JP3728084B2 - 柱状物体の外観検査装置およびその方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱状物体の全表面の外観上の欠陥を画像処理により高速かつ自動的に検査する柱状物体の外観検査装置およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
大量に生産される工業生産物の中には製品の用途から外観上の欠陥を全数について検査することが要求されるものがある。例えば、食品容器、薬品容器、電子部品等である。これらは主に樹脂成形加工により製造され、外形が柱状で複雑な形状を有するものが多い。そして、前記食品容器、薬品容器、電子部品等の柱状物体の外観検査は、従来から、人手による目視検査が一般的に行われている。
【0003】
ところで、柱状物体の外観検査を目視検査以外により行う方法として、下記に示すようにな画像処理技術を用いて自動検査する方法も、近年、採用されてきている。
【0004】
(1)一般的には、柱状物体の全表面を6台のカメラにより6方向から撮像して平面画像を得、この得た平面画像を検査することにより、柱状物体の全表面の外観検査を行う方法。
【0005】
(2)柱状物体のうち特に円柱状物体の全表面を画像処理技術により自動検査する場合には、この検査対象物である円柱状物体を回転させながらラインセンサカメラを用いて撮像することにより側面の展開画像を得、この得た展開画像を検査し、さらに、2台のエリアセンサカメラによって撮像した両端面の画像を検査することにより、円柱状物体の全表面の外観検査を行う方法。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像処理技術を用いて柱状物体の全表面の外観検査する方法では、6台のカメラにより6方向から柱状物体の全表面を撮像して平面画像を得る必要があるので、装置が極めて複雑になるとともに検査時間が長くなり、加えて、多数の画像処理回路を使用するので高価となるため、汎用性が乏しいという問題点があった。
【0007】
特に、柱状物体のうち特に円柱状物体の全表面を画像処理技術により自動検査する場合においても、ラインセンサカメラが回転する円柱状物体を撮像して側面の展開画像を得る必要があり、さらに、2台のエリアセンサカメラが撮像した両端面の画像を検査する必要があるので、検査対象物のハンドリング機構や照明装置が複雑になり、装置が高価になるともに検査時間が長くなり、汎用性が乏しいという問題点があった。
【0008】
本発明は上述した問題点に鑑み、柱状物体の外観検査を経済的かつ高速度に行う柱状物体の外観検査装置およびその方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明に係る柱状物体の外観検査装置は、検査対象の柱状物体の位置決めを行う位置決め手段と、前記柱状物体をその軸心周りに回転させる回転手段と、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーと、前記柱状物体の撮像領域を照明する照明手段と、前記撮像手段で撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査する検査手段と、前記撮像手段により撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定タイミングで前記検査手段に入力させる入力手段と、前記柱状物体を順次移送して前記撮像手段の検査位置に導入し、検査終了後は検査位置から排出する移送手段とを具備し、前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、前記位置決め手段は、一定速度で搬送されるベルトと、前記柱状物体の軸方向とがベルトの進行方向と直角となるような姿勢で、前記柱状物体をベルト上に位置決めし保持する保持機構を有することを特徴とするものである。
【0016】
本発明に係る柱状物体の外観検査装置は、検査対象の柱状物体の位置決めを行う位置決め手段と、前記柱状物体をその軸心周りに回転させる回転手段と、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーと、前記柱状物体の撮像領域を照明する照明手段と、前記撮像手段で撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査する検査手段と、前記撮像手段により撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定タイミングで前記検査手段に入力させる入力手段と、前記柱状物体を順次移送して前記撮像手段の検査位置に導入し、検査終了後は検査位置から排出する移送手段とを具備し、前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、前記位置決め手段は、一定速度で回転し前記柱状物体の側面に回転力を付与する駆動ローラーと、前記柱状物体の側面外周に接触し柱状物体を位置決めするために等間隔に配列された複数の小ローラーと、この小ローラーの軸が取り付けられて固定され、前記柱状物体の一方の端面が接触して位置決めされ、この端面の中心を内部に含むように放射状に配列されたスリットと、連続的あるいは間欠的な回転動作によって前記柱状物体を移送する円板と、を有することを特徴とするものである。
【0017】
本発明に係る柱状物体の外観検査装置は、検査対象の柱状物体の位置決めを行う位置決め手段と、前記柱状物体をその軸心周りに回転させる回転手段と、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーと、前記柱状物体の撮像領域を照明する照明手段と、前記撮像手段で撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査する検査手段と、前記撮像手段により撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定タイミングで前記検査手段に入力させる入力手段と、前記柱状物体を順次移送して前記撮像手段の検査位置に導入し、検査終了後は検査位置から排出する移送手段とを具備し、前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、前記位置決め手段は、前記柱状物体の両端面の中心付近に接触して回転する部材によって構成されることを特徴とするものである。
【0019】
