JP5438475B2 - Gap step measurement device, gap step measurement method, and program thereof - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車ボディを形成するパネル部品において、その仕上がり寸法を計測する隙間段差計測装置に関し、特に、2つのパネル部品間の隙間と段差を計測する隙間段差計測装置、隙間段差計測方法、及びそのプログラムに関する。 The present invention relates to a gap step measuring device that measures a finished dimension of a panel part that forms, for example, an automobile body, and in particular, a gap step measuring device that measures a gap and a step between two panel parts, a gap step measuring method, And the program.
自動車の製造工程において、自動車ボディの仕上がり品質を検査するものとして、寸法検査がある。寸法検査の1つとして、例えば2つのパネル部品(ワークと呼ぶ)間の隙間及び段差が測定されている。従来そのような検査を行う場合、光切断法を用いて寸法計測を行う方法がある(例えば特許文献1参照)。 In the automobile manufacturing process, there is a dimension inspection as an inspection of the finished quality of the automobile body. As one of the dimension inspections, for example, a gap and a step between two panel parts (called workpieces) are measured. Conventionally, when such an inspection is performed, there is a method of measuring dimensions by using a light cutting method (for example, see Patent Document 1).
図7を用いて、光切断法による従来の計測方法について説明する。図7において、2つのワークW1,W2により形成される隙間及び段差を計測対象Gとし、その寸法を計測する場合、2つのワークW1,W2の表面に対しレーザ照射装置50によりレーザスリット光が照射される。このとき、レーザスリット光が計測対象Gの斜め上方から照射されるようレーザ照射装置50の配置がなされる。
また、計測対象Gの上方に配置されたCCDカメラ等からなる撮像装置51により反射光が撮像され、撮像された画像に基づき、計測対象G(隙間及び段差)の寸法が計測される。
A conventional measurement method using the light cutting method will be described with reference to FIG. In FIG. 7, when a gap and a step formed by two workpieces W1 and W2 are a measurement object G and the dimensions are measured, the laser slit light is irradiated by the
The reflected light is imaged by the
より詳しくは、各ワークW1、W2の端部に対し照射されたレーザスリット光の反射光を撮像し、撮像画像を二値化処理した後に、図8に示すように、各ワークW1,W2の平面部高さと、先端部位置(エッジ)とが求められ、それらの交点座標P(x1,z1)、P(x2,z2)がそれぞれ算出される。
ここで、撮像装置51によって取得される画像は二次元(XY軸)の平面図であるため、ワークW1,W2のZ方向(高さ方向)の位置への変換は、例えば、XY方向位置とZ方向位置との対応関係を予め記憶したルックアップテーブルが用いられる。即ち、ワーク間には段差があるため、ワーク表面に照射されるレーザスリット光の照射位置にズレが生じる。このズレを利用し、前記ルックアップテーブルによりZ方向の交点位置を得ることができる。
そして、前記交点座標PのXZ各方向の差分(x1−x2,z1−z2)から隙間寸法d1並びに段差寸法d2が求められている。
More specifically, after imaging the reflected light of the laser slit light irradiated to the ends of the workpieces W1 and W2, and binarizing the captured image, as shown in FIG. The plane part height and the tip part position (edge) are obtained, and their intersection coordinates P (x1, z1) and P (x2, z2) are calculated.
Here, since the image acquired by the
Then, the gap dimension d1 and the step dimension d2 are obtained from the difference (x1-x2, z1-z2) in the XZ directions of the intersection coordinate P.
前記のように、交点Pの座標を求めるにあたっては、照射したレーザスリット光の反射光が撮像され、取得された画像に基づいて算出がなされる。即ち、正確な交点Pの位置を求めるには、ワークW1,W2の両端部(先端部)に、レーザスリット光を照射することが必要である。 As described above, when obtaining the coordinates of the intersection point P, the reflected light of the irradiated laser slit light is imaged, and the calculation is performed based on the acquired image. That is, in order to obtain the exact position of the intersection point P, it is necessary to irradiate both ends (tip portions) of the workpieces W1, W2 with laser slit light.
しかしながら、前記のようにワーク間の段差に基づく、レーザスリット光の照射位置のズレを生むには、レーザスリット光を計測対象に対して傾斜させて照射する必要があり、その場合、ワーク両端部に、確実にレーザスリット光を照射するのは困難であった。
即ち、図8の断面図に示すように、一方のワークW1の端部にはスリット光が照射されるが、一方のワークW2の端部Eには照射されない場合があった。このとき、図9のグラフに一例を示すように、先端部E(先端8〜10mmの部分)が検出されず、交点Pの算出結果に誤差が生じるという課題があった。
However, in order to produce a deviation in the irradiation position of the laser slit light based on the step between the workpieces as described above, it is necessary to irradiate the laser slit light with respect to the measurement target, and in this case, both ends of the workpiece In addition, it has been difficult to reliably irradiate laser slit light.
