JP6321709B2 - Surface wrinkle inspection method - Google Patents

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Description

本発明は、棒鋼を含む棒状からなる被検査物の表面疵を検査する表面疵検査方法に関する。   The present invention relates to a surface flaw inspection method for inspecting a surface flaw of an object to be inspected comprising a bar shape including steel bars.

従来、棒鋼を含む棒状からなる被検査物表面の疵を検査する方法として、一般的に、検査者が目視あるいは触診にて行っている。しかしながら、このような検査方法は、個人差があり検査精度のバラツキが大きく、一定の検査結果が得られないという問題があった。そこで、一定の検査結果が得られるように、漏洩磁束あるいは過流深傷等の非破壊検査方法が知られている。   Conventionally, as a method for inspecting wrinkles on the surface of an object to be inspected that includes a bar shape including a steel bar, an inspector has generally performed it visually or by palpation. However, such an inspection method has a problem that there are individual differences, variation in inspection accuracy is large, and a certain inspection result cannot be obtained. Therefore, a nondestructive inspection method such as leakage magnetic flux or overflow deep damage is known so that a constant inspection result can be obtained.

しかしながら、この非破壊検査方法は、機械構造に制約されるため、微小な疵も許されない引抜・ピーリング加工された棒鋼表面の微小な疵を発見することができないという問題があった。そこで、このような微小な疵を発見すべく、被検査物に光を照射し、その被検査物表面からの反射光を撮像カメラにより受光し、その光量を計測することにより被検査物表面の疵の有無を検出するという発明が知られている(例えば、特許文献1参照)。   However, since this nondestructive inspection method is limited by the mechanical structure, there is a problem that it is not possible to find a fine wrinkle on the surface of the drawn and peeled steel bar that does not allow fine wrinkles. Therefore, in order to find such minute wrinkles, the object is irradiated with light, the reflected light from the surface of the object is received by an imaging camera, and the amount of light is measured to measure the surface of the object. An invention of detecting the presence or absence of wrinkles is known (for example, see Patent Document 1).

特開2004−163176号公報JP 2004-163176 A

しかしながら、被検査物表面からの反射光は、直接光(光の伝搬方向に関する相対関係が変化しない光)であるため、光の照射方向や照射立体角、また、観察方向や観察立体角によって、被検査物表面の見た目の明るさが大きく変化し、光量を計測しても疵かどうか判別が難しく、もって、一定の検査結果が得られ難いという問題があった。   However, since the reflected light from the surface of the object to be inspected is direct light (light whose relative relationship with respect to the propagation direction of light does not change), depending on the light irradiation direction and irradiation solid angle, and the observation direction and observation solid angle, The apparent brightness of the surface of the object to be inspected has changed greatly, and it has been difficult to determine whether it is a flaw even if the amount of light is measured, and it is difficult to obtain a certain inspection result.

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、棒状からなる被検査物表面の疵の有無を安定して検出することができる表面疵検査方法を提供することを目的としている。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a surface wrinkle inspection method that can stably detect the presence or absence of wrinkles on the surface of an object to be inspected in a rod shape.

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。   The object of the present invention is achieved by the following means. In addition, although the code | symbol in a parenthesis attaches the referential mark of embodiment mentioned later, this invention is not limited to this.

請求項1の表面疵検査方法によれば、棒状からなる被検査物(K)を回転手段(回転駆動機構3参照)によって所定位置で所定回数回転させる工程(図5,図9に示すステップS1,ステップS3、図9に示すステップS11,ステップS13参照)と、
前記回転している被検査物(K)の軸線(O2)方向を境界として当該被検査物(K)の明暗が分かれるように、複数の発光素子(LED)が均等に配列された照明バー(LED照明バー40参照)と該照明バー(LED照明バー40参照)から拡散される拡散光を集光し増幅して、明暗の光が交互に表れる帯状の光(LIC)を照射するアクリル丸棒(41)とで構成された光照射手段(LED照明装置4C参照)によって当該被検査物(K)に該帯状の光(LIC)が照射される工程と、
前記光照射手段(LED照明装置4C参照)によって照射された前記帯状の光(LIC)を受光した被検査物(K)を撮像手段(ラインスキャンカメラ5参照)によって撮像する工程(図5,図9に示すステップS2,図9に示すステップS12参照)と、
前記撮像手段(ラインスキャンカメラ5参照)によって撮像された画像に基づく1画素単位の濃度量を画像解析手段(CPU60参照)によって積算する工程(図5,図9に示すステップS5参照)と、
前記画像解析手段(CPU60参照)によって前記積算された濃度量が予め定められた閾値を超えるか否かに基づき前記被検査物(K)表面の疵(Ka)の有無を判定手段(CPU60参照)によって判定する工程(図5,図9に示すステップS6参照)と、を含むことを特徴としている。
According to the surface flaw inspection method of claim 1, the step of rotating the inspection object (K) having a rod shape by a predetermined number of times at a predetermined position by the rotating means (see the rotation driving mechanism 3) (step S1 shown in FIGS. 5 and 9). , Step S3, steps S11 and S13 shown in FIG. 9),
An illumination bar in which a plurality of light emitting elements (LEDs) are evenly arranged so that the brightness of the inspection object (K) is divided with the axis (O2) direction of the inspection object (K) rotating as a boundary. Acrylic round bar that collects and amplifies diffused light diffused from the LED illumination bar 40 (see LED illumination bar 40) and the illumination bar (see LED illumination bar 40) and emits strip-shaped light (LIC) in which light and dark light appear alternately A step of irradiating the object to be inspected (K) with the band-shaped light (LIC) by the light irradiation means (see LED illumination device 4C) configured by (41);
Step of imaging the object to be inspected (K) that has received the band-like light (LIC) irradiated by the light irradiation means (refer to the LED illumination device 4C) by the imaging means (refer to the line scan camera 5) (FIGS. 5 and 5) 9 and step S12 shown in FIG. 9),
A step (see step S5 shown in FIG. 5 and FIG. 9) of integrating the density amount in units of one pixel based on the image picked up by the image pickup means (see the line scan camera 5) by the image analysis means (see the CPU 60);
Judgment means (see CPU 60) for determining the presence or absence of wrinkles (Ka) on the surface of the object (K) based on whether or not the accumulated density amount by the image analysis means (see CPU 60) exceeds a predetermined threshold value. (See step S6 shown in FIG. 5 and FIG. 9).

また、請求項2の発明によれば、上記請求項1に記載の表面疵検査方法において、前記光照射手段(LED照明装置4C参照)によって照射される帯状の光(LIC)は、一方向からのみ照射されてなることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the surface flaw inspection method according to the first aspect, the band-shaped light (LIC) irradiated by the light irradiation means (see the LED lighting device 4C ) is from one direction. It is characterized by being irradiated only.

一方、請求項3の発明によれば、上記請求項1に記載の表面疵検査方法において、前記光照射手段(LED照明装置4C参照)は、第1光照射手段(第1のLED照明装置4A参照)と、第2光照射手段(第2のLED照明装置4B参照)とで構成され、
前記第1光照射手段(第1のLED照明装置4A参照)によって照射される帯状の光(LIC)は、一方向からのみ照射され、
前記第2光照射手段(第2のLED照明装置4B参照)によって照射される帯状の光(LIC)は、前記一方向とは異なる他方向からのみ照射されてなることを特徴としている。
On the other hand, according to a third aspect of the present invention, in the surface flaw inspection method according to the first aspect, the light irradiation means (refer to the LED lighting device 4C) is a first light irradiation means (first LED lighting device 4A). And a second light irradiation means (refer to the second LED illumination device 4B),
The band-shaped light (LIC) irradiated by the first light irradiation means (see the first LED illumination device 4A) is irradiated only from one direction,
The band-shaped light (LIC) irradiated by the second light irradiation means (see the second LED illumination device 4B) is irradiated only from another direction different from the one direction.

また、請求項4の発明によれば、上記請求項1〜3の何れか1項に記載の表面疵検査方法において、前記撮像手段(ラインスキャンカメラ5参照)は、ラインスキャンカメラ(5)であることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the surface flaw inspection method according to any one of the first to third aspects, the imaging means (see the line scan camera 5) is a line scan camera (5). It is characterized by being.

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, effects of the present invention will be described with reference numerals in the drawings. In addition, although the code | symbol in a parenthesis attaches the referential mark of embodiment mentioned later, this invention is not limited to this.

