JPH11190613A - 寸法検査装置及び寸法検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検査対象物の二方向からの撮像を簡単な構成で
実現することによって寸法検査に要するコストを削減
し、これにより製品の生産コストを良好なものとするこ
とができる寸法検査装置を提供する。 【解決手段】本発明の寸法検査装置１０は、検査対象物
１を一方向から見た像と他方向から見た像とをそれぞれ
撮像することにより、検査対象物１の被検査寸法を検査
するものであって、前記他方向から見た像を反射して前
記一方向に向ける反射ミラー１４と、反射ミラー１４に
反射された像と前記一方向から見た像とを同時に撮像す
るカメラ装置１３と、カメラ装置１３の撮像結果に基づ
いて検査対象物１の被検査寸法を計測する計測装置１７
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象物を二方
向から見た像をそれぞれ撮像することにより、検査対象
物の諸寸法の仕上がり精度を検査する寸法検査装置及び
寸法検査方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば図３乃至図５に示す断面略
コ字状の検査対象物１の肉厚寸法ｄ１，ｄ２，ｄ３と切
断面である端面１ａの傾きを表す寸法ｔとの仕上がり精
度を、カメラ装置で撮像することにより検査する場合に
は、その肉厚寸法ｄ１，ｄ２，ｄ３の検査と端面１ａの
傾きを表す寸法ｔの検査とのそれぞれについての光学系
を備える寸法検査装置が用いられていた。

【０００３】図５に示すように、この寸法検査装置２に
は、肉厚寸法ｄ１，ｄ２，ｄ３を計測するためのＣＣＤ
カメラ３と、端面１ａの傾きを表す寸法ｔを計測するた
めのＣＣＤカメラ４とが設けられている。

【０００４】ＣＣＤカメラ３は端面１ａと略正対し、そ
の撮像方向が検査対象物１の延設方向と一致するように
設置されている。ＣＣＤカメラ３には隣接して照明５，
５が設けられ、この照明５，５により照射光を当ててＣ
ＣＤカメラ３は端面１ａを撮像する。

【０００５】一方、ＣＣＤカメラ４は検査対象物１の面
１ｂの端部１ｃと略正対し、その撮像方向が検査対象物
１の延設方向と略直交するように設置されている。検査
対象物１を挟んだそのＣＣＤカメラ４の反対側には、照
明６が設けられて端部１ｃを裏側から照射し、ＣＣＤカ
メラ４はいわゆる透過照明方式により端部１ｃを撮像す
る。

【０００６】各ＣＣＤカメラ３，４からの出力画像はＡ
／Ｄ変換装置７によりデジタル画像に変換され、このデ
ジタル画像は画像計測装置８に送られる。画像計測装置
８においては、そのデジタル画像の検査対象領域が２値
化処理され、その２値画像における各階調値の画素数に
基づいて各寸法ｄ１，ｄ２，ｄ３，及びｔの値が計測さ
れる。

【０００７】計測された各寸法値は判定装置９において
あらかじめ設定された基準寸法値と比較され、各寸法ｄ
１，ｄ２，ｄ３，ｔの仕上がり精度について良否判定が
行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この寸
法検査装置２では、検査対象物１をその延設方向から撮
像するためのＣＣＤカメラ３と、延設方向と略直交する
方向から撮像するためのＣＣＤカメラ４との２つのカメ
ラ装置が設けられているので、構造が複雑で装置が高価
となる。

【０００９】また、検査対象物１が例えば雨樋等の長尺
製品である場合には、その検査対象物１は通常押出成形
によって生産されており、特に押出工程直後にインライ
ン検査を行おうとする際には、端面１ａを撮像するため
のＣＣＤカメラ３、照明５，５と検査対象物１との干渉
を避けるために光学系の移動機構が必要となり、装置が
一層複雑化するとともに大幅なコストアップに結びつ
く。

【００１０】さらに、このような構造の複雑化は、検査
装置のメンテナンスも困難にするという弊害を招き、装
置自体の高価格化とともに製品の低廉化を阻害するとい
う問題がある。