本発明に係る柱状物体の外観検査装置は、検査対象の柱状物体の位置決めを行う位置決め手段と、前記柱状物体をその軸心周りに回転させる回転手段と、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーと、前記柱状物体の撮像領域を照明する照明手段と、前記撮像手段で撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査する検査手段と、前記撮像手段により撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定タイミングで前記検査手段に入力させる入力手段と、前記柱状物体を順次移送して前記撮像手段の検査位置に導入し、検査終了後は検査位置から排出する移送手段とを具備し、前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、前記位置決め手段は、一定速度で回転する駆動ロ−ラーと、柱状物体の側面と前記駆動ローラーとの間に位置し、前記駆動ローラーの回転力を前記柱状物体に伝達するとともに柱状物体を位置決めするよう等間隔に配列された複数の小ローラーと、この小ローラーの軸が取り付けられて固定され、前記柱状物体の一方の端面が接触して位置決めされ、連続的あるいは間欠的な回転動作によって柱状物体を移送する円板と、開口部が検査中の柱状物体の側面に近接する位置にあって、かつ各小ローラーの間に配置された空気ダクトとを有することを特徴とするものである。
前記本発明に係る柱状物体の外観検査装置において、前記検査手段は、2以上のラインセンサカメラから得られる2以上の撮像画像信号を切り替え、前記撮像画像を出力する撮像画像信号切替え手段を有するようにしてもよい。
前記本発明に係る柱状物体の外観検査装置において、前記入力手段は、前記柱状物体が検査位置に導入されたことを検出するセンサの信号をタイミング信号としてもよい。
前記入力手段は、前記柱状物体の物理形状の特徴点または表面の図柄の特徴点を検出するセンサの信号をタイミング信号としてもよい。
前記本発明に係る柱状物体の外観検査装置において、前記照明手段は、2以上の異なる照明を有しており、電気的または機械的に前記照明を切り替えて前記柱状物体を照明するようにしてもよい。
前記本発明に係る柱状物体の外観検査装置において、前記駆動ローラーは、その軸が前記円板の軸と非同軸となるように配置され、かつ、その軸が円板と垂直の方向に対して傾き角度を有するように配置されて成るものとしてもよい。
【0027】
また、上述した目的を達成するために、本発明に係る柱状物体の外観検査方法は、検査対象の柱状物体を検査位置に導入し、前記柱状物体の位置決めを行うとともに、前記柱状物体をその軸心周りに回転させ、前記柱状物体の撮像領域を照明し、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーとを用いて、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像し、撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定ごとに出力されるタイミング信号を出力し、このタイミング信号を受けた後、撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査し、検査終了後は検査位置から前記柱状物体を排出し、前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、ベルトが一定速度で搬送され、前記柱状物体の軸方向が前記ベルトの進行方向と直角となるような姿勢で、前記柱状物体を前記ベルト上に位置決めすることを特徴とするものである。
【0028】
本発明に係る柱状物体の外観検査方法は、検査対象の柱状物体を検査位置に導入し、前記柱状物体の位置決めを行うとともに、前記柱状物体をその軸心周りに回転させ、前記柱状物体の撮像領域を照明し、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーとを用いて、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像し、撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定ごとに出力されるタイミング信号を出力し、このタイミング信号を受けた後、撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査し、検査終了後は検査位置から前記柱状物体を排出し、前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、駆動ローラーが一定速度で回転し前記柱状物体の側面に回転力を付与し、等間隔に配列された複数の小ローラーが前記柱状物体の側面外周に接触し前記柱状物体を位置決めし、円板が連続的あるいは間欠的な回転動作によって前記柱状物体を移送することを特徴とするものである。
【0029】
本発明に係る柱状物体の外観検査方法は、検査対象の柱状物体を検査位置に導入し、前記柱状物体の位置決めを行うとともに、前記柱状物体をその軸心周りに回転させ、前記柱状物体の撮像領域を照明し、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーとを用いて、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像し、撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定ごとに出力されるタイミング信号を出力し、このタイミング信号を受けた後、撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査し、検査終了後は検査位置から前記柱状物体を排出し、前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、駆動ローラーが一定速度で回転し、前記柱状物体の側面と前記駆動ローラーとの間に位置し等間隔に配列された複数の小ローラーが前記駆動ローラーの回転力を前記柱状物体に伝達し、前記小ローラーの軸が取り付けられた円板が、前記柱状物体の一方の端面が接触して位置決めし、連続的あるいは間欠的な回転動作によって柱状物体を移送し、検査中の柱状物体の側面に近接する位置にあって、かつ各小ローラーの間に配置された空気ダクトにより前記柱状物体を空気圧で位置決めすることを特徴とするものである。
【0030】
