(57)【要約】【課題】検査対象物の表面が光沢を有していても、また検査台が鏡面状であってもコントラストが良好でありかつ輪郭が明瞭な成形物の画像が得られる外形検査システムを提供する。【解決手段】検査台上の被検査物の外形を検査する外形検査システムにおいて、撮像装置及び直線ＬＥＤ照明を用い、撮像装置を被検査物の直上位置に配置し、直線ＬＥＤ照明からの照明光線が直接被検査物に照射されずに検査台に照射される位置に直線ＬＥＤ照明を配置してなる外形検査システム。【選択図】図１
2009250752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査台上の被検査物の外形を検査する外形検査システムにおいて、撮像装置及び直線ＬＥＤ照明を用い、撮像装置を被検査物の直上位置に配置し、直線ＬＥＤ照明からの照明光線が直接被検査物に照射されずに検査台に照射される位置に直線ＬＥＤ照明を配置してなる外形検査システム。
【請求項２】
直線ＬＥＤ照明が、２個以上用いられる請求項１記載の外形検査システム。
【請求項３】
直線ＬＥＤ照明から検査台に照射される光線の照射角度が、２０〜８５°である請求項１又は２記載の外形検査システム。
【請求項４】
直線ＬＥＤ照明が、検査台に対して水平方向で被検査対象物から３〜６ｃｍ離れた位置に配置された請求項１〜３のいずれかに記載の外形検査システム。
【請求項５】
直線ＬＥＤ照明が、検査台に対して垂直方向で被検査対象物から３〜６ｃｍ離れた位置に配置された請求項１〜３のいずれかに記載の外形検査システム。
【請求項６】
検査台の表面が、鏡面状である請求項１〜５のいずれかに記載の外形検査システム。
【請求項７】
検査台の表面が、スラットコンベヤである請求項１〜６のいずれかに記載の外形検査システム。
【請求項８】
検査台の表面が、直線ＬＥＤ照明と水平方向に複数の切り込みを有する請求項１〜７のいずれかに記載の外形検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車用ディスクパッドの外形を鏡面状の検査台上で検査するための外形検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用ディスクパッド（以下「ＤＰ」という）のような成形物を製造するとき、その検査工程において外観検査が行われる。従来、外観検査は人間による目視検査が行われていた。
しかし、品質、納期の顧客要求は年々厳しくなり、外観検査の自動化が急がれている。
自動外観検査装置として、一般的に画像処理による検査装置が使用されている。
【０００３】
例えば、外形検査装置として拡散光を照射する面光源と撮像装置を有する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の外形検査装置は、被検査物に直接光を照射する。
しかし、この方法では背景によっては被検査物と背景との十分なコントラストが得られない。
【０００４】
また、背景の影響を無くす方法として、ドーム照明を有した撮像検査システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載の撮像検査システムは、被検査物の直上位置にドーム照明を設置し、照明より上方からＣＣＤカメラで撮像するシステムである。
【０００５】
しかし、上記した方法では背景によっては被検査物と背景との十分なコントラストが得られない。特に、表面が鏡面状である検査台上での検査では、被検査物と背景との十分なコントラストが得られない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０２４７７６号公報
【特許文献２】特開２００４−３４０７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した問題に着目してなされたもので、検査対象物の表面が光沢を有していても、また検査台が鏡面状であってもコントラストが良好でありかつ輪郭が明瞭な成形物の画像が得られる外形検査システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、検査台上の被検査物の外形を検査する外形検査システムにおいて、撮像装置及び直線ＬＥＤ照明を用い、撮像装置を被検査物の直上位置に配置し、直線ＬＥＤ照明からの照明光線が直接被検査物に照射されずに検査台に照射される位置に直線ＬＥＤ照明を配置してなる外形検査システムに関する。
【０００９】
また、本発明は、前記直線ＬＥＤ照明が、２個以上用いられる上記の外形検査システムに関する。
