JP3789097B2

JP3789097B2 - Peripheral inspection method and peripheral inspection apparatus for inspection object

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Publication number: JP3789097B2
Application number: JP2002044187A
Authority: JP
Inventors: 仁司森川; 晴彦寺内
Original assignee: Koyo Machine Industries Co Ltd
Current assignee: Koyo Machine Industries Co Ltd
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JP2003240728A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被検査物の外周検査方法およびその装置に関し、より詳細には、円筒状の形態を有する被検査物の外周面の傷や汚れやなどの欠陥を光学的に検出測定する探傷技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベアリングの外輪のような円筒状の形態をした被検査物の外周面に生じた傷やさび、汚れなどの欠陥を検出するための外周検査装置は、被検査物Ｗの外側に円錐形状の鏡面Ｍを有する反射体ａを配設するとともに、この鏡面Ｍの上方に光源ｂとカメラｃとを配設してなり、上記光源ｂから同軸落射照明により上記鏡面Ｍに光を当てて該鏡面Ｍで反射した光を上記被検査物の外周面Ｗａに照射するとともに、被検査物の外周面Ｗａで反射した光を上記鏡面Ｍで再び反射させてカメラｃで撮像し、該カメラｃで撮像した画像を判定装置ｄに入力して被検査物Ｗの外周面Ｗａの欠陥検出を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の外周検査装置では、光源ｂとカメラｃとが共に鏡面Ｍの上方に配置され、同じ鏡面Ｍを用いて被検査物外周面Ｗａへの光の照射とカメラｃへの反射光の入射が行われているため、光源ｂとカメラｃの位置の微妙な調節が必要であり、かかる調節作業が煩雑であるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、被検査物外周面の欠陥検査を容易かつ正確に行い得る被検査物の外周検査方法および外周検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る被検査物の外周検査方法は、円筒状の被検査物の外周に光の透過率αが０＜α≦５パーセントのハーフミラーを配置して当該ハーフミラーを透過させて上記被検査物の外周面に光を照射し、上記被検査物の外周面で反射した反射光を前記ハーフミラーで反射させてイメージセンサに受光させ、これにより被検査物の外周面の状態を上記イメージセンサに撮影させ、この撮影された画像を基に上記被検査物の外周面の欠陥検査を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る被検査物の外周検査装置は、円筒状の被検査物の外周面の欠陥検査を行うための装置であって、上記被検査物の外側に配される光源と、該光源と上記被検査物との間に配設され、上記光源から照射される光を透過させて被検査物の外周面に照射させるとともに、上記被検査物からの反射光をセンサ手段に向けて反射させるハーフミラー手段と、上記ハーフミラー手段で反射された上記反射光を受光して被検査物の外周面の状態を撮影するセンサ手段と、上記センサ手段で撮影された被検査物外周面の画像から被検査物外周面の欠陥の有無を判別する判別手段とを備えてなり、上記ハーフミラー手段の光の透過率αが０＜α≦５パーセントに設定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、被検査物の外周面の欠陥検出にあたり、光源からの光をハーフミラーを透過させて被検査物の外周面に照射することにより該ハーフミラー自体を照明として機能させる一方、この照明により照らし出された被検査物外周面の状態をハーフミラーに写して、このハーフミラーに写った映像をセンサ手段（イメージセンサ）で受光させる。つまり、上記ハーフミラーを照明用の発光体と撮像用の反射鏡とに兼用する。
【００１０】
そして、上記ハーフミラーとしては、光の透過率αが０＜α≦５パーセントの範囲内にあるハーフミラーが使用される。これは、本発明においては、ハーフミラーは、光源からの光を透過させて被検査物外周面に光を照射する役割（照明としての役割）と、被検査物外周面からの反射光をセンサ手段（イメージセンサ）に向けて反射させる役割（反射鏡としての役割）とを有するが、反射鏡としての役割を重視させることにより、センサ手段（イメージセンサ）で良好な画像の撮像を可能にするためである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る被検査物の外周検査方法および外周検査装置に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
実施形態１
図１は、本発明に係る外周検査装置の概略構成の一例を示している。この外周検査装置１は、たとえばベアリングの外輪のような円筒状の被検査物Ｗの外周面Ｗａの欠陥検査を行うための装置であって、上記被検査物Ｗの径方向外側に配される光源２と、この光源２と上記被検査物Ｗとの間に配設されるハーフミラー（ハーフミラー手段）３と、上記ハーフミラー３で反射された光を受光するセンサ手段４と、上記センサ手段４の検出結果から被検査物外周面Ｗａの欠陥の有無を判別する判別手段５とを主要部として備えている。
【００１３】
なお、図１において符号７で示すのは、上記被検査物Ｗを図１に示す所定の検査位置に保持するためのワーク保持装置であって、図示しないワーク供給装置やワーク排出装置と連係して動作し、ワーク供給装置から搬入される被検査物Ｗを上記所定の検査位置に保持して後述する欠陥検査を行わせた後、ワーク排出装置を介して検査済みの被検査物Ｗを排出するように構成される。
【００１４】
光源２は、上記被検査物Ｗの外周全領域に光を照射するように被検査物Ｗの径方向外側に環状に配設された環状光源であって、具体的には、たとえば発光ダイオードや光ファイバなどの発光源を、上記被検査物Ｗの外周面Ｗａと同心状に該被検査物外周面Ｗａの全周にわたって多数環状配置することにより構成される。また、このように環状配置される光源２の軸方向寸法（図１の紙面上下方向の寸法）は、少なくとも上記被検査物Ｗの軸方向寸法と同一か、もしくは当該軸方向寸法より長く設定され、被検査物外周面Ｗａの全体を照明可能とされる。
【００１５】
