JP3873482B2 - 圧着端子検査方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電線端部に圧着した圧着端子の圧着状態の良否を画像処理によって検査する圧着端子検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、圧着端子検査装置は、図6に示すように圧着端子1の圧着部1bをテレビカメラ3で撮像したシルエット像を画像処理装置4に取り込み、画像処理して圧着状態の良・不良を判定している。
【0003】
しかし、上記シルエット画像に基づく画像処理で得られる情報は圧着部1bの外形情報だけであり、芯線2aのうちの何本かが圧着部からはみ出して周辺にまで延びているような場合は圧着不良を検出することができるが、何本かの芯線が圧着部に巻き付いている場合や、金属片か電線層が圧着部に付着している場合などには、当該圧着不良を検出でいない。また、圧着部の光沢の変化を圧着不良と誤判断してしまうことがあった。
【0004】
この欠点を解決しうる圧着端子検査装置として次のことが考えられる。以下その圧着端子検査装置について説明する。
【0005】
図7について、電線2の端部の芯線2aに圧着された圧着端子1(圧着部1b)の上方には、撮像手段であるテレビカメラ3が配設されており、このテレビカメラ3には画像処理手段である画像処理装置4が接続されている。画像処理装置4では画像処理として、位置計測処理と検査処理とを行う。また、圧着部1bの上方には照明装置7が配設されており、この照明装置7によって圧着部1bに光を照射するようになっている。一方、圧着部1bの下方には中間色の背景5が配設されている。
【0006】
図8に示すように、圧着部1bを電線2の端部の芯線2aに圧着する際、自動接圧機のクランプ装置8では圧着部1bよりも下方の電線2をクランプするため、圧着端子1の前後方向(図8の紙面と直交する方向)の位置は一定になるものの、圧着端子1の図中左右方向位置は圧着端子1がクランプ部を中心に回動することにより、図中に一点鎖線で示すように傾斜してしまうため、一定にはならず不安定な状態となる。
【0007】
そこで、図9に示すように、圧着部1bの表面には、正常な場合、照明装置7から光を照射することによって右側と左側とに1本ずつ安定的にハイライト部21a,21bを発生させることができる。
【0008】
圧着部1bの表面にハイライト部21a,21bを発生させた状態で、テレビカメラ3により圧着部1bを撮像し、画像処理装置4により、このときの圧着部1b(ハイライト部21a,21b)の画像に基づいて圧着部1bの位置を計測する(位置計測処理)。続いて、画像処理装置4により、上記位置計測処理で得られた圧着部1bの位置情報を基に後述するように計測エリア11〜19を補正して圧着状態の検査を行う(検査処理)。
【0009】
(1)位置計測処理
図8のように、自動接圧機のクランプ装置8でクランプされた圧着端子1は、左右方向のずれはあるが、前後方向のずれはない。そこで、横方向の計測ラインによりハイライト部の横方向位置を計測し、次に縦方向の計測ラインによりハイライト部の縦方向位置を計測する。
【0010】
図9,図10(a)について、横方向位置の計測は、2本の横方向計測ラインW1,W2とハイライト部21a,21bの画像の左右両端との交点の各座標を求め、この各座標X,Yから計測ラインW1,W2間のハイライト部21a,21bの画像の左右の縁の傾きθをそれぞれ計算する。
【0011】
θ1=tan-1{(Y1−Y5)/(X1−X5)}
θ2=tan-1{(Y2−Y6)/(X2−X6)}
θ3=tan-1{(Y3−Y7)/(X3−X7)}
θ3=tan-1{(Y4−Y8)/(X4−X8)}