また、本発明は、前記直線ＬＥＤ照明から検査台に照射される光線の照射角度が、２０〜８５°である上記の外形検査システムに関する。
【００１０】
また、本発明は、前記直線ＬＥＤ照明が、検査台に対して水平方向で被検査対象物から３〜６ｃｍ離れた位置に配置された上記の外形検査システムに関する。
また、本発明は、前記直線ＬＥＤ照明が、検査台に対して垂直方向で被検査対象物から３〜６ｃｍ離れた位置に配置された上記の外形検査システムに関する。
【００１１】
また、本発明は、検査台の表面が、鏡面状である上記の外形検査システムに関する。
また、本発明は、検査台の表面が、スラットコンベヤである上記の外形検査システムに関する。
さらに、本発明は、検査台の表面が、直線ＬＥＤ照明と水平方向に複数の切り込みを有する上記の外形検査システムに関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る外形検査システムによれば、従来の外形検査装置では困難であった、鏡面状検査台上での外形輪郭の認識が可能になる。
また、被検査対象物表面に捺印、カラースタンプ等がある場合、これらも同時に検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施例になる外形検査システム１の全体構成図である。この外形検査装置は、被検査物としてＤＰ（ディスクブレーキパッド）のような表面に光沢のある成形品の複数の外観検査項目を検査する装置であり、外形検査を実行する。
【００１４】
なお、ＤＰ製造時に粉塵がＤＰ表面に付着する場合がある。この粉塵は主に摩擦材面の溝及びチャンファを削る工程で発生した粉塵であり、この粉塵は虚報の原因となりやすいので、外形検査の前に取り除いておくことが好ましい。
【００１５】
外形検査システム１は、被検査物近傍のコンベヤに後述する照射方法に基づいて光を照射し、画像を撮像する光学系２と、光学系２から送られた画像を処理し、判定結果を出力する画像処理装置３とを備えてなる。
【００１６】
ここで、光学系２は、直線ＬＥＤ照明２２、２３及び撮像装置２５を備え、被検査物近傍の背景に、直線ＬＥＤ照明２２及び直線ＬＥＤ照明２３から正反射光及び乱反射光照射し撮像装置２５によって画像を撮像する。
【００１７】
上記のように、前記直線ＬＥＤ照明は二つ以上であることが好ましい。二つ備えることにより、広範囲の被検査物の輪郭を正確にとらえることができる。また撮像装置２５は外部から進入する光の影響を減らすために遮光フード２６で覆われていることが好ましい。
【００１８】
前記撮像装置２５としては、エリアセンサ方式カメラ、ラインセンサ方式カメラ等が挙げられ、パターンマッチングを行う点からエリアセンサ方式カラーカメラであることが好ましく、２０×２０ｃｍの視野範囲の検査を行う場合２４万画素程度の解像度であることが好ましい。
【００１９】
光学系２は、図２に示すように、コンベヤに載置されて矢印２７方向に沿って搬送されてくるＤＰ２４に対して、前記直線ＬＥＤ照明源２２及び直線ＬＥＤ照明２３から斜光照明を行うことが好ましい。
【００２０】
前記直線ＬＥＤ照明２２及び直線ＬＥＤ照明２３は、図４に示すように、コンベヤ２１と直線ＬＥＤ照明２２及び直線ＬＥＤ照明２３からの光線とがなす角度４１部が２０〜８５°となるように設置することが好ましく、３５〜７０°の範囲になるように設置することがより好ましい。
【００２１】
前記直線ＬＥＤ照明２２及び直線ＬＥＤ照明２３は、コントラストを明確にする観点から、白色ＬＥＤ照明を用いることが好ましい。またこれらの照明光は平行光であることが好ましい。
【００２２】
前記直線ＬＥＤ照明は、被検査物より１０ｃｍ以上長い照明であることが好ましく、１０ｃｍ未満であると被検査物の端付近の画像が不明瞭となることがある。
【００２３】
また、直線ＬＥＤ照明２２及び２３は、被検査物の表面に直接光線が当たらず、被検査物近傍のコンベヤが照射されるように、被検査物から高さ３〜６ｃｍ、距離が３〜６ｃｍの範囲に設置することが好ましい。このように設置することにより、より背景と被検査物のコントラストが明確となる。
【００２４】
図３は、外形検査アルゴリズムのフローチャートである。まず、ステップＳ１では、撮像して被検査物の画像を得る。
ステップＳ２では、Ｓ１で得られた画像の中から指定した色のみを抽出し、グレー画像に変換する。
【００２５】
色の指定は、色相、彩度、明度をそれぞれ数値で指定する。主に抽出したい色は黒（０）に変換され、主に抽出したい色に近い色の範囲も指定し、その範囲を２５６階調に分けてグレー画像に変換する。