ハーフミラー３は、上記光源２と上記被検査物Ｗとの間に配設されて、上記光源２から照射される光を透過させて被検査物外周面Ｗａに照射させるとともに、上記被検査物外周面Ｗａで反射した反射光Ｌｒをセンサ手段４に向けて反射させる鏡面ｍａを有するハーフミラーであって、図示のように、上記被検査物外周面Ｗａの外周全領域からの反射光Ｌｒを上記センサ手段４に向けて反射可能なように、上記被検査物Ｗの径方向外側に円錐形状の鏡面ｍａが形成された環状ハーフミラーの形態とされている。
【００１６】
ここで、このハーフミラー３としては、光の透過率が低いハーフミラーを用いるのが好ましい。
【００１７】
なお、この点に関し本願出願人が実験したところでは、上記ハーフミラー３はその光の透過率αを極めて低く（具体的には０＜α≦５パーセントの範囲内に）設定するのが最適であることが判明した。
【００１８】
すなわち、このハーフミラー３は、上述したように、光源２からの光を透過させて被検査物外周面Ｗａに光を照射する役割（照明としての役割）と、被検査物外周面Ｗａからの反射光Ｌｒをセンサ手段４に向けて反射させる役割（反射鏡としての役割）とを有するが、そもそもこの外観検査装置１はハーフミラー３で反射した反射光Ｌｒを基に被検査物外周面Ｗａの欠陥検査を行うことが目的であることから、前者の役割より後者の役割の方が重視される。
【００１９】
そのため、本実施形態ではかかるハーフミラー３の反射鏡としての役割を重視して、ハーフミラー３での光の反射率を高めて（換言すれば、光の透過率αを低くして）センサ手段４での受光を優先する構成を採用した。なお、光の透過率αを低くしたことに伴って、光源２から照射された光がハーフミラー３で遮られ、その結果、照明としての役割が低下するが、この点については光源２の光量を増加することにより解消可能であり、またそのことが実験により確認されたので、本実施形態では、上記ハーフミラー３として光の透過率αが０＜α≦５パーセントの範囲内にあるハーフミラーを採用することとした。
【００２０】
なお、本実施形態では、図１に示すように、上記光源２と上記ハーフミラー３との間には、光源２からの光を拡散させてハレーションを防止する拡散板（光拡散手段）６が設けられている。この拡散板６は、図示のように、上記光源２やハーフミラー３と同様に上記被検査物Ｗと同心状に環状配置されており、具体的には、たとえばすりガラスなどで構成される。
【００２１】
センサ手段４は、上記ハーフミラー３で反射された上記反射光Ｌｒを受光するための光センサであって、具体的には上記反射光Ｌｒを基に被検査物外周面Ｗａの画像を検出するイメージセンサの形態とされる。
【００２２】
より詳細には、本実施形態では上記センサ手段４としてＣＣＤカメラ４１が用いられる。このＣＣＤカメラ４１は、図示のようにレンズ４１ａと、カメラ本体４ｂとからなり、該レンズ４１ａは上記検査位置にある被検査物Ｗと同軸上に配設され、ＣＣＤカメラ４１において上記鏡面ｍａの全体が撮像可能とされている。つまり、光源２からの光により照らし出され、上記鏡面ｍａに写る被検査物外周面Ｗａの全景の映像が、上記ＣＣＤカメラ４１によって撮影可能とされている。
【００２３】
判別手段５は、上記センサ手段４の検出結果に基づいて被検査物外周面Ｗａの欠陥の有無を判別する装置であって、本実施形態では上記センサ手段４としてＣＣＤカメラ４１が用いられているので、該ＣＣＤカメラ４１で撮影された画像から被検査物外周面Ｗａの欠陥を検出するように構成される。
【００２４】
具体的には、この判別手段５は、上記ＣＣＤカメラ４１によって撮影された被検査物外周面Ｗａの画像を所定の走査パターンに従って走査し（ＣＣＤカメラ４１で撮影される被検査物外周面Ｗａの画像はドーナツのような中抜きの円環状の画像として現れるので、たとえばこの円環状の画像を径方向や周方向に走査するなどして）、被検査物外周面Ｗａの欠陥を検出する。
【００２５】
なお、この判別手段５による被検査物外周面Ｗａの欠陥検出は、上記ＣＣＤカメラ４１で撮影した画像を所定のしきい値で二値化して白黒画素信号とし、この白黒画素信号を基に欠陥の有無を検出したり、あるいはパターンマッチングにより欠陥の有無を検出するなど適宜設計変更可能である。
【００２６】
そこで、このように構成されてなる外観検査装置１の作用について図２に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
本発明に係る外観検査装置１では、被検査物外周面Ｗａの欠陥検出にあたり、まず上記光源２を点灯させる。これにより、光源２から放射された光Ｌ₁は、図示しない拡散板６で拡散されてハーフミラー３に導かれ、該ハーフミラー３を透過して被検査物外周面Ｗａに照射される。
【００２８】
ここでハーフミラー３は、上述したようにその透過率αが極めて低く設定されているので、このハーフミラー３を透過する透過光Ｌ₂の光量は、ハーフミラー３に入射する光Ｌ₁の光量よりも大幅に低下する。そのため、上記光源２としては、予めこのようなハーフミラー３による光量低下を見越して、被検査物外周面Ｗａの照明に必要な光量の出力が可能な光源が採用される。
【００２９】
このようにして、被検査物外周面Ｗａに透過光Ｌ₂が照射されると、被検査物外周面Ｗａで反射した反射光Ｌｒによりハーフミラー３に被検査物外周面Ｗａの映像が写し出され、このハーフミラー３に写った映像が上記ＣＣＤカメラ４１によって撮影される。
【００３０】
つまり、上記ハーフミラー３の表面に形成される円錐形状の鏡面ｍａは、被検査物外周面Ｗａからの反射光Ｌｒを上記ＣＣＤカメラ４１のレンズ４１ａに向けて反射させるのに適した傾斜角度をもった円錐形状とされる。
【００３１】
そして、上記ＣＣＤカメラ４１で被検査物外周面Ｗａの映像が撮影されると、その撮影された画像を基に上記判別手段５において被検査物外周面Ｗａの欠陥検出が行われる。なお、この欠陥検出の結果は、たとえば図示しないＣＲＴなどのディスプレイ装置に表示したり、あるいは、ワーク排出装置と連係させて欠陥検出の結果がＮＧの被検査物Ｗを選別排出するなどされる。
【００３２】
このように、本発明に係る被検査物の外観検査装置１では、光源２からの光Ｌ₁をハーフミラー３を透過させて被検査物外周面Ｗａに照射することにより該ハーフミラー３を照明として用いる一方、この照明により照らし出された被検査物外周面Ｗａの状態をハーフミラー３に写して、その映像をセンサ手段４で受光して欠陥検査を行うので、光源２からの光Ｌ₁がセンサ手段４で反射光Ｌｒを受光する妨げとならず、両者の位置関係の設定が容易になる。
【００３３】
実施形態２
次に、本発明に係る被検査物の外観検査装置の他の実施形態について図３に基づいて説明する。
【００３４】
図３は光源２の改変例を示しており、本実施形態では上記光源２が、発光体２１と、該発光体２１からの光を反射させて上記光拡散板６に照射する反射体２２とで構成される。なお、光源２以外の構成は上記実施形態１に示す外観検査装置１と同様であるので、構成が共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
すなわち、上記発光体２１はいわゆる落射照明を行う照明具であって、多数の発光ダイオードや光ファイバなどの発光源を、上記拡散板６の外側上方位置に下向きにリング状に配設することにより構成される。