That is, as shown in the cross-sectional view of FIG. 8, there is a case where the end of one workpiece W1 is irradiated with slit light, but the end E of one workpiece W2 is not irradiated. At this time, as shown in an example in the graph of FIG. 9, the tip E (the tip of 8 to 10 mm) is not detected, and there is a problem that an error occurs in the calculation result of the intersection P.
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、2つのワーク間に形成される隙間と段差を計測対象とし、前記計測対象の寸法を求める隙間段差計測装置において、計測姿勢(ワークとセンサとの関係)を正確に正対する必要がなく、容易に高精度の計測を行うことのできる隙間段差計測装置、隙間段差計測方法、及びそのプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-described points, and in a gap step measuring apparatus for measuring a gap and a step formed between two workpieces and obtaining a dimension of the measurement target, a measurement posture (a workpiece) It is an object of the present invention to provide a gap level difference measuring apparatus, a gap level difference measuring method, and a program thereof that can easily measure with high accuracy without the need to accurately face the relationship between the sensor and the sensor.
前記した課題を解決するために、本発明に係る隙間段差計測装置は、2つのワーク間に形成される隙間と段差を計測対象とし、前記計測対象の寸法を求める隙間段差計測装置であって、前記2つのワークの表面に照射されるスリット光の反射光にずれが生じるように前記計測対象に対し斜め上方から前記スリット光を照射するスリット光照射手段と、前記計測対象の直上部に配置され、少なくとも前記スリット光が照射された状態の前記計測対象を含む第一の平面画像、及び前記スリット光が照射されない状態で、前記計測対象を形成する一対のワーク端部を含む第二の平面画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段により取得された画像に基づき、前記計測対象の寸法を算出する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記撮像手段により撮像された第一の平面画像から、前記ワーク表面に照射されたスリット光の中心ラインを抽出し、前記第二の平面画像から前記一対のワーク端部のエッジラインをそれぞれ抽出し、前記スリット光の中心ラインと前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点に基づき前記計測対象の寸法を算出することに特徴を有する。
尚、前記制御手段は、前記撮像手段により取得された前記第一の画像と第二の画像とを、それぞれ二値化処理し、前記中心ラインと前記エッジラインとを抽出することが望ましい。
或いは、前記制御手段は、前記第一の画像において、前記スリット光の幅方向の輝度値の重心位置から、前記中心ラインを抽出することが望ましい。
In order to solve the above-described problem, a gap step measuring device according to the present invention is a gap step measuring device for measuring a gap and a step formed between two workpieces and obtaining a dimension of the measurement target, Slit light irradiating means for irradiating the slit light obliquely from above to the measurement target so as to cause a shift in the reflected light of the slit light irradiated on the surfaces of the two workpieces, and disposed immediately above the measurement target. A first planar image including the measurement object in a state where at least the slit light is irradiated; and a second planar image including a pair of workpiece end portions which form the measurement object in a state where the slit light is not irradiated. Imaging means for acquiring the image, and control means for calculating the dimension of the measurement object based on the image acquired by the imaging means, wherein the control means is imaged by the imaging means. The center line of the slit light irradiated on the workpiece surface is extracted from the first plane image, and the edge lines of the pair of workpiece ends are extracted from the second plane image, respectively. It is characterized in that the dimension of the measurement object is calculated based on each intersection of the center line and the edge line of the pair of workpiece ends.
The control unit preferably binarizes the first image and the second image acquired by the imaging unit, respectively, and extracts the center line and the edge line.
Alternatively, it is preferable that the control unit extracts the center line from the barycentric position of the luminance value in the width direction of the slit light in the first image.
このように構成することにより、従来のようにスリット光によってワーク両端部の位置が検出できなくても、そのエッジラインを正確に抽出することができ、計測対象の隙間寸法,段差寸法を容易かつ高精度に求めることができる。 With this configuration, even when the positions of both ends of the workpiece cannot be detected by the slit light as in the conventional case, the edge lines can be accurately extracted, and the gap size and step size of the measurement target can be easily and easily determined. It can be obtained with high accuracy.
