JP2020034316A - Inspection device for tubular body or rod-like body - Google Patents

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Abstract

To provide a pipe inspection device that is capable of inspecting the whole circumference of a pipe under uniform conditions, and that has few restrictions on installation.SOLUTION: A device for inspecting the outer peripheral surface of a pipe 20 which advances straight in its own axial direction includes: plural imaging units 60, 70, 80 provided with a linear imaging element array; plural robot arms 31, 41, 51 which are arranged at an interval from each other in the axial direction along a route of the pipe, and to which one of the imaging units is attached on the tip; and control means for controlling the robot arms. The control means controls the robot arms 31, 41, 51 in a state that the imaging element arrays are in parallel to the pipe 20 and directed toward the center of the pipe, such that the plural imaging units 60, 70, 80 are rotated in respectively different angular ranges around the pipe.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、管状体又は棒状体の検査装置に関し、特に断面形状が円形である管状体又は棒状体の外観における欠陥の有無を検査する装置に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus for a tubular body or a rod-shaped body, and more particularly to an apparatus for inspecting the appearance of a tubular body or a rod-shaped body having a circular cross section for the presence or absence of a defect.

従来、管状体又は棒状体の外観を検査する装置として、例えば、製造ライン上の所定の位置に、当該位置を通過する被検材（すなわち検査対象とする管状体又は棒状体）を取り囲むように、複数台のカメラ及び照明を配置したものがある。前記複数台のカメラ及び照明はいずれも前記被検材の中心を向くように固定されており、該被検材が前記所定の位置を通過する際に、該複数台のカメラによって該被検材の外周面が撮像される。そして、得られた画像に基づいて、該被検材の外周面に存在するキズや汚れなどの欠陥が検出される。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for inspecting the appearance of a tubular body or a rod-shaped body, for example, at a predetermined position on a production line, a test material passing through the position (that is, a tubular body or a rod-shaped body to be inspected) is surrounded. And a plurality of cameras and lightings. Each of the plurality of cameras and the lighting is fixed so as to face the center of the test material, and when the test material passes through the predetermined position, the plurality of cameras cause the test material to be illuminated. Is imaged. Then, based on the obtained image, defects such as scratches and dirt present on the outer peripheral surface of the test material are detected.

しかしながら、このような従来の検査装置では、被検材の外周上での位置に応じて、各カメラ及び照明との距離や角度が異なってくるため、被検材の全周を均一な条件で検査することができないという問題があった。   However, in such a conventional inspection apparatus, since the distance and angle between each camera and the illumination differ depending on the position on the outer periphery of the test material, the entire circumference of the test material under uniform conditions. There was a problem that it could not be inspected.

このような問題を解消するものとして、特許文献１には、搬送ライン上を直進送りされる被検材の周りを２組のカメラセンサ及び照明が回転しながら検査を行う検査装置が記載されている。この検査装置では、中央に穴を備えた円板状の支持部材に前記２組のカメラ及び照明が固定されており、該支持部材を回動させながら、前記穴を通過する被検材の外周面を撮影する。これにより、前記２組のカメラ及び照明を前記被検材の周りで円弧状に回動させつつ撮影を行うことができるため、該被検材の全周を均一な条件で検査することが可能となる。   As a solution to such a problem, Patent Document 1 discloses an inspection apparatus that performs inspection while rotating two sets of camera sensors and illumination around a test material that is fed straight on a transport line. I have. In this inspection apparatus, the two sets of cameras and illumination are fixed to a disk-shaped support member having a hole in the center, and the outer periphery of a test material passing through the hole is rotated while rotating the support member. Shoot the surface. Accordingly, since the two sets of cameras and illumination can be rotated while rotating in an arc around the test material, the entire circumference of the test material can be inspected under uniform conditions. Becomes

特開平9-318550号公報JP-A-9-318550

しかしながら、特許文献１に記載の検査装置では、被検材の進路上に前記円板を配置する必要があるため、該進路の上下左右に大きなスペースが必要となる。そのため、当該検査装置の設置に大きな制約が生じ、被検材の製造ラインの構成によっては、検査装置を設置できない場合があった。   However, in the inspection device described in Patent Literature 1, since the disc needs to be arranged on the path of the test material, a large space is required in the vertical and horizontal directions of the path. For this reason, there is a great restriction on the installation of the inspection device, and depending on the configuration of the production line of the test material, the inspection device cannot be installed in some cases.

本発明は上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、被検材の全周を均一な条件で検査できると共に、設置に関する制約の少ない、管状体又は棒状体の検査装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to enable inspection of the entire circumference of a test material under uniform conditions, and to reduce a restriction on installation, of a tubular body or a rod-like body. An object of the present invention is to provide an inspection device.