【００３６】
一方、反射体２２は、上記拡散板６の外側であって上記発光体２１の下方に位置して、発光体２１からの落射照明を上記拡散板６に向けて反射する鏡であって、図３に示すように、受けた光をほぼ全反射する円錐形状の鏡面ｍｂを有して構成される。
【００３７】
本実施形態では上記光源２をこのように構成することにより、発光体２１から照射された光が上記発光体２１の鏡面ｍｂによって反射されて拡散板６、ハーフミラー３を介して被検査物外周面Ｗａに照射され、その反射光Ｌｒがハーフミラー３の鏡面ｍａを介して図外のセンサ手段４に受光され、上記実施形態１と同様に判別手段５において被検査物外周面Ｗａの欠陥検出が行われる。
【００３８】
このように、本実施形態に示す外観検査装置によれば、発光体２１からの光を反射体２２で反射させて上記光拡散板６に照射する構成を採用することにより、発光体２１の配設位置を被検査物Ｗの径方向位置から外すことができるので、発光体２１の照明に係る配線などが被検査物Ｗの径方向に出ることがなく、外観検査装置をコンパクトに構成することが可能となる。
【００３９】
実施形態３
次に、本発明に係る被検査物の外観検査装置の第３の実施形態について図４に基づいて説明する。
【００４０】
この第３の実施形態は、上記光源２およびハーフミラー３の形態の改変例であって、具体的には図４に示すように、上記光源２が、上記被検査物Ｗの軸方向の線状領域Ｅに光を照射する線状光源２′の形態とされるとともに、上記ハーフミラー３は、上記被検査物Ｗの線状領域Ｅからの反射光Ｌｒを上記センサ手段４に反射可能なように、上記線状領域Ｅに対応する線状ハーフミラー３′の形態とされる。
【００４１】
また、これら光源２およびハーフミラー３の形態の改変に伴い、上記線状光源２′および上記線状ハーフミラー３′の双方または上記被検査物Ｗの少なくともいずれか一方を、上記被検査物Ｗの軸線まわりに回転させる回転駆動手段８を備えて構成される。
【００４２】
すなわち、上記線上光源２′は、図４に示すように被検査物Ｗの周方向について上記線状領域Ｅに対応する所定の幅寸法をもった光源であり、本実施形態では上記実施形態２に示すのと同様に図外の発光体と反射体２２′とから構成される。そして、この発光体から照射された光が反射体２２′で反射され、拡散板６′を介して線状ハーフミラー３′に入射するように構成されている。
【００４３】
なお、本実施形態においては、光源２が上述したように被検査物Ｗの線状領域Ｅに光を照射する線状光源２′の形態とされることに伴い、上記発光体、反射体２２′および拡散板６′は、いずれもこの線状領域Ｅに対応する寸法形状に設定されている（図４参照）。
【００４４】
線状ハーフミラー３′も上記実施形態１および実施形態２と同様に、上記光源２′と上記被検査物Ｗとの間に配設され、光源２′から照射される光を透過させて被検査物外周面Ｗａに照射させるとともに、上記被検査物外周面Ｗａで反射した反射光Ｌｒをセンサ手段４に向けて反射させる鏡面ｍａを有するハーフミラーで構成されるが、本実施形態では、図示のように、上記被検査物外周面Ｗａの線状領域Ｅに対応する寸法形状に設定されている（図４参照）。また、この線状ハーフミラー３′も上記実施形態１と同様に光の透過率αが低いハーフミラーで構成される。
【００４５】
上記回転駆動手段８は、上記線状光源２′および上記線状ハーフミラー３′の双方または上記被検査物Ｗの少なくともいずれか一方を、上記被検査物Ｗの軸線まわりに回転させるための動力源であって、本実施形態では、この回転駆動手段８はワーク保持装置７を回転駆動するように構成される。
【００４６】
なお、本実施形態では、光源２やハーフミラー３等が被検査物Ｗの線状領域Ｅに対して光を照射等するように構成されるので、上記センサ手段４としてはこの線状領域Ｅの反射光Ｌｒの受光が可能なラインイメージセンサが好適に採用される。
【００４７】
このように構成された外観検査装置１′においては、線状光源２′から照射される光が、反射体２２′の鏡面ｍｂで反射され、拡散板６′、線状ハーフミラー３′を介して被検査物外周面Ｗａの線状領域Ｅに照射され、該線状領域Ｅで反射した反射光Ｌｒが線状ハーフミラー３′の鏡面ｍａで反射されてラインイメージセンサ（図示せず）に入力され、該ラインイメージセンサにおいて該線状領域Ｅの映像が撮影される。そして、この映像に基づいて図示しない判別手段が上記線状領域Ｅの欠陥検査を行う。
【００４８】
この線状領域Ｅにおける欠陥検査が完了すると、次に上記回転駆動手段８がワーク保持装置７を回転駆動して検査対象となる領域を変更して、上記同様の処理によって新たに設定された線状領域Ｅについての欠陥検査を行う。以後、このようにして被検査物外周面Ｗａの全周にわたってこの工程を繰り返すことにより、被検査物Ｗの全周にわたる欠陥検査が行われる。
【００４９】
このように、本発明の第３の実施形態に示す外観検査装置１′では、回転駆動手段８によって欠陥検査を行う線状領域Ｅの位置を順次ずらしながら欠陥検査を行うことにより、被検査物外周面Ｗａの全周にわたって欠陥検査を行うことができるので、光源２やハーフミラー３の構成を簡略化することができる。
【００５０】
なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなくその発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。
【００５１】
たとえば、上述した実施形態では、ハーフミラー３として図示されるような薄板状のハーフミラーが採用されたが、たとえばガラスなどの透明体のブロックに円錐形状の穴を穿ち、その穴の表面に上記鏡面ｍａを形成するように構成することも可能である。
【００５２】
また、上述した第２の実施形態では、発光体２１を拡散板６の外側上方に配設した場合を示したが、この発光体２１は被検査物Ｗの径方向延長線上を外して配設されていればよく、たとえば拡散板６の外側下方に配設されていてもよい。
【００５３】
また、同様に上述した実施形態では、発光体２１から照射された光の向きを反射体２２でほぼ９０°変更するように構成したが、発光体２１から照射された光を９０°以外の角度で（たとえば鋭角的に）反射するように構成することも可能である。
【００５４】
また、上述した第３の実施形態では、回転駆動手段８がワーク保持装置７を回転駆動する構成を採用したが、この回転駆動手段８は、上記線状光源２′、拡散板６′および上記線状ハーフミラー３′を同時に上記被検査物Ｗの軸線まわりに回転駆動するように構成してもよい。
【００５５】