また、前記スリット光照射手段は、前記計測対象の複数部位に対し、それぞれ独立したスリット光を照射し、前記制御手段は、照射された前記スリット光ごとに中心ラインを抽出し、それぞれ前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を求め、得られた複数の交点に基づき前記計測対象の寸法を算出することが望ましい。
このように計測対象の複数の部位においてスリット光の中心ラインとワーク端部のエッジラインとの交点を求めることで、より高精度に計測対象の寸法を得ることができる。
The slit light irradiating means irradiates each of the plurality of measurement target parts with independent slit light, and the control means extracts a center line for each of the irradiated slit light, It is desirable to obtain each intersection with the edge line of the workpiece end and calculate the dimension of the measurement object based on the obtained plurality of intersections.
Thus, by obtaining the intersection of the center line of the slit light and the edge line of the workpiece end at a plurality of parts to be measured, the dimension of the measurement target can be obtained with higher accuracy.
また、前記課題を解決するために、本発明に係る隙間段差計測方法は、2つのワーク間に形成される隙間と段差を計測対象とし、前記計測対象の寸法を求める隙間段差計測方法であって、前記2つのワークの表面に照射されるスリット光の反射光にずれが生じるように前記計測対象に対し斜め上方から前記スリット光を照射すると共に、少なくとも前記スリット光が照射された状態の前記計測対象を含む第一の平面画像を取得するステップと、前記スリット光が照射されない状態で、前記計測対象を形成する一対のワーク端部を含む第二の平面画像を取得するステップと、前記第一の平面画像から、前記ワーク表面に照射されたスリット光の中心ラインを抽出するステップと、前記第二の平面画像から前記一対のワーク端部のエッジラインをそれぞれ抽出するステップと、前記スリット光の中心ラインと前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を算出するステップと、前記各交点に基づき前記計測対象の寸法を算出するステップとを実行することに特徴を有する。
尚、前記第一の画像と第二の画像とを、それぞれ二値化処理し、前記中心ラインと前記エッジラインとを抽出することが望ましい。
或いは、前記第一の画像において、前記スリット光の幅方向の輝度値の重心位置から、前記中心ラインを抽出することが望ましい。
In order to solve the above problem, a gap step measuring method according to the present invention is a gap step measuring method for measuring a gap and a step formed between two workpieces and obtaining a dimension of the measurement target. The measurement of the state in which at least the slit light is irradiated while the slit light is irradiated on the measurement object obliquely from above so that the reflected light of the slit light irradiated on the surfaces of the two workpieces is shifted. Obtaining a first planar image including a target, obtaining a second planar image including a pair of workpiece end portions forming the measurement target in a state where the slit light is not irradiated, and the first Extracting a center line of slit light irradiated on the workpiece surface from the planar image of the step, and edge lines of the pair of workpiece ends from the second planar image. Respectively extracting, calculating each intersection of the center line of the slit light and the edge line of the pair of workpiece ends, and calculating a dimension of the measurement object based on each intersection It has a feature in executing.
Note that it is desirable to binarize the first image and the second image, respectively, and extract the center line and the edge line.
Alternatively, in the first image, it is desirable to extract the center line from the barycentric position of the brightness value in the width direction of the slit light.
このような方法を実行することにより、従来のようにスリット光によってワーク両端部の位置が検出できなくても、そのエッジラインを正確に抽出することができ、計測対象の隙間寸法,段差寸法を容易かつ高精度に求めることができる。 By executing such a method, even if the positions of both ends of the workpiece cannot be detected by the slit light as in the conventional case, the edge line can be accurately extracted, and the gap size and step size of the measurement target can be determined. It can be obtained easily and with high accuracy.
また、前記計測対象の複数部位に対し、それぞれ独立したスリット光を照射し、照射された前記スリット光ごとに中心ラインを抽出し、抽出した中心ラインごとに前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を求め、得られた複数の交点に基づき前記計測対象の寸法を算出することが望ましい。
このように計測対象の複数の部位においてスリット光の中心ラインとワーク端部のエッジラインとの交点を求めることで、より高精度に計測対象の寸法を得ることができる。
In addition, each of the plurality of measurement objects is irradiated with independent slit light, a center line is extracted for each of the irradiated slit light, and an edge line of the pair of workpiece end portions is extracted for each extracted center line. It is desirable to calculate each dimension of the measurement object based on the obtained plurality of intersections.
Thus, by obtaining the intersection of the center line of the slit light and the edge line of the workpiece end at a plurality of parts to be measured, the dimension of the measurement target can be obtained with higher accuracy.
