JPH0470555A - Apparatus for inspecting surface of sphere - Google Patents

Apparatus for inspecting surface of sphere

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JPH0470555A
JPH0470555A JP18458590A JP18458590A JPH0470555A JP H0470555 A JPH0470555 A JP H0470555A JP 18458590 A JP18458590 A JP 18458590A JP 18458590 A JP18458590 A JP 18458590A JP H0470555 A JPH0470555 A JP H0470555A
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JP
Japan
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sphere
image
flaw
light
area
Prior art date
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Application number
JP18458590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Mori
健 森
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0470555A publication Critical patent/JPH0470555A/en
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Abstract

PURPOSE:To also detect a flat flaw other than a surface flaw and material inferiority with high accuracy by detecting the area and quantity of light of a regular reflection region from the surface image of a sphere. CONSTITUTION:A feed rotary part 2 rotates a sphere 1 under the control of a control part 3 to oppose the entire surface thereof to an inspection part 4. The light from the light source 5 arranged on the lateral side of a coaxial vertical illumination apparatus 6 is turned downwardly at a right angle by the apparatus 6 to be projected on the surface of the sphere 1. The reflected light from the surface of the sphere 1 is two-dimesionally taken imagewise by an imaging camera 7 through the apparatus 6 and the image signal is outputted to an image processing apparatus 8. This signal is subjected to masking processing by a masking processing apparatus 13 and, thereafter, a flat flaw is detected by a flat flaw detection apparatus 17. After masking processing 13, a difference signal due to a definite threshold value is binarized by a binarizing device 15 in a brightness correcting apparatus 14 and the upper and lower parts of an area are removed by an area measuring apparatus 16 to judge the presence of a surface flaw. Further, the sum total of density is compared with a set value in a density measuring apparatus 18 from the apparatus 14 to detect the presence of material inferiority.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主としてボール−、アリング等に使用されるセ
ラミック製球体の表面傷(平坦傷を含む)の有無、或い
は表面粗さ(生地不良)の適否を検査する装置に関する
。〆 〔従来の技術〕 通常ポールヘアリング用の球体は摩擦によるエネルギ損
失を可及的に低減するために形状が真球であり、また表
面傷がないことが必須の要件とされる。そこで従来にあ
っては球体の表面傷を検出するため、例えば鋼製の球体
等の場合には鏡面仕上げされた表面からの反射光量の変
化を捉えて傷の有無を検査する装置が種々提案されてい
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is mainly concerned with determining the presence or absence of surface scratches (including flat scratches) or surface roughness (fabric defects) of ceramic spheres used for balls, rings, etc. This invention relates to a device for inspecting the suitability of [Prior Art] Normally, it is essential that a sphere for pole hair ring be perfectly spherical in shape in order to reduce energy loss due to friction as much as possible, and that there be no surface scratches. Therefore, in order to detect surface scratches on spheres, for example, in the case of steel spheres, various devices have been proposed that detect changes in the amount of light reflected from the mirror-finished surface to detect the presence or absence of scratches. ing.

第12図は従来の球体表面傷検査装置の模式図、第13
図は検査時における球体31の回転により移動する走査
スポット光の軌跡を示す説明図であり、図中31.は被
検体たる球体、32は搬送回転部、34は検査部を示し
ている。
Figure 12 is a schematic diagram of a conventional spherical surface flaw inspection device, Figure 13
The figure is an explanatory diagram showing the locus of the scanning spot light that moves due to the rotation of the sphere 31 during inspection. Reference numeral 32 indicates a spherical object, 32 a transport rotating section, and 34 an inspection section.

搬送回転部32は球体31を複数のロール上に支持して
球体31の全表面を検査部34に対向せしめるべく第1
2図に示す如く球体3jを垂直面内、水平面内で夫々回
転させ得るよう構成されている。
The conveyor rotation unit 32 supports the sphere 31 on a plurality of rolls and supports the sphere 31 on a first roll so that the entire surface of the sphere 31 faces the inspection unit 34.
As shown in FIG. 2, the sphere 3j is configured to be able to rotate within a vertical plane and within a horizontal plane, respectively.

一方、検査部34は光源41、反射鏡42、センサ43
を備えており、光源41から直径1fl程度のスポット
光を反射鏡42を経て第13図に示す如く回転している
球体31の表面に直角、又は所定の角度で入射させ、こ
れによって球体31の表面に矢符31aで示す如く直径
1鶴程度のスポット光が走査され、球体31表面の各位
置からの反射光をセンサ43にて捉え、予め求めである
標準光量に対する光量変化の有無を検出するようになっ
ている。
On the other hand, the inspection section 34 includes a light source 41, a reflector 42, and a sensor 43.
As shown in FIG. 13, a spot light having a diameter of approximately 1 fl is made incident on the surface of the rotating sphere 31 at right angles or at a predetermined angle as shown in FIG. A spot light having a diameter of about one crane is scanned on the surface as shown by an arrow 31a, and the reflected light from each position on the surface of the sphere 31 is captured by a sensor 43 to detect whether or not there is a change in the light amount with respect to the standard light amount determined in advance. It looks like this.