さらに、上述した実施形態では、上記ハーフミラー３（３′）として光の透過率αが０＜α≦５パーセントの範囲のハーフミラーを用いたが、使用するハーフミラーの光の透過率は適宜設計変更可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、円筒状の被検査物の外周に、ハーフミラーを透過させて光を照射し、上記被検査物の外周面で反射した反射光を上記ハーフミラーで反射させてこれをセンサ手段（イメージセンサ）で受光して被検査物の外周面の状態を撮影し、この撮影された画像を基に上記被検査物の外周面の欠陥検査を行うにあたり、上記ハーフミラーには、照明としての役割よりも反射鏡としての役割を重視して、光の透過率αが０＜α≦５パーセントのハーフミラーが用いられているので、被検査物外周面の欠陥検査を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る被検査物の外観検査装置の概略構成の一例を示す説明図である。
【図２】同外観検査装置における光の照射および反射の状態を示す斜視図である。
【図３】同外観検査装置の他の実施形態を示す説明図である。
【図４】同外観検査装置の第３の実施形態を示す説明図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
More particularly, the present invention relates to a flaw detection technique for optically detecting and measuring defects such as scratches and dirt on the outer peripheral surface of an inspection object having a cylindrical shape. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an outer periphery inspection apparatus for detecting defects such as scratches, rust, and dirt generated on the outer peripheral surface of an inspection object having a cylindrical shape such as an outer ring of a bearing has a conical shape outside the inspection object W. And a light source b and a camera c are disposed above the mirror surface M, and light is applied to the mirror surface M by coaxial epi-illumination from the light source b. The light reflected by the mirror surface M is applied to the outer peripheral surface Wa of the object to be inspected, and the light reflected by the outer peripheral surface Wa of the object to be inspected is reflected again by the mirror surface M and captured by the camera c. The captured image is input to the determination device d to detect a defect on the outer peripheral surface Wa of the inspection object W.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional outer periphery inspection apparatus, the light source b and the camera c are both disposed above the mirror surface M, and the same mirror surface M is used to irradiate the object outer peripheral surface Wa with light and to the camera c. Since the reflected light is incident , it is necessary to finely adjust the positions of the light source b and the camera c, and the adjustment work is complicated.
[0006]
The present invention was made in view of such conventional problems, and an object, the outer peripheral inspection method and periphery of the object capable of performing a defect inspection of the object to be inspected peripheral surface easily and accurately It is to provide an inspection device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an inspection object outer periphery inspection method according to the present invention includes a half mirror having a light transmittance α of 0 <α ≦ 5% on the outer periphery of a cylindrical inspection object. The light is transmitted through the mirror to irradiate the outer peripheral surface of the inspection object, and the reflected light reflected by the outer peripheral surface of the inspection object is reflected by the half mirror and received by the image sensor. The state of the outer peripheral surface is photographed by the image sensor, and the defect inspection of the outer peripheral surface of the inspection object is performed based on the photographed image .
