(57)【要約】【課題】外形不良及び表面不良を正確に抽出し、欠陥不良を高精度に検出するとともに、被検査物の大きさに対して十分に小型化を図ったチェーンの外観検査装置及びそれを用いた外観検査方法を提供する。【解決手段】チェーンＣの平面を垂直に照射するリング型照明手段１１０と、リング型照明手段１１０の中央穴１１２からチェーンＣを臨むように設置された撮像手段１２０と、チェーンＣの傾斜面Ｃ３を鋭角方向から照射し、リング型照明手段１１０よりもチェーンＣに近接して設置され、リング型照明手段１１０の照射光とは異なる色相の照射光を照射するリング型ローアングル照明手段１３０とを有していることにより、前記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像処理を用いたチェーンの外観検査装置において、
前記チェーンの平面を垂直に照射するリング型照明手段と、
前記リング型照明手段の中央穴から前記チェーンを臨むように設置された撮像手段と、
前記チェーンの傾斜面を鋭角方向から照射し、前記リング型照明手段よりも前記チェーンに近接して設置され、前記リング型照明手段の照射光とは異なる色相の照射光を射出するリング型ローアングル照明手段とを有していることを特徴とするチェーンの外観検査装置。
【請求項２】
前記リンク型照明手段の照射光と前記リング型ローアングル照明手段の照射光が、補色の関係にあることを特徴とする請求項１記載のチェーンの外観検査装置。
【請求項３】
前記チェーンの側面を垂直に照射し、前記リング型ローアングル照明手段の照射光と同じ色相の照射光を射出するバー型照明手段を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のチェーンの外観検査装置。
【請求項４】
前記リング型照明手段、リング型ローアングル照明手段、バー型照明手段の少なくとも１つの発光源が、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか記載のチェーンの外観検査装置。
【請求項５】
カラー画像処理を用いたチェーンの外観検査方法において、
前記チェーンの平面をリング型照明手段により垂直に照射する第一工程と、
前記リング型照明手段の中央穴から前記チェーンを臨むように設置された撮像手段により、前記チェーンを撮像する第二工程と、
前記リング型照明手段よりも前記チェーンに近接して設置され、前記リング型照明手段の照射光とは異なる色相の照射光を射出するリング型ローアングル照明手段によって、前記チェーンの傾斜面を鋭角方向から照射する第三工程とを有するチェーンの外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェーンの製造現場において、リンクプレートや連結ピンなどの被検査品の外観検査を行う際に使用されるチェーンの外観検査装置及びその方法に関するものであり、さらに詳しくは、前記被検査品に光を照射し、その反射画像によって前記被検査部品の外形不良や表面不良などを検査するチェーンの外観検査装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、チェーンの製造現場におけるチェーンの外観検査として、単色光をチェーン表面に照射して、その反射画像に二値化処理などの白黒の画像処理を施し外形の欠陥不良などの検出を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の外観検査装置は、白黒の画像処理を行うため、光が有する色相、彩度、明度の３つの情報のうち、明度のみの情報しか使用することができなかった。そのため、撮像した白黒の生画像を所与の明度を閾値として分離すると、平面の状態、例えば、ざらざらであるか鏡面であるかなどの違いによっては、平面からの反射画像と傾斜面からの反射画像を正確に分離することができず、正確な外観検査ができないという課題があった。
また、被検査物であるチェーンに対して、外観検査装置が大型化し、製造ラインの中で製造と同時に検査も合わせて行おうとした場合、外観検査装置を設置するための十分なスペースが確保できないという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、外形不良及び表面不良などを正確に抽出し、欠陥不良やチェーンに刻設された刻印などを高精度に検出できるとともに、被検査物の大きさに対して十分に小型化を図ったチェーンの外観検査装置及びそれを用いた外観検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
