JPH04155206A - 表面状態検査方法およびその装置 - 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、オイルシールのリップなとの表面１体の良否
を検査する場合などに好適に実施される表面状態検査方
法およびその装置に関する。

〈従来の技術〉 たとえばオイルシールにおけるリップの当り面のように
、表面の形状か物品の性能に顧著な影響を及はす場合に
は、表面形状の検査は不可欠である。すなわち、オイル
シールの場合には、リップ先端部にダブルカット、ぼり
、アンフィルなとの欠陥が生しる場合があり、このよう
な欠陥のあるオイルシールでは、シール洩れか生して所
期の性能を得ることができない。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかし、オイルシールのリップの当り面の検査は、従来
では目視により行われており、厳密な判定か困難で、確
実に不良品を除外することがてきなかった。

目視による検査効率を高め、しかも正確な判定を期する
ために、オイルシールでシールされる軸のモデルとして
、軸と等しい外径を存する透明パイプを使用し、この透
明パイプにオイルシールを装着して、リップ当り面の状
態を、パイプの内側から、直接に、或いはテレビカメラ
などを用いて観察する技術も提案されている。この技術
では、オイルソールによる軸のシール状態か直接観察で
きるので、単なる目視判定よりも作業効率か向上され、
また正確な判定か可能となる。しかし、細かな欠陥まで
正確に判定することは困難であり、判定率をさほど高く
することはできない。

そこで、本発明は、上述の技術的課題を解決し、表面状
態の検査か自動でかつ格段に正確に行われるようにした
表面状態検査方法およびその装置を提供することを目的
とする。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本発明の表面状態検査方法
は、ほぼ線状の被検査表面を有する被検査物の上記被検
査表面の状態を検査する方法であって、 上記被検査表面に透明材料からなる検査用治具を当接さ
せ、 この検査用治具に当接した上記被検査表面を、上記検査
用治具を介して二次元撮像手段て撮像しこの二次元撮像
手段か出力する映像信号を処理することにより、上記検
査用治具と上記被検査表面とが密着している部分に現れ
る接触線を抽出しこの接触線の連続状態に基づいて上記
被検査表面の状態を判定することを特徴とする。

また、本発明の表面状態検査装置は、は１ｇ線状の被検
査表面を有する被検査物の上記被検査表面の状態を検査
する装置であって、 上記被検査表面に当接可能であって、透明材料て構成し
た検査用治具と、 この検査用治具に当接した上記被検査表面を上記検査用
治具を介して撮像する二次元撮像手段とこの二次元撮像
手段の映像信号を、画面を水平および垂直方向にそれぞ
れ等分する複数のドツトに対応させて輝度情１１ｊに変
換する画像処理手段と、この画像処理手段からの輝度惰
性を各ドツト毎に所定の閾値て二値化して二値情ｅａ　
ｔ＝変換する二値化手段と、 この二値化手段からの二値情報に基づいて、上、　　記
検査用治具と上記被検査表面とが密着している部分に現
れる接触線を抽出する手段と、この抽出された接触線の
連続状態を検出する手、　　段と、 検出された連続状態に基づいて、上記被検査表面の状態
を判定する手段とを含むことを特徴とする。

〈作用〉 上記の構成によれば、被検査物のほぼ線状の被検査表面
には透明な検査用治具か当接される。この状態で検査用
治具を介して被検査物を観察すると、被検査表面と検査
用治具とが密着している部、　　分と１１１１間してい
る部分とには明確なフントラストか生しる。このコント
ラストが生している映像が二次元撮像手段により撮像さ
れる。

撮像された映像には二値化処理か施され、このようにし
て得られた二値画像には、上記のコントラストのために
、被検査表面と検査用治具とが密着している部分に対応
して接触線か現れることになる。この接触線か抽出され
、その連続状態か調べられる。この連続状態は、被検査
表面と検査用治具との密着状態に正確に対応するから、
結果として被検査表面の状態に対応することになる。し
たがって、この連続状態に基づいて、上記被検査表面の
状態の判定か可能である。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の表面検査装置の基本的な構
成を示す概念図である。この装置は、オイルシール１の
リップ２の当り面Ｓ１の検査を行うためのものである。