前記本発明に係る柱状物体の外観検査方法においては、2以上のラインセンサカメラから得られる2以上の撮像画像信号を切り替え、前記撮像画像を出力するようにしてよい。
前記本発明に係る柱状物体の外観検査方法においては、前記柱状物体が検査位置に導入されたことを検出するセンサの信号をタイミング信号としてもよい。
前記本発明に係る柱状物体の外観検査方法においては、前記柱状物体の物理形状の特徴点または表面の図柄の特徴点を検出するセンサの信号をタイミング信号としてもよい。
前記本発明に係る柱状物体の外観検査方法においては、2以上の異なる照明を有しており、電気的または機械的に前記照明を切り替えて前記柱状物体を照明するようにしてもよい。
【0031】
この発明では、検査対象の柱状物体の位置決めを行い、柱状物体の全体表面を撮像するため、撮像手段の個数を抑えることができる。
【0032】
特に、柱状物体の両端面から出射した光をミラーが折り曲げてラインセンサカメラに入射させるため、ラインセンサカメラが柱状物体の全体表面を撮像することがでる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る柱状物体の外観検査装置およびその方法の一実施形態を図面に基づき説明する。
【0034】
図1は本発明に係る柱状物体の外観検査装置の一実施形態を示す概略構成図でる。
【0035】
この実施形態の外観検査装置は、位置決めと回転を、平行配置した複数のローラーによって実現する構成例である。
【0036】
この実施形態の外観検査装置は、回転ローラ3a,3b,3cと、ミラー4,5と、Z方向位置決め機構6と、移送機構7と、画像入力タイミング信号出力器8と、照明装置9と、ラインセンサカメラ10と、画像処理装置11とを備えて構成されている。
【0037】
ここで、回転ローラ3aと回転ローラ3bとは、検査対象である控えの円柱2を一定速度で回転させるとともにX方向およびZ方向に安定に位置決めするようになっている。
【0038】
回転ローラ3bと回転ローラ3cとは、検査対象である円柱1を一定速度で回転させるとともにX方向およびZ方向に安定に位置決めするようになっている。
【0039】
ミラー4,5は、円柱1の両端面1b,1cの外観画像をラインセンサーカメラ10により撮像するため、この両端面1b,1cから出射した光がラインセンサーカメラ10に入射するように、光路を折り曲げるようになっている。
【0040】
従って、ラインセンサーカメラ10の撮像視野Aは、その中央部が円柱1の側面を縦断する線状撮像視野bとなり、また、端部が円柱1の端面1b,1cの直径方向に縦断する線状撮像視野a,cとなっており、ミラー4,5がない場合より撮像視野が広がっている。
【0041】
なお、ミラー4,5は、平面鏡にかぎらず凸面鏡,凹面鏡,円柱面鏡等の曲面鏡であってもよい。
【0042】
Z方向位置決め機構6は、円柱1の一方の端面の一部を接触させることにより、Z方向位に対する位置決めするようになっている。
【0043】
移送機構7は、検査対象である円柱状物体1の検査が終了すると、検査位置から検査位置以外の箇所に円柱状物体1を移送するとともに、控えていた次の検査対象である円柱状物体2を検査位置に移送するようになっている。
【0044】
画像入力タイミング信号出力器8は、ラインセンサーカメラ10が撮像した円柱1の撮像画像を画像処理装置11に出力するタイミング信号を出力するようになっている。
【0045】
この画像入力タイミング信号出力器8は、例えば回転する円柱1の物理的形状の特徴点あるいは表面図柄の特徴点をホトセンサやレーザーセンサ等の適当な検出手段で認識し、1回転にl回ないし数回現れる回転原点の検出に基づき、タイミング信号を送出することにより実現できる。
【0046】
特に、円柱1に外観上の特徴点が無い場合や、回転原点を揃えて画像を比較する必要のない検査方法の場合には、検査のために円柱1が撮像位置に導入されたタイミングを捉えて撮像画像を入力するタイミング信号を送出するようにしてもよい。
【0047】
照明装置9は、蛍光灯、ハロゲンランプ等の光源や光ファイバーガイド等線状の光源からなり、ラインセンサカメラ10の視野を妨げない位置に配置され、撮像視野Aを照明するようになっている。
【0048】
ラインセンサカメラ10は、通常リニアセンサカメラあるいはl次元センサカメラとも呼ばれ、撮像視野を線状に形成するようになっている。
【0049】
ラインセンサーカメラ10は、円柱1が回転運動をすることにより、円柱1の撮像線B上を順次走査するようになっており、円柱1がl回転すると撮像線Bを走査して撮像された撮像画像を、後述する画像入力タイミング信号出力器8から出力されたタイミング信号に基づき、画像処理装置11に入力するようになっている。
【0050】
なお、ラインセンサカメラ10で平面画像を撮像するには、撮像対象物上と略直角の方向に走査する必要がある。この副走査とよばれる動作は、撮像対象物を一定速度で撮像視野内を移動させることにより実現される。
【0051】
従って、ラインセンサーカメラ10の撮像視野Aは、その中央部が円柱1の側面を縦断する線状撮像視野bとなり、また、端部が円柱1の端面1b,1cの直径方向に縦断する線状撮像視野a,cとなっており、ミラー4,5がない場合より撮像視野が広がっている。
【0052】
この画像処理装置11は、予め良品の全面画像をラインセンサカメラ10で撮像して登録しておき、これと同じ条件で撮像した検査対象である円柱1の全面画像とを濃淡によるパターンマッチングし、欠陥を検出・判定するようになっている。
【0053】
図2(a)は図1をX方向から見た概略側面図である。
【0054】
ミラー4と円柱の軸Cとの成す角度が“θ1”であり、また、ミラー5と円柱の軸Cとの成す角度が“θ2”であり、共に45度程度に設定されている。
【0055】
ミラー4,5の下端の位置は、ラインセンサカメラ10による線状撮像視野a,cが円柱1の端面1a,1bの回転中心点を含む半径以上の長さを確保する位置にあることか必要である。ラインセンサカメラ10の視野幅は、線19の長さである。
【0056】
図2(b)は検査対象である円柱1の撮像画像を示す図である。
【0057】
ここで、Y方向はラインセンサカメラ10による走査方向であり、t方向は時間経過の方向で、つまり円柱1の回転によって走査される方向である。
【0058】
画像入力の先頭からの期間25が円柱1の1回転により撮像される部分であり、期間26が円柱1の引き続く次の1回転で撮像される部分である。期間25と期間26の画像は同一である。
【0059】
ラインセンサカメラ10により撮像された円柱1の撮像画像20は、図に示すように、円柱1の側面(円筒面)の展開画像21と、円柱1の右端面の展開画像22と、円柱1の左端面の展開画像23とを有している。
