JP2006208258A - 欠陥検査方法および欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不規則な切削加工痕が存在する表面でも、鋳巣や圧痕などの表面欠陥の安定的な検出を可能にすること。
【解決手段】 ワークの加工面である検査平面５に対して垂直に配設される面照明１としての同軸的に配設された中心面照明１１と環状面照明１２と、前記ワークの検査平面５によって反射した反射光を受光するレンズ２および該レンズ２が受光した反射光により撮像される前記ワークの検査平面５の画像の位置にＣＣＤ素子３０が配設されるカメラ３を配置した検査ヘッド４と、ロボット６と、画像処理装置７と、ロボットコントローラ８と、制御装置９と、面照明の明るさを調節可能な電源１０とから成り、前記ワークの検査平面５における加工痕を消すために前記ワークの検査平面の欠陥以外の部分を撮像する前記ＣＣＤ素子３０が飽和気味になるように、レンズの絞りとカメラの露光時間と面照明の明るさが調整される欠陥検査装置および欠陥検査方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークの検査平面を照射する面照明と、前記ワークの検査平面によって反射した反射光を受光するレンズと、該レンズが受光した反射光により撮像される前記ワークの検査平面の画像の位置にＣＣＤ素子が配設されるカメラとを備えた検査ヘッドと、撮像されたワーク検査平面の画像から欠陥を検出する画像処理装置から成る欠陥検査装置および欠陥検査方法に関するものであって、ワークの加工面である検査平面における欠陥の有無の正確な検出を可能にするものである。

自動車部品のようなアルミ鋳物の切削加工表面に表れる欠陥として、鋳巣のような鋳造上どこに表れるか分からないものや切削加工機において、洗浄で取りきれなかった切粉がチャックに付着したままワークをつかむことによって発生する圧痕、ワークの剛性バラツキによって発生するビビリなどがある。上記のような欠陥が加工面に存在するとシール性が低下し、製品機能を満足しなくなる。

従って、現状検査員が目視で全数チェックしているが、個人差や作業による疲労度によって検査精度が大きく変動したり、形状が大きく加工面が多面に及ぶ部品が増え、検査に費やされる経費が多く、製造コストを上昇させる要因となっているため、自動化したいというニーズが高かった。

そこで、従来の表面状態検査方法は、自動車車体表面の塗装面の欠陥を繰り返しの明暗勾配をもつ面照明光源により照明し、ＣＣＤカメラで受光して、凸欠陥と凹欠陥に応じて変化する検査塗装面の明度により凹凸欠陥を判別するものであった。
特開平５−４５１４２号公報

また、従来の外観検査装置は、低角度リング照明（第１照明）と高角度同軸照明（第２照明）を用い、欠陥が立体的なものか平面的な物かによって、各々の照明を切り替えて照射するプリント基板配線板の外観検査を行うものであった。
特開２００２−７１５７８号公報

上記従来の表面状態検査方法は、塗装面のような光沢のある平滑面しか適応できず、鋳物加工面のような凸凹の激しい粗面では、乱反射により面照明の明暗縞が見えないため、鋳巣や打痕のような欠陥を明暗縞の変化具合からは検出できないという問題があった。

また、従来の外観検査装置は、アルミ鋳物の切削加工平面において、高角度同軸照明を用いる場合は、中心が明るく周辺が暗い照明ムラができ、低角度リング照明を用いる場合は、周辺からしか光が照射されないため、周辺部が明るく中心が暗い照明ムラが発生し、加工痕も不規則である為、誤判定しやすいという問題があった。

そこで本発明者は、ワークの加工面に不規則に発生する切削加工痕は前記ＣＣＤ素子が飽和気味にして使用することにより消去することが出来るという知見に着目し、ワークの検査平面に対して垂直に配設された面照明と、前記ワークの検査平面によって反射した反射光を受光するレンズと、該レンズが受光した反射光により撮像される前記ワークの検査平面の画像の位置にＣＣＤ素子が配設されるカメラとを備えた検査ヘッドと、撮像されたワーク検査平面の画像から欠陥を検出する画像処理装置を用いる欠陥検査方法において、前記面照明を、それぞれ同軸的に配設された中心面照明と該中心面照明の外側に配設された環状面照明によって構成するとともに、前記検査ヘッド内で撮像された前記ワークの検査平面の画像において前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分を撮像する前記ＣＣＤ素子が飽和気味になる状態において測定するという本発明の技術的思想に着眼し、さらに研究開発を重ねた結果、不規則な切削加工痕が存在する表面でも、鋳巣や圧痕などの表面欠陥の安定的な検出を可能にするという目的を達成する本発明に到達した。