即ち球体31の表面は鏡面仕上げになっているため、無
傷の球体31表面からは全反射に近い光が反射されるが
、表面傷が存在すると光がこの傷部分で乱反射され、セ
ンサ43が捉える光量か残少することとなるから、この
光量変化を検出することにより傷の有無が検出されるこ
ととなる。
That is, since the surface of the sphere 31 has a mirror finish, light close to total internal reflection is reflected from the undamaged surface of the sphere 31, but if there is a scratch on the surface, the light is diffusely reflected by the scratch, and is captured by the sensor 43. Since the amount of light remains small, the presence or absence of scratches can be detected by detecting this change in the amount of light.

このような従来装置にあっては、反射光量の変化の検出
手段を比較的簡単なアナログ回路、ディジタル回路で構
成することか可能となり、また約直径1鶴のスポット光
を用いると球体31の回転数(3000回転/秒)を高
速にしてリアルタイムで3個/秒程度の割合で検査が可
能となっている。
In such a conventional device, the means for detecting changes in the amount of reflected light can be configured with a relatively simple analog circuit or digital circuit, and if a spot light with a diameter of about 1 crane is used, the rotation of the sphere 31 It is now possible to inspect at a rate of about 3 pieces/second in real time by increasing the speed of the number (3000 revolutions/second).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで近年、銅製球体に比較して耐熱性、耐久性に優
れたセラミック製球体が使用され始めているが、このよ
うなセラミック製球体にあっては表面傷はもとより、表
面が部分的に平坦となる平坦傷の有無、並びに表面の研
摩不良のため表面が粗(、光沢不良(生地不良という)
の有無をも検出することが必要とされる。
By the way, in recent years, ceramic spheres, which have superior heat resistance and durability compared to copper spheres, have begun to be used, but such ceramic spheres not only have surface scratches but also have partially flat surfaces. The presence or absence of flat scratches, as well as the roughness of the surface due to poor polishing (or poor gloss (referred to as fabric defects))
It is also necessary to detect the presence or absence of.

ところが、このセラミック製球体は鋼製球体に比較して
反射率が低いため、表面傷のを無による光量変化が小さ
く、十分なS/N比が得られないこと、またセラミック
製球体は陶器質の色を有するため傷の色が白色又は黒色
となり、白色傷では傷が存在するために逆に反射率が高
くなる場合か発生し、単純に正反射と乱反射との光量変
化を捉えるのみでは表面傷の検出が難しい。
However, this ceramic sphere has a lower reflectance than a steel sphere, so the change in light intensity due to surface scratches is small, making it impossible to obtain a sufficient S/N ratio. The color of the scratches will be white or black, and in the case of white scratches, the reflectance will increase due to the presence of scratches, and simply capturing the change in light amount between specular reflection and diffuse reflection will not be enough to detect the surface. Difficult to detect scratches.

そこで通常は表面傷のない標準球体の表面からの反射光
を捉えて球体表面画像を得、この標準球体表面画像の各
部分に対する検出球体表面画像の各部分の輝度の変化を
検出する方法が開発されているが、球体の材料表面状態
の変化、或いは球体表面へ光を投射する光源の経年変化
に依る光量変化等の検出能が変化すると、安定した検査
性能が得られない外、前述した平坦傷の有無、生地不良
の有無については十分な検出精度が得られないという問
題があった。
Therefore, a method was developed to obtain a spherical surface image by capturing the reflected light from the surface of a standard sphere, which usually has no surface scratches, and to detect changes in the brightness of each part of the spherical surface image. However, if the detection ability changes due to changes in the surface condition of the material of the sphere or changes in the amount of light due to aging of the light source that projects light onto the surface of the sphere, stable inspection performance cannot be obtained, and the above-mentioned flatness There has been a problem in that sufficient detection accuracy cannot be obtained for the presence or absence of scratches or fabric defects.

