JPH0572146A - 光学式表面欠陥検出装置 - Google Patents

光学式表面欠陥検出装置

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JPH0572146A
JPH0572146A JP3267051A JP26705191A JPH0572146A JP H0572146 A JPH0572146 A JP H0572146A JP 3267051 A JP3267051 A JP 3267051A JP 26705191 A JP26705191 A JP 26705191A JP H0572146 A JPH0572146 A JP H0572146A
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JP
Japan
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light amount
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Pending
Application number
JP3267051A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Kameyama
智 亀山
Tetsuhiko Nomura
哲彦 野村
Haruhiko Terauchi
晴彦 寺内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
JTEKT Machine Systems Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Koyo Machine Industries Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Koyo Machine Industries Co Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズ等により一部のデータに誤差が生じた
としても、この影響を受けることなく正確な欠陥判定を
行う。 【構成】 データ整理手段によって複数の反射光量のデ
ータを検出順に配列し、データ比較手段によって前記反
射光量のデータを予め設定された基準値と比較する。そ
して第1積算手段によって、前記基準値よりも小さい前
記反射光量のデータが連続して並んでいる数を積算す
る。さらに第2積算手段によって、基準値よりも小さい
前記反射光量のデータの全数を積算する。次に、重み付
け手段によって第1積算手段の積算値に対しては大きな
点数を乗じ、第2積算手段の積算値に対しては小さな点
数を乗ずる。これによって、前記基準値よりも小さい前
記反射光量のデータが連続して並んでいる状態、即ち、
その位置に疵等の欠陥があると考えられる状態では重み
付け手段によって得られる点数が大きくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光をワーク表面の複数
点に順番に照射して各点の反射光を受光し、その反射光
量のデータから前記ワークの表面欠陥を判別する光学式
表面欠陥検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、軸物ワークを回転させてワーク
表面の複数点に順番にレーザー光を照射しながら各点の
反射光を受光して、その反射光量のデータを予め設定さ
れた基準値と比較することにより、ワーク表面欠陥の有
無を判定している。即ち、ワークの表面に疵やその他の
欠陥がある場合には、照射された光が乱反射して前記反
射光量は小さくなる。したがって、前記基準値よりも小
さい前記反射光量データが得られた位置は疵やその他の
欠陥があると考えるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの方法
によると、反射光量のデータを直接的にワーク表面の欠
陥を判別するデータとして使用しているため、機械的、
電気的ノイズにより一部のデータに誤差が生じた場合に
は正確な欠陥判定ができないという問題がある。
【0004】本発明の技術的課題は、検出された複数の
反射光量データの内で前記基準値よりも小さいデータが
連続して並んでいる状態をワーク表面の疵等と判定する
ことにより、機械的、電気的ノイズにより一部のデータ
に誤差が生じたとしても、この影響を受け難くして正確
な欠陥判定を行うものである。
【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
構造を有する光学式表面欠陥検出装置によって解決され
