JPH07190742A - Surface defect detecting method and its device - Google Patents

Surface defect detecting method and its device

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JPH07190742A
JPH07190742A JP6004738A JP473894A JPH07190742A JP H07190742 A JPH07190742 A JP H07190742A JP 6004738 A JP6004738 A JP 6004738A JP 473894 A JP473894 A JP 473894A JP H07190742 A JPH07190742 A JP H07190742A
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JP
Japan
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light
detection
optical fiber
optical fibers
illumination
Prior art date
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Application number
JP6004738A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Yagi
健次 八木
Akihiko Sugata
晃彦 菅田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To detect surface defects in inspection objective areas with high accuracy in a short time. CONSTITUTION:Illuminating optical fibers 2 and light receiving optical fibers 3 are integrally bundled so as to be formed into an inspection end 1, the illuminating optical fibers 2 are connected to an illuminating means 30 so as to allow illuminating light to be fed to each inspection objective area, and concurrently reflecting light from each inspection objective area is led to an optical energy detecting section 10 through the light receiving fibers, reflecting light intensity at each light receiving fiber output end is detected, and based on the aforesaid reflecting light intensity, the presence or absence of surface defects in the inspection objective areas is judged by a defect detecting means 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、製品(ワーク)の表面
欠陥を検出する欠陥検出方法と検出装置に関し、詳細に
は広い範囲に散在する複数の検査対象部位の欠陥検出を
正確に短時間で行うことのできる欠陥検出方法及びその
方法を用いる欠陥検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect detecting method and a detecting device for detecting surface defects of a product (work), and more specifically, to accurately detect a defect in a plurality of inspection target portions scattered over a wide range in a short time. The present invention relates to a defect detection method and a defect detection apparatus using the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ワーク加工後の表面欠陥の有無に
ついては、目視により全数検査を行うのが一般的であっ
た。しかし、目視による検査は作業効率が悪く、検査対
象部位が多い場合には検査に時間がかかる問題があり、
また、検査対象部位の寸法が小さい場合や微細な欠陥が
多い場合などには欠陥の見落としが発生する等の問題が
生じていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, it is general to visually inspect for the presence or absence of surface defects after machining a workpiece. However, the visual inspection is inefficient in working efficiency, and there is a problem that the inspection takes time if there are many inspection target parts.
Further, when the size of the portion to be inspected is small or there are many fine defects, there is a problem that defects are overlooked.

【0003】本願出願人は、上述の問題を解決するため
に、工業用テレビカメラ(ITVカメラ)を用いて撮影
した検査対象部位の画像を画像処理することにより、ワ
ークの表面欠陥や加工粗度、加工寸法などのワーク表面
特徴量を検出することが可能なワーク表面特徴量検出装
置を、特願平4−152048号にて既に提案してい
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the applicant of the present invention image-processes an image of a portion to be inspected taken by using an industrial TV camera (ITV camera), whereby surface defects and processing roughness of the work are processed. , Japanese Patent Application No. 4-152048 has already proposed a work surface characteristic amount detecting device capable of detecting a work surface characteristic amount such as a processing dimension.

【0004】上記特願平4−152048号にて提案し
た装置では、ITVカメラを用いて撮影した検査対象部
位の画像信号をディジタル変換して得たディジタル画像
の輪郭と、加工基準寸法等を用いてマスク画像を生成
し、このマスク画像を用いて上記ディジタル画像をマス
ク処理することにより検査対象部位のみの画像信号を抽
出して検査対象部位の各部の明度から表面欠陥等を検出
するようにしたものである。
In the apparatus proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 4-152048, the contour of a digital image obtained by digitally converting the image signal of the region to be inspected photographed by using the ITV camera and the processing standard dimension are used. A mask image is generated using the mask image, and the digital image is masked using this mask image to extract the image signal of only the inspection target portion, and the surface defect or the like is detected from the brightness of each portion of the inspection target portion. It is a thing.

【0005】上記装置では、実際にITVカメラで撮影
した検査対象部位の画像に基づいてマスク画像を生成す
るようにしたことにより、ワークと検出端との位置決め
精度やワーク加工精度に影響を受けることなく適切なマ
スク画像が得られるため、人手を介さずに高速で製品の
全数検査を行うことが可能となっている。
In the above apparatus, since the mask image is generated based on the image of the inspection target portion actually photographed by the ITV camera, the positioning accuracy between the work and the detection end and the work processing accuracy are affected. Since an appropriate mask image can be obtained without any human intervention, it is possible to perform 100% product inspection at high speed without human intervention.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特願平4
−152048号にて提案した装置のように、ITVカ
メラを用いて検査対象部位を直接撮影して、得られた画
像信号の処理を行うことにより検査対象部位の表面欠陥
等を検出する方法は、極めて正確な検査が可能である反
面、例えば、多気筒エンジンシリンダヘッドのバルブシ
ート面の検査等のようにワーク上の比較的広い面積(シ
リンダヘッド上面)に小さな面積の複数の検査対象(バ
ルブシート面)が散在している場合には、同時に全部の
検査対象部位の検査を行うことができず、複数検査対象
部位の全部を検査するのに時間を要する問題がある。
However, the above-mentioned Japanese Patent Application No. 4
A method of detecting a surface defect or the like of an inspection target portion by directly capturing an image of the inspection target portion using an ITV camera and processing the obtained image signal as in the device proposed in -152048. While extremely accurate inspection is possible, multiple inspection targets with a small area (valve seat If the surfaces are scattered, it is not possible to inspect all of the inspection target parts at the same time, and there is a problem that it takes time to inspect all of the plurality of inspection target parts.

【0007】すなわち、全検査対象部位を同時に検査す
るためには、ITVカメラで全検査対象を一度に撮影し
て一回で画像処理できるようにする必要がある。しか
し、上述のように比較的広い面積の部分に複数の小さな
面積の検査対象が散在しているような場合には、全部の
検査対象部位を一度に撮影しようとすると検査対象部位
が散在する広い範囲(例えば、シリンダヘッド上面全
体)を一度に撮影しなければならず、画像全体に対して
検査対象部位それぞれの占める面積の割合は極めて小さ
くなってしまう。このため、ITVカメラの解像力の制
限から微少な表面欠陥を検出することができなくなり欠
陥の検出精度が大幅に低下してしまう問題が生じる。ま
た、バルブシート等はその形状からそれぞれ欠陥検出の
ための最適な照明と撮影との方向が制限されるため、全
部のバルブシートを同時に1つのITVカメラで撮影し
たのでは全部のバルブシートに対して同時に最適な照明
と撮影との方向を得ることができず、欠陥の検出が困難
な部分が生じる問題がある。
That is, in order to simultaneously inspect all the parts to be inspected, it is necessary to photograph all the objects to be inspected at one time by the ITV camera and perform image processing once. However, as described above, when a plurality of inspection objects having a small area are scattered in a relatively large area, if the images of all the inspection objects are to be captured at once, the inspection objects are scattered over a wide area. The range (for example, the entire top surface of the cylinder head) must be photographed at one time, and the ratio of the area occupied by each inspection target region to the entire image becomes extremely small. Therefore, there is a problem in that it is not possible to detect a minute surface defect due to the limitation of the resolution of the ITV camera, and the defect detection accuracy is significantly reduced. Further, since the shape of the valve seats and the like restricts the optimum illumination and shooting directions for defect detection, if all the valve seats were shot by one ITV camera at the same time, However, there is a problem in that it is not possible to obtain optimum illumination and shooting directions at the same time, and it is difficult to detect defects.

【0008】従って、上記特願平4−152048号の
ような装置を用いて、多気筒エンジンシリンダヘッドの
バルブシート面等の検査を行おうとすると、欠陥検出精
度を向上させるためには一度に撮影、画像処理を行う範
囲は1つの検査対象部位(バルブシート)の、更に一部
の領域のみに制限する必要がある。このため、上記の方
法では1つのバルブシート毎に数回の撮影と画像処理を
行う操作を繰り返して全部のバルブシートの検査を行う
ことになる。ところが、エンジンのバルブシートに例を
とれば、1気筒に吸排気弁をそれぞれ2つずつ有する4
バルブ構成のエンジンでは、標準的な4気筒エンジンの
場合でも1つのシリンダヘッド当たり16のバルブシー
ト(検査対象部位)があるため、上記のようにバルブシ
ート毎に数回の撮影と画像処理とを繰り返したのでは検
査に要する時間が極めて長くなり、工程上問題が生じる
場合がある。
Therefore, when an apparatus such as Japanese Patent Application No. 4-152048 is used to inspect the valve seat surface of a multi-cylinder engine cylinder head, in order to improve the defect detection accuracy, the images are taken at once. The range in which the image processing is performed needs to be limited to only a part of one inspection target site (valve seat). For this reason, in the above method, the operation of performing photographing and image processing several times for each valve seat is repeated to inspect all the valve seats. However, taking an example of a valve seat of an engine, each cylinder has two intake and exhaust valves.
In the case of a valve-type engine, even in the case of a standard 4-cylinder engine, there are 16 valve seats (inspection target parts) per cylinder head, and therefore, as described above, several shots and image processing are performed for each valve seat. If repeated, the time required for the inspection becomes extremely long, which may cause a problem in the process.

【0009】上記の方法でも、例えば複数の検査装置を
用いていくつかのバルブシートを同時に検査するように
すればある程度の検査時間の短縮は可能であるが、複数
の検査装置を設けることは設備コストの増加や装置オペ
レータの人数増加を招くことになり、好ましくない。本
発明は、上記問題を解決し、検査対象部位の表面欠陥を
正確に短時間で検出可能な表面欠陥検出方法と、その方
法を用いた表面欠陥検出装置を提供することを目的とし
ている。
Even with the above method, it is possible to shorten the inspection time to some extent by inspecting several valve seats at the same time by using a plurality of inspection devices. However, providing a plurality of inspection devices is an equipment. This is not preferable because it causes an increase in cost and an increase in the number of equipment operators. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a surface defect detecting method capable of accurately detecting a surface defect of an inspection target portion in a short time, and a surface defect detecting apparatus using the method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
によれば、それぞれ複数の照明用光ファイバと受光用光
ファイバとの一端を一体に束ねて検出端を形成し、該検
出端を検査対象部位に近接対向させ、前記それぞれの照
明用光ファイバの他の一端を光源に接続して、該それぞ
れの照明用光ファイバを介して前記検出端から検査対象
部位に照明光を供給し、前記検査対象部位における反射
光をそれぞれ対向する受光用光ファイバの検出端側端面
で受光し、各受光用光ファイバの他の一端を光量検出手
段に導き、各受光用光ファイバが受光した前記反射光の
強度を判定することにより、各受光用光ファイバの検出
端側端面が対向する検査対象部位表面の欠陥の有無を判
定する表面欠陥検出方法が提供される。
According to the present invention as set forth in claim 1, one end of each of a plurality of optical fibers for illumination and one optical fiber for receiving light is integrally bundled to form a detection end, and the detection end is formed. In close proximity to the inspection target portion, and the other end of each of the illumination optical fibers is connected to a light source, and the illumination light is supplied to the inspection target portion from the detection end via each of the illumination optical fibers. The reflected light at the inspection target portion is received by the end faces of the receiving optical fibers facing each other, and the other end of each receiving optical fiber is guided to the light amount detecting means, and each receiving optical fiber receives the light. There is provided a surface defect detection method for determining the presence or absence of a defect on the surface of the inspection target portion where the detection end side end surface of each light receiving optical fiber faces by determining the intensity of the reflected light.