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは表面傷、生地不良はもとより、平坦
傷についても高精度に傷の検出を行い得るようにした球
体表面検出装置を提供するにある。
The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a spherical surface detection device that can detect not only surface scratches and fabric defects, but also flat scratches with high precision. There is something to do.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る球体表面傷検査装置:ま、回転する球体表
面に光を照射しつつ球体表面を撮像する手段と、撮像し
た球体表面画像に基づいて球体の表面からの正反射部位
の面積及びこれからの正反射光量を求めて表面傷を検出
する手段とを有することを特徴とする。
A spherical surface flaw inspection device according to the present invention: means for capturing an image of the spherical surface while irradiating the rotating spherical surface with light; and means for detecting surface flaws by determining the amount of specularly reflected light.

〔作用〕[Effect]

本発明にあってはこれによって、球体表面画像から正反
射領域を捉え、その正反射領域の面積光量を検出し、平
坦傷の有無を識別し得ることとなる。
According to the present invention, the specular reflection area is captured from the spherical surface image, the area light amount of the specular reflection area is detected, and the presence or absence of a flat flaw can be identified.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on drawings showing embodiments thereof.

第1図は本発明に係る球体表面検査装置を示す模式図で
あり、図中1は球体、2は搬送回転部、4は検査部を示
している。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a spherical surface inspection apparatus according to the present invention, in which 1 indicates a spherical body, 2 indicates a conveying rotation section, and 4 indicates an inspection section.

搬送回転部2は制御器3の制御のもとて球体1を回転さ
せてその全表面を検査部4側に対向させ得るように構成
されている。制御器3はその制御信号を搬送回転部2へ
出力すると共に、検査部4における画像処理装置8へ出
力するようになっている。
The conveyor rotating section 2 is configured to rotate the sphere 1 under the control of the controller 3 so that its entire surface faces the inspection section 4 side. The controller 3 outputs the control signal to the transport rotation section 2 and also to the image processing device 8 in the inspection section 4.

検査部4は平行(非平行でもよい)光線を発する光源5
、ハーフミラ等で構成される同軸落射装置6、撮像カメ
ラ7及び画像処理装置8を備えている。第2図は光学系
の配置を示す説明図であり、光lii!5は搬送回転部
2の真上に配置された同軸落射装置6の側方に配設され
ており、光源5からの光は同軸落射装置6にて直角下向
きに転向されて球体1に投射される。球体1からの反射
光は同軸落射装置6を経て撮像カメラ7に入射し、ここ
で2次元的に撮像され、その画像信号は画像処理装置8
へ出力されるようになっている。
The inspection unit 4 includes a light source 5 that emits parallel (or non-parallel) light rays.
, a coaxial epi-illumination device 6 composed of a half mirror, etc., an imaging camera 7, and an image processing device 8. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the arrangement of the optical system. 5 is disposed on the side of a coaxial epi-illumination device 6 placed directly above the conveyor rotation unit 2, and the light from the light source 5 is turned downward at right angles by the coaxial epi-illumination device 6 and is projected onto the sphere 1. Ru. The reflected light from the sphere 1 enters the imaging camera 7 via the coaxial epi-illumination device 6, where it is imaged two-dimensionally, and the image signal is sent to the image processing device 8.
It is now output to .

画像処理装置8からは前記撮像カメラ7及び制?Il器
3に対して同期的に制御信号が出力されており、球体表
面に対する撮像位置が重複しないよう、球体1がその回
転方向に先に撮像された領域に相当する寸法だけ回転移
動せしめられたとき、撮像カメラ7から次の撮影画像を
取り込むよう設定されている。
From the image processing device 8, the image pickup camera 7 and the system? A control signal is synchronously outputted to the Il device 3, and the sphere 1 is rotated by a dimension corresponding to the previously imaged area in its rotational direction so that the imaging positions with respect to the sphere surface do not overlap. At this time, the next captured image is set to be captured from the imaging camera 7.

第3図は画像処理装置8のブロック図であり、撮像カメ
ラ7から画像処理装置8へ入力された画像信号は先ずA
/D(アナログ/ディジタル)変換器11に入力され、
ここで量子化されたディジタル値(画像データ)として
画像メモリ12へ出力され、ここに格納される。画像メ
モリ12へ入力された画像データはマスク処理装置13
に入力され、第4図(a)、第5図(alに示す如く2
種類のマスク処理を施された後、第4図(alに示す如
くマスク処理された画像データは平坦傷を検出する平坦
傷検出装置17へ、また第5図(alに示す如くマスク
処理された画像データは表面傷、生地不良を検出するた
めの輝度補正装置14へ夫々出力されるようになってい
る。
FIG. 3 is a block diagram of the image processing device 8, and the image signal input from the imaging camera 7 to the image processing device 8 is first
/D (analog/digital) converter 11,
Here, it is output as a quantized digital value (image data) to the image memory 12 and stored there. The image data input to the image memory 12 is processed by a mask processing device 13.
2 as shown in Figures 4(a) and 5(al).
After being subjected to various types of mask processing, the image data subjected to mask processing as shown in FIG. The image data is output to a brightness correction device 14 for detecting surface flaws and fabric defects.

