JP5603109B2 - 外観検査装置及び外観検査方法 - Google Patents
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Description
当該装置は、測定対象物である容器1をリフレクター2よりも下方に位置決めし、容器1の外周面のみをリフレクター2の内鏡面2aに写し出す構成であり、CCDカメラ3により、容器1の外周(例えば蓋の外周に付いた傷、クラック、異物等)は撮像できるものの、容器1の上端部,下端部は内鏡面2aに写らず、容器1の上端部,下端部をCCDカメラ3で撮像することはできない。
即ち、上記構成の検査装置では、CCDカメラ3が、容器1を上から目視した像(上面像)、容器1を下から目視した像(底面像)を詳細には撮像できない。
一方、図4に示すようなゴムブッシュ等が存在する。図4におけるゴムブッシュは、例えば車両等のサスペンション系のネジ部等に介挿される防振用の部品である。
当該ゴムブッシュは概略、外筒42と、当該外筒42の中心に設けられ、外筒42より長さが長く、外筒42の内面との間に間隔を有し、外筒42の両端より上,下に突出する内筒43と、外筒42と内筒43との間隙を埋める合成ゴム等の緩衝材44とから成る。
緩衝材44は、例えばインジェクション成型により外筒42及び内筒43と一体成型されるが、成型時の射出圧力の誤差や成型時の射出物の射出不足等により、緩衝材44の上端部あるいは下端部に欠損部が生じることや、内筒43が外筒42に対して偏心して一体化されてしまう恐れがある。
図5は、緩衝材44に欠損部45が生じた場合の図であり、欠損部45の窪みが深い程、製品としては不適切となる。このような形状のものをワークWとして特許文献1の装置で検査する際には、ワークWの上端部及び下端部を適切に撮像し、緩衝材44の欠損部45やクラック等の品質の良否を左右する性状を検査することが要求される。しかし、上記構成の検査装置によって外周を撮像しただけでは、緩衝材44の欠損部45やクラック等を十分に撮像できず、ワークWの上端部,下端部を容易、かつ精度よく検査できないという欠点があった。
本願の構成によれば、位置決め手段によって位置決めされる測定対象物における下端側の薄肉部の周面、及び測定対象物における上端側の薄肉部の周面がリフレクターの鏡面底部の凹曲面状の鏡面に写し出されるため、カメラによって内筒と外筒の間に緩衝材を設けたような複雑な構造を有する測定対象物における内筒及び外筒の上下端部に形成される緩衝材の薄肉部の欠損の有無を容易に撮像できる。
また、本願発明は、リフレクターが底部に前記測定対象物が通過可能な貫通孔を有することを特徴とする。
本願の構成によれば、リフレクターが底部に測定対象物が通過可能な貫通孔を有するため、測定対象物のリフレクター内における上下位置を容易に位置決めすることができる。
また、本願発明は、内筒と、当該内筒の外側に位置する外筒と、内筒及び外筒との間に設けられた緩衝材とから構成される測定対象物における内筒及び外筒の上下端部に形成される緩衝材の薄肉部の欠損の有無を検査する外観検査方法であって、測定対象物を、内側に鏡面を有し、鏡面底部が凹曲面状となったリフレクター内に鏡面で囲まれるように、かつ、測定対象物における下端側の薄肉部の周面が鏡面底部に写り込む位置、及び測定対象物における上端側の薄肉部の周面が鏡面底部に写り込む位置となるように、測定対象物の前記リフレクター内における上下位置をそれぞれ位置決めし、前記位置決め後に前記鏡面に写り込む測定対象物の画像をカメラによりそれぞれ撮像し、前記撮像された画像内の前記薄肉部に相当する領域の形状に基づいて前記測定対象物の良否を判定することを特徴とする。
本願の構成によれば、測定対象物における下端側の薄肉部の周面、及び測定対象物における上端側の薄肉部の周面がリフレクターの鏡面底部の凹曲面状の鏡面に写し出され、鏡面に写り込む画像がカメラによって撮像され、撮像された画像内の前記薄肉部に相当する領域の形状に基づいて前記測定対象物の良否を判定することから、内筒と外筒の間に緩衝材を設けたような複雑な構造を有する測定対象物における内筒及び外筒の上下端部に形成される緩衝材の薄肉部の欠損の有無を容易に検査できる。
カメラKの下方には、下面にリング光源69を有するリング横板70が取付けされる。リング横板70の孔71は鏡面55aの反射光をカメラKが受光するのに障害とならない大きさに設定されている。
カメラKの画像は、処理部72に出力され、処理部72において予め記憶された基準画像とパターンマッチングによる良否判定が実行される。
制御部73はワークWの上,下位置を制御するコントローラであり、位置決め手段としてのシリンダ63及びピストン64におけるシリンダ63を駆動してワークWの鏡面55a内における上下方向の位置決めを行う。