本発明（請求項１に記載の第１発明）の欠陥検査方法は、
ワークの検査平面を照射する面照明と、前記ワークの検査平面によって反射した反射光を受光するように配設されたＣＣＤ素子により前記ワークの検査平面の画像を撮像するカメラと、
撮像されたワーク検査平面の画像から欠陥を検出する画像処理装置を用いる欠陥検査方法において、
前記面照明が、それぞれ同軸的に配設された中心面照明と該中心面照明の外側に配設された環状面照明によって構成され、
前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分を撮像するＣＣＤ素子を飽和させる
ものである。
前記ＣＣＤ素子が飽和するとは、前記ＣＣＤ素子が実質的に飽和した状態を言うものであり、前記ＣＣＤ素子が部分的に飽和した状態や、前記ＣＣＤ素子が飽和気味になる状態をも含むものである。

本発明（請求項２に記載の第２発明）の欠陥検査方法は、
前記第１発明において、
前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分からの反射光を受光するＣＣＤ素子が飽和するように、前記面照明の明るさが調整されている
ものである。

本発明（請求項３に記載の第３発明）の欠陥検査方法は、
前記第１発明または第２発明において、
前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分からの反射光を受光するＣＣＤ素子が飽和するように、前記カメラに光を集光するレンズの絞りを調整する
ものである。

本発明（請求項４に記載の第４発明）の欠陥検査方法は、
前記第１発明ないし第３発明のいずれかにおいて、
前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分からの反射光を受光するＣＣＤ素子が飽和するように、前記カメラの露光時間が調整されている
ものである。

本発明（請求項５に記載の第５発明）の欠陥検査方法は、
前記第１発明において、
前記面照明の大きさが、前記カメラの画角に略等しく設定されている
ものである。

本発明（請求項６に記載の第６発明）の欠陥検査方法は、
前記第５発明において、
前記画像処理装置内に取り込まれた原画像と欠陥部を含まない基準画像とを減算する
ものである。

本発明（請求項７に記載の第７発明）の欠陥検査方法は、
前記第６発明において、
前記原画像と前記基準画像との減算によって得られた欠陥部の画像を２値化して、２値画像の論理積により欠陥部を抽出する
ものである。

本発明（請求項８に記載の第８発明）の欠陥検査方法は、
前記第７発明において、
前記抽出された欠陥部の特徴量を基準値と比較して、欠陥部の有無を判定するものである。

本発明（請求項９に記載の第９発明）の欠陥検査装置は、
ワークの検査平面を照射する面照明と、
前記ワークの検査平面によって反射した反射光を受光するように配設されたＣＣＤ素子により前記ワークの検査平面の画像を撮像するカメラと、
撮像されたワークの検査平面の画像から欠陥を検出する画像処理装置とを備えた欠陥検査装置において、
前記面照明がそれぞれ同軸的に配設された中心面照明と該中心面照明の外側に配設された環状面照明によって構成され、
前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分を撮像するＣＣＤ素子を飽和させる
ものである。

本発明（請求項１０に記載の第１０発明）の欠陥検査装置は、
前記第９発明において、
前記中心面照明が、前記ワークの検査平面に対して垂直な面に配設された複数のＬＥＤと、該複数のＬＥＤからの光を反射させて前記ワークの検査平面に対して垂直に照射するハーフミラーとから成る同軸落射面照明によって構成され、
前記環状面照明が、リング状の導光拡散板と該リング状の導光拡散板の外周に配設された複数のＬＥＤとから成る穴あき面照明によって構成されている
ものである。