【００２６】
ステップＳ３では、Ｓ２で得られたグレー画像を平均化する。平均化することによって、表面の付着物によるノイズを除去することができる。
ステップＳ４では、Ｓ３で得られたグレー画像に対して、２値化処理を行う。下限の輝度値を指定して、２値化する。この処理を行うことにより、被検査物の外形エッジが明確になる。
【００２７】
ステップＳ５では、Ｓ４で得られた２値化画像に対して膨張処理を行う。
ステップＳ４までに除去することができなかったノイズを除去する。
ステップＳ６で、Ｓ５で得られた画像の外形エッジ形状が良品サンプル画像の外形エッジ形状とどのぐらい一致するかを計測する。計測結果は、相関値（％）で算出する。
ステップＳ７でＳ６の計測結果が決められた閾値の範囲内にあるかどうかを判断し、結果を出力する。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。但し、本発明はこれら実施例により何ら制限するものではない。
従来方法である被検査物を直接直線ＬＥＤ照明で照射する方法（方法１）と、本発明になる、被検査物近傍の背景を照射する方法（方法２）を試み、撮像を行った。撮像した画像を図５に示す。
【００２９】
図５において、方法１では被検査物の表面まで直線ＬＥＤ照明の光で白くなり映り、背景の色と区別がつかず、外形認識が困難であることが明らかである。また背景のスラットコンベヤに被検査物の影が映って外形が明確に認識できない。
一方、方法２では、被検査物と背景のコントラストが明確になり、外形認識が可能となることが明らかである。
【００３０】
撮像装置２５の位置及び図４の４１部の角度の最適条件について検討した結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2009250752.tif 000003
◎：正確に認識ができ、被検査物が直線ＬＥＤ照明の垂直方向に５ｃｍ程度寸法変化しても追従できる。
○：正確に認識できるが、被検査物の直線ＬＥＤ照明垂直方向５ｃｍ以内の寸法変化に追従しにくい。
△：正確に認識ができるが、被検査物の寸法変化に追従できない。
×：全く正確に認識ができない。
【００３２】
撮像装置２５は被検査物の直上にある場合は、いずれも輪郭画像を正確に得ることができた、前記４１部は２０〜８５°であることが最適であることがわかった。０〜２０°でも背景と被検査物のコントラストは明確になったが、直線ＬＥＤ照明をコンベヤに接近させる必要があり、直線ＬＥＤ照明が破損する恐れがあるので、実用には注意を要する。前記４１部の角度が２０〜８５°であると、ＤＰ表面の捺印及びカラースタンプにも照明の影響はなく同時に検査することができる。
【００３３】
これに対し、撮像装置２５を斜方位に設置した場合は、前記４１部を変化させても全く正確に外形を認識することができなかった。
さらに、前記４１部の角度の最適条件を出すために、角度を変化させて実験を行った。
その結果は表２に示すようになった。
【００３４】
【表２】
2009250752.tif 000004
◎：被検査物の寸法が変化しても外形認識ができる。
○：被検査物の寸法の変化にやや追従しにくい。
△：被検査物の寸法変化に追従できない。
【００３５】
前記４１部が３５〜７０°のときに照射範囲が広くなり、被検査物と背景のコントラストが最も明確となった。
さらに、被検査物と直線ＬＥＤ照明との距離が６ｃｍ以上の場合（Ａ）と３〜６ｃｍの範囲内の場合（Ｂ）それぞれ撮像をし、比較を行った。その結果、Ｂ条件で撮像した方が、Ａ条件で撮像したときよりも、コントラストが明確な画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】外形検査システムの構成図である。
【図２】光学系２の斜視図である。
【図３】外形検査アルゴリズムのフローチャートである。
【図４】照明２２及び２３の設置角度を示す図である。
【図５】被検査物を撮像した画像を示す写真である。
【符号の説明】
【００３７】
１  外形検査システム
２  光学系
３  画像処理装置
２１  コンベヤ
２２  ＬＥＤ照明
２３  ＬＥＤ照明
２４  ＤＰ
２５  撮像装置
２６  遮光フード
２７  矢印
４１  角度
【図１】
2009250752.tif 000005
【図２】
2009250752.tif 000006
【図３】
2009250752.tif 000007
【図４】
2009250752.tif 000008
【図５】
2009250752.tif 000009