、この画像信号を２値化して白黒
画素信号として出力するものである。
【０００３】この白黒画素信号の一次特徴量を抽出する
などして、公知の判定手順により、ワークの検査判定を
行う。
などして、公知の判定手順により、ワークの検査判定を
行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】(1) ワークの検査面
に、図１(a), (b)に示すように、円周方向に加工傷が連
続して入っている場合があるが、このような傷は非常に
細く薄いので、従来の方法では、次のような理由で安定
した検出が難しい。このような傷を２値化するしきい値
を高くして明確に黒画素化しようとすると、良品面の荒
れや油、グリース等の付着物が同様に黒画素化され、良
品も欠陥ありと判定してしまうため、合格率が下がる。
に、図１(a), (b)に示すように、円周方向に加工傷が連
続して入っている場合があるが、このような傷は非常に
細く薄いので、従来の方法では、次のような理由で安定
した検出が難しい。このような傷を２値化するしきい値
を高くして明確に黒画素化しようとすると、良品面の荒
れや油、グリース等の付着物が同様に黒画素化され、良
品も欠陥ありと判定してしまうため、合格率が下がる。
【０００５】また、傷の深さの強弱や照明ムラなどが重
なれば、均等かつ明確な黒画素化がますます困難にな
り、不連続で切れ切れになった２値化画像しか得られな
い。そこで、本発明は、前記の問題を解決し、円筒形加
工物によく見られる連続した円周方向の傷を、合格率を
低下させることなく検出することのできる外観検査装置
を実現することを目的とする。
なれば、均等かつ明確な黒画素化がますます困難にな
り、不連続で切れ切れになった２値化画像しか得られな
い。そこで、本発明は、前記の問題を解決し、円筒形加
工物によく見られる連続した円周方向の傷を、合格率を
低下させることなく検出することのできる外観検査装置
を実現することを目的とする。
【０００６】(2) ワークの表裏が異なり、かつ両面が検
査対象になることが多いので、ワークが表裏いずれかに
整列していないと、誤判定に結びつく。そこで、画像処
理による外観検査を行うために、ワークの表裏端面を整
列させるような高価な整列装置を使用することなく、画
像処理装置自体により表裏を認識することが必要となっ
ている。
査対象になることが多いので、ワークが表裏いずれかに
整列していないと、誤判定に結びつく。そこで、画像処
理による外観検査を行うために、ワークの表裏端面を整
列させるような高価な整列装置を使用することなく、画
像処理装置自体により表裏を認識することが必要となっ
ている。
【０００７】しかし、例えばボールベアリングの場合、
表端面はシール素材（金属、ゴム等）、裏端面はシール
なしあるいは半透明でボールが見えているという状況を
考えると、従来の画像処理（パターンマッチング）によ
り判定を行うと、計測時間がかかるだけでなく（数十ms
ec程度）、油などが表面に付着していると、正確な判定
が行えない。
表端面はシール素材（金属、ゴム等）、裏端面はシール
なしあるいは半透明でボールが見えているという状況を
考えると、従来の画像処理（パターンマッチング）によ
り判定を行うと、計測時間がかかるだけでなく（数十ms
ec程度）、油などが表面に付着していると、正確な判定
が行えない。
【０００８】そこで、本発明は、片端面のみシールされ
ているワークを検査する場合に、従来よりも簡単な画像
処理でワークの表裏判定、構成部品の不足判定が行える
外観検査装置を実現することを目的とする。
ているワークを検査する場合に、従来よりも簡単な画像
処理でワークの表裏判定、構成部品の不足判定が行える
外観検査装置を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明の
外観検査装置は、円筒形加工物に対して、その端面、外
径面又は内径面の少なくともいずれかを検査するもので
あって、撮像した検査面を表す２値化画像の一部又は全
部を径方向又は周方向に走査することにより走査線にお
ける欠陥の有無を判定し、欠陥が検出された走査線が連
続して出現する回数をカウントし、当該カウント数に基
づいて円筒形加工物の良否を判定するものである（請求
項１，２）。
外観検査装置は、円筒形加工物に対して、その端面、外
径面又は内径面の少なくともいずれかを検査するもので
あって、撮像した検査面を表す２値化画像の一部又は全
部を径方向又は周方向に走査することにより走査線にお
ける欠陥の有無を判定し、欠陥が検出された走査線が連
続して出現する回数をカウントし、当該カウント数に基
づいて円筒形加工物の良否を判定するものである（請求
項１，２）。
【００１０】前記の構成によれば、径方向又は周方向の
走査線における欠陥の有無を判定し、欠陥が検出された
走査線が連続して出現する回数に基づいて、良否判定を
行う。特に、円筒形加工物の、チャンファー傷やさび、
黒皮残りなどがある場合には径方向に走査し、加工時に