上記課題を解決するために成された本発明に係る管状体又は棒状体の検査装置は、
自身の軸方向に直進する断面円形の管状又は棒状の被検材の外周面を検査する装置であって、
a)各々が、線状の撮像素子アレイを備えた複数の撮像ユニットと、
b)前記被検材の進路に沿って配置され、各々の先端に前記複数の撮像ユニットの１つが取り付けられた複数のロボットアームと、
c)前記複数のロボットアームを制御する制御手段と、
を有し、
前記複数のロボットアームが、前記被検材の軸方向に互いに位置をずらして配置されており、
前記制御手段が、前記撮像素子アレイを前記被検材と平行且つ該被検材の中心に向けた状態で、前記複数の撮像ユニットが該被検材の周りをそれぞれ異なる角度範囲で回動するように、前記複数のロボットアームの各々を制御することを特徴としている。 An inspection device for a tubular body or a rod-shaped body according to the present invention made in order to solve the above-mentioned problem,
A device for inspecting the outer peripheral surface of a tubular or rod-shaped test material having a circular cross section that goes straight in its own axial direction,
a) a plurality of imaging units each having a linear imaging element array,
b) a plurality of robot arms arranged along a path of the test material, each of which has one of the plurality of imaging units attached to a tip thereof;
c) control means for controlling the plurality of robot arms,
Has,
The plurality of robot arms are arranged to be shifted from each other in the axial direction of the test material,
The plurality of imaging units rotate around the test material in different angle ranges in a state where the control unit has the image sensor array parallel to the test material and directed toward the center of the test material. Thus, each of the plurality of robot arms is controlled.

ここで、複数の撮像ユニットが「被検材の周りをそれぞれ異なる角度範囲で回動する」とは、被検材を中心とする３６０°の範囲のうち、或る撮像ユニットが回動する角度範囲と、別の撮像ユニットが回動する角度範囲とが完全には重ならないことを意味しており、両撮像ユニットが回動する角度範囲の一部が重なるような場合も含まれる。   Here, "the plurality of imaging units rotate around the test material in different angular ranges" means the angle at which a certain imaging unit rotates in a 360 ° range around the test material. This means that the range and the angle range in which another imaging unit rotates do not completely overlap, and also includes a case where a part of the angle range in which both imaging units rotate is overlapped.

上記発明に係る管状体又は棒状体の検査装置によれば、上述した従来の検査装置のような円板状の支持部材が不要であるため、被検材の進路の上下左右（特に上方と下方）に必要なスペースをより小さくすることができる。なお、本発明に係る検査装置では、前記複数の撮像ユニットのそれぞれを駆動するロボットアームを、前記被検材の進路方向に位置をずらして配置することにより、アーム同士の干渉が効果的に防止される。   According to the tubular or rod-shaped inspection apparatus according to the present invention, since the disk-shaped support member as in the above-described conventional inspection apparatus is not required, the up, down, left, right (particularly, upward and downward) of the path of the test material is required. ) Can be made smaller. In the inspection device according to the present invention, the robot arms for driving each of the plurality of imaging units are arranged so as to be shifted in the direction of the path of the test material, so that interference between the arms is effectively prevented. Is done.

また、前記本発明に係る管状体又は棒状体の検査装置は、
前記複数のロボットアームが、前記被検材の進路を挟んで左右交互に配置されているものとすることが望ましい。 Further, the tubular or rod-like body inspection device according to the present invention,
It is preferable that the plurality of robot arms are alternately arranged on the left and right sides of the path of the test material.

このような構成とすることにより、ロボットアーム同士の干渉をより効果的に防止しつつ、被検材の進路方向におけるロボットアームの設置間隔を短くすることができるため、検査装置の設置に必要なスペースをより小さくすることができる。   With such a configuration, the interval between the robot arms in the traveling direction of the test material can be shortened while effectively preventing interference between the robot arms. Space can be made smaller.

前記本発明に係る検査装置は、例えば、前記撮像ユニットによって取得された画像を液晶ディスプレイ等の表示装置に表示させるものとすることができる。この場合、該画像をユーザ（検査担当者）が目視することによって、前記被検材の外周面における欠陥の有無が判断される。   The inspection device according to the present invention may display an image acquired by the imaging unit on a display device such as a liquid crystal display, for example. In this case, the presence or absence of a defect on the outer peripheral surface of the test material is determined by visually observing the image by a user (a person in charge of inspection).

また、前記本発明に係る管状体又は棒状体の検査装置は、更に、
d)前記複数の撮像ユニットによって取得された画像に基づいて、前記被検材の外周面に存在する欠陥を検出する欠陥検出手段と、
e)前記欠陥検出手段によって前記欠陥が検出された場合に、その旨をユーザに通知する通知手段と、
を有するものとすることが望ましい。 Further, the tubular or rod-shaped inspection device according to the present invention further comprises:
d) defect detection means for detecting a defect present on the outer peripheral surface of the test material, based on the images acquired by the plurality of imaging units,
e) when the defect is detected by the defect detecting means, a notifying means for notifying the user to that effect;
It is desirable to have.

