(57)【要約】【課題】検査対象物の展開外周面画像の軸心方向端部の傾き及び直線性が一定であるとは限らない場合であっても、軸心方向端部付近を検査対象外とするための新たな技術的手段を提供する。【解決手段】搬送方向Ａの軸心まわりに回転しながら搬送される円柱状の検査対象物Ｗの外観検査装置１であって、回転しながら搬送されている検査対象物Ｗの外周面を撮像して、当該検査対象物Ｗの外周面の軸心方向両端部２５，２５が傾きを持っている傾斜端部となった展開外周面の画像を得る撮像部２と、前記撮像部２によって得た画像中の展開外周面２０の範囲を走査して外観検査処理を行う処理部４と、を備え、前記処理部４は、前記展開外周面２０の傾斜端部２５を基準として、当該傾斜端部２５位置から前記軸心方向Ｘにみて所定幅Ｄを検査対象外として前記展開外周面２０内の検査を行う。【選択図】      図１
2005010038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送方向の軸心まわりに回転しながら搬送される円柱状の検査対象物の外観検査装置であって、
回転しながら搬送されている検査対象物の外周面を撮像して、当該検査対象物の外周面の軸心方向両端部が傾きを持っている傾斜端部となった展開外周面の画像を得る撮像部と、
前記撮像部によって得た画像中の展開外周面の範囲を走査して外観検査処理を行う処理部と、を備え、
前記処理部は、前記展開外周面の傾斜端部を基準として、当該傾斜端部位置から前記軸心方向にみて所定幅を検査対象外として前記展開外周面内の検査を行うことを特徴とする外観検査処理。
【請求項２】
検査対象外とする前記所定幅を調整する調整手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項３】
搬送されることなく回転している検査対象物を撮像した画像から、検査対象物の軸心方向幅を検出する手段と、
幅検出手段によって検出された幅よりも短い検査幅を設定する手段と、
検査対象物の前記軸心方向幅及び前記検査幅とから、検査対象外とする前記所定幅を算出する手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円柱状の検査対象物の外観検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
円柱状の検査対象物の外観検査装置は、検査対象物を所定の位置で回転させながら外周面をカメラで撮像し、撮像した画像を処理して検査対象物の傷を検査するものであり、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３３５１５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
検査対象物を所定の位置において検査する場合、多くの検査対象物を検査する場合、検査に時間がかかる。そこで、本出願人らは、検査対象物を回転させながら搬送して検査時間の短縮を図ることを先の出願（特願２００２−５１７７８号）で提案している。
ここで、円柱状の検査対象物は、その軸方向寸法に公差のある場合がほとんどであり、そのため検査対象物の軸心方向端部の精度には個体差がある。この個体差を欠陥と判定しないようにするためには、検査対象物の軸心方向端部は検査対象外としたいところである。
【０００５】
しかし、回転しながら搬送されている検査対象物の外周面を撮像すると、その画像中の検査対象物の外周面は、軸心方向両端部が傾きを持つ。この軸心方向両端部の傾き度合い及び直線性は、搬送速度の変化又は乱れによって変化し、一定であるとは限らない。
そこで、本発明は、検査対象物の展開外周面画像の軸心方向端部の傾き及び直線性が一定であるとは限らない場合であっても、軸心方向端部付近を検査対象外とするための新たな技術的手段を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、搬送方向の軸心まわりに回転しながら搬送される円柱状の検査対象物の外観検査装置であって、回転しながら搬送されている検査対象物の外周面を撮像して、当該検査対象物の外周面の軸心方向両端部が傾きを持っている傾斜端部となった展開外周面の画像を得る撮像部と、前記撮像部によって得た画像中の展開外周面の範囲を走査して外観検査処理を行う処理部と、を備え、前記処理部は、前記展開外周面の傾斜端部を基準として、当該傾斜端部位置から前記軸心方向にみて所定幅を検査対象外として前記展開外周面内の検査を行うことを特徴とする。
