WO2007105825A1 - ハニカム構造体の外壁検査方法 - Google Patents
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Definitions
- the outer wall inspection method of the hard cam structure of the present invention can be carried out without depending on human sensation, the defect detection level is constant, and the inspection time per two cam structure is constant and stable. Inspection is possible.
- the line camera captures an image of the outer wall of the her cam structure 1 by a predetermined width W for each line, while the her cam structure 1 rotates once. Complete imaging for the entire outer wall.
- the appropriate imaging width W per line is 10 ⁇ : LOO m.
- the line camera used preferably has a drive frequency of about 10 to 100 MHz and a pixel count of about 2000 to 10,000 pixels.
- Images were taken one by one, and the entire outer wall was imaged during one rotation of the her cam structure.
- a 150W halogen lamp was used as the illumination, and the light was condensed to a width of 5 mm with a condenser lens and irradiated onto the line on the outer wall of the honeycomb structure.
- the irradiation angle was set to the values shown in Table 2 for the irradiation angle ⁇ force with respect to the axis L connecting the center of the her cam structure 1 and the line camera 2 as shown in FIG.
- Cognex SmartView was used to process the image of the imaged outer wall and identify defects.
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Abstract
人間の官能に依存することなく実施でき、欠陥検出レベルやハニカム構造体１個当たりの検査時間が一定で、安定した検査が可能なハニカム構造体の外壁検査方法を提供する。セラミックス製のハニカム構造体１の外壁検査方法であって、ハニカム構造体１を回転させながら、ハニカム構造体１の外壁をラインカメラ２にて撮像し、撮像した画像を処理することによりハニカム構造体１の外壁の欠陥の有無を判別するハニカム構造体１の外壁検査方法である。
Description
明 細 書
ハニカム構造体の外壁検査方法
技術分野
[0001] 本発明は、画像処理を利用してハ-カム構造体の外壁に生じた欠陥を検出する方 法に関する。
背景技術
[0002] ハ-カム構造体は、内燃機関、ボイラー等の排ガス中に含まれる粒子状物質を捕 集するフィルタや、排ガス浄化用触媒の触媒担体等に用いられている。特に、セラミ ックス製のハ-カム構造体は、耐熱性、耐熱衝撃性、耐酸化性に優れた特性を持ち 、前記のような用途に適したものとして、広く使用されるようになってきている。
[0003] 一般に、セラミックス製のハ-カム構造体は、セラミックスの粉体を有機ノ インダ、水 等とともに混練して粘土状の坏土とし、これを押出成形法等によってハ-カム形状に 成形し、必要に応じ乾燥、仮焼等を行った後、焼成することにより製造されるが、この ような製造工程において、ハ-カム構造体の外壁に種々の欠陥 (切れ、孔、ひび割 れ、ゴミの付着、汚れ、表面の凹凸、傷、異物混入等)が発生する場合がある。