請求項1の発明によれば、棒状からなる被検査物(K)が回転手段(回転駆動機構3参照)によって所定位置で所定回数回転し、その回転している棒状からなる被検査物(K)に、その被検査物(K)の軸線(O2)方向を境界として当該被検査物(K)の明暗が分かれるように光照射手段(LED照明装置4C参照)によって当該被検査物(K)に、明暗の光が交互に表れる帯状の光(LIC)が照射されているから、被検査物(K)に疵(Ka)が形成されていた場合、その疵(Ka)が何れその軸線(O2)上の暗領域に位置することとなる。これにより、撮像手段(ラインスキャンカメラ5参照)によって光照射手段(LED照明装置4C参照)より照射された帯状の光(LIC)を受光した被検査物(K)を撮像すれば、疵(Ka)部分が明るく撮像されることとなる。しかるに、その疵(Ka)部分が明るく撮像された画像を画像解析手段(CPU60参照)にて解析し、その解析結果に基づき、前記被検査物(K)表面の疵(Ka)の有無を判定手段(CPU60参照)によって判定するようにすれば、疵(Ka)の有無を正確に判定することができる。 According to the first aspect of the present invention, the inspection object (K) made of a rod shape is rotated a predetermined number of times at a predetermined position by the rotating means (see the rotation drive mechanism 3), and the inspection object (K) made of the rotating rod shape is obtained. ) By the light irradiation means (see LED illumination device 4C) so that the brightness of the inspection object (K) is divided with the axis (O2) direction of the inspection object (K) as a boundary. In addition, since the band-like light (LIC) in which light and dark light alternately appear is irradiated, when the eyelid (Ka) is formed on the object to be inspected (K), the eyelid (Ka) is any of its axis ( O2) is located in the dark area. As a result, if the inspection object (K) that has received the band-like light (LIC) emitted from the light irradiation means (see the LED illumination device 4C) is picked up by the imaging means (see the line scan camera 5), 疵 (Ka ) Portion is brightly imaged. However, an image obtained by brightly capturing the wrinkle (Ka) portion is analyzed by image analysis means (see CPU 60), and the presence or absence of wrinkles (Ka) on the surface of the inspection object (K) is determined based on the analysis result. If the determination is made by means (see the CPU 60), the presence or absence of wrinkles (Ka) can be accurately determined.

よって、本発明によれば、棒状からなる被検査物表面の疵の有無を安定して検出することができる。さらに、本発明によれば、明暗の光が交互に表れる帯状の光(LIC)が被検査物(K)に照射された際、当該被検査物(K)に疵(Ka)が生じていると、局所的な歪みが発生し疵(Ka)部分をより鮮明に撮像手段(ラインスキャンカメラ5参照)にて捉えることができる。すなわち、被検査物(K)に疵(Ka)が生じていると、光(LIC)の正反射角度が変化することから、撮像手段(ラインスキャンカメラ5参照)にてその変化を捉えると、帯状の光(LIC)に局所的な歪みが発生することとなる。それゆえ、疵(Ka)部分をより鮮明に撮像手段(ラインスキャンカメラ5参照)にて捉えることができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to stably detect the presence or absence of wrinkles on the surface of the inspection object having a rod shape. Furthermore, according to the present invention, when the object to be inspected (K) is irradiated with strip-shaped light (LIC) in which light and dark light appear alternately , wrinkles (Ka) are generated in the object to be inspected (K). Then, local distortion occurs, and the wrinkle (Ka) portion can be captured more clearly by the imaging means (see the line scan camera 5). That is, if wrinkles (Ka) are generated in the inspected object (K), the specular reflection angle of light (LIC) changes. Therefore, when the change is captured by the imaging means (see the line scan camera 5), Local distortion occurs in the band-shaped light (LIC). Therefore, the heel (Ka) portion can be captured more clearly by the imaging means (see the line scan camera 5).

また、請求項2の発明によれば、光照射手段(LED照明装置4C参照)によって照射される帯状の光(LIC)は、一方向からのみ照射されるようにしているから、散乱光を明確にし、もって、疵の濃淡を明確にすることができる。 According to the invention of claim 2, since the strip-shaped light (LIC) irradiated by the light irradiation means (refer to the LED lighting device 4C) is irradiated only from one direction, the scattered light is clearly defined. Therefore, the shading can be clarified.

一方、請求項3の発明によれば、被検査物(K)の疵(Ka)が非常になだらかで浅い疵だったとしても、光照射手段(LED照明装置4C参照)を2つ設け、当該被検査物(K)に異なる方向から帯状の光(LIC)を照射するようにしているから、何れかの帯状の光(LIC)にて疵(Ka)部分が明るく光り、もって、その明るく光った疵(Ka)部分を撮像手段(ラインスキャンカメラ5参照)にて撮像することができる。これにより、被検査物(K)の疵(Ka)が非常になだらかで浅い疵だったとしても、疵(Ka)の有無を正確に判定することができる。 On the other hand, according to the invention of claim 3, even if the wrinkle (Ka) of the object to be inspected (K) is a very gentle and shallow wrinkle, two light irradiation means (see LED lighting device 4C) are provided, Since the object-to-be-inspected (K) is irradiated with strip-shaped light (LIC) from different directions, the ridge (Ka) part is brightly illuminated by any of the strip-shaped light (LIC) , and thus the brightly illuminated light. The eyelid (Ka) portion can be imaged by the imaging means (see the line scan camera 5). Thereby, even if the wrinkle (Ka) of the inspection object (K) is a very gentle and shallow wrinkle, the presence or absence of the wrinkle (Ka) can be accurately determined.

他方、請求項4の発明によれば、撮像手段(ラインスキャンカメラ5参照)として、ラインスキャンカメラ(5)を用いているから、棒状の被検査物(K)を撮像するのに好適である。   On the other hand, since the line scan camera (5) is used as the imaging means (see the line scan camera 5), the invention according to claim 4 is suitable for imaging the rod-shaped inspection object (K). .

本発明の第1実施形態に係る表面疵検査装置の正面図である。It is a front view of the surface flaw inspection apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention. 同実施形態に係る表面疵検査装置の平面図である。It is a top view of the surface flaw inspection apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る表面疵検査装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the surface flaw inspection apparatus which concerns on the same embodiment. (a)は同実施形態に係るLED照明装置より照射された光が被検査物に形成されている疵によって散乱している状態を示す説明図、(b)はLED照明装置より照射された光により被検査物の軸線を境界として、当該被検査物の表面に明るい領域である明視野領域と、暗い領域である暗視野領域とが形成されている状態を示す説明図、(c)は2方向から光を照射させた場合に死角が発生することを示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the state which the light irradiated from the LED illumination apparatus which concerns on the embodiment is scattered by the wrinkles formed in the to-be-inspected object, (b) is the light irradiated from the LED illumination apparatus FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state where a bright field region which is a bright region and a dark field region which is a dark region are formed on the surface of the inspection object with the axis of the inspection object as a boundary. It is explanatory drawing which shows that a blind spot generate | occur | produces when light is irradiated from a direction. 同実施形態に係る画像解析制御装置のROMに格納されているプログラムの処理内容を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the processing content of the program stored in ROM of the image analysis control apparatus which concerns on the embodiment. (a)は同実施形態に係るラインスキャンカメラにて撮像された画像を一画素単位で二値化し、その二値化した際の濃度量を示す説明図、(b)は予め定められた閾値を所定箇所が超えていることを示す説明図である。(A) is an explanatory diagram showing binarization of an image captured by the line scan camera according to the embodiment on a pixel-by-pixel basis and binarization, and (b) is a predetermined threshold value. It is explanatory drawing which shows that the predetermined location exceeds. 被検査物に疵が生じている箇所を画像処理した場合の画面例である。It is an example of a screen when image processing is performed on a part where wrinkles are generated on the inspection object. 本発明の第2実施形態に係る表面疵検査装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the surface flaw inspection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 同実施形態に係る画像解析制御装置のROMに格納されているプログラムの処理内容を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the processing content of the program stored in ROM of the image analysis control apparatus which concerns on the embodiment. 他の実施形態に係るLED照明装置より被検査物に光が照射されている状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state by which light is irradiated to the to-be-inspected object from the LED lighting apparatus which concerns on other embodiment.