第4図(a)は、平坦傷を検出すべくマスク処理された
画像データを示す説明図であり、画像データのうち球体
表面画像の中心部を中心とする円形の傷検査領域a (
ハンチングを付して示す領域)以外の部分すの信号を除
去された画像データとなっている。また第5図fa)は
表面傷、生地不良を検出するマスク処理された画像デー
タを示す説明図であり、画像メモリ12を経て入力され
る画像データのうち球体表面画像の中心部を中心とする
環形の傷検査領域(ハンチングを付して示す領域)dを
除く、非検査領域e、fをマスク処理にて除去された状
態となっている。
FIG. 4(a) is an explanatory diagram showing image data that has been masked to detect flat flaws, and is a circular flaw inspection area a (
This is image data from which signals in parts other than the area shown with hunting have been removed. FIG. 5 fa) is an explanatory diagram showing image data subjected to mask processing for detecting surface flaws and fabric defects, and of the image data input via the image memory 12, the image data centered on the center of the spherical surface image is shown in FIG. The non-inspection areas e and f, excluding the annular flaw inspection area (the area shown with hunting) d, have been removed by mask processing.

第4図において傷検査領域aを球体表面画像の中心を中
心とする円形とするのは、平坦傷の場合正反射するのは
平坦傷が同軸落射装置6と正対したときに限られ1.こ
の時、撮像される反射光量が非常に多くなることによる
In FIG. 4, the flaw inspection area a is made circular with the center of the spherical surface image as its center because in the case of a flat flaw, specular reflection occurs only when the flat flaw directly faces the coaxial epi-illumination device 6.1. At this time, the amount of reflected light to be imaged becomes extremely large.

またb領域を非検査領域とするのは平坦傷の有無にかか
わらず乱反射領域であり、平坦傷の存在によって光量変
化が起こりにくいことによる。傷検出領域aの内側にお
いて傷のない標準球体における正反射領域の大きさは第
4図(blに示す如き範囲であり、平坦傷が存する場合
の正反射光領域は第4図(C)に示す如く、より広い面
積となるから、少なくとも第4図(b)に示す領域より
も広い領域であればよい。
Furthermore, the reason why region b is a non-inspection region is that it is a diffuse reflection region regardless of the presence or absence of a flat flaw, and the presence of a flat flaw hardly causes a change in the amount of light. The size of the specular reflection area on a standard sphere without scratches inside the scratch detection area a is the range shown in Figure 4 (bl), and the specular reflection area when there is a flat scratch is as shown in Figure 4 (C). As shown, since the area is wider, it is sufficient that the area is at least wider than the area shown in FIG. 4(b).

一方、第5図(alにおいてe、fを非検査領域とする
のは非検査領域eは乱反射光量に比較して正反射光量が
極めて多く、また非検査領域fは逆に正反射光量に比較
して乱反射光量が極めて多く、いずれも表面傷の有無を
検出するうえでのS/N比が小さく正確な検査を期待し
得ないことによる。
On the other hand, in Figure 5 (al), e and f are non-inspection areas because the non-inspection area e has an extremely large amount of specularly reflected light compared to the amount of diffusely reflected light, and the non-inspection area f has an extremely large amount of specularly reflected light compared to the amount of specularly reflected light. This is because the amount of diffusely reflected light is extremely large, and the S/N ratio for detecting the presence or absence of surface flaws is small and accurate inspection cannot be expected.

なおこの傷検査領域a、d、非検査領域す、  efは
球体lの種類、大きさ等により変化するから球体1に応
じて適正に設定されることは勿論である。
Note that the flaw inspection areas a, d, non-inspection areas s, ef vary depending on the type, size, etc. of the sphere 1, so it goes without saying that they are appropriately set according to the sphere 1.

(平坦傷検出) 第4図(alに示す如き画像データが平坦傷検出装置1
7へ出力されると、平坦傷検出装置17はマスク処理装
置13から入力された球体表面画像の中心を中心とする
円形の検査領域a以外を除去した球体表面画像の各部分
について、所定濃度(明′、i)闇値で2値化して2値
化函像を得、これに基づいて正反射部位の面積を求める
と共に、この正反射部位からの光量の総計を求める。
(Flat flaw detection) The image data as shown in Figure 4 (al) is the flat flaw detection device 1.
7, the flat flaw detection device 17 applies a predetermined density ( Bright', i) Binarize with the dark value to obtain a binarized box image, and based on this, find the area of the specular reflection site and find the total amount of light from this specular reflection site.