図4に示すように、測定対象物たるワークWは、径方向外側から内側に向かって外筒42、合成ゴム等の緩衝材44、内筒43の順に配列される。外筒42及び内筒43は両端開口の中空状の円筒であって、内筒43の軸方向の延長長さは外筒42の軸方向の延長長さよりも長く設定される。
緩衝材44は、外筒42の内周面及び内筒43の外周面との隙間に充填される部材であって、外筒42及び内筒43の延長方向に沿って均一に充填される。
緩衝材44は、外筒42及び内筒43の上下端部において薄肉部44t,44uを有する。薄肉部44t,44uは金型を用いるインジェクション成型に起因して形成される部分であり、当該薄肉部44t,44uが周方向に亘って均一に形成されていれば、外筒42及び内筒43間に十分な量の緩衝材44が充填されていることを確認することができる。逆に、薄肉部44t,44uが周方向に亘って不均一に形成されている場合、即ち、欠損部が存在する場合には、外筒42及び内筒43間に必要な量の緩衝材44が充填されていない可能性を看取することができる。
つまり、上記形状のワークWにあっては、検査対象部を薄肉部44t,44uとすることにより、その良否が検査可能である。より具体的には、上方に位置するカメラKによって鏡面55aに写り込む薄肉部44t,44uの周面を含むワークWの上下端部を平面視するように撮像し、薄肉部44t,44uの周面がワークWの周方向に沿って均一に形成されているか否かにより緩衝材44の充填量、即ち、ワークWの良否が検査される。
まず、図1に示すようにアタッチメント65の係止ピン66を内筒43の内部に挿入し、ワークWが取付け位置に位置するようにシリンダ63を駆動し、アタッチメント65にセットしたワークWを降下させる。
同図において第一位置P1とは、検査対象部としての薄肉部44uの下端部の高さW1が凹状曲面の底部55mの最下縁(開口縁)55pよりも上方の位置である。
ワークWを当該位置まで降下させて位置決めすることにより、検査対象部となる薄肉部44uは、周囲をリフレクター55に取り囲まれた状態となり、底部55mには、緩衝材44の薄肉部44uの下端面44v及び薄肉部44uの周面(高さ)を含む像が写り込むこととなる。
なお、上記第一位置P1の説明においては、少なくとも検査対象部となる薄肉部44uの下端部の高さW1を底部55mの最下縁55pよりも高くするものとしたが、ワークWの下端部全体を検査する観点からは、内筒43の下端面Wmを底部55mの最下縁(開口縁)55pよりも上方の位置とするのがより好ましい。
まず、撮像画像S1における最も内側の領域Aは、内筒43内に係合される係止ピン66の上端面に相当する領域である。次に、領域Aの外側の領域Bは、内筒43の内周面に相当する領域である。次に、領域Bの外側の領域Cは、内筒43の上端面の厚さに相当する領域である。次に、領域Cの外側の領域Dは緩衝材44の薄肉部44tの上端面44wの厚さに相当する領域である。次に、領域Dの外側の領域Eは、緩衝材44の厚肉部の上端面厚さに相当する領域である。次に、領域Eの外側の領域Fは、外筒42の上端面の厚さに相当する領域である。以上、撮像画像S1における領域Aから領域Fに至る領域は、全てワークWの上端部の画像(実像)である。
次に、領域Hの外側の領域Iは、底部55mに写り込んだ緩衝材44の薄肉部44uの下端面44vの厚さに相当する領域である。
次に、領域Iの外側の領域Jは、底部55mに写り込んだ緩衝材44の薄肉部44uの周面の高さに相当する領域である。次に、領域Jの外側の領域Kは、底部55mに写り込んだ外筒42の下端面の厚さに相当する領域である。
以上、撮像画像S1における領域Gから領域Kに至る領域は、全てワークWの下端部が底部55mに反射することにより撮像される領域(鏡像)である。
そして、撮像画像S1においては、緩衝材44の薄肉部44uの周面の高さに相当する領域Jの稜線の一部J1が外側に膨出するように歪んでおり、J1における薄肉部44uの高さが他の周囲の薄肉部44uの高さよりも低い状態、即ち、図5に示すような薄肉部44uの一部が欠損した状態であることが看取できる。
ここで、第二位置P2とは、検査対象部としての薄肉部44tの上端部の高さW2が鏡面55aの上端部55k(図1参照)よりも下方の位置である。
ワークWを上記位置まで降下させて位置決めすると、底部55mには、薄肉部44tの周面を含む像が写り込むこととなる。
なお、上記第二位置P2の説明においては、少なくとも検査対象部となる薄肉部44tの上端部の高さW2を鏡面55aの上端部55kよりも低くするものとしたが、ワークWの上端部全体を検査する観点からは、内筒43の上端面Wnを鏡面55aの上端部55kよりも下方の位置とするのがより好ましく、さらに好ましくは上記位置関係に加えて外筒42の上端面が底部55mの最下縁55pよりも上方に存在し、内筒43から外筒42に至るワークWの上端部全体がカメラKの撮像範囲に収まる位置とするのがよい。