<第1実施形態>
以下、本発明の表面疵検査方法に関する表面疵検査装置の第1実施形態を、図1〜図6を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of a surface flaw inspection apparatus relating to a surface flaw inspection method of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. In addition, in the following description, when showing the direction of up, down, left and right, it means up, down, left and right when viewed from the front of the figure.

図1に示すように、表面疵検査装置1は、支持枠2と、その支持枠2に固定されている回転駆動機構3と、その支持枠2に固定されているLED照明装置4と、その支持枠2に固定されているラインスキャンカメラ5と、画像解析制御装置6とで主に構成されている。   As shown in FIG. 1, the surface flaw inspection apparatus 1 includes a support frame 2, a rotation drive mechanism 3 fixed to the support frame 2, an LED illumination device 4 fixed to the support frame 2, and The line scan camera 5 fixed to the support frame 2 and the image analysis control device 6 are mainly configured.

支持枠2は、図2に示すように、平面視矩形状の底板20と、その底板20上の上下に互いに平行となるように固定されている長尺状の平面視矩形状からなる一対の枠体21と、その枠体21に夫々2箇所所定間隔をおいて立設されている立設枠体22(図1参照)と、上下方向に離間している立設枠体22同士を横架する横架枠23と、その横架枠23より底板20の中心方向に向って突設されている一対の固定枠24とで構成されている。   As shown in FIG. 2, the support frame 2 includes a pair of a bottom plate 20 that is rectangular in plan view and a long rectangular shape in plan view that is fixed so as to be parallel to each other vertically on the bottom plate 20. The frame 21, the standing frame body 22 (see FIG. 1) that is erected on the frame body 21 at two predetermined intervals, and the standing frame bodies 22 that are spaced apart in the vertical direction are placed side by side. The horizontal frame 23 is constructed by a horizontal frame 23 and a pair of fixed frames 24 projecting from the horizontal frame 23 toward the center of the bottom plate 20.

一方、回転駆動機構3は、図1に示すように、サーボモータ30と、一対の回転部31とで構成されている。サーボモータ30は、図1に示すように底板20上に立設固定されており、画像解析制御装置6からの指令を受けて駆動又は停止するようになっている。また、サーボモータ30は、モータ位置を検出することができるエンコーダを画像解析制御装置6に出力(図1参照)できるようになっている。   On the other hand, as shown in FIG. 1, the rotation drive mechanism 3 includes a servo motor 30 and a pair of rotating units 31. As shown in FIG. 1, the servo motor 30 is erected and fixed on the bottom plate 20, and is driven or stopped in response to a command from the image analysis control device 6. The servo motor 30 can output an encoder that can detect the motor position to the image analysis control device 6 (see FIG. 1).

一方、回転部31は、図2に示すように、一端(図示上側)が図示上側に位置する枠体21の中間部に立設されている固定板31aに回転可能に取付固定されている棒状の軸部31bと、その軸部31bに所定間隔を置いて複数個回転可能に取付けられているローラ31cとで構成されている。このように構成される一対の回転部31は、図1に示すように、ベルトBを介してサーボモータ30と連結されており、サーボモータ30が回転駆動することによりベルトBを介して一対の回転部31が回転することとなる。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the rotating portion 31 has a rod shape whose one end (upper side in the drawing) is rotatably attached and fixed to a fixing plate 31 a erected on the middle portion of the frame body 21 located on the upper side in the drawing. The shaft portion 31b, and a plurality of rollers 31c rotatably attached to the shaft portion 31b with a predetermined interval. As shown in FIG. 1, the pair of rotating units 31 configured in this way is connected to the servo motor 30 via the belt B, and the pair of rotating units 31 via the belt B when the servo motor 30 is driven to rotate. The rotating unit 31 rotates.

かくして、上記のように構成される一対の回転部31上には、図1及び図2に示すように、図示しない搬送ラインより搬送されてきた棒鋼を含む棒状からなる被検査物Kが載置され、サーボモータ30が回転駆動することによりベルトBを介して一対の回転部31が回転し、もって、図1に示す矢印Y1方向に被検査物Kが回転することとなる。   Thus, on the pair of rotating parts 31 configured as described above, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, a test object K made of a bar shape including a bar steel conveyed from a conveyance line (not shown) is placed. Then, when the servo motor 30 is driven to rotate, the pair of rotating portions 31 rotate via the belt B, and thus the inspection object K rotates in the direction of the arrow Y1 shown in FIG.

LED照明装置4は、図示しないLED照明用の可変型光源アンプが取り付けられており、これでもって、十分な光量の光を照射できるようになっている。そして、このようなLED照明装置4は、図1及び図2に示すように、図示右側に位置する固定枠24の下部に設けられている円弧状の可動支持枠24aに支持軸24a1を介して取り付け固定されており、被検査物Kに対して右上から左下方向に向って光を照射できるようになっている。具体的に説明すると、このLED照明装置4は、図2に示すように、平面視矩形状の後端部4aが支持軸24a1に取り付け固定され、先端部4bが長尺状のバーからなり、その内部には、図4(a)に示すように長尺状のバーからなる白色LED4b1が設けられ、その白色LED4b1には、一方向(図示では、左斜め方向)からのみ光LIが照射されるように指向性フィルム4b2が取り付けられている。   The LED illumination device 4 is provided with a variable light source amplifier for LED illumination (not shown) so that a sufficient amount of light can be emitted. As shown in FIGS. 1 and 2, such an LED lighting device 4 has an arcuate movable support frame 24a provided on the lower side of the fixed frame 24 located on the right side of the drawing via a support shaft 24a1. It is attached and fixed so that light can be irradiated to the inspection object K from the upper right to the lower left. Specifically, as shown in FIG. 2, the LED lighting device 4 has a rectangular rear end portion 4 a attached to and fixed to a support shaft 24 a 1 and a front end portion 4 b made of a long bar, as shown in FIG. Inside, a white LED 4b1 made of a long bar as shown in FIG. 4A is provided. The white LED 4b1 is irradiated with the light LI only from one direction (in the drawing, the diagonally left direction). A directional film 4b2 is attached as shown.

かくして、このように構成されるLED照明装置4は、図3に示すように、被検査物Kの中心線O1からの水平方向の距離l1、高さh、被検査物Kの中心線O1を基点とした傾斜角θ1(θ1<90°)、被検査物Kの中心線O1までの光LIの照射距離Lとする位置に配置されている。これにより、LED照明装置4より光LIが照射されると、図4(b)に示すように、被検査物Kの軸線O2を境界として、被検査物Kに明るい領域である明視野領域K1と、暗い領域である暗視野領域K2とが形成されることとなる。この際、サーボモータ30の回転駆動によって、図1に示す矢印Y1方向に被検査物Kが回転しているから、被検査物Kに疵Kaが形成されていた場合、何れ、明視野領域K1と、暗視野領域K2との境界に疵Kaが位置することとなる。   Thus, as shown in FIG. 3, the LED illumination device 4 configured in this manner has a horizontal distance l1, a height h from the center line O1 of the inspection object K, and a center line O1 of the inspection object K. It is arranged at a position where the inclination angle θ1 (θ1 <90 °) as a base point and the irradiation distance L of the light LI to the center line O1 of the inspection object K are set. Thereby, when the light LI is irradiated from the LED illumination device 4, as shown in FIG. 4B, the bright field region K1 that is a bright region of the inspection object K with the axis O2 of the inspection object K as a boundary. As a result, a dark field region K2, which is a dark region, is formed. At this time, since the inspection object K is rotated in the direction of the arrow Y1 shown in FIG. 1 by the rotational drive of the servo motor 30, when the eyelid Ka is formed on the inspection object K, the bright field region K1疵 Ka is located at the boundary with the dark field region K2.

ここで、被検査物Kに疵Kaが形成されていた場合、図4(a)に示すように、疵Kaに光LIが照射されると、光LIが散乱し散乱光LIaが発生する。この際、被検査物Kの疵Kaが暗視野領域K2に位置していると、被検査物Kの疵Ka部分が明るくなるため、ラインスキャンカメラ5によって、その疵Kaが他の部分に比べ明るく撮像されることとなる。なお、この疵Kaは、表面疵,かき疵,擦り傷,打痕,凹み等、不良と判定される疵全てを含むものである。   Here, when the eyelid Ka is formed on the inspection object K, as shown in FIG. 4A, when the light LI is irradiated onto the eyelid Ka, the light LI is scattered and the scattered light LIa is generated. At this time, if the eyelid Ka of the inspected object K is located in the dark field region K2, the eyelid Ka portion of the inspection object K becomes brighter, so that the eyelid Ka is compared with other parts by the line scan camera 5. A bright image is taken. In addition, this wrinkle Ka includes all wrinkles determined to be defective such as surface wrinkles, scratches, scratches, dents, dents, and the like.

