JPH01193631A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、工作機械等により加工されたワーク表面の欠
陥を検査する表面欠陥検査装置に関し、ワークの内面の
表面欠陥を検査し得るようにした表面欠陥検査装置であ
る。

（従来の技術） 一般に、生産工場等における製造加工工程にあっては、
加工後の製品の品質検査を行なう検査工程が設けられて
おり、近年においては自動化が進み、作業者による目視
検査に代ってカメラ等の工学機器を使用して製品の品質
検査を行なうようになっている。

このような品質検査には、加工後の製品の表面にキズ等
の欠陥が存在しているか否かの検査を行なう表面欠陥検
査があり、例えば自動車のエンジンのピストン外面や、
ブレーキ装置のマスターシリンダボデーの内面の検査な
どがある。この検査にあっては、前記ピストンやマスタ
ーシリンダボデー等の被検査面に所定の方向から光を照
射し、この被検査面からの反射光をカメラが受光し、カ
メラ内部に設けられたラインセンサによって光電変換さ
れ、この電圧値をビデオ信号処理回路によって処理する
ことにより、前記被検査面の欠陥の有無を検査するよう
になっている。

このような検査装置を用いて、マスターシリンダー等の
円筒形状の被検査物の内面を検査する場合は、第４図に
示すように、被検査物であるマスターシリンダーＷの一
方の開口部１ａから内面３に向って光源２によって光が
入射され、マスターシリンダーＷの他方の開口部１ｂを
通過した前記光の反射光はラインセンサを有するカメラ
４に入射される。更に、当該入射光により変化する前記
ラインセンサの出力信号は画像処理部５に送られるよう
になっており、被検査物の表面にキズ等の欠陥が存在す
ればその部分で照射光が乱反射し、前記ラインセンサを
構成する素子客部の受光量が不均一となる。これにより
、当該ラインセンサから出力される出力信号を画像処理
部で処理することによって、被検査物の表面欠陥の有無
の検査を行なうようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このような従来の表面欠陥検査装置を使用して
、前述したような円筒形状の被検査物の内面を検査する
場合は、照射光の反射面とカメラとの距離が被検査物の
一方の開口部１ａと他方の開口部１ｂとで異なり、カメ
ラ内のラインセンサ上の焦点が一致せず、誤検出をする
虞れがあった。また、被検査物によっては、一端が閉鎖
した形状のものがあり、このような場合は前記従来の表
面欠陥検査装置では検査することができないという問題
点もあった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
り、如何なる被検査物であってもその内面を適正に検査
し得る表面欠陥検査装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、基盤に被検査物の内面を検査する検査部本体
を回動自在及び上下動自在に設け、当該検査部本体を前
記被検査物に対して回動させる第１駆動手段と、前記検
査部本体を前記被検査物に対して上下動させる第２駆動
手段とを前記基盤に設けると共に、前記被検査物の内面
に光を照射する光源と、当該光源からの光を前記被検査
物の内面に対して直角方向に指向させる反射部材とを有
し、前記被検査物の内面で反射した前記光源からの光を
受光するセンサーを有すると共に、当該センサーからの
信号により前記被検査物の内面の表面欠陥の有無を検出
する表面欠陥検出手段を有して成る表面欠陥検査装置に
より上記目的を達成するものである。

（作用） このように構成した本発明に係る表面欠陥検査装置にあ
っては、被検査物の内面に検査部本体を挿入し、光源か
ら光を反射部材を介して照射させながら、第１駆動手段
及び第２駆動手段によって前記被検査物の内面を走査さ
せることにより、当該光が前記被検査物の内面に直角に
照射され、この内面から反射した光をセンサーに受光さ
せることができる。更に、このセンサーからの信号を表
面欠陥検出手段に入力することにより、前記被検査物の
内面の表面欠陥の有無を検出することができる。

（実施例） 以下、図示する本発明の実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る一実施例の表面欠陥検査装置を
示す縦断面図、第２図は、本発明の制御ブロック図、第
３図は、本発明の作動状態を示すフローチャートであり
、第４図に示す従来の表面欠陥検査装置と共通する部分
には同一の符号を付しである。

第１図にあっては、図示しないフロア上に固定された基
盤６に、検査部本体７を軸受１２．１３を介して回動及
び上下動自在に設けている。この検査部本体７は、略筒
形状を成し、その先端７ａは胴部７ｂに対して略直角に
折り曲げて形成され、端部は開口している。また、当該
検査部本体７には、前記基盤６に対して回動させる図示
しないモータとギヤとを有する第１駆動手段８と、前記
基盤６に対して上下動させる図示しないモータとギヤと
を有する第２駆動手段９とが備えてられている。これら
２つの駆動手段８．９は、第２図に示すように、この表
面欠陥検出手段内の機器制御部１６に電気的に連結され
、この機器制御部１６からの信号によって作動及び停止
するようになっている。

