JP3666826B2 - 透明円形体の外観検査方法 - Google Patents
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Description
【発明の技術分野】
本発明は、検査対象としての円形体を撮像し、画像処理によって円形体の外観を検査する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
円形体の外観検査として、特開平3−125906号公報がある。その外径測定によると、上下左右4つのエリアの頂点で、外径測定を実行するが、そのエリアで、円形体の輪郭に変形があると、正確な外径(直径)は測定できない。また外周の輪郭に沿って、欠け、肉溜りを基準円と比較する方法は、欠や肉溜りの変形量(面積)が判らないため、その大きさの程度を知ることができない。
【0003】
【発明の目的】
本発明の目的は、検査対象の円形体の全輪郭情報を求め、これによって外観検査に必要な情報を正確に求め、外観の認識および良否の確認を容易に行えるようにすることである。
【0004】
【発明の解決手段】
上記目的の下に、本発明に係る透明円形体の外観検査方法は、検査対象としての透明なガラス製の円形体を白いシヤッタによる背景および上方の赤色発光のLEDリング照明のもとでLEDリング照明の中心を光軸とするカメラにより撮影し、円形体を画像情報として記憶し、この画像情報から円形体の外周を画像処理によって輪郭追跡することにより、全輪郭情報を求め、この全輪郭情報より円形体の重心を求め、上記輪郭情報および上記重心から円形体の全外周の半径を算出して、全ての半径の平均値から外径を求めるとともに、各外周位置の半径と欠けレベル、肉溜りレベルとの比較から欠け、肉溜りの検査を行い、さらに半径の最大値と最小値との差と偏心度レベルとの比較から偏心度を検査するようにしている。
【0005】
【実施例】
図1は、外観検査装置1の概要を示している。検査対象のガラス製のマウント部2は、コンベア3により検査位置に案内される。マウント部2は、図2に示すように、蛍光灯の端部を封止する透明なガラス体で、フィラメント4を有しており、ガラス部の裾部分で円形状となっている。この円形状の部分をフレアガラスと呼ばれている。外観検査の対象は、マウント部2の透明円形体としてのフレアガラス5の部分であり、図3に見られるように、フレアガラス5についての外径測定、欠け、肉溜り、偏心度などを検査する。
【0006】
検査位置で、フレアガラス5は、カメラ6によって真上から撮像される。カメラ6は、フレアガラス5の画像を画像情報として画像処理装置7に送る。画像処理装置7は、画像情報を記憶し、その画像情報から、フレアガラス5の外観検査を実行し、そのときのデータをモニタ8によって目で確認できるようにするとともに、検査結果に応じて良品(OK)または不良品(NG)の信号を出力するようになっている。
【0007】
透明なフレアガラス5では、その形状から、通常のリング蛍光灯照明では、ガラス内面の反射が大きく、かつ外周のエッジで照明光が透過して、輪郭が検出しにくい。この対策として、本発明は、赤色発光のLEDリング照明9を採用している。LEDリング照明9は、リングの中心をカメラ6の光軸上に配置されており、照明電源10によってフレアガラス5に赤色の照明光を照射する。リング状の赤色照明光によると、フレアガラス5に対する赤色照明光の透過率が下がるため、フレアガラス5の外周エッジおよびガラス前面が黒く写り、背景としての白いシャッタ11とのコントラストが出て、形状が認識し易くなる。また、必要に応じて、カメラ6とLEDリング照明9との間で、バンドパス+赤色のフィルター12を併用することで、撮像が太陽光などの外乱光などに影響されなくなる。
【0008】
また上記シャッタ11は、反射率の高いアルミ板を用い、開閉式のものとし、カメラ6から見てマウント部2の背後にあって、フレアガラス5の外径よりも小さな孔の部分でフレアガラス5に対し充分な背景面を構成している。アルミ板は鏡面反射ではなく、白アルマイト処理加工したものを使用する。マウント部2の移動中、一対のシャッタ11は、開放しており、位置決め後に閉じ、フレアガラス5の背景面を構成する。
【0009】
次に、図4は、本発明の外径検査方法の順序を示している。検査対象のマウント部2が検査位置に案内され、停止し、位置決めされた時点で、開いていた一対のシャッタ11が閉じ、LEDリング照明9が点灯した状態で、カメラ6は、フレアガラス5の輪郭部分を撮像する。この撮像データは、画像処理装置7の内部に送り込まれ、画像処理に備えて記憶される。次のステップで、撮像データの信号レベルに応じて、このあとの画像処理のために、しきい値が自動的に決定される。
【0010】
次のステップの輪郭追跡にあたって、フレアガラス5と背景(シャッタ11)とで、スライスレベルを自動的に決定し、輪郭エッジを探すことになるが、一対のシャッタ11の取り付け角度の違いから、各シャッタ11の表面での反射が異なるため、各シャッタ11毎に、つまり各シャッタ11に対応する輪郭の半円毎に、スライスレベルを自動的に決定する。輪郭追跡では、8連結近傍で輪郭の検索が行われる。図5に示すように、検索スタート点をP0 とする。P0 点の隣接点P1 、P2 、・・P8 で、しきい値より暗い点がないか時計方向回りで検索する。暗い点があれば、その点が輪郭点Px となる。次のスタート点をPx-1 とすることで、高速で輪郭追跡が可能となる。
