(57)【要約】【課題】タンクの内壁面の撮像範囲を均一に照らすことができる検査装置を提供する。【解決手段】タンクＷの内壁面を検査する検査装置１０は、内壁面に設定された撮像範囲Ｗ１を撮像する撮像カメラ１１と、タンク内で撮像カメラ１１が撮像する方向と反対の方向に向かって光を照射する光照射ＬＥＤ１２を備えたことを特徴とする。【選択図】図２
2020071175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクの内壁面を検査する検査装置であって、
前記内壁面に設定された撮像範囲を撮像する撮像部と、
前記タンク内で前記撮像部が撮像する方向と反対の方向に向かって光を照射する光照射部と、
を備えたことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクの内壁面を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の検査装置として、内側空間を有する物体の内面に付着した異物を検査する検査装置であって、物体の内面に設定した検査対象領域に向けて光を照射する照明光照射部と、検査対象領域を撮像する撮像部と、撮像部を相対移動させる相対移動部とを備えたものが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１６１３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の検査装置は、例えば、内側空間を有するタンクの内面に付着した異物を検査するものにおいては、次のような問題がある。即ち、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、照明光照射部が、検査対象領域の内面に向けて光を直接照射しており、撮像部は光が直接照射された検査対象領域の内面を撮像している。その結果、図５（ｃ）に示すように、検査対象領域の中心部分は、光量（ｌｍ・ｓ）が多く、撮像画像が不鮮明になるいわゆるハレーションと同様の現象が起き、撮像部で撮像されない異物、いわゆる見えない異物が生ずることがある。特に光を反射する異物の場合に撮像部で撮像されないという問題がある。検査対象領域の中心部分の周辺の領域では、異物が検出しやすい光量となっているものの、中心部分から離れた領域では、光量が少なくなり撮像部で付着した異物が撮像されないという問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、タンクの内壁面の撮像範囲を均一に照らすことができる検査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る検査装置は、タンクの内壁面を検査する検査装置であって、前記内壁面に設定された撮像範囲を撮像する撮像部と、前記タンク内で前記撮像部が撮像する方向と反対の方向に向かって光を照射する光照射部と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る検査装置によれば、内壁面の撮像範囲以外の場所で反射した反射光により撮像範囲が照らされる。その結果、撮像範囲が均一に照らされ、内壁面の撮像範囲に付着した異物が撮像部によって鮮明に撮像される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、タンクの内壁面の撮像範囲を均一に照らすことができる検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る検査装置の図であり、図１（ａ）は、タンクの断面図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａで切断した断面図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る検査装置の図であり、図２（ａ）は、図１（ｂ）の拡大断面図を示し、図２（ｂ）は、図１（ａ）の部分拡大断面図を示す。
【図３】本発明の実施形態に係る検査装置の図であり、図３（ａ）は、撮像プローブの部分断面図を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）に対して軸方向に９０°異なる方向の撮像プローブの部分断面図を示し、図３（ｃ）は、撮像プローブを撮像カメラ側から見た図を示す。
【図４】本発明の実施形態に係る検査装置に関する図であり、図４（ａ）は、タンクの内壁面の撮像範囲が光照射ＬＥＤ１２により間接的に照らされた状態を示し、図４（ｂ）は、内壁面の撮像範囲に異物が付着した状態を示す。
【図５】従来の検査装置の図であり、図５（ａ）は、検査装置およびタンクの横断面図を示し、図５（ｂ）は、検査装置およびタンクの縦断面図の一部を示し、図５（ｃ）は、撮像領域に光が直接照射された状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る検査装置を適用した実施形態に係る検査装置１０について図面を参照して説明する。
【００１０】
本実施形態に係る検査装置１０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、撮像カメラ１１と、光照射ＬＥＤ１２と、撮像プローブ１３と、保護カバー１４と、移動機構１５と、支持機構１６と、コントローラ１７と、ディスプレー１８と、図示しない保持機構とにより構成されている。検査装置１０は、被検査物としてのタンクＷの内壁面に付着した異物の有無を検査する構成を有する。