まず、本請求項１に係る発明は、カラー画像処理を用いたチェーンの外観検査装置において、前記チェーンの平面を垂直に照射するリング型照明手段と、前記リング型照明手段の中央穴から前記チェーンを臨むように設置された撮像手段と、前記チェーンの傾斜面を鋭角方向から照射し、前記リング型照明手段よりも前記チェーンに近接して設置され、前記リング型照明手段の照射光とは異なる色相の照射光を射出するリング型ローアングル照明手段とを有していることによって、前記課題を解決したものである。
なお、本発明において、「鋭角方向から照射」とは、照射光が、被検査物であるチェーンの外リンクの平面に対して鋭角であることを意味している。
【０００７】
そして、本請求項２に係る発明は、請求項１に係るチェーンの外観検査装置において、前記リンク型照明手段の照射光と前記リング型ローアングル照明手段の照射光が、補色の関係にあることによって、前記課題をさらに解決したものである。
【０００８】
また、本請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係るチェーンの外観検査装置において、前記チェーンの側面を垂直に照射し、前記リング型ローアングル照明手段の照射光と同じ色相の照射光を射出するバー型照明手段を有していることによって、前記課題をさらに解決したものである。
【０００９】
また、本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係るチェーンの外観検査装置において、前記リング型照明手段、リング型ローアングル照明手段、バー型照明手段の少なくとも１つの発光源が、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と称す）であることによって、前記課題をさらに解決したものである。
【００１０】
また、本請求項５に係る発明は、カラー画像処理を用いたチェーンの外観検査方法において、前記チェーンの平面をリング型照明手段により垂直に照射する第一工程と、前記リング型照明手段の中央穴から前記チェーンを臨むように設置された撮像手段により、前記チェーンを撮像する第二工程と、前記リング型照明手段よりも前記チェーンに近接して設置され、前記リング型照明手段の照射光とは異なる色相の照射光を射出するリング型ローアングル照明手段によって、前記チェーンの傾斜面を鋭角方向から照射する第三工程とを有していることによって、前記課題をさらに解決したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本請求項１又は請求項５に係る発明によれば、カラー画像処理を用いたチェーンの外観検査装置又はそれを用いた外観検査方法において、前記チェーンの平面を垂直に照射するリング型照明手段と、前記リング型照明手段の中央穴から前記チェーンを臨むように設置された撮像手段と、前記チェーンの傾斜面を鋭角方向から照射し、前記リング型照明手段よりも前記チェーンに近接して設置され、前記リング型照明手段の照射光とは異なる色相の照射光を射出するリング型ローアングル照明手段とを有していることによって、撮像手段によって撮像された画像を処理する際に、光の明度の情報のみならず、色相、彩度の情報についても使用可能であり、たとえ正常な箇所からの反射光と不良な箇所からの反射光の明度が同じになったとしても、色相及び彩度の情報により、それぞれを識別できるため、チェーンの外形不良及び表面不良を正確に検出することができる。
さらに、各照明手段の光量が変化したとしても、あるいは、チェーンの表面状態が変化したとしても、光の明度、色相、彩度の情報を使用することによって、正常な箇所からの反射光と不良な箇所からの反射光を識別することができるため、チェーンの外形不良及び表面不良を正確に検出することができる。
しかも、外形不良及び表面不良のみならず、チェーンの所定の場所に刻設されたチェーンの型番や会社のロゴなどの刻印の有無や形状なども正確に検出することができ検査できるため、品質管理の精度を格段に向上させることができる。
【００１２】
そして、本請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に相乗して、リンク型照明手段の照射光とリング型ローアングル照明手段の照射光とを補色の関係にすることによって、前者の照射光による反射光と後者の照射光による反射光とが混ざり合って中間色が生じることなく、それぞれの反射光が引き立てあって鮮やかに見えるため、チェーンの外形不良及び表面不良などをより正確に検出することができる。
【００１３】