以上、撮像画像S2における領域Hから領域Jに至る領域は、全てワークWの上端部が底部55mに反射することにより撮像される領域である。
そして、撮像画像S2においては、緩衝材44の薄肉部44tの周面の高さに相当する領域Iの稜線の一部J2が内側に膨出するように歪んでおり、J2における薄肉部44tの高さが他の周囲の薄肉部44tの高さよりも低い状態、即ち、図5に示すような薄肉部44tの一部が欠損した状態であることが看取できる。
処理部72は、入力された撮像画像S1及びS2を予め撮像された基準画像S1´,S2´と比較するパターンマッチングを実行し、入力された撮像画像S1及びS2が基準画像S1´,S2´と一致するかを判定する。基準画像S1´は、予め良品として判定されたワークW´をワークWを撮像した位置と同一の第一位置P1にて撮像した画像であり、基準画像S2´は、予め良品として判定されたワークW´を同じくワークWを撮像した位置と同一の第二位置P2にて撮像した画像である。
そしてこれら基準画像S1´,S2´は良品として判定されたワークWの画像であるため、前述の領域が均一な同心円によって形成されることとなる。
一方、前述の通り撮像画像S1及びS2にはそれぞれ、外側に膨出するJ1と内側に膨出するJ2が存在していることから、基準画像S1´,S2´と一致することはなくワークWが不良として判定されることとなる。なお、良否の判定は予め規定した閾値によって、膨出量が閾値を超えたときに不良判定を行うようにしてもよい。
処理部72による判定の結果、不良と判定されれば不良である旨の表示を図外のモニター等に表示し、撮像対象のワークWが不良品であることを報知する。処理部72は、判定処理が終了したことに基づいて制御部73に復帰信号を出力し、制御部73が復帰信号に基づいてシリンダ63を駆動制御することにより検査対象のワークWを元の取付け位置まで上昇させて、一回の検査工程が終了する。
また、本例においては薄肉部44t,44uの欠損部45の存在がワークWの品質を決定するメジャーとなることから、当該部分を検査対象部として薄肉部44t,44uの周囲(高さ)を注視し、パターンマッチングを行ったが撮像画像S1,S2には、外筒42の周面(高さ)を除く全ての面の形状が表れており、ワークWの上下の端部を構成する他の面の欠損についても検査可能であることは言うまでもない。
53 リングフレーム、55 リフレクター、55a 鏡面、57 貫通孔、
58 シリンダ取付けフレーム、63 シリンダ、64 ピストン、
65 アタッチメント、66 係止ピン、68 貫通孔、69 リング光源、
72 処理部、73 制御部。
Claims (3)
- 内筒と、当該内筒の外側に位置する外筒と、前記内筒及び外筒との間に設けられた緩衝材とから構成される測定対象物における前記内筒及び外筒の上下端部に形成される前記緩衝材の薄肉部の欠損の有無を検査する外観検査装置であって、
内側に鏡面を有し、鏡面底部が凹曲面状となったリフレクターと、
前記鏡面で囲まれるように前記リフレクター内に位置する測定対象物の前記鏡面に写り込む画像を撮像するカメラと、
前記測定対象物の前記リフレクター内における上下位置を決める位置決め手段と、
を備え、
前記位置決め手段は、前記測定対象物を、当該測定対象物における前記下端側の薄肉部の周面が前記鏡面底部に写り込む位置、及び前記測定対象物における前記上端側の薄肉部の周面が前記鏡面底部に写り込む位置にそれぞれ位置決めすることを特徴とする外観検査装置。 - 前記リフレクターが底部に前記測定対象物が通過可能な貫通孔を有することを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。
- 内筒と、当該内筒の外側に位置する外筒と、前記内筒及び外筒との間に設けられた緩衝材とから構成される測定対象物における前記内筒及び外筒の上下端部に形成される前記緩衝材の薄肉部の欠損の有無を検査する外観検査方法であって、
前記測定対象物を、内側に鏡面を有し、鏡面底部が凹曲面状となったリフレクター内に前記鏡面で囲まれるように、かつ、前記測定対象物における前記下端側の薄肉部の周面が前記鏡面底部に写り込む位置、及び前記測定対象物における前記上端側の薄肉部の周面が前記鏡面底部に写り込む位置となるように、前記測定対象物の前記リフレクター内における上下位置をそれぞれ位置決めし、
前記位置決め後に前記鏡面に写り込む測定対象物の画像をカメラによりそれぞれ撮像し、
前記撮像された画像内の前記薄肉部に相当する領域の形状に基づいて前記測定対象物の良否を判定することを特徴とする外観検査方法。
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