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る隙間段差計測プログラムは、2つのワーク間に形成される隙間と段差を計測対象とされ、前記2つのワークの表面に照射されるスリット光の反射光にずれが生じるように前記計測対象に対し斜め上方から前記スリット光を照射するスリット光照射手段と、少なくとも前記スリット光が照射された状態の前記計測対象を含む第一の平面画像と、前記スリット光が照射されない状態で、前記計測対象を形成する一対のワーク端部を含む第二の平面画像とを取得する撮像手段と、前記撮像手段により取得された画像に基づき、前記計測対象の寸法を算出する制御手段とを備える隙間段差計測装置において、前記制御手段を、前記撮像手段により撮像された第一の平面画像から、前記ワーク表面に照射されたスリット光の中心ラインを抽出する手段と、前記第二の平面画像から前記一対のワーク端部のエッジラインをそれぞれ抽出する手段と、前記スリット光の中心ラインと前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を算出する手段と、前記各交点に基づき前記計測対象の寸法を算出する手段として機能させることに特徴を有する。 In order to solve the above-described problem, the gap level difference measuring program according to the present invention is a slit light that is irradiated on the surfaces of the two workpieces , with a gap and a step formed between the two workpieces being measured. Slit light irradiating means for irradiating the measurement object obliquely from above with respect to the measurement object so as to cause a deviation in the reflected light of the first, and a first planar image including at least the measurement object in the state irradiated with the slit light; An imaging unit that acquires a second planar image including a pair of workpiece end portions that form the measurement target in a state where the slit light is not irradiated, and the measurement target based on the image acquired by the imaging unit A gap level difference measuring device comprising: a control means for calculating a dimension of the first to second images taken by the imaging means on the workpiece surface. Means for extracting a center line of the projected slit light; means for extracting edge lines of the pair of workpiece ends from the second plane image; and a center line of the slit light and the pair of workpiece ends. It is characterized by functioning as means for calculating each intersection with the edge line and means for calculating the dimension of the measurement object based on each intersection.
このようなプログラムを実行することにより、従来のようにスリット光によってワーク両端部の位置が検出できなくても、そのエッジラインを正確に抽出することができ、計測対象の隙間寸法,段差寸法を容易かつ高精度に求めることができる。 By executing such a program, even if the positions of both ends of the workpiece cannot be detected by the slit light as in the conventional case, the edge lines can be extracted accurately, and the gap size and step size of the measurement target can be determined. It can be obtained easily and with high accuracy.
本発明によれば、2つのワーク間に形成される隙間と段差を計測対象とし、前記計測対象の寸法を求める隙間段差計測装置において、計測姿勢(ワークとセンサとの関係)を正確に正対する必要がなく、容易に高精度の計測を行うことのできる隙間段差計測装置、隙間段差計測方法、及びそのプログラムを得ることができる。 According to the present invention, a gap and a step formed between two workpieces are to be measured, and in a gap step measuring apparatus for obtaining a dimension of the measurement target, a measurement posture (a relation between a workpiece and a sensor) is correctly opposed. There is no need, and it is possible to obtain a gap step measuring device, a gap step measuring method, and a program thereof that can easily perform highly accurate measurement.
以下、本発明にかかる実施の形態につき、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図1は、この発明に係る隙間段差計測装置の構成を模式的に示す斜視図である。
図1に示す隙間段差計測装置1は、検査台2の上に載置されたパネル状のワークW1とワークW2との間に形成される隙間及び段差を計測対象Gとし、その寸法を求めるための装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a gap level difference measuring apparatus according to the present invention.
The gap level difference measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 uses a gap and a level difference formed between a panel-like workpiece W1 and a workpiece W2 placed on an inspection table 2 as a measurement target G, and obtains the dimensions thereof. It is a device.
図示するように、この隙間段差計測装置1は、フレーム部材3に固定された2台のレーザ照射装置4,5(スリット光照射手段)を備える。これらレーザ照射装置4,5は、前記計測対象Gの上方に配置され、それぞれがレーザスリット光を、直線状に形成された計測対象Gと交差するようにワークW1,W2の表面に対し照射するようになされている。
尚、スリット光は計測対象Gの直上部ではなく、計測対象Gに対し斜め上方から照射され、ワークW1、W2に照射されるスリット光(の反射光)にズレが生じるようになされる。
また、レーザ照射装置4,5には、それぞれ照射駆動部7,8が接続され、独立して照射制御が可能となされている。また、各照射駆動部7,8は、それぞれコンピュータからなる制御部10(制御手段)に接続されている。
As shown in the figure, the gap level difference measuring device 1 includes two
Note that the slit light is irradiated not on the measurement target G but on the measurement target G from obliquely above, so that the slit light (reflected light) applied to the workpieces W1 and W2 is shifted.