[0008]
An inspection object outer periphery inspection apparatus according to the present invention is an apparatus for inspecting a defect on the outer peripheral surface of a cylindrical inspection object, the light source disposed on the outer side of the inspection object, A light source is disposed between the light source and the inspection object, transmits light emitted from the light source and irradiates the outer peripheral surface of the inspection object, and reflects light from the inspection object toward the sensor means. a half mirror means for reflecting, above by receiving the reflected light reflected by the half mirror means and sensor means for capturing a state of the outer peripheral surface of the object, the object to be inspected peripheral surface taken by the sensor means And a discriminating unit for discriminating the presence or absence of a defect on the outer peripheral surface of the inspected object from the image, wherein the light transmittance α of the half mirror unit is set to 0 <α ≦ 5%.
[0009]
In the present invention, when detecting defects on the outer peripheral surface of the inspection object, the half mirror itself functions as illumination by irradiating the outer peripheral surface of the inspection object with light from the light source transmitted through the half mirror. The state of the outer peripheral surface of the inspection object illuminated by the illumination is copied to the half mirror, and the image reflected on the half mirror is received by the sensor means ( image sensor). That is, the half mirror is used both as a light emitter for illumination and a reflecting mirror for imaging .
[0010]
As the half mirror, a half mirror having a light transmittance α in a range of 0 <α ≦ 5% is used. In the present invention, the half mirror transmits the light from the light source and irradiates the outer peripheral surface of the inspection object with light (the role as illumination) and the reflected light from the outer peripheral surface of the inspection object. Although it has a role of reflecting toward the means (image sensor) (role as a reflecting mirror), by emphasizing the role as a reflecting mirror, the sensor means (image sensor) can capture a good image. Because.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, it demonstrates in detail based on the outer periphery inspection method and outer periphery inspection apparatus of the to-be-inspected object based on this invention.
[0012]
Embodiment 1
FIG. 1 shows an example of a schematic configuration of an outer periphery inspection apparatus according to the present invention. This outer periphery inspection apparatus 1 is an apparatus for inspecting a defect on the outer peripheral surface Wa of a cylindrical inspection object W such as an outer ring of a bearing, for example, and is arranged on the outer side in the radial direction of the inspection object W. A light source 2, a half mirror (half mirror means) 3 disposed between the light source 2 and the inspection object W, a sensor means 4 for receiving light reflected by the half mirror 3, and the sensor A determination means 5 for determining the presence or absence of a defect on the outer peripheral surface Wa of the inspection object from the detection result of the means 4 is provided as a main part.
[0013]
In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a work holding device for holding the inspection object W at the predetermined inspection position shown in FIG. 1, and is linked to a work supply device and a work discharge device (not shown). The inspection object W carried in from the workpiece supply device is held at the predetermined inspection position to perform the defect inspection described later, and the inspected object W is discharged through the workpiece discharge device. Configured to do.
[0014]
The light source 2 is an annular light source disposed in an annular shape on the outer side in the radial direction of the inspection object W so as to irradiate the entire outer peripheral area of the inspection object W. Specifically, for example, a light emitting diode, A plurality of light-emitting sources such as optical fibers are arranged in an annular shape over the entire circumference of the outer peripheral surface Wa of the inspection object, concentrically with the outer peripheral surface Wa of the inspection object W. In addition, the axial dimension (dimension in the vertical direction in FIG. 1) of the light source 2 annularly arranged in this way is set to be at least equal to or longer than the axial dimension of the inspection object W. The entire outer peripheral surface Wa of the inspection object can be illuminated.
[0015]
The half mirror 3 is disposed between the light source 2 and the inspection object W, transmits the light irradiated from the light source 2 and irradiates the outer peripheral surface Wa of the inspection object, and the inspection object. A half mirror having a mirror surface ma that reflects the reflected light Lr reflected by the outer peripheral surface Wa toward the sensor means 4, and as shown in the figure, the reflected light Lr from the entire outer peripheral region of the outer peripheral surface Wa of the inspection object is reflected. It is in the form of an annular half mirror in which a conical mirror surface ma is formed on the outer side in the radial direction of the inspection object W so that it can be reflected toward the sensor means 4.
[0016]
Here, as the half mirror 3, it is preferable to use a half mirror having a low light transmittance.
[0017]
In this regard, according to experiments conducted by the applicant of the present application, it is optimal that the half mirror 3 sets the light transmittance α to be extremely low (specifically, within a range of 0 <α ≦ 5%). It turned out to be.
[0018]
That is, as described above, the half mirror 3 transmits the light from the light source 2 to irradiate light on the outer peripheral surface Wa of the inspection object (role as illumination), and from the outer peripheral surface Wa of the inspection object. Although the reflected light Lr has a role of reflecting the reflected light Lr toward the sensor means 4 (role as a reflecting mirror), the appearance inspection apparatus 1 is originally based on the reflected light Lr reflected by the half mirror 3 and the outer peripheral surface Wa of the inspection object. Therefore, the latter role is more important than the former role.
[0019]
For this reason, in this embodiment, the sensor means is designed to emphasize the role of the half mirror 3 as a reflecting mirror and to increase the light reflectance of the half mirror 3 (in other words, to reduce the light transmittance α). The configuration that prioritizes the light reception at 4 is adopted. As the light transmittance α is lowered, the light emitted from the light source 2 is blocked by the half mirror 3, and as a result, the role as illumination is reduced. In this embodiment, the half mirror 3 has a light transmittance α in the range of 0 <α ≦ 5%. It was decided to adopt.
[0020]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a diffusion plate (light diffusion means) 6 that diffuses light from the light source 2 to prevent halation is provided between the light source 2 and the half mirror 3. Is provided. As shown in the figure, the diffusion plate 6 is annularly arranged concentrically with the object W to be inspected in the same manner as the light source 2 and the half mirror 3, and is specifically made of, for example, ground glass.
[0021]
The sensor means 4 is an optical sensor for receiving the reflected light Lr reflected by the half mirror 3, and specifically detects an image of the outer peripheral surface Wa of the inspection object based on the reflected light Lr. It is in the form of an image sensor.