【0060】
なお、24は円柱1の側面にある図柄の一部であり、図柄特徴点とすることが可能である。入力画像20中で斜線部分は、円柱1以外の撮像された部分即ち背景部分である。この部分は通常は検査の対象外として扱われる。
【0061】
図3は図1をY方向から見た概略正面図である。
【0062】
移送機構7の上端は、円柱1,2の下方に位置し、移送機構7が矢印Dの方向に上方に移動することにより、傾斜角度を有する上端7aが円柱1,2を押し上げると同時に右方向に移動させる。
【0063】
この動作によって円柱1,2は、回転駆動ローラー3を乗り越えて右側の安定位置に納まり、円柱の導入・排出が行われる。移送機構7はこのように簡素な構成であり、単純な上下運動によって円柱1,2等を安定に間欠送りする動作なので、高速で安価な装置が実現できる。
【0064】
図4は本発明の他の実施形態を説明する概略正面図。
【0065】
この実施形態の柱状物体の外観検査装置は、円柱の回転駆動を一定速度で走行するベルトにより行い、円柱1の位置決めを平行配置されたローラー列によって行う構成例のものである。
【0066】
自由に回転するローラー30,31,32,33は、連結棒34によりそれぞれの軸受けが等間隔に保持され構成されている。
【0067】
ベルト42は、一定速度で回転するプーリー40,41に装着され、これによって一定速度で走行するようになっている。
【0068】
円柱1,2等は、ローラー30,31,32の間で位置決めされた状態で側面(外周)をベルト42に接しており、これによって回転駆動力を得て一定速度で定位置回転するようになっている。
【0069】
従って、この定位置回転時に円柱1の撮像と検査が行われ、検査が終了すると、連結棒34が矢印Eのように上下方向に移動し、これに装着されたローラー30,31,32,33か一斉に上方へ移動する。これによって円柱1、2等は図で左右方向の位置決めが解除されるので、ベルト42の走行に伴って右方向に移動する。
【0070】
円柱1,2等がローラーの間隔分程度移動したときに、連結棒34を矢印35のように下方に移動して元の位置に戻すことによって、円柱1,2等は再び定位置に位置決めされる。この動作によって円柱1,2等の導入・排出が実行される。
【0071】
なお、連結棒34を矢印35の方向ではなく矢印Eの方向に間欠的または連続的に移動することによって、円柱1,2等の導入・排出を実行してもよい。
【0072】
本実施例では、円柱1、2等の位置決め機構は、連結棒34とこれに装着されたローラー30,31,32,33等によって行う方法を開示したが、これに限らず、ベルト上に略等間隔で並んで回転する柱状物体を位置決めし、また一斉に移動させるための櫛形構造物であってもよい。
【0073】
図5は本発明の他の実施形態の概略正面図である。
【0074】
この実施形態の柱状物体の外観検査装置は、図1に示した実施形態のものと異なり、ラインセンサカメラ10を円柱1の下方に配置したものである。
【0075】
従って、この実施形態の柱状物体の外観検査装置は、ミラー4,5および照明装置9も円柱1の下方に配置されるように構成されている。この配置方法により、円柱1の上方には大きな自由空間が確保されるので、移送機構7を容易に構成することができる。
【0076】
移送機構7が矢印Fの方向に移動し、円柱1,2を右方向に移動させるので、円柱1,2は、ローラー3を乗り越えて右側の定位置に納まり、導入・排出が実行される。
【0077】
なお、移送機構7は、移動と停止をローラー3の間隔毎に繰り返す間欠動作であっても、また連続移動動作を行うものであってもよい。
【0078】
図6は本発明の他の実施形態の構成を示す図である。
【0079】
図6(a)は主要部の構成を示す斜視図である。ただし、図中には、照明装置、画像入カタイミング信号送信器8等は図示されていない。
【0080】
この実施形態の柱状物体の外観検査装置は、検査対象物が中をくり抜かれた円筒形状の外観検査を行うものの構成例である。
【0081】
実施形態の柱状物体の外観検査装置は、少なくとも検査位置におかれた円筒51およびそのlつ手前の位置にある円筒52に、Gの方向に一定速度の回転を付与する回転駆動ローラー53を有しており、この回転駆動ローラー53には円板54が備えられている。
【0082】
そして、円板54には、円筒51,52を位置決めするための自由回転ローラー55,56,57を有している。
【0083】
なお、この実施形態のものは、図では3個の自由回転ローラー55,56,57以外は省略されているが、円板54の全周にわたって等間隔に漏れなく装置されているものである。
【0084】
実施形態の柱状物体の外観検査装置は、円板54が円筒51,52等をΖ方向に位置決めするとともに、X、Y方向に位置決めする機能を有する自由回転ローラー55,56,57等を方向Gに移動させるため、円筒51,52等の位置を移動させ、導入・排出動作、いわゆるロータリーインデックスによるタクト送り動作を実現するようになっている。
【0085】
なお、回転駆動ローラー53と円板54の回転中心は一致している必要はなく、回転駆動ローラー53の回転中心を検査位置(円筒51の位置)に近づけるように偏心させることによって、検査位置およびその前後位置の円筒のみに回転駆動ローラー53が接触して回転力を与える横成としてもよい。
【0086】
このような構成により、検査位置から離れた位置では、2つの自由回転ローラーと回転駆動ローラー53とによって形成される円筒位置決め用空間が広がるので、円筒の導入・排出が容易に実現できる。
【0087】
また、回転駆動ローラー53は、本実施形態のもでは円板形状であるが、これに限らず、エンドレスベルト形状であってもよい。
【0088】
さらに、本実施形態のもは、回転.駆動ローラ一53による駆動力が円柱1,2等に接触して供給される構成であるが、これに限らず、円柱1,2等と回転駆動ローラー53との間に両者に接する自由回転ローラーを挿入追加するように構成してもよい。
【0089】
図6(b)は図6(a)をY方向から見た側面図である。ただし、細部は省略されている。
【0090】
ミラー4,5は、中空構造からなる円筒51の外部および内部の全ての表面を撮像するため、適当な角度に設置されている。
【0091】
つまり、その撮像光路は、図に示すように、その線状撮像視野が円筒51の中心断面の必要な領域をカバーするように、円筒51の内部に漏れなく達しているようになっている。この状態で位置決めされた円筒51を1回転すれば、ラインセンサーカメラ10により中空構造からなる円筒51の全表面が撮像される。