本発明では、展開外周面の傾斜端部を基準として、当該傾斜端部位置から所定幅の範囲を検査対象外とするため、傾斜端部の傾きが変化したり、非直線的になっても、容易に軸心方向端部付近の所定範囲を検査対象外とすることができる。
【０００７】
外観検査装置は、検査対象外とする前記所定幅を調整する調整手段を、備えているのが好ましい。前記所定幅を調整できるため、検査対象物の種類に応じて、適切な検査範囲の設定が可能となる。
【０００８】
また、外観検査装置は、搬送されることなく回転している検査対象物を撮像した画像から、検査対象物の軸心方向幅を検出する手段と、幅検出手段によって検出された幅よりも短い検査幅を設定する手段と、検査対象物の前記軸心方向幅及び前記検査幅とから、検査対象外とする前記所定幅を算出する手段と、を備えているのが好ましい。この場合、検査対象物の幅と検査幅とが決まると、自動的に検査対象外となる所定幅が決定される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、外観検査装置１は、搬送されている検査対象物（以下、「ワーク」という）Ｗを撮像する撮像部２と、撮像部２による撮像範囲におけるワークＷへ光を照射する照明部３と、撮像部２からの画像の取り込み処理及び画像処理等を行う処理部４と、を備えている。
【００１０】
また、外観検査装置１は、ワークＷを撮像部２による撮像範囲へ送る搬送部５と、撮像範囲にあるワークＷを回転させる回転部６と、を備えている。ワークＷは、搬送部５及び回転部６によって、複数個が軸心方向Ｘに整列した状態で軸心方向Ｘと平行な搬送方向Ａに送られながら軸心回りに回転する。
【００１１】
搬送部５は、回転部６の上流側に位置しており、ワークＷを下流側の回転部６側へ送り出すものである。この搬送部５は、ワーク搬送ベルト８と、ワーク押出ローラ９とを具備しており、整列した複数のワークＷの下側に配置された搬送ベルト８と、ワークＷの上側に配置された押出ローラ９と、でワークＷを挟み込むように配置されている。両者８，９の回転によって、軸心方向Ｘに整列したワークＷは、撮像部２による撮像範囲へ向けて搬送方向Ａ側へ送り出され、撮像範囲を通り抜ける。すなわち、この外観検査装置１は、スルーフィード方式となっている。なお、搬送部５は、左右からワークＷを挟み込んで回転することによってワークＷを送り出すものであってもよく、その具体的構成は限定されない。
【００１２】
この搬送部５は、ワークＷを止めることなく、ほぼ一定の速度で連続的に送る。したがって、ワークＷが撮像部２の撮像範囲に来ても、ワークＷは停止せず、常時移動して撮像範囲を通り抜ける。このため、ワークＷは撮像範囲を次々に通過して効率よく検査をすることができる。
【００１３】
回転部６は、搬送部５から送られてきたワークＷを軸心Ｘ回りに回転させるものであり、軸心がワークＷの軸心方向Ｘと同方向に向けられた一対のワーク回転ローラ１０，１０を備えている。一対の回転ローラ１０，１０は、水平方向に並置されており、同方向に回転駆動される。ワークＷは、搬送部５によって一対の回転ローラ１０，１０上に押し出され、回転ローラ１０，１０の回転によって所定方向に回転する。また、回転ローラ１０，１０上に押し出されたワークＷは、後方のワークＷによって搬送方向Ａに押されることで、回転ローラ１０，１０上を搬送方向Ａに移動する。すなわち、ワークＷは、回転部６において、軸心回りに回転しながら搬送方向Ａに移動する。
なお、本実施形態では、搬送部５と回転部とを別々の機構によって構成したが、ワークＷの搬送機能と回転機能とを一体化した単一の機構によって構成してもよい。
【００１４】