【0011】また、請求項2に記載の本発明によれば、
更に前記検査対象部位を複数の領域に分割し、各領域に
対向する前記照明用光ファイバを介してそれぞれの領域
毎に異なる周波数の照明光を供給し、前記光量検出手段
は前記各受光用光ファイバが受光した反射光のうち、そ
れぞれの受光用光ファイバが対向する領域に供給される
照明光の周波数の反射光の強度を判定するようにした表
面欠陥検出方法が提供される。
According to the present invention as defined in claim 2,
Further, the inspection target portion is divided into a plurality of regions, and illumination light having a different frequency is supplied to each region via the illumination optical fiber facing each region, and the light amount detection means is provided for each of the light receiving lights. There is provided a surface defect detecting method for determining the intensity of the reflected light of the frequency of the illumination light supplied to the region where the respective light receiving optical fibers face each other, of the reflected light received by the fiber.

【0012】更に、請求項3に記載の本発明によれば、
請求項1または2に記載の表面欠陥検出方法において、
前記検出端を複数の検査対象部位の数と同数形成し、そ
れぞれの検出端を対応する検査対象部位に同時に近接し
て対向配置し、前記それぞれの検出端からの受光用光フ
ァイバを一つの光量検出手段に導き、各受光用光ファイ
バが受光した反射光の強度を同時に判定することによ
り、複数の検査対象部位の表面欠陥の有無を同時に判定
するようにした表面欠陥検出方法が提供される。
Further, according to the invention of claim 3,
The surface defect detection method according to claim 1,
The detection end is formed in the same number as the number of a plurality of inspection target parts, and each detection end is arranged in close proximity to the corresponding inspection target part at the same time to face each other, and the light receiving optical fiber from each of the detection ends has one light amount. There is provided a surface defect detecting method which guides the light to the detecting means and simultaneously judges the intensity of the reflected light received by each of the light receiving optical fibers, thereby simultaneously judging the presence or absence of the surface defect in the plurality of inspection target portions.

【0013】また、請求項4に記載の本発明によれば、
請求項1に記載の表面欠陥検出方法を実施するために、
それぞれ複数の照明用光ファイバと受光用光ファイバと
の一端を一体に束ねて形成され、検査対象部位に近接し
て対向配置される検出端と、前記それぞれの照明用光フ
ァイバの前記検出端の反対側の一端が接続され、該照明
用光ファイバを介して前記それぞれの検出端から検査対
象部位に照明光を供給する光源と、前記各受光用光ファ
イバの前記検出端の反対側の一端が接続され、前記受光
用光ファイバの前記各検出端が受光した反射光の強度を
検出する光量検出手段と、前記光量検出手段の検出した
光強度に基づいて、各受光用光ファイバの前記検出端が
対向する検査対象部位表面の欠陥の有無を判定する欠陥
検出手段、とを備えた表面欠陥検出装置が提供される。
According to the present invention of claim 4,
In order to carry out the surface defect detection method according to claim 1,
Each of a plurality of illumination optical fibers and one end of a light receiving optical fiber are formed by bundling together one end, and a detection end that is arranged in opposition in close proximity to the site to be inspected, and the detection end of each of the illumination optical fibers. One end on the opposite side is connected, and a light source that supplies illumination light from each of the detection ends to the inspection target site via the illumination optical fiber, and one end on the opposite side of the detection end of each of the light receiving optical fibers Based on the light intensity detection means that is connected and detects the intensity of the reflected light received by the respective detection ends of the light receiving optical fiber, and the light intensity detected by the light amount detection means, the detection ends of the respective light receiving optical fibers There is provided a surface defect detection device including defect detection means for determining the presence / absence of a defect on the surface of the inspection target portion facing each other.

【0014】さらに、請求項5に記載の本発明では、請
求項4に記載の表面欠陥検出装置において、前記検査対
象部位は複数の領域に分割され、前記光源は前記各領域
に対向する照明用光ファイバを介してそれぞれの領域毎
に異なる周波数の照明光を供給する手段を備え、前記光
量検出手段は、前記各受光用光ファイバが受光した反射
光のうち、それぞれの受光用光ファイバが対向する領域
に供給される照明光の周波数の反射光の強度を検出する
ようにした表面欠陥検出装置が提供される。
Further, in the present invention according to claim 5, in the surface defect detecting device according to claim 4, the inspection target portion is divided into a plurality of regions, and the light source is for illumination facing each of the regions. The light amount detecting means includes means for supplying illumination light having different frequencies to the respective areas via the optical fibers, and the light amount detecting means has respective light receiving optical fibers facing each other among the reflected light received by the light receiving optical fibers. There is provided a surface defect detection device adapted to detect the intensity of reflected light having the frequency of the illumination light supplied to the area.

【0015】また、請求項6に記載の本発明によれば、
請求項4または5に記載の表面欠陥検出装置は、検査対
象部位の数と同じ数の複数の前記検出端と、それぞれの
検出端からの受光用光ファイバが接続される単一の前記
光量検出手段とを備え、前記それぞれの検出端は対応す
る検査対象部位に同時に近接して対向配置され、前記光
量検出手段は全部の検出端の前記受光用光ファイバが受
光した反射光の強度を同時に検出し、前記欠陥検出手段
は前記光量検出手段の検出した光強度に基づいて、各検
査対象部位の各受光用光ファイバの検出端が対向する表
面の欠陥の有無を同時に判定するようにされる。
According to the present invention of claim 6,
The surface defect detection device according to claim 4 or 5, wherein a plurality of the detection ends, the number of which is the same as the number of inspection target parts, and the single light amount detection to which the light receiving optical fibers from the respective detection ends are connected. Means for detecting the intensity of the reflected light received by the light-receiving optical fibers of all the detection ends at the same time. Then, the defect detection unit is configured to simultaneously determine the presence or absence of a defect on the surface facing the detection end of each light receiving optical fiber of each inspection target site based on the light intensity detected by the light amount detection unit.

【0016】[0016]

【作用】各請求項に記載した本発明では、照明用光ファ
イバと受光用光ファイバの一端を一体に束ねて形成した
検出端が使用される。検査に際しては、これらの検出端
は検査対象部位に近接した対向位置に配置され、それぞ
れの照明用光ファイバの他の一端が光源に接続され、照
明用光ファイバの検出端側から各検査対象部位に照明光
が供給される。
According to the present invention as set forth in each claim, the detecting end is formed by integrally bundling one ends of the illumination optical fiber and the light receiving optical fiber. At the time of inspection, these detection ends are arranged at facing positions close to the inspection target site, the other end of each illumination optical fiber is connected to the light source, and each inspection site from the detection end side of the illumination optical fiber. Illumination light is supplied to.

【0017】また、それぞれの受光用光ファイバの検出
端と反対側の端部(出力端)は、光量検出手段に接続さ
れ、各検査対象部位から受光用光ファイバの検出端側に
入射する各検査対象部位における反射光がこの光量検出
手段に導かれる。各受光用光ファイバが対向する検査対
象部位に表面欠陥がある場合には、欠陥部で反射光が散
乱するため受光用光ファイバの検出端側に入射する反射
光の強度が低下する。従って、検査対象部位の表面欠陥
に対向した光ファイバの出力端から光量検出手段に放射
される光の強度は他の光ファイバに較べて低下する。こ
のため、各受光用光ファイバの出力端における光強度を
判定することにより、短時間で正確に検査対象部位の表
面欠陥の有無を判定することができる。
Further, the ends (output ends) of the respective receiving optical fibers opposite to the detecting ends are connected to the light amount detecting means, and are incident on the detecting end side of the receiving optical fibers from the respective inspection target portions. The reflected light at the inspection target portion is guided to the light amount detecting means. When there is a surface defect at the inspection target portion where each of the light receiving optical fibers faces each other, the reflected light is scattered at the defect portion, so that the intensity of the reflected light incident on the detection end side of the light receiving optical fiber decreases. Therefore, the intensity of the light emitted from the output end of the optical fiber facing the surface defect of the portion to be inspected to the light amount detecting means is lower than that of other optical fibers. Therefore, by determining the light intensity at the output end of each light receiving optical fiber, it is possible to accurately determine the presence or absence of a surface defect in the inspection target portion in a short time.

【0018】各検出端では、照明用光ファイバと受光用
光ファイバとが一体に束ねられているためそれぞれの位
置関係が固定されており、検出に際して照明光の入射角
と反射光の受光角度とは常に欠陥検出に最適な予め設定
した角度関係に維持される。また、可撓性のある光ファ
イバを使用しているため、複雑な配置の検査対象部位に
も正確な位置に、容易かつ短時間で各検出端の取り付け
がおこなわれる。
At each detection end, since the illumination optical fiber and the light receiving optical fiber are bundled together, their positional relationship is fixed, and at the time of detection, the incident angle of the illumination light and the light receiving angle of the reflected light are Is always maintained in a preset angular relationship that is optimal for defect detection. Further, since the flexible optical fiber is used, each detection end can be easily attached in a short time at an accurate position even on an inspection target portion having a complicated arrangement.

【0019】一方、検査対象部位が互いに角度を有する
複数の表面領域から構成されるような場合には、ある検
査領域の反射光を受光する受光用光ファイバに、隣接す
る領域における反射光が入射してしまい、欠陥の検出精
度が低下するような場合がある。請求項2と請求項4と
に記載した本発明では、各領域毎に照明光の周波数を変
え、各領域の受光用光ファイバに入射する反射光のう
ち、それぞれの領域に対応する周波数の反射光の光強度
を判定するようにすることにより、他の検査領域におけ
る反射光の影響を排除して、それぞれの領域の表面欠陥
を正確に検出することができる。
On the other hand, when the inspection target portion is composed of a plurality of surface regions having an angle with each other, the reflected light in the adjacent region is incident on the light receiving optical fiber for receiving the reflected light in a certain inspection region. In some cases, the accuracy of defect detection is reduced. In the present invention described in claim 2 and claim 4, the frequency of the illumination light is changed for each region, and the reflected light of the frequency corresponding to each region among the reflected light that enters the light receiving optical fiber in each region. By determining the light intensity of the light, it is possible to eliminate the influence of the reflected light in other inspection areas and accurately detect the surface defects in the respective areas.