【0092】
図6(c)は図6(a)をX方向から見た正面図である。
【0093】
回転駆動ローラー53の回転軸と円板54の回転軸とは、角度φを有しており、従って、円筒51,52の安定な位置決めを実現するためには、円筒51、52の軸と回転駆動ローラー53の回転軸とは角度φを付与することが望ましい。
【0094】
これによって、回転駆動ローラー53の回転が円筒51に対して円板54方向(下方)への推進力を与えることができるので、円筒51と円板54は円筒形状のばらつきや自由回転ローラーの形状、姿勢のばらつきに影響されることなく安定に接触を保つことが可能となる。
【0095】
図7は本発明における検査対象物の位置決めの他の実施形態を示す概略上面図である。
【0096】
回転駆動ローラー53は、自由回転ローラー56,57,58を回転させ、これら自由回転ローラー56,57,58が円筒1,2等を回転させようになっている。
【0097】
円筒1,2等は、自由回転ローラー55,56,57の間に納まることにより、X,Y方向に位置決がなされるようになっている。このとき、円筒1,2等は、自由回転ローラー56,57,58に安定な接触を保つことが重要である。
【0098】
円筒1,2等が自由回転ローラー56,57,58と安定な接触を保つ方法として、この実施形態のものは、空気ダクト63による空気吸引により、円筒1,2等を自由回転ローラー56、57、58に押しつけるようになっている。
【0099】
空気ダクト63による空気吸引を止めるか、あるいは空気噴出を行うことによって、円筒1、2等を自由回転ローラー56,57,58から任意の位置とタイミングで離脱させることができる。
【0100】
この実施形態の外観検査装置の構成によれば、円筒1、2を半周(180度)以下の側面で位置決めして保持するようにしたことにより、反対側の半周(180度〕以上の側面の方向には大きな空間が得られるため、円筒の導入・排出が極めて容易となり、高速で安価な機構が実現できるとともに、検査結果に基づく良品と不良品の仕分け機能も容易に実現できる。
【0101】
なお、図7では、円筒1,2等の導入・排出に機能する連続的あるいは間欠的に回転する円板を省略している。円板には自由回転ローラー56,57,58等と空気ダクト63等が固定装着されている。
【0102】
図8は本発明における2種類の異なる照明特性を有する照明装置を備える実施形態を示す概略図であって、図8(a)は主要部のみを示す正面概略図である。
【0103】
この実施形態の外観検査装置は、線状撮像視野9−4を照明する2つの異なる照明特性を持った照明9−1、9−2を有しており、2つの異なる照明を電気的または機械的に切り替えて動作させる照明装置9を備えるものである。
【0104】
なお、図では、ミラーを省略する。
【0105】
図8(b)は図8(a)の照明装置の構成によって撮像された画像を説明する図である。
【0106】
この実施形態の外観検査装置では、ラインセンサカメラ10によって連続撮像して得られる画像20は、その横方向が線状撮像視野の方向であり、縦方向が時間方向である。
【0107】
そして、画像20のうち、28−1の部分が円柱1の側面の展開図であり、28−2部分が背景で検査対象外であり、領域25−1,25−2,25−3,25−4の部分がそれぞれ円柱1のl周目、2周目、3周目、4周目を示す部分であり、領域29−1,29−3の部分が照明9−1の照明によって撮像された期間であり、領域29−2の部分が照明9−2の照明により撮像された期間である。
【0108】
従って、照明特性の異なる照明9−1と照明9−2とにより撮像された期間は、画像の特性が異なる。
【0109】
この実施形態の外観検査装置では、位置画像による外観検査を領域25−1と25−3で行うことにより、2つの照明条件のもと2回の検査を、円柱1を3回転する期間内で実行することが可能になる。
【0110】
なお、円柱1の側面の展開図には、側面に描かれた文字Aと黒点が撮像されている。
【0111】
図9は本発明における2台のラインセンサカメラによる実施形態を示す概略構成図であって、図9(a)は主要部のみを示す正面概略図である。なお、2つの線状撮像視野を照明する照明装置は任意であり図示しなし、また、ミラーは省略する。
【0112】
この実施形態の外観検査装置は、2台のラインセンサカメラ10−1,10−2を有しており、2台のラインセンサカメラ10−1,10−2が円柱1の異なる線状撮像視野9−4,9−5を撮像視野とするように配置されて構成されている。
【0113】
画像処理装置11は、内部に画像信号切替え回路11−1を有し、これによって2台のラインセンサカメラ10−1,10−2の撮像画像信号10−3,10−4を時間軸上で択一選択し、その出力画像信号11ー5を画像検査回路11−2に検査画像として入力し、検査を実行するようになっている。
【0114】
図9(b)は図9(a)の装置構成によって撮像された画像を説明する図である。
【0115】
20−1、20−2は、それそれ回転する円柱1の側面をラインセンサカメラ10−1および10−2によって得られる撮像画像信号11−3,11−4による画像であり、この画像は画像検査回路11−2で切替え選択して得られる検査画像を示す。28−1は円柱1の側面の展開図であり、側面に描かれた文字Aと黒点が撮像されている。28−2は背景であり検査対象外である。領域25−1、25−2、25−3はラインセンザカメラ10−1によって撮像された1周目、2周目、3周目の画像を示し、領域26−1、26−2、26−3はラインセンサカメラ10−2によって撮像された1周目、2周目、3周目の画像を示す。
【0116】
領域26−0は線状撮像視野9−4、9−5の距離差(撮像時刻差)に相当するずれ領域である。20−3は画像信号切替え回路11−1によって選択合成された出力画像信号11−5の画像であり、27−1は領域25−1と同一の画像であり、27−4、27−5はそれぞれ領域26−2、26−3と同一の画像である。領域27−2は2つの画像の切り替わり領域であり検査対象外である。線状領域27−3は画像切り替わり時に発生する雑音領域である。
【0117】
この実施形態の外観検査装置では、撮像画像信号11−3,11−4を画像検査回路11−2で切替えるタイミング信号が、画像入カタイミング信号送出手段によって画像処理装置11に入力される画像入力用同期信号に適当な時間遅延または距離遅延を付与した信号であるため、正確なタイミングで画像信号切替え回路11−1を動作させることが可能である。
【0118】