図10(b)について、縦方向位置の計測は、上記横方向位置において求めた各座標X,Yと各傾きθとに基づいて、始点X1+△X=XC1,Y1=YC1の縦方向計測ラインW3及び始点X4−△X=XC4,Y4=YC4の縦方向計測ラインW4を生成し(△Xは予め設定した値)、この縦方向計測ラインW3,W4を用いてY軸方向の計測を行う。
【0012】
即ち、縦方向計測ラインW3の始点は、横方向計測ラインW1によって計測したX座標(X1)に△X(予め設定した値)を加えた座標とする。つまり、縦方向計測ラインW3の始点のX,Y座標を、次式によって求めた座標(XC1,YC1)とする。
【0013】
XC1=X1+△X
YC1=Y1
この座標(XC1,YC1)を始点に、上記横方向計測において求めた傾きθ1で、長さL1の縦方向計測ラインW3を生成する。そして、この縦方向計測ラインW3とハイライト部21aの画像の上端の交点の座標(X9,Y9)を求める。なお、座標(X2,Y2)と傾きθ2とを用いて縦方向計測ラインW3を生成することもできる。
【0014】
右側のハイライト部21bの画像に対しても、上記と同様の処理を行うことにより、縦方向計測ラインW4を生成し、この縦方向計測ラインW4とハイライト部21bの画像の上端との交点(X10,Y10)を求める。
【0015】
しかし、ハイライト部21a,21bの画像の横方向の左端側又は右端側に凹凸があるような場合には、1回の位置計測では圧着部1bの位置を正確に計測することができない。
【0016】
例えば、図11(a)に示すように凹部(又は凸部)21a−1があって、この凹部に横方向計測ラインW2がある場合には、縦方向計測ラインW3が大きく傾くことになり、ハイライト部21aの上端位置を正確に計測することができなくなる。
【0017】
そこで、横方向計測ラインW1,W2の位置を図11(b)に示すように△Yずらして、再度上記計測を行う。このような計測を数回行うとハイライト部21a,(21b)の上端位置を正確に検出することができる。
【0018】
同様にしてハイライト部21a,21bの下端位置を検出する。
【0019】
上記によれば、圧着部1bの表面に金属片や電線層又は芯線が巻き付いている場合、計測されたハイライト部21a又は21bの長さが短くなるので不良と判断できる。
【0020】
(2)検査処理
図12に示すように、圧着部1bからはみ出した芯線2a−2が折れ曲がった状態で圧着部の1bの周辺に延びている場合、この芯線2a−2へ照明装置7によって光を照射すると、テレビカメラ3に対して芯線2a−2の基端側部分2a−2Aでは光が正反射し、芯線2a−2の先端側部分2a−2Bでは光が反射しない。このため、図13に示すように、芯線2a−2の基端側部分2a−2Aの画像は白色となり、先端側部分2a−2Bの画像は黒色となる。
【0021】
従って、このはみ出した芯線2a−2を検出するために背景5を中間色として、この背景5との濃度差を出すようにしている。例えば、濃淡画像で黒−白を0−255とすると、黒:0、白:255、中間色:100程度となり、これより濃度差を出すことができる。
【0022】
図14に示すように圧着部1bの画像の周辺に予め設定した計測エリア11,12,13,14,15,16,17,18,19の位置を、上記の位置計測処理において計測したデータ(X,Y,θ)を基に補正して、圧着部1bの位置に対応した計測エリア11〜19を生成する。そして、各計測エリア11〜19に対して濃度を予め設定し、各計測エリア11〜19内におけるこの特定濃度の画素数をカウントして、このカウント値が予め設定した判定値内であれば良と判定し、判定値以上であれば不良と判定する。
【0023】
例えば、計測エリア16〜19では、背景5が中間色であるから、0〜50と150〜255の濃度の画素数をカウントする。その結果、正常であれば、即ち計測エリア16〜19内にはみ出した芯線が存在しなければ、計測エリア16〜19内の画素の濃度は全て100程度となり、図15に示すようなヒストグラムとなることから、0〜50と150〜255の濃度の画素数のカウント値は0となり、判定値以内となって、良と判定される。