[0022]
More specifically, in this embodiment, a CCD camera 41 is used as the sensor means 4. The CCD camera 41 includes a lens 41a and a camera body 4b as shown in the figure. The lens 41a is disposed coaxially with the inspection object W at the inspection position, and the CCD camera 41 has a mirror surface ma. The whole can be imaged. That is, an image of the entire view of the outer peripheral surface Wa of the inspection object illuminated by the light from the light source 2 and reflected on the mirror surface ma can be taken by the CCD camera 41 .
[0023]
The discriminating means 5 is an apparatus for discriminating the presence or absence of a defect on the outer peripheral surface Wa of the inspection object based on the detection result of the sensor means 4. In this embodiment, a CCD camera 41 is used as the sensor means 4. Therefore, the defect of the outer peripheral surface Wa of the inspection object is detected from the image photographed by the CCD camera 41.
[0024]
Specifically, the discriminating means 5 scans the image of the inspection object outer peripheral surface Wa taken by the CCD camera 41 according to a predetermined scanning pattern (the inspection object outer peripheral surface Wa taken by the CCD camera 41). Since the image appears as a hollow annular image such as a donut, the defect on the outer peripheral surface Wa of the inspection object is detected by, for example, scanning the annular image in the radial direction or the circumferential direction.
[0025]
The defect detection of the outer peripheral surface Wa of the inspection object by the discrimination means 5 is performed by binarizing an image photographed by the CCD camera 41 with a predetermined threshold value to obtain a monochrome pixel signal, and the defect is based on the monochrome pixel signal. The design can be changed as appropriate, for example, by detecting the presence or absence of defects, or by detecting the presence or absence of defects by pattern matching.
[0026]
Therefore, the operation of the appearance inspection apparatus 1 configured as described above will be described in detail with reference to FIG.
[0027]
In the appearance inspection apparatus 1 according to the present invention, the light source 2 is first turned on when detecting a defect on the outer peripheral surface Wa of the inspection object. As a result, the light L ₁ emitted from the light source 2 is diffused by the diffusion plate 6 (not shown), guided to the half mirror 3, passes through the half mirror 3, and is irradiated on the outer peripheral surface Wa of the inspection object.
[0028]
Here, since the transmittance α of the half mirror 3 is set to be extremely low as described above, the light amount of the transmitted light L ₂ that passes through the half mirror 3 is the light amount of the light L ₁ incident on the half mirror 3. Is much lower than. Therefore, as the light source 2, a light source capable of outputting a light amount necessary for illuminating the outer peripheral surface Wa of the inspection object in advance in anticipation of a light amount reduction by the half mirror 3 in advance is employed.
[0029]
In this way, when the transmitted light L ₂ is irradiated on the outer peripheral surface Wa of the inspection object, an image of the outer peripheral surface Wa of the inspection object is projected on the half mirror 3 by the reflected light Lr reflected by the outer peripheral surface Wa of the inspection object. The image captured on the half mirror 3 is taken by the CCD camera 41.
[0030]
That is, the conical mirror surface ma formed on the surface of the half mirror 3 has an inclination angle suitable for reflecting the reflected light Lr from the outer peripheral surface Wa of the inspection object toward the lens 41a of the CCD camera 41. It has a conical shape.
[0031]
When the CCD camera 41 captures an image of the outer peripheral surface Wa of the inspection object, the discrimination means 5 detects a defect on the outer peripheral surface Wa of the inspection object based on the captured image. The defect detection result is displayed on a display device such as a CRT (not shown), or the defect detection result NG inspected object W is selected and discharged in cooperation with the workpiece discharge device.
[0032]
Thus, in the inspection object appearance inspection apparatus 1 according to the present invention, the light L ₁ from the light source 2 is transmitted through the half mirror 3 to irradiate the inspection object outer peripheral surface Wa, thereby illuminating the half mirror 3. On the other hand, since the state of the outer peripheral surface Wa of the object illuminated by the illumination is copied to the half mirror 3 and the image is received by the sensor means 4 for defect inspection, the light L ₁ from the light source 2 is used. However, the sensor means 4 does not prevent the reflected light Lr from being received, and the positional relationship between the two can be easily set.
[0033]
Embodiment 2
Next, another embodiment of the inspection object visual inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0034]
FIG. 3 shows a modified example of the light source 2. In this embodiment, the light source 2 reflects a light emitter 21 and a reflector 22 that reflects light from the light emitter 21 and irradiates the light diffusion plate 6. Consists of. Since the configuration other than the light source 2 is the same as that of the appearance inspection apparatus 1 shown in the first embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration, and the description thereof is omitted.
[0035]
That is, the light emitter 21 is an illuminator that performs so-called epi-illumination, and a large number of light emitting sources such as light emitting diodes and optical fibers are arranged in a ring shape downward at an upper position outside the diffusion plate 6. Composed.
[0036]
On the other hand, the reflector 22 is a mirror that is positioned outside the diffuser plate 6 and below the light emitter 21 and reflects epi-illumination from the light emitter 21 toward the diffuser plate 6. As shown in FIG. 3, it has a conical mirror surface mb that almost totally reflects the received light.
[0037]
In the present embodiment, the light source 2 is configured in this way, so that the light emitted from the light emitter 21 is reflected by the mirror surface mb of the light emitter 21 and the outer periphery of the object to be inspected via the diffusion plate 6 and the half mirror 3. Irradiated to the surface Wa, the reflected light Lr is received by the sensor means 4 (not shown) via the mirror surface ma of the half mirror 3, and the defect detection of the outer peripheral surface Wa of the inspection object is performed by the discrimination means 5 as in the first embodiment. Is done.