【００１１】そこで、この発明は、検査対象物の二方向
からの撮像を簡単な構成で実現することによって寸法検
査に要するコストを削減し、これにより製品の生産コス
トを良好なものとすることができる寸法検査装置及び寸
法検査方法を提供することを課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本願発明の請求項１に記載されたものでは、検査対象物
を一方向から見た像と他方向から見た像とをそれぞれ撮
像することにより、前記検査対象物の被検査寸法を検査
する寸法検査装置であって、前記他方向から見た像を反
射して前記一方向に向ける反射ミラーと、該反射ミラー
に反射された像と前記一方向から見た像とを同時に撮像
するカメラ装置と、該カメラ装置の撮像結果に基づいて
前記検査対象物の被検査寸法を計測する計測装置とを有
する寸法検査装置を特徴としている。

【００１３】また、請求項２記載のものでは、検査対象
物を一方向から見た像と他方向から見た像とをそれぞれ
撮像することにより、前記検査対象物の被検査寸法を検
査する寸法検査方法であって、前記他方向から見た像を
反射ミラーにより反射させて前記一方向に向け、該一方
向に向けて反射された像と前記一方向から見た像とをカ
メラ装置により同時に撮像し、該カメラ装置の撮像結果
に基づいて前記検査対象物の被検査寸法を計測し、該計
測した寸法と基準寸法とを比較して前記被検査寸法を検
査する寸法検査方法を特徴としている。

【００１４】このように構成された本願請求項に記載の
ものでは、検査対象物を一方向から見た像と他方向から
見た像とをそれぞれ撮像する際に、前記他方向から見た
像を反射ミラーにより反射させて前記一方向に向け、こ
の一方向に向けて反射された像と前記一方向から見た像
とをカメラ装置により同時に撮像する。

【００１５】すなわち、二方向から見た検査対象物のそ
れぞれの像をともにカメラ装置の撮像方向に一致させる
ことによって、その二方向から見た検査対象物のそれぞ
れの像を二台のカメラ装置を用いることなく一台のカメ
ラ装置で撮像することができる。

【００１６】このため、寸法検査装置の構造の簡略化、
これに伴うメンテナンスの省力化を図ることが可能とな
り、これにより寸法検査に要するコストが削減され、製
品の生産コストを良好なものとすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態につ
いて、図１、図２を参照しつつ説明する。

【００１８】まず、この実施の形態の構成について説明
する。

【００１９】図１に示すように、寸法検査装置１０は、
検査対象物をこの寸法検査装置１０に搬入する搬入装置
１１と、搬入された検査対象物を図示を略す検査ステー
ジ上の所定位置に位置決めする位置決め装置１２とを備
える。この実施の形態では、検査対象物として押出成形
された雨樋を用いることとし、その形状及び各部の符号
については、図３に示したものと同様として説明を省略
する。

【００２０】その雨樋１を撮像するカメラ装置としての
ＣＣＤカメラ１３は、雨樋１がその底面１ｂを上向きと
して前記検査ステージ上の所定位置に位置決めされた際
に、端部１ｃの上方に位置するように設けられている。
また、この際に、その雨樋１の端面１ａの像をＣＣＤカ
メラ１３に向けて反射するように反射ミラー１４が設け
られている。ここでは、端面１ａの像が反射ミラー１４
に対して入射角４５度で入射して、ＣＣＤカメラ１３の
撮像方向と同方向に反射されるようにＣＣＤカメラ１３
と反射ミラー１４とが配置されている。ＣＣＤカメラ１
３には隣接して照明１５，１５が設けられ、雨樋１の端
部１ｃ及び端面１ａを直接的に、あるいは、反射ミラー
１４を介して間接的に照射するようになっている。な
お、照明１５は、蛍光灯の前面に拡散板が設けられてな
る面光源である。

【００２１】ＣＣＤカメラ１３には、これが出力するア
ナログ画像を入力してデジタル化するＡ／Ｄ変換装置１
６が接続され、Ａ／Ｄ変換装置１６には、これが出力す
るデジタル画像を入力して画像処理及び寸法計測を行う
画像計測装置１７が接続されている。このＡ／Ｄ変換装
置１６と画像計測装置１７とが、カメラ装置の撮像結果
に基づいて検査対象物の被検査寸法を計測する計測装置
としての役割を果たす。

【００２２】画像計測装置１７には、この画像計測装置
１７において計測された被検査寸法としての各寸法ｄ
１，ｄ２，ｄ３，ｔの値を基準寸法値と比較することに
より、各寸法ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｔの仕上がり精度につ
いて良否を判定する判定装置１８が接続されている。こ
の判定装置１８の判定結果に基づいて雨樋１を良品と不
良品とに選別する選別機１９が、図示を略す検査ステー
ジに設けられている。その選別機１９及び搬入装置１
１、位置決め装置１２、Ａ／Ｄ変換装置１６、判定装置
１８には、各装置を統合して制御するシーケンサ２０が
つながれている。

