JPH07140080A - 表面疵検査装置 - Google Patents
表面疵検査装置Info
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- JPH07140080A JPH07140080A JP5290659A JP29065993A JPH07140080A JP H07140080 A JPH07140080 A JP H07140080A JP 5290659 A JP5290659 A JP 5290659A JP 29065993 A JP29065993 A JP 29065993A JP H07140080 A JPH07140080 A JP H07140080A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、高速検査が可能で対象物体の凹
凸状態に影響されず安定した検査ができる表面疵検査装
置を提供することを目的としている。 【構成】 スリット光投光器１０３によってスリット光
１０４をＵＯ鋼管１０１に対して照射し、別の位置に設
けられた撮像装置１０５により前記スリット光１０４を
撮像し光切断画像を得る。この時スリット光１０４の発
散点を与えるシリンドリカルレンズ３０３の主点位置３
０３ａと撮像装置１０５の受光レンズ３０４の主点位置
３０４ａとを前記スリット光１０４の幅方向から見て合
致するよう構成する。
凸状態に影響されず安定した検査ができる表面疵検査装
置を提供することを目的としている。 【構成】 スリット光投光器１０３によってスリット光
１０４をＵＯ鋼管１０１に対して照射し、別の位置に設
けられた撮像装置１０５により前記スリット光１０４を
撮像し光切断画像を得る。この時スリット光１０４の発
散点を与えるシリンドリカルレンズ３０３の主点位置３
０３ａと撮像装置１０５の受光レンズ３０４の主点位置
３０４ａとを前記スリット光１０４の幅方向から見て合
致するよう構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＵＯ鋼管溶接部等の表
面疵を光切断法で撮像して疵の有無および疵の大きさな
どを判定する表面疵検査装置に関する。
面疵を光切断法で撮像して疵の有無および疵の大きさな
どを判定する表面疵検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＵＯ鋼管の溶接部の表面疵検査装
置は、例えば図７に示すように、ＵＯ鋼管７０１，溶接
部７０２，スリット光投光器７０３，スリット光７０
４，撮像装置７０５，処理装置７０６から構成されてい
る。
置は、例えば図７に示すように、ＵＯ鋼管７０１，溶接
部７０２，スリット光投光器７０３，スリット光７０
４，撮像装置７０５，処理装置７０６から構成されてい
る。
【０００３】次に動作について説明する。従来のＵＯ鋼
管溶接部表面疵検査装置は上記のように構成されてお
り、ＵＯ鋼管７０１の溶接部７０２にスリット光投光器
７０３より平行状のスリット光７０４が照射される。こ
のスリット光７０４を適当な位置から撮像装置７０５で
撮像する。溶接部７０２の凹凸形状によって、撮像装置
７０５の撮像角度が変化することにより、撮像装置７０
５の撮像画像は一般に光切断画像と呼ばれる溶接部７０
２の凹凸形状に対応した凹凸状となる。処理装置７０６
は上記の光切断画像を処理し、接続部７０２の表面形状
および表面疵等が検査される。
管溶接部表面疵検査装置は上記のように構成されてお
り、ＵＯ鋼管７０１の溶接部７０２にスリット光投光器
７０３より平行状のスリット光７０４が照射される。こ
のスリット光７０４を適当な位置から撮像装置７０５で
撮像する。溶接部７０２の凹凸形状によって、撮像装置
７０５の撮像角度が変化することにより、撮像装置７０
５の撮像画像は一般に光切断画像と呼ばれる溶接部７０
２の凹凸形状に対応した凹凸状となる。処理装置７０６
は上記の光切断画像を処理し、接続部７０２の表面形状
および表面疵等が検査される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来のＵ
Ｏ鋼管溶接部表面疵検査装置は、撮像装置に通常のＴＶ
カメラを用いるため、１画面撮像するのにＴＶカメラの
走査時間である３３ｍ秒の時間（１秒間３０画面）がか