前記撮像部２は、回転しながら搬送されているワークＷを撮像できるように、回転部６の上方に配置されている。この撮像部２は、ラインセンサカメラによって構成されており、撮像時のカメラ走査方向がＸ方向に一致するように設けられ、ワークＷの頂部付近のＸ方向の線画像を取得する走査を行う。Ｘ方向の走査は、繰り返し行われるため、ワークＷの回転に伴い、撮像部２はワークＷの周方向に異なる位置を走査する。したがって、ワークＷが１回転するとワークＷ外周面を展開した２次元画像が得られる。なお、ワークＷが、Ｘ方向へ移動することなく回転だけしている場合には、展開外周面は矩形状となるが、回転とともにＸ方向へ移動している場合、展開外周面はＸ方向へ傾いたものとなる。
【００１５】
外観検査装置１は、撮像部２による撮像タイミング取得するためのタイミング取得部としてワーク間検出部１２を備えている。ワーク間検出部１２は、撮像部２よりも搬送方向Ａ後方側に配置されており、検出位置１３を通過するワーク隙間部を検知するための接触センサや光センサなどで構成される。この検出位置１３をワーク隙間部が通過すると、ワーク間検出部１２は、処理部４に対してワーク間を検出したことを示す検出信号を出力する。ワーク間を検出することで、ワーク１個分の移動時間ごとのタイミングが得られ、ワークＷの移動速度が変化しても、常にワーク１個分移動時間に相当するタイミングが得られる。なお、前記タイミングは、撮像部２によって得られた画像に基づいてワーク間位置を検出することで取得してもよい。
【００１６】
図２及び図３は、撮像部２によって得られた画像に基づく外観検査処理の前処理としての検査幅設定処理を示している。この検査幅設定処理では、基準となるワークＷを回転部６上に載せ、搬送停止状態で撮像し（ステップＳ１）、この撮像によって得られた画像に基づいて、検査幅と検査対象外の所定幅とを決定する（ステップＳ２〜Ｓ４）。
【００１７】
具体的には、まず、回転部６に実際に検査されるものと同じ基準ワークＷを載せ、回転部６によって軸心まわりに回転させる。このとき搬送方向Ａへの移動は生じさせない。搬送されることなく回転しているワークＷを撮像部２によって撮像すると（ステップＳ１）、図３のような基準画像が処理部４に取り込まれる。図３中において、白抜きの範囲２０はワークＷの展開外周面であり、範囲２０の左右両側にある範囲２１はワークＷ間のワーク隙間部である。展開外周面２０は明るく映っているが、ワーク隙間部は暗く映っており、この明暗差によって、基準画像中の展開外周面２０の軸心方向の幅（ワーク幅）Ｗ１を検出することができる（ステップＳ２）。
【００１８】
ワークＷの軸心方向の幅寸法には公差があるため、その幅寸法は、ワークＷごとに個体差がある。この個体差をワークの欠陥と判定しないために、検査範囲を軸心方向の中央に持っていき、軸心方向両端を検査対象外とする。検査対象となる検査幅Ｗ２は、オペレータの入力によって設定される（ステップＳ３）。検査幅Ｗ２は、ワーク軸心方向幅Ｗ１よりも短い値に設定される。検査幅Ｗ２の入力は、図示しない入力手段（キーボード等）によって行われる。検査幅Ｗ２が入力によって設定できるため、検査幅Ｗ２は自由に設定でき、検査範囲の微調整が可能である。
【００１９】
検査対象外の範囲は、Ｗ１とＷ２とに基づいて処理部４が算出する。具体的には、検査対象外とする場合の軸心方向の所定幅Ｄは、Ｄ＝（Ｗ１−Ｗ２）／２として求められる（ステップＳ４）。この所定幅Ｄは、検査幅Ｗ２を微調整することで簡単に微調整できる。つまり、検査幅Ｗ２を設定・調整し、所定幅Ｄを算出する処理部２の機能が所定幅Ｄの調整手段として機能している。
【００２０】
以上の検査前処理後、外観検査処理が行われる。外観検査処理の際には、複数のワークＷが搬送方向に並んで連続的に搬送され、回転しながら撮像される。撮像で得られた画像は、ワークＷのほぼ一回転分の画像であり、処理部２に取り込まれ、画像処理によってワークＷの外観検査処理が行われる。図４及び図５は、外観検査処理のための検査画像の走査処理を示している。
【００２１】