すなわち本実施例では当り面Ｓｌかほぼ線状の被検査表
面となる。当り面Ｓ１の検査に当たっては、オイルシー
ルｌには、当該オイルシールｌがノールすべき軸の外径
と等しい外径を有する検査用治具３か挿通さｉ、上記軸
をオイルシール１でシールさせた場合の当り面Ｓ１の状
態か再現される。

検査用治具３は、第２図に示すように、全体かアクリル
樹脂なとの透明材料を用いてほぼ円筒状に構成したもの
であり、その外周面をオイルシール１の上記当り面Ｓ１
に当接する当接面４とするとともに、円筒の外周から内
方へ向けて凹入した円錐状の観察面５を形成したもので
ある。また、その軸線に沿って位置決め用の透孔６か形
成されている。

このような検査用治具３は、第１図に示すように、駆動
装置７により回転されるターンテーブル８上に、その軸
線上に形成した位置決め突起９に上記透孔６を挿通させ
るようにして、位置決めされて載置される。そして、こ
の状態で二次元撮像手段であるテレビカメラ１０により
、検査用治具３を介してオイルシール１の当り面Ｓ１か
撮像される。このテレビカメラ１０は、結像レンズと同
軸の照明装置（図示せず）を内蔵し、検査用治具３の上
記当接面４の一点に焦点を合わせた状態で観察面５に向
けて配設されており、たとえばオイルソール１の中心角
６０度程度の領域を撮像することができる。したかって
、ターンテーブル８を約６０度ずつ回転させていけば、
当り面Ｓｌを全周にわたって撮像することができる。

テレビカメラｌＯが出力する映像信号は、画像処理装置
１１において、テレビカメラ１０の撮像領域を水平方向
および垂直方向にそれぞれ等分した複数のドツトにそれ
ぞれ対応した輝度情報のデータ列に変換される。この輝
度情報は、ＣＲＴなどのモニタ装置１２か接続されてい
るコンピュータ１３に与えられる。このコンピュータ１
３は、上記の輝度情Ｉ♂を所定の閾値レベルで二値化し
て二値画像を作成し、この二値画像に基づいて当り面Ｓ
１の状態の良否を判定する。このコンピュータ１３の動
作の詳細は後述する。

第３図はテレビカメラ１０て撮像された映像信号に基づ
いてコンピュータ１３て作成した二値画像の例を示す図
である。第３図ｉａｌはリップ２か正常な場合の上記二
値画像を示す図であり、第３図（ｂｌはリップ２にダブ
ルカット、ぼり、アンフィルなとの不良か生している場
合の上記の二値画像を示す図である。

リップ２の当り面Ｓ１か当接面４に密着している部位と
、当り面Ｓｌの不良のために当接面４に密着していない
部位とては、明確なコントラストか生しる。すなわち、
たとえばオイルノール１か黒色のゴム材料からなる場合
には、密着部分ては光か吸収されるのでテレビカメラｌ
Ｏで観測される輝度か低くなり、密着していない部分て
は治具３の背後からの光の透過や治具３の内部を通って
当接面４に導かれた光の反射のために、輝度か高くなる
。したかって、テレビカメラ１ｏの出力映像信号を適当
な閾値レベルで二値化すると、当り面Ｓｌか密着した部
位についてはたとえば二値データ「０」か付与され、密
着していない部位についてはたとえば二値データｒＩＪ
か付与される。

リップ２か正常な場合には、検査用治具３をオイルシー
ル１に挿通した状態では、当り面Ｓ１は全周にわたって
検査用治具３の当接面４に密着る。したがって、この場
合には第３図（ａ＋に示すうに検査用治具３と当り面Ｓ
１との密着によりる。

一方、リップ２に上記の不良か生じているとには、この
不良箇所では当り面Ｓｌか当接面４密着しないので、第
３図（ｂ）に示すように接触線１に欠落部分１２か生じ
る。すなわち、逆に大部分１２か検出された場合には、
当該オイルシルｌは不良品であるといえる。

第４図はコンピュータ１３に備えられ、上記値画像を記
憶するメモリの記憶態様を示す図でる。たとえば、画像
処理装置１１は、テレビカラ１０からの映像信号を、そ
の撮像領域を水平向に５１２等分し、さらに垂直方向に
４８０等して５１２Ｘ４８０個のドツトに分割する。こ
に対応して、上記のメモリは、個々のドツトに応して、
少なくともに上記の二値化データを記できる容量を有す
る５１２Ｘ４８０個の記憶領す　　　を有している。