正反射部位の面積及びこの部分の反射光量を予め求めで
ある標準球体の場合における正反射部分の面積、そこか
らの反射光量と比較し、標準球体における場合と同し、
又はこれよりも大きくなっているときは平坦傷有りと判
断し、平坦傷検出信号を出力するようになっている。
The area of the specular reflection part and the amount of light reflected from this part are calculated in advance and compared with the area of the specular reflection part and the amount of light reflected from there in the case of a standard sphere, and the same as in the case of the standard sphere,
Or when it is larger than this, it is determined that there is a flat flaw, and a flat flaw detection signal is output.

ところで一方マスク処理装置13から出力される第5図
(a)に示す如き画像データは第5図(′bl、 (C
)。
Meanwhile, the image data as shown in FIG. 5(a) outputted from the mask processing device 13 is as shown in FIG.
).

(d)に示す如き輝度分布を備えている。第5図(b)
(c+、 (dlはいずれも横軸に撮像カメラ7の光軸
からの距離を、また縦軸に輝度をとって示しである。
It has a brightness distribution as shown in (d). Figure 5(b)
(c+, (dl) are both shown with the distance from the optical axis of the imaging camera 7 on the horizontal axis and the brightness on the vertical axis.

このグラフから明らかなように傷のない部分の輝度(第
5ロー))、白色傷を含む部分の輝度(第5図(C))
、黒色傷を含む部分の輝度(第5図(d))のいずれに
ついても球体1の表面が3次元曲面であることにより中
心からの距離が大きくなるに従って輝度が低下する輝度
分布をもつため、輝度と無関係な平坦傷の検出過程では
輝度補正を施す必要はないが、表面傷の検出及び生地不
良の検出過程ではそのまま所定値で2値化しても輝度の
正確な検出は出来ない。そこで輝度補正装置14によっ
て球体1の3次元曲面による反射光量の差を補正する。
As is clear from this graph, the brightness of the part without scratches (5th row)) and the brightness of the part containing white scratches (Figure 5 (C))
Since the surface of the sphere 1 is a three-dimensional curved surface, the brightness of the part containing the black scratch (Fig. 5(d)) has a brightness distribution in which the brightness decreases as the distance from the center increases. There is no need to perform brightness correction in the process of detecting flat flaws unrelated to brightness, but in the process of detecting surface flaws and fabric defects, accurate detection of brightness cannot be achieved even if the data is binarized using a predetermined value. Therefore, the brightness correction device 14 corrects the difference in the amount of reflected light due to the three-dimensional curved surface of the sphere 1.

第6図は輝度補正装置14を示すブロック図であり、図
中21は較正装置、22は標準画像記憶装置、23は画
像メモリ、24は減算器を示している。
FIG. 6 is a block diagram showing the brightness correction device 14, in which 21 is a calibration device, 22 is a standard image storage device, 23 is an image memory, and 24 is a subtracter.

輝度補正装置14についての準備段階で行われる較正時
と、検査時との動作を第7.8図に示すフローチャート
に基いて説明する。
The operations of the brightness correction device 14 during calibration performed in the preparation stage and during inspection will be described based on the flowchart shown in FIG. 7.8.

l)較正時 第7図は較正時の主要過程を示すフローチャートであり
、輝度補正装置14は予め撮像カメラ7によって得た傷
のない各種の材料側、サイズ別の球体についてその表面
の画像信号をマスク処理装置13によるマスク処理を施
さない状態で取り込み、これを画像メモリ23に記憶さ
せた後(ステップSl)、画像メモリ23に記憶させた
画像信号に基づいて球体1夫々のサイズを検出しくステ
ップS2)、このサイズに基づいて非検査領域す、e、
fの大きさを求め(ステップS3)、これをマスク処理
装置13に入力する(ステップS4 )と共C二球体1
が3次元曲面であることによる球体表面の輝度分布を解
消すべく輝度変換曲線を較正しくステ、プ515)、検
査領域dについての輝度標準画像を作成し、これを予め
標準画像記憶装置22へ記憶しておくようになっている
(ステップS6)。
l) At the time of calibration FIG. 7 is a flowchart showing the main process at the time of calibration, in which the brightness correction device 14 collects image signals of the surfaces of spheres of different sizes on the sides of various materials without scratches obtained in advance by the imaging camera 7. After capturing the image without being subjected to mask processing by the mask processing device 13 and storing it in the image memory 23 (step Sl), the size of each sphere 1 is detected based on the image signal stored in the image memory 23. S2) Based on this size, the non-inspection area is
Find the size of f (step S3) and input it to the mask processing device 13 (step S4).
In step 515), a brightness standard image is created for the inspection area d, and this is stored in advance in the standard image storage device 22. The information is stored in memory (step S6).