発生する周方向に沿った円弧状の引っかき傷、同心円状
の傷がある場合には、周方向に走査することにより、こ
のような傷を確実に検出することができる。
走査線における欠陥の有無を判定し、欠陥が検出された
走査線が連続して出現する回数に基づいて、良否判定を
行う。特に、円筒形加工物の、チャンファー傷やさび、
黒皮残りなどがある場合には径方向に走査し、加工時に
発生する周方向に沿った円弧状の引っかき傷、同心円状
の傷がある場合には、周方向に走査することにより、こ
のような傷を確実に検出することができる。
【００１１】また、一次特徴量計測などに比べ、線に沿
った特徴だけをとらえる処理なので、処理時間がそれら
の10分の１程度になる（数msec）。本発明の外観検査装
置は、ベアリングに対して、その端面を検査するもので
あって、撮像した検査面の一部又は全部を径方向に走査
し、走査線に沿った画素の濃度を取得し、最も明るい濃
度に対応する値を求め、当該値に基づいてベアリングの
表裏又は構成部品の有無を判定するものである（請求項
３，４）。
った特徴だけをとらえる処理なので、処理時間がそれら
の10分の１程度になる（数msec）。本発明の外観検査装
置は、ベアリングに対して、その端面を検査するもので
あって、撮像した検査面の一部又は全部を径方向に走査
し、走査線に沿った画素の濃度を取得し、最も明るい濃
度に対応する値を求め、当該値に基づいてベアリングの
表裏又は構成部品の有無を判定するものである（請求項
３，４）。
【００１２】この構成によれば、例えば片端面のみシー
ルされているベアリングのシールされている端面を撮像
した場合は、画像の濃度は比較的暗く、その反対側の転
動体が見える端面を撮像した場合は、画像の濃度は転動
体の光沢により部分的に明るいので、ベアリングの表
裏、転動体の個数、保持器の有無を判定することができ
る。
ルされているベアリングのシールされている端面を撮像
した場合は、画像の濃度は比較的暗く、その反対側の転
動体が見える端面を撮像した場合は、画像の濃度は転動
体の光沢により部分的に明るいので、ベアリングの表
裏、転動体の個数、保持器の有無を判定することができ
る。
【００１３】また、油、グリースなどの異物が付着した
場合でも、最も明るい濃度による判定を行う本発明で
は、信頼度の高い判定ができる。さらに、従来の画像処
理（パターンマッチング）により判定を行うのと比べる
と、線に沿った特徴だけをとらえる処理なので、処理時
間が短くて済む。それらの10分の１程度になる（数mse
c）。
場合でも、最も明るい濃度による判定を行う本発明で
は、信頼度の高い判定ができる。さらに、従来の画像処
理（パターンマッチング）により判定を行うのと比べる
と、線に沿った特徴だけをとらえる処理なので、処理時
間が短くて済む。それらの10分の１程度になる（数mse
c）。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照しながら詳細に説明する。まず、外観検査
装置の構成を説明する。外観検査装置は、図２に示すよ
うに、画像処理部１、モニター２、照明部３及び拡散板
３ａ、カメラ４並びにワークＷを保持するホルダー５を
備えている。ここで、ワークＷは、円筒形加工物であれ
ばいかなる物でもよいが、本発明の実施形態では、ボー
ルベアリングを想定している。
付図面を参照しながら詳細に説明する。まず、外観検査
装置の構成を説明する。外観検査装置は、図２に示すよ
うに、画像処理部１、モニター２、照明部３及び拡散板
３ａ、カメラ４並びにワークＷを保持するホルダー５を
備えている。ここで、ワークＷは、円筒形加工物であれ
ばいかなる物でもよいが、本発明の実施形態では、ボー
ルベアリングを想定している。
【００１５】ホルダー５は、検査面が上になったワーク
Ｗを載置する。照明部３は、ＬＥＤ等の照明光源を多数
円環状に並べて構成されるもので、ホルダー５の中心軸
上上方に設置される。拡散板３ａはスリガラス等の拡散
体を中空円板状に形作ったものである。カメラ４は、ホ
ルダー５の中心軸上上方に設置され、レンズ４２とＣＣ
Ｄカメラ４１とからなる。カメラ４のピントは、常に検
査面（端面Ａ、外径面Ｃ、内径面Ｄなど）に設定され
る。
Ｗを載置する。照明部３は、ＬＥＤ等の照明光源を多数
円環状に並べて構成されるもので、ホルダー５の中心軸
上上方に設置される。拡散板３ａはスリガラス等の拡散
体を中空円板状に形作ったものである。カメラ４は、ホ
ルダー５の中心軸上上方に設置され、レンズ４２とＣＣ
Ｄカメラ４１とからなる。カメラ４のピントは、常に検
査面（端面Ａ、外径面Ｃ、内径面Ｄなど）に設定され
る。
【００１６】画像処理部１はカメラ４の撮像信号を取り
込み、画像信号に変換するとともに、後述する画像処理
を行う。モニター２は、当該画像を映し出すＣＲＴなど
の表示装置である。前記の外観検査装置のモニター２に
映し出される画像を図示すると、図３に示したようにな
る。図３において、ワークＷの端面Ａがモニター２の画
面に映っている。
込み、画像信号に変換するとともに、後述する画像処理