かり検査時間の制約があった。また、スリット光投光器
と撮像装置の光束形状の不一致から急峻な凹凸形状部に
対して画像ムラができ安定な検査が困難であった。
Ｏ鋼管溶接部表面疵検査装置は、撮像装置に通常のＴＶ
カメラを用いるため、１画面撮像するのにＴＶカメラの
走査時間である３３ｍ秒の時間（１秒間３０画面）がか
かり検査時間の制約があった。また、スリット光投光器
と撮像装置の光束形状の不一致から急峻な凹凸形状部に
対して画像ムラができ安定な検査が困難であった。
【０００５】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたものであり、高速検査が可能な検査、およ
び、安定した検査ができる表面疵検査装置を提供するこ
とを目的としている。
めになされたものであり、高速検査が可能な検査、およ
び、安定した検査ができる表面疵検査装置を提供するこ
とを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１項に係る表面疵
検査装置は、ランダム走査可能な撮像手段とし、この撮
像手段で撮像範囲中の所定の範囲のみを走査して光切断
画像を得るようにしたものである。
検査装置は、ランダム走査可能な撮像手段とし、この撮
像手段で撮像範囲中の所定の範囲のみを走査して光切断
画像を得るようにしたものである。
【０００７】請求項２項に係る表面疵検査装置は、スリ
ット光投光手段から投光されるスリット光の長さ方向の
発散点と、撮像手段で撮像する際の主点位置とをスリッ
ト光の幅方向から見て合致させるようにしたものであ
る。
ット光投光手段から投光されるスリット光の長さ方向の
発散点と、撮像手段で撮像する際の主点位置とをスリッ
ト光の幅方向から見て合致させるようにしたものであ
る。
【０００８】請求項３項に係る表面疵検査装置は、スリ
ット状の光源とこの光源からの光をスリット幅方向のみ
集束するレンズ系とを設けた手段としたものである。
ット状の光源とこの光源からの光をスリット幅方向のみ
集束するレンズ系とを設けた手段としたものである。
【０００９】
【作用】請求項１項における表面疵検査装置は、ランダ
ム走査可能な撮像手段で撮像範囲中の所定の範囲のみを
走査するので、必要な部分のみ撮像して検査でき高速化
が可能である。
ム走査可能な撮像手段で撮像範囲中の所定の範囲のみを
走査するので、必要な部分のみ撮像して検査でき高速化
が可能である。
【００１０】請求項２項における表面疵検査装置は、ス
リット光投光手段から投光されるスリット光の長さ方向
の発散点と、撮像手段で撮像する際の主点位置とをスリ
ット光の幅方向から見て合致させるようにすると、急峻
な凹凸形状部であっても陰ができず、急峻な凹凸形状部
の検査を安定して行うことができる。
リット光投光手段から投光されるスリット光の長さ方向
の発散点と、撮像手段で撮像する際の主点位置とをスリ
ット光の幅方向から見て合致させるようにすると、急峻
な凹凸形状部であっても陰ができず、急峻な凹凸形状部
の検査を安定して行うことができる。
【００１１】請求項３項における表面疵検査装置は、ス
リット状の光源とこの光源からの光をスリット幅方向の
み収束するレンズ系によるスリット光は急峻な凹凸形状
部であっても陰ができず、急峻な凹凸形状部の検査を安
定して行うことができる。
リット状の光源とこの光源からの光をスリット幅方向の
み収束するレンズ系によるスリット光は急峻な凹凸形状
部であっても陰ができず、急峻な凹凸形状部の検査を安
定して行うことができる。
【００１２】
【実施例】実施例１は請求項１の実施例であり、実施例
２は請求項２の実施例、実施例３は請求項３の実施例で
ある。
２は請求項２の実施例、実施例３は請求項３の実施例で
ある。
【００１３】実施例１．この発明の実施例１を図１およ
び図２を参照しながら説明する。図１は、この発明の実
施例１を示す構成図である。図２はＵＯ鋼管１０１と光
切断画像および走査範囲を示す模式図である。なお、同
一符号は同一または相当部分を示す。
び図２を参照しながら説明する。図１は、この発明の実
施例１を示す構成図である。図２はＵＯ鋼管１０１と光
切断画像および走査範囲を示す模式図である。なお、同
一符号は同一または相当部分を示す。
【００１４】図１において、１０１はＵＯ鋼管、１０２