よ　　　各記憶領域には、先頭アドレスＢＡに引き続く
形　　連続的なアドレスが付与されている。すなわち、
テレビカメラ１０で撮像される画像の水平方向に対応す
るＸ方向に向かって第１列目の各ドツト毎き　　の記憶
領域のアドレスは、ＢＡ、ＢＡ＋ｌ、ＢＡに　　＋２．
・・・、ＢＡ＋５１１のようになっている。さｌ　　　
らに、テレビカメラＩＯて撮像される画像の垂直落　　
方向に対応するＸ方向に進んで、第２列目の最初−のド
ツトに対応する記憶領域にはＢＡ＋５１２というアドレ
スか付されている。たとえば各ドツト−に座標（ｘ、ｙ
）（０≦Ｘ≦５１１．０≦ｙ≦４あ　　７９）を付与す
るとすると、座標（ｘ、ｙ）のトメ　　　ットに対応す
るアドレスＡＤは、方　　　　　ＡＤ＝ＢＡ十ｙＸ５　
１　２＋ｘ　　　　　　　　・・・　　（１）分　　　
となる。

れ　　　第５図〜第７図はコンピュータ１３における処
理　　理を示すフローチャートである。ステップｎ１で
憶　　画像処理装置ｆｌ＋からの輝度情報が取り込まれ
、域　　ステップｎ２て取り込んだ輝度情報が所定の閾
値レベルで「１ノまたは「０」に二値化される。たとえ
ば輝度か上記閾値レベル以上なら「１」とされ、閾値レ
ベル未満なら「０」とされる。この二値化処理によって
、当り面Ｓｌか当接面４に密着している部位に対応する
ドツトに対しては二値データｒｃＮか付与され、密着し
ていない部位に対応するドツトには二値データ「１」か
付与される。

ステップｎ３では第３Ｕ４の接触線１１の抽出のための
処理を行うべきＸ方向の範囲を、６１≦ｙ≦４１７の範
囲に限定すべく、変数ｙＳに６１が代入され、変数ｙＥ
に４１７か代入される。

次にステップｎ４では、各Ｘ座標に対応して二値データ
か「０」となるドツトか存在するか否かを示す配列ハ・
（ｉ）（０≦１≦５１１）に、全ての１に対してｒｌＪ
か代入される。この配列ｐｙ（ｉ）は、以下の処理によ
りＸ座標か１の任意のドツトに二値データか［０」とな
るドツトか存在しているときにはＯとなり、Ｘ座標かｉ
の全てのドツトの二値データか「１」の場合には１とさ
れる。ステップｎ４における処理は、このような処理の
ためのいわば初期化処理である。

ステップｎ５ては、Ｘ座標に対応するパラメータＸに０
か代入され、さらにステップｎ６てはＸ座標に対応する
パラメータｙにｙＳか代入される。

これにより、配列ｐｙ（１）の値を決める前述の処理か
座標（０，ｙＳ）から始められる。

ステップｎ７ては、処理対象となるアドレスＡＤか前述
の第＋ＩＩ式に従って算出される。そして、ステップｎ
８では、当該アドレスＡＤから上記の二値データか読み
出され、この二値データがｒＯＪであるかとうかか判断
される。二値データがｒ（Ｎてあればステップｎ９に進
み、配列ｐＹ（ｘ）に０が格納され、変数ｙＳにはｙ−
１０が、変数ｙＥにはｙ＋Ｉｏかそれぞれ代入される。

このように変数ｙＳおよびｙＥの変更を行うのは、第３
図からも明らかなように接触線１１が存在するＸ方向の
範囲は撮像領域の全域にわたっているのではなく、比較
的狭い範囲に限定されているからである。すなわち、変
数ｙＳ、ｙＥを変更して、処理対象の二値画像のＸ方向
の範囲を減少させることにより、処理の高速化が図られ
ている。

ステップｎｌｏではパラメータＸが最大値５１１以上で
あるかどうかが調べられ、５１１未満ならステップｎｉ
ｌでパラメータＸがインクリメントされてステップｎ６
に戻る。

ステップｎ８において、アドレスＡＤの二値データが「
０」でないと判断されたときには、ステップｎ１２に進
みパラメータｙがｙＥ以上であるかどうかが判断される
。パラメータｙがＶＥ以上でないときには、ステップｎ
１３でパラメータｙかインクリメントされてステップｎ
７に戻る。このようにして、各値のパラメータＸに対し
て、二値データが「０」となるドツトか存在するかどう
かがｙＳ≦ｙ≦ｙＥにわたるＸ座標の範囲で調べられる
。