[0038]
Thus, according to the appearance inspection apparatus shown in the present embodiment, the arrangement of the light emitters 21 is achieved by adopting a configuration in which the light from the light emitters 21 is reflected by the reflectors 22 and applied to the light diffusion plate 6. Since the installation position can be removed from the radial position of the inspection object W, wiring relating to the illumination of the light emitter 21 does not come out in the radial direction of the inspection object W, and the appearance inspection apparatus is configured compactly. Is possible.
[0039]
Embodiment 3
Next, a third embodiment of the inspection object visual inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0040]
The third embodiment is a modified example of the form of the light source 2 and the half mirror 3, and specifically, as shown in FIG. 4, the light source 2 is a line in the axial direction of the inspection object W. The half mirror 3 can reflect the reflected light Lr from the linear region E of the inspection object W to the sensor means 4. Thus, the linear half mirror 3 'corresponding to the linear region E is used.
[0041]
Further, along with the modification of the shape of the light source 2 and the half mirror 3, both the linear light source 2 'and the linear half mirror 3' or at least one of the inspection object W are connected to the inspection object W. Rotation drive means 8 for rotating around the axis of
[0042]
That is, the on-line light source 2 ′ is a light source having a predetermined width corresponding to the linear region E in the circumferential direction of the inspection object W as shown in FIG. In the same manner as shown in FIG. 5, the light emitter and the reflector 22 'are not shown. The light emitted from the light emitter is reflected by the reflector 22 'and is incident on the linear half mirror 3' via the diffusion plate 6 '.
[0043]
In the present embodiment, as the light source 2 is in the form of the linear light source 2 ′ that irradiates the linear region E of the inspection object W as described above, the light emitter and reflector 22 are used. 'And the diffusion plate 6' are both set to dimensions corresponding to the linear region E (see FIG. 4).
[0044]
Similarly to the first and second embodiments, the linear half mirror 3 ′ is also disposed between the light source 2 ′ and the inspection object W, and transmits the light emitted from the light source 2 ′. Although it is configured by a half mirror having a mirror surface ma that irradiates the outer peripheral surface Wa of the inspection object and reflects the reflected light Lr reflected by the outer peripheral surface Wa of the inspection object toward the sensor means 4, in the present embodiment, it is illustrated. Thus, the dimension shape corresponding to the linear region E of the inspection object outer peripheral surface Wa is set (see FIG. 4). The linear half mirror 3 'is also composed of a half mirror having a low light transmittance α as in the first embodiment.
[0045]
The rotation driving means 8 is a power for rotating both the linear light source 2 'and the linear half mirror 3' or at least one of the inspection object W around the axis of the inspection object W. In this embodiment, the rotational driving means 8 is configured to rotationally drive the work holding device 7.
[0046]
In the present embodiment, the light source 2, the half mirror 3, and the like are configured to irradiate light to the linear region E of the object W to be inspected. A line image sensor capable of receiving the reflected light Lr is preferably employed.
[0047]
In the appearance inspection apparatus 1 ′ configured as described above, the light emitted from the linear light source 2 ′ is reflected by the mirror surface mb of the reflector 22 ′, and passes through the diffusion plate 6 ′ and the linear half mirror 3 ′. The reflected light Lr irradiated to the linear region E on the outer peripheral surface Wa of the inspection object and reflected by the linear region E is reflected by the mirror surface ma of the linear half mirror 3 'and is reflected on the line image sensor (not shown). The line image sensor captures an image of the linear region E. Then, based on this video, a discrimination means (not shown) performs a defect inspection of the linear region E.
[0048]
When the defect inspection in the linear region E is completed, the rotation driving means 8 next rotates the work holding device 7 to change the region to be inspected, and a line newly set by the same processing as described above. A defect inspection is performed on the region E. Thereafter, by repeating this process over the entire circumference of the outer peripheral surface Wa of the inspection object in this way, defect inspection is performed over the entire periphery of the inspection object W.
[0049]
As described above, in the appearance inspection apparatus 1 ′ shown in the third embodiment of the present invention, the inspection is performed by sequentially performing the defect inspection while shifting the position of the linear region E where the defect inspection is performed by the rotation driving unit 8. Since the defect inspection can be performed over the entire circumference of the outer peripheral surface Wa, the configuration of the light source 2 and the half mirror 3 can be simplified.
[0050]
The above-described embodiment is merely a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this, and various design changes can be made within the scope of the invention.
[0051]
For example, in the above-described embodiment, a thin plate-like half mirror as illustrated as the half mirror 3 is used. For example, a conical hole is formed in a transparent block such as glass, and the surface of the hole is formed with the above-described hole It is also possible to configure to form a mirror surface ma.
[0052]
Further, in the above-described second embodiment, the case where the light emitter 21 is disposed on the outer upper side of the diffusion plate 6 is shown. However, the light emitter 21 is disposed off the radial extension line of the inspection object W. For example, it may be disposed outside and below the diffusion plate 6.
[0053]
Similarly, in the above-described embodiment, the direction of the light emitted from the light emitter 21 is changed by approximately 90 ° with the reflector 22, but the light emitted from the light emitter 21 is changed to an angle other than 90 °. It is also possible to make a reflection (for example, at an acute angle).
[0054]
In the third embodiment described above, the rotation driving means 8 employs a configuration in which the work holding device 7 is driven to rotate. However, the rotation driving means 8 includes the linear light source 2 ', the diffusion plate 6', and the above. The linear half mirror 3 ′ may be configured to simultaneously rotate about the axis of the inspection object W.
[0055]
Further, in the above-described embodiment, the half mirror having the light transmittance α in the range of 0 <α ≦ 5% is used as the half mirror 3 (3 ′). However, the light transmittance of the half mirror to be used is appropriately set. The design can be changed.