このような構成によれば、被検材の検査に要するユーザの作業負担を大幅に低減することができる。   According to such a configuration, the user's work load required for the inspection of the test material can be significantly reduced.

また、前記本発明に係る管状体又は棒状体の検査装置は、
前記撮像ユニットが、前記被検材の外周面に当接させて使用される接触型の撮像センサであることが望ましい。 Further, the tubular or rod-like body inspection device according to the present invention,
It is preferable that the imaging unit is a contact-type imaging sensor used in contact with an outer peripheral surface of the test material.

これにより、撮像時における被検材の中心から撮像ユニットまでの距離を小さくすることができるため、各撮像ユニットを回動させる際におけるロボットアーム同士の干渉を効果的に防止でき、検査装置の更なる省スペース化を図ることができる。   This makes it possible to reduce the distance from the center of the test material to the imaging unit during imaging, so that it is possible to effectively prevent interference between robot arms when rotating each imaging unit, and to further improve the inspection apparatus. Space saving can be achieved.

上記の通り、本発明に係る管状体又は棒状体の検査装置によれば、被検材の全周を均一な条件で検査できると共に、設置に関する制約が少なくなり、多様な構成の製造ラインに適用することが可能となる。   As described above, according to the tubular or rod-shaped inspection apparatus according to the present invention, the entire circumference of the test material can be inspected under uniform conditions, the restrictions on installation are reduced, and the present invention can be applied to production lines of various configurations. It is possible to do.

本発明の一実施形態に係るパイプの外観検査装置の要部構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a pipe appearance inspection device according to an embodiment of the present invention. 前記パイプの外観検査装置に含まれる撮像ユニット及びロボットの配置を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of an imaging unit and a robot included in the pipe appearance inspection device. 前記パイプの外観検査装置に含まれる各撮像ユニットの、走査時における軌道を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a trajectory of each imaging unit included in the pipe appearance inspection device during scanning. 被検材であるパイプの外周面の展開図であって、前記各撮像ユニットによる撮像範囲をそれぞれ異なる網掛けで示している。FIG. 4 is a development view of an outer peripheral surface of a pipe as a test material, in which an imaging range of each imaging unit is indicated by different hatching. 本発明の別の実施形態に係るパイプ検査装置の斜視図。The perspective view of the pipe inspection device concerning another embodiment of the present invention. 前記パイプの外観検査装置に含まれる各撮像ユニットの、走査時における軌道を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a trajectory of each imaging unit included in the pipe appearance inspection device during scanning.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明を行う。図１は、本発明の一実施形態に係るパイプの外観検査装置（以下、単に「検査装置」とよぶ）の要部構成を示すブロック図であり、図２は該検査装置に含まれる撮像ユニット及びロボットの配置を示す斜視図である。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of a pipe appearance inspection apparatus (hereinafter, simply referred to as an “inspection apparatus”) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an imaging unit included in the inspection apparatus. FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of a robot.

本実施形態に係る検査装置は、パイプ製造装置１０によって連続押し出し成形されるプラスチック製のパイプ２０の外観における欠陥（キズ、汚れ、又は異物混入等）の有無を検査するものである。この検査装置は、パイプ２０の外周面を撮像する３台の撮像ユニット６０、７０、８０と、各撮像ユニット６０、７０、８０をパイプ２０の外周面に沿って円弧状に移動させる３台のロボット３０、４０、５０と、制御部９１と、画像処理部９２と、欠陥検出部９３と、通知部９４と、を備えている。   The inspection device according to the present embodiment is for inspecting the appearance of a plastic pipe 20 continuously extruded and formed by the pipe manufacturing apparatus 10 for defects (scratch, dirt, foreign matter, etc.). This inspection apparatus includes three imaging units 60, 70, and 80 for imaging the outer peripheral surface of the pipe 20, and three imaging units that move each of the imaging units 60, 70, and 80 in an arc shape along the outer peripheral surface of the pipe 20. The robot 30 includes a robot 30, 40, 50, a control unit 91, an image processing unit 92, a defect detection unit 93, and a notification unit 94.

撮像ユニット６０、７０、８０は、撮像対象物に接触した状態で、該撮像対象物の表面を走査することによって二次元画像データを取得する接触型の撮像ユニットであり、それぞれ、互いに平行に配置されたライン状イメージセンサ（以下、単に「イメージセンサ」とよぶ）６１、７１、８１と線状光源６２、７２、８２とを備えている。イメージセンサ６１、７１、８１は、例えば、ライン状に配列された複数個の撮像素子（例えば、ＣＣＤセンサ）と、ライン状に配列された複数個のロッド状レンズとを含んでおり、線状光源６２、７２、８２は、例えば、ライン状に配列された複数個のＬＥＤ素子を含んでいる。なお、前記複数個の撮像素子が本発明における「撮像素子アレイ」に相当する。   The imaging units 60, 70, and 80 are contact-type imaging units that acquire two-dimensional image data by scanning the surface of the imaging target while in contact with the imaging target, and are arranged in parallel with each other. And linear light sources 62, 72, 82 (hereinafter simply referred to as "image sensors"). Each of the image sensors 61, 71, and 81 includes, for example, a plurality of imaging elements (for example, a CCD sensor) arranged in a line and a plurality of rod-shaped lenses arranged in a line. The light sources 62, 72, and 82 include, for example, a plurality of LED elements arranged in a line. Note that the plurality of image sensors correspond to an “image sensor array” in the present invention.