【0020】さらに、請求項3と請求項6とに記載の本
発明では、複数の検出端を設け、複数の検査対象部位に
同時に各検出端を配置し、各検出端からの受光用光ファ
イバの出力端を単一の光量検出手段に接続して、各受光
用光ファイバに入射する反射光の強度を同時に判定する
ようにしたことにより、複数の検査対象部位の検査を同
時に行うことができ、検査時間がさらに短縮される。
Further, according to the present invention as set forth in claims 3 and 6, a plurality of detection ends are provided, and the detection ends are simultaneously arranged at a plurality of inspection target parts, and the optical fibers for receiving light from the respective detection ends are provided. By connecting the output end of the to a single light amount detection means and determining the intensity of the reflected light incident on each light receiving optical fiber at the same time, it is possible to simultaneously inspect a plurality of inspection target parts. , The inspection time is further shortened.

【0021】[0021]

【実施例】以下、添付図面を用いて本発明の実施例を説
明する。なお、各実施例の図面において、同様な要素は
同じ参照符号を付して説明する。図1は、本発明による
欠陥検出方法を使用する検査装置を用いて、多気筒エン
ジンシリンダヘッドのバルブシート部を検査する場合の
全体の構成の一例を示す略示図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings of each embodiment, the same elements will be described with the same reference numerals. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration when inspecting a valve seat portion of a multi-cylinder engine cylinder head using an inspection apparatus that uses the defect detection method according to the present invention.

【0022】図1において、50はエンジンのシリンダ
ヘッド(ワーク)、51、52はシリンダヘッド上に加
工されたそれぞれ吸気弁用と排気弁用のバルブシートを
示す。また、図1にその全体を1で示すのは、各バルブ
シート部の欠陥を検出する検出端、2は検査対象部位に
照明光を供給する照明用光ファイバ、3は受光用光ファ
イバを示す。照明用光ファイバ2と受光用光ファイバ3
とは、検出端1の部分では、後述のように一体に束ねら
れているが、検出端1から離れた部分では互いに分岐し
て独立しており、照明用光ファイバ2は後述する照明装
置30に、また、受光用光ファイバ3は後述する光量検
出装置10に接続されている。光量検出装置10の出力
は後述する欠陥検出装置20に供給されている。
In FIG. 1, 50 is a cylinder head (workpiece) of the engine, and 51 and 52 are valve seats for the intake valve and the exhaust valve, which are machined on the cylinder head. Further, in FIG. 1, the whole is shown by 1, a detection end for detecting a defect of each valve seat portion, 2 an illumination optical fiber for supplying illumination light to an inspection target portion, and 3 a light receiving optical fiber. . Optical fiber 2 for illumination and optical fiber 3 for receiving light
In the portion of the detection end 1, they are bundled together as described later, but in the portion apart from the detection end 1, they are branched and independent from each other, and the illumination optical fiber 2 is an illumination device 30 described later. In addition, the light receiving optical fiber 3 is connected to a light amount detecting device 10 described later. The output of the light amount detection device 10 is supplied to the defect detection device 20 described later.

【0023】また、図1に5で示したのは、検出端1が
固定された回転軸である。回転軸5は図示しない支持装
置によりバルブシートの中心に回転可能に保持され、モ
ータ等の回転駆動源6により回転軸5を回転させること
により、検出端1がバルブシートの検査対象部位を全周
にわたって走査するようになっている。本実施例で検査
対象となるワーク50は、1気筒当たりそれぞれ2つの
吸気弁と排気弁を有する4気筒エンジンのシリンダヘッ
ドであるため、検査対象となるバルブシートの数は1つ
のシリンダヘッド当たり16になる。また、バルブシー
ト部51、52のそれぞれは直径約30ミリメータと比
較的小さく、図1に示すようにワーク(エンジンシリン
ダヘッド)50上面に分散して配置されている。このた
め、バルブシートの全数をITVカメラを用いて一度に
撮影して画像処理により欠陥を抽出しようとすると画像
全体(シリンダヘッド上面全体)の面積に占める検査対
象部位(バルブシート)の面積の割合が極めて小さくな
るため、前述のようにITVカメラの解像力等により検
出できる欠陥の寸法が制限され、欠陥検出精度が低下す
る問題が生じる。
Further, reference numeral 5 in FIG. 1 denotes a rotary shaft to which the detection end 1 is fixed. The rotating shaft 5 is rotatably held at the center of the valve seat by a supporting device (not shown), and the rotating shaft 5 is rotated by a rotary drive source 6 such as a motor, so that the detection end 1 surrounds the inspection target portion of the valve seat all around. It is designed to scan over. Since the workpiece 50 to be inspected in this embodiment is a cylinder head of a 4-cylinder engine having two intake valves and two exhaust valves per cylinder, the number of valve seats to be inspected is 16 per cylinder head. become. Further, each of the valve seat portions 51 and 52 is relatively small, having a diameter of about 30 millimeters, and is arranged on the upper surface of the work (engine cylinder head) 50 as shown in FIG. Therefore, if all the valve seats are photographed at once using an ITV camera and an attempt is made to extract defects by image processing, the ratio of the area of the inspection target portion (valve seat) to the area of the entire image (entire upper surface of the cylinder head). Is extremely small, the size of the defect that can be detected by the resolution of the ITV camera is limited as described above, and there is a problem that the defect detection accuracy is reduced.

【0024】また、図2にシリンダヘッド50のバルブ
シート部51、52のバルブ軸線に沿った断面を示す
が、図2から判るようにバルブシート部51、52の検
査対象部位54は円錐面状になっているため、照明と撮
影とを一方向から行ったのでは、必ず陰影が生じてしま
い、全部のバルブシートに対して最適な照明と撮影の角
度とを得ることは不可能である。
FIG. 2 shows a cross section of the valve seat portions 51, 52 of the cylinder head 50 taken along the valve axis. As can be seen from FIG. 2, the inspection target portion 54 of the valve seat portions 51, 52 has a conical surface shape. Therefore, if the illumination and the photographing are performed from one direction, the shadow is always generated, and it is impossible to obtain the optimum illumination and the photographing angle for all the valve seats.

【0025】このため、前述の特願平4−152048
号では、一回に撮像する領域を検査対象部位54の一部
に絞り、1つのバルブシートについて撮像、画像処理、
判定の操作を数回繰り返すことにより欠陥検査を行って
いる。従って本実施例のように、16個のバルブシート
を有するようなシリンダヘッドの検査を完了するために
は、上記撮像、画像処理、判定の各操作の回数が極めて
多くなり、検査に要する時間が長くなる問題が生じる。
本実施例では、図3に示すような検出端1を用いて、バ
ルブシートの検査対象部位の走査を行い、1回の動作で
1つのバルブシート全体の検査を行うことにより検査時
間を短縮している。
Therefore, the above-mentioned Japanese Patent Application No. 4-152048.
In the No. issue, the region to be imaged at one time is narrowed down to a part of the inspection target portion 54, and image pickup, image processing,
The defect inspection is performed by repeating the determination operation several times. Therefore, in order to complete the inspection of the cylinder head having 16 valve seats as in the present embodiment, the number of operations of the image pickup, the image processing, and the determination is extremely large, and the time required for the inspection is large. The problem of lengthening occurs.
In the present embodiment, by using the detection end 1 as shown in FIG. 3, the inspection target portion of the valve seat is scanned, and the entire inspection of one valve seat is performed by one operation, thereby shortening the inspection time. ing.

【0026】図3は本実施例の検出端1の詳細を示す図
である。図3において、4は照明用光ファイバ2と受光
用光ファイバ3とを束ねてそれぞれ定位置に保持するた
めのホルダを示す。図3に示すように、ホルダ4はバル
ブシートの検査対象部位54に近接して対向する端面7
を有し、端面7上では受光用光ファイバ3の端部と照明
用光ファイバ2の端部は互いに所定の間隔をあけてそれ
ぞれ一列に、検査対象部位54幅方向に配列されてい
る。
FIG. 3 is a diagram showing details of the detection end 1 of this embodiment. In FIG. 3, reference numeral 4 denotes a holder for bundling the illumination optical fiber 2 and the light receiving optical fiber 3 and holding them in place. As shown in FIG. 3, the holder 4 has an end surface 7 that is close to and in opposition to the inspection target portion 54 of the valve seat.
On the end face 7, the end portion of the light receiving optical fiber 3 and the end portion of the illuminating optical fiber 2 are arranged in a row at a predetermined interval in the width direction of the inspection target portion 54.

【0027】欠陥検出時には、ホルダ4は回転軸5によ
り、端面7が検査対象部位54に所定の間隔をあけて正
対するように保持される。この状態で照明装置30から
各照明用光ファイバ2を介して検査対象部位54に照明
光を照射することにより、各受光用光ファイバ3の端部
には、対向する検査対象部位54の表面で反射した照明
光が入射する。また、検査対象部位54に表面欠陥があ
る場合には、欠陥部では照明光が散乱するため、欠陥部
に対向する受光用光ファイバ3端部に入射する反射光の
強度が低下する。従って、後述のように、回転軸5を回
転させて検出端1により検査対象部位54をバルブシー
ト全周にわたって走査することにより検査対象部位54
上の表面欠陥の有無を検出することができる。
At the time of detecting a defect, the holder 4 is held by the rotating shaft 5 so that the end surface 7 faces the inspection object portion 54 at a predetermined interval. In this state, the illumination device 30 irradiates the inspection target portion 54 with the illumination light through the respective illumination optical fibers 2, so that the end portions of the respective light receiving optical fibers 3 are exposed on the surface of the opposing inspection target portion 54. The reflected illumination light enters. Further, when the inspection target portion 54 has a surface defect, the illumination light is scattered at the defect portion, so that the intensity of the reflected light incident on the end portion of the light receiving optical fiber 3 facing the defect portion is reduced. Therefore, as will be described later, by rotating the rotary shaft 5 and scanning the inspection target portion 54 with the detection end 1 over the entire circumference of the valve seat, the inspection target portion 54 is scanned.
The presence or absence of the above surface defects can be detected.

【0028】なお、照明用光ファイバ2は、表面欠陥部
が陰影となって鮮明に現れるように検査対象面54に所
定の角度で斜め方向から均一に照明光を供給するように
配向されている。また、図1に示すように、照明用光フ
ァイバ2と受光用光ファイバ3とは、ホルダ4から所定
距離離れた部分で分岐して、それぞれ独立した光ファイ
バ束を形成して後述の照明装置30と光量検出装置10
とにそれぞれ接続されている。
The illuminating optical fiber 2 is oriented so that the illuminating light is uniformly supplied to the surface 54 to be inspected at a predetermined angle from an oblique direction so that the surface defects appear clearly as shadows. . Further, as shown in FIG. 1, the illuminating optical fiber 2 and the light receiving optical fiber 3 are branched at a portion separated from the holder 4 by a predetermined distance to form independent optical fiber bundles to form an illuminating device described later. 30 and light amount detection device 10
Connected to and respectively.