【００２３】つぎに、この実施の形態の作用について説
明する。

【００２４】押出成形後、所定長に切断され完成した雨
樋１は、搬入装置１１によって寸法検査装置１０の図示
を略す検査ステージに搬入され、位置決め装置１２によ
って所定位置に位置決めされる。この位置決めが完了す
ると、位置決め装置１２はＣＣＤカメラ１３のカメラ視
野から脱するように移動する。これにより、ＣＣＤカメ
ラ１３のカメラ視野には、検査対象物を一方向から見た
像としての端部１ｃの像が直接的に、他方向から見た像
としての端面１ａの像が反射ミラー１４で反射されて間
接的に入ってくる。すなわち、二方向から見た雨樋１の
それぞれの像を二台のカメラ装置を用いることなくＣＣ
Ｄカメラ１３一台で撮像することによって、装置の構造
の簡略化、これに伴うメンテナンスの省力化が図られ、
寸法検査に要するコストを削減し、雨樋１の生産コスト
を良好なものとすることができる。

【００２５】また、位置決め装置１２がＣＣＤカメラ１
３のカメラ視野より離れると、シーケンサ２０より画像
入力開始信号がＡ／Ｄ変換装置１６へ送られ、ＣＣＤカ
メラ１３で撮像された画像のＡ／Ｄ変換装置１６への入
力が開始される。その画像入力開始信号の送出によっ
て、以降、判定装置１８における良否判定までの一連の
検査処理が一括して行われる。

【００２６】ＣＣＤカメラ１３によって撮像された画像
は、Ａ／Ｄ変換装置１６によってデジタル化されて画像
計測装置１７に送られる。図２に示すように、その画像
Ｉにおいては、雨樋１の端部１ｃの像１ｃ’と端面１ａ
の像１ａ’とが同時に並んで表される。この像１ａ’に
対しては長方形状の検査対象領域Ａ１，Ａ２，Ａ３が設
定され、像１ｃ’に対しては長方形状の検査対象領域Ｃ
１，Ｃ２が設定される。検査対象領域Ａ１，Ａ２，Ａ３
にはそれぞれ像１ａ’のうち寸法ｄ１，ｄ２，ｄ３が示
す箇所が含まれ、検査対象領域Ｃ１，Ｃ２にはともに端
面１ａと端部１ｃとの交線に相当する輪郭線１ｄ’が含
まれる。検査対象領域Ｃ１，Ｃ２の左端を画する基準辺
Ｏ１，Ｏ２は、像１ｃ’の延設方向と直交する同一直線
上にある。

【００２７】各検査対象領域については２値化処理が行
われ、検査対象領域内にある各画素の階調値が０か１か
の２値（１ビット）で表現される。すなわち、端面１
ａ、端部１ｃで反射された照明光に基づき画像Ｉにおい
て像１ａ’、像１ｃ’を表している各画素は、明るい部
分として階調値１で表現され、照明１５，１５の反射光
の影響をほとんど受けずに画像Ｉにおいて背景を表して
いる各画素は、暗い部分として階調値０で表現される。

【００２８】肉厚寸法ｄ１，ｄ２，ｄ３の値は、まず、
階調値１の画素数に１画素の大きさを乗じることにより
検査対象領域Ａ１，Ａ２，Ａ３における明るい部分（図
２でハッチングが施されている部分）の面積ＳＡ１，Ｓ
Ａ２，ＳＡ３を算出し、ついで、この面積ＳＡ１，ＳＡ
２，ＳＡ３を各検査対象領域Ａ１，Ａ２，Ａ３の幅Ｘ
１，Ｘ２，Ｙ３で除することにより求められる。

【００２９】一方、検査対象領域Ｃ１，Ｃ２における明
るい部分（図２でハッチングが施されている部分）の面
積ＳＣ１，ＳＣ２を上記同様に算出し、この面積ＳＣ
１，ＳＣ２を各検査対象領域Ｃ１，Ｃ２の幅Ｙ１，Ｙ２
で除することにより基準辺Ｏ１，Ｏ２から輪郭線１ｄ’
までの距離Ｌ１，Ｌ２が求められる。この距離Ｌ１，Ｌ
２の差と、検査対象領域Ｃ１，Ｃ２間の既知の距離Ｌと
によって、端面１ａの傾きを表す寸法ｔの値が求められ
る。