また、本請求項３に係る発明によれば、請求項１又は請求項２に係る発明が奏する効果に相乗して、チェーンの側面を垂直に照射し、前記リング型ローアングル照明手段の照射光と同じ色相の照射光を射出するバー型照明手段を有していることによって、被検査品であるチェーンの積層部分に光が照射されるため、内リンクの外形不良をより正確に検出することができる。
【００１４】
また、本請求項４に係る発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る発明が奏する効果に相乗して、前記リング型照明手段、リング型ローアングル照明手段、バー型照明手段の少なくとも１つの発光源が、ＬＥＤであることによって、ＬＥＤは半導体を用いたｐｎ接合と呼ばれる固体構造で作られており、この構造の中で電子の持つエネルギーを直接、光エネルギーに変換することで発光し、巨視的には熱や運動の介在を必要としないため、優れた耐久性や耐衝撃性、長寿命化、高効率化であるという効果を奏するとともに、被検査物の大きさに対して十分に小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のカラー画像処理を用いたチェーンの外観検査装置及びそれを用いた外観検査方法は、チェーンの平面を垂直に照射するリング型照明手段と、このリング型照明手段の中央穴からチェーンを臨むように設置された撮像手段と、チェーンの傾斜面を鋭角方向から照射し、リング型照明手段よりもチェーンに近接して設置され、リング型照明手段の照射光とは異なる色相の照射光を射出するリング型ローアングル照明手段とを有するものであって、外形不良及び表面不良を正確に抽出し、欠陥不良を高精度に検出できるものであれば、その具体的な実施の態様は、如何なるものであっても何ら構わない。
【００１６】
例えば、本発明のチェーンの外観検査装置は、被検査品であるチェーンに対して垂直に設置される形態であっても、水平に設置される形態であっても外観検査に何ら支障なく、さらには、チェーンが外観検査装置に対して静止している場合であっても、走行している場合であっても何ら支障はない。
【００１７】
本発明の一実施例を図１乃至図３に基づいて説明する。
ここで、図１は、本発明の実施例であるチェーンの外観検査装置の正面図であり、図２は、図１に示したチェーンの外観検査装置を矢視ＩＩ方向から見たときの側面図であり、図３は、本実施例であるチェーンの外観検査装置により撮像した欠陥を有するチェーンの撮像画像の一例である。
【００１８】
本実施例のチェーンの外観検査装置１００は、図１及び図２に示すように、チェーンＣの平面を垂直に照射するリング型照明手段１１０と、このリング型照明手段１１０の中央穴１１２からチェーンＣを臨むように設置された撮像手段１２０を有している。撮像手段としては、カラー画像を鮮明に撮像することができるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、カラーＣＣＤカメラなどを用いることができる。
【００１９】
そして、例えば、チェーンＣのピンＣ２のかしめ部Ｃ３のような傾斜面をチェーンＣの外リンクＣ１の平面に対して鋭角方向から照射することができ、リング型照明手段１１０の外径よりも大きな内径を有し、リング型照明手段１１０よりも被検査物であるチェーンＣに近接してリング型ローアングル照明手段１３０が配備されている。
【００２０】
ここで、リング型照明手段１１０の照射光とリング型ローアングル照明手段１３０の照射光は、色相が異なっている。本実施例においては、各照明手段は、いずれも、ＬＥＤとを用いた照明装置を使用している。そのため、照明装置の入手のし易さ及びコストの点から、リング型照明手段１１０の照射光を青色とし、リング型ローアングル照明手段１３０の照射光を赤色としている。
【００２１】
しかしながら、例えば、リング型照明手段１１０の照射光を青色とし、リング型ローアングル照明手段１３０の照射光を黄とするような補色の関係にある照射光を用いることによって、リング型照明手段１１０の照射光による反射光とリング型ローアングル照明手段１３０の照射光による反射光とが混ざり合って中間色が生じることなく、それぞれの反射光が引き立てあって鮮やかに見えるため、チェーンの外形不良及び表面不良などをより正確に検出することができ、その効果は甚大である。
【００２２】