ロボット３０、４０、５０は、それぞれアーム３１、４１、５１（本発明におけるロボットアームに相当）を有しており、該アーム３１、４１、５１の先端に撮像ユニット６０、７０、８０が取り付けられる。アーム３１、４１、５１は、それぞれ複数の関節を備えており、撮像ユニット６０、７０、８０を三次元的に移動させることができる。   The robots 30, 40, and 50 have arms 31, 41, and 51 (corresponding to robot arms in the present invention), and the imaging units 60, 70, and 80 are attached to the ends of the arms 31, 41, and 51, respectively. . The arms 31, 41, and 51 each have a plurality of joints, and can move the imaging units 60, 70, and 80 three-dimensionally.

３台のロボット３０、４０、５０は、いずれもパイプ製造装置１０から連続的に送り出されるパイプ２０の進路に沿って配置される。なお、アーム３１、４１、５１同士が干渉するのを防止するため、これらのロボット３０、４０、５０は、パイプ２０の軸方向における位置を互いにずらして（すなわち当該軸方向に間隔を空けて）配置される。なお、以下において、特に区別が必要な場合には、前記３台のロボット３０、４０、５０を、パイプ製造装置１０に近い側から順に、第１ロボット３０、第２ロボット４０、及び第３ロボット５０とよび、各ロボット３０、４０、５０に取り付けられた撮像ユニット６０、７０、８０を、それぞれ第１撮像ユニット６０、第２撮像ユニット７０、及び第３撮像ユニット８０とよぶ。   The three robots 30, 40, 50 are all arranged along the course of the pipe 20 continuously fed from the pipe manufacturing apparatus 10. In order to prevent the arms 31, 41, and 51 from interfering with each other, the robots 30, 40, and 50 shift the positions of the pipes 20 in the axial direction from each other (that is, at intervals in the axial direction). Be placed. In the following, when it is particularly necessary to distinguish between the three robots 30, 40, and 50, the first robot 30, the second robot 40, and the third robot The imaging units 60, 70, and 80 attached to the robots 30, 40, and 50 are referred to as a first imaging unit 60, a second imaging unit 70, and a third imaging unit 80, respectively.

また、各ロボット３０、４０、５０は、パイプ製造装置１０に近い側から順に左右交互に配置される。例えば、図２の例では、第１ロボット３０と第３ロボット５０をパイプ２０の進行方向右側に配置し、第２ロボット４０をパイプの進行方向左側に配置している。これにより、前記軸方向におけるロボット３０、４０、５０の設置間隔を小さくした場合でも、アーム３１、４１、５１の干渉を効果的に防止することができる。   Further, the robots 30, 40, 50 are arranged alternately left and right from the side close to the pipe manufacturing apparatus 10. For example, in the example of FIG. 2, the first robot 30 and the third robot 50 are arranged on the right side in the traveling direction of the pipe 20, and the second robot 40 is arranged on the left side in the traveling direction of the pipe. Thereby, even when the installation intervals of the robots 30, 40, 50 in the axial direction are reduced, the interference of the arms 31, 41, 51 can be effectively prevented.

各ロボット３０、４０、５０のアーム３１、４１、５１の動作は、制御部９１によって制御される。また、各撮像ユニット６０、７０、８０に含まれるイメージセンサ６１、７１、８１で取得された二次元画像データは、画像処理部９２にて所定の処理（例えば、シェーディング処理、平均化処理、背景差分処理、二値化処理など）を施された上で、欠陥検出部９３に送出される。欠陥検出部９３は、画像処理部９２からの出力に基づいて被検材であるパイプ２０の外周面における欠陥の有無を判定する。なお、欠陥検出部９３によってパイプの表面に欠陥が検出された場合は、その旨が通知部９４によってユーザに通知される。なお、通知部９４は、液晶ディスプレイ等の表示装置又はスピーカーを制御するものであり、欠陥検出部９３からの出力信号に応じて、前記表示装置の画面上に、欠陥の検出を示すメッセージを表示させたり、前記スピーカーから、欠陥の検出を示す音声を発生させたりする。なお、通知部９４は、このようなメッセージの表示による通知と、音声の発生による通知の両方を行うものとしてもよい。   The operations of the arms 31, 41, 51 of the robots 30, 40, 50 are controlled by the control unit 91. The two-dimensional image data acquired by the image sensors 61, 71, 81 included in the imaging units 60, 70, 80 is subjected to predetermined processing (for example, shading processing, averaging processing, After being subjected to a difference process, a binarization process, etc., it is sent to the defect detection unit 93. The defect detection unit 93 determines the presence or absence of a defect on the outer peripheral surface of the pipe 20, which is the test material, based on the output from the image processing unit 92. When a defect is detected on the surface of the pipe by the defect detection unit 93, the user is notified by the notification unit 94 to that effect. The notification unit 94 controls a display device such as a liquid crystal display or a speaker, and displays a message indicating the detection of a defect on the screen of the display device according to an output signal from the defect detection unit 93. Or a sound indicating the detection of a defect is generated from the speaker. Note that the notification unit 94 may perform both the notification by displaying such a message and the notification by generating a sound.