上記構成より成る第１発明の欠陥検査方法は、前記面照明がワークの検査平面を照射し、前記ワークの検査平面によって反射した反射光を受光するように配設された前記カメラの前記ＣＣＤ素子により前記ワークの検査平面の画像を撮像して、撮像されたワーク検査平面の画像から欠陥を検出する画像処理装置を用いる欠陥検査方法において、前記面照明を構成するそれぞれ同軸的に配設された中心面照明と該中心面照明の外側に配設された環状面照明がワークの検査平面を照射し、前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分を撮像するＣＣＤ素子を飽和させるので、不規則な切削加工痕が存在する表面でも、鋳巣や圧痕などの表面欠陥を安定的に検出することを可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る第２発明の欠陥検査方法は、前記第１発明において、前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分からの反射光を受光するＣＣＤ素子が飽和するように、前記面照明の明るさが調整されているので、前記ＣＣＤ素子が、飽和する状態において前記ワークの検査平面が測定されるため、不規則な切削加工痕が存在する表面でも、鋳巣や圧痕などの表面欠陥を安定的に検出することを可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る第３発明の欠陥検査方法は、前記第１発明または第２発明において、前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分からの反射光を受光するＣＣＤ素子が飽和するように、前記カメラに光を集光するレンズの絞りを調整するので、前記ＣＣＤ素子が、飽和する状態において前記ワークの検査平面が測定されるため、不規則な切削加工痕が存在する表面でも、鋳巣や圧痕などの表面欠陥を安定的に検出することを可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る第４発明の欠陥検査方法は、前記第１発明ないし第３発明のいずれかにおいて、前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分からの反射光を受光するＣＣＤ素子が飽和するように、前記カメラの露光時間が調整されているので、前記ＣＣＤ素子が、飽和する状態において前記ワークの検査平面が測定されるため、不規則な切削加工痕が存在する表面でも、鋳巣や圧痕などの表面欠陥を安定的に検出することを可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る第５発明の欠陥検査方法は、前記第１発明において、前記面照明の大きさが、前記カメラの画角に略等しく設定されているので、前記面照明の証明ムラを解消するとともに、打痕などの欠陥のコントラストを大きくするという効果を奏する。

上記構成より成る第６発明の欠陥検査方法は、前記第５発明において、前記画像処理装置内に取り込まれた原画像と欠陥部を含まない基準画像とを減算するので、欠陥部のみを抽出するという効果を奏する。

上記構成より成る第７発明の欠陥検査方法は、前記第６発明において、前記原画像と前記基準画像との減算によって得られた欠陥部の画像を２値化して、２値画像の論理積により欠陥部を抽出するので、欠陥部のみを抽出するという効果を奏する。

上記構成より成る第８発明の欠陥検査方法は、前記第７発明において、前記抽出された欠陥部の特徴量を基準値と比較して、欠陥部の有無を判定するものであるので、欠陥部のみを精確に抽出するという効果を奏する。

上記構成より成る第９発明の欠陥検査装置は、前記面照明がワークの検査平面を照射し、前記ワークの検査平面によって反射した反射光を受光するように配設された前記カメラの前記ＣＣＤ素子により前記ワークの検査平面の画像を撮像して、撮像されたワークの検査平面の画像から欠陥を検出する画像処理装置とを備えた欠陥検査装置において、前記面照明を構成するそれぞれ同軸的に配設された中心面照明と該中心面照明の外側に配設された環状面照明が、ワークの検査平面を照射し、前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分を撮像するＣＣＤ素子を飽和させるので、不規則な切削加工痕が存在する表面でも、鋳巣や圧痕などの表面欠陥を安定的に検出することを可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る第１０発明の欠陥検査装置は、前記第９発明において、前記中心面照明を構成する前記ワークの検査平面に対して垂直な面に配設された複数のＬＥＤと、該複数のＬＥＤからの光を反射させて前記ワークの検査平面に対して垂直に照射するハーフミラーとから成る同軸落射面照明および前記環状面照明を構成するリング状の導光拡散板と該リング状の導光拡散板の外周に配設された複数のＬＥＤとから成る穴あき面照明によって、前記ワークの検査平面をそれぞれ照射するので、前記ワークの検査平面によって反射し前記ハーフミラーを通過した反射光を前記レンズが受光し、該レンズが受光した反射光により撮像される前記ワークの検査平面の画像の位置に配設されたカメラの飽和気味の状態の前記ＣＣＤ素子によって撮像される前記ワークの検査平面の画像が検出されるものであるので、前記同軸軸落射面照明と穴あき面照明を別々に調光することにより、撮像領域の加工面の輝度ムラをなくし、不規則に発生する加工痕をＣＣＤ素子を飽和させて消去することよって、検出に不要なノイズ成分を減らしたので、Ｓ／Ｎが向上し、鋳物加工面の欠陥検出の信頼性を高めるという効果を奏する。