[0004] こうした外壁の欠陥は、ハ-カム構造体の強度や、フィルタに用いた場合の濾過性 能、あるいは触媒担体に用いた場合の排ガス浄ィ匕性能などの低下を招くため、製造 された個々のハニカム構造体について欠陥の有無を検査する必要がある。従来、こ のようなハ-カム構造体の外壁に発生する欠陥の検査は、目視検査により実施され ている（このような従来技術に関する先行技術文献は特に見当たらない。 ) o
[0005] し力しながら、このような目視検査は、人間の視覚に基づく官能検査であるため、欠 陥を見逃すことも少なくなぐまた、視力や疲労度の違いにより、欠陥検出レベルにバ ラツキが発生し、安定した検査が難しい。更に、疲労度の違いや製品寸法により、ハ 二カム構造体 1個当たりの検査時間にバラツキが発生するため、ハ-カム構造体の 効率的で安定した工業生産が難しい。更にまた、欠陥検出レベルを高くしなければ ならない場合には、検査人員を増やしたり、ハ-カム構造体 1個当たりの検査時間を 長くしたりしなければならな!/、ため、生産性が低下する。
発明の開示
[0006] 本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その 目的とするところは、人間の官能に依存することなく実施でき、欠陥検出レベルゃノヽ 二カム構造体 1個当たりの検査時間が一定で、安定した検査が可能なハ-カム構造 体の外壁検査方法を提供することにある。
[0007] 上記目的を達成するため、本発明によれば、以下のハ-カム構造体の外壁欠陥検 出方法が提供される。
[0008] [1] セラミックス製のハ-カム構造体の外壁検査方法であって、前記ハ-カム構造 体を回転させながら、前記ハ-カム構造体の外壁をラインカメラにて撮像し、撮像し た画像を処理することにより前記ハ-カム構造体の外壁の欠陥の有無を判別するハ 二カム構造体の外壁検査方法。
[0009] [2] 前記ハニカム構造体の外壁の撮像時に、前記ハニカム構造体の外壁に光を照 射しながら撮像する前記 [1]に記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
[0010] [3] 前記ハニカム構造体の軸方向力 見た場合において、前記ハニカム構造体の 外壁に光を照射する角度が、前記ハニカム構造体の中心と前記ラインカメラとを結ぶ 軸線に対し、 30° 以下の角度である前記 [2]に記載のハニカム構造体の外壁検査 方法。
[0011] [4] 前記ハニカム構造体の回転時の偏心力 ± 1. 5mm以内である前記 [1]〜[3] の何れかに記載のハ-カム構造体の外壁検査方法。
[0012] [5] 撮像した画像を二値化する工程、ノイズを除去する工程及び欠陥の有無を判 別する工程を含む前記 [1]〜 [4]の何れかに記載のハニカム構造体の外壁検査方 法。
[0013] 本発明のハ-カム構造体の外壁検査方法は、人間の官能に依存することなく実施 でき、欠陥検出レベルゃノ、二カム構造体 1個当たりの検査時間が一定で、安定した 検査が可能である。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明に係る検査方法の実施形態の一例を示す説明図である。
[図 2]ラインカメラによるハ-カム構造体外壁の撮像方法を示す斜視図である。
符号の説明
[0015] 1 :ハ-カム構造体、 2 :ラインカメラ、 3 :照明。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の 形態に限定されるものではなぐ本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常 の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも 本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