制御部９１、画像処理部９２、欠陥検出部９３、及び通知部９４の機能は、ＣＰＵやメモリを備えたコンピュータに所定のプログラムを実行させることによって、いわゆるソフトウェア的に実現される。なお、制御部９１と画像処理部９２とは、１つのコンピュータによって実現されるものとしてもよく、それぞれ異なるコンピュータによって実現されるものとしてもよい。後者の場合、例えば、制御部９１の機能は、パイプ２０の製造ラインの近傍に配置されたコンピュータによって実現し、画像処理部９２（並びに欠陥検出部９３及び通知部９４）の機能は、前記製造ラインとは離れた場所にある制御室等に配置されたコンピュータによって実現する構成等とすることができる。   The functions of the control unit 91, the image processing unit 92, the defect detection unit 93, and the notification unit 94 are realized as so-called software by causing a computer including a CPU and a memory to execute a predetermined program. The control unit 91 and the image processing unit 92 may be realized by one computer, or may be realized by different computers. In the latter case, for example, the function of the control unit 91 is realized by a computer arranged near the production line of the pipe 20, and the function of the image processing unit 92 (and the defect detection unit 93 and the notification unit 94) is A configuration realized by a computer disposed in a control room or the like at a location separated from the line can be adopted.

本実施例に係る検査装置によってパイプ２０の外観検査を行う際には、制御部９１が各ロボット３０、４０、５０のアーム３１、４１、５１を制御することによって、撮像ユニット６０、７０、８０を、パイプ２０の外周面に該パイプ２０の軸方向と平行な姿勢で当接させた状態で、パイプ２０の軸を中心とする円弧状にそれぞれ回動させる。これによりパイプ２０の外周面が撮像ユニット６０、７０、８０によって走査される。前記走査時における各撮像ユニット６０、７０、８０の軌道を図３に示す。同図において、矢印Ａは第１撮像ユニット６０の軌道を示し、矢印Ｂは第２撮像ユニット７０の軌道を示し、矢印Ｃは第３撮像ユニット８０の軌道を示している。同図に示すように、各撮像ユニット６０、７０、８０は、それぞれパイプ２０の外周の互いに異なる角度範囲を走査する。但し、検査漏れが生じることがないよう、各撮像ユニット６０、７０、８０による回動角度範囲は、その一部がわずかに重複するようになっている。したがって、各撮像ユニット６０、７０、８０の回動角度の大きさは、いずれも１２０°（すなわち３６０°を撮像ユニットの台数で除した値）よりも大きく定められている。   When performing the appearance inspection of the pipe 20 by the inspection apparatus according to the present embodiment, the control unit 91 controls the arms 31, 41, and 51 of the robots 30, 40, and 50, and thereby the imaging units 60, 70, and 80. Are abutted against the outer peripheral surface of the pipe 20 in a posture parallel to the axial direction of the pipe 20, and each is rotated in an arc around the axis of the pipe 20. Thus, the outer peripheral surface of the pipe 20 is scanned by the imaging units 60, 70, and 80. FIG. 3 shows the trajectories of the imaging units 60, 70, and 80 during the scanning. In the figure, arrow A indicates the trajectory of the first imaging unit 60, arrow B indicates the trajectory of the second imaging unit 70, and arrow C indicates the trajectory of the third imaging unit 80. As shown in the figure, each of the imaging units 60, 70, and 80 scans a different angular range on the outer periphery of the pipe 20. However, the rotation angle ranges of the imaging units 60, 70, and 80 are configured to partially overlap with each other slightly so that the inspection is not missed. Therefore, the magnitude of the rotation angle of each of the imaging units 60, 70, and 80 is set to be larger than 120 ° (that is, a value obtained by dividing 360 ° by the number of imaging units).