【0029】図4は、各検出端1からの照明用光ファイ
バ2が接続される照明装置30の構成をを示している。
照明装置30は、検出端1からの各照明用光ファイバ2
を、その端面を一定の方向に向けて固定保持する照明用
光ファイバホルダ31と、各照明用光ファイバ2の端面
に垂直に照明光が入射するように配置された高輝度ラン
プ等の光源32を備えており、光源32からの照明光は
各照明用光ファイバを介して検出端1から均等にバルブ
シートの検査対象部位54に配分される。
FIG. 4 shows the structure of the illuminating device 30 to which the illuminating optical fiber 2 from each detecting end 1 is connected.
The illuminating device 30 includes the illuminating optical fibers 2 from the detecting end 1.
And an optical fiber holder 31 for fixing the end face thereof in a fixed direction, and a light source 32 such as a high-intensity lamp arranged so that the illuminating light enters perpendicularly to the end face of each optical fiber 2 for illumination. The illumination light from the light source 32 is evenly distributed from the detection end 1 to the inspection target portion 54 of the valve seat through each illumination optical fiber.

【0030】図5は、各検出端1からの受光用光ファイ
バ3が接続される光量検出装置10の構成を示す図であ
る。本実施例では、光量検出装置10は図5に示すよう
に各受光用光ファイバ3の端部(出力端)を一定方向に
向けて所定位置に一列に保持する受光用光ファイバホル
ダ12と、CCDラインセンサ11及び受光用光ファイ
バ3の各出力端の像をCCDラインセンサ11上に結像
させるための結像レンズ17とが備えられている。
FIG. 5 is a diagram showing the structure of the light quantity detecting device 10 to which the light receiving optical fiber 3 from each detecting end 1 is connected. In this embodiment, the light amount detection device 10 has a light-receiving optical fiber holder 12 for holding the end portions (output ends) of the respective light-receiving optical fibers 3 in a predetermined direction in a line as shown in FIG. The CCD line sensor 11 and an image forming lens 17 for forming an image of each output end of the light receiving optical fiber 3 on the CCD line sensor 11 are provided.

【0031】CCDラインセンサは11は、入射した光
の強度に応じた電圧信号を発生する電荷結合素子(char
ge coupled device)を一列に配列したセンサであり、各
受光用光ファイバ3の出力端の像は、結像レンズ17に
よりラインセンサ11の対応する素子上に結像するよう
になっている。ラインセンサ11の各素子からの出力信
号はケーブル15を介して欠陥検出装置20に送られ、
装置内の比較回路により、予め設定されたしきい値と比
較される。
The CCD line sensor 11 is a charge-coupled device (char) that generates a voltage signal according to the intensity of incident light.
The image of the output end of each light receiving optical fiber 3 is formed on the corresponding element of the line sensor 11 by the imaging lens 17. Output signals from the respective elements of the line sensor 11 are sent to the defect detection device 20 via the cable 15,
It is compared with a preset threshold value by a comparison circuit in the device.

【0032】前述のように、受光用光ファイバ3の検出
端側端部に入射する反射光の強度は受光用光ファイバ端
部が表面欠陥部に対向すると低下するため、表面欠陥部
に対向する受光用光ファイバ出力端からの光を受けるラ
インセンサ11素子の出力電圧は低下する。このため、
上記しきい値を適宜設定することにより表面欠陥の有無
を検出することができる。すなわち、回転軸5により検
出端1を検査対象部位54の内周面に沿って移動させる
と、表面欠陥がない場合にはラインセンサ11の素子の
出力電圧は高いレベルで安定しており変化しない。しか
し、検査対象部位に表面欠陥が存在すると、検出端1が
表面欠陥部を通過するときに欠陥部に対向する受光用光
ファイバの光を受ける素子の出力電圧はしきい値より低
くなる。
As described above, since the intensity of the reflected light incident on the end portion on the detection end side of the light receiving optical fiber 3 decreases when the end portion of the light receiving optical fiber faces the surface defect portion, it faces the surface defect portion. The output voltage of the line sensor 11 element receiving the light from the output end of the light receiving optical fiber decreases. For this reason,
The presence or absence of surface defects can be detected by appropriately setting the threshold value. That is, when the detection end 1 is moved along the inner peripheral surface of the inspection target portion 54 by the rotating shaft 5, the output voltage of the element of the line sensor 11 is stable at a high level and does not change when there is no surface defect. . However, if a surface defect exists in the inspection target portion, the output voltage of the element that receives the light of the light receiving optical fiber facing the defective portion when the detection end 1 passes through the surface defective portion becomes lower than the threshold value.

【0033】このため、検出端1で検査対象部位54の
内周面を走査している間のラインセンサ11各素子の出
力電圧の変化を監視することにより検査対象部位54の
表面欠陥の有無を正確に検出することができる。そして
表面欠陥が検出されたワークは、検査工程から取り出さ
れ原材料として再生される。また、表面欠陥が検出され
ないワークは次工程に供給される。
Therefore, the presence or absence of the surface defect of the inspection target portion 54 is checked by monitoring the change in the output voltage of each element of the line sensor 11 while the inner peripheral surface of the inspection target portion 54 is being scanned by the detection end 1. Can be accurately detected. Then, the work in which the surface defect is detected is taken out from the inspection step and regenerated as a raw material. Further, the work whose surface defect is not detected is supplied to the next process.

【0034】本実施例では、欠陥検出装置20は、走査
中にラインセンサ11の各素子のいずれかの出力電圧が
しきい値より低下した場合には警告灯の点灯等により操
作者に報知する。本実施例によれば、1つのバルブシー
トの検査は、回転軸5をバルブシートの所定位置にセッ
トしてバルブシート内周面を検出端1で走査するだけで
完了し、1つのバルブシートの検査を1工程で終了する
ことができるため、バルブシートの検査面を複数の領域
に分割して各領域毎に撮像、画像処理、判定等の操作を
行う場合に較べて大幅に検査時間を短縮することが可能
となる。
In the present embodiment, the defect detecting device 20 notifies the operator by turning on a warning light or the like when the output voltage of any of the elements of the line sensor 11 falls below a threshold value during scanning. . According to the present embodiment, the inspection of one valve seat is completed by setting the rotary shaft 5 at a predetermined position of the valve seat and scanning the inner peripheral surface of the valve seat with the detection end 1. Since the inspection can be completed in one step, the inspection time is greatly reduced compared to the case where the inspection surface of the valve seat is divided into multiple areas and the operations such as imaging, image processing and judgment are performed for each area. It becomes possible to do.

【0035】なお、上記実施例では走査方向に直角に受
光用光ファイバ3と照明用光ファイバ2とを配列した検
出端1によりバルブシート内周面を走査することにより
画像処理を行わずに欠陥検出を行っているが、内周面を
走査する代わりに、後述の図13、図14に示すような
検出端を使用してバルブシート内周面の全周を同時に撮
像して画像処理することにより、1つのバルブシートの
検査を1工程で終了するようにしても同様に検査時間の
短縮を図ることが可能である。
In the above embodiment, the inner peripheral surface of the valve seat is scanned by the detecting end 1 in which the light receiving optical fiber 3 and the illuminating optical fiber 2 are arranged at right angles to the scanning direction, so that a defect is generated without performing image processing. Although detection is performed, instead of scanning the inner peripheral surface, the entire circumference of the inner peripheral surface of the valve seat is simultaneously imaged by using a detection end as shown in FIGS. 13 and 14 described later to perform image processing. Therefore, even if the inspection of one valve seat is completed in one step, the inspection time can be similarly shortened.

【0036】次に、本発明の第2の実施例を説明する。
上述の実施例では、バルブシートの検査対象部位は円錐
状をなす単一の傾斜面であった。これに対し、本実施例
は図6に示すように複数の傾斜が異なる検査対象面5
4、55、56を有するバルブシートの検査等に特に有
効な表面欠陥検出方法及び装置を示している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the above-described embodiment, the inspection target portion of the valve seat is a single conical inclined surface. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG.
4 shows a surface defect detecting method and apparatus particularly effective for inspection of a valve seat having 4, 55, 56.

【0037】本実施例においても、装置の全体構成は図
1に示したものと同様であり、回転軸5により検出端1
を移動させてバルブシート内周面の走査を行い、検査対
象部位の表面欠陥を検出する。図7は本実施例に使用す
る検出端1の詳細を示す図である。図7において、検出
端1の端面7は、それぞれ検査対象面54、55、56
に正対するように互いに角度を持った面7a、7b、7
cから構成されており、照明用光ファイバ2と受光用光
ファイバ3とがそれぞれの面7aから7cに配列されて
いる。
Also in this embodiment, the entire structure of the apparatus is the same as that shown in FIG.
Is moved to scan the inner peripheral surface of the valve seat, and the surface defect of the inspection target portion is detected. FIG. 7 is a diagram showing details of the detection end 1 used in this embodiment. In FIG. 7, the end surface 7 of the detection end 1 is the inspection target surfaces 54, 55, 56, respectively.
Faces 7a, 7b, 7 which are angled to face each other.
The optical fiber 2 for illumination and the optical fiber 3 for receiving light are arranged on the respective surfaces 7a to 7c.

【0038】本実施例においても、前述の実施例と同様
に照明装置30から受光用光ファイバ2を介して各検査
対象面に照明光を供給し、各検査対象面からの反射光を
受光用光ファイバ3で受光することにより表面欠陥の有
無を検出する。しかし、本実施例のように互いに角度を
なす複数の検査対象面をこの方法で検査使用とすると、
他の検査対象面における反射光が隣接する検査対象面に
対向する受光用光ファイバにまで入射することになり、
表面欠陥の検出精度が低下する場合がある。
Also in this embodiment, similarly to the above-described embodiments, the illumination light is supplied from the illuminating device 30 to each inspection target surface through the light receiving optical fiber 2, and the reflected light from each inspection target surface is received. The presence or absence of a surface defect is detected by receiving light with the optical fiber 3. However, when a plurality of surfaces to be inspected that form an angle with each other as in this embodiment are used for inspection by this method,
The reflected light on the other surface to be inspected will be incident on the light receiving optical fiber facing the adjacent surface to be inspected,
The detection accuracy of surface defects may decrease.

【0039】すなわち、各検査対象面はそれぞれ傾斜が
異なっているため、対応する照明用光ファイバ3からそ
れぞれの検査対象面に供給された照明光は、それぞれの
検査対象面の傾斜に応じた方向に反射することになる。
このため、例えば、図7において、検出端1の面7b上
の照明用光ファイバ2bから照射され、検査対象面55
で反射した光の一部が検出端1の隣接した面7cの受光
用光ファイバ3cにも入射することになる。このため、
面7cの受光用光ファイバ3cは表面欠陥部を通過した
場合でも受光する光強度の低下が少なくなり受光用光フ
ァイバ3cにおける欠陥検出精度が低下することにな
る。
That is, since the respective surfaces to be inspected have different inclinations, the illumination light supplied from the corresponding optical fiber 3 for illumination to the respective surfaces to be inspected is directed in the direction corresponding to the inclination of the respective surfaces to be inspected. Will be reflected.
For this reason, for example, in FIG. 7, the irradiation is performed from the illumination optical fiber 2b on the surface 7b of the detection end 1 and the inspection target surface 55
A part of the light reflected by will also enter the light-receiving optical fiber 3c of the adjacent surface 7c of the detection end 1. For this reason,
Even if the light receiving optical fiber 3c on the surface 7c passes through the surface defect portion, the decrease in the intensity of the received light is reduced, and the defect detection accuracy in the light receiving optical fiber 3c is reduced.

