JPH02230381A - ワーク検査装置 - 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】 及吋立亘皇 ［産業上の利用分野］ 本発明はワーク検査装置に関し、詳しくはワーク上に形
成された穴の検査を行う装置に関する。

［従来の技術］ 従来、ワーク上に形成された穴等の検査は、ワークの測
定面をテレビカメラにより撮像し、撮像された画像に対
し種々の画像処理により得られた形状データと、予め設
定した基準データとに基づいて行われる．この検査を行
うに（友　まずライン上のワークの位置検出が必要とさ
れる．この技術として、特開昭６３−４４１０４号公報
にはワークの位置及び姿勢の認識方法が開示されている
。

また、ライン上に複数種類のワークが混在されている場
合に｛友　ワーク上に形成された穴等の検査を行う前に
、ワークの種類を判別している。この種類判別の処理（
友　ワークの特徴となる特徴データ（面積，周囲長，穴
数等）を求め、予め設定した基準データと比較して行わ
れるものであり、ＳＲＩアルゴリズム等が知られている
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、撮像される種々のワークの形状によって
１友　撮像された画像から鮮明な形状が抽出できない場
合があり，その画像から得られたワークの特徴となる特
徴データも変動が大きく、ワークの種類判別が正常に行
われなくなるという問題が生じていｈ　そのため、最終
目的とするワークの穴検査に支障をきたしていた　例え
１Ｌ　　自動車のシリンダブロックの水穴検査を例にと
ると、撮像されたシリンダブロック外形の画像は、ブロ
ックヘッド面とブロック側面の複合されたものとなり、
特に、ブロック側面部分の形状は複雑であるため、撮像
された画倫データは不安定なものとなってしまう。

本発明のワーク検査装置は上記課朋を解決し、良好にワ
ークの種類を判定すると共に穴検査を行うことを目的と
する． ｌ肌立逍濾 かかる目的を達成する本発明の構成について以下説明す
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明のワーク検査装置は、第１図に例示するように、 複数種類のワークＷが混在される工程において、ワーク
Ｗの測定面をテレビカメラＣＡで撮像し、該撮像された
画像データから該ワークＷ上に形成された穴の大きさや
位置を検査すると共に、該ワークＷの種類を判別する装
置であって、上記ワークＷ上に形成された穴の重心位置
　面積等の形状データを算出する形状データ算出手段Ｍ
　１　と、 上記複数種類のワークＷの各々について穴の形状データ
をパターンデータとして保持するパターンデータ保持手
段Ｍ２と、 上記算出された形状データと、上記保持された各種類の
ワークＷのパターンデータの各々とを比較するデータ比
較手段Ｍ３と、 上記データ比較手段Ｍ３により比較されたワークＷ種類
毎の比較結果に基づいて上記ワークＷの種類および良・
不良を判定する種類・形状判定手段Ｍ４と を備えたことを要旨とする． ［作用］ 上記構成を有する本発明のワーク検査装置１ｔｌｌ，ま
ず、ワークＷの測定面をテレビカメラＣＡにて撮偉し、
形状データ算出手段Ｍ１によりワークＷに形成された穴
の形状データを算出する。一方、パターンデータ保持手
段Ｍ２に複数種類のワークＷの各々についての穴のパタ
ーンデータを保持しておき、データ比較手段Ｍ３にて形
状データとパターンデータの各々とを比較する．種類・
形状判定千段Ｍ４１１　　得られたワークＷ種類毎の比
較結果に基づいて、ワークＷの種類および良・不良を共
に判定する．即ち、ワークＷに形成された穴の形状およ
び配置等はワークＷ種類毎に異なるため、ワークＷの形
状判定として算出した形状データと各々のパターンデー
タとを比較すれ１′Ｌ　　ワークＷの種類および良・不
良を共に判定できるのである．［実施例］ 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするた
めに、以下本発明のワーク検査装置の好適な実施例につ
いて説明する。