撮像ユニット６０、７０、８０を各々の回動角度範囲の始点（矢印Ａ、Ｂ、Ｃの基端）から該回動角度範囲の終点（矢印Ａ、Ｂ、Ｃの先端）まで回動させた後は、アーム３１、４１、５１によって各撮像ユニット６０、７０、８０をパイプ２０の外周面から離し、再び回動角度範囲の始点まで移動させる。その後は、アーム３１、４１、５１によって再び撮像ユニット６０、７０、８０をパイプ２０の表面に当接させ、上記同様に回動角度範囲の始点から終点まで円弧状に回動させる。このような撮像ユニット６０、７０、８０の走査は所定の時間間隔で繰り返し実行される。ここで「走査」とは、各撮像ユニット６０、７０、８０を各々の回動角度範囲の始点から終点まで回動させることによって該回動角度範囲におけるパイプ２０の外周面の画像データを取得することを意味しており、前記回動角度範囲の始点から終点までの回動１回が、１回の走査に相当する。なお、各撮像ユニット６０、７０、８０の回動角度範囲の始点から回動角度範囲の終点までの移動速度、及び各撮像ユニット６０、７０、８０による走査の実行間隔は、パイプ２０の進行速度を考慮して、撮像漏れが生じることがないように決定される。   The imaging units 60, 70, and 80 were rotated from the start point (the base end of arrows A, B, and C) of each rotation angle range to the end point (the end of arrows A, B, and C) of the rotation angle range. Thereafter, the imaging units 60, 70, 80 are separated from the outer peripheral surface of the pipe 20 by the arms 31, 41, 51, and are moved again to the starting point of the rotation angle range. Thereafter, the imaging units 60, 70, and 80 are again brought into contact with the surface of the pipe 20 by the arms 31, 41, and 51, and are rotated in an arc from the start point to the end point of the rotation angle range as described above. Such scanning of the imaging units 60, 70, 80 is repeatedly performed at predetermined time intervals. Here, “scan” means that image data of the outer peripheral surface of the pipe 20 in the rotation angle range is obtained by rotating each of the imaging units 60, 70, and 80 from the start point to the end point of each rotation angle range. This means that one rotation from the start point to the end point of the rotation angle range corresponds to one scan. Note that the moving speed from the start point of the rotation angle range of each imaging unit 60, 70, 80 to the end point of the rotation angle range, and the execution interval of scanning by each imaging unit 60, 70, 80 are the traveling speed of the pipe 20. In consideration of the above, it is determined that the imaging omission does not occur.

なお、各ロボット３０、４０、５０による走査のタイミングは同期させてもよく、同期させなくてもよい。例えば、第１撮像ユニット６０と第２撮像ユニット７０がパイプ２０の軸方向に近接して配置されている場合には、アーム３１、４１同士又は撮像ユニット６０、７０同士が干渉することがないよう、第１撮像ユニット６０による各回の走査終了タイミングと第２撮像ユニット７０による各回の走査開始タイミングとが常に時間的に離れた状態となるように、各ロボット３０、４０の動作を同期させることが望ましい。一方、各撮像ユニット６０、７０、８０がパイプ２０の軸方向に十分に離間させて配置されている場合には、こうした干渉のおそれがないため、ロボット３０、４０、５０の動作は必ずしも同期させなくてもよい。   The timing of scanning by each of the robots 30, 40, 50 may or may not be synchronized. For example, when the first imaging unit 60 and the second imaging unit 70 are arranged close to each other in the axial direction of the pipe 20, the arms 31 and 41 or the imaging units 60 and 70 do not interfere with each other. It is possible to synchronize the operations of the robots 30 and 40 such that the end timing of each scan by the first imaging unit 60 and the start timing of each scan by the second imaging unit 70 are always temporally separated. desirable. On the other hand, when the imaging units 60, 70, and 80 are arranged sufficiently apart in the axial direction of the pipe 20, there is no possibility of such interference, and the operations of the robots 30, 40, and 50 are not necessarily synchronized. It is not necessary.