【００３０】このようにして計測された各寸法ｄ１，ｄ
２，ｄ３，ｔの値は、判定装置１８に送られ、あらかじ
め設定された基準寸法値と比較されて仕上がり精度の良
否が判定される。

【００３１】この良否判定の結果はシーケンサ２０に送
られ、選別機１９により良品と不良品との選別が行われ
る。図１において、選別機１９により良品はラインの流
れ方向Ｅに対して直角方向（紙面垂直方向）に搬出さ
れ、不良品は良品と反対の方向に搬出される。なお、工
場によってはスペース的な問題等から、良品の搬出方向
をラインの流れ方向Ｅとすることが要求される場合があ
るが、このような場合であっても寸法検査装置１０によ
れば、大規模な光学機構の移動を伴うことなく反射ミラ
ー１４を退避させることのみにより、その要求を満たす
ことができる。反射ミラー１４の退避方法としては、例
えば、図１において二点鎖線で示すように横臥させる方
法がある。

【００３２】以上、この発明の実施の形態を図面により
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態で示し
たものに限られず、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
変更等があってもこの発明に含まれる。

【００３３】例えば、上述した実施の形態においては検
査対象物を長尺状の雨樋としたが、これに限られるもの
ではなく、その寸法検査に際して二方向からの撮像を要
するものであればどのようなものでも構わない。

【００３４】また、カメラ装置としてはアナログ信号を
出力するＣＣＤカメラを用いたが、デジタル信号を出力
するカメラ装置を用いてＡ／Ｄ変換装置等を略す構成で
あってもよい。

【００３５】基準寸法と比較して被検査寸法の仕上がり
精度の良否を判定する判定装置は、寸法検査装置の構成
要素として必須ではなく、例えば計測装置の計測結果に
基づき検査者が良否を判断することとしても構わない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本願発明によ
れば、検査対象物を一方向から見た像と他方向から見た
像とをそれぞれ撮像する際に、前記他方向から見た像を
反射ミラーにより反射させて前記一方向に向け、この一
方向に向けて反射された像と前記一方向から見た像とを
カメラ装置により同時に撮像する。

【００３７】すなわち、二方向から見た検査対象物のそ
れぞれの像をともにカメラ装置の撮像方向に一致させる
ことによって、その二方向から見た検査対象物のそれぞ
れの像を二台のカメラ装置を用いることなく一台のカメ
ラ装置で撮像することができる。

【００３８】このため、寸法検査装置の構造の簡略化、
これに伴うメンテナンスの省力化を図ることが可能とな
り、これにより寸法検査に要するコストが削減され、製
品の生産コストを良好なものとすることができる、とい
う実用上有益な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る寸法検査装置を示す
模式図である。

【図２】実施の形態に係る寸法検査装置において、画像
計測装置が処理する画像を示す模式図である。

【図３】検査対象物の形状を示す斜視図である。

【図４】図３の検査対象物を上方から見た形状を示す平
面図である。

【図５】従来の寸法検査装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 雨樋（検査対象物） １０ 寸法検査装置 １３ ＣＣＤカメラ（カメラ装置） １４ 反射ミラー １６ Ａ／Ｄ変換装置 １７ 画像計測装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象物を一方向から見た像と他方向か
   ら見た像とをそれぞれ撮像することにより、前記検査対
   象物の被検査寸法を検査する寸法検査装置であって、 前記他方向から見た像を反射して前記一方向に向ける反
   射ミラーと、該反射ミラーに反射された像と前記一方向
   から見た像とを同時に撮像するカメラ装置と、該カメラ
   装置の撮像結果に基づいて前記検査対象物の被検査寸法
   を計測する計測装置とを有することを特徴とする寸法検
   査装置。
2. 【請求項２】検査対象物を一方向から見た像と他方向か
   ら見た像とをそれぞれ撮像することにより、前記検査対
   象物の被検査寸法を検査する寸法検査方法であって、 前記他方向から見た像を反射ミラーにより反射させて前
   記一方向に向け、該一方向に向けて反射された像と前記
   一方向から見た像とをカメラ装置により同時に撮像し、
   該カメラ装置の撮像結果に基づいて前記検査対象物の被
   検査寸法を計測し、該計測した寸法と基準寸法とを比較
   して前記被検査寸法を検査することを特徴とする寸法検
   査方法。