【0040】本実施例では、後述するように、各照明用
光ファイバから検査対象面に異なる周波数の光を供給す
るとともに、各受光用光ファイバに入射する反射光のう
ち、対向する検査対象面に照射される照明光の周波数に
等しい周波数の光の強度を検出して欠陥の有無を判定す
ることにより上記の問題を解決している。これにより、
各照明用光ファイバから、検査対象面の領域毎に異なる
周波数の照明光が供給されるため、他の検査対象面から
の反射光の影響が排除され、欠陥検出精度を向上させる
ことができる。
In the present embodiment, as will be described later, while supplying light of different frequencies from the respective illumination optical fibers to the inspection target surface, of the reflected light incident on the respective light receiving optical fibers, the opposite inspection target surface is provided. The above problem is solved by detecting the intensity of light having a frequency equal to the frequency of the illumination light with which the light is irradiated to determine whether there is a defect. This allows
Since the illumination optical fibers of different frequencies are supplied from the respective illumination optical fibers to the regions of the inspection target surface, the influence of the reflected light from the other inspection target surfaces is eliminated, and the defect detection accuracy can be improved.

【0041】図8は本実施例に使用する照明装置30の
詳細を示す。図8において、31は検出端1からの各照
明用光ファイバ2を、その端面を一定の方向に向けて一
列に固定保持する照明用光ファイバホルダ、32は高輝
度ランプ等の光源を示す。また、33は各照明用光ファ
イバにそれぞれ異なる周波数の透過光を供給するための
フィルタアレイ、34、35は光源32からの照明光を
各照明用光ファイバ端面に集光するための集光レンズで
ある。
FIG. 8 shows the details of the illumination device 30 used in this embodiment. In FIG. 8, reference numeral 31 denotes an illuminating optical fiber holder for fixing and holding each illuminating optical fiber 2 from the detection end 1 in a line with its end face directed in a fixed direction, and 32 denotes a light source such as a high-intensity lamp. Further, 33 is a filter array for supplying transmitted light of different frequencies to the respective illumination optical fibers, and 34 and 35 are condenser lenses for converging the illumination light from the light source 32 on the end faces of the respective illumination optical fibers. Is.

【0042】図9は図8のフイルタアレイ33を示す。
フィルタアレイ33は、各照明用光ファイバ端面に対応
する位置に、それぞれ透過周波数のことなる光学フィル
タ33a、33b、……を備えている。このため、集光
レンズ34、35から供給される照明光は、各光学フィ
ルタ33a、33b、……を通過して各照明用光ファイ
バの端部にはそれぞれ互いに異なる周波数の光のみが入
射するようになっている。これにより、各検査対象面に
は照明用光ファイバ毎に異なる周波数の照明光が照射さ
れることになる。
FIG. 9 shows the filter array 33 of FIG.
The filter array 33 includes optical filters 33a, 33b, ... Having different transmission frequencies at positions corresponding to the end faces of the respective optical fibers for illumination. Therefore, the illumination light supplied from the condenser lenses 34, 35 passes through the respective optical filters 33a, 33b, ... And enters only the light of different frequencies into the end portions of the respective illumination optical fibers. It is like this. As a result, each inspection target surface is irradiated with illumination light of a different frequency for each illumination optical fiber.

【0043】次に、図10に本実施例に使用する光量検
出装置10の詳細を示す。本実施例の光量検出装置10
は、前述の実施例の光量検出装置(図5)と同様に、各
受光用光ファイバの出力端を所定位置に一列に保持する
受光用光ファイバホルダ12と、CCDラインセンサ1
1及び結像レンズ17とが備えている。また、各受光用
光ファイバの出力端と結像レンズ17との間には、図9
と同様な構成のフィルタアレイ14が設けられている。
フィルタアレイ14には、各受光用光ファイバ出力端に
対応する位置にそれぞれの受光用光ファイバ検出端が対
向する検査対象面領域に照射される照明光の周波数と等
しい周波数の光のみを透過する光学フィルタを備えてい
る。従って各受光用光ファイバ検出端からCCDライン
センサ11には、それぞれの受光用光ファイバ検出端に
照射された照明光の反射光のみが入射することになる。
Next, FIG. 10 shows the details of the light amount detecting device 10 used in this embodiment. Light amount detection device 10 of the present embodiment
The light receiving optical fiber holder 12 for holding the output ends of the respective light receiving optical fibers in a predetermined position in a row, and the CCD line sensor 1 as in the light amount detecting device (FIG. 5) of the above-described embodiment.
1 and the imaging lens 17. In addition, between the output end of each light receiving optical fiber and the imaging lens 17, as shown in FIG.
A filter array 14 having the same configuration as that of is provided.
The filter array 14 transmits only light having a frequency equal to the frequency of the illumination light with which the light receiving optical fiber detection end faces the inspection target surface area facing the light receiving optical fiber output end. It has an optical filter. Therefore, only the reflected light of the illumination light emitted to the respective light receiving optical fiber detecting ends enters the CCD line sensor 11 from the respective light receiving optical fiber detecting ends.

【0044】本実施例においても、CCDラインセンサ
11の出力は、図5と同様の欠陥検出装置20に導か
れ、前述の実施例と同様の方法で欠陥検出が行われる。
そして表面欠陥が検出されたワークは、検査工程から取
り出され原材料として再生される。また、表面欠陥が検
出されないワークは次工程に供給される。本実施例によ
れば、各照明用光ファイバ毎に異なる周波数の照明光を
検査対象面に照射し、各受光用光ファイバ検出端に入力
する反射光のうち、各受光用光ファイバが対向する検査
対象領域に照射される照明光の周波数に等しい周波数の
光の強度のみを検出するようにしたことにより、検査面
の他の部分からの反射光の影響を排除して表面欠陥検出
精度を向上させることが可能となる。
Also in this embodiment, the output of the CCD line sensor 11 is guided to the defect detecting device 20 similar to that shown in FIG. 5, and the defect is detected by the same method as in the above-mentioned embodiments.
Then, the work in which the surface defect is detected is taken out from the inspection step and regenerated as a raw material. Further, the work whose surface defect is not detected is supplied to the next process. According to this embodiment, each of the light receiving optical fibers faces the inspection target surface with illumination light having a different frequency for each illumination optical fiber, and among the reflected light input to each light receiving optical fiber detection end, the light receiving optical fibers face each other. By detecting only the intensity of light with a frequency equal to the frequency of the illumination light that illuminates the area to be inspected, the influence of reflected light from other parts of the inspection surface is eliminated and surface defect detection accuracy is improved. It becomes possible.

【0045】なお、本実施例では図8と図10とに示す
ように、照明装置30と光量検出装置10とにフィルタ
アレイを組み込んでいるが、図11に示すように、検出
端1のそれぞれ対応する照明用光ファイバと受光用光フ
ァイバとの端部を一組として、それぞれの組毎に異なる
透過周波数を有する光学フィルタ33a、33b、…を
検出端1の面7に装着するようにしてもよい。この場合
には照明装置30と光量検出装置10とには図8、図1
0のフィルタアレイ33、14を設ける必要がなく、図
4、図5と同様の構成とすることが可能となり装置が簡
略化される利点がある。
In this embodiment, as shown in FIGS. 8 and 10, a filter array is incorporated in the illuminating device 30 and the light amount detecting device 10. However, as shown in FIG. The corresponding ends of the optical fiber for illumination and the optical fiber for receiving light are set as one set, and the optical filters 33a, 33b, ... Having different transmission frequencies for each set are mounted on the surface 7 of the detection end 1. Good. In this case, the illuminating device 30 and the light amount detecting device 10 are not shown in FIG.
It is not necessary to provide the filter arrays 33 and 14 of 0, and it is possible to have the same configuration as that in FIGS. 4 and 5, and there is an advantage that the device is simplified.

【0046】また、本実施例では、各照明用光ファイバ
と受光用光ファイバ毎に照明光及び検出する反射光の周
波数を変えているが、例えば小径の光ファイバを使用し
てそれぞれ照明用光ファイバや受光用光ファイバを密集
して配列するような場合には、複数の照明用光ファイバ
と受光用光ファイバとを1つのグループとして各光ファ
イバグループ毎に周波数を変えるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the frequencies of the illumination light and the reflected light to be detected are changed for each of the illumination optical fiber and the light receiving optical fiber. However, for example, an optical fiber having a small diameter is used for the illumination light. When the fibers and the light receiving optical fibers are densely arranged, the plurality of illumination optical fibers and the light receiving optical fibers may be set as one group and the frequency may be changed for each optical fiber group.

【0047】また、本実施例では検査対象部位が傾斜が
異なる複数の面で構成される場合に、隣接する面からの
反射光により表面欠陥検出精度が低下する問題について
説明したが、図2のように検査対象部位が単一の面で構
成される場合にも同様な問題が生じ得る。すなわち、図
3のように検出端1に多数の照明用光ファイバを配列し
た場合、受光用光ファイバには対向する検査対象領域以
外からの反射光が入射してしまい欠陥検出精度が低下す
るおそれがある。従って図2、図3の実施例において
も、本実施例のように各照明用光ファイバ毎に照明光の
周波数を変え、該当する周波数の反射光強度のみを検出
するようにすれば、さらに表面欠陥検出精度を向上させ
ることができる。
Further, in the present embodiment, when the inspection target portion is composed of a plurality of surfaces having different inclinations, the problem that the surface defect detection accuracy is lowered by the reflected light from the adjacent surfaces has been described. Similar problems may occur even when the inspection target portion is composed of a single plane. That is, when a large number of illumination optical fibers are arranged at the detection end 1 as shown in FIG. 3, there is a possibility that reflected light from a region other than the opposing inspection target region may be incident on the light receiving optical fibers and the defect detection accuracy may be reduced. There is. Therefore, also in the embodiments of FIGS. 2 and 3, if the frequency of the illumination light is changed for each illumination optical fiber and only the reflected light intensity of the corresponding frequency is detected as in this embodiment, the surface is further increased. The defect detection accuracy can be improved.

【0048】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。上述の実施例は、いずれも1度に一つの検査対象
部位(バルブシート)の検査を行い、順次全部の検査対
象部位について同一の検査を繰り返しているため、1つ
の製品の検査対象部位の数が増大するとそれに応じて検
査に要する時間が増大する問題がある。以下に説明する
実施例では、1度に複数の検査対象部位を同時に検査す
ることにより検査に要する時間を短縮し、この問題を解
決している。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In each of the above-described embodiments, one inspection target portion (valve seat) is inspected at a time, and the same inspection is repeated for all inspection target portions, so that the number of inspection target portions of one product is increased. Is increased, there is a problem that the time required for inspection is increased accordingly. In the embodiment described below, the time required for the inspection is shortened by simultaneously inspecting a plurality of inspection target parts at one time, and this problem is solved.