【0024】
一方、計測エリア16〜19の何れかに圧着部1bからはみ出した芯線2a−2が出現すると、当該計測エリアでは、芯線2a−2の画像が黒又は白となるため、0〜50又は150〜255の濃度の画素が現れることになり、当該濃度の画素数のカウント値が判定値以上となって、不良と判定される。
【0025】
計測エリア11〜19を用いた検査処理では背景を中間色とする必要があるが、この中間色の背景のまま位置計測処理を行うと、ハイライト部21a,21bがあまり明瞭でない場合、ハイライト部21a,21bとハイライト部以外の部分22a,22bとの濃度差と、ハイライト部以外の部分22a,22bと背景との濃度差が同程度となってしまい、ハイライト部の位置計測を行うことができなくなってしまう。
【0026】
そのため図16に示すように、中間色の背景5と圧着端子1との間に黒色の背景10を移動可能配設し、位置計測処理を行う場合と検査処理を行う場合で圧着端子の背景色を黒色と中間色に切り換えて、背景の濃度レベルを下げることにより、圧着部1bに発生するハイライト部21a,21bがあまり明瞭でなくても、このハイライト部21a,21bとハイライト部以外の部分22a,22bとの濃度差と、ハイライト部以外の部分22a,22bと背景10(黒色)との濃度差とが異なることになり、ハイライト部21a,21bの位置計測が可能となるようにしている。なお、図16において、6はシリンダ、6aはピストンロッド、6bは背景10の把持部である。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような圧着端子検査装置は、以下の問題点がある。
【0028】
(1)位置計測処理を行うときは圧着端子の背景を黒色背景とし、検査処理を行うときは背景を中間色の背景とする背景交換手段が必要とし、装置が複雑になる。
【0029】
(2)位置計測を4本のハイライト部を用いて行う場合、ハイライト部が少なくとも1本正常に存在する必要があるが、ハイライト部のくすみが4本のハイライト部全てに存在する場合にはハイライト部の位置計測データが検出できず、確実な検出処理はできない。
【0030】
(3)また、4本のハイライト部の位置関係は正常である必要があるが、圧着部全体がくすんでいる場合にはハイライト部が4本に完全に分離できるわけではない。
【0031】
(4)位置計測処理における縦方向位置の計測において、縦方向計測ラインW3,W4の始点は、横方向ラインW1によって計測したX座標(X1,X3)に予め設定した値△Xを加えるが、何らかの理由でハイライト部が細くなった場合にはハイライト部に縦方向計測ラインが乗らずに縦方向位置計測ができない。
【0032】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、背景交換の必要がなく、また、くすみが4本のハイライト部全てに存在していなくても確実に検査処理ができる圧着端子検査装置を提供することにある。
【0033】
【課題を解決するための手段】
この発明は、圧着端子の圧着部に光を照射して、前記圧着部の表面に2本の帯状のハイライト部を発生させ、
前記圧着部の表面に前記ハイライト部を発生させた状態で、前記圧着部を撮像し、
この撮像によって得られた画像に基づく画像処理として、前記ハイライト部の画像と横方向計測ライン及び縦方向計測ラインとから前記ハイライト部の横方向位置、縦方向位置及び傾きを求めると共に、このときに前記圧着部の表面における前記芯線のはみ出しの有無を検査する位置計測処理と、
この位置計測処理において求めた前記ハイライト部の横方向位置、縦方向位置及び傾きに基づいて前記圧着部の画像の周辺に予め設定した計測エリアを補正し、この補正した計測エリア内における所定濃度の画素をカウントして、前記圧着部の周辺における前記芯線のはみ出しの有無を検査する検査処理を行う圧着端子検査方法において、