はその溶接部、１０３はスリット光投光器、１０４は溶
接部１０２およびその近傍に投射されたスリット光、１
０５は撮像装置、１０６は処理回路、１０７は撮像装置
１０５の撮像タイミング信号を発生するタイミング回
路、１０８はスリット光投光器１０３と撮像装置１０５
から成る検出ヘッドである。
はその溶接部、１０３はスリット光投光器、１０４は溶
接部１０２およびその近傍に投射されたスリット光、１
０５は撮像装置、１０６は処理回路、１０７は撮像装置
１０５の撮像タイミング信号を発生するタイミング回
路、１０８はスリット光投光器１０３と撮像装置１０５
から成る検出ヘッドである。
【００１５】前記のように構成されたＵＯ鋼管溶接部表
面疵検査装置においては、レーザ光等を用いたスリット
光投光器１０３によりスリット光１０４を溶接部１０２
およびその近傍に投射する。撮像装置１０５はランダム
走査、すなわち事前に設定された所定の区間の走査範囲
のみ走査するもので、一走査線の走査時間は通常のＴＶ
カメラと同じである。この撮像装置１０５により図２に
示すように光切断画像が得られる部分のみ走査（例え
ば、走査範囲８ｍ秒の部分）撮像し、処理回路１０６に
より処理すれば従来の３３ｍ秒から、１／４の８ｍ秒と
なり、高速な検査が行える。
面疵検査装置においては、レーザ光等を用いたスリット
光投光器１０３によりスリット光１０４を溶接部１０２
およびその近傍に投射する。撮像装置１０５はランダム
走査、すなわち事前に設定された所定の区間の走査範囲
のみ走査するもので、一走査線の走査時間は通常のＴＶ
カメラと同じである。この撮像装置１０５により図２に
示すように光切断画像が得られる部分のみ走査（例え
ば、走査範囲８ｍ秒の部分）撮像し、処理回路１０６に
より処理すれば従来の３３ｍ秒から、１／４の８ｍ秒と
なり、高速な検査が行える。
【００１６】タイミング回路１０７は連続してＵＯ鋼管
１０１を検査する場合に検出ヘッド１０８が一定距離走
行する毎に撮像装置１０５に撮像タイミング信号を発生
する。例えば図示しない移動機構により検出ヘッドが一
定速度で走行する場合は、一定時間毎（例えば８ｍ秒
毎）にタイミング信号を発生する。
１０１を検査する場合に検出ヘッド１０８が一定距離走
行する毎に撮像装置１０５に撮像タイミング信号を発生
する。例えば図示しない移動機構により検出ヘッドが一
定速度で走行する場合は、一定時間毎（例えば８ｍ秒
毎）にタイミング信号を発生する。
【００１７】なお、上記実施例では、ＵＯ鋼管１０１の
内面の溶接部１０２に適用する例を示したが外面の溶接
部１０２にも適用可能である。また鋼板等の検査にも適
用可能である。
内面の溶接部１０２に適用する例を示したが外面の溶接
部１０２にも適用可能である。また鋼板等の検査にも適
用可能である。
【００１８】実施例２．この発明の実施例を図３，図４
を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施例２
を示すためのスリット光投光器１０３と撮像装置１０５
の詳細な構成図である。図３において、３０１はスリッ
ト光１０４を発生するための光源、３０２はスリット光
１０４の幅Ｗを与えるためのレンズ、３０３はスリット
光１０４の長さＬを与えるシリンドリカルレンズ、３０
３ａはシリンドリカルレンズ３０３の主点位置（光の発
散点）、３０４はスリット光１０４を撮像する受光レン
ズ、３０４ａは受光レンズ３０４の主点位置、３０５は
スリット光１０４の光学像を電気信号に変換する撮像素
子である。図４はスリット光の照射状況と光切断画像を
示す図である。
を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施例２
を示すためのスリット光投光器１０３と撮像装置１０５
の詳細な構成図である。図３において、３０１はスリッ
ト光１０４を発生するための光源、３０２はスリット光
１０４の幅Ｗを与えるためのレンズ、３０３はスリット
光１０４の長さＬを与えるシリンドリカルレンズ、３０
３ａはシリンドリカルレンズ３０３の主点位置（光の発
散点）、３０４はスリット光１０４を撮像する受光レン
ズ、３０４ａは受光レンズ３０４の主点位置、３０５は
スリット光１０４の光学像を電気信号に変換する撮像素
子である。図４はスリット光の照射状況と光切断画像を
示す図である。