被検材であるパイプ２０は図２中の白矢印の方向に直進しているため、上記のように撮像ユニット６０、７０、８０を円弧状に回動させることにより、各撮像ユニット６０、７０、８０はパイプ２０の外周面を螺旋軌道の一部を描くように走査することとなる。図４に、パイプ２０の表面における各撮像ユニット６０、７０、８０による撮像範囲を示す。同図は、パイプ２０の外周面の展開図であり、各撮像ユニット６０、７０、８０によって撮像される領域をそれぞれパターンの異なる網掛けで示している。同図において、符号Ｘで示される平行四辺形は第１撮像ユニット６０による１回の走査で撮像される範囲を示し、符号Ｙで示される平行四辺形は第２撮像ユニット７０による１回の走査で撮像される範囲を示し、符号Ｚで示される平行四辺形は第３撮像ユニット８０による１回の走査で撮像される範囲を示している。同図に示すように、各撮像ユニット６０、７０、８０による１回の走査で撮像される範囲は、同一の撮像ユニット６０、７０、８０による直前及び直後の走査で撮像される範囲とわずかに重複している。また、各撮像ユニット６０、７０、８０によって撮像される範囲は、別の撮像ユニット６０、７０、８０によって撮像される範囲とわずかに重複している。これにより、パイプ２０の進行速度や、アーム３１、４１、５１による撮像ユニット６０、７０、８０の移動速度又は回動角度範囲に多少のズレが生じた場合でもパイプ２０の外周面全体を漏れなく撮像することができる。   Since the pipe 20, which is the test material, goes straight in the direction of the white arrow in FIG. 2, by rotating the imaging units 60, 70, 80 in an arc shape as described above, each of the imaging units 60, 70 , 80 scan the outer peripheral surface of the pipe 20 so as to draw a part of a spiral trajectory. FIG. 4 shows an imaging range of each imaging unit 60, 70, 80 on the surface of the pipe 20. FIG. 3 is a development view of the outer peripheral surface of the pipe 20, in which regions imaged by the imaging units 60, 70, and 80 are indicated by hatching with different patterns. In the figure, a parallelogram indicated by a reference sign X indicates a range imaged by one scan by the first imaging unit 60, and a parallelogram indicated by a reference sign Y indicates one scan by the second imaging unit 70. Indicates a range where an image is taken, and a parallelogram indicated by a reference sign Z indicates a range where an image is taken in one scan by the third imaging unit 80. As shown in the figure, the range captured by a single scan by each of the imaging units 60, 70, and 80 is slightly different from the range captured by the same imaging unit 60, 70, and 80 in the scans immediately before and after the same. Duplicate. Further, the range imaged by each imaging unit 60, 70, 80 slightly overlaps with the range imaged by another imaging unit 60, 70, 80. Accordingly, even when the traveling speed of the pipe 20 or the moving speed or the rotation angle range of the imaging units 60, 70, 80 by the arms 31, 41, 51 slightly shifts, the entire outer peripheral surface of the pipe 20 does not leak. Images can be taken.

各撮像ユニット６０、７０、８０のイメージセンサ６１、７１、８１によって取得された画像データは、上述の通り、画像処理部９２で所定の画像処理を施された上で欠陥検出部９３に送られる。欠陥検出部９３では、前記画像処理後の画像データに基づいてパイプ２０の外周面に存在する欠陥が検出される。具体的には、例えば、前記画像データにおいて、背景部分（すなわちパイプ２０の外周面のうち欠陥がない領域）との明度差が予め定められた閾値以上である画素が、予め定められた数以上集まって存在している箇所があれば、当該箇所を欠陥と判定する。欠陥検出部９３で欠陥が検出されると、通知部９４が表示装置の画面にメッセージを表示させたり、スピーカーから音声を発生させたりすることによって、ユーザに欠陥の検出を通知する。なお、このときユーザが欠陥箇所を目視で確認できるよう、前記表示装置の画面上に、パイプ２０の外表面の欠陥があると判定された領域の画像を表示することが望ましい。   As described above, the image data acquired by the image sensors 61, 71, and 81 of the imaging units 60, 70, and 80 are subjected to predetermined image processing by the image processing unit 92, and then sent to the defect detection unit 93. . The defect detection unit 93 detects a defect existing on the outer peripheral surface of the pipe 20 based on the image data after the image processing. Specifically, for example, in the image data, a pixel whose brightness difference from a background portion (that is, a region where there is no defect in the outer peripheral surface of the pipe 20) is equal to or more than a predetermined threshold is equal to or more than a predetermined number of pixels. If there is a part that is gathered, the part is determined as a defect. When a defect is detected by the defect detection unit 93, the notification unit 94 notifies the user of the detection of the defect by displaying a message on the screen of the display device or generating sound from a speaker. At this time, it is desirable to display an image of a region where it is determined that there is a defect on the outer surface of the pipe 20 on the screen of the display device so that the user can visually confirm the defect location.

以上、本発明を実施するための形態について具体例を挙げて説明を行ったが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容される。例えば、上記実施形態では、撮像ユニット及びロボットを３組備える検査装置の例を示したが、本発明に係る検査装置は、図５に示すように、撮像ユニット及びロボットを２組備えるものとしてもよい（同図において、図２と同一又は対応する構成要素には同一の符号を付している）。また、本発明に係る検査装置は、撮像ユニット及びロボットを４組以上備えるものとすることもできる。いずれの場合も各撮像ユニットの回動角度の大きさは、３６０°を撮像ユニットの台数で除した値よりもわずかに（具体的には例えば１％〜１５％程度）大きいものとすることが望ましい。一例として、撮像ユニット及びロボットを２組設けた場合における、各撮像ユニットの走査時の軌道を図６に示す。なお、同図において、矢印Ａは第１撮像ユニット６０の軌道を示し、矢印Ｂは第２撮像ユニット７０の軌道を示している。   As described above, the embodiments for carrying out the present invention have been described with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be appropriately changed within the spirit of the present invention. . For example, in the above-described embodiment, an example of the inspection apparatus including three sets of the imaging unit and the robot has been described. However, the inspection apparatus according to the present invention may include two sets of the imaging unit and the robot as illustrated in FIG. Good (in the figure, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as in FIG. 2). Further, the inspection apparatus according to the present invention may include four or more sets of the imaging unit and the robot. In any case, the magnitude of the rotation angle of each imaging unit may be slightly larger (specifically, for example, about 1% to 15%) than a value obtained by dividing 360 ° by the number of imaging units. desirable. As an example, FIG. 6 shows the trajectory of each imaging unit when scanning when two sets of the imaging unit and the robot are provided. Note that, in the figure, the arrow A indicates the trajectory of the first imaging unit 60, and the arrow B indicates the trajectory of the second imaging unit 70.