In addition,
レーザ照射装置4,5について、さらに説明すると、レーザ照射装置4,5により形成されるレーザスリット光L1、L2(スリット光)の照射位置は、好ましくは、互いに交差する方向に照射される。例えば、レーザスリット光L1の照射位置は、計測対象Gの隙間形成方向に対し直交方向(正対位置)となされ、レーザスリット光L2の照射位置は、計測対象Gの形成方向に沿ったもの(正対位置)となされる。
しかしながら、本発明に係る隙間段差計測装置1にあっては、レーザスリット光L1,L2のいずれかが、計測対象Gに対し斜め上方位置からワークW1,W2の双方に跨り照射されるものであれば、充分に本発明に係る効果を得ることができる(即ち、ワークW1、W2に対して、レーザ照射装置4(5)を正確に正対させる必要はない)。
The
However, in the gap level difference measuring apparatus 1 according to the present invention, any one of the laser slit lights L1 and L2 is applied to both the workpieces W1 and W2 from an obliquely upper position with respect to the measurement target G. Thus, the effects according to the present invention can be sufficiently obtained (that is, it is not necessary to accurately face the laser irradiation device 4 (5) to the workpieces W1 and W2).
また、この隙間段差計測装置1においては、計測対象Gの直上部に、撮像手段であるCCDカメラ6が配置される。このCCDカメラ6により、少なくとも図3に示すように計測対象GにおけるワークW1の端部W1aとワークW2の端部W2aとが、共に1平面画像の情報として取得されるようになされている。尚、検査台2は、スリット光の波長に応じた無反射コーティングがなされ、スリット光の反射光がCCDカメラ6で撮像されないようになされている。
また、CCDカメラ6は、A/D変換部9を介して制御部10に接続されている。
また、制御部10は、例えばフラッシュメモリからなる記憶部11に記録された隙間段差計測プログラムPと、そのプログラムに基づき演算を行う演算部12とを有している。
Further, in this gap level difference measuring apparatus 1, a CCD camera 6, which is an imaging means, is disposed immediately above the measurement target G. As shown in FIG. 3, at least the end W1a of the workpiece W1 and the end W2a of the workpiece W2 in the measurement target G are both acquired as information of one plane image by the CCD camera 6. The inspection table 2 is provided with a non-reflective coating in accordance with the wavelength of the slit light so that the reflected light of the slit light is not imaged by the CCD camera 6.
The CCD camera 6 is connected to the
In addition, the
続いて、図2のフロー図に基づいて、隙間段差計測装置1における処理(隙間段差計測方法)の流れを説明する。尚、制御部10における処理は、隙間段差計測プログラムPに基づき実行される。
先ず、検査台2上に載置されたワークW1,W2に対し撮像用の照明手段(図示せず)により、例えば白色照明の全体照射がなされる、或いは、照射駆動部7,8によりレーザ照射装置4,5が駆動され、レーザスリット光L1,L2がワークW1,W2に対しそれぞれ照射される。そして、各照射が個別になされた状態で、それぞれワークW1,W2間の計測対象Gを含む画像がCCDカメラ6により撮像される(図2のステップS1)。
Next, the flow of processing (gap step measurement method) in the gap step measurement apparatus 1 will be described based on the flowchart of FIG. In addition, the process in the
First, for example, the whole illumination of white illumination is performed on the workpieces W1 and W2 placed on the inspection table 2 by imaging illumination means (not shown), or laser irradiation is performed by the
ここで、CCDカメラ6により取得される画像は、図3に示すような全体照明のみの状態での計測対象Gの画像(第二の平面画像)と、図4(a)に示すようなレーザスリット光L1が計測対象Gの斜め上方から照射された画像(第一の平面画像)と、図4(b)に示すようなレーザスリット光L2が計測対象Gの斜め上方から照射された画像(第一の平面画像)である。前述のように、検査台2は無反射コーティングされているため、計測対象Gの隙間の下の検査台2からのスリット光の反射光は撮像されない。
CCDカメラ6により取得された各画像は、A/D変換部9においてデジタルデータとして出力され(図2のステップS2)、制御部10において二値化処理がなされる。この二値化処理により、照射部と非照射部との境界線が明確化される。
Here, the image acquired by the CCD camera 6 includes an image of the measurement target G (second planar image) in a state where only the entire illumination is as shown in FIG. 3, and a laser as shown in FIG. An image (first planar image) irradiated with the slit light L1 from diagonally above the measurement target G and an image (laser slit light L2 as shown in FIG. First plane image). As described above, since the inspection table 2 is coated without reflection, the reflected light of the slit light from the inspection table 2 below the gap of the measurement object G is not imaged.