を行う。モニター２は、当該画像を映し出すＣＲＴなど
の表示装置である。前記の外観検査装置のモニター２に
映し出される画像を図示すると、図３に示したようにな
る。図３において、ワークＷの端面Ａがモニター２の画
面に映っている。
【００１７】図４は、ワークＷの外径面Ｃを検査する場
合の外観検査装置の構成を示す。この場合は、ワークＷ
の真横に、ワークＷを取り囲むようにして円錐形ミラー
面を有する反射体６を配置する。この構成の外観検査装
置でワークＷの外径面Ｃを検査した場合、やはり図３と
同様の中をくり抜いたドーナツ状の画像が現れる。図５
は、ワークＷの内径面Ｄを検査する場合の外観検査装置
の構成を示す。この場合は、照明部３をホルダー５の中
心軸上の下方に設置して、ワークＷの内径面Ｄに当たっ
た光をカメラ４で観測する。この構成の外観検査装置で
ワークＷの内径面Ｄを検査した場合も、図３と同様、中
をくり抜いたドーナツ状の画像が現れる。
合の外観検査装置の構成を示す。この場合は、ワークＷ
の真横に、ワークＷを取り囲むようにして円錐形ミラー
面を有する反射体６を配置する。この構成の外観検査装
置でワークＷの外径面Ｃを検査した場合、やはり図３と
同様の中をくり抜いたドーナツ状の画像が現れる。図５
は、ワークＷの内径面Ｄを検査する場合の外観検査装置
の構成を示す。この場合は、照明部３をホルダー５の中
心軸上の下方に設置して、ワークＷの内径面Ｄに当たっ
た光をカメラ４で観測する。この構成の外観検査装置で
ワークＷの内径面Ｄを検査した場合も、図３と同様、中
をくり抜いたドーナツ状の画像が現れる。
【００１８】以下、本発明に関係する画像処理方法を説
明する。 (1) 傷の検出 まず、画像処理部１において取得された画像信号に基づ
いて、所定のしきい値を使って２値化を行う。そして、
図６に示すように、検査面の傷の発生範囲ａを特定す
る。この発生範囲ａは、傷の発生頻度の高い範囲として
経験的に決まるものである。図６では同心円状に示され
ている部分である。もちろん、発生範囲ａを、検査面の
全部にとってもよい。
明する。 (1) 傷の検出 まず、画像処理部１において取得された画像信号に基づ
いて、所定のしきい値を使って２値化を行う。そして、
図６に示すように、検査面の傷の発生範囲ａを特定す
る。この発生範囲ａは、傷の発生頻度の高い範囲として
経験的に決まるものである。図６では同心円状に示され
ている部分である。もちろん、発生範囲ａを、検査面の
全部にとってもよい。
【００１９】次に、選択した発生範囲ａを、径方向に沿
って走査する（図６のｂ参照）。これらの走査の間隔
は、限定されないが、例えば１°おきなどに選ばれる。
これらの走査を全周で行ったときの１つ１つの走査にお
いて、傷が検出されたか否かを判定する。判定方法は、
例えば黒画素が所定数回（例えば２回）連続して現れる
ことがあるかどうかによって行う。判定結果は、表１の
ようになる。
って走査する（図６のｂ参照）。これらの走査の間隔
は、限定されないが、例えば１°おきなどに選ばれる。
これらの走査を全周で行ったときの１つ１つの走査にお
いて、傷が検出されたか否かを判定する。判定方法は、
例えば黒画素が所定数回（例えば２回）連続して現れる
ことがあるかどうかによって行う。判定結果は、表１の
ようになる。
【００２０】
【表１】
そして周方向の連続検出数ｃ（表１ではｃ＝５の場合が
示されている）を求めて、それが所定数より多いかどう
かで傷の有無を判断する。または検出総数を求めて、そ
れが所定数より多いかどうかで傷の有無を判断すること
もできる。なお、傷のあった走査線の全数に基づいて、
表面の荒れも調べることもできる。
示されている）を求めて、それが所定数より多いかどう
かで傷の有無を判断する。または検出総数を求めて、そ
れが所定数より多いかどうかで傷の有無を判断すること
もできる。なお、傷のあった走査線の全数に基づいて、
表面の荒れも調べることもできる。
【００２１】また、図示していないが、周方向に沿って
半径を変えながら複数回走査し、これらの走査を全範囲
ａで行ったときの１つ１つの走査において、傷が検出さ
れたか否かを判定し、周方向の傷の連続検出数を求め
て、それが所定数より多いかどうかで傷の有無を判断す
ることもできる。これにより、切れ切れの細い傷も検出
することができる。なお、傷のあった走査全数に基づい
て、表面の荒れも調べることもできる。
半径を変えながら複数回走査し、これらの走査を全範囲
ａで行ったときの１つ１つの走査において、傷が検出さ
れたか否かを判定し、周方向の傷の連続検出数を求め
て、それが所定数より多いかどうかで傷の有無を判断す
ることもできる。これにより、切れ切れの細い傷も検出
することができる。なお、傷のあった走査全数に基づい
て、表面の荒れも調べることもできる。
【００２２】(2) ワーク端面の表裏等の検出
この測定では、ワーク端面の表裏やボール個数又は保持
器の有無の検出が目的なので、検査形態は、図２に示し
たワーク端面の検査に限られ、図４や図５で示したワー