ところで、このような散乱光LIaをラインスキャンカメラ5によって正確に捉えようとした場合、被検査物KとLED照明装置4との距離を適切にとる必要がある。すなわち、散乱係数をR,散乱領域の体積をV,照射する光のビーム速度をIoとした場合、散乱強度Isは以下の式で表される。   Incidentally, when such scattered light LIa is to be accurately captured by the line scan camera 5, it is necessary to appropriately set the distance between the inspection object K and the LED illumination device 4. That is, when the scattering coefficient is R, the volume of the scattering region is V, and the beam speed of the irradiated light is Io, the scattering intensity Is is expressed by the following equation.

Figure 0006321709
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この数式1より、散乱強度Isは距離L(図3参照)の二乗に反比例している事が分かる。そのため、散乱光LIaをラインスキャンカメラ5によって正確に捉えようとすると、被検査物KとLED照明装置4との距離を適切にとる必要がある。それゆえ、本実施形態にて示すLED照明装置4は、図3に示すような位置に配置されている。   From Equation 1, it can be seen that the scattering intensity Is is inversely proportional to the square of the distance L (see FIG. 3). Therefore, if the scattered light LIa is to be accurately captured by the line scan camera 5, it is necessary to appropriately set the distance between the inspection object K and the LED illumination device 4. Therefore, the LED lighting device 4 shown in the present embodiment is arranged at a position as shown in FIG.

また、LED照明装置4より照射される光LIの被検査物Kの表面における光の伝播方向の変化となる輝度をLd,照射光の輝度をLi,反射率をρとした場合、被検査物Kの表面における光の伝播方向の変化となる輝度Ldは、以下の式で表される。   In addition, when the luminance that changes the light propagation direction of the light LI irradiated from the LED illumination device 4 on the surface of the inspection object K is Ld, the luminance of the irradiation light is Li, and the reflectance is ρ, the inspection object The luminance Ld, which is a change in the light propagation direction on the surface of K, is expressed by the following equation.

Figure 0006321709
Figure 0006321709

また、散乱光LIaにおける被検査物Kの表面における光の伝播方向の変化となる輝度をLs,被検査物Kの表面の点をP,散乱率をσとした場合、以下の式で表される。   Further, when the luminance that changes the propagation direction of light on the surface of the inspection object K in the scattered light LIa is Ls, the point on the surface of the inspection object K is P, and the scattering rate is σ, it is expressed by the following equation. The

Figure 0006321709
Figure 0006321709

以上の式より、被検査物Kの表面における光の伝播方向の変化となる輝度は、照射光の輝度、反射率、散乱率と密接な関係があることが分かる。この点、指向性フィルム4b2を用いず白色LED4b1のみを用いた場合、被検査物Kとして反射率の高い冷間加工された引抜・ピーリング棒鋼を用いると、金属光沢のある表面の疵の散乱光を捉えることが難しい。そこで、本実施形態においては、指向性フィルム4b2を用い、一方向(図示では、左斜め方向)からのみ光LIが照射されるようにすることで、散乱光を明確にし、図4(b)に示すように疵Kaの濃淡が明確となるようにしている。   From the above equations, it can be seen that the luminance that changes the light propagation direction on the surface of the inspection object K is closely related to the luminance, reflectance, and scattering rate of the irradiated light. In this regard, when only the white LED 4b1 is used without using the directional film 4b2, when a cold-drawn / peeled steel bar having a high reflectivity is used as the inspection object K, the scattered light of the surface with a metallic luster is scattered. Is difficult to capture. Therefore, in the present embodiment, the directional film 4b2 is used, and the light LI is irradiated only from one direction (in the illustration, the left oblique direction), thereby clarifying the scattered light, and FIG. 4 (b). As shown in the figure, the shade of 疵 Ka is made clear.

なお、指向性フィルム4b2として、図4(c)に示すように、2方向(図示では左右斜め方向)から光LIを照射させることも考えられるが、これでは、死角Sが発生したり、散乱光が干渉しあったりし、疵Ka(図4(b)参照)の濃淡を明確にすることができない可能性が高い。それゆえ、一方向からのみ光LIが照射されるような指向性フィルム4b2を用いた方が好ましい。   As shown in FIG. 4C, the directivity film 4b2 may be irradiated with the light LI from two directions (left and right oblique directions in the drawing). However, in this case, a blind spot S is generated or scattered. There is a high possibility that the light interferes and the shade of 疵 Ka (see FIG. 4B) cannot be clarified. Therefore, it is preferable to use the directional film 4b2 that is irradiated with the light LI only from one direction.

ラインスキャンカメラ5は、図1及び図2に示すように、後端部5aが図示左側に位置する固定枠24の下部に設けられている円弧状の可動支持枠24aに支持軸24a1を介して取り付け固定されており、先端部5bのカメラレンズ側より被検査物Kを右斜め方向から撮像できるようになっている。そして、このラインスキャンカメラ5は、上述のように、被検査物Kの疵Kaの撮像を目的としており、そのために、散乱光LIaを撮像する必要があるため、被検査物Kの真上に配置するのではなく、右斜め方向から被検査物Kを撮像できる位置に配置されている。具体的には、図3に示すように、被検査物Kの中心線O1からの水平方向の距離l2、高さh、被検査物Kの中心線O1を基点とした傾斜角θ2(θ1<90°)、被検査物Kの中心線O1までの焦点距離f、ラインスキャンカメラ5から被検査物KまでのワーキングディスタンションWDとする位置に配置されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the line scan camera 5 has an arcuate movable support frame 24a provided at a lower portion of a fixed frame 24 whose rear end portion 5a is located on the left side of the figure via a support shaft 24a1. It is attached and fixed so that the inspection object K can be imaged from the oblique direction to the right from the camera lens side of the tip 5b. As described above, the line scan camera 5 is intended to image the eyelid Ka of the inspection object K, and therefore, it is necessary to image the scattered light LIa. It is not arranged, but is arranged at a position where the inspection object K can be imaged from the right oblique direction. Specifically, as shown in FIG. 3, the horizontal distance l2, height h from the center line O1 of the inspection object K, and the inclination angle θ2 (θ1 <θ1) with the center line O1 of the inspection object K as the base point. 90 °), a focal distance f to the center line O1 of the inspection object K, and a working distance WD from the line scan camera 5 to the inspection object K.

ところで、このワーキングディスタンションWDは、ラインスキャンカメラ5の倍率(カメラ画素サイズ/画素分解能)をMとした場合、以下の式で表される。   By the way, this working distance WD is expressed by the following expression when the magnification (camera pixel size / pixel resolution) of the line scan camera 5 is M.

Figure 0006321709
Figure 0006321709

なお、本実施形態においては、ラインスキャンカメラ5を用いて被検査物Kを撮像する例を示したが、それに限らず、エリアセンサカメラを用いても良い。しかしながら、エリアセンサカメラは、積分時間が長くシャッタが必要なため、回転している棒状の被検査物Kを撮像するのに適さない。それゆえ、ラインスキャンカメラを用いた方が好ましい。   In the present embodiment, an example in which the inspected object K is imaged using the line scan camera 5 is shown, but the present invention is not limited thereto, and an area sensor camera may be used. However, since the area sensor camera has a long integration time and requires a shutter, the area sensor camera is not suitable for imaging a rotating rod-shaped inspection object K. Therefore, it is preferable to use a line scan camera.

画像解析制御装置6は、ラインスキャンカメラ5にて撮像された被検査物Kの画像を解析し、被検査物Kの疵Ka(図4(b)参照)の有無を判定すると共に、サーボモータ30の駆動を制御するものである。具体的には、図3に示すように、CPU60と、画像を解析し疵Kaの有無を判定するプログラム並びにサーボモータ30の駆動を制御するプログラムが格納されているROM61と、CPU60にて処理したデータを一時的に格納するRAM62と、液晶ディスプレイ等からなる表示部63と、データの入出力を行うI/O64とで構成されている。   The image analysis control device 6 analyzes the image of the inspection object K picked up by the line scan camera 5, determines the presence / absence of 疵 Ka (see FIG. 4B) of the inspection object K, and servo motor 30 drive is controlled. Specifically, as shown in FIG. 3, processing is performed by the CPU 60, a ROM 61 storing a program for analyzing the image and determining the presence or absence of 疵 Ka, and a program for controlling the drive of the servo motor 30, and the CPU 60. A RAM 62 for temporarily storing data, a display unit 63 such as a liquid crystal display, and an I / O 64 for inputting / outputting data are configured.