Each image acquired by the CCD camera 6 is output as digital data in the A / D conversion unit 9 (step S2 in FIG. 2), and binarization processing is performed in the
制御部10においては、図5(a)に示すレーザスリット光L1とワーク端部との交点P1,P2の算出、及び図5(b)に示すレーザスリット光L3とワーク端部との交点P3,P4の算出がなされる。
具体的に説明すると、演算部12において、先ず、図6(a)の一部拡大図に示すように、所定の厚み幅を有するレーザスリット光L1の中心ラインLCが画素レベルで求められる(図2のステップS3)。
また、図3に示す全体照明下で撮像された画像に基づき、図6(b)に示すワークW1,W2の端部W1a、W2aのエッジラインが画素レベルで抽出される(図2のステップS4)。尚、図6(b)は、図6(a)のA−A矢視断面図である。
In the
More specifically, the
Further, the edge lines of the ends W1a and W2a of the workpieces W1 and W2 shown in FIG. 6B are extracted at the pixel level based on the image captured under the overall illumination shown in FIG. 3 (step S4 in FIG. 2). ). FIG. 6B is a cross-sectional view taken along arrow AA in FIG.
次に、図6(b)に示すように、ステップ3,4で求められたスリット光L1の中心ラインLCのZ方向成分と、ワーク端部W1a、W2aのエッジラインのX方向成分とにより、交点P1、P2が画素レベルで求められる(図2のステップS5)。尚、スリット光L1の中心ラインLCは、前記Z方向とは直交するXY二次元平面上のデータであるが、例えば、記憶部11に予め、中心ラインLCのXY方向位置とZ方向位置(高さ位置)との対応を示すルックアップテーブルを記録しておき、それを参照してZ方向位置を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 6B, the Z-direction component of the center line LC of the slit light L1 obtained in
また、ステップS5において求められた画素レベルでの交点P1,P2は、XZ方向の座標値に変換される(図2のステップS6)。
さらにレーザスリット光L2に関しても、前記ステップS3〜S6の処理が同様に施され、交点P3,P4の座標値が求められる(図2のステップS7)。
そして、演算部12では、前記求められた交点P1(P3),P2(P4)に基づいて、計測対象Gにおける隙間寸法d1及び段差寸法d2が算出される。
Further, the intersection points P1 and P2 at the pixel level obtained in step S5 are converted into coordinate values in the XZ direction (step S6 in FIG. 2).
Further, with respect to the laser slit light L2, the processes in steps S3 to S6 are similarly performed, and the coordinate values of the intersections P3 and P4 are obtained (step S7 in FIG. 2).
Then, the
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、レーザスリット光L1(L2)が照射された計測対象Gの画像からスリット光の中心ラインLCが抽出され、計測対象Gにおけるワーク端部W1a、W2aの画像からワークW1,W2のエッジラインがそれぞれ抽出される。そして、前記中心ラインLCと各エッジラインとの交点P1(P3),P2(P4)に基づき隙間寸法d1と段差寸法d2とが算出される。
即ち、レーザスリット光L1(L2)によりワーク端部(例えば、図6(b)のワークW2の先端E)が検出できなくても(言い換えれば、計測対象G(ワークW1,W2)に対して、レーザ照射装置4(5)を正確に正対させなくても)、ワーク両端部W1a、W2aの位置を正確に検出することができる。したがって、計測対象Gの隙間寸法d1,段差寸法d2を容易かつ高精度に求めることができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the center line LC of the slit light is extracted from the image of the measurement target G irradiated with the laser slit light L1 (L2), and the workpiece end W1a in the measurement target G is extracted. , The edge lines of the workpieces W1 and W2 are extracted from the image of W2a. Then, the gap dimension d1 and the step dimension d2 are calculated based on the intersections P1 (P3) and P2 (P4) between the center line LC and each edge line.
That is, even if the workpiece end portion (for example, the tip E of the workpiece W2 in FIG. 6B) cannot be detected by the laser slit light L1 (L2) (in other words, with respect to the measurement target G (works W1, W2)). The positions of the workpiece end portions W1a and W2a can be accurately detected without the laser irradiation device 4 (5) being correctly aligned. Accordingly, the gap dimension d1 and the step dimension d2 of the measurement target G can be easily and accurately obtained.
尚、前記実施の形態においては、計測対象Gに対し、2つのレーザスリット光L1,L2を照射するものとしたが、いずれか一方のレーザスリット光のみでも充分に本発明の効果を得ることができる。
或いは、計測対象における3つ以上の複数部位に対し、それぞれレーザスリット光を照射し、計測を行ってもよい。その場合、各レーザスリット光の中心ラインとワーク両端のエッジラインとの交点をそれぞれ求め、各交点位置に基づき計測対象の寸法を求めることで、より高精度に測定を行うことができる。
In the above embodiment, the measurement target G is irradiated with the two laser slit lights L1 and L2. However, only one of the laser slit lights alone can sufficiently obtain the effects of the present invention. it can.