【0049】図12は、本実施例の検査装置の全体を示
す図である。図12において、50は図1に示したと同
様なエンジンシリンダヘッド(ワーク)、51、52は
シリンダヘッド上に加工されたそれぞれ吸気弁用と排気
弁用のバルブシートを示す。図12にその全体を1で示
すのは、各バルブシート部の欠陥を検出する検出端、2
は検査対象部位に照明光を供給する照明用光ファイバ、
3は受光用光ファイバを示す。照明用光ファイバ2と受
光用光ファイバ3とは、検出端1の部分では、後述のよ
うに一体に束ねられているが、検出端1から離れた部分
では互いに分岐して独立しており、各検出端に接続され
た照明用光ファイバ2は照明装置30に、また、各検出
端に接続された受光用光ファイバ3はその全部が後述す
る光量検出装置10に接続されている。光量検出装置1
0の出力は欠陥検出装置20に供給される。また、25
は欠陥検出装置20に接続されたモニタである。図13
は検出端1の外観を、図14は検出端1の軸線に沿った
断面を示している。本実施例では、各バルブシートの、
図2に示した検査対象部位54を検査するために、図1
3、図14に示した形状の検出端1を使用し、16個所
のバルブシートを吸気弁用バルブシート51と排気弁用
バルブシート52とに分けて、それぞれ8個所ずつを1
回で検査を行っており、合計8個の検出端を使用してい
る。
FIG. 12 is a diagram showing the entire inspection apparatus of this embodiment. In FIG. 12, 50 is an engine cylinder head (workpiece) similar to that shown in FIG. 1, and 51 and 52 are valve seats for the intake valve and the exhaust valve, which are processed on the cylinder head, respectively. In FIG. 12, the whole is shown by 1 as a detection end for detecting a defect in each valve seat portion, and 2
Is an optical fiber for illumination that supplies illumination light to the site to be inspected,
Reference numeral 3 denotes a light receiving optical fiber. The illuminating optical fiber 2 and the receiving optical fiber 3 are bundled together at the detecting end 1 portion as described later, but are branched and independent from each other at the distant portion from the detecting end 1. The illumination optical fiber 2 connected to each detection end is connected to the illumination device 30, and the light reception optical fiber 3 connected to each detection end is entirely connected to the light amount detection device 10 described later. Light intensity detector 1
The output of 0 is supplied to the defect detection device 20. Also, 25
Is a monitor connected to the defect detection apparatus 20. FIG.
Shows the appearance of the detection end 1, and FIG. 14 shows a cross section along the axis of the detection end 1. In this embodiment, for each valve seat,
In order to inspect the inspection target portion 54 shown in FIG.
3. Using the detection end 1 having the shape shown in FIG. 14, 16 valve seats are divided into an intake valve valve seat 51 and an exhaust valve valve seat 52, and 8 seats are provided for each of 8 seats.
The inspection is performed once, and a total of eight detection ends are used.

【0050】図13、図14において、4は照明用光フ
ァイバ2と受光用光ファイバ3とを束ねてそれぞれ定位
置に保持するためのホルダ、41はホルダ4から軸線方
向に延設されたガイドを示す。図15は、図14のV−
V線に沿った光ファイバ束の断面を示す。図15に示す
ように、照明用光ファイバ2は、受光用光ファイバ束3
の周囲を囲むようにホルダ4により束ねられている。ま
た、ホルダ4内では、照明用光ファイバ束2と受光用光
ファイバ束3とはそれぞれ円錐状に拡げられて、検査対
象部位に対向する端面では、受光用光ファイバ3の端部
と照明用光ファイバ2の端部はそれぞれ所定の方向を指
向して円環状に露出するようにホルダ4に固定されてい
る。
In FIGS. 13 and 14, 4 is a holder for bundling the illumination optical fiber 2 and the receiving optical fiber 3 and holding them in place, and 41 is a guide extending from the holder 4 in the axial direction. Indicates. FIG. 15 shows V- of FIG.
5 shows a cross section of an optical fiber bundle along the V line. As shown in FIG. 15, the illumination optical fiber 2 includes the light receiving optical fiber bundle 3
Are bundled by the holder 4 so as to surround the circumference of. Further, in the holder 4, the illumination optical fiber bundle 2 and the light receiving optical fiber bundle 3 are each expanded in a conical shape, and at the end face facing the inspection target portion, the end portion of the light receiving optical fiber 3 and the illumination optical fiber bundle 3 are illuminated. The ends of the optical fibers 2 are fixed to the holder 4 so as to be oriented in a predetermined direction and exposed in an annular shape.

【0051】欠陥検出時にはホルダ4は、図14に示す
ようにガイド41を吸気弁または排気弁のバルブステム
ガイド58に挿入して、ホルダ4の端面がシリンダヘッ
ド50の上面に当接した状態になるようにバルブシート
部51または52に取り付けられる。これにより、ホル
ダ4はバルブステムガイド58とシリンダヘッド50上
面とにより位置決めされるため、照明用光ファイバ2端
面と受光用光ファイバ3端面とがバルブシートの検査対
象部位54と一定の相対位置関係を維持するようにホル
ダ4をバルブシート部に取り付けることが容易となる。
受光用光ファイバ3は、上記のようにホルダ4をバルブ
シート部に位置決めしたときに受光用光ファイバ3の端
面が所定の間隙をおいて検査対象面54の全領域に正対
するように配向されている。また、照明用光ファイバ2
は、表面欠陥部が陰影となって鮮明に現れるように検査
対象面54に所定の角度で斜め方向から均一に照明光を
供給するように配向されている。
When a defect is detected, the holder 4 inserts the guide 41 into the valve stem guide 58 of the intake valve or the exhaust valve as shown in FIG. 14 so that the end surface of the holder 4 is in contact with the upper surface of the cylinder head 50. It is attached to the valve seat part 51 or 52 so that it becomes. As a result, the holder 4 is positioned by the valve stem guide 58 and the upper surface of the cylinder head 50, so that the end surface of the illumination optical fiber 2 and the end surface of the light receiving optical fiber 3 are in a fixed relative positional relationship with the inspection target portion 54 of the valve seat. It becomes easy to attach the holder 4 to the valve seat portion so as to maintain the above condition.
The light-receiving optical fiber 3 is oriented so that the end surface of the light-receiving optical fiber 3 faces the entire area of the inspection target surface 54 with a predetermined gap when the holder 4 is positioned in the valve seat portion as described above. ing. Also, the optical fiber 2 for illumination
Are oriented so that the illumination light is uniformly supplied from the oblique direction to the inspection target surface 54 at a predetermined angle so that the surface defect portion clearly appears as a shadow.

【0052】また、図14に示すように、照明用光ファ
イバ2と受光用光ファイバ3とは、ホルダ4から所定距
離離れた部分で分岐して、それぞれ独立した光ファイバ
束を形成して照明装置30と光量検出装置10とにそれ
ぞれ接続されている。図16は、各検出端1からの照明
用光ファイバ2が接続される照明装置30の構成をを示
している。照明装置30は、各検出端1からの照明用光
ファイバ2を、その端面を一定の方向に向けて固定保持
する照明用光ファイバホルダ31と、各照明用光ファイ
バ2の端面に垂直に照明光が入射するように配置された
高輝度ランプ等の光源32を備えており、光源32から
の照明光は各照明用光ファイバを介して均等にバルブシ
ートの検査対象部位54に配分される。
Further, as shown in FIG. 14, the illumination optical fiber 2 and the light receiving optical fiber 3 are branched at a portion distant from the holder 4 by a predetermined distance to form independent optical fiber bundles for illumination. They are connected to the device 30 and the light amount detection device 10, respectively. FIG. 16 shows a configuration of the illumination device 30 to which the illumination optical fiber 2 from each detection end 1 is connected. The illuminating device 30 illuminates the illuminating optical fiber 2 from each detecting end 1 perpendicularly to the illuminating optical fiber holder 31 that holds the illuminating optical fiber 2 in a fixed direction with its end face fixed. A light source 32 such as a high-intensity lamp arranged so that light is incident is provided, and the illumination light from the light source 32 is evenly distributed to the inspection target portion 54 of the valve seat via each illumination optical fiber.

【0053】図17は、各検出端1からの受光用光ファ
イバ3が接続される光量検出装置10の構成を示す図で
ある。本実施例では、光量検出装置10は、各検出端1
からの受光用光ファイバ3の端部を一定方向に向けて所
定位置に固定保持する受光用光ファイバホルダ12と、
ホルダ12に保持された各受光用光ファイバ3端部の全
体を撮影するITVカメラ13とを備えている。
FIG. 17 is a diagram showing the structure of the light amount detecting device 10 to which the light receiving optical fiber 3 from each detecting end 1 is connected. In the present embodiment, the light amount detection device 10 includes each detection end 1
A light-receiving optical fiber holder 12 for fixing and holding the end portion of the light-receiving optical fiber 3 from a fixed direction in a predetermined direction.
An ITV camera 13 for photographing the entire end of each light-receiving optical fiber 3 held by the holder 12 is provided.

【0054】各検査対象部位の表面欠陥検出精度を向上
させるため、各検出端からの受光用光ファイバ3の端部
は、ホルダ12上にできるだけ間隔を詰めて配置され、
ITVカメラ13の撮影倍率は、これらの受光用光ファ
イバ端部の全体を一度に撮影できる範囲で最大限に設定
される。図18は、光量検出装置10のITVカメラ1
3で撮影した画像上での、各検出端の光ファイバ3端部
の配列を示している。本実施例では、8つの検出端から
の受光用光ファイバ3端部をできるだけ高倍率で同時に
撮影する必要があるため、ホルダ12上で各検出端から
の受光用光ファイバ3端部を図18に示すように配列
し、ITVカメラ13の視野を有効に利用できるように
している。
In order to improve the surface defect detection accuracy of each inspection target portion, the ends of the light receiving optical fibers 3 from the respective detection ends are arranged on the holder 12 as close as possible to each other.
The photographing magnification of the ITV camera 13 is set to the maximum within a range in which the entire end portions of these light receiving optical fibers can be photographed at one time. FIG. 18 shows the ITV camera 1 of the light amount detection device 10.
3 shows the arrangement of the ends of the optical fibers 3 at the respective detection ends on the image photographed in 3. In this embodiment, since the end portions of the light-receiving optical fiber 3 from the eight detection ends need to be simultaneously photographed at the highest magnification, the end portions of the light-receiving optical fiber 3 from the respective detection ends on the holder 12 are shown in FIG. In order to effectively use the field of view of the ITV camera 13 as shown in FIG.

【0055】また、図17に示すように、光量検出装置
10はケーブル15を介して欠陥検出装置20に接続さ
れ、ITVカメラ13で撮影された画像信号は、欠陥検
出装置20内で画像処理される。すなわち、画像信号は
欠陥検出装置20内で複数の画素に分割され、各画素の
明度を示すアナログ信号は、AD変換器により多階調レ
ベル(例えば256階調)のディジタル画像信号に変換
される。この画素毎のディジタル画像信号は、更に適当
なしきい値を用いて2値化され、得られた2値化画像は
欠陥検出装置20内のフレームメモリに格納される。
As shown in FIG. 17, the light amount detecting device 10 is connected to the defect detecting device 20 via the cable 15, and the image signal photographed by the ITV camera 13 is image-processed in the defect detecting device 20. It That is, the image signal is divided into a plurality of pixels in the defect detection device 20, and the analog signal indicating the brightness of each pixel is converted into a digital image signal of multiple gradation levels (for example, 256 gradations) by the AD converter. . The digital image signal for each pixel is further binarized using an appropriate threshold value, and the obtained binarized image is stored in the frame memory in the defect detection device 20.