また、画像による外観検査を領域27−1と27−4で連続的に行うことにより、2台のラインセンサカメラ10−1,10−2による2種類の異なる撮像条件における検査がl台の画像処理装置で、円柱1を約2回転する時間で高速に実行することが可能になる。
【0119】
本実施形態では2台のラインセンサカメラによる線状撮像視野が位置的にずれている場合について示したが、これに限らず同一の線状撮像視野の場合であってもよい。
【0120】
図10は本発明における他の回転駆動方法による実施形態の概略構成図であって、図10(a)は主要部の斜視図、図10(b)は正面図、図10(c)は上面図である。
【0121】
この外観検査装置は、四角柱70を検査対象物としており、四角柱70の両端面の軸上に接触することで四角柱70を位置決めし、かつ、軸を中心として回転させるための機構71,72を有しているものである。
【0122】
機構71,72として、例えば同期して回転する同軸ロッド等を用いることができる。
【0123】
このような構成からなるこの実施形態の外観検査は、ラインセンサカメラ10の線状撮像視野が側面部分においては破線73であり、端面部分においては破線74である。
【0124】
なお、ミラー4,5はロッド71,72の妨げとならないようにやや傾けて配置される場合がある。
【0125】
なお、この実施形態のように、柱状物体の端面の中心付近の一部に接触する部材によって柱状物体を位置決め保持し、さらにこの部材の同期回転によって柱状物体を回転させる構成とすることにより、任意の断面形状の柱状物体についても本発明を適用できる。
【0126】
以上述べてきた実施形態の外観検査装置は、検査対象物として外形断面形状が円である円柱および円筒を主な例としたが、これ以外でも、再現性良く位置決めし、かつ、軸を中心として概略一定速度で回転するならば、これらに限らず外形断面形状が楕円あるいは卵形あるいは多角形であっても、検査対象物となり得ことはいうまでもない。
【0127】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検査対象の柱状物体の位置決めを行い、ミラーを用いて柱状物体の全体表面を連続した1つの画像として撮像し、その撮像した画像の濃淡をパターンマッチングによって一括検査することにより、撮像手段の個数を抑えることができるため、装置価格を安価にすることができるとともに、外観検査を高速に行うことができる。
【0128】
また、柱状物体の外周で位置決めする回転駆動ローラ、移送手段を有することにより、検査対象の柱状物体の導入・排出を円滑に安定に高速に行うことができるため、結果として、外観検査を高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による基本的な実施形態例の構成を説明するための斜視図。
【図2】図Iの主要部の側面図と撮像された展開画像を示す図。
【図3】図1の主要部の正面図。
【図4】本発明による位置決め手段の他の実施例を説明するための正面図。
【図5】本発明による位置決め手段の他の実施的を説明するための正面図。
【図6】本発明による他の実施形態例の構成を説明するための概略斜視図およひ側面図。
【図7】本発明による他の実施形態例の構成を説明するための概略上面図。
【図8】本発明における2種類の照明による実施形態例の主要部の正面概略図と画像説明図。
【図9】本発明における2台のラインセンサーカメラによる実施形態例と画像説明図。
【図10】本発明における他の回転駆動方法による実施形態例の主要部の斜視図と正面図、上面図。
【符号の説明】
1,2 円柱
3,53 回転駆動ローラ
4,5 ミラー
6 Z方向の位置決め機構
7 移送機構
8 画像入力タイミング信号送信器
9 照明装置
10 ラインセンサカメラ
11 画像処理装置
11−1 画像信号切替え回路
11−2 画像検査回路
30,31,32,33 ローラ
34 連結棒
40,41 プーリー
42 ベルト
51,52 円筒
54 円板
55,56,57 自由回転ローラ
58,59,60 スリット
70 四角柱
71 ロッド
Claims (16)
- 検査対象の柱状物体の位置決めを行う位置決め手段と、
前記柱状物体をその軸心周りに回転させる回転手段と、
前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、
前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーと、
前記柱状物体の撮像領域を照明する照明手段と、
前記撮像手段で撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査する検査手段と、
前記撮像手段により撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定タイミングで前記検査手段に入力させる入力手段と、
前記柱状物体を順次移送して前記撮像手段の検査位置に導入し、検査終了後は検査位置から排出する移送手段とを具備し、
前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、
前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、
前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、
前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、
前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、
前記位置決め手段は、
一定速度で搬送されるベルトと、前記柱状物体の軸方向とがベルトの進行方向と直角となるような姿勢で、前記柱状物体をベルト上に位置決めし保持する保持機構を有する
ことを特徴とする柱状物体の外観検査装置。 - 検査対象の柱状物体の位置決めを行う位置決め手段と、
前記柱状物体をその軸心周りに回転させる回転手段と、
前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、
前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーと、
前記柱状物体の撮像領域を照明する照明手段と、
前記撮像手段で撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査する検査手段と、
前記撮像手段により撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定タイミングで前記検査手段に入力させる入力手段と、