【００１９】前記のように構成されたＵＯ鋼管溶接部表
面疵検査装置においては、光源３０１より放射された光
が、レンズ３０２により集束され、さらにシリンドリカ
ルレンズ３０３によって幅Ｗ，長さＬのスリット光１０
４が形成されＵＯ鋼管１０１に投射される。このスリッ
ト光１０４は受光レンズ３０４により撮像され撮像素子
３０５により光切断画像として出力される。
面疵検査装置においては、光源３０１より放射された光
が、レンズ３０２により集束され、さらにシリンドリカ
ルレンズ３０３によって幅Ｗ，長さＬのスリット光１０
４が形成されＵＯ鋼管１０１に投射される。このスリッ
ト光１０４は受光レンズ３０４により撮像され撮像素子
３０５により光切断画像として出力される。
【００２０】ここで、スリット光１０４の発散点でもあ
るシリンドリカルレンズ３０３の主点位置３０３ａとス
リット光の結像点である受光レンズ３０４の主点位置３
０４ａは図４（ａ）に示すようにスリット光１０４の幅
Ｗ方向において同位置となるように構成されている。こ
れにより常にスリット光１０４の照射部と同一の部分を
撮像するようになるので同図（ｂ）に示すように光切断
画像としてカケ等の画像ムラのないものが得られる。
るシリンドリカルレンズ３０３の主点位置３０３ａとス
リット光の結像点である受光レンズ３０４の主点位置３
０４ａは図４（ａ）に示すようにスリット光１０４の幅
Ｗ方向において同位置となるように構成されている。こ
れにより常にスリット光１０４の照射部と同一の部分を
撮像するようになるので同図（ｂ）に示すように光切断
画像としてカケ等の画像ムラのないものが得られる。
【００２１】これに対して同図（ｃ）に示すように上記
二つの主点３０３ａ、３０４ａの位置がスリット光１０
４の幅方向から見て異なっている場合には、スリット光
１０４の照射部分と撮像部分が異なり、同図（ｄ）に示
すように光切断画像にカケ等の画像ムラが発生する。
二つの主点３０３ａ、３０４ａの位置がスリット光１０
４の幅方向から見て異なっている場合には、スリット光
１０４の照射部分と撮像部分が異なり、同図（ｄ）に示
すように光切断画像にカケ等の画像ムラが発生する。
【００２２】なお、上記実施例では、スリット光投光器
としてレンズ３０２とシリンドリカルレンズ３０３を用
いたものとしたが、これは他のレンズの組み合わせでも
よい。また、上記実施例では、ＵＯ鋼管１０１の内面の
溶接部１０２に適用する例を示したが外面の溶接部１０
２にも適用可能である。また鋼板等の検査にも適用可能
である。
としてレンズ３０２とシリンドリカルレンズ３０３を用
いたものとしたが、これは他のレンズの組み合わせでも
よい。また、上記実施例では、ＵＯ鋼管１０１の内面の
溶接部１０２に適用する例を示したが外面の溶接部１０
２にも適用可能である。また鋼板等の検査にも適用可能
である。
【００２３】実施例３．この発明の実施例を図５、図６
を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施例３
を示す構成図である。図５において、５０１はファイバ
束、５０１ａはファイバ束５０１の入力面、５０１ｂは
ファイバ束５０１の出力面であり、出力面５０１ｂはス
リット状になっている。図６はスリット光１０４の照射
状態と光切断画像を示す模式図である。
を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施例３
を示す構成図である。図５において、５０１はファイバ
束、５０１ａはファイバ束５０１の入力面、５０１ｂは
ファイバ束５０１の出力面であり、出力面５０１ｂはス
リット状になっている。図６はスリット光１０４の照射
状態と光切断画像を示す模式図である。
【００２４】まず、光源３０１によって放射された光束
は光ファイバ束５０１の入力面５０１ａに入射し、出力
面５０１ｂより出射する。ここで出力面５０１ｂはファ
イバ端面がスリット形状に構成されており、この像がシ
リンドリカルレンズ３０３によりスリット光としてＵＯ
鋼管１０１に照射される。シリンドリカルレンズ３０３
の曲率を有する面はスリット光１０４の幅Ｗ方向であり
これによりスリット光１０４の幅Ｗが決定される。
は光ファイバ束５０１の入力面５０１ａに入射し、出力
面５０１ｂより出射する。ここで出力面５０１ｂはファ