第２図（，ｔ．実施例としてのワーク検査装置のシステ
ム構成図である。このワーク検査装置（以下、単に検査
装置という）（表　　自動車の複数種類のシノンダブロ
ックについて、それらに形成された水大の検査を行うも
のである。検査装置は、徹送コンベアＣにより搬送され
たシリンダブロック（以下、ワークという）Ｗの測定面
を撮像するテレビカメラ１と、テレビカメラ１からの映
像信号を処理しワークＷの検査を行なう画倫処理装置３
と、このシステム全体を制御し撤送コンベアＣ等≠ポの
周辺設備と同期をとるプログラマブルコントローラ（以
下、ＰＣという）５と、徹送コンベアＣに設けられたリ
ミットスイッチＳからの信号によりＰＣ５にワークＷの
検知信号を出力するワーク検知装置７とから構成されて
いる。従って、撮送コンベアＣ上をワークＷが矢印八方
向に撤送されてリミットスイッチＳに接触すると、ワー
クＷが検査位置に到達したとして、ワーク検知装置７は
ＰＣ５に検知信号を出力し、ＰＣ５はこの検知信号に基
づき搬送コンベアＣを停止させると共に、ワークＷの検
査指示信号を画像処理装置３に出力する。この検査指示
信号により、テレビカメラ１は撮像を開始し、画像処理
装置３は後述する検査処理を行う。尚、テレビカメラ］
にて撮像する際に、ワークＷの形状をより正確に撮像す
るため照明器具９にてワークＷの測定面を照射する。

次に、画像処理装置３について、第３図と共に説明する
。

第３図１．ｔｌ．　　画像処理装置３のハードウエアの
概略構成図である。画像処理装置３は、テレビカメラ１
の出力する映像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコ
ンバータ１１、入力された画像データを記憶するビデオ
ＲＡＭ１２、記憶された画像データから穴検査の演算処
理を行うＣＰＵ１３、穴検査手順を記憶しているＲＯＭ
１４、演算処理結果を一時記憶するＲＡＭ１５、画像デ
ータをＣＲＴ１６に出力するＣＲＴＣＩ　７、ＣＰＩＪ
１３と外部入出力装置とをつなぐ外部機器インタフェー
ス１８、これらを接続するバス１９とから構成されてい
る．尚、外部機器インタフェース１８｛表　パラレルイ
ンタフェース２ｏとシリアルインタフェース２１とから
成り、シリアルインタフェース２１はＰＣ５と接続され
ている。

次に、画偉処理装置３が実行するワークＷの穴検査につ
いて説明する。

本実施例の検査装置が行う処理は大別すると、処理順に
■ワークＷの位置ずれ補Ｌ　■穴検査、■ワークＷの種
類判別・検査結果表承　に分けられる。

■ワークＷの位置ずれ補正とは、徹送コンベアＣ上で撤
送さ札　検査位置にて停止したワークＷの位置および傾
きが、予め設定してある検査基準位置に対してどれほど
位置ずれしているかを検出し、その位置ずれ量１二基づ
いて、盪像したワークＷの画像を補正し、この画像と予
め設定してある穴検査基準画像とを重ね合わせる処理で
ある。

■穴検査と（表　撮像したワークＷの各水穴の形状デー
タを算出し，そのデータと予め検査基準としてワークＷ
毎に各々の水穴に対して設定してある検査基準穴の形状
データとを比較・照合する処理である。尚、この検査基
準穴の形状データ１友ワークＷの種類毎に異なる。以下
、各ワークＷ毎における形状データをパターンデータと
いう。

■ワークＷの種類判別・検査結果表示とは、撤送コンベ
アＣ上に混在される複数種類のワークＷの種類を全種類
のワークＷのパターンデータと比較し、その比較結果に
基づいて種類判別すると共に、上記穴検査の結果を表示
する処理である。

以上大別した３つの処理の詳細を第４図を用いて説明す
る。第４図未　画像処理装置３が実行する穴検査・種類
判別ルーチンを示すフローチャートであり、このルーチ
ンはワークＷが撮像位置に撤送されリミットスイッチＳ
に接触すると、ＰＣ５からの検査指示信号により起動す
る。

まず、テレビカメラ１が出力する画像を、Ａ／Ｄコンパ
ータ１１を介してビデオＲＡＭ１２に取り込む（ステッ
プ１００）。したがって、このビデオＲＡＭ１２の所定
の領域には、ワークＷの原画像に対応した画偉データが
格納される。第５図は、この２値化された画像を示す（
ハッチングを施した部位が暗部である）もので、画像Ｆ
ｌ，Ｆ２，Ｆ３には各々種類の異なるワークＷｌ，Ｗ２
，Ｗ３が撮イ象されている。これらのワークＷｌ，Ｗ２
，Ｗ３には各々３つのボア穴｝ＩＢおよび多数の水穴Ｈ
Ｗが設けてある。