ク外径面の検査や内径面の検査は除外される。この検出
は、カメラ４で取り込んだ濃度画像信号に基づいて行う
（２値化画像は使わない）。
器の有無の検出が目的なので、検査形態は、図２に示し
たワーク端面の検査に限られ、図４や図５で示したワー
ク外径面の検査や内径面の検査は除外される。この検出
は、カメラ４で取り込んだ濃度画像信号に基づいて行う
（２値化画像は使わない）。
【００２３】ワーク表面の画像では、図７に示すよう
に、内径部と外径部との間に合成樹脂などのシールの像
が映る。またワーク裏面の２値化画像では、図８に示す
ように、ベアリングの保持器の像とともに、ボール（転
動体）の影の像が映る。シールの像は比較的暗く、裏面
の像はボールの出た部分が明るく映る。そこで、図９に
示すように、検査面の同心円に挟まれた判定領域ｄを限
定し、限定した判定領域ｄを、径方向に沿って走査する
（図９のｅ参照）。これによって、走査線上の画素の濃
度データを取得する。走査の間隔は、限定されないが、
例えば１°おきなどにとる。
に、内径部と外径部との間に合成樹脂などのシールの像
が映る。またワーク裏面の２値化画像では、図８に示す
ように、ベアリングの保持器の像とともに、ボール（転
動体）の影の像が映る。シールの像は比較的暗く、裏面
の像はボールの出た部分が明るく映る。そこで、図９に
示すように、検査面の同心円に挟まれた判定領域ｄを限
定し、限定した判定領域ｄを、径方向に沿って走査する
（図９のｅ参照）。これによって、走査線上の画素の濃
度データを取得する。走査の間隔は、限定されないが、
例えば１°おきなどにとる。
【００２４】取得したワーク１サンプル分の濃度データ
のうち、最も明るいデータに基づいて、これが所定のし
きい値より高いか低いかで、ワークの裏表を判定する。
また、明るいデータがかたまって現れる場合にそのかた
まりの数に基づいてボール個数を判定する。さらに、保
持器の画像濃度を所定のしきい値で限定して抽出するこ
とにより保持器の有無を判定する。
のうち、最も明るいデータに基づいて、これが所定のし
きい値より高いか低いかで、ワークの裏表を判定する。
また、明るいデータがかたまって現れる場合にそのかた
まりの数に基づいてボール個数を判定する。さらに、保
持器の画像濃度を所定のしきい値で限定して抽出するこ
とにより保持器の有無を判定する。
【図１】(a)はワークの検査面にある薄い円弧状の加工
傷を示す図、(b) はワークの検査面にある円周方向の加
工傷を示す図である。
傷を示す図、(b) はワークの検査面にある円周方向の加
工傷を示す図である。
【図２】本発明の外観検査装置の構成を説明する図であ
る。
る。
【図３】モニター２に映し出される検査面の画像を示す
図である。
図である。
【図４】ワークＷの外径面Ｃを検査する場合の外観検査
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図５】ワークＷの内径面Ｄを検査する場合の外観検査
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図６】検査面の円弧状傷、円周方向傷の発生範囲ａ
と、径走査方向ｂを示す図である。
と、径走査方向ｂを示す図である。
【図７】モニター２に映し出されるワーク表面の画像を
示す図である。
示す図である。
【図８】モニター２に映し出されるワーク裏面の画像を
示す図である。
示す図である。
【図９】検査面判定領域ｄと、径走査方向ｅを示す図で
ある。
ある。
１ 画像処理部
２ モニター
３ 照明部
３ａ 拡散板
４ カメラ
５ ホルダー
Ａ 端面
Ｃ 外径面
Ｄ 内径面
Ｗ ワーク
フロントページの続き
(72)発明者 森川 仁司
大阪府八尾市南植松町２丁目34番地 光
洋機械工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−36644（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−145897（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−64935（ＪＰ，Ａ)
特表 平３−502138（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 21/84 - 21/958
Claims (4)
- 【請求項１】円筒形加工物に対して、その端面、外径面
又は内径面の少なくともいずれかを検査面として撮像す
る手段を有する外観検査装置において、 撮像した検査面を表す信号を２値化し、２値化画像の一
部又は全部を径方向に走査することにより走査線におけ
る欠陥の有無を判定する手段と、 欠陥が検出された走査線が連続して出現する回数をカウ
ントし、当該カウント数に基づいて円筒形加工物の良否
を判定する判定手段とを有することを特徴とする外観検
査装置。 - 【請求項２】円筒形加工物に対して、その端面、外径面
又は内径面の少なくともいずれかを検査面として撮像す