イバ端面がスリット形状に構成されており、この像がシ
リンドリカルレンズ３０３によりスリット光としてＵＯ
鋼管１０１に照射される。シリンドリカルレンズ３０３
の曲率を有する面はスリット光１０４の幅Ｗ方向であり
これによりスリット光１０４の幅Ｗが決定される。
【００２５】一方、スリット光１０４の長さＬ方向には
レンズ作用を持たないので光束は光ファイバ束５０１の
出力面５０１ｂの放射角にしたがって広がる。このよう
にして得られるスリット光１０４は図６（ａ）に示すよ
うにＵＯ鋼管１０１を様々な角度より照明することにな
り、同図（ｂ）のように撮像装置１０５には画像ムラの
ない光切断画像が得られる。
レンズ作用を持たないので光束は光ファイバ束５０１の
出力面５０１ｂの放射角にしたがって広がる。このよう
にして得られるスリット光１０４は図６（ａ）に示すよ
うにＵＯ鋼管１０１を様々な角度より照明することにな
り、同図（ｂ）のように撮像装置１０５には画像ムラの
ない光切断画像が得られる。
【００２６】なお、上記実施例では、スリット光１０４
の発生に光源３０１と光ファイバ束５０１を用いたが、
ＬＥＤやＬＤをスリット状に並べてもよい。また、上記
実施例では、ＵＯ鋼管１０１の内面の溶接部１０２に適
用する例を示したが外面の溶接部１０２にも適用可能で
ある。また鋼板等の検査にも適用可能である。
の発生に光源３０１と光ファイバ束５０１を用いたが、
ＬＥＤやＬＤをスリット状に並べてもよい。また、上記
実施例では、ＵＯ鋼管１０１の内面の溶接部１０２に適
用する例を示したが外面の溶接部１０２にも適用可能で
ある。また鋼板等の検査にも適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】この発明の請求項１項は、撮像範囲中の
必要最小限を走査および処理するので、高速化が可能で
ある。
必要最小限を走査および処理するので、高速化が可能で
ある。
【００２８】この発明の請求項２項は、スリット光投光
手段のスリット光の発散点と撮像手段の撮像の主点位置
とがスリット光の幅方向から見て合致する光学系である
ため、光切断画像にカケ等の画像ムラがなくなり安定し
た検査が可能になる。
手段のスリット光の発散点と撮像手段の撮像の主点位置
とがスリット光の幅方向から見て合致する光学系である
ため、光切断画像にカケ等の画像ムラがなくなり安定し
た検査が可能になる。
【００２９】この発明の請求項３項は、スリット光投光
手段にスリット状の光源を用いスリット光の幅方向にの
み集束する光学系を用いることにより、光切断画像にカ
ケ等の画像ムラがなくなり安定した検査が可能になる。
手段にスリット状の光源を用いスリット光の幅方向にの
み集束する光学系を用いることにより、光切断画像にカ
ケ等の画像ムラがなくなり安定した検査が可能になる。
【図１】本発明の実施例１の表面疵検査装置による検査
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】図１のＵＯ鋼管の要部および光切断画像と走査
範囲を示す図である。
範囲を示す図である。
【図３】本発明の実施例２のスリット光投光器と撮像装
置の構成を示す図である。
置の構成を示す図である。
【図４】図３のスリット光の照射状態と光切断画像を示
す図である。
す図である。
【図５】本発明の実施例３のスリット光投光器と撮像装
置の構成を示す図である。
置の構成を示す図である。
【図６】図５のスリット光の照射状態と光切断画像を示
す図である。
す図である。
【図７】従来の表面疵検査装置による検査を示す構成図
である。
である。
１０１ ＵＯ鋼管 １０２ 溶接部 １０３ スリット光投光器 １０４ スリット光 １０５ 撮像装置 １０６ 処理回路 １０７ タイミング回路 １０８ 検出ヘッド ３０１ 光源 ３０２ レンズ ３０３ シリンドリカルレンズ ３０３ａ シリンドリカルレンズの主点 ３０４ 受光レンズ ３０４ａ 受光レンズの主点 ３０５ 撮像素子 ５０１ 光ファイバ束 ５０１ａ 光ファイバ束の入力面 ５０１ｂ 光ファイバ束の出力面