続いて、上記画像からボア穴ＨＢを検出する（ステップ
１１０），　　次に、ボア穴Ｈａの存在が検出されたか
を判断し（ステップ１２０）、検出されなかった場合に
はＣＲＴ　１　６１二計測不能表示を行い（ステップ１
３０）、この時点で検査は終了する．ボア穴Ｈａが検出
された場合には、存在する総てのボア穴Ｈａの重心座標
を求め、この座標からワークＷの検査位置を算出し、予
め設定した検査基準位置に座標と補正する（ステップ１
４０）。即ち、ワーク胃の位置ずれ補正を行う。この位
置ずれ補正処理について第６図を用いて説明する。

ワークＷのボア穴ＨＢＩ，Ｈ８２の重心ＰＩ，Ｐ２の座
標を求め、重心Ｐ１とＰ２とを結ぶ直線から検査基準位
置く破線にて示す）に対するワークＷの傾斜角θを算出
すると共に、　この２点の中心点Ｐ３をワークＷの中心
点としてその座標を算出する．次１：．矢印Ａ方向に角
θだけ回転移動および矢印Ｂ方向に平行移動を行い、中
心点Ｐ３を検査基準位置の中心点Ｐ４に移動させる．従
って、撮借されたワークＷの画像データ未　検査基準位
置に対応したものに変換される。

以上説明した位置ずれ補正処理後（上　ワークＷの水穴
ＨＷの検査に移る。第４図に戻り、ワークＷの水穴ＨＷ
の各々の形状データ（水穴ＨＷの重心位置および面積）
を算出し、その形状データと任意の種類のワークＷのパ
ターンデータとを比較・照合して水穴｝ＩＷの検査を行
う（ステップ１５０）．尚、この水穴ＨＷの検査につい
ての詳細は第８図を用いて後述する．続いて，この検査
が１つのワークＷに対して全種類のワークＷのパターン
データと比較・照合されたかを判断し（ステップ１６０
）、　ｒＮＯＪ　と判断した場合には、使用したパター
ンデータを別の種類のワークＷのパターンデータに変更
しくステップ１７０）、ステップ１５０に戻り上記の処
理を繰り返す，　　ｒＹＥｓＪ、即ち、全種類のパター
ンデータに対して検査完了した場合には、次に示す種類
判別・検査結果表示の処理に移る。

まず、上記水穴｝−ＩＷの検査において、全種類のパタ
ーンデータの内からワークＷの総ての水穴ＨＷについて
、検査に合格したパターンデータが存在するか判断する
（ステップ１８０）。　ｒＹＥＳＪ、即ち、ワークＷの
総ての水穴ＨＷの形状データが、ある１つのパターンデ
ータと一致した場合に｛よ　ワークＷの種類をその一致
したパターンデータに対応するものに特定し、検査結果
として穴検査の合格表示と、その特定されたワークＷの
種類名（例え（戴　シリンダブロックＡ等）の表示とを
行う（ステップ１９０）。即ち、ワークＷの種類判別が
できたと共に、穴検査も合格となる。

ステップ１８０の処理においてｒＮＯＪ　と判断された
場合に（友　どのパターンデータに対しても水穴ＨＷの
形状データの少なくとも１つは異なるため、穴検査は不
合格ではあるが、種類判別するために次の処理を行う。

まず、各ワークＷに設定されたパターンデータ毎に対し
て一致せず不合格となった水穴ＨＷの数を求め、その数
が予め設定した閾値以下になるパターンデータが存在す
るかを判断する（ステップ２００）。