勿論、各球体1の製造時のロフト毎に、或いは更に高い
頻度でその検査に先立って傷のない球体1を選別し、そ
の輝度標準画像を求め、これを用いて検査を行うことと
してもよいことは言うまでもない。
Of course, it is also possible to select unblemished spheres 1 for each loft at the time of manufacture of each sphere 1, or more frequently prior to the inspection, obtain a standard image of their brightness, and perform the inspection using this. Needless to say.

ii )検査時 検査開始に際しては検査対象となる球体1の材質、サイ
ズに対応する輝度標準画像を選定し、これを画像記憶装
置22から画像メモリ23に移しておく。次に搬送回転
部2上に載置された球体1からの反射光を撮像カメラ7
にて所定のタイミングで撮像し、これを検査部4の画像
処理装置8に取り込み、画像信号はA/D変換部11、
画像メモ1月2を経、マスク処理装置13に通してマス
ク処理を施した後、輝度補正装置14の減算器24へ入
力し、減算器24は人力されたマスク処理を施した画像
信号から画像メモリ1に記憶されている輝度標準画像の
信号を減算しくステップ521)、その差信号を表面傷
検出のための2値化器15及び生地不良の有無を検出す
るための濃度計測装置17へ出力する(ステップ522
)。
ii) At the time of inspection When starting the inspection, a brightness standard image corresponding to the material and size of the sphere 1 to be inspected is selected and transferred from the image storage device 22 to the image memory 23. Next, an imaging camera 7 captures the reflected light from the sphere 1 placed on the transport rotating section 2.
The image is taken at a predetermined timing and taken into the image processing device 8 of the inspection section 4, and the image signal is sent to the A/D conversion section 11,
After passing through the image memo January 2 and performing mask processing through the mask processing device 13, the image signal is input to the subtracter 24 of the brightness correction device 14, and the subtracter 24 converts the image signal from the image signal that has been manually subjected to the mask processing. The signal of the brightness standard image stored in the memory 1 is subtracted (step 521), and the difference signal is output to the binarizer 15 for detecting surface flaws and the density measuring device 17 for detecting the presence or absence of fabric defects. (step 522
).

ここまでは表面傷検出過程、生地不良検出過程とも同し
であるが、これ以降は個別に処理される。
Up to this point, the surface flaw detection process and fabric defect detection process are the same, but from this point onwards, they are processed separately.

〔表面傷検出〕[Surface flaw detection]

表面傷の検出は輝度補正装置14からの出力を2値化器
153面積計測装置16に通すことによって行われる。
Surface flaws are detected by passing the output from the brightness correction device 14 through a binarizer 153 and an area measuring device 16.

2値化器15は一定の閾値により画像の差信号を2値化
し、検査領域a内の傷信号を抽出する。しかし傷信号中
には電気的雑音のため誤検出信号が含まれているため、
得られた各傷信号が生した領域について面積計測装置1
6により画像上における面積を求め、面積が一定値以下
の傷信号は微小雑音として、また一定態上の面積を占め
る領域も同様に雑音として除去し、表面傷の有無を最終
的に判断する。
The binarizer 15 binarizes the image difference signal using a certain threshold value, and extracts the flaw signal within the inspection area a. However, the flaw signal contains false detection signals due to electrical noise.
The area measuring device 1 measures the area where each of the obtained flaw signals occurs.
6, the area on the image is determined, and a flaw signal whose area is less than a certain value is removed as minute noise, and a region occupying a constant area is similarly removed as noise, and the presence or absence of surface flaws is finally determined.

〔生地不良検出〕[Fabric defect detection]