ここで、このような画像解析制御装置6のROM61に格納されているプログラムの処理内容について、図5も用いて説明する。   Here, the processing contents of the program stored in the ROM 61 of the image analysis control device 6 will be described with reference to FIG.

図示しない搬送ラインより搬送されてきた棒鋼を含む棒状からなる被検査物Kが一対の回転部31(図1〜図3参照)上に載置されると、CPU60は、サーボモータ30を駆動するように指令する指令信号をI/O64を介してサーボモータ30に出力する。これを受けて、サーボモータ30が回転駆動し、もって、図1に示すように、ベルトBを介して被検査物Kが矢印Y1方向に回転することとなる(ステップS1)。   When the inspection object K having a bar shape including a steel bar conveyed from a conveyance line (not shown) is placed on the pair of rotating portions 31 (see FIGS. 1 to 3), the CPU 60 drives the servo motor 30. The command signal to command is output to the servo motor 30 via the I / O 64. In response to this, the servo motor 30 is driven to rotate, so that the inspection object K rotates in the direction of the arrow Y1 via the belt B as shown in FIG. 1 (step S1).

次いで、CPU60は、ラインスキャンカメラ5にて撮像された矢印Y1方向に回転している被検査物Kの画像を、I/O64を介して取得する(ステップS2)。なお、取得した画像は、RAM62内に一時的に格納される。   Next, the CPU 60 acquires an image of the inspection object K rotated in the direction of the arrow Y1 captured by the line scan camera 5 via the I / O 64 (step S2). The acquired image is temporarily stored in the RAM 62.

次いで、CPU60は、サーボモータ30より出力されるモータ位置を検出することができるエンコーダをI/O64を介して取得し、サーボモータ30が所定回数(例えば、2回)回転駆動したか確認する(ステップS3)。所定回数回転駆動していなければ(ステップS3:NO)、ステップS2の処理に戻り、所定回数回転駆動していれば(ステップS3:YES)、ステップS4の処理に移行する。   Next, the CPU 60 acquires an encoder capable of detecting the motor position output from the servo motor 30 via the I / O 64, and confirms whether the servo motor 30 has been rotationally driven a predetermined number of times (for example, twice) ( Step S3). If it has not been rotationally driven a predetermined number of times (step S3: NO), the process returns to step S2, and if it has been rotationally driven a predetermined number of times (step S3: YES), the process proceeds to step S4.

次いで、CPU60は、サーボモータ30の駆動を停止するように指令する指令信号をI/O64を介してサーボモータ30に出力する。これを受けて、サーボモータ30は回転駆動を停止する。これにより、被検査物Kの回転も停止することとなる(ステップS4)。   Next, the CPU 60 outputs a command signal for instructing to stop the driving of the servo motor 30 to the servo motor 30 via the I / O 64. In response to this, the servo motor 30 stops rotating. Thereby, the rotation of the inspection object K is also stopped (step S4).

次いで、CPU60は、RAM62内に一時的に格納しておいた画像を取得し、画像解析処理を行う(ステップS5)。具体的に説明すると、CPU60は、RAM62内に一時的に格納しておいた画像を一画素単位で二値化する。これにより、図6(a)に示すように、一画素単位の濃度量が算出されることとなる。そして、CPU60は、その算出された濃度量を積算する。例えば、図6(a)に示す数値を全て積算すると、1+2+2+3+3+4+5+6+6+9=41となる。なお、図6(a)に示す濃度量は、数値が低いほど暗く、数値が高いほど明るいことを示している。   Next, the CPU 60 acquires an image temporarily stored in the RAM 62 and performs image analysis processing (step S5). More specifically, the CPU 60 binarizes the image temporarily stored in the RAM 62 in units of one pixel. As a result, as shown in FIG. 6A, the density amount for each pixel is calculated. Then, the CPU 60 integrates the calculated density amount. For example, when all the numerical values shown in FIG. 6A are integrated, 1 + 2 + 2 + 3 + 3 + 4 + 5 + 6 + 6 + 9 = 41 is obtained. The density amount shown in FIG. 6A is darker as the numerical value is lower, and brighter as the numerical value is higher.

次いで、CPU60は、その積算した値が、予め決定しおいた閾値を超えているか否かの判定を行う(ステップS6)。閾値を超えていなければ、被検査物Kの表面に疵Ka(図4(b)参照)が無いと判定し(ステップS6:NO)、プログラムの処理を終える。   Next, the CPU 60 determines whether or not the accumulated value exceeds a predetermined threshold value (step S6). If the threshold is not exceeded, it is determined that there is no ridge Ka (see FIG. 4B) on the surface of the inspection object K (step S6: NO), and the processing of the program ends.

一方、閾値を超えていれば(図6(b)参照)、被検査物Kの表面に疵Ka(図4(b)参照)があると判定し(ステップS6:YES)、その箇所を赤や黄色等に変色させる画像処理を行う。すなわち、表示部63に図7に示すような画像P1が表示されるような処理を行い(ステップS7)、プログラムの処理を終える。これにより、被検査物Kの疵Kaが存在している箇所を簡単容易に特定することができる。なお、画像P1に示されている図示左の数値(15.9又は14.7)は、疵Kaを示す画像の平均コントラストを示し、図示真ん中の数値(48.0又は51.0)は、疵Kaを示す画像の最大コントラストを示し、図示右の数値(45.0又は46.0)は、疵Kaを示す画像の画素を示すものである。   On the other hand, if the threshold value is exceeded (see FIG. 6B), it is determined that there is a ridge Ka (see FIG. 4B) on the surface of the inspection object K (step S6: YES), and the position is red. Image processing to change the color to yellow or yellow. That is, a process for displaying the image P1 as shown in FIG. 7 on the display unit 63 is performed (step S7), and the program process is finished. Thereby, it is possible to easily and easily specify the location where the eyelid Ka of the inspection object K exists. The numerical value on the left side (15.9 or 14.7) shown in the image P1 indicates the average contrast of the image indicating 疵 Ka, and the numerical value (48.0 or 51.0) in the middle in the figure is The maximum contrast (45.0 or 46.0) on the right in the figure indicates the maximum contrast of the image indicating 疵 Ka, and indicates the pixel of the image indicating 疵 Ka.

しかして、以上説明した本実施形態によれば、棒状からなる被検査物Kが回転駆動機構3によって回転し、その回転している棒状からなる被検査物Kに、その被検査物Kの軸線O2方向を境界として当該被検査物Kの明暗が分かれるようにLED照明装置4より光LIが照射されているから、被検査物Kに疵Kaが形成されていた場合、その疵Kaが何れその軸線O2上の暗視野領域K2に位置することとなる。これにより、ラインスキャンカメラ5によってLED照明装置4より照射された光LIを受光した被検査物Kを撮像すれば、疵Ka部分が明るく撮像されることとなる。しかるに、その疵Ka部分が明るく撮像された画像をCPU60にて画像解析し疵の有無を判定するようにすれば、疵Kaの有無を正確に判定することができる。   Thus, according to the present embodiment described above, the inspection object K made of a rod shape is rotated by the rotation drive mechanism 3, and the axis of the inspection object K is added to the rotating inspection object K made of a rod shape. Since the light LI is irradiated from the LED illumination device 4 so that the brightness of the inspection object K is divided with the O2 direction as a boundary, when the 疵 Ka is formed on the inspection object K, the 疵 Ka is It is located in the dark field region K2 on the axis O2. Thereby, if the to-be-inspected object K which received the light LI irradiated from the LED illumination apparatus 4 with the line scan camera 5 is imaged, the 疵 Ka part will be imaged brightly. However, if the CPU 60 analyzes the image in which the 疵 Ka portion is brightly imaged and determines the presence or absence of 疵, the presence or absence of 疵 Ka can be accurately determined.

よって、本実施形態によれば、棒状からなる被検査物K表面の疵Kaの有無を安定して検出することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to stably detect the presence or absence of wrinkles Ka on the surface of the inspection object K having a rod shape.