以下本発明の最良の実施の形態につき実施例に基づき、図面を用いて具体的に説明する。

本実施例の欠陥検査装置および欠陥検査方法は、図１ないし図３に示されるようにワークの検査平面に対して垂直に配設される面照明１としての同軸的に配設された中心面照明１１と環状面照明１２と、前記ワークの検査平面５によって反射した反射光を受光するレンズ２および該レンズ２が受光した反射光により撮像される前記ワークの検査平面５の画像の位置にＣＣＤ素子３０が配設されるカメラ３を配置した検査ヘッド４と、該検査ヘッド４を前記ワークの検査平面５上に移動させるロボット６と、撮像されたワークの検査平面の画像から欠陥を検出する画像処理装置７と、前記ロボット６を制御するロボットコントローラ８と、前記画像処理装置７と前記ロボットコントローラ８を制御するための制御装置９と、面照明の明るさを調節可能な電源１０とを用いるものである。また、前記ワークの検査平面５における加工痕を消すために撮像された前記ワークの検査平面の画像において前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分を撮像する前記ＣＣＤ素子３０が飽和気味になるように、レンズの絞りとカメラの露光時間と面照明の明るさが調整されている。

本実施例の欠陥検査装置の構成について、図１および図２を用いて説明する。本実施例装置における前記面照明１は、図２に示されるようにワークの検査平面５に対する垂直線Ｎに対して垂直に配設される。

前記中心面照明１１が、図２に示されるように前記ワークの検査平面５に対して垂直な面を構成する不透明な矩形プレート１１０に一定ピッチで配設された複数のＬＥＤ１１１と、該複数のＬＥＤ１１１に対して一定距離隔てて配設された光の放射面としての拡散板１１２と、該複数のＬＥＤ１１１からの該拡散板１１２を介して導かれた光を反射させて前記ワークの検査平面に対して垂直に照射するハーフミラー１１３とから成る同軸落射面照明によって構成されている。

前記環状面照明１２が、前記ワークの加工面である検査平面に対して平行に配設された不透明な環状プレート１２０に配設され、一方の軸端面をテーパ面の光の放射面を備えた外周部から内周部に向かって直線的に厚さが減少するリング状の導光拡散板１２１と、該リング状の導光拡散板１２１の外周部に配設されたリングプレート１２３に一定ピッチで配設された複数のＬＥＤ１２２とから成る穴あき面照明によって構成されている。

前記穴あき面照明は、図２に示されるようにその大きさを面照明位置でのカメラ画角と同等にし、前記同軸軸落射面照明１１と前記穴あき面照明１２を別々に調光する。

図４に示されるように、同軸落射面照明１だけだと照明の大きさがカメラ画角よりも小さいため、撮像領域全体が均一照明されず照明ムラができる。従って、照明ムラがなく鋳巣などの欠陥のコントラストを大きくさせるために、本実施例においては、穴あき面照明１１の大きさはカメラ画角と同等としている。

さらに不規則に発生する加工痕に対し鋳巣などの欠陥検出を容易にするため、本実施例においては、図５に示すように、加工面の欠陥以外の部分を撮像するＣＣＤ素子を飽和させて加工痕がきえる（最大輝度で一定値）までレンズ２の絞り（Ｆ４．０）とＣＣＤカメラ３の露光時間（例えば２０ｍｓｅｃ）と面照明１の明るさ（２５６階調のうち同軸落射面照明１１：１７６階調穴あき面照明１２：８０階調）を調整している。
前記ＣＣＤ素子３０が飽和するとは、前記ＣＣＤ素子３０が実質的に飽和が開始された状態を言うものであり、前記ＣＣＤ素子３０が実質的に飽和した状態や、前記ＣＣＤ素子が部分的に飽和した状態や、前記ＣＣＤ素子が飽和気味になる状態をも含むものである。