る。即ち、本発明に係る光学式表面欠陥検出装置は、光
をワーク表面の複数点に順番に照射して各点の反射光を
受光し、その反射光量のデータから前記ワークの表面欠
陥を判別する光学式表面欠陥検出装置において、複数の
前記反射光量のデータを検出順に配列するデータ整理手
段と、前記反射光量のデータを予め設定された基準値と
比較するデータ比較手段と、前記基準値よりも小さい前
記反射光量のデータが連続して並んでいる数を積算する
第1積算手段と、前記基準値よりも小さい前記反射光量
のデータの全数を積算する第2積算手段と、前記第1積
算手段により求められた積算値に対しては大きな点数を
乗じ、また前記第2積算手段により求められた積算値に
対しては小さな点数を乗ずる重み付け手段と、前記重み
付け手段により得られた前記点数を予め設定された基準
点数と比較する点数比較手段とを有している。
【0005】
【作用】本発明によると、反射光量のデータが検出順に
配列されているために、ワーク表面の測定位置と前記デ
ータの配列とが対応するようになっている。ここで基準
値よりも小さい反射光量のデータが連続して並んでいる
場合には、その位置に疵等の欠陥があるものと考えられ
る。この場合、第1積算手段および第2積算手段によっ
てこのデータの数が積算されるため、重み付け手段によ
って得られる点数は大きな点数になる。また、基準値よ
りも小さい反射光量のデータがバラバラな状態で配列さ
れている場合には、一般的に許容範囲内の小さな疵かあ
るいは機械的、電気的なノイズと考えられる。この場合
は、第2積算手段によってのみこのデータの数が積算さ
れるために重み付け手段によって得られる点数は小さな
点数になる。このような方法でデータに重み付けを行う
ことにより、例えば基準値よりも小さい反射光量のデー
タの数が同じであったとしても、前記データが連続して
いる場合とバラバラな場合とでは点数差が大きなものに
なる。このため、重み付け手段によって得られる点数を
予め設定された基準点数と比較することにより、ワーク
表面に疵等の欠陥が実際にある状態と、疵等がなく正常
であるにもかかわらず機械的、電気的なノイズの影響を
受けて疵があるように検出された状態とを的確に区別す
ることができる。さらに、第1積算手段による積算値か
ら疵等の大きさを判別することも容易になる。
【0006】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は本実施例に係る光学式表面欠陥検出装置
の全体構成図を表している。円柱形のワーク2(直径約
22mm)は軸方向両側から支持回転装置4によって軸
心回りに回転できるように支持されており、このワーク
2の回転角度はエンコーダ6によって測定できるように
なっている。前記ワーク2の側面から所定の距離を隔て
た位置にはセンサヘッド8が配置されており、このセン
サヘッド8が図示されていない移動装置によって、ワー
ク2の軸心に対して平行(X軸方向)に移動できるよう
になっている。前記センサヘッド8はその詳細が図2に
示されているように、ワーク2表面の測定点にレーザ光
(レーザスポット径 80ミクロン)を照射するための
半導体レーザ8aと前記測定点から反射する光を受光す
るための受光素子8bとから構成されている。
【0007】ワーク2が支持回転装置4にセットされる
と、このワーク2は支持回転装置4によって軸心回りに
一定速度(一例として1800rpm)で回転され、こ
れと同時にセンサヘッド8がレーザ光を照射しつつX軸
方向に一定速度で移動する。これによって、ワーク2表
面には所定の測定ピッチでレーザ光がスパイラル状に照
射され、センサヘッド8の受光素子8bによって各レー
ザ光照射点からの反射光量が測定される。図3はワーク
2表面のレーザ光照射点、即ち、測定点の概略を斜視図
で表している。なお測定ピッチは最小疵が検出できるよ
うに、円周方向のサンプリングピッチmは0.1mm
(ワーク一周で700点サンプリング)、X軸方向の送
りピッチnは0.3mmに設定される。
【0008】センサヘッド8の受光素子8bによって測
定された反射光量の信号は、センサヘッド8の位置信号
(X軸方向の送り信号)およびエンコーダ6の回転角信
号(周方向の送り信号)とともにCPU50に入力され
る。CPU50ではこれらの信号を基に、図4、図5の
フローチャートに示す手順でワーク2の表面の欠陥の有
無を判定する。次に、このフローチャートの説明を行
う。先ず、ステップ101では、上記した方法で測定さ
れた反射光量のデータの記憶を行う。なおメモリーの関
係で、先ずワーク2の端面から軸方向に6mm幅 (測定点数=700点×(6mm÷0.3mm)=14
000点)の範囲で測定を行う。次に、ステップ102
で、反射光量のデータをワーク2表面の測定点と対応す