前記検査部本体７の胴部７ｂの下端には、レーザー光を
照射する光源２が設けられ、当該光源２から照射された
レーザー光は、前記胴部７ｂを通過して検査部本体７の
先端７ａに設けられた反射鏡１０に照射される。この反
射鏡１０は、前記光源２からのレーザー光を前記先端７
ａの開口部７Ｃに向けて指向させるように設けられてい
る。この開口部７ｃには凸レンズ１４が設けられ、前記
反射鏡１０により反射したレーザー光を後述する被検査
物Ｗの内面３の所定の位置に照射するようにしている。

更に、前記検査部本体７の胴部７ｂの中央部には、ライ
ンセンサを有するカメラ４が設けられ、前記光源２から
照射され前記被検査物Ｗの内面３で反射したレーザー光
を受光するようになっている。本実施例のカメラ４にあ
っては、前記光源２から照射されるレーザー光の照射方
向と略直角にハーフミラ−１５を介して前記レーザー光
を受光するように設けられている。このハーフミラ−１
５は、前記光源２から照射されるレーザー光は通過させ
るが、前記被検査物Ｗの内面３で反射した前記レーザー
光は前記カメラ４の受光部分に指向して反射するように
なっている。また、このカメラ４内に設けられたライン
センサは、光な変換する性質を有するもので、その光の
受光量によって発生する電圧が変化するようになってい
る。この電圧信号は表面欠陥検出手段１１に送られるよ
うに連結されている。

本実施例にあっては、前記光源２と前記カメラ４とを前
記検査部本体７内に設けたが、本発明はこのように限定
されることなく、検査部本体７以外に設けてもよい。但
しその場合は、光源２からのレーザー光の反射光が前記
カメラ４に適正に受光されるように設置しなければなら
ないことは詳述するまでもない。

第２図は本発明に係る表面欠陥検査装置の制御ブロック
図を示す。

同図に示すように、表面欠陥検出手段１１内に設けられ
ている入出力装置１７には、前記レーザー光を受光する
カメラ４と、検査部本体７を回動及び上下動させる第１
駆動手段８及び第２駆動手段９と、これらの駆動手段８
．９の回転角度及び回転速度を検出するエンコーダ８ａ
、９ａとが外部から接続され、これらの機器８．９の入
出力信号は、この入出力装置１７を介して授受されるよ
うになっている。

また、この入出力装置１７には、前記カメラ４の画像信
号を処理する画像処理部１８と、前記第１及び第２駆動
手段８．９の作動を制御する機器制御部１６とがそれぞ
れ接続されていると共に、画像処理部１８及び機器制御
部１６には、前記画像処理部１８からの信号によって被
検査物Ｗの内面３の表面欠陥を検出する表面欠陥検出部
１つが接続されている。また、前記機器制御部１６は、
前記画像処理部１８及び表面欠陥検出部１９からの信号
に基づいて前記２つの駆動手段８．９の回転速度の作動
を制御するようになっている。更に、前記入出力装置１
７には、前記表面欠陥検出手段１１によって判断された
検査結果を作業者に知らせるための表示装置２０が接続
されている。

以上のように構成された本発明に係る表面欠陥検査装置
の作動状態を、第３図に示すフローチャートに基づいて
説明する。

ステップ１ まず、作業の開始が指令されプログラムがスタートする
と、第２図に示した表面欠陥検出手段１１及びこの表面
欠陥検出手段１１に接続された機器８．９の動作状態は
初期化され、検査処理の準備を行なう。そして、被検査
物Ｗが図示しない搬送装置によって基盤６上に配置され
ると、機器制御部１６から入出力装置１７を介して信号
が第１駆動手段８及び第２駆動手段９に送られ、検査部
本体７を回動及び上下動させる。

ステップ２ 検査部本体７の回動及び上下動に伴ない、被検査物Ｗの
内面３に光源２からの光が順次照射され、この反射光が
カメラ４に受光される。この受光された光はラインセン
サによって光電変換され、この信号は入出力装置１７に
送られる。