【0011】
次の重心算出および全半径算出のステップで、全周の輪郭情報の平均値から重心座標を算出すると共に、重心(中心)と全周の輪郭情報より全距離(全半径)を算出し、メモリに格納する。全輪郭座標をP1 (x1 ,y1 )、P2 (x2 ,y2 )、・・Pn (xn ,yn )とすると、i=1、2、・・nとして、重心座標はP(Σxi /n,Σyi /n)として求められ、また重心座標をP(xp ,yp )とすると、輪郭座標P1 (x1 ,y1 )点の半径は、式r1 =√{(x1 −xp )2 +(y1 −yp )2 }により求められる。これらより、全周の全半径r1 、r2 、・・rn を算出する。
【0012】
図6は、輪郭追跡の方向に対応する輪郭座標P1 、P2 、・・Pn と重心Pとを示しており、また、図7は、半径r1 、r2 、・・rn を輪郭の全周(0〜360°の円周角度)についてグラフにより表している。このようなグラフは、必要に応じ、モニタ8の画面上に表示される。したがって、作業者は、このグラフを確認することによって、輪郭情報のデータ変化量の傾向を容易に知ることができる。
【0013】
次のステップで、全半径r1 、r2 、・・rn のばらつきの算出が行われる。全半径のばらつきKは、式K=rmax −rmin によって求められ、ばらつきK>偏心量(パラメータ)Eのときは、欠け、肉溜り、偏心いずれかの欠点となる。
【0014】
そこで、次のステップで、ばらつきK<偏心量Eの比較式により、それらの大小比較が行われ、N(No)のとき、外径測定のステップで外径の算出が行われる。全周の全半径の平均値Rは、i=1、2、・・nとして、式R=Σri /nによって求められ、これによって外径は2Rとして求められる。
【0015】
ばらつきと偏心量の大小比較で、Y(Yes)のとき、欠け、肉溜りの検査が行われる。欠け、肉溜り判定方法は、下記の通りである。まず、欠けレベル(パラメータ)L1 >r1 、r2 、・・rn 、かつ、その度数>欠け幅パラメータDLで欠けの欠点とし、また肉溜りレベル(パラメータ)L2 >r1 、r2 、・・rn で、かつ、その度数>肉溜り幅パラメータTLで肉溜り欠点とする。これら以外は、偏心NGとする。このように、判定過程で、欠けレベルL1 、肉溜りレベルL2 、欠け幅パラメータDL、肉溜り幅パラメータTL、偏心量Eの判定用パラメータが用いられる。
【0016】
【発明の効果】
本発明では、フレアガラスなどのガラス製の透明な円形体の輪郭情報から全半径データをグラフ化可能な状態で求められ、円形体の外周の変化を正確に認識できるため、外観検査の精度が高められる。そして、欠け、肉溜り発生時は、欠陥部分で、重心が変動するが、その差は十分に良否判定できるレベルにある。
【図面の簡単な説明】
【図1】外観検査装置の概略的な側面図である。
【図2】検査対象の部品(マウント部)の側面図である。
【図3】フレアガラスの欠け、肉溜り、偏心、外径の説明図である。
【図4】外観検査のフローチャート図である。
【図5】輪郭追跡の説明図である。
【図6】輪郭座標と重心の座標との関係の説明図である。
【図7】全周の輪郭情報のグラフである。
【符号の説明】
1 外観検査装置
2 マウント部
3 コンベア
4 フィラメント
5 フレアガラス
6 カメラ
7 画像処理装置
8 モニタ
9 LEDリング照明
10 照明電源
11 シャッタ
12 フィルター
Claims (2)
- 検査対象としての透明なガラス製の円形体を白いシヤッタによる背景および上方の赤色発光のLEDリング照明のもとでLEDリング照明の中心を光軸とするカメラにより撮影し、円形体を画像情報として記憶し、この画像情報から円形体の外周を画像処理によって輪郭追跡することにより、全輪郭情報を求め、この全輪郭情報より円形体の重心を求め、上記輪郭情報および上記重心から円形体の全外周の半径を算出して、全ての半径の平均値から外径を求めるとともに、各外周位置の半径と欠けレベル、肉溜りレベルとの比較から欠け、肉溜りの検査を行うことを特徴とする透明円形体の外観検査方法。
- 検査対象としての透明なガラス製の円形体を白いシヤッタによる背景および上方の赤色発光のLEDリング照明のもとでLEDリング照明の中心を光軸とするカメラにより撮影し、円形体を画像情報として記憶し、この画像情報から円形体の外周を画像処理によって輪郭追跡することにより、全輪郭情報を求め、この全輪郭情報より円形体の重心を求め、上記輪郭情報および上記重心から円形体の全外周の半径を算出して、全ての半径の平均値から外径を求めるとともに、各外周位置の半径と欠けレベル、肉溜りレベルとの比較から欠け、肉溜りの検査を行い、さらに半径の最大値と最小値との差と偏心度レベルとの比較から偏心度を検査することを特徴とする透明円形体の外観検査方法。
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