ここで、本実施例に用いたリング型照明手段１１０の具体的な構造について説明する。リング型照明手段１１０は、長尺状のフレキシブルな基板にＬＥＤを配置したものを、リング形状のアクリル板からなり片面にドット印刷などの反射膜加工を施した導光拡散板の外周にそのまま巻き付け固定している。その結果、ＬＥＤから射出された光が、射出直後に複雑に屈折散乱し導光板全体に光が行き渡り、導光板に対して略垂直方向に均一な拡散光を被検査物であるチェーンＣの平面に照射することができる。すなわち、リング型照明手段１１０は、面発光源である。
【００２３】
さらにリング形状のアクリル板の中央穴１１２の内周壁にアルミニウムの箔を貼着することにより、導光板の中央穴の内壁面から光が漏洩することが抑制され、照射効率（ＬＥＤから射出された全光量に対する導光板表面から射出される光量の割合）を向上させることができる。
【００２４】
次に、本実施例に用いたリング型ローアングル照明手段１３０の具体的な構造について説明する。リング型ローアングル照明手段１３０は、リング型照明手段１１０の外径よりも大きな内径を有するリング形状のアルミニウム製外形素材にリングの中心に向けて、リングが作る平面に対して照射角が鋭角になるようにＬＥＤが埋設された構成をしている。すなわち、リング型ローアングル照明手段１３０は、直射光源である。
【００２５】
さらに、図２に示したように、チェーンＣの側面を垂直に照射するバー型照明手段１４０が、チェーンＣの側方に対峙するように２つ設置されている。このバー型照明手段１４０は、直線状の基板にＬＥＤを高密度に配設した構成をした直射光源である。そして、バー型照明手段１４０の照射光は、リング型ローアングル照明手段１３０の照射光と同じ色相を有している。このバー型照明手段１４０を設置することにより、被検査品であるチェーンＣの積層部分に光が照射されるため、内リンクＣ４の外形不良をより正確に検出することができ、その効果は甚大である。
【００２６】
次に、本実施例のチェーンの外観検査装置を用いた外形不良及び表面不良などを検出する方法について、図３に基づき説明する。この図３は、本実施例のチェーンの外観検査装置によって、チェーンを正面から撮像したときのカラー画像を白黒で模擬的に示した図である。
【００２７】
まず、表面不良を検出する方法について説明する。図３のＡとして示したように計測領域内を正方形の小面積の検出領域（セグメント）を移動させながら平均濃度を算出する。そして、閾値以上の濃度差があるセグメントをキズありとして検出する。図３のＡは、チェーンＣの外リンクＣ１の表面からの反射光である青色の背景に対して、表面上のキズが赤色の照射光の反射光として赤色のキズが浮かび上がっている。この時、照射光の色相が赤色と青色と異なるため、仮に表面からの反射光とキズからの反射光とが同じ明度になったとしても、色相、彩度の情報から判別できる。
【００２８】
次に、外形不良を検出する方法について説明する。図３のＢとして示したように矩形の計測領域内をスキャンして、計測領域内で複数のエッジ位置、すなわち、外形の輪郭を計測して、計測領域Ｂと外形の輪郭までの幅を比較して、所定の幅以上の場所を欠陥箇所とする。この際にも照射光の色相が赤色と青色と異なるため、仮に表面からの反射光と外形の欠陥箇所からの反射光とが同じ明度になったとしても、色相、彩度の情報から判別できる。
【００２９】
以上のように、本発明のチェーンの外観検査装置及びそれを用いた外観検査方法によれば、外形不良及び表面不良などを正確に抽出し、欠陥不良やチェーンの所定の位置に刻設された刻印の有無、形状などを高精度に検出できるとともに、被検査物であるチェーンのの大きさに対して十分に小型化を図ることができ、その効果は甚大である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のチェーンの外観検査装置の正面図。
【図２】図１に示したチェーンの外観検査装置を矢視ＩＩ方向から見たときの側面図。
【図３】本発明のチェーンの外観検査装置が撮像した欠陥を有するチェーンの撮像画像の一例を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１００  ・・・  チェーン外観検査装置
１１０  ・・・  リング型照明手段
１１２  ・・・  中央穴
１２０  ・・・  撮像手段
１３０  ・・・  リング型ローアングル照明手段
１４０  ・・・  バー型照明手段
Ｃ    ・・・  チェーン
Ｃ１  ・・・  外リンク
Ｃ２  ・・・  ピン
Ｃ３  ・・・  かしめ部
Ｃ４  ・・・  内リンク
【図１】
2009122037.tif 000003
【図２】
2009122037.tif 000004
【図３】
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