ステップｎ１２でパラメータｙがｙＥ以上となると、ス
テップｎ１４に進み、変数ｙＳ、ｙＥにそれぞれ最初に
設定した値６１，４１７が代入される。ステップｎ１２
における判断が肯定的となるのは、当該パラータＸのＸ
座標を有するドツトの二値座標がいずれも「１」であっ
た場合であるから、この場合には次に二値データがｒＯ
Ｊのドツトかステップｎ９で設定した狭い範囲に現れる
とは限らないからである。

ステップｎｌＯで全てのＸに対して上記の処理か終了す
ると第６図のステップｎ１５に進む。ステップｎ１５で
は、第３図（ｂ）に示されるような接触線１１の欠落部
分１２の長さを表すデータが格納される配列５ｐａｃｅ
（ｊ）　（０≦ｊ≦２５６）に、全てのｊに対して０が
代入され、この配列５ｐａｃｅ（ｊ）が初期化される。

さらにステップｎ１６では、欠落部分か検出されている
ことを表すフラグＦｌかりセットされ、またパラメータ
ｉ、ｊにそれぞれ０．１の初期値か与えられる。

ステップｎ１７では、配列ｐＹ（ｉ）の値がＮＪかどう
かか判断され、「１」であるときにはステップｎ１８で
５ｐａｃｅ（Ｄの値かインクリメントされるともに、フ
ラグＦｌがセットされる。すなわち、配列ｐｙ（ｉ）の
値が［ＩＪであるときには欠落部分であることになるか
ら、５ｐａｃｅ（Ｄの値をインクリメントすることとし
ている。

ステップｎ１７で配列ｐｙ（ｉ）の値が「０」であると
判断されたときには、ステップｎ１９においてフラグＦ
１かセットされているかどうかか判断され、セントされ
ているときには、ステップｎ２０でパラメータｊかイン
クリメントされるとともにフラグＦ１かリセットされる
。すなわち、配列ｐｙ（ｉ）の値かｒＯＪであれば、パ
ラメータＪに対応した欠落部分か終了したものとして、
次の欠落部分を検出すべくパラメータｊをインクリメン
トすることとしている。

ステップｎ１９でフラグＦｌかセットされていないとき
には、ステップｎ２０の処理を経ずに、ステップｎ２＋
に進む。これは、フラグＦｌかリセットされているとき
には、欠落部分を検出していない状態でステップｎ＋９
に処理か移った場合であるのてこの場合には、パラメー
タｊをインクリメントする必要がないからである。

ステップｎ２１では、パラメータｌがインクリメントさ
れ、ステップｎ２２では、パラメータｉが５１２以上で
あるかどうかか判断される。５１２未満ならステップｎ
＋７に戻り、５１２以上であれば第７図のステップｎ２
３に進む。このステップｎ２２までの処理によって、配
列５ｐａｃｅ（ｊ）には撮像領域中の上記の接触線に生
じている欠落部分のＸ方向の長さか、個々の欠落部分毎
に格納されることになる。

次に、ステップｎ２３でパラメータｋをｌに初期化した
後、ステップｎ２４では、配列５ｐａｃｅ（ｋ）の値が
所定値Ｎ（たとえば３程度）以上であるかどうか、すな
わち欠落部分か所定の長さよりも長いかどうかか判断さ
れる。この判断か肯定的なものとなるときには、ステッ
プｎ２５で当該オイルシール１の１）ツブ２か不良であ
るとｖＩ定され、モニタ装置１２にその旨の表示か行わ
れる。

ステップｎ２４での判断か否定的であるときには、ステ
ップｎ２６でパラメータｋかインクリメントされ、さら
にステップｎ２７てｋかｊ未満であるときにはステップ
ｎ２４に戻る。このときのパラメータｊの値は、ステッ
プｎ２２までの処理により最終的に設定された値である
ので、これよりも大きな値のパラメータｋに対応した５
ｐａｃｅｃｋ：にはステップｎ１５で代入した初期値０
か格納されているに過ぎない。

ステップｎ２７でパラメータｋがｊ以上となると、ステ
ップｎ２８において、当該オイルシール１のリップ２は
正常であると判定され、その旨の表示がモニタ装置１２
において行われる。