この間値について第７図を用いて説明する。第７図１表
　一例として３種類のワークＷｌ，Ｗ２，Ｗ　３’を、
　３種類のパターンデータＤＩ，　　０２，　　Ｄ３と
比較・照合して検査した結果を、縦軸に不合格水穴数　
横軸にワークＷの種類として示す図である。パターンデ
ータＤＩ，０２，Ｄ３は各々ワークＷｌ，Ｗ２，Ｗ３と
同一種類のパターンデータである．検査に合格するワー
クＷＬＬ　　同一種類のパターンデータに対して１，ｔ
．不合格水穴数はＯとなる．例え｛戴　ワークＷ２はパ
ターンデータＤ２に対して不合格水穴数がＯのため水穴
ＨＷの検査には合格しているが、ワークＷｌ，Ｗ２は各
々パターンデータＤＩ，Ｄ３に対して不合格水穴数が１
，２個あるため水穴ＨＷの検査には不合格である。また
、異種類のパターンデータに対して検査した場合、例え
Ｉ′Ｌ　　ワークＷ１をパターンデータＤ２と検査した
場合には不合格水穴数は１４、パターンデータＤ３と検
査した場合には２０となる．従って、種類の異なるパタ
ーンデータに対しては不合格大数は大きな値をとるため
、任意の閾値Ｘ（第７図においては×＝５）を定め、不
合格大数がその間値×より小さいパターンデータを求め
ることによりワークＷの種類を判別できる。この例では
、ワークＷｌ，Ｗ２，Ｗ３は閾値×以下のパターンデー
タＤＩ，　　Ｄ２，Ｄ３が存在するため種類判別が可能
となっている。

第４図に示したステップ２００に戻り、　「ＮＯ」と判
断した場合に１飄　ワークＷの種類を判別できず、検査
結果として穴検査の不合格表示とワークＷの種類判別不
能表示とを行う（ステップ２１０）ｒＹ　ＥＳＪ　と判
断した場合、即ち、不合格穴数が閾値Ｘ以下のパターン
データが存在する場合には、不合格水穴数の最も少ない
パターンデータが複数存在しないか判断する（ステップ
２２０）。

「ＮＯ」、即ち、複数存在する場合に｛友　検査結果と
して穴検査の不合格表示と種類判別不能表示を行う（ス
テップ２３０）。例え（ｆ．．パターンデータＤ１とパ
ターンデータＤ２とに対する検査において、不合格穴数
が閾値以下で、　しかも、どちらも最小値となった場合
等には上記の処理を行う。

ｒＹＥＳＪ　と判断した場合には、閾値×以下で、不合
格水穴数の最も少ないパターンデータに対応するワーク
Ｗの種類を採用し、穴検査の不合格表示と共に種類判別
結果としてその種類名の表示を行う（ステップ２３０）
。その後、　ｒＥＮＤＪ　に抜けて本検査・種類判別ル
ーチンは終了する。尚、前述したステップ１３０，１９
０，　　２１０において、穴検査および種類判別結果を
表示した後においてもｒＥＮＤＪに抜けて本ルーチンは
終了する。

次に、上記検査・種類判別ルーチンのステップ１５０に
て示した水穴｝−ＩＷの検査の詳細について第８図と共
に説明する。第８図（表　穴検査ルーチンを示すフロー
チャートである。

まず、ワークＷに形成された総ての水穴ＨＷを検出し、
その重心座標および面積を算出する（ステップ３００）
。次に、算出された水穴ＨＷの重心座標が、水穴ＨＷに
各々対応する予め設定した基準水穴の重心位置許容範囲
内に入っているかを判断する（ステップ３］０）。第９
図は、この重心位置許容範囲を座標上に破線で囲んだ範
囲にて示すもので、算出された重心○×の座標を（ｘ，
ｙ）、基準水穴の重心Ｏｓの座標を（ｘｓ，ｙｓ）、許
容範囲画素数をαとすると、重心Ｏ×の座標（ｘ，ｙ）
の許容範囲｛表　次式として表される。

ｘｓ−α≦Ｘ≦ＸＳ十α ｙｓ一α≦ｙ≦ｙｓ＋α ステップ３１０の判断において、　ｒＮＯＪ　と判断し
た場合に｛表　水穴ＨＷは重心座標が基準水穴の重心位
置許容範囲内にないためこの時点で穴検査は不合格とす
る（ステップ３２０）。　ｒＹＥｓＪと判断した場合に
（友　ステップ３００にて算出した水穴ＨＷの面積が、
水穴ＨＷに各々対応する予め設定した基準水穴の面積許
容範囲内に入っているかを判断する（ステップ３３０）
。画像処理にあいては、同一水穴ＨＷに対して、その算
出された面積は常に一定値に成るとは限らないため、基
準水穴のとりうる面積の最大イ直　最小値をＳ　ｍａｘ
，Ｓ　ｍｉｎとすると，この面積許容範囲（上　算出し
た水穴ＨＷの面積をＳ、水穴面積変動許容値をβ（％）
として、次式のように表される。