Alternatively, the measurement may be performed by irradiating laser slit light to each of three or more sites in the measurement target. In that case, it is possible to perform measurement with higher accuracy by obtaining intersections between the center line of each laser slit light and the edge lines at both ends of the workpiece, and obtaining the dimensions of the measurement object based on the respective intersection positions.
また、前記実施の形態においては、スリット光照射手段をレーザ照射装置4,5とし、それぞれレーザスリット光を計測対象Gに照射するものとしたが、本発明にあっては、光源がレーザ光に限定されるものではなく、レーザ以外の光源(例えば、LED)によりスリット光を形成し、計測対象Gに照射するものであってもよい。
In the above embodiment, the slit light irradiating means is the
また、前記実施の形態においては、CCDカメラ6により取得された各画像(第一の平面画像、第二の平面画像)を二値化処理後、スリット光の中心ラインLC、及びワークW1,W2のエッジラインを画素レベルで抽出する例を示した。
しかしながら、本発明にあっては、それに限定されず、CCDカメラ6により取得された各画像を二値化処理せずに、各画像からスリット光の中心ラインLC、及びワークW1,W2のエッジラインを抽出するようにしてもよい。この場合、例えば、第一の平面画像におけるスリット光L1(L2)の幅方向の輝度重心画素を求め、それをスリット光の長さ方向に結んでいくことにより中心ラインLCを抽出することが好ましい。
このようにすれば、より正確な中心ラインLC、及びエッジラインの位置を抽出することができ、より高精度に交点P1(P3),P2(P4)の位置を求めることができる。
In the embodiment, after binarizing each image (first plane image and second plane image) acquired by the CCD camera 6, the slit light center line LC and the workpieces W1, W2 are processed. An example in which the edge line is extracted at the pixel level is shown.
However, the present invention is not limited thereto, and each image acquired by the CCD camera 6 is not binarized, and the center line LC of the slit light and the edge lines of the workpieces W1 and W2 are obtained from each image. May be extracted. In this case, for example, it is preferable to extract the center line LC by obtaining luminance center-of-gravity pixels in the width direction of the slit light L1 (L2) in the first planar image and connecting them in the length direction of the slit light. .
In this way, more accurate center line LC and edge line positions can be extracted, and the positions of the intersections P1 (P3) and P2 (P4) can be obtained with higher accuracy.
1 隙間段差計測装置
2 検査台
3 フレーム部材
4 レーザ照射装置(スリット光照射手段)
5 レーザ照射装置(スリット光照射手段)
6 CCDカメラ(撮像手段)
7 照射駆動部
8 照射駆動部
9 A/D変換部
10 制御部
11 記憶部
12 演算部
G 計測対象
L1 レーザスリット光(スリット光)
L2 レーザスリット光(スリット光)
P 隙間段差計測プログラム
W1 ワーク
W2 ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gap level | step
5 Laser irradiation device (slit light irradiation means)
6 CCD camera (imaging means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7
L2 Laser slit light (slit light)
P Gap step measurement program W1 work W2 work
Claims (9)
前記2つのワークの表面に照射されるスリット光の反射光にずれが生じるように前記計測対象に対し斜め上方から前記スリット光を照射するスリット光照射手段と、
前記計測対象の直上部に配置され、少なくとも前記スリット光が照射された状態の前記計測対象を含む第一の平面画像、及び前記スリット光が照射されない状態で、前記計測対象を形成する一対のワーク端部を含む第二の平面画像を取得する撮像手段と、
前記撮像手段により取得された画像に基づき、前記計測対象の寸法を算出する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記撮像手段により撮像された第一の平面画像から、前記ワーク表面に照射されたスリット光の中心ラインを抽出し、前記第二の平面画像から前記一対のワーク端部のエッジラインをそれぞれ抽出し、前記スリット光の中心ラインと前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点に基づき前記計測対象の寸法を算出することを特徴とする隙間段差計測装置。 A gap step measuring device for measuring a gap and a step formed between two workpieces and obtaining a dimension of the measurement target,
Slit light irradiating means for irradiating the slit light obliquely from above with respect to the measurement target so that a deviation occurs in reflected light of the slit light irradiated on the surfaces of the two workpieces ;
A first planar image including the measurement object that is disposed at the top of the measurement object and at least irradiated with the slit light, and a pair of workpieces that form the measurement object without being irradiated with the slit light An imaging means for acquiring a second planar image including the end;
Control means for calculating the dimensions of the measurement object based on the image acquired by the imaging means,
The control means includes
A center line of slit light irradiated on the workpiece surface is extracted from the first planar image captured by the imaging means, and edge lines of the pair of workpiece end portions are extracted from the second planar image, respectively. A gap level difference measuring device that calculates a dimension of the measurement object based on each intersection of a center line of the slit light and an edge line of the pair of workpiece end portions.