上記のような処理が第１図のターンテーブル８をたとえ
ば６０度ずつ順次回転して得た６個の画像に対して個々
に行われ、いずれかの画像において上記不良である旨の
判定がなされたときには、当該オイルシールが不良品で
あるとの最終的な判定がなされる。

以上のように本実施例の表面状態検査装置によれば、透
明な検査用治具３の当接面４にオイルシールＩのリップ
２の当り面Ｓ１を当接させ、この当り面Ｓｌと当接面４
との密着部に現れる接触線を、テレビカメラｌＯで撮像
した映像に二値化処理を施すことにより抽出し、この抽
出した接触線の連続状態をコンピュータ１３て検出し、
オイル・　　シール１の良否を判定するようにしている
。したがって、目視判定していた従来技術に比較して、
一定の判断基準で正確な判定が可能となるとともに、検
査を自動で行わせることができ、さらにオイルシールの
検査に要する時間か短縮される。これによりオイルシー
ルの検査の作業効率が格段に向上される。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではない
。たとえば、上記の実施例てはオイルシールＩのリップ
２を全周にわたって検査するために、ターンテーブル８
上に被検査物であるオイルシールｌを配置して、ターン
テーブル８を回転させることにより、テレビカメラｌｏ
の視野内にリップ２の異なる周方向位置を順次位置させ
るようにしているが、オイルシールｌを固定してテレビ
カメラ】０を移動させる構成であってもよい。また、上
記の実施例ではすり林状の観察面５を有する検査用治具
３を用いているが、これに代えて透明管なとを用い、こ
の管の内側からオイルシールを撮像するようにしてもよ
い。さらにまた、上記の実施例ではオイルシールのリッ
プの検査を例にとったか、本発明は環状の被検査物に限
らずたとえば長尺な被検査物におけるほぼ線状の被検査
表面を検査する場合などにも容易に応用することができ
る。その他事発明の要旨を変更しない範囲内において、
種々の変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように本発明の表面状態検査方法およびその装置
によれば、被検査表面と透明な検出用治具との密着状態
が、撮像手段からの映像信号に処理を施すことにより、
上記密着部分に現れる接触線の連続状態を調べるように
して自動で行われる。

このようにして、被検査表面の状態の検査か、高速に、
しかも一定の判断基準に基づいて正確に行われるように
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の表面状態検査装置の基本的
な構成を示す概念図、 第２図は検査用治具を一部切り欠いて示す斜視図、 第３図はテレビカメラｌＯて撮像した画像を二値化して
得た二値画像を示す図、 第４図は二値画像を記憶するコンピュータ１３内のメモ
リの記憶態様を示す図、 第５図〜第７図はコンピュータ１３の動作を説明するた
めのフローチャートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ほぼ線状の被検査表面を有する被検査物の上記被検
   査表面の状態を検査する方法であって、 上記被検査表面に透明材料からなる検査用治具を当接さ
   せ、 この検査用治具に当接した上記被検査表面を、上記検査
   用治具を介して二次元撮像手段で撮像し、 この二次元撮像手段が出力する映像信号を処理すること
   により、上記検査用治具と上記被検査表面とが密着して
   いる部分に現れる接触線を抽出し、 この接触線の連続状態に基づいて上記被検査表面の状態
   を判定することを特徴とする表面状態検査方法。 ２、ほぼ線状の被検査表面を有する被検査物の上記被検
   査表面の状態を検査する装置であって、 上記被検査表面に当接可能であって、透明材料で構成し
   た検査用治具と、 この検査用治具に当接した上記被検査表面を上記検査用
   治具を介して撮像する二次元撮像手段と、 この二次元撮像手段の映像信号を、画面を水平および垂
   直方向にそれぞれ等分する複数のドットに対応させて輝
   度情報に変換する画像処理手段と、 この画像処理手段からの輝度情報を各ドット毎に所定の
   閾値で二値化して二値情報に変換する二値化手段と、 この二値化手段からの二値情報に基づいて、上記検査用
   治具と上記被検査表面とが密着している部分に現れる接
   触線を抽出する手段と、この抽出された接触線の連続状
   態を検出する手段と、 検出された連続状態に基づいて、上記被検査表面の状態
   を判定する手段とを含むことを特徴とする表面状態検査
   装置。