前記圧着部の前方から光を照射したとき、圧着端子の圧着部に現れるハイライト部は高濃度レベルに側辺部は低濃度レベルとなるように照射し、
圧着部の背景として前記高濃度レベルと低濃度レベルの中間色濃度レベルMLの背景を設け、ハイライト部検出のためのしきい値レベルBLを中間色濃度レベル以上に設定すると共に、
前記横方向計測ラインW1,W2を発生させ、前記ハイライト部に現れる当該W1、W2ライン上における濃度レベルが前記しきい値以上か否かを検出して前記位置計測処理と検査処理とを背景を交換することなく行うことを特徴とする。
【0034】
また、前記光の照射を前記圧着部の前方からハイライト部は高濃度レベルに側辺部は低濃度レベルとなるように照射し、前記圧着部の後方に中間色濃度レベルMLの背景を設けて前記横方向計測ラインW1,W2を発生させ、この横方向計測ラインW1,W2上における濃度レベルの最暗レベルLL1,LL2を検出し、この最暗レベルLL1,LL2と中間色濃度レベルMLとの間に濃度しきい値レベルBLを設定し、前記横方向計測ラインW1,W2上の濃度レベルと濃度しきい値レベルBLとのクロス点座標を検出すると共に、前記縦方向計測ラインW3,W4を発生させて始点座標を算出し、当該ラインW3,W4上の濃度レベルとしきい値濃度レベルBLのクロス点を検出し、このクロス点を用いて前記位置計測処理及び検査処理を実行するようにしたことを特徴とする。
【0035】
削除
【0036】
削除
【0037】
削除
【0038】
【発明の実施の形態】
実施の形態1
実施の形態1は、上記図7から図16で説明した圧着端子検査装置における位置計測処理及び検査処理を背景を変えることなくできるようにしたものである。
【0039】
実施の形態1を図1,図2を用いて説明する。
【0040】
図1は圧着端子検査装置の構成を示すもので、図7と同様に、圧着端子1の圧着部を撮るビデオカメラ3,画像処理装置4,中間色の背景5,照明装置7で構成されている。
【0041】
背景5の中間色濃度レベルを100程度とするため、図2(a)に示す圧着端子1の圧着部1bに現れるハイライト部2a,2bの濃度レベルをこの中間色レベルよりかなり高くでき、確実に区分けできるような背景5の中間色を決め、圧着部1bに現れるハイライト部21a,21bを検出するための濃度しきい値レベルBLを中間色レベルML以上にする。
【0042】
上記中間色は、圧着端子1をビデオカメラ3で撮影した時に、検査を行う圧着部1bはハイライト部21a,21bは明るく側辺部は暗く広い濃度レベルに分布しているため、この分布形態を利用して決める。
【0043】
そのため、照明装置7からの照明を端子部1bの前方から照射し、ハイライト部21a,21bは240〜250の濃度レベル、側辺部は50くらいの濃度レベルになるように照明位置を決める。そして、背景5については約100ぐらいの濃度レベル、即ち、ハイライト部と側辺部の濃度レベルの間になるように背景の中間色を決める。
【0044】
背景は全て中間色である状態にしたため、圧着端子の横方向計測ラインW1,W2上の濃度レベルは図2(b)に示すようになり、圧着部の側面部は背景の中間色より暗くすることができる。しかして、圧着部に現れるハイライト部を検出するための濃度しきい値レベルBLを中間色レベルML以上とすることにより、前述した位置計測処理を行うことが可能となる。また、背景が中間色であることから先提案の検査処理ができる。したがって、背景を交換することなく、位置計測処理及び検査処理が可能となる。
【0045】
実施の形態2
実施の形態2は、圧着端子の圧着部がくすんでいる場合でもハイライト部の濃度レベルが背景で設定している中間色と確実に区分し、2本あるいは4本のハイライト部が得られるようにしたものである。
【0046】
実施の形態2を図3を用いて説明する。
【0047】