[0017] 本発明のハ-カム構造体の外壁検査方法においては、まず、検査対象であるハ- カム構造体を回転させながら、ハ-カム構造体の外壁をラインカメラにて撮像する。 ハ-カム構造体を回転させる方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ハニ カム構造体をターンテーブル上に載置し、ターンテーブルとともに回転させる方法が 簡易で好ましい。なお、このハ-カム構造体の回転に際しては、回転時の偏心が、士 1. 5mm以内となるようにすることが好ましい。回転時の偏心がこの範囲を超えると、 検査対象であるハニカム構造体が円柱状、すなわちハニカム構造体の軸方向から見 た断面形状が円形である場合においても、撮像の途中でラインカメラの焦点がずれ、 撮像された画像の一部が不鮮明になる場合がある。ハ-カム構造体の回転にターン テーブルを使用する場合には、ターンテーブルの回転軸とハ-カム構造体の中心軸 がー致するように、ハ-カム構造体を載置する。
[0018] なお、ハニカム構造体の軸方向力 見た断面形状が楕円形、四角形等の円形以 外の場合においても、ラインカメラの位置を可動化すること等によって、ラインカメラの 焦点を合わせ、外壁を撮像することは可能である。また、セラミック製のハ-カム構造 体の場合、成形体、乾燥体、仮焼体、焼結体など、製造プロセスのどの段階の状態 でも適用可能である。
[0019] ラインカメラによる撮像は、図 2に示すように、ハ-カム構造体 1の外壁を、 1ライン毎 に所定の幅 Wずつ撮像し、ハ-カム構造体 1が 1回転する間に外壁全体分の撮像を 完了させる。 1ライン当たりの撮像の幅 Wは、使用するラインカメラの仕様等にもよる 力 10〜： LOO m程度が適当である。使用するラインカメラとしては、駆動周波数が 1 0〜100MHz程度で、画素数が 2000〜10000画素程度のものが好ましい。
[0020] 図 1に示すように、撮像時には、照明 3を使用して、ハ-カム構造体 1の外壁に光を 照射しながら撮像することが好ましい。こうすることにより、欠陥部分の陰が明瞭になり コントラストの高い画像が得られる。なお、この光の照射に際しては、ハ-カム構造体 1の軸方向から見た場合において、ハ-カム構造体 1の外壁に光を照射する角度 Θ 力 ハ-カム構造体 1の中心とラインカメラ 3とを結ぶ軸線 Lに対し、 30° 以下となるよ うにすることが、欠陥部分の陰を明瞭に浮かび上がらせるために好ましい。光を照射 するための照明としては、例えば、ハロゲンランプが好適に使用でき、その光を集光 レンズで集光し、ハ-カム構造体の外壁の撮像するライン上に照射することが好まし い。
[0021] このようにして撮像したハ-カム構造体の外壁の画像にっ 、て、画像処理すること により外壁の欠陥の有無を判別する。具体的な画像処理の手順としては、まず、撮像 された画像に対し二値ィ匕処理を施すことが好ましい。この二値ィ匕処理により、欠陥の 可能性のある部分は黒色に、それ以外の部分は白色になり、欠陥の可能性のある部 分とその形状、寸法等が明確になる。
[0022] また、検出しょうとする外壁の欠陥力 例えば「切れ」や「ひび割れ」であるような場 合には、ノイズ除去フィルタなどを使用して、前記欠陥とは無関係と思われるホコリや ゴミ等の画像を除去するノイズ除去処理を施すことが好ましい。
[0023] これら二値化処理やノイズ除去処理が施された外壁の画像から外壁の欠陥の有無 を判別する。具体的には、しきい値を設定し、欠陥の可能性のある黒色の部分の長さ 等が、当該しきい値以上あるいはしきい値以下であるかによって、欠陥であるかどうか 自動的に判別する。しきい値を設定する項目としては、例えば、黒色部分の長さ、幅 、アスペクト比、面積等が挙げられ、このような各種項目の中から、検出しょうとする欠 陥の種類等に応じて、適宜検出に有効な項目を 1つ以上選択する。また、しきい値の 設定値は、検出しょうとする欠陥の種類や要求される検出レベル等に応じて適宜有 効な値を設定する。
[0024] このような画像の処理とそれによる欠陥の有無の判別は、市販の画像処理システム を用いて行うことが可能であり、例えば、 Cognex社製の欠陥検査システムである Sm artViewなどが好適に使用できる。
実施例
[0025] 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施 例に限定されるものではない。
[0026] (実施例 1〜18)