る手段を有する外観検査装置において、 撮像した検査面を表す信号を２値化し、２値化画像の一
部又は全部を周方向に走査することにより走査線におけ
る欠陥の有無を判定する手段と、 欠陥が検出された走査線が連続して出現する回数をカウ
ントし、当該カウント数に基づいて円筒形加工物の良否
を判定する判定手段とを有することを特徴とする外観検
査装置。 - 【請求項３】片端面のみシールされているベアリングに
対して、その端面を検査面として撮像する手段を有する
外観検査装置において、 撮像した検査面の一部又は全部を径方向に走査し、走査
線に沿った画素の濃度を取得する手段と、 走査した走査線についての画素の濃度のうち、最も明る
い濃度に対応する値を求め、当該値に基づいてベアリン
グの表裏を判定する判定手段とを有することを特徴とす
る外観検査装置。 - 【請求項４】片端面のみシールされているベアリングに
対して、その端面を検査面として撮像する手段を有する
外観検査装置において、 撮像した検査面の一部又は全部を径方向に走査し、走査
線に沿った画素の濃度を取得する手段と、 走査した走査線についての画素の濃度のうち、最も明る
い濃度に対応する値を求め、当該値に基づいてベアリン
グの転動体個数又は保持器の有無を判定する判定手段と
を有することを特徴とする外観検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28559698A JP3445169B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 外観検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28559698A JP3445169B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 外観検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000111491A JP2000111491A (ja) | 2000-04-21 |
| JP3445169B2 true JP3445169B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=17693601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28559698A Expired - Fee Related JP3445169B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 外観検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3445169B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100437080B1 (ko) * | 2002-01-17 | 2004-06-23 | 박희재 | 광커넥터용 페룰 검사기 및 그 방법 |
| JP2011058970A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Denso Corp | 管端面検査装置及び管端面検査方法 |
| JP5575675B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2014-08-20 | 株式会社 日立産業制御ソリューションズ | 金属缶端巻締め外観検査方法、金属缶の外観検査方法、および金属缶端巻締め外観検査装置 |
| US9759670B2 (en) * | 2014-12-23 | 2017-09-12 | Mitutoyo Corporation | Bore imaging system |
| JP6407731B2 (ja) * | 2015-01-07 | 2018-10-17 | 愛知機械工業株式会社 | バルブスプリングシートの設置状態検査装置およびその方法 |
| JP6647903B2 (ja) * | 2016-02-13 | 2020-02-14 | 国立大学法人徳島大学 | 画像検査装置、画像検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器 |
| CN110570408B (zh) * | 2019-09-04 | 2022-04-22 | 南京大学 | 一种对圆柱体外表面细微目标计数的系统和方法 |
-
1998
- 1998-10-07 JP JP28559698A patent/JP3445169B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000111491A (ja) | 2000-04-21 |
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