球体表面の生地不良の有無は濃度計測装置18によって
行われる。第8図は濃度計測装置18の具体的な構成を
示すブロック図であり、輝度補正装置14からの輝度補
正後の画像データを減算器25へ入力する。減算器25
は輝度補正画像の各部分く例えば画素毎)の濃度から記
憶装置22に格納しである標準球体の輝度標準画像の対
応する各部分の濃度を減算し、各部分についての濃度差
画像を加算器27へ出力する。加算器27は各部分につ
いての濃度の総和を求めてこれを生地不良検出器28へ
出力する。生地不良検出器28は濃度の総和を予め定め
た設定値と比較し、これを越える場合には生地不良有り
の信号を、また基準値を越えない場合には生地不良無し
の信号を出力するようになっている。
The presence or absence of fabric defects on the surface of the sphere is determined by the concentration measuring device 18. FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration of the density measuring device 18, in which image data after brightness correction from the brightness correction device 14 is input to the subtracter 25. Subtractor 25
subtracts the density of each corresponding part of the brightness standard image of the standard sphere stored in the storage device 22 from the density of each part (for example, for each pixel) of the brightness correction image, and adds the density difference image for each part. Output to 27. The adder 27 calculates the sum of the densities for each portion and outputs this to the fabric defect detector 28. The fabric defect detector 28 compares the sum of the densities with a predetermined set value, and outputs a signal indicating that there is a fabric defect if it exceeds this value, and outputs a signal indicating that there is no fabric defect if it does not exceed the reference value. It has become.

傷信号、生地不良信号がない場合には画像処理装置8か
ら搬送回転部2の制御器3への制御信号に合わせて撮像
位置が重ならないように次の画像を取り込み、前述した
のと同様にして傷検出、生地不良検出を行う。傷が検出
されないときは球体1の全周にわたって検査を継続し、
それでも傷が検出されないときは良品と判定されること
となる。
If there is no flaw signal or fabric defect signal, the next image is captured in accordance with the control signal sent from the image processing device 8 to the controller 3 of the transport rotation unit 2 so that the imaging positions do not overlap, and the process is carried out in the same manner as described above. Detects flaws and fabric defects. If no flaws are detected, continue inspecting the entire circumference of the sphere 1,
If no flaws are detected even then, the product is determined to be non-defective.

傷信号又は生地不良信号が出力されたときは検査途中に
おいても検査を停止し、次の球体1と交換して検査を続
行する。
When a flaw signal or fabric defect signal is output, the inspection is stopped even during the inspection, replaced with the next sphere 1, and the inspection is continued.

この画像処理装置8への画像の取り込みは第10図に示
す過程で行う。第10図は画像人力動作タイミングを示
すフローチャートであり、制御器を通して球体1の回転
数が所定値となるよう搬送回転部W2を制御しつつ、そ
のときの回転数を検出しくステップ531)、撮像カメ
ラ7の視野内に位置する球体1の表面が先に入力した画
像の位置と重複しないか否かを判断しくステップ532
)、重複しているときはステップS31に戻って再度光
に撮像したときからの回転数を検出し、重複しない位置
であると判断されたときは画像入力トリガ出力器からト
リガ信号を出力する(ステップ533)。
The image is taken into the image processing device 8 in the process shown in FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the timing of manual image operation, in which the conveyance rotation unit W2 is controlled through the controller so that the rotation speed of the sphere 1 becomes a predetermined value, and the rotation speed at that time is detected. Step 532: It is determined whether the surface of the sphere 1 located within the field of view of the camera 7 does not overlap with the position of the previously input image.
), if they overlap, the process returns to step S31 and detects the number of revolutions since the image was captured by light again, and if it is determined that the positions do not overlap, a trigger signal is output from the image input trigger output device ( Step 533).

これによって画像処理装置8が撮像カメラ7から画像を
取り込み、画像処理を行う (ステップ534)。
As a result, the image processing device 8 captures the image from the imaging camera 7 and performs image processing (step 534).

球体1の全表面について検査が終了したか否かを判断し
くステップ535)、終了していないときはステップS
31に戻って前述した過程を反復し、また終了したとき
はこのルーチンを終了する。
It is determined whether or not the entire surface of the sphere 1 has been inspected (step 535); if not, step S
Returning to step 31, the above-described process is repeated, and when the process is completed, this routine is ended.

第11図は本発明装置に依った場合の球体表面に対する
走査光の軌跡を示す説明図であり、第13図に示す従来
の場合と比較すれば明らかな如〈従来装置に依る場合は
直径1fi程度のスポット光によって走査を行うのに対
し、本発明装置では球体1の半径又はそれに近い大きさ
の半径を持つスポット光によって走査を行うから検査領
域が広く、従来装置に依った場合には検査終了まで球体
を数百回転する必要があるのに対し、本発明装置によっ
た場合には数回転で済み、効率的である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the locus of the scanning light on the surface of a sphere when the device of the present invention is used, and it is clear from the comparison with the conventional case shown in FIG. In contrast to scanning with a spot light having a radius of about 100 yen, the device of the present invention scans with a spot light having a radius of the radius of the sphere 1 or close to it, so the inspection area is wide, and the inspection area is wider than that of the conventional device. While it is necessary to rotate the sphere several hundred times to complete the process, the device of the present invention only requires a few rotations, which is efficient.