表 1に示すような、外壁に欠陥を有する、あるいは欠陥を有さない 15個のコージェ ライト製ノヽ-カム構造焼結体 (サンプル No. 1〜15)を用意し、本発明の検査方法で 、前記ハニカム構造体 (焼結体)の外壁検査を実施して、欠陥検出の可否と、各ハニ カム構造体の検査に要する時間（タクト）とを調べた。検査対象であるハニカム構造体 は、回転時の偏心が ± 1. 5mm以内となるように、その中心軸とターンテーブルの回 転軸とを一致させてターンテーブル上に載置した。ラインカメラには、駆動周波数が 4 0MHzで、画素数力 000画素のものを使用し、ターンテーブルを 3秒間で 1回転さ せながら、ハ-カム構造体の外壁を 1ライン毎に 15 m幅ずつ撮像し、ハ-カム構造 体が 1回転する間に外壁全体分の撮像を完了させた。また、この撮像時には、照明と して 150Wのハロゲンランプを使用し、その光を集光レンズで 5mm幅に集光して、ハ 二カム構造体の外壁の撮像するライン上に照射した。照射の角度については、図 1 に示す、ハ-カム構造体 1の中心とラインカメラ 2とを結ぶ軸線 Lに対する照射角度 Θ 力 各々表 2に示す値となるようにした。撮像された外壁の画像の処理と欠陥の判別 には、 Cognex社製の SmartViewを使用した。欠陥を判別するためのしきい値の設 定項目は、アスペクト比（幅 Z長さ）、幅、長さ、面積 (幅 X長さ）とし、それらが全て表 2に示すしきい値に該当したものを欠陥と判別するようにした。検査は 5人の検査員（ 検査員 A〜E)により行い、各検査員の検査結果を表 2に示した。なお、表中の検出 可否は、欠陥を有するハ-カム構造体 (サンプル No. 1〜 12)を検査対象とした実施 例 1〜15については、欠陥を検出した場合を「〇」とし、検出しな力つた場合を「X」と した。一方、欠陥を有さないハ-カム構造体 (サンプル No. 13〜15)を検査対象とし た実施例 16〜18については、欠陥を検出しなカゝつた場合を「〇」とし、判別を誤って 欠陥を検出した場合を「 X」とした。
[0027] (比較例 1〜15)
前記実施例 1〜18で検査対象として使用したノヽ-カム構造体と同一のハ-カム構
造体について、従来の人の目視による外壁検査を実施し、欠陥検出の可否と、各ハ 二カム構造体の検査に要する時間 (タクト）とを調べた。検査は 5人の検査員 (検査員 A〜E)により行い、各検査員の検査結果を表 3に示した。なお、表中の検出可否は、 欠陥を有するハニカム構造体 (サンプル No. ：!〜 12)を検査対象とした比較例 1〜1 2については、欠陥を検出した場合を「〇」とし、検出しな力 た場合を「X」とした。一 方、欠陥を有さないハ-カム構造体 (サンプル No. 13〜： 15)を検査対象とした比較 例 13〜： 15については、欠陥を検出しな力 た場合を「〇」とし、判別を誤って欠陥を 検出した場合を「X」とした。
[0028] [表 1]
[0029] [表 2]
[0030] [表 3]
[0031] 表 2に示すとおり、本発明の検査方法によって検査を行った実施例 1〜18は、タクト 力 S3秒と一定で、し力も 100%の検出率であった。一方、表 3に示すとおり、人の目視 による方法で検査を行った比較例 1〜15は、タクトが 4〜9秒と、検査員ゃハ-カム構 造体の寸法等によるバラツキが大きいことに加え、欠陥の見逃しも少なくなぐ安定し た検査が難しいことがわかる。なお、以上の実施例においては、検査対象として、コ ージエライト製ノヽ-カム構造焼結体を用いたが、本発明の検査方法は、セラミック製 のハニカム構造体であれば、成形体、乾燥体、仮焼体などにも適用可能である。 産業上の利用可能性
[0032] 本発明は、ハニカム構造体の外壁の欠陥を検出するための検査方法として好適に 使用することができる。
Claims
[1] セラミックス製のハ-カム構造体の外壁検査方法であって、前記ハ-カム構造体を 回転させながら、前記ハ-カム構造体の外壁をラインカメラにて撮像し、撮像した画 像を処理することにより前記ハ-カム構造体の外壁の欠陥の有無を判別するハ-カ ム構造体の外壁検査方法。
[2] 前記ハニカム構造体の外壁の撮像時に、前記ハニカム構造体の外壁に光を照射し ながら撮像する請求項 1に記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
[3] 前記ハ-カム構造体の軸方向力 見た場合において、前記ハ-カム構造体の外壁 に光を照射する角度力 前記ハニカム構造体の中心と前記ラインカメラとを結ぶ軸線 に対し、 30° 以下の角度である請求項 2に記載のハ-カム構造体の外壁検査方法。
[4] 前記ハニカム構造体の回転時の偏心力 ± 1. 5mm以内である請求項 1〜3の何 れか一項に記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
[5] 撮像した画像を二値化する工程、ノイズを除去する工程及び欠陥の有無を判別す る工程を含む請求項 1〜4の何れか一項に記載のハ-カム構造体の外壁検査方法。
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