【００１１】
撮像カメラ１１は、公知のＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary metal-oxide-semiconductor)イメージセンサなどの撮像素子を有している。撮像カメラ１１は、コントローラ１７に接続されており、タンクＷの内壁面の設定された撮像範囲Ｗ１を撮像し、撮影データをコントローラ１７に送信する構成を有する。
【００１２】
撮像カメラ１１は、具体的には、図１（ａ）に示すように、周方向の検査範囲をタンクＷの内壁面の全周３６０°とし、不図示の保持機構に保持されたタンクＷを軸心回りに回転させることにより撮像するように構成されている。また、軸線方向の検査範囲をタンクＷの一方の端から他方の端までの間とし、支持機構１６により撮像プローブ１３を軸線方向に移動させることにより所定の撮像ピッチ（ｍｍ）で、一箇所あたり所定の撮像回数（回）で撮像するように構成されている。
【００１３】
撮像カメラ１１の所定の角度ピッチ（°）、所定の撮像ピッチ（ｍｍ）および所定の撮像回数（回）は、タンクＷの大きさや材質、撮像カメラ１１の特質などの設定諸元や実験値などのデータに基づいて適宜選択される。なお、本実施形態に係る撮像カメラ１１は、本発明に係る検査装置１０の撮像部に対応する。
【００１４】
光照射ＬＥＤ１２は、ＬＥＤで構成され、コントローラ１７に接続されており、コントローラ１７により動作が制御されるように構成されている。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、光照射ＬＥＤ１２は、所定方向に向かって所定の光量（ｌｍ・Ｓ）の照射光を放射し、タンクＷ内で撮像カメラ１１が撮像する方向と反対の方向に向かって光を照射し、内壁面の撮像範囲以外の場所で反射した反射光で内壁面の撮像範囲Ｗ１を照らすように構成されている。
【００１５】
なお、光量（ｌｍ・Ｓ）は、一定の面を一定の時間内に通過する光束（ｌｍ）の総量をいい、光束（ｌｍ）は、光源からある方向に放射されたすべての光の明るさを表す物理量をいう。本実施形態に係る光照射ＬＥＤ１２は、本発明に係る検査装置１０の光照射部に対応する。
【００１６】
反射光により、内壁面の撮像範囲Ｗ１においては、所定の照度（ｌｘ）が得られる。なお、照度（ｌｘ）は、光が当たっている表面の単位面積当たりの光束（ｌｍ）の量をいい、撮像カメラ１１で内壁面の撮像範囲Ｗ１に付着した異物を鮮明に撮像できる量に設定されている。また、所定の光量（ｌｍ・Ｓ）、所定の照度（ｌｘ）は、撮像カメラ１１およびタンクＷの構造、大きさ、材質などの設定諸元や、実験値などのデータに基づいて適宜選択される。
【００１７】
撮像プローブ１３は、図１（ａ）、図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、中空の円筒部材で形成されており、タンクＷの軸線方向で図１（ａ）に示す検査範囲をカバーし移動機構１５に連結し得る長さを有している。撮像プローブ１３は、タンクＷの貫通孔ｈからタンクＷの内部に挿入されるように構成されている。
【００１８】
撮像プローブ１３は、一方の端部に取付部１３ａを有しており、撮像カメラ１１および光照射ＬＥＤ１２を取付部１３ａに取り付けるように構成されている。また、図３（ｃ）に一点鎖線で示すように、一方の端部には保護カバー１４が取り付けられており、水滴や塵などの異物の侵入から撮像カメラ１１および光照射ＬＥＤ１２が保護されている。
【００１９】
撮像プローブ１３は、図３（ａ）に示すように、撮像カメラ１１と対向する位置に貫通孔１３ｂが形成されており、撮像カメラ１１がタンクＷの内壁面の設定された撮像範囲Ｗ１を撮像できるように構成されている。また、光照射ＬＥＤ１２と対向する位置に貫通孔１３ｃが形成されており、光照射ＬＥＤ１２がタンクＷ内で撮像カメラ１１が撮像する方向と反対の方向に向かって光を照射できるように構成されている。
【００２０】
撮像プローブ１３は、他方の端部で移動機構１５と連結されており、移動機構１５により、タンクＷの軸線方向に移動するように構成されている。
【００２１】
保護カバー１４は、ゴムや軟質の合成樹脂からなり、撮像プローブ１３の一方の端部の開口部分に装着されている。撮像プローブ１３の一方の端部の開口部分は保護カバー１４により、閉塞されている。
【００２２】
移動機構１５は、図１（ａ）に示すように、撮像プローブ１３と連結され、撮像プローブ１３のタンクＷの軸線方向に移動させる図示しない駆動部を有している。駆動部は、図示しない電源から供給される電力により駆動する回転電機を備えており、コントローラ１７に電気的に接続され、コントローラ１７により動作が制御されるように構成されている。
【００２３】
支持機構１６は、タンクＷと移動機構１５との間に位置する撮像プローブ１３の移動が滑らかになるよう、撮像プローブ１３の側面を支持するように構成されている。
【００２４】
コントローラ１７は、プログラムにより処理を実行する中央処理装置と、プログラムやデータなどを記憶した記憶装置とを備えるマイクロコンピュータによって構成されている。コントローラ１７は、撮像カメラ１１から送信された撮像データに基づいて、タンクＷの内壁面に付着した異物の有無や個数を検出し、検出結果をディスプレー１８に表示させるとともに、光照射ＬＥＤ１２および移動機構１５の動作を制御するように構成されている。