ＳｍｉｎＸ　（　１−β／１００）≦Ｓ≦ＳｍａｘＸ（
１＋β／１００） ステップ３３０の判断において、　ｒＮＯＪ　と判断し
た場合に（友　水穴ＨＷは面積が基準水穴の面積容範囲
内にないため穴検査は不合格とする（ステップ３２０）
。　ｒＹ　ＥＳＪ　と判断した場合には、更に、予め設
定した総ての基準水穴に対応する水穴ＨＷが検出されて
いるかを判断し（ステップ３４０）、検出されていなけ
れば基準水穴に対応する水穴ＨＷが形成されていないと
して穴検査は不合格とし（ステップ３５ｏ）、検出され
ていれば穴検査は合格として（ステップ３６０）本穴検
査ルーチンは終了する。

以上説明した本実施例の検査装置は、ワークＷの位置ず
れを検出し、座標上で位置ずれ補正を行った後に穴検査
に進むため、わざわざワークＷを位置決めする必要はな
い。また、位置ずれ補正は、従来用いられたワークＷの
外形形状に基づくのではなく、安定した画像データが得
やすいボア穴ＨＢに基づいて行っているため正確に行う
ことができる．種類判別の処理においても、水穴ＨＷの
検査結果を基に行うため、わざわざ検査前にワークＷを
分類する必要もなく、また、外形形状が検出しにくいワ
ークＷにおいても、容易に判別可能となる．更１：，水
穴ＨＷの面積は画素数として表されるため基準水穴に対
して、どの程度の開口率で開いているかを検査すること
もできる。また、水穴ＨＷの重心位置および面積の許容
範囲を変更することによって、検査精度も変更でき、良
質の穴検査を行うことができる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこう
した実施例に何等限定されるものではなく、例え１区　
シリンダブロックに代えて他の加工物等を検査する構成
や、形状データとして算出した面積に代えて水穴の周囲
長等を用いる構成など、本発明の要旨を逸脱しない範囲
において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である
。

１服二匁１ 以上詳述したように、本発明のワーク検査装置によれＣ
′Ｌ　　複数種類のワークに対応するパターンデータと
、撮偉して求めた穴の形状データとを比較し、その比較
結果に基づいてワークの種類および良・不良の形状判定
を行っているため、従来のように外形形状が検出しにく
く、撮像された画像データが不安定になるようなワーク
に対しても、容易に種類判別が可能となる。また、わざ
わざ形状検査前にワークの種類判別を行う必要もな〈な
る．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するブロック医　第
２図はワーク検査装置のシステム構成医第３図は画像処
理装置の概略構成医　第４図は穴検査・種類判別ルーチ
ンを示すフローチャート、第５図撮像されたワークの画
像を表す説明医　第６図は位置ずれ補正処理の説明は　
第７図はワーク毎の穴検査結果を表す説明医　第８図は
穴検査ルーチンを示すフローチャート、第９図は重心位
置許宕範囲を表す説明図である。 １・・・テレビカメラ　３・・・画像処理装置５・・・
プログラマブルコントローラ ７・・・ワーク検知装置 ＨＷ・・・木穴　Ｗ・・・ワーク 代理人　弁理士　足立　勉（ほか２名）第２図 第３図 ＼３ 第６図 Ｗ 第７ｒＸＪ ワーク名 第８ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　複数種類のワークが混在される工程において、ワー
   クの測定面をテレビカメラで撮像し、該撮像された画像
   データから該ワーク上に形成された穴の大きさや位置を
   検査すると共に、該ワークの種類を判別する装置であつ
   て、 上記ワーク上に形成された穴の重心位置、面積等の形状
   データを算出する形状データ算出手段と、上記複数種類
   のワークの各々について穴の形状データをパターンデー
   タとして保持するパターンデータ保持手段と、 上記算出された形状データと、上記保持された各種類の
   ワークのパターンデータの各々とを比較するデータ比較
   手段と、 上記データ比較手段により比較されたワーク種類毎の比
   較結果に基づいて上記ワークの種類および良・不良を判
   定する種類・形状判定手段とを備えてなるワーク検査装
   置。