次に面照明１の大きさについて説明する。図３に示されるように、前記面照明１の大きさがカメラ画角よりも小さい場合（図３上図）は、撮像領域全体が均一照明されず照明ムラができる。面照明１の大きさがカメラ画角よりも大きい場合（図３下図）は、加圧痕のコントラストが低くなるが打痕のコントラストも低くなる。従って、照明ムラがなく打痕などの欠陥のコントラストを大きくさせるために、本実施例においては、前記面照明１の大きさはカメラ画角と同等としている。

さらに不規則に発生する加工痕に対し鋳巣や圧痕などの欠陥検出を容易にするため、本実施例においては、図４に示されるように、撮像した加工面の画像において欠陥以外の部分を撮像するＣＣＤ素子を飽和させて加工痕がきえる（最大輝度で一定値）まで、前記レンズ２の絞り（Ｆ４．０）と前記ＣＣＤカメラ３の露光時間（例えば２０ｍｓｅｃ）と前記面照明１の明るさ（２５６階調のうち同軸落射面照明１１：１７６階調穴あき面照明１２：８０階調）を調整している。

前記検査ヘッド４は、図１および図２に示されるように上述の面照明１と、前記ワークの検査平面５によって反射した反射光を図２に示される面角で受光するレンズ２および該レンズ２が受光した反射光により撮像される前記ワークの検査平面５の画像の位置にＣＣＤ素子３０を備えるカメラ３とが配置されている。

前記ロボット６は、かかる前記レンズ２およびＣＣＤカメラ３を配置した上記検査ヘッド４を、図１に示すようにワークの加工面上すなわちワークの加工面に沿って移動させるように構成されている。

前記検査ヘッド４には、撮像されたワーク表面の画像から欠陥を検出する前記画像処理装置７が接続され、前記ロボット６には、ロボットを制御するロボットコントローラ８が接続されている。

前記画像処理装置７と前記ロボットコントローラ８には、前記画像処理装置７と前記ロボットコントローラ８を制御するための制御装置９が接続され、前記面照明１には、該面照明１の明るさを調節する電源１０が接続され、該電源１０には電源１０を制御する制御装置９が接続されている。

前記検査ヘッド４は、前記ロボット６によりワークの加工平面５から一定の距離（Ｌ）だけ保持しながら、ワークの加工平面上を、あらかじめ計測エリア長よりもやや狭い間隔でティーチングされた位置（教示点）へ移動しながら全加工平面をトレースする。

前記制御装置９からの指令により、前記ロボットコントローラ８はロボットを各教示点に移動、停止させ、教示点にロボットが停止した時に前記画像処理装置７により、前記面照明１で照射されたワーク加工面をＣＣＤカメラ３で撮像する。

前記ＣＣＤカメラ３による撮像が完了したら、前記ロボットコントローラ８が前記検査ヘッド４を次の教示点へ移動させるとともに、前記画像処理装置７は、前記検査ヘッド４が次の教示点へ移動している間に、撮像された画像領域内における欠陥の有無を判定し、前記制御装置９に結果を送る。

前記制御装置９は、検査すべき全加工平面の検査が終了したら欠陥のあった教示点を表示する。
前記検査ヘッド４が、教示点で振動し撮像ブレを起こす場合、振動が完全停止するまで待機させていては短時間に検査できなくなるので、前記ＣＣＤカメラ５の露光時間を撮像ブレが起きなくなる程度短く設定したり、教示点でロボットが停止するのに同期して前記面照明１をストロボ発光させるように設定することができる。

本実施例の欠陥検査装置および欠陥検査方法における欠陥検出手順について、図５に示されるフローチャートに基づき説明する。
ステップＳ１において、前記ＣＣＤカメラ３により撮像された画像を画像処理装置７に取り込み原画像とする。

次いでステップＳ２において、原画像からフィルタ処理により欠陥を除去した基準画像を作成するが、平均化フィルタを使って欠陥部の輝度をなまらせた画像を基準画像とすることも出来るが、最大値フィルタを使って欠陥部を小さくさせた画像を基準画像とすることも出来る。