ステップ３ 画像処理部１８は、ステップ２において出力されたカメ
ラ４からの信号を画像データとして記憶する。そして、
この記憶処理が終了すると画像処理部１８は機器制御部
１６に信号を送り入出力部１７を介して第１駆動手段８
及び第２駆動手段９を更に作動させる。これによって、
検査部本体７は被検査物Ｗの全内面３を走査すると共に
、カメラ４はこの反射光を受光することになる。

ステップ４ 機器制御部１６は、エンコーダ８ａ、９ａからの信号に
基づいてカメラ４によって被検査物Ｗの全ての内面３の
画像が受信できたかどうかを判断する。つまり、所定の
間隔で上下動する第２駆動手段９と所定の方向に回転す
る第１駆動手段８とが、原点からスタートして終点に至
る被検査物Ｗの全ての内面３をｍ羅して作動し終えたか
を判断する。

この結果、前記走査が終了していなければ、ステップ２
からステップ４までの処理を繰り返し、前記走査が終了
していれば機器制御部１６は画像処理部１８に終了信号
を送ると共に、入出力装置１７を介して第１駆動手段８
及び第２駆動手段９の作動を停止させ、次のステップに
進む。

ステップ５ 画像処理部１８は、ステップ２及びステップ３の処理に
おいて記憶した全画像データを処理し、そのデータを表
面欠陥検出部１９に出力する。

ステップ６ 表面欠陥検出部１９は、このデータに基づいて表面欠陥
の有無を判定し、その結果を機器制御部１６に出力する
。そして機器制御部１６は、入出力装置１７を介して表
示装置２０を作動させ、表示装置２０に検査結果を表示
する。

このように、検査部本体７を被検査物Ｗの内面３に挿入
し、当該内面３を回動及び上下動することによって前記
内面３の全範囲を走査するようにしたため、一端が閉鎖
した円筒状物であってもその内面の表面欠陥を検査する
ことができる。また光源２からの照射光及びこの反射光
は、反射部材１０．１５を介して前記内面３に直角に照
射され、また直角にカメラ４に受光されるようになって
おり、これによって、カメラ４内のラインセンサ上で受
光される光の焦点がズレることもない。

尚、本発明における光源は、実施例に示したレーザー光
に限定されるものではなく、−船釣な光源を用いても前
述した実施例と同様の作用効果が期待できることは言う
までもない。但し、単一光源を使用しない場合は、被検
査物の内面に照射される光の範囲は、レーザー光の場合
のように点ではなく線または面となるため、これを凸レ
ンズで集光してカメラに受光させることにより、前記線
または面状に照射される範囲の内面の表面欠陥を一度に
検査することができる。つまり、前記第１または第２駆
動手段８．９の駆動速度が一定の場合は、前記実施例よ
り短時間で検査を完了するこ、　とができる。

また、画像処理については、被検査物の全画像データを
記憶後に処理を行なうような例を示したが、カメラによ
って得られる画像データをリアルタイムで処理するよう
に構成しても良いことは言うまでもない。

（発明の効果） 以上のように、本発明にあっては、被検査物の内面に光
源からの光を照射させ、この反射光をセンサーに受光さ
せると共に、このセンサーからの信号を表面欠陥検出部
に入力して被検査物の内面の表面欠陥の有無を検出する
ことによって、被検査物が如何なる形状の内面を有して
いても、誤検出な（その内面の表面欠陥を検査できると
いう実用上多大な効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１１図は、本発明に係る梅器実施例の表面欠陥検査装
置を示す縦断面図、第２図は、本発明の制御ブロック図
、第３図は、本発明の作動状態を示すフローチャート、
第４図は、従来の表面欠陥検査装置を示す概略図である
。 Ｗ・・・被検査物　　　　　　　２・・・光源４・・・
カメラ（センサー）　　６・・・基磐７・・・検査部本
体　　　　　　８・・・第１駆動手段９・・・第２駆動
手段　　　　１０・・・反射部材１１・・・表面欠陥検
出手段 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人　　弁理士　八　１）幹　雄（他１名）第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基盤に被検査物の内面を検査する検査部本体を回動自在
   及び上下動自在に設け、当該検査部本体を前記被検査物
   に対して回動させる第１駆動手段と、前記検査部本体を
   前記被検査物に対して上下動させる第２駆動手段とを前
   記基盤に設けると共に、前記被検査物の内面に光を照射
   する光源と、当該光源からの光を前記被検査物の内面に
   対して直角方向に指向させる反射部材とを有し、前記被
   検査物の内面で反射した前記光源からの光を受光するセ
   ンサーを有すると共に、当該センサーからの信号により
   前記被検査物の内面の表面欠陥の有無を検出する表面欠
   陥検出手段を有して成る表面欠陥検査装置。