前記柱状物体を順次移送して前記撮像手段の検査位置に導入し、検査終了後は検査位置から排出する移送手段とを具備し、
前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、
前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、
前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、
前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、
前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、
前記位置決め手段は、
一定速度で回転し前記柱状物体の側面に回転力を付与する駆動ローラーと、
前記柱状物体の側面外周に接触し柱状物体を位置決めするために等間隔に配列された複数の小ローラーと、
この小ローラーの軸が取り付けられて固定され、前記柱状物体の一方の端面が接触して位置決めされ、この端面の中心を内部に含むように放射状に配列されたスリットと、
連続的あるいは間欠的な回転動作によって前記柱状物体を移送する円板と、を有する
ことを特徴とする柱状物体の外観検査装置。 - 検査対象の柱状物体の位置決めを行う位置決め手段と、
前記柱状物体をその軸心周りに回転させる回転手段と、
前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、
前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーと、
前記柱状物体の撮像領域を照明する照明手段と、
前記撮像手段で撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査する検査手段と、
前記撮像手段により撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定タイミングで前記検査手段に入力させる入力手段と、
前記柱状物体を順次移送して前記撮像手段の検査位置に導入し、検査終了後は検査位置から排出する移送手段とを具備し、
前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、
前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、
前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、
前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、
前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、
前記位置決め手段は、
前記柱状物体の両端面の中心付近に接触して回転する部材によって構成される
ことを特徴とする柱状物体の外観検査装置。 - 検査対象の柱状物体の位置決めを行う位置決め手段と、
前記柱状物体をその軸心周りに回転させる回転手段と、
前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、
前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーと、
前記柱状物体の撮像領域を照明する照明手段と、
前記撮像手段で撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査する検査手段と、
前記撮像手段により撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定タイミングで前記検査手段に入力させる入力手段と、
前記柱状物体を順次移送して前記撮像手段の検査位置に導入し、検査終了後は検査位置から排出する移送手段とを具備し、
前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、
前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、
前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、
前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、
前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、
前記位置決め手段は、
一定速度で回転する駆動ロ−ラーと、
柱状物体の側面と前記駆動ローラーとの間に位置し、前記駆動ローラーの回転力を前記柱状物体に伝達するとともに柱状物体を位置決めするよう等間隔に配列された複数の小ローラーと、
この小ローラーの軸が取り付けられて固定され、前記柱状物体の一方の端面が接触して位置決めされ、連続的あるいは間欠的な回転動作によって柱状物体を移送する円板と、
開口部が検査中の柱状物体の側面に近接する位置にあって、かつ各小ローラーの間に配置された空気ダクトと
を有する
ことを特徴とする柱状物体の外観検査装置。 - 前記検査手段は、
2以上のラインセンサカメラから得られる2以上の撮像画像信号を切り替え、前記撮像画像を出力する撮像画像信号切替え手段を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の柱状物体の外観検査装置。 - 前記入力手段は、
前記柱状物体が検査位置に導入されたことを検出するセンサの信号をタイミング信号とすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の柱状物体の外観検査装置。 - 前記入力手段は、
前記柱状物体の物理形状の特徴点または表面の図柄の特徴点を検出するセンサの信号をタイミング信号とすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の柱状物体の外観検査装置。 - 前記照明手段は、
2以上の異なる照明を有しており、
電気的または機械的に前記照明を切り替えて前記柱状物体を照明することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の柱状物体の外観検査装置。 - 前記駆動ローラーは、
その軸が前記円板の軸と非同軸となるように配置され、かつ、その軸が円板と垂直の方向に対して傾き角度を有するように配置されて成ることを特徴とする請求項2記載の柱状物体の外観検査装置。 - 検査対象の柱状物体を検査位置に導入し、