また、本実施形態においては、一般的に行われている画像全体を一律に二値化する手法は用いず、一画素単位で二値化し、その濃度量を算出し、そして、その算出した濃度量を積算し、その積算した値と予め決定しておいた閾値とを比較するようにしている。これにより、撮像面積が小さくとも、被検査物Kの疵Kaの有無を明確に判定することができ、より目視に近い判定をすることができる。   Further, in the present embodiment, a method for uniformly binarizing the entire image that is generally performed is not used, but binarization is performed in units of one pixel, the density amount is calculated, and the calculated density The amount is integrated, and the integrated value is compared with a predetermined threshold value. Thereby, even if the imaging area is small, the presence or absence of the eyelid Ka of the inspection object K can be clearly determined, and a determination closer to visual observation can be made.

なお、本実施形態においては、一画素単位の濃度量を算出するにあたって、数値が低いほど暗く、数値が高いほど明るいようにしたが、それに限らず、数値が低いほど明るく、数値が高いほど暗いようにしても良い。その際、積算した値が、予め決定しておいた閾値を下回っていれば、被検査物Kの表面に疵Ka(図4(b)参照)が存在していると判定するようにしても良い。   In the present embodiment, when calculating the density amount per pixel, the lower the numerical value, the darker the image, and the higher the numerical value, the brighter the image. However, the present invention is not limited to this. You may do it. At this time, if the integrated value is below a predetermined threshold value, it may be determined that 疵 Ka (see FIG. 4B) exists on the surface of the inspection object K. good.

<第2実施形態>
次に、本発明の表面疵検査方法に関する表面疵検査装置の第2実施形態を、図8及び図9を参照して説明する。なお、第1実施形態と同一構成については、同一の符号を付し、説明は省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the surface flaw inspection apparatus relating to the surface flaw inspection method of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第2実施形態と第1実施形態の異なる点は、LED照明装置4を2つ設けた点で、それ以外は同一である。LED照明装置4を2つ設けた理由は、被検査物Kの疵Kaが非常になだらかで浅い疵だった場合、LED照明装置4より照射された光LIが散乱しない、あるいは、散乱したとしても、ラインスキャンカメラ5で撮像できない位置に散乱する可能性がある。そうすると、その疵をラインスキャンカメラ5で撮像することができず、もって、被検査物Kの表面疵を検出できない可能性がある。そこで、本実施形態においては、そのような疵も検出できるように、LED照明装置4を2つ設けるようにしている。   The difference between the second embodiment and the first embodiment is that two LED lighting devices 4 are provided, and the other points are the same. The reason for providing two LED illumination devices 4 is that if the eyelid Ka of the inspection object K is very gentle and shallow, the light LI emitted from the LED illumination device 4 does not scatter or is scattered. There is a possibility of scattering to a position where the line scan camera 5 cannot capture an image. Then, the wrinkle cannot be picked up by the line scan camera 5, and thus there is a possibility that the surface flaw of the inspection object K cannot be detected. Therefore, in the present embodiment, two LED illumination devices 4 are provided so that such wrinkles can be detected.

具体的には、図8に示すように、LED照明装置4は、第1のLED照明装置4Aと、第2のLED照明装置4Bとで構成されており、第1のLED照明装置4Aは、被検査物Kの中心線O1からの水平方向の距離l1、高さh1、被検査物Kの中心線O1を基点とした傾斜角θ1(θ1<90°)、被検査物Kの中心線O1までの光LI(図4(a)参照)の照射距離L1とする位置に配置されている。そして、この第1のLED照明装置4Aの内部には、図4(a)に示す長尺状のバーからなる白色LED4b1が設けられ、その白色LED4b1には、一方向(図示では、左斜め方向)からのみ光LIが照射されるように指向性フィルム4b2が取り付けられている。   Specifically, as shown in FIG. 8, the LED illumination device 4 includes a first LED illumination device 4A and a second LED illumination device 4B, and the first LED illumination device 4A includes: The distance l1 in the horizontal direction from the center line O1 of the inspection object K, the height h1, the inclination angle θ1 (θ1 <90 °) with the center line O1 of the inspection object K as the base point, and the center line O1 of the inspection object K Until the irradiation distance L1 of the light LI (see FIG. 4A). The first LED lighting device 4A is provided with a white LED 4b1 made of a long bar as shown in FIG. 4A. The white LED 4b1 has one direction (in the illustration, a left diagonal direction). The directional film 4b2 is attached so that the light LI is irradiated only from the above.

また、第2のLED照明装置4Bは、被検査物Kの中心線O1からの水平方向の距離l1+l3、高さh2、被検査物Kの中心線O1を基点とした傾斜角θ3(θ3<90°)、被検査物Kの中心線O1までの光LIB(図8(b)参照)の照射距離L2とする位置に配置されている。そして、この第2のLED照明装置4Bの内部には、図8(b)に示す長尺状のバーからなる白色LED4Bb1が設けられ、その白色LED4Bb1には、一方向(図示では、右斜め方向)からのみ光LIBが照射されるように指向性フィルム4Bb2が取り付けられている。すなわち、第2のLED照明装置4Bからは、第1のLED照明装置4Aと異なる方向から光が照射されるようになっている。   In addition, the second LED illumination device 4B has a horizontal distance l1 + l3 from the center line O1 of the object K to be inspected, a height h2, and an inclination angle θ3 (θ3 <90 with respect to the center line O1 of the object K to be inspected). °), the irradiation distance L2 of the light LIB (see FIG. 8B) up to the center line O1 of the inspection object K is arranged. And in this 2nd LED lighting apparatus 4B, white LED4Bb1 which consists of an elongate bar shown in FIG.8 (b) is provided, and white LED4Bb1 has one direction (in the illustration, right diagonal direction). The directional film 4Bb2 is attached so that the light LIB is irradiated only from the above. That is, light is emitted from the second LED lighting device 4B from a direction different from that of the first LED lighting device 4A.

かくして、このような第1のLED照明装置4Aと、第2のLED照明装置4Bとを用いて被検査物Kの疵を検出する方法を、図9に示す画像解析制御装置6のROM61に格納されているプログラムの処理内容を参照して説明することとする。   Thus, a method for detecting wrinkles of the inspection object K using the first LED illumination device 4A and the second LED illumination device 4B is stored in the ROM 61 of the image analysis control device 6 shown in FIG. The description will be made with reference to the processing contents of the program being executed.

図示しない搬送ラインより搬送されてきた棒鋼を含む棒状からなる被検査物Kが一対の回転部31(図8参照)上に載置されると、CPU60は、サーボモータ30を駆動するように指令する指令信号をI/O64を介してサーボモータ30に出力する。これを受けて、サーボモータ30は回転駆動する。これにより、図1に示すように、ベルトBを介して被検査物Kが矢印Y1方向に回転することとなる(ステップS1)。なお、この際、第1のLED照明装置4Aの光LIが照射され、第2のLED照明装置4Bは、消灯している。   When the inspection object K composed of a bar shape including a steel bar conveyed from a conveyance line (not shown) is placed on the pair of rotating parts 31 (see FIG. 8), the CPU 60 instructs the servo motor 30 to be driven. Command signal to be output to the servo motor 30 via the I / O 64. In response to this, the servo motor 30 is driven to rotate. Thereby, as shown in FIG. 1, the inspection object K rotates in the direction of the arrow Y1 via the belt B (step S1). At this time, the light LI of the first LED illumination device 4A is irradiated, and the second LED illumination device 4B is turned off.

次いで、CPU60は、ラインスキャンカメラ5にて撮像された矢印Y1方向に回転している被検査物Kの画像を、I/O64を介して取得する(ステップS2)。なお、取得した画像は、RAM62内に一時的に格納される。   Next, the CPU 60 acquires an image of the inspection object K rotated in the direction of the arrow Y1 captured by the line scan camera 5 via the I / O 64 (step S2). The acquired image is temporarily stored in the RAM 62.

次いで、CPU60は、サーボモータ30より出力されるモータ位置を検出することができるエンコーダをI/O64を介して取得し、サーボモータ30が所定回数(例えば、2回)回転駆動したか確認する(ステップS3)。所定回数回転駆動していなければ(ステップS3:NO)、ステップS2の処理に戻り、所定回数回転駆動していれば(ステップS3:YES)、ステップS4の処理に移行する。   Next, the CPU 60 acquires an encoder capable of detecting the motor position output from the servo motor 30 via the I / O 64, and confirms whether the servo motor 30 has been rotationally driven a predetermined number of times (for example, twice) ( Step S3). If it has not been rotationally driven a predetermined number of times (step S3: NO), the process returns to step S2, and if it has been rotationally driven a predetermined number of times (step S3: YES), the process proceeds to step S4.