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 21/89 Ｂ 8304−2Ｊ Ｇ０６Ｔ 7/00 (72)発明者 植木 勝也 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三 菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者 高嶋 和夫 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社産業システム研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 被検査対象面に対しスリット光を照射す
るスリット光投光手段と、前記被検査対象面上の前記ス
リット光を撮像する撮像手段と、この撮像手段から得ら
れた光切断画像を処理し前記対象物体表面の検査信号を
出力する処理手段とを有する表面疵検査装置において、
前記撮像手段はランダム走査可能な撮像手段とし、この
撮像手段で撮像範囲中の所定の範囲のみを走査して光切
断画像を得ることを特徴とする表面疵検査装置。 - 【請求項２】 被検査対象面に対しスリット光を照射す
るスリット光投光手段と、前記被検査対象面上の前記ス
リット光を撮像する撮像手段と、この撮像手段から得ら
れた光切断画像を処理し前記対象物体表面の検査信号を
出力する処理手段とを有する表面疵検査装置において、
前記スリット光投光手段から投光されるスリット光の長
さ方向の発散点と、撮像手段で撮像する際の主点位置と
をスリット光の幅方向から見て合致させるようにしたこ
とを特徴とする表面疵検査装置。 - 【請求項３】 被検査対象面に対しスリット光を照射す
るスリット光投光手段と、前記被検査対象面上の前記ス
リット光を撮像する撮像手段と、この撮像手段から得ら
れた光切断画像を処理し前記対象物体表面の検査信号を
出力する処理手段とを有する表面疵検査装置において、
前記スリット光投光手段は、スリット状の光源とこの光
源からの光をスリット幅方向のみ集束するレンズ系とを
有する手段としたことを特徴とする表面疵検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5290659A JPH07140080A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 表面疵検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5290659A JPH07140080A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 表面疵検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07140080A true JPH07140080A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17758837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5290659A Pending JPH07140080A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 表面疵検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07140080A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014092391A (ja) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Yokogawa Bridge Holdings Corp | 溶接きずの外観検査システム、及び溶接きずの外観検査方法 |
| WO2018221653A1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 新日鐵住金株式会社 | 管状体内表面検査方法及び管状体内表面検査装置 |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP5290659A patent/JPH07140080A/ja active Pending
Cited By (3)
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