次いでステップＳ３において、原画像から基準画像を減算し、欠陥部があれば欠陥部と加工平面の輪郭を抽出する。

次いでステップＳ４において、欠陥部と加工平面の輪郭の濃淡画像をある閾値でもって０か１（欠陥部および加工平面の輪郭）の２値化し、２値画像を作成する。

次いでステップＳ５において、あらかじめ登録しておいた加工平面部の２値画像（加工平面部＝１）と欠陥部と加工平面の輪郭からなる２値画像の論理積をとり、欠陥部のみを抽出する。次いでステップＳ６で欠陥部の特徴量（例えば等価楕円の長軸長や面積等）を定量化する。

次いでステップＳ７において、あらかじめ設定された特徴量の判定基準値と比較し、加工平面部の欠陥の有無を判定する。
次いでステップＳ８において、ワークの全検査部位の完了を確認して検査を終了する。

本実施例の欠陥検査装置および欠陥検査方法は、前記レンズ２の絞りと前記カメラ３の露光時間と前記面照明１（前記同軸軸落射面照明１１と前記穴あき面照明１２）の明るさが調整され、前記ワークの検査平面５における加工痕を消すために前記ワークの検査平面からの反射光によって前記ワークの検査平面の欠陥以外の部分を撮像する前記ＣＣＤ素子３０が飽和気味になる状態において、撮像された前記ワークの検査平面の画像が検出されるので、不規則な切削加工痕が存在する表面でも、鋳巣や圧痕などの表面欠陥を安定的に検出することを可能にするという効果を奏する。

本実施例の欠陥検査装置は、前記面照明１（前記同軸軸落射面照明１１と前記穴あき面照明１２）が発光領域でほぼ均一な照度分布となるものを用い、該面照明１と前記レンズ２および前記カメラ３を検査平面に対し垂直かつ同軸的に対向させて配設し、前記面照明１の大きさを面照明位置でのカメラ画角と同等にするものである。

本実施例の欠陥検査装置は、前記同軸軸落射面照明１１と穴あき面照明１２と前記レンズ２および前記カメラ３を検査平面に対し垂直に配置して、前記穴あき面照明１２の大きさを面照明位置でのカメラ画角と同等にし、前記同軸軸落射面照明１１と前記穴あき面照明１２を別々に調光することで、撮像領域の加工面画像の輝度を均一にし、加工痕を目立だたなくさせるものである。

さらに、撮像された前記ワークの検査平面の画像により、加工面のＣＣＤ素子を飽和させて加工痕が消える程度（最大輝度で一定値）まで、レンズの絞りとカメラの露光時間と面照明の明るさを調整することにより、不規則に発生する加工痕をＣＣＤ素子を飽和（最大輝度）させて消去するため、鋳巣や圧痕などの欠陥が容易に検出できるようにするものである。

前記穴あき面照明１２は、図２に示されるようにその大きさを面照明位置でのカメラ画角と同等にし、前記同軸軸落射面照明１１と穴あき面照明１２を別々に調光することにより、撮像領域の加工面の輝度ムラをなくし、不規則に発生する加工痕をＣＣＤ素子を飽和させて消去することで検出に不要なノイズ成分を減らしたので、Ｓ／Ｎが向上し、鋳物加工面の欠陥検出の信頼性が高くなるという効果を奏する。

また本実施例の欠陥検査装置は、、定量的に自動判定できるので、目視検査のように判定にバラツキがなくなり、製品品質を一定にできる。また、光学系がコンパクトになるため、ロボットを小型化できコストを低くできるという効果を奏する。