次いで、CPU60は、サーボモータ30の駆動を停止するように指令する指令信号をI/O64を介してサーボモータ30に出力する。これを受けて、サーボモータ30は回転駆動を停止する。これにより、被検査物Kの回転も停止することとなる(ステップS4)。   Next, the CPU 60 outputs a command signal for instructing to stop the driving of the servo motor 30 to the servo motor 30 via the I / O 64. In response to this, the servo motor 30 stops rotating. Thereby, the rotation of the inspection object K is also stopped (step S4).

次いで、CPU60は、第1のLED照明装置4Aが消灯し、第2のLED照明装置4Bの光LIBが照射されるように指令する指令信号をI/O64を介してLED照明装置4に出力する。これを受けて、LED照明装置4は、第1のLED照明装置4Aを消灯し、第2のLED照明装置4Bを点灯、すなわち、光LIBが照射されるようにする(ステップS10)。   Next, the CPU 60 outputs, to the LED illumination device 4 via the I / O 64, a command signal instructing that the first LED illumination device 4A is turned off and the light LIB of the second LED illumination device 4B is irradiated. . In response to this, the LED lighting device 4 turns off the first LED lighting device 4A and turns on the second LED lighting device 4B, that is, emits the light LIB (step S10).

次いで、CPU60は、サーボモータ30を駆動するように指令する指令信号をI/O64を介してサーボモータ30に出力する。これを受けて、サーボモータ30は回転駆動する。これにより、図1に示すように、ベルトBを介して被検査物Kが矢印Y1方向に回転することとなる(ステップS11)。   Next, the CPU 60 outputs a command signal for instructing to drive the servo motor 30 to the servo motor 30 via the I / O 64. In response to this, the servo motor 30 is driven to rotate. Thereby, as shown in FIG. 1, the inspection object K rotates in the direction of the arrow Y1 via the belt B (step S11).

次いで、CPU60は、ラインスキャンカメラ5にて撮像された矢印Y1方向に回転している被検査物Kの画像を、I/O64を介して取得する(ステップS12)。なお、取得した画像は、RAM62内に一時的に格納される。   Next, the CPU 60 acquires the image of the inspection object K rotated in the direction of the arrow Y1 imaged by the line scan camera 5 via the I / O 64 (step S12). The acquired image is temporarily stored in the RAM 62.

次いで、CPU60は、サーボモータ30より出力されるモータ位置を検出することができるエンコーダをI/O64を介して取得し、サーボモータ30が所定回数(例えば、2回)回転駆動したか確認する(ステップS13)。所定回数回転駆動していなければ(ステップS13:NO)、ステップS12の処理に戻り、所定回数回転駆動していれば(ステップS13:YES)、ステップS14の処理に移行する。   Next, the CPU 60 acquires an encoder capable of detecting the motor position output from the servo motor 30 via the I / O 64, and confirms whether the servo motor 30 has been rotationally driven a predetermined number of times (for example, twice) ( Step S13). If it has not been rotationally driven a predetermined number of times (step S13: NO), the process returns to step S12. If it has been rotationally driven a predetermined number of times (step S13: YES), the process proceeds to step S14.

次いで、CPU60は、サーボモータ30の駆動を停止するように指令する指令信号をI/O64を介してサーボモータ30に出力する。これを受けて、サーボモータ30は回転駆動を停止する。これにより、被検査物Kの回転も停止することとなる(ステップS14)。   Next, the CPU 60 outputs a command signal for instructing to stop the driving of the servo motor 30 to the servo motor 30 via the I / O 64. In response to this, the servo motor 30 stops rotating. As a result, the rotation of the inspection object K is also stopped (step S14).

次いで、CPU60は、RAM62内に一時的に格納しておいた画像を取得し、画像解析処理を行う(ステップS5)。具体的に説明すると、CPU60は、RAM62内に一時的に格納しておいた画像を一画素単位で二値化する。これにより、図6(a)に示すように、一画素単位の濃度量が算出されることとなる。そして、CPU60は、その算出された濃度量を積算する。   Next, the CPU 60 acquires an image temporarily stored in the RAM 62 and performs image analysis processing (step S5). More specifically, the CPU 60 binarizes the image temporarily stored in the RAM 62 in units of one pixel. As a result, as shown in FIG. 6A, the density amount for each pixel is calculated. Then, the CPU 60 integrates the calculated density amount.

次いで、CPU60は、その積算した値が、予め決定しおいた閾値を超えているか否かの判定を行う(ステップS6)。閾値を超えていなければ、被検査物Kの表面に疵Ka(図4(b)参照)が無いと判定し(ステップS6:NO)、プログラムの処理を終える。   Next, the CPU 60 determines whether or not the accumulated value exceeds a predetermined threshold value (step S6). If the threshold is not exceeded, it is determined that there is no ridge Ka (see FIG. 4B) on the surface of the inspection object K (step S6: NO), and the processing of the program ends.

一方、閾値を超えていれば(図6(b)参照)、被検査物Kの表面に疵Ka(図4(b)参照)があると判定し(ステップS6:YES)、その箇所を赤や黄色等に変色させる画像処理を行う。すなわち、表示部63に図7に示すような画像P1が表示されるような処理を行い(ステップS7)、プログラムの処理を終える。これにより、被検査物Kの疵Kaが存在している箇所を簡単容易に特定することができる。   On the other hand, if the threshold value is exceeded (see FIG. 6B), it is determined that there is a ridge Ka (see FIG. 4B) on the surface of the inspection object K (step S6: YES), and the position is red. Image processing to change the color to yellow or yellow. That is, a process for displaying the image P1 as shown in FIG. 7 on the display unit 63 is performed (step S7), and the program process is finished. Thereby, it is possible to easily and easily specify the location where the eyelid Ka of the inspection object K exists.

しかして、以上説明した本実施形態においても、棒状からなる被検査物Kが回転駆動機構3によって回転し、その回転している棒状からなる被検査物Kに、その被検査物Kの軸線O2方向を境界として当該被検査物Kの明暗が分かれるようにLED照明装置4より光LI又は光LIBが照射されているから、被検査物Kに疵Kaが形成されていた場合、その疵Kaが何れその軸線O2上の暗視野領域K2に位置することとなる。これにより、ラインスキャンカメラ5によってLED照明装置4より照射された光LI又は光LIBを受光した被検査物Kを撮像すれば、疵Ka部分が明るく撮像されることとなる。しかるに、その疵Ka部分が明るく撮像された画像をCPU60にて画像解析し疵の有無を判定するようにすれば、疵Kaの有無を正確に判定することができる。   Thus, also in the present embodiment described above, the inspection object K made of a rod shape is rotated by the rotation drive mechanism 3, and the axis O2 of the inspection object K is added to the rotating inspection object K made of a rod shape. Since the light LI or the light LIB is irradiated from the LED illumination device 4 so that the brightness of the inspection object K is divided with the direction as a boundary, if the inspection object K is formed with 疵 Ka, the 疵 Ka is Anyway, it will be located in the dark field region K2 on the axis O2. Thereby, if the to-be-inspected object K which received light LI or light LIB irradiated from the LED illumination apparatus 4 with the line scan camera 5 is imaged, the 疵 Ka part will be imaged brightly. However, if the CPU 60 analyzes the image in which the 疵 Ka portion is brightly imaged and determines the presence or absence of 疵, the presence or absence of 疵 Ka can be accurately determined.

よって、本実施形態においても、棒状からなる被検査物K表面の疵Kaの有無を安定して検出することができる。   Therefore, also in this embodiment, it is possible to stably detect the presence or absence of wrinkles Ka on the surface of the inspection object K made of a rod shape.