前記制御手段は、照射された前記レーザスリット光ごとに中心ラインを抽出し、それぞれ前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を求め、得られた複数の交点に基づき前記計測対象の寸法を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載された隙間段差計測装置。 The slit light irradiating means irradiates a plurality of parts to be measured with independent slit light,
The control means extracts a center line for each irradiated laser slit light, obtains each intersection with the edge line of each of the pair of workpiece ends, and based on the obtained plurality of intersections, the dimension of the measurement object The gap level difference measuring device according to claim 1, wherein the gap level difference measuring device is calculated.
前記2つのワークの表面に照射されるスリット光の反射光にずれが生じるように前記計測対象に対し斜め上方から前記スリット光を照射すると共に、少なくとも前記スリット光が照射された状態の前記計測対象を含む第一の平面画像を取得するステップと、
前記スリット光が照射されない状態で、前記計測対象を形成する一対のワーク端部を含む第二の平面画像を取得するステップと、
前記第一の平面画像から、前記ワーク表面に照射されたスリット光の中心ラインを抽出するステップと、
前記第二の平面画像から前記一対のワーク端部のエッジラインをそれぞれ抽出するステップと、
前記スリット光の中心ラインと前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を算出するステップと、
前記各交点に基づき前記計測対象の寸法を算出するステップとを実行することを特徴とする隙間段差計測方法。 A gap step measurement method for measuring a gap and a step formed between two workpieces and obtaining a dimension of the measurement target,
The measurement target is irradiated with the slit light obliquely from above so that the reflected light of the slit light irradiated on the surfaces of the two workpieces is shifted , and at least the slit light is irradiated. Obtaining a first planar image comprising:
Obtaining a second planar image including a pair of workpiece end portions forming the measurement object in a state where the slit light is not irradiated;
Extracting a center line of slit light applied to the workpiece surface from the first planar image;
Extracting each edge line of the pair of workpiece ends from the second planar image;
Calculating each intersection of the center line of the slit light and the edge line of the pair of workpiece ends;
And a step of calculating a dimension of the measurement object based on the intersections.
照射された前記スリット光ごとに中心ラインを抽出し、
抽出した中心ラインごとに前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を求め、得られた複数の交点に基づき前記計測対象の寸法を算出することを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれかに記載された隙間段差計測方法。 Irradiate independent slit light to a plurality of measurement target parts,
A center line is extracted for each irradiated slit light,
8. The intersection of the edge line of the pair of workpiece ends is obtained for each extracted center line, and the dimension of the measurement object is calculated based on the obtained plurality of intersections. The gap level | step difference measurement method described in any one of.
前記制御手段を、
前記撮像手段により撮像された第一の平面画像から、前記ワーク表面に照射されたスリット光の中心ラインを抽出する手段と、
前記第二の平面画像から前記一対のワーク端部のエッジラインをそれぞれ抽出する手段と、
前記スリット光の中心ラインと前記一対のワーク端部のエッジラインとの各交点を算出する手段と、
前記各交点に基づき前記計測対象の寸法を算出する手段として機能させることを特徴とする隙間段差計測プログラム。 A gap and a step formed between two workpieces are to be measured, and the slit light is applied obliquely from above to the measurement target so that a deviation occurs in reflected light of the slit light irradiated on the surfaces of the two workpieces. A slit light irradiating means for irradiating, a first planar image including at least the measurement target in a state in which the slit light is irradiated, and a pair of workpiece end portions that form the measurement target in a state in which the slit light is not irradiated In a gap level difference measuring apparatus comprising: an imaging unit that acquires a second planar image including: and a control unit that calculates a dimension of the measurement target based on the image acquired by the imaging unit.
The control means;
Means for extracting a center line of slit light irradiated on the workpiece surface from the first planar image imaged by the imaging means;
Means for extracting edge lines of the pair of workpiece ends from the second planar image,
Means for calculating each intersection of the center line of the slit light and the edge line of the pair of workpiece ends;
A gap step measurement program that functions as means for calculating a dimension of the measurement object based on each intersection.
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