るように、周方向のデータを行方向、X軸方向のデータ
を列方向に並べてマトリクスを作成する。ステップ10
3では、測定した反射光量のデータの平均値(AV)を
演算する。また、ステップ104では欠陥判定に使用さ
れる基準値(S)をセットする。この基準値(S)は、
本実施例に係る光学式表面欠陥検出装置によって欠陥な
しと判定された最新ワーク2(100本)の反射光量の
データの平均値(AVS)を基にして、この平均値(A
VS)よりも規定レベルだけ小さく設定されている。な
お、この平均値(AVS)のレベルは、半導体レーザ8
aの劣化や受光素子8bのレンズ面の汚れによって低下
するために、この平均値(AVS)のレベルを監視する
ことによりセンサヘッド8のメンテナンスのタイミング
を予測することができる。
【0009】ステップ105では、ステップ103で演
算した反射光量のデータの平均値(AV)が基準値
(S)以上か否かを判断する。前記平均値(AV)が基
準値(S)より小さければ、ステップ106に進みここ
でハクリ、荒残り、クモリ、コゲあるいはメッキなし等
の欠陥表示を行って処理をスタート位置に戻す。反射光
量のデータの平均値(AV)が基準値(S)以上であれ
ば、ステップ107に進み、ここで各反射光量のデータ
(14000点)を基準値(S)と比較する。そして基
準値(S)より小さい前記データを1とし、基準値
(S)以上の前記データを0とする。さらに前記比較結
果(1,0)を、図6(A)に示すように測定順に配列
する。
【0010】ステップ108では、データをグループ分
けして各グループ毎に重み付け計算を行う。以下、図
6、図7を参照して重み付け計算方法の説明を行う。先
ず第1番目の反射光量のデータから第5番目の反射光量
のデータまでの前記比較結果を第1グループとして枠で
囲み、データの重み付けを行う。重み付け計算としては
次の1式を使用する。 重み点数=〔比較結果(1)が連続している数(第1積算値E)〕2 +〔比較結果(1)の全数(第2積算値F)〕…1式 第1グループは、図7に示すように比較結果が(1)と
なるデータが存在しないために、第1積算値E=0,第
2積算値F=0 となり重み点数は0となる。
【0011】次に前記枠を1データ分だけズラして、第
2番目の反射光量のデータから第6番目の反射光量のデ
ータまでの前記比較結果を第2グループとして枠で囲
み、データの重み付けを行う。第2グループの場合、比
較結果(1)が連続している箇所はないため 第1積算
値E=0であり、また比較結果(1)の全数が1個であ
るために 第2積算値F=1となり重み点数は1とな
る。さらに前記枠を1データ分だけズラして、第3番目
の反射光量のデータから第7番目の反射光量のデータま
での前記比較結果を第3グループとして枠で囲み、デー
タの重み付けを行う。第3グループの場合、比較結果
(1)が連続している数は2個であるため 第1積算値
E=2であり、また比較結果(1)の全数が2個である
ために 第2積算値F=2となる。この値を1式に代入
して計算すると重み点数は6となる。
【0012】同様に前記枠を1データ分だけズラして、
第4番目の反射光量のデータから第8番目の反射光量の
データまでの前記比較結果を第4グループとして枠で囲
み、データの重み付けを行う。第4グループの場合、比
較結果(1)が連続している数は3個であるため 第1
積算値E=3であり、また比較結果(1)の全数が3個
であるために 第2積算値F=3となる。この値を1式
に代入して計算すると重み点数は12となる。このよう
な処理を繰り返して最後の第13996グループまでデ
ータの重み付けを行う。第13996グループの場合、
比較結果(1)が連続している数は2個であるため 第
1積算値E=2であり、また比較結果(1)の全数が2
個であるために第2積算値F=2となる。この値を1式
に代入して計算すると重み点数は6となる。
【0013】ステップ109では、第1グループから第
13996グループまでの重み点数を加算してトタール
重み点数(T)を算出する。ステップ110では、この
トタール重み点数(T)が第1基準点数(50点)以上
か否かを判定する。トタール重み点数(T)が第1基準
点数(50点)よりも小さければ、ステップ111に進
み、ここで疵なし表示をして処理をスタート位置に戻
す。トタール重み点数(T)が第1基準点数(50点)
以上であれば、ステップ112に進み、トタール重み点
数(T)が第2基準点数(1200点)以上か否かを判
定する。トタール重み点数(T)が第2基準点数(12
00点)よりも小さければ、ステップ113に進み、こ
こで疵あり表示をして処理をスタート位置に戻す。トタ
ール重み点数(T)が第2基準点数(1200点)以上