また、本実施形態においては、被検査物Kの疵Kaが非常になだらかで浅い疵だったとしても、LED照明装置4を2つ設け、異なる方向から光を照射するようにしているから、何れかの光LI,LIBにて疵Ka部分が明るく光り、もって、その明るく光った疵Ka部分をラインスキャンカメラ5にて撮像することができる。これにより、被検査物Kの疵Kaが非常になだらかで浅い疵だったとしても、疵Kaの有無を正確に判定することができる。   In the present embodiment, even if the eyelid Ka of the inspection object K is very gentle and shallow, two LED illumination devices 4 are provided to irradiate light from different directions. The 疵 Ka portion shines brightly with the light LI, LIB, and the 疵 Ka portion shining brightly can be imaged by the line scan camera 5. Thereby, even if the eyelid Ka of the inspected object K is a very gentle and shallow eyelid, the presence or absence of the eyelid Ka can be accurately determined.

ところで、LED照明装置4は、図10に示すようなものを用いることもできる。このLED照明装置4Cは、LEDが均等に配列されたLED照明バー40と、このLED照明バー40からの拡散光を集光し増幅して帯状の光LICを照射するアクリル丸棒41とで構成されている。この構成により、LED照明装置4Cは、破線GDで示す濃淡のグラデーションからなる帯状の光LICを照射することができ、もって、その照射された光LICが被検査物Kに照射されることとなる。なお、この際、図示はしないが、図4(b)に示すような、被検査物Kの軸線O2を境界として、被検査物Kに明るい領域である明視野領域K1と、暗い領域である暗視野領域K2とが形成されている。   By the way, the LED illumination device 4 can be as shown in FIG. The LED illumination device 4C includes an LED illumination bar 40 in which LEDs are evenly arranged, and an acrylic round bar 41 that collects and amplifies diffused light from the LED illumination bar 40 to irradiate a strip-shaped light LIC. Has been. With this configuration, the LED illuminating device 4C can irradiate the strip-shaped light LIC having the gradation of light and shade shown by the broken line GD, and the irradiated light LIC is irradiated to the inspection object K. . At this time, although not shown, a bright field region K1 that is a bright region of the inspection object K and a dark region with the axis O2 of the inspection object K as a boundary as shown in FIG. A dark field region K2 is formed.

しかして、このような濃淡のグラデーションからなる帯状の光LICが被検査物Kに照射された際、当該被検査物Kに疵Kaが生じていると、局所的な歪みが発生し疵Ka部分をより鮮明にラインスキャンカメラ5にて捉えることができる。すなわち、被検査物Kに疵Kaが生じていると、光LICの正反射角度が変化することから、ラインスキャンカメラ5にてその変化を捉えると、濃淡のグラデーションからなる帯状の光LICに局所的な歪みが発生することとなる。それゆえ、疵Ka部分をより鮮明にラインスキャンカメラ5にて捉えることができる。   Thus, when the inspection object K is irradiated with the strip-shaped light LIC having such a gradation, if the inspection object K has 疵 Ka, local distortion occurs and the 疵 Ka portion is generated. Can be captured more clearly by the line scan camera 5. In other words, if 疵 Ka occurs in the inspection object K, the specular reflection angle of the light LIC changes, so if the line scan camera 5 captures the change, it will be locally applied to the strip-shaped light LIC composed of light and shade gradations. Distortion will occur. Therefore, the で き る Ka portion can be captured with the line scan camera 5 more clearly.

一方、第1実施形態及び第2実施形態において、図3,図8に示すように、被検査物KをLED照明装置4とラインスキャンカメラ5との間のほぼ中間位置に配置している例を示したが、それに限らず、被検査物KをLED照明装置4側に配置しても良く、被検査物Kをラインスキャンカメラ5側に配置しても良い。すなわち、図4(b)に示すように、被検査物Kの軸線O2を境界として、被検査物Kに明るい領域である明視野領域K1と、暗い領域である暗視野領域K2とを形成できるのであれば、どのような配置でも良い。   On the other hand, in the first embodiment and the second embodiment, as shown in FIGS. 3 and 8, an example in which the inspection object K is disposed at a substantially intermediate position between the LED illumination device 4 and the line scan camera 5. However, the present invention is not limited thereto, and the inspection object K may be disposed on the LED illumination device 4 side, or the inspection object K may be disposed on the line scan camera 5 side. That is, as shown in FIG. 4B, a bright field region K1 that is a bright region and a dark field region K2 that is a dark region can be formed on the inspection object K with the axis O2 of the inspection object K as a boundary. Any arrangement is possible.

また、第1実施形態において、図4(a)では、一方向(図示では、左斜め方向)からのみ光LIが照射される例を示したが、左斜め方向に限らず右斜め方向でも、垂直でも良い。   In the first embodiment, FIG. 4A shows an example in which the light LI is irradiated only from one direction (left oblique direction in the drawing), but not only the left oblique direction but also the right oblique direction, It may be vertical.

なお、第1実施形態及び第2実施形態においては、被検査物Kを回転させる駆動手段としてサーボモータ30を例示したが、それに限らず、被検査物Kを回転させることができればどのようなものでも良い。   In the first embodiment and the second embodiment, the servo motor 30 is exemplified as the driving means for rotating the inspection object K. However, the present invention is not limited to this, and any device can be used as long as the inspection object K can be rotated. But it ’s okay.

1 表面疵検査装置
3 回転駆動機構(回転手段)
4 LED照明装置(光照射手段)
5 ラインスキャンカメラ(撮像手段)
6 画像解析制御装置
60 CPU(画像解析手段、判定手段)
K 被検査物
Ka 疵
O2 軸線
LI,LIB,LIC 光
LIa 散乱光
1 Surface wrinkle inspection device 3 Rotation drive mechanism (rotating means)
4 LED lighting device (light irradiation means)
5 Line scan camera (imaging means)
6 Image analysis control device 60 CPU (image analysis means, determination means)
K Inspected object Ka 2 O2 Axis LI, LIB, LIC Light LIa Scattered light

Claims (4)

棒状からなる被検査物を回転手段によって所定位置で所定回数回転させる工程と、
前記回転している被検査物の軸線方向を境界として当該被検査物の明暗が分かれるように、複数の発光素子が均等に配列された照明バーと該照明バーから拡散される拡散光を集光し増幅して、明暗の光が交互に表れる帯状の光を照射するアクリル丸棒とで構成された光照射手段によって当該被検査物に該帯状の光が照射される工程と、
前記光照射手段によって照射された前記帯状の光を受光した被検査物を撮像手段によって撮像する工程と、
前記撮像手段によって撮像された画像に基づく1画素単位の濃度量を画像解析手段によって積算する工程と、
前記画像解析手段によって前記積算された濃度量が予め定められた閾値を超えるか否かに基づき前記被検査物表面の疵の有無を判定手段によって判定する工程と、を含む表面疵検査方法。
A step of rotating the inspection object made of a rod shape a predetermined number of times at a predetermined position by a rotating means;
An illumination bar in which a plurality of light emitting elements are evenly arranged and a diffused light diffused from the illumination bar are collected so that the brightness of the object to be inspected is separated from the axis direction of the rotating object to be inspected. And the step of irradiating the object with the band-shaped light by the light irradiation means constituted by an acrylic round bar that irradiates the band-shaped light in which bright and dark light appears alternately ,
Imaging an inspection object that has received the band-shaped light irradiated by the light irradiation means with an imaging means;
Integrating a density amount in units of one pixel based on an image captured by the imaging unit by an image analysis unit;
A surface wrinkle inspection method including a step of determining the presence or absence of wrinkles on the surface of the object to be inspected based on whether or not the concentration amount accumulated by the image analysis means exceeds a predetermined threshold value.
前記光照射手段によって照射される帯状の光は、一方向からのみ照射されてなる請求項1に記載の表面疵検査方法。   The surface flaw inspection method according to claim 1, wherein the band-shaped light irradiated by the light irradiation means is irradiated only from one direction. 前記光照射手段は、第1光照射手段と、第2光照射手段とで構成され、
前記第1光照射手段によって照射される帯状の光は、一方向からのみ照射され、
前記第2光照射手段によって照射される帯状の光は、前記一方向とは異なる他方向からのみ照射されてなる請求項1に記載の表面疵検査方法。
The light irradiation means includes a first light irradiation means and a second light irradiation means,
The band-shaped light irradiated by the first light irradiation means is irradiated only from one direction,
The surface flaw inspection method according to claim 1, wherein the band-shaped light irradiated by the second light irradiation unit is irradiated only from another direction different from the one direction.
前記撮像手段は、ラインスキャンカメラである請求項1〜3の何れか1項に記載の表面疵検査方法。   The surface defect inspection method according to claim 1, wherein the imaging unit is a line scan camera.
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