【0056】また、欠陥検出装置20はケーブル15を
介してモニタ25に接続され、欠陥検出装置20のフレ
ームメモリに格納された上記2値化画像は、必要に応じ
てモニタ25に表示させることができる。前述のよう
に、図14において照明用光ファイバ2からバルブシー
トの検査対象面54に斜め方向から均一な照明光が供給
されると、検査対象面上の表面欠陥部では、反射光が散
乱するため表面欠陥部に正対した光ファイバ3に入射す
る反射光の強度が低下する。このため、光量検出装置1
0のホルダ12上に固定された側の受光用光ファイバ3
端部では、上記表面欠陥部に正対した光ファイバの端部
のみが他の光ファイバ端部に較べて明るさが低下する。
図19は、このときの光量検出装置10側の受光用光フ
ァイバ3端部の状態を示している。図19にAからCで
示すのは、表面欠陥部に正対した光ファイバの端部であ
り、それぞれ他の光ファイバ端部より暗くなっている。
従って、欠陥検出装置20における前述の2値化処理の
際のしきい値を適当な値に設定することにより、各検出
端からの受光用光ファイバ3端部の画像に上記明度の低
い光ファイバ端部が存在するか否かを容易に判定するこ
とができるため、各検査対象部位における表面欠陥の有
無を同時に判定することが可能となる。そして表面欠陥
が検出されたワークは、検査工程から取り出され原材料
として再生される。また、表面欠陥が検出されないワー
クは次工程に供給される。
The defect detecting device 20 is connected to the monitor 25 via the cable 15, and the binarized image stored in the frame memory of the defect detecting device 20 can be displayed on the monitor 25 as needed. it can. As described above, when uniform illumination light is supplied from the illumination optical fiber 2 to the inspection target surface 54 of the valve seat in an oblique direction in FIG. 14, the reflected light is scattered at the surface defect portion on the inspection target surface. Therefore, the intensity of the reflected light that is incident on the optical fiber 3 facing the surface defect portion is reduced. Therefore, the light amount detection device 1
Optical fiber 3 for receiving light on the side fixed on the holder 12
At the end, only the end of the optical fiber facing the surface defect portion has a lower brightness than the other end of the optical fiber.
FIG. 19 shows the state of the end portion of the light receiving optical fiber 3 on the light amount detection device 10 side at this time. Shown by A to C in FIG. 19 are the end portions of the optical fiber directly facing the surface defect portion, which are darker than the other end portions of the optical fiber.
Therefore, by setting the threshold value at the time of the above-described binarization processing in the defect detecting device 20 to an appropriate value, the optical fiber with low lightness is displayed in the image of the end of the light receiving optical fiber 3 from each detection end. Since it is possible to easily determine whether or not the edge exists, it is possible to simultaneously determine the presence or absence of the surface defect in each inspection target portion. Then, the work in which the surface defect is detected is taken out from the inspection step and regenerated as a raw material. Further, the work whose surface defect is not detected is supplied to the next process.

【0057】本実施例のシリンダヘッドでは、各バルブ
シートの直径は約30ミリメータであり、バルブシート
の環状の検査対象部位54の面積は1つ当たり約220
平方ミリメータになる。また、本実施例では一本の直径
が0.3ミリメータの光ファイバを受光用光ファイバに
使用しているため、1つの検査対象部位54の全面積を
洩れなく検査するために約3000本の光ファイバから
なる光ファイバ束を受光用光ファイバ3として使用して
いる。
In the cylinder head of this embodiment, the diameter of each valve seat is about 30 millimeters, and the area of the annular inspection target portion 54 of the valve seat is about 220.
It will be a square millimeter. Further, in the present embodiment, since one optical fiber having a diameter of 0.3 mm is used as the light receiving optical fiber, approximately 3000 optical fibers are used to inspect the entire area of one inspection target portion 54 without omission. An optical fiber bundle composed of optical fibers is used as the light receiving optical fiber 3.

【0058】また、本実施例で使用する欠陥検出装置2
0は512×512画素のフレームメモリを使用してい
る。従って、図18に示すように3段×3列の配置で8
つの検出端からの受光用光ファイバ端を画像上に配列し
た場合には、1つの検出端からの受光用光ファイバ端部
(約3000本の光ファイバで構成される)には全体の
約1/9の画素数(約29000画素)が使用される。
このため、一本の光ファイバ端部(直径0.3ミリ)は
画像上、約9画素(29000/3000)で表示さ
れ、1画素が表示する検査対象部位の範囲(すなわち欠
陥検出精度)は、概略0.1ミリ×0.1ミリとなる。
一般に、バルブシート部に生じやすいブローホール等の
表面欠陥は直径0.3ミリから1ミリ程度の大きさであ
るため、本実施例の検出装置によれば、高い精度で表面
欠陥を検出することが可能になる。
Further, the defect detecting device 2 used in this embodiment
0 uses a frame memory of 512 × 512 pixels. Therefore, as shown in FIG. 18, 8 rows are arranged in 3 rows × 3 rows.
When the light-receiving optical fiber ends from one detection end are arranged on the image, the total amount of the light-receiving optical fiber ends (composed of about 3000 optical fibers) from one detection end is about 1 A number of pixels of / 9 (about 29000 pixels) is used.
Therefore, one end of the optical fiber (diameter 0.3 mm) is displayed on the image with about 9 pixels (29000/3000), and the range of the inspection target portion displayed by one pixel (that is, defect detection accuracy) is , Approximately 0.1 mm × 0.1 mm.
Generally, surface defects such as blowholes that are likely to occur in the valve seat portion have a diameter of about 0.3 mm to 1 mm. Therefore, according to the detection apparatus of the present embodiment, surface defects can be detected with high accuracy. Will be possible.

【0059】さらに、本実施例によれば、可撓性のある
照明用光ファイバと受光用光ファイバとを用いて、検出
端と光量検出装置や照明装置とを接続しているため、ワ
ークの形状や検査対象部位の位置にかかわらず容易に検
出端を検査対象部位にセットすることができる。また、
検出端では照明用光ファイバと受光用光ファイバとを一
体に束ねて固定しているため、検査対象部位の形状に合
わせてホルダ4内で予め最適な照明、受光の角度を設定
しておけば、検査対象部位に検出端をセットするだけで
常に最適な照明、受光の角度を得ることができる。この
ため、検査準備のための調整に要する時間が大幅に短縮
されるとともに、検出ミスを低減して高精度の検出を行
うことができる。
Further, according to this embodiment, since the detecting end and the light quantity detecting device and the illuminating device are connected by using the flexible optical fiber for illumination and the optical fiber for receiving light, it is possible to The detection end can be easily set on the inspection target portion regardless of the shape or the position of the inspection target portion. Also,
Since the optical fiber for illumination and the optical fiber for receiving light are bundled together and fixed at the detection end, it is necessary to set the optimal illumination and light receiving angles in the holder 4 in advance in accordance with the shape of the inspection target portion. The optimum illumination and light receiving angles can always be obtained simply by setting the detection end on the inspection target site. Therefore, the time required for the adjustment for the inspection preparation is significantly reduced, and the detection error can be reduced to perform the highly accurate detection.

【0060】また、本実施例によれば、検査対象部位を
直接撮影して画像処理するのではなく、検査対象部位の
反射光を受光用光ファイバで1か所に集めて、受光用光
ファイバ端部を撮影するようにしたため、従来のように
ITVカメラの解像力や欠陥検出装置のフレームメモリ
画素数等に制限されることなく、広い範囲に散在する小
さな面積の複数検査対象部位の撮影と画像処理とを一度
に行うことが可能となる。しかも本実施例によれば、一
つの検査対象部位を数回に分けて撮影、画像処理を繰り
返す必要がなく、複数の検査対象部位について同時に撮
影、画像処理の走査をおこなうことが可能となるため、
従来画像処理による欠陥検出法を適用することが実際上
困難であったような検査対象についても画像処理による
欠陥検出を適用することが可能となり、検査精度の向上
と検査時間の短縮とを同時に達成することができる。
Further, according to the present embodiment, instead of directly photographing the inspection target portion and performing image processing, the reflected light of the inspection target portion is collected in one place by the light receiving optical fiber, and the light receiving optical fiber is collected. Since the end portion is imaged, there is no limitation to the resolution of the ITV camera or the number of pixels of the frame memory of the defect detection device as in the conventional case, and the imaging and the image of a plurality of inspection target parts of a small area scattered in a wide range are performed. Processing and processing can be performed at the same time. Moreover, according to the present embodiment, it is not necessary to repeat imaging and image processing for one inspection target site several times, and it is possible to simultaneously perform imaging and image processing scanning for a plurality of inspection target sites. ,
It is now possible to apply defect detection by image processing to inspection targets for which it was actually difficult to apply the defect detection method by image processing in the past, and at the same time improve inspection accuracy and shorten inspection time. can do.

【0061】例えば、上述のバルブシートの検査に例を
とれば、従来の方法で画像処理による欠陥検出を行おう
とした場合には、バルブシート毎に検出端をセットし、
1度に1つのバルブシートの一部分ずつ撮影、画像処理
等の操作を行い、全部のバルブシートについてこれらの
操作を繰り返す必要がある。このため、1つのシリンダ
ヘッドの検査のためには上記撮影、画像処理の操作をバ
ルブシートの数の数倍の回数繰り返す必要があり、全体
の検査時間が極めて長くなることから実際上画像処理に
よる欠陥検出を適用することは困難であった。これに対
して、本実施例によれば、1度に8つのバルブシート全
体の撮影、画像処理等の操作を同時に行うことができ、
1つのシリンダヘッドの検査を2回の撮影で完了するこ
とができるため、従来困難であった画像処理による欠陥
検出を容易に行うことが可能となっている。
For example, taking the above-mentioned inspection of the valve seat as an example, when the defect detection by the image processing is to be performed by the conventional method, the detection end is set for each valve seat,
It is necessary to perform operations such as photographing and image processing one part of one valve seat at a time, and repeating these operations for all valve seats. Therefore, in order to inspect one cylinder head, it is necessary to repeat the above-mentioned shooting and image processing operations several times as many as the number of valve seats, and the overall inspection time becomes extremely long. It was difficult to apply defect detection. On the other hand, according to this embodiment, it is possible to simultaneously perform operations such as photographing of the entire eight valve seats and image processing at the same time.
Since the inspection of one cylinder head can be completed by taking the image twice, it is possible to easily detect a defect by image processing, which has been difficult in the past.