であれば、ステップ114に進み、ここでハクリ等の欠
陥表示をして処理をスタート位置に戻す。
【0014】このようにして、ワーク2の端面から軸方
向に6mm幅の表面欠陥検出が終了すると、引き続き次
の6mm幅の表面欠陥検出を実行し、最終的にはワーク
2の端から端までの表面欠陥検出が行われる。なお、次
からの欠陥検出処理の手順は上記した手順と全く同様で
ある。このように本実施例によると、基準値(S)より
も小さい反射光量のデータが連続して並んでいる場合、
即ち、疵等の欠陥が実際にある場合には、重み付け手段
によって得られる点数は大きな点数になる。また、基準
値(S)よりも小さい反射光量のデータがバラバラな状
態で配列されている場合、即ち、一般的に許容範囲内の
小さな疵あるいは機械的、電気的なノイズの影響を受け
た場合には、重み付け手段によって得られる点数は小さ
な点数になる。このため、基準値(S)よりも小さい反
射光量のデータの数が同じであったとしても、前記デー
タが連続している状態とバラバラな状態とで前記点数差
が大きくなる。したがって、重み付け手段によって付与
される点数を予め設定された基準点数と比較することに
より、疵等の欠陥が実際にある状態と、疵等がなく正常
であるにもかかわらず機械的、電気的なノイズの影響を
受けて疵があるように検出された状態とを的確に区別す
ることができる。さらに、基準値(S)よりも小さい反
射光量のデータが連続して並んでいる数を積算すること
により疵等の大きさも判別することも容易になる。
【0015】なお本実施例では、円柱状のワーク2表面
の欠陥検出方法を説明したが、ワーク2の形状は円柱状
に限られることはなく、板状や球状ワークにも応用で
き、また円筒ワークの内面の欠陥検出も可能である。さ
らに、重み付け計算にあたり各グループ内のデータを5
個に設定していたが、これに限定されないことは言うま
でもない。
【発明の効果】本発明によると、基準値よりも小さい反
射光量のデータが連続して並んでいる状態がワーク表面
の欠陥と判定されるために、機械的、電気的ノイズによ
る影響を受け難く、的確な欠陥判定が行われる。また、
疵と判定された場合でもその疵の大きさを判別すること
が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る光学式表面欠陥検出装置の全体
構成図である。
【図2】センサーヘッドの原理図である。
【図3】ワーク表面の測定点の概略を表す斜視図であ
る。
【図4】表面欠陥検出の手順を示すフローチャートであ
る。
【図5】表面欠陥検出の手順を示すフローチャートであ
る。
【図6】データの重み付け計算を方法を示す原理図
(1)である。
【図7】データの重み付け計算を方法を示す原理図
(2)である。
【符号の説明】
2 円柱状ワーク 6 エンコーダ 8 センサーヘッド 50 CPU データ整理手段…ステップ107 データ比較手段…ステップ107 第1積算手段 …ステップ108 第2積算手段 …ステップ108 重み付け手段 …ステップ108 点数比較手段 …ステップ110、ステップ112
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺内 晴彦 大阪府八尾市南植松町2丁目34番地 光洋 機械工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光をワーク表面の複数点に順番に照射し
    て各点の反射光を受光し、その反射光量のデータから前
    記ワークの表面欠陥を判別する光学式表面欠陥検出装置
    において、 複数の前記反射光量のデータを検出順に配列するデータ
    整理手段と、 前記反射光量のデータを予め設定された基準値と比較す
    るデータ比較手段と、 前記基準値よりも小さい前記反射光量のデータが連続し
    て並んでいる数を積算する第1積算手段と、 前記基準値よりも小さい前記反射光量のデータの数を積
    算する第2積算手段と、 前記第1積算手段により求められた積算値に対しては大
    きな点数を乗じ、また前記第2積算手段により求められ
    た積算値に対しては小さな点数を乗ずる重み付け手段
    と、 前記重み付け手段により得られた前記点数を予め設定さ
    れた基準点数と比較する点数比較手段と、を有すること
    を特徴とする光学式表面欠陥検出装置。
JP3267051A 1991-09-17 1991-09-17 光学式表面欠陥検出装置 Pending JPH0572146A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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