上述の実施例は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。

ワークの加工面である検査平面に対して垂直に配設される面照明１としての同軸的に配設された中心面照明１１と環状面照明１２と、前記ワークの検査平面５によって反射した反射光を受光するレンズ２および該レンズ２が受光した反射光により撮像される前記ワークの検査平面５の画像の位置にＣＣＤ素子３０が配設されるカメラ３を配置した検査ヘッド４と、該検査ヘッド４を前記ワークの検査平面５上に移動させるロボット６と、撮像されたワークの検査平面の画像から欠陥を検出する画像処理装置７と、前記ロボット６を制御するロボットコントローラ８と、前記画像処理装置７と前記ロボットコントローラ８を制御するための制御装置９と、面照明の明るさを調節可能な電源１０とから成り、前記ワークの検査平面５における加工痕を消すために前記ワークの検査平面の欠陥以外の部分を撮像する前記ＣＣＤ素子３０が飽和気味になるように、レンズの絞りとカメラの露光時間と面照明の明るさが調整され、不規則な切削加工痕が存在する表面でも、鋳巣や圧痕などの表面欠陥を安定的に検出することを可能にする欠陥検査装置および欠陥検査方法。

本発明の実施例の欠陥検査装置を示す斜視図である。 本実施例の検査ヘッドと加工面の関係を説明するための説明図である。 本実施例における面照明の大きさと画角の関係と撮像画像の関係を説明するための説明図である。 本実施例における加工痕の消去方法を説明するための説明図である。 本実施例における欠陥検出手順を示すチャート図である。

符号の説明

２ レンズ
１ 面照明
３ カメラ
４ 検査ヘッド
５ ワーク
６ ロボット
７ 画像処理装置
８ ロボットコントローラ
９ 制御装置
１０ 照明電源

Claims (10)

1. ワークの検査平面を照射する面照明と、前記ワークの検査平面によって反射した反射光を受光するように配設されたＣＣＤ素子により前記ワークの検査平面の画像を撮像するカメラと、
   撮像されたワーク検査平面の画像から欠陥を検出する画像処理装置を用いる欠陥検査方法において、
   前記面照明が、それぞれ同軸的に配設された中心面照明と該中心面照明の外側に配設された環状面照明によって構成され、
   前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分を撮像するＣＣＤ素子を飽和させる
   ことを特徴とする欠陥検査方法。
2. 請求項１において、
   前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分からの反射光を受光するＣＣＤ素子が飽和するように、前記面照明の明るさが調整されている
   ことを特徴とする欠陥検査方法。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分からの反射光を受光するＣＣＤ素子が飽和するように、前記カメラに光を集光するレンズの絞りを調整する
   ことを特徴とする欠陥検査方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
   前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分からの反射光を受光するＣＣＤ素子が飽和するように、前記カメラの露光時間が調整されている
   ことを特徴とする欠陥検査方法。
5. 請求項１において、
   前記面照明の大きさが、前記カメラの画角に略等しく設定されている
   ことを特徴とする欠陥検査方法。
6. 請求項５において、
   前記画像処理装置内に取り込まれた原画像と欠陥部を含まない基準画像とを減算する
   ことを特徴とする欠陥検査方法。
7. 請求項６において、
   前記原画像と前記基準画像との減算によって得られた欠陥部の画像を２値化して、２値画像の論理積により欠陥部を抽出する
   ことを特徴とする欠陥検査方法。
8. 請求項７において、
   前記抽出された欠陥部の特徴量を基準値と比較して、欠陥部の有無を判定することを特徴とする欠陥検査方法。
9. ワークの検査平面を照射する面照明と、
   前記ワークの検査平面によって反射した反射光を受光するように配設されたＣＣＤ素子により前記ワークの検査平面の画像を撮像するカメラと、
   撮像されたワークの検査平面の画像から欠陥を検出する画像処理装置とを備えた欠陥検査装置において、
   前記面照明がそれぞれ同軸的に配設された中心面照明と該中心面照明の外側に配設された環状面照明によって構成され、
   前記ワークの検査平面のうち欠陥以外の部分を撮像するＣＣＤ素子を飽和させる
   ことを特徴とする欠陥検査装置。
10. 請求項９において、
    前記中心面照明が、前記ワークの検査平面に対して垂直な面に配設された複数のＬＥＤと、該複数のＬＥＤからの光を反射させて前記ワークの検査平面に対して垂直に照射するハーフミラーとから成る同軸落射面照明によって構成され、
    前記環状面照明が、リング状の導光拡散板と該リング状の導光拡散板の外周に配設された複数のＬＥＤとから成る穴あき面照明によって構成されている
    ことを特徴とする欠陥検査装置。