前記柱状物体の位置決めを行うとともに、前記柱状物体をその軸心周りに回転させ、
前記柱状物体の撮像領域を照明し、
前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーとを用いて、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像し、
撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定ごとに出力されるタイミング信号を出 力し、
このタイミング信号を受けた後、撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査し、
検査終了後は検査位置から前記柱状物体を排出し、
前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、
前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、
前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、
前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、
前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、
ベルトが一定速度で搬送され、前記柱状物体の軸方向が前記ベルトの進行方向と直角となるような姿勢で、前記柱状物体を前記ベルト上に位置決めする
ことを特徴とする柱状物体の外観検査方法。 - 検査対象の柱状物体を検査位置に導入し、
前記柱状物体の位置決めを行うとともに、前記柱状物体をその軸心周りに回転させ、
前記柱状物体の撮像領域を照明し、
前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーとを用いて、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像し、
撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定ごとに出力されるタイミング信号を出力し、
このタイミング信号を受けた後、撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査し、
検査終了後は検査位置から前記柱状物体を排出し、
前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、
前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、
前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、
前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、
前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、
駆動ローラーが一定速度で回転し前記柱状物体の側面に回転力を付与し、
等間隔に配列された複数の小ローラーが前記柱状物体の側面外周に接触し前記柱状物体を位置決めし、
円板が連続的あるいは間欠的な回転動作によって前記柱状物体を移送する
ことを特徴とする柱状物体の外観検査方法。 - 検査対象の柱状物体を検査位置に導入し、
前記柱状物体の位置決めを行うとともに、前記柱状物体をその軸心周りに回転させ、
前記柱状物体の撮像領域を照明し、
前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像するためのラインセンサカメラと、前記柱状物体の両端面の外観画像を前記ラインセンサカメラにより撮像するため、前記柱状物体の両端面から出射した光が前記ラインセンサカメラに入射するように、該光の光路を折り曲げるミラーとを用いて、前記柱状物体の側面と端面の全表面を撮像し、
撮像された前記柱状物体の表面の撮像画像を一定ごとに出力されるタイミング信号を出力し、
このタイミング信号を受けた後、撮像された検査対象としての柱状物体の撮像画像と、基準となる撮像画像との濃淡をパターンマッチングして、前記検査対象としての柱状物体の外観の良否を検査し、
検査終了後は検査位置から前記柱状物体を排出し、
前記ラインセンサカメラは、その撮像視野として、前記柱状物体の側面を撮像するための第1の線状撮像視野と、前記ミラーにより形成され該ミラーを介して前記柱状物体の端面を撮像するための第2の線状撮像視野とを有し、
前記第1の線状撮像視野は、前記柱状物体の側面を縦断し、
前記第2の線状撮像視野は、前記柱状物体の端面をその直径方向に縦断し、
前記ミラーは、前記第2の線状撮像視野が前記柱状物体の端面の回転中心を含みかつ該端面の回転中心からの半径以上の長さを有するように、設置されてなり、
前記回転手段により前記柱状物体をその軸心周りに回転させながら、1台の前記ラインセンサカメラが前記第1と第2の線状撮像視野で前記柱状物体の側面と端面を同時に連続撮像し、
駆動ローラーが一定速度で回転し、
前記柱状物体の側面と前記駆動ローラーとの間に位置し等間隔に配列された複数の小ローラーが前記駆動ローラーの回転力を前記柱状物体に伝達し、
前記小ローラーの軸が取り付けられた円板が、前記柱状物体の一方の端面が接触して位置決めし、連続的あるいは間欠的な回転動作によって柱状物体を移送し、
検査中の柱状物体の側面に近接する位置にあって、かつ各小ローラーの間に配置された空気ダクトにより前記柱状物体を空気圧で位置決めする
ことを特徴とする柱状物体の外観検査方法。 - 2以上のラインセンサカメラから得られる2以上の撮像画像信号を切り替え、前記撮像画像を出力することを特徴とする請求項10ないし12のいずれかに記載の柱状物体の外観検査方法。
- 前記柱状物体が検査位置に導入されたことを検出するセンサの信号をタイミング信号とすることを特徴とする請求項13記載の柱状物体の外観検査方法。
- 前記柱状物体の物理形状の特徴点または表面の図柄の特徴点を検出するセンサの信号をタイミング信号とすることを特徴とする請求項10ないし12のいずれかに記載の柱状物体の外観検査方法。
- 2以上の異なる照明を有しており、
電気的または機械的に前記照明を切り替えて前記柱状物体を照明することを特徴とする請求項10ないし12のいずれかに記載の柱状物体の外観検査方法。
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