[0056]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, light is transmitted through the half mirror to the outer periphery of the cylindrical inspection object, and the reflected light reflected by the outer peripheral surface of the inspection object is reflected on the half mirror. In this case, the sensor means (image sensor) receives the light and captures the state of the outer peripheral surface of the object to be inspected, and the defect inspection of the outer peripheral surface of the object to be inspected is performed based on the captured image . Since the half mirror uses a half mirror with a light transmittance α of 0 <α ≦ 5%, focusing on the role as a reflecting mirror rather than the role as an illumination, the half mirror of the inspection object outer peripheral surface is used. Defect inspection can be performed accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of an appearance inspection apparatus for an inspection object according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a state of light irradiation and reflection in the appearance inspection apparatus.
FIG. 3 is an explanatory view showing another embodiment of the appearance inspection apparatus.
FIG. 4 is an explanatory view showing a third embodiment of the appearance inspection apparatus.

Claims

円筒状の被検査物の外周に光の透過率αが０＜α≦５パーセントのハーフミラーを配置して当該ハーフミラーを透過させて前記被検査物の外周面に光を照射し、前記被検査物の外周面で反射した反射光を前記ハーフミラーで反射させてイメージセンサに受光させ、これにより被検査物の外周面の状態を前記イメージセンサに撮影させ、この撮影された画像を基に前記被検査物の外周面の欠陥検査を行うことを特徴とする被検査物の外周検査方法。A half mirror having a light transmittance α of 0 <α ≦ 5% is arranged on the outer periphery of the cylindrical inspection object, and the half mirror is transmitted through the outer surface of the inspection object to irradiate light. Reflected light reflected by the outer peripheral surface of the inspection object is reflected by the half mirror and received by the image sensor, thereby causing the image sensor to photograph the state of the outer peripheral surface of the inspection object, and based on the captured image. A method for inspecting an outer periphery of an object to be inspected, comprising performing a defect inspection on an outer peripheral surface of the object to be inspected.

円筒状の被検査物の外周面の欠陥検査を行うための装置であって、
前記被検査物の外側に配される光源と、
該光源と前記被検査物との間に配設され、前記光源から照射される光を透過させて被検査物の外周面に照射させるとともに、前記被検査物からの反射光をセンサ手段に向けて反射させるハーフミラー手段と、
前記ハーフミラー手段で反射された前記反射光を受光して被検査物の外周面の状態を撮影するセンサ手段と、
前記センサ手段で撮影された被検査物外周面の画像から被検査物外周面の欠陥の有無を判別する判別手段とを備えてなり、
前記ハーフミラー手段の光の透過率αが０＜α≦５パーセントに設定されている
ことを特徴とする被検査物の外周検査装置。An apparatus for inspecting a defect on the outer peripheral surface of a cylindrical inspection object,
A light source disposed on the outside of the inspection object;
The light source is disposed between the light source and the inspection object, transmits light irradiated from the light source to irradiate the outer peripheral surface of the inspection object, and reflects light from the inspection object toward the sensor means. Half mirror means for reflecting
Sensor means for receiving the reflected light reflected by the half mirror means and photographing the state of the outer peripheral surface of the inspection object ;
A discriminating means for discriminating the presence or absence of defects on the outer peripheral surface of the inspection object from the image of the outer peripheral surface of the inspection object photographed by the sensor means;
An outer periphery inspection apparatus for an object to be inspected, wherein the light transmittance α of the half mirror means is set to 0 <α ≦ 5%.

前記光源と前記ハーフミラー手段との間に、光源からの光を拡散させる光拡散手段が設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の被検査物の外周検査装置。3. The inspection object outer periphery inspection device according to claim 2, wherein a light diffusion means for diffusing light from the light source is provided between the light source and the half mirror means.

前記光源が、光を放射する発光体と、該発光体からの光を反射させて前記光拡散手段に照射する反射体とを備えてなる
ことを特徴とする請求項３に記載の被検査物の外周検査装置。The inspection object according to claim 3, wherein the light source includes a light emitter that emits light and a reflector that reflects the light from the light emitter and irradiates the light diffusion means. Perimeter inspection device.

前記光源は、前記被検査物の外周全領域に光を照射するように前記被検査物の外側に環状に配設された環状光源の形態とされ、
前記ハーフミラー手段は、前記被検査物の外周全領域からの反射光を前記センサ手段に反射可能なように前記被検査物の外側に環状に配された環状ハーフミラーの形態とされる
ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一に記載の被検査物の外周検査装置。The light source is in the form of an annular light source that is annularly disposed on the outside of the inspection object so as to irradiate the entire outer peripheral area of the inspection object,
The half mirror means is in the form of an annular half mirror arranged in an annular shape on the outside of the inspection object so that the reflected light from the entire outer peripheral area of the inspection object can be reflected by the sensor means. The outer periphery inspection device for an object to be inspected according to any one of claims 2 to 4, characterized in that:

前記光源は、前記被検査物の軸方向の線状領域に光を照射する線状光源の形態とされるとともに、前記ハーフミラー手段は、前記被検査物の線状領域からの反射光を前記センサ手段に反射可能なように前記線状領域に対応する線状ハーフミラーの形態とされてなり、
前記線状光源および前記線状ハーフミラーの双方または前記被検査物の少なくともいずれか一方を、前記被検査物の軸線まわりに回転させる回転駆動手段を備えている
ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一に記載の被検査物の外周検査装置。The light source is in the form of a linear light source that irradiates light to an axial linear region of the inspection object, and the half mirror means reflects reflected light from the linear region of the inspection object. It is in the form of a linear half mirror corresponding to the linear region so that it can be reflected by the sensor means,
3. A rotation drive unit that rotates both the linear light source and the linear half mirror or at least one of the inspection object around an axis of the inspection object. The outer periphery inspection apparatus of the to-be-inspected object as described in any one of Claims 4.