【0062】更に、上述のように画像処理を欠陥検出に
適用することにより、欠陥検出を自動化することが可能
となるのはもちろん、モニタ画面による目視検査の場合
でも検査者の個人差を排除して正確な検査を行うことが
可能となる。なお、本実施例においても、図7から図1
1の実施例のように各検査領域での照明光及び検出する
反射光の周波数を変えることにより、他の検査領域から
の反射光の影響を防止し、更に欠陥検出精度を向上させ
ることが可能である。
Further, by applying the image processing to the defect detection as described above, it becomes possible to automate the defect detection, and it is possible to eliminate the individual difference of the inspector even in the visual inspection on the monitor screen. It is possible to perform accurate inspection. It should be noted that, also in the present embodiment, FIG.
By changing the frequencies of the illumination light and the reflected light to be detected in each inspection area as in the first embodiment, it is possible to prevent the influence of the reflected light from other inspection areas and further improve the defect detection accuracy. Is.

【0063】[0063]

【発明の効果】各請求項に記載の、本発明によれば、上
述のように広い範囲に散在する複数の検査対象部位の検
査を短時間で精度良く行うことができるため、検査精度
の向上と検査時間の短縮とを同時に達成することが可能
となる共通の効果を有する。
According to the present invention as set forth in the claims, the inspection accuracy can be improved because the inspection of a plurality of inspection target sites scattered over a wide range as described above can be performed accurately in a short time. It has a common effect that it is possible to achieve both the reduction of inspection time and the inspection time at the same time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例のバルブシート部の検査対象部位
形状を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a shape of an inspection target portion of a valve seat portion of the embodiment of FIG.

【図3】図1の実施例の検出端の外観を示す斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of a detection end of the embodiment of FIG.

【図4】図1の実施例の照明装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a lighting device of the embodiment of FIG.

【図5】図1の実施例の光量検出装置の構成を示す図で
ある。
5 is a diagram showing a configuration of a light amount detection device of the embodiment of FIG.

【図6】図2とは異なるバルブシート部の検査対象部位
形状を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a shape of an inspection target portion of a valve seat portion different from that in FIG. 2;

【図7】本発明の第2の実施例に使用する検出端の外観
を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing the outer appearance of a detection end used in the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例に使用する照明装置の構
成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a lighting device used in a second embodiment of the present invention.

【図9】図8の照明装置に使用するフィルタアレイを示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a filter array used in the illumination device of FIG.

【図10】本発明の第2の実施例に使用する光量検出装
置の構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a light amount detection device used in a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施例の検出端の、図7とは
別の構成例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of the detection end according to the second embodiment of the present invention, which is different from FIG.

【図12】本発明の第3の実施例を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention.

【図13】図12の実施例の検出端の外観を示す斜視図
である。
13 is a perspective view showing the outer appearance of the detection end of the embodiment of FIG.

【図14】図3の検出端の軸線に沿った断面図である。14 is a cross-sectional view taken along the axis of the detection end of FIG.

【図15】光ファイバ束の配列を示す、図14のV−V
線に沿った断面図である。
FIG. 15: VV of FIG. 14, showing an array of optical fiber bundles
It is sectional drawing which followed the line.

【図16】図12の実施例の照明装置の構成を示す図で
ある。
FIG. 16 is a diagram showing the configuration of the illumination device of the embodiment of FIG.

【図17】図12の実施例の光量検出装置の構成を示す
図である。
FIG. 17 is a diagram showing the configuration of the light amount detection device of the embodiment of FIG.

【図18】光量検出装置における、各検出端からの受光
用光ファイバ端部の撮像用の配列を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing an image pickup array of light receiving optical fiber ends from respective detection ends in the light amount detection device.

【図19】受光用光ファイバ端面に現れる検査対象部位
の表面欠陥の状態を説明する図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a state of a surface defect of a portion to be inspected, which appears on the end surface of the light receiving optical fiber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…検出端 2…照明用光ファイバ 3…受光用光ファイバ 4…ホルダ 10…光量検出装置 20…欠陥検出装置 30…照明装置 14、33…フィルタアレイ 50…エンジンシリンダヘッド 54、55、56…バルブシート検査対象部位 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detection end 2 ... Illumination optical fiber 3 ... Receiving optical fiber 4 ... Holder 10 ... Light amount detection device 20 ... Defect detection device 30 ... Illumination device 14, 33 ... Filter array 50 ... Engine cylinder head 54, 55, 56 ... Valve seat inspection target area

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれ複数の照明用光ファイバと受光
用光ファイバとの一端を一体に束ねて検出端を形成し、
該検出端を検査対象部位に近接対向させ、 前記それぞれの照明用光ファイバの検出端の反対側の端
部を光源に接続して、該それぞれの照明用光ファイバを
介して前記検出端から検査対象部位に照明光を供給し、 各受光用光ファイバの検出端の反対側の端部を光量検出
手段に接続し、 前記検査対象部位における反射光を、それぞれ対向する
受光用光ファイバの検出端側端面で受光し、 各受光用光ファイバが受光した前記反射光の強度を前記
光量検出手段により判定することにより、各受光用光フ
ァイバの検出端側端面が対向する検査対象部位表面の欠
陥の有無を判定する表面欠陥検出方法。
1. A detection end is formed by integrally bundling one ends of a plurality of illumination optical fibers and a plurality of light receiving optical fibers, respectively.
The detection end is made to face the inspection target portion in close proximity, and an end portion of each of the illumination optical fibers opposite to the detection end is connected to a light source, and inspection is performed from the detection end via each of the illumination optical fibers. The illumination light is supplied to the target site, and the end portion on the opposite side of the detection end of each of the light receiving optical fibers is connected to the light amount detecting means, and the reflected light at the inspection target site is detected at the detection ends of the respective receiving optical fibers. By detecting the intensity of the reflected light received by each light receiving optical fiber by the side end face by the light amount detecting means, the detection end side end face of each light receiving optical fiber of the defect of the surface of the inspection object part facing A surface defect detection method for determining the presence or absence.
【請求項2】 前記検査対象部位を複数の領域に分割
し、各領域に対向する前記照明用光ファイバを介してそ
れぞれの領域毎に異なる周波数の照明光を供給し、 前記光量検出手段は前記各受光用光ファイバが受光した
反射光のうち、それぞれの受光用光ファイバが対向する
領域に供給される照明光の周波数の反射光の強度を判定
するようにした請求項1に記載の表面欠陥検出方法。
2. The inspection target portion is divided into a plurality of regions, and illumination light having a different frequency is supplied to each region via the illumination optical fiber facing each region, and the light amount detection means The surface defect according to claim 1, wherein, of the reflected light received by each of the light receiving optical fibers, the intensity of the reflected light of the frequency of the illumination light supplied to the region where the respective light receiving optical fibers face each other is determined. Detection method.
【請求項3】 前記検出端を2つ以上形成し、それぞれ
の検出端を異なる検査対象部位に同時に近接して対向配
置し、 前記それぞれの検出端からの受光用光ファイバを一つの
光量検出手段に導き、各受光用光ファイバが受光した反
射光の強度を同時に判定することにより、複数の検査対
象部位の表面欠陥の有無を同時に判定する請求項1又は
2に記載の表面欠陥検出方法。
3. A plurality of the detection ends are formed, and the detection ends are arranged in close proximity to different inspection target portions at the same time so as to face each other, and a light receiving optical fiber from each of the detection ends is one light amount detecting means. 3. The surface defect detection method according to claim 1, wherein the presence or absence of surface defects at a plurality of inspection target portions are simultaneously determined by simultaneously determining the intensities of the reflected light received by the respective light receiving optical fibers.
【請求項4】 それぞれ複数の照明用光ファイバと受光
用光ファイバとの一端を一体に束ねて形成した、検査対
象部位に近接して対向配置される検出端と、 前記各照明用光ファイバの前記検出端の反対側の一端が
接続され、該照明用光ファイバを介して前記検出端から
検査対象部位に照明光を供給する光源と、 前記各受光用光ファイバの前記検出端の反対側の一端が
接続され、前記受光用光ファイバの前記検出端が受光し
た反射光の強度を検出する光量検出手段と、前記光量検
出手段の検出した光強度に基づいて、各受光用光ファイ
バの前記検出端が対向する検査対象部位表面の欠陥の有
無を判定する欠陥検出手段、とを備えた表面欠陥検出装
置。
4. A detection end, which is formed by bundling one ends of a plurality of illumination optical fibers and a plurality of light reception optical fibers integrally, and which is arranged to face the inspection target portion and faces each other, and each of the illumination optical fibers. One end on the opposite side of the detection end is connected, a light source that supplies illumination light from the detection end to the inspection target site via the illumination optical fiber, and on the opposite side of the detection end of each of the light receiving optical fibers. One end is connected, and the light amount detecting means for detecting the intensity of the reflected light received by the detecting end of the light receiving optical fiber, and the detection of each light receiving optical fiber based on the light intensity detected by the light amount detecting means A surface defect detecting device, comprising: defect detecting means for determining the presence / absence of a defect on the surface of the inspection target portion whose ends face each other.
【請求項5】 前記検査対象部位は複数の領域に分割さ
れ、前記光源は前記各領域に対向する照明用光ファイバ
を介してそれぞれの領域毎に異なる周波数の照明光を供
給する手段を備え、前記光量検出手段は、前記各受光用
光ファイバが受光した反射光のうち、それぞれの受光用
光ファイバが対向する領域に供給される照明光の周波数
に等しい周波数の反射光の強度を検出する請求項4に記
載の表面欠陥検出装置。
5. The inspection target part is divided into a plurality of regions, and the light source includes means for supplying illumination light of a different frequency for each region via an illumination optical fiber facing the respective regions, The light amount detection means detects the intensity of the reflected light having a frequency equal to the frequency of the illumination light supplied to the region where the respective light receiving optical fibers face each other, out of the reflected light received by each of the light receiving optical fibers. Item 4. The surface defect detection device according to item 4.
【請求項6】 複数の前記検出端、それぞれの検出端か
らの受光用光ファイバが接続される単一の前記光量検出
手段とを備え、前記それぞれの検出端は異なる検査対象
部位に同時に近接して対向配置され、前記光量検出手段
は全部の検出端の前記受光用光ファイバが受光した反射
光の強度を同時に検出し、前記欠陥検出手段は前記光量
検出手段の検出した光強度に基づいて、各受光用光ファ
イバの検出端が対向する各検査部位表面の欠陥の有無を
同時に判定する請求項4または5に記載の表面欠陥検出
装置。
6. A plurality of the detection ends, and a single light amount detection means to which the optical fibers for receiving light from the respective detection ends are connected, wherein the respective detection ends are in close proximity to different inspection target portions at the same time. Are arranged facing each other, the light amount detection means simultaneously detects the intensity of the reflected light received by the light receiving optical fibers of all the detection ends, the defect detection means based on the light intensity detected by the light amount detection means, The surface defect detection device according to claim 4 or 5, wherein the presence or absence of a defect on the surface of each inspection portion where the detection ends of the respective light-receiving optical fibers face each other is determined at the same time.
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