【００２５】
ディスプレー１８は、コントローラ１７に接続されており、コントローラ１７から出力された検出結果や、撮像カメラ１１により撮像されたタンクＷの内壁面の画像などの情報を表示するタッチパネルなどの表示デバイスからなる。ディスプレー１８により、作業者は、タンクＷの内壁面の撮像範囲Ｗ１の状態を目視により確認することができるとともに、検査装置１０の操作をすることができる。
【００２６】
保持機構は、タンクＷが検査装置１０内にパレット搬入されてからパレット搬出されるまでの間、即ち、タンクＷが検査されている間、タンクＷを保持する構成を有している。保持機構は、タンクＷを保持し、その軸心を中心に回転させる機構を有している。
【００２７】
被検査物としてのタンクＷは、公知の高圧タンクからなる。具体的には、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、タンクＷは、ライナーＬと、口金Ｍ１、Ｍ２とにより構成されている。
【００２８】
ライナーＬは、筒状の中空容器からなり、シリンダー部と、一対のドーム部とにより構成されている。ライナーＬは、例えば、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、いわゆるナイロン（登録商標）などの高い機械的強度を有するエンジニアリングプラスチックで一体的に形成されている。なお、ライナーＬは、金属材料で形成されていてもよい。
【００２９】
シリンダー部は、円筒状に形成され、両端部で各ドーム部と一体的に形成されている。各ドーム部は、中空の略半球体状に形成されている。口金Ｍ１は、金属材料からなり、一方のドーム部に装着されており、貫通孔ｈが形成されている。口金Ｍ２は、口金Ｍ１と同様に形成されているが、口金Ｍ１の貫通孔ｈが形成されていない点が異なっている。口金Ｍ２は、口金Ｍ１同様、金属材料からなり、他方のドーム部に装着されている。
【００３０】
以上のように構成された実施形態に係る検査装置１０の効果について説明する。
【００３１】
本実施形態に係る検査装置１０は、タンクＷの内壁面の設定された撮像範囲Ｗ１を撮像する撮像カメラ１１と、タンクＷ内で撮像カメラ１１が撮像する方向と反対の方向に向かって光を照射する光照射ＬＥＤ１２と、撮像カメラ１１および光照射ＬＥＤ１２を支持する撮像プローブ１３を備えている。
【００３２】
この構成により、光照射ＬＥＤ１２から照射された光を内壁面の撮像範囲以外の場所で反射させ、その反射光により撮像範囲Ｗ１を照らす。その結果、撮像範囲Ｗ１が均一に照らされるので、撮像カメラ１１により内壁面に付着した異物が鮮明に撮像されるという効果が得られる。
【００３３】
従来の検査装置においては、撮像カメラの撮像方向と同じ方向に向かって光を照射するため、撮像範囲に明暗差がライン状に出てしまい、異物が映りにくくなり、異物検出の支障となることがあった。撮像カメラの撮像方向と同じ方向に光が照射される正面照射では、光の直進性が強く照明の直下部から周囲に広がるにつれて暗くなり、撮像部範囲に明暗差を発生する。例えば、図５（ｃ）に示す従来例では、撮像範囲の中央部分については光量が多く、ハレーションにより異物の検出が困難であり、撮像範囲の外周部分については光量が少なく異物の検出が困難となっており、異物を検出しやすい光量の撮像範囲が狭くなっている。
【００３４】
これに対して、本実施形態に係る検査装置１０は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、撮像範囲の全体が均一に明るくなり、撮像範囲の全範囲で異物の検出が可能となり、従来の異物検出の範囲が部分的になるという問題が解消するという効果が得られる。
【００３５】
また、従来の検査装置においては、撮像画面上で異物を検出しやすい範囲が部分的に限定されてしまうため、異物を見つけやすい位置へ撮像カメラを探りながら動かすことが必要となる。その結果、検査範囲の全面を撮像するのに撮像の回数が増えて検査時間が伸びてしまうという問題もあった。
【００３６】
これに対し、本実施形態に係る検査装置１０は、目視検査時間、即ち検査の作業時間のバラツキが低減され、目視判断がしやすくなるという効果が得られる。その結果、検査時間が短縮され、１サイクル、即ちタンクＷがパレット搬入されてからパレット搬出されるまでの作業時間が短縮され、従来の検査時間が伸びてしまうという問題が解消されるという効果が得られる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１０・・・検査装置、１１・・・撮像カメラ（撮像部）、１２・・・光照射ＬＥＤ（光照射部）、１３・・・撮像プローブ、１３ａ・・・取付部、１３ｂ、１３ｃ・・・貫通孔、１４・・・保護カバー、１５・・・移動機構（移動部）、１６・・・支持機構、１７・・・コントローラ、１８・・・ディスプレー、Ｗ・・・タンク、Ｗ１・・・撮像範囲
【図１】
2020071175.tif 000003
【図２】
2020071175.tif 000004
【図３】
2020071175.tif 000005
【図４】
2020071175.tif 000006
【図５】
2020071175.tif 000007