〔効果〕〔effect〕

以上の如く本発明にあってはボールヘアリング等に使用
される一球体の平坦傷の有無を効率よく検査することが
出来る等、本発明は優れた効果を奏するものである。
As described above, the present invention has excellent effects such as being able to efficiently inspect the presence or absence of flat scratches on a sphere used for ball hair rings and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明装置の模式図、第2図は本発明装置にお
ける光学系の説明図、第3図は同しく画像処理装置のブ
ロック図、第4図はマスク処理装置による平坦傷検出の
ためのマスク処理領域を示す説明図、第5図は表面傷、
生地不良を検出するためのマスク処理領域を示す説明図
、第6図は第3図に示す輝度補正装置のブロック図、第
7図は較正時の主要過程を示すフローチャート、第8図
は検査時の主要過程を示すフローチャート、第9図は生
地不良検出のだめの濃度計測装置のブロック図、第10
図は撮像カメラから画像処理装置への画像取り込み過程
を示すフローチャート、第11図は本発明装置における
球体表面の検査軌跡を示す説明図、第12図は従来装置
の模式図、第13図は検査時における球体表面に対する
スポット光の軌跡を示す説明図である。 1・・・球体  2・・・搬送回転部  3・・・制御
器4・・・検査部  5・・・光源  6・・・同軸落
射装置7・・・撮像カメラ  8・・・画像処理装置I
I・・−A/[)変換器 I2・・・画像メモリ 13
・・・マスク処理装置 14・・・輝度補正装置  1
5・・・2値化器16・・・面積計測装置 17・・・
平坦傷検出装置18・・・濃度計測装置 21・・・較
正装置 22・・・画像記録装置  23・・・画像メ
モリ 24・・・減算器25・・・減算器  26・・
・記憶装置 27−・・・加算器28・・・生地不良検
出器 特 許 出願人  住友金属工業株式会社代理人 弁理
士  河  野  登  夫第 ] 図 第 図 第 図 ] 第 図 第 図 第 図 第 図
Fig. 1 is a schematic diagram of the device of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of the optical system in the device of the present invention, Fig. 3 is a block diagram of the image processing device, and Fig. 4 is a diagram of flat flaw detection by the mask processing device. An explanatory diagram showing the mask processing area for
An explanatory diagram showing the mask processing area for detecting fabric defects, Fig. 6 is a block diagram of the brightness correction device shown in Fig. 3, Fig. 7 is a flowchart showing the main process during calibration, and Fig. 8 is during inspection. Figure 9 is a block diagram of a density measuring device for detecting fabric defects; Figure 10 is a flowchart showing the main processes of
The figure is a flowchart showing the process of capturing images from the imaging camera to the image processing device, FIG. 11 is an explanatory diagram showing the inspection trajectory of the spherical surface in the device of the present invention, FIG. 12 is a schematic diagram of the conventional device, and FIG. 13 is the inspection FIG. 3 is an explanatory diagram showing the locus of a spot light on the surface of a sphere at a time. 1... Sphere 2... Transport rotation unit 3... Controller 4... Inspection unit 5... Light source 6... Coaxial epi-illumination device 7... Imaging camera 8... Image processing device I
I...-A/[) converter I2... Image memory 13
...Mask processing device 14...Brightness correction device 1
5... Binarizer 16... Area measuring device 17...
Flat flaw detection device 18... Density measurement device 21... Calibration device 22... Image recording device 23... Image memory 24... Subtractor 25... Subtractor 26...
・Storage device 27-... Adder 28... Fabric defect detector patent Applicant Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. Agent Patent attorney Noboru Kono] figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、回転する球体表面に光を照射しつつ球体表面を撮像
する手段と、撮像した球体表面画像に基づいて球体の表
面からの正反射部位の面積及びこれからの正反射光量を
求めて表面傷を検出する手段とを有することを特徴とす
る球体表面検査装置。
1. A means for capturing an image of the rotating spherical surface while irradiating light onto the spherical surface, and based on the captured spherical surface image, the area of the specularly reflected area from the spherical surface and the amount of specularly reflected light from this are determined to eliminate surface scratches. 1. A spherical surface inspection device comprising: detecting means.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003307A (en) * 2005-06-22 2007-01-11 Mitsutech Kk Inspection device of glossy cylindrical surface
JP2009020000A (en) * 2007-07-12 2009-01-29 Canon Inc Inspection device and method
JP2013250093A (en) * 2012-05-30 2013-12-12 Mitsutoyo Corp Spherical sample holder
WO2023112809A1 (en) * 2021-12-14 2023-06-22 日立建機株式会社 Surface inspection method and surface inspection device

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