圧着端子検査装置(図1)の背景5を実施の形態1のように全て中間色である状態とすると、横方向計測ラインW1,W2上の濃度レベルは図3に示すようになる。これは、テレビカメラ5側から圧着端子1を照明しているため、圧着部1bの側面部は側方の明るさに左右される。このため、側方の明るさを暗くしておくことで圧着部1bの側面部は背景5の中間色より暗くすることができる。
【0048】
このことから、図3に示すように横方向計測ラインW1,W2上の濃度レベルを調べて最暗レベルLL1,LL2を求め、最暗レベルLL1,LL2より明るく背景中間色濃度レベルMLより暗い濃度しきい値レベルBLを設定し、この濃度しきい値レベルBLで2値化を行う。この2値化により縦方向計測ラインW1,W2の濃度しきい値レベルBLの暗い部分が白くなり、それ以外の部分で黒くなる。
【0049】
この変化点(白→黒,黒→白)を見ると、ハイライト部21a,21bに当たる所はX2−X3,X4−X5,X8−X9,X10−X11間の4か所となる。圧着部表面のくすみの具合によってはこの4か所が見つからない場合があるが、その時は濃度しきい値レベルBLを一定範囲内で下げていき上記4か所が見つかるようにする。
【0050】
上記のように図3の最暗レベルL1,L2と背景の中間色レベルMLの間のレベルを濃度しきい値レベルBLとして処理を行い図5に示すように横方向計測ラインW1,W2上の濃度しきい値レベルBLとのクロス点の座標(X1,Y1),(X2,Y2),…,(X7,Y7),(X8,Y8)を求める。同時にこの濃度しきい値BLは縦方向計測ラインW3,W4で、圧着部1bの上端/下端位置を求めるための縦方向計測ラインW3,W4の始点座標(XW3,YW3),(XW4,YW4),(XW3′,YW3′),(XW4′,YW4′)の計算及び縦方向ラインW3,W4上の濃度しきい値レベルBLとのクロス点検出の処理にも利用する。
【0051】
これ以降は前述と同じ処理で位置計測と検査を行う。図4に実施の形態2の処理フローを示す。
【0052】
削除
【0053】
削除
【0054】
削除
【0055】
削除
【0056】
削除
【0057】
【発明の効果】
この発明は、上述のとおり構成されているので、下記の効果を奏する。
【0058】
(1)位置計測処理時と検査処理時で背景を黒色と中間色に切り換える必要がないので、装置を簡略にできる。
【0059】
(2)くすみが圧着部の4本のハイライト部全てに存在する場合であっても、圧着部の濃度を見て圧着部の最適の濃度しきい値レベルを見つけて処理を行うため、確実に検査処理を行うことができる。また、圧着部全体がくすんでいる場合に、ハイライト部が4本に完全に分離できない場合があっても同様に確実に検査処理を行うことができる。
【0060】
削除
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態にかかる圧着端子検査装置の構成図。
【図2】 実施の形態1にかかる圧着部の横方向計測ラインにおける濃度レベルを説明するもので、(a)は圧着部、(b)は濃度レベルを示すグラフ。
【図3】 実施の形態2にかかる圧着部の横方向計測ラインにおける濃度しきい値レベルとのクロス点を説明するもので、(a)は圧着部、(b)は濃度レベルを示すグラフ。
【図4】 実施の形態2の処理フロー図。
【図5】 実施の形態2及び3を説明するための座標を示すグラフ。
【図6】 従来例にかかる圧着端子検査装置の構成図。
【図7】 先提案にかかる圧着端子検査装置の構成図。
【図8】 自動接圧機によってクランプされた圧着端子の状態説明図。
【図9】 圧着端子圧着部のハイライト部と横方向計測ラインの説明図。
【図10】 画像処理装置による位置計測処理方法を示す説明図。
【図11】 画像処理装置による位置計測処理方法を示す説明図。
【図12】 はみ出し芯線の光の反射を示す説明図。
【図13】 はみ出し芯線の光の反射を示す説明図。