また、上記実施形態では、撮像ユニット６０、７０、８０を、検査対象物の表面に当接させて使用する接触型の撮像ユニットとしたが、本発明に係る検査装置は、これに限らず非接触型の撮像ユニットを用いるものとしてもよい。   In the above-described embodiment, the imaging units 60, 70, and 80 are contact-type imaging units that are used by being brought into contact with the surface of the inspection object. However, the inspection device according to the present invention is not limited to this. A contact-type imaging unit may be used.

また、上記実施形態に係る検査装置は、プラスチック製のパイプ（管状体）を検査するものとしたが、本発明に係る検査装置はこれに限らず、金属製のパイプの検査や、円形断面を有する棒状体の検査に用いることもできる。   The inspection apparatus according to the above embodiment inspects a plastic pipe (tubular body). However, the inspection apparatus according to the present invention is not limited to this. It can also be used for inspection of a rod-shaped body having the same.

１０…パイプ製造装置
２０…パイプ
３０…第１ロボット
４０…第２ロボット
５０…第３ロボット
３１、４１、５１…アーム
６０…第１撮像ユニット
７０…第２撮像ユニット
８０…第３撮像ユニット
６１、７１、８１…イメージセンサ
６２、７２、８２…線状光源
９１…制御部
９２…画像処理部
９３…欠陥検出部
９４…通知部 10 Pipe manufacturing apparatus 20 Pipe 30 First robot 40 Second robot 50 Third robots 31, 41, 51 Arm 60 First imaging unit 70 Second imaging unit 80 Third imaging unit 61 71, 81: Image sensors 62, 72, 82: Linear light source 91: Control unit 92: Image processing unit 93: Defect detection unit 94: Notification unit

Claims (4)

自身の軸方向に直進する断面円形の管状又は棒状の被検材の外周面を検査する装置であって、
a)各々が、線状の撮像素子アレイを備えた複数の撮像ユニットと、
b)前記被検材の進路に沿って配置され、各々の先端に前記複数の撮像ユニットの１つが取り付けられた複数のロボットアームと、
c)前記複数のロボットアームを制御する制御手段と、
を有し、
前記複数のロボットアームが、前記被検材の軸方向に互いに位置をずらして配置されており、
前記制御手段が、前記撮像素子アレイを前記被検材と平行且つ該被検材の中心に向けた状態で、前記複数の撮像ユニットが該被検材の周りをそれぞれ異なる角度範囲で回動するように、前記複数のロボットアームの各々を制御することを特徴とする管状体又は棒状体の検査装置。 A device for inspecting the outer peripheral surface of a tubular or rod-shaped test material having a circular cross section that goes straight in its own axial direction,
a) a plurality of imaging units each having a linear imaging element array,
b) a plurality of robot arms arranged along a path of the test material, each of which has one of the plurality of imaging units attached to a tip thereof;
c) control means for controlling the plurality of robot arms,
Has,
The plurality of robot arms are arranged to be shifted from each other in the axial direction of the test material,
The plurality of imaging units rotate around the test material in different angle ranges in a state where the control unit has the image sensor array parallel to the test material and directed toward the center of the test material. Thus, an inspection apparatus for a tubular or rod-shaped body, wherein each of the plurality of robot arms is controlled. 前記複数のロボットアームが、前記被検材の進路を挟んで左右交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の管状体又は棒状体の検査装置。   The inspection apparatus for a tubular body or a rod-like body according to claim 1, wherein the plurality of robot arms are arranged alternately on the left and right sides of the path of the test material. d)前記複数の撮像ユニットによって取得された画像に基づいて、前記被検材の外周面に存在する欠陥を検出する欠陥検出手段と、
e)前記欠陥検出手段によって前記欠陥が検出された場合に、その旨をユーザに通知する通知手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の管状体又は棒状体の検査装置。 d) defect detection means for detecting a defect present on the outer peripheral surface of the test material, based on the images acquired by the plurality of imaging units,
e) when the defect is detected by the defect detecting means, a notifying means for notifying the user to that effect;
The inspection device for a tubular body or a rod-shaped body according to claim 1 or 2, further comprising: 前記撮像ユニットが、前記被検材の外周面に当接させて使用される接触型の撮像センサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の管状体又は棒状体の検査装置。   The inspection of a tubular body or a rod-shaped body according to any one of claims 1 to 3, wherein the imaging unit is a contact-type imaging sensor used by being brought into contact with an outer peripheral surface of the test material. apparatus.
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