図５に示す画像には、検査対象となるワークＷだけでなく、搬送方向の前後に隣接する他のワークＷの展開外周面２０，２０の一部も映っている。また、図３の基準画像と異なり、搬送中に撮像したものであるため展開外周面が傾いている。つまり、図５において、右から左に向かう方向が搬送方向であり、上側が時間的に早く、下側に行くほど搬送方向（左方）に外周面の位置がずれている。このずれの分だけ、展開外周面の軸心方向（ｘ方向）両端部２５ａ、２５ｂは、傾いた傾斜端部となっている。搬送速度が完全に一定でない場合には、図５のように、傾斜端部２５ａ，２５ｂは直線でなく曲線となる。また、ワークが撮像されるタイミングによっては、傾斜端部２５ａ，２５ｂの位置は、ｘ方向に変動する。傾斜端部２５ａが変化すると、検査対象である展開外周面２０の位置・形状も変化することになる。なお、図５におけるｘ，ｙ座標は、図１のＸ，Ｙ方向と一致している。図５の画像座標は、左上を原点：０として、ｘ座標ｘｍ：０〜ｘｍａｘ、ｙ座標ｙｎ：０〜ｙｍａｘの範囲の値をとる。
【００２２】
位置・形状が必ずしも一定でない展開外周面２０の検査をするため、検査範囲は傾斜端部２５ａの位置を基準に決定される。このため、外観検査処理の際には、まず、検査対象となるワークの展開外周面２０の進行方向側傾斜端部２５ａの位置を検出する（ステップＳ５）。傾斜端部２５ａの位置は、展開外周面２０とワーク隙間部２１の境界を画像処理によって判別することによって求まる。傾斜端部２５ａの位置（座標）は、走査基準配列ａｒｒ＿ｘ［ｙｎ］に格納される。走査基準配列は、１次元配列である。走査基準配列ａｒｒ＿ｘ［ｙｎ］におけるｙｎは図５のｙ座標であって０〜ｙｍａｘの範囲の値をとる。各配列値ａｒｒ＿ｘ［ｙｎ］として、ｙ座標がｙｎのときのｘ座標が格納され、０〜ｘｍａｘの範囲の値をとる。
【００２３】
既に説明したように、検査対象範囲は、展開外周面２０の軸心方向両端部付近の所定幅Ｄを除いた軸心方向中間の検査幅Ｗ２である。検査幅設定処理では、矩形状の展開外周面２０を基礎として検査幅Ｗ２が設定されているが、これを傾斜した展開外周面２０に適用するため、次の範囲で画像の走査を行う。
【００２４】
ｘ座標ｘｍ：ａｒｒ＿ｘ［ｙｎ］＋Ｄ〜ａｒｒ＿ｘ［ｙｎ］＋Ｄ＋Ｗ２
ｙ座標ｙｎ：０〜ｙｍａｘ
【００２５】
走査位置は、ｘ座標に関し、走査基準配列ａｒｒ＿ｘ［ｙｎ］によって示される傾斜端部２５ａの位置（ａｒｒ＿ｘ［ｙｎ］）から所定幅Ｄ分ほどシフトされる（ａｒｒ＿ｘ［ｙｎ］＋Ｄ）。つまり、所定幅Ｄは走査シフト量となっている。そして、ｘ座標に関しては、シフトした位置から検査幅Ｗ２分の走査が行われる。この結果、傾斜端部２５ａから所定幅Ｄの間は、検査対象外となり、傾斜端部２５ｂから所定幅Ｄの間も検査対象外となる。このように、傾斜端部２５ａを基準として走査を行うため、検査幅Ｗ２を設定するだけで、傾斜端部２５ａ，２５ｂの位置・形状が変化しても、自動的にシフト量Ｄが決定されるため、正確に検査対象範囲と対象外範囲とを区別して外観検査をすることができる。また、傾斜端部２５ａ，２５ｂの変化にかかわらず、基準画像によって検査幅Ｗ２を一律に調整できるため、簡単に検査対象範囲を調整できる。
【００２６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、傾斜端部２５ｂを走査の基準位置としてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
発明によれば、展開外周面の傾斜端部を基準として、当該傾斜端部位置から所定幅の範囲を検査対象外とするため、傾斜端部の傾きが変化したり、非直線的になっても、容易に軸心方向端部付近の所定範囲を検査対象外とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】外観検査装置の模式図である。
【図２】検査幅設定処理のフローチャートである。
【図３】検査幅設定時のワーク画像である。
【図４】外観検査処理のための走査処理のフローチャートである。
【図５】外観検査時のワーク画像である。
【符号の説明】
１  外観検査装置
２  撮像部
４  処理部
Ａ  搬送方向
Ｄ  所定幅
Ｗ  ワーク
Ｗ１  軸心方向幅
Ｗ２  検査幅
【図１】
2005010038.tif 000003
【図２】
2005010038.tif 000004
【図３】
2005010038.tif 000005
【図４】
2005010038.tif 000006
【図５】
2005010038.tif 000007