【図14】 計測エリア位置説明図。
【図15】 計測エリア内の濃度の説明図。
【図16】 背景交換装置を用いた圧着端子検査装置の構成図。
【符号の説明】
1…圧着端子
1a…接続部
1b…圧着部
1c…固定部
2…電線
2a−1,2a−2…はみ出した芯線
3…テレビカメラ
4…画像処理装置
5,10…背景
6…シリンダ
8…クランプ装置
11〜19…計測エリア
21a,21b…ハイライト部
BL…濃度しきい値
L1…縦方向計測ラインの長さ
L2…基準長さ
LL1,LL2…最暗レベル
W1,W2…横方向計測ライン
W3,W4…縦方向計測ライン
Claims (2)
- 圧着端子の圧着部に光を照射して、前記圧着部の表面に2本の帯状のハイライト部を発生させ、
前記圧着部の表面に前記ハイライト部を発生させた状態で、前記圧着部を撮像し、
この撮像によって得られた画像に基づく画像処理として、前記ハイライト部の画像と横方向計測ライン及び縦方向計測ラインとから前記ハイライト部の横方向位置、縦方向位置及び傾きを求めると共に、このときに前記圧着部の表面における前記芯線のはみ出しの有無を検査する位置計測処理と、
この位置計測処理において求めた前記ハイライト部の横方向位置、縦方向位置及び傾きに基づいて前記圧着部の画像の周辺に予め設定した計測エリアを補正し、この補正した計測エリア内における所定濃度の画素をカウントして、前記圧着部の周辺における前記芯線のはみ出しの有無を検査する検査処理を行う圧着端子検査方法において、
前記圧着部の前方から光を照射したとき、圧着端子の圧着部に現れるハイライト部は高濃度レベルに側辺部は低濃度レベルとなるように照射し、
圧着部の背景として前記高濃度レベルと低濃度レベルの中間色濃度レベルMLの背景を設け、ハイライト部検出のためのしきい値レベルBLを中間色濃度レベル以上に設定すると共に、
前記横方向計測ラインW1,W2を発生させ、前記ハイライト部に現れる当該W1、W2ライン上における濃度レベルが前記しきい値以上か否かを検出して前記位置計測処理と検査処理とを背景を交換することなく行うことを特徴とする圧着端子検査方法。 - 圧着端子の圧着部に光を照射して、前記圧着部の表面に2本の帯状のハイライト部を発生させ、
前記圧着部の表面に前記ハイライト部を発生させた状態で、前記圧着部を撮像し、
この撮像によって得られた画像に基づく画像処理として、前記ハイライト部の画像と横方向計測ライン及び縦方向計測ラインとから前記ハイライト部の横方向位置、縦方向位置及び傾きを求めると共に、このときに前記圧着部の表面における前記芯線のはみ出しの有無を検査する位置計測処理と、
この位置計測処理において求めた前記ハイライト部の横方向位置、縦方向位置及び傾きに基づいて前記圧着部の画像の周辺に予め設定した計測エリアを補正し、この補正した計測エリア内における所定濃度の画素をカウントして、前記圧着部の周辺における前記芯線のはみ出しの有無を検査する検査処理を行う圧着端子検査方法において、
前記光の照射を前記圧着部の前方からハイライト部は高濃度レベルに側辺部は低濃度レベルとなるように照射し、前記圧着部の後方に中間色濃度レベルMLの背景を設けて前記横方向計測ラインW1,W2を発生させ、この横方向計測ラインW1,W2上における濃度レベルの最暗レベルLL1,LL2を検出し、この最暗レベルLL1,LL2と中間色濃度レベルMLとの間に濃度しきい値レベルBLを設定し、前記横方向計測ラインW1,W2上の濃度レベルと濃度しきい値レベルBLとのクロス点座標を検出すると共に、
前記縦方向計測ラインW3,W4を発生させて始点座標を算出し、当該ラインW3,W4上の濃度レベルと濃度しきい値レベルBLのクロス点を検出し、このクロス点を用いて前記位置計測処理及び検査処理を実行するようにしたことを特徴とした圧着端子検査方法。
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