JP6857403B2

JP6857403B2 - Tubular or rod-shaped inspection device

Info

Publication number: JP6857403B2
Application number: JP2018158942A
Authority: JP
Inventors: 古田　俊治; 俊治古田; 高井　一成; 一成高井
Original assignee: フロンティアシステム株式会社
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2038-08-28
Also published as: JP2020034316A

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 apparatus for inspecting 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-sectional shape for defects.

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。 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, the test material passing through the position (that is, the tubular body or the rod-shaped body to be inspected) is surrounded. , Some have multiple cameras and lights. The plurality of cameras and the lighting are all fixed so as to face the center of the test material, and when the test material passes through the predetermined position, the test material is subjected to the test material by the plurality of cameras. The outer peripheral surface of the image is imaged. Then, based on the obtained image, defects such as scratches and stains existing 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 device, the distance and angle between each camera and the illumination differ depending on the position on the outer circumference of the test material, so that the entire circumference of the test material is covered 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 describes two sets of camera sensors and an inspection device that inspects while rotating the illumination around the test material that is fed straight on the transport line. There is. In this inspection device, the two sets of cameras and lighting are fixed to a disk-shaped support member having a hole in the center, and the outer circumference of the test material passing through the hole while rotating the support member. Take a picture of the surface. As a result, it is possible to take a picture while rotating the two sets of cameras and lighting around the test material in an arc shape, so that the entire circumference of the test material can be inspected under uniform conditions. It becomes.

特開平9-318550号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 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 Document 1, since it is necessary to arrange the disk on the path of the test material, a large space is required on the top, bottom, left, and right of the path. Therefore, the installation of the inspection device is greatly restricted, and the inspection device may not be installed depending on the configuration of the production line of the material to be inspected.

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 points, and an object of the present invention is to inspect the entire circumference of the test material under uniform conditions, and to have a tubular body or a rod-shaped body having few restrictions on installation. The purpose 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。 The tubular or rod-shaped inspection device according to the present invention, which has been made to solve the above problems, is
A device that inspects the outer peripheral surface of a tubular or rod-shaped test material with a circular cross section that travels straight in its own axial direction.
a) Multiple image pickup units, each with a linear image sensor array,
b) A plurality of robot arms arranged along the path of the test material and to which one of the plurality of imaging units is attached to each tip.
c) Control means for controlling the plurality of robot arms and
Have,
The plurality of robot arms are arranged so as to be displaced from each other in the axial direction of the test material.
With the image sensor array oriented parallel to the test material and toward the center of the test material, the control means rotates the plurality of image pickup units around the test material in different angular ranges. As described above, it is characterized in that 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 angle ranges" means that the angle at which a certain image pickup unit rotates in the 360 ° range centered on the test material. This means that the range and the angle range in which another imaging unit rotates do not completely overlap, and a case where a part of the angle range in which both imaging units rotate overlaps is also included.

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 device according to the above invention, since a disk-shaped support member like the above-mentioned conventional inspection device is not required, the upper, lower, left and right (particularly upper and lower) of the course of the test material are 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 displaced in the path direction of the test material, thereby effectively preventing interference between the arms. Will be 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 body or rod-shaped body inspection device according to the present invention is
It is desirable that the plurality of robot arms are arranged alternately 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, it is possible to shorten the installation interval of the robot arms in the course direction of the test material while more effectively preventing the interference between the robot arms, which is necessary for the installation of the inspection device. 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, for example, an image acquired by the image pickup unit on a display device such as a liquid crystal display. In this case, the presence or absence of defects on the outer peripheral surface of the material to be inspected is determined by visually observing the image by the user (inspector).

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 body or rod-shaped body inspection device according to the present invention further comprises.
d) Defect detecting means for detecting defects existing 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 notification means for notifying the user to that effect, and
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 work load of the user 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 body or rod-shaped body inspection device according to the present invention is
It is desirable that the image pickup unit is a contact type image pickup sensor used in contact with the 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。 As a result, the distance from the center of the test material to the imaging unit at the time of imaging can be reduced, so that interference between the robot arms when rotating each imaging unit can be effectively prevented, and the inspection device can be improved. 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, and there are few restrictions on installation, so that it can be applied to production lines having various configurations. It becomes 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。The block diagram which shows the main part structure of the pipe appearance inspection apparatus which concerns on one Embodiment of this 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。The perspective view which shows the arrangement of the image pickup unit and the robot included in the appearance inspection apparatus of the pipe. 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。The schematic diagram which shows the trajectory at the time of scanning of each image pickup unit included in the appearance inspection apparatus of the pipe. 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。It is a developed view of the outer peripheral surface of the pipe which is a test material, and the imaging range by each imaging unit is shown by different shading. 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 apparatus which concerns on another embodiment of this 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。The schematic diagram which shows the trajectory at the time of scanning of each image pickup unit included in the appearance inspection apparatus of the pipe.

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 showing a main configuration of a pipe visual inspection device (hereinafter, simply referred to as “inspection device”) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an imaging unit included in the inspection device. It is a perspective view which shows 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 inspects the appearance of the plastic pipe 20 continuously extruded by the pipe manufacturing device 10 for defects (scratches, dirt, foreign matter, etc.). This inspection device includes three imaging units 60, 70, 80 that image the outer peripheral surface of the pipe 20, and three imaging units 60, 70, 80 that move the imaging units 60, 70, 80 in an arc along the outer peripheral surface of the pipe 20. It includes robots 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 object in contact with the imaging object, and are arranged in parallel with each other. The linear image sensor (hereinafter, simply referred to as “image sensor”) 61, 71, 81 and the linear light sources 62, 72, 82 are provided. The image sensors 61, 71, and 81 include, for example, a plurality of image pickup elements (for example, a CCD sensor) arranged in a line, and a plurality of rod-shaped lenses arranged in a line, and are linear. The light sources 62, 72, 82 include, for example, a plurality of LED elements arranged in a line. The plurality of image pickup devices correspond to the "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 the robot arm in the present invention), respectively, and the imaging units 60, 70, and 80 are attached to the tips of the arms 31, 41, and 51, respectively. .. The arms 31, 41, and 51 each have a plurality of joints, and the imaging units 60, 70, and 80 can be moved 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, and 50 are all arranged along the path of the pipe 20 continuously delivered from the pipe manufacturing apparatus 10. In order to prevent the arms 31, 41, and 51 from interfering with each other, these robots 30, 40, and 50 are displaced from each other in the axial position of the pipe 20 (that is, spaced apart from each other in the axial direction). Be placed. In the following, when it is particularly necessary to distinguish the three robots 30, 40, 50, the first robot 30, the second robot 40, and the third robot are arranged in order from the side closest to the pipe manufacturing apparatus 10. The image pickup units 60, 70, and 80 attached to the robots 30, 40, and 50 are referred to as the first image pickup unit 60, the second image pickup unit 70, and the third image pickup 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, and 50 are arranged alternately on the left and right in order from the side closest 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. As a result, interference between the arms 31, 41, and 51 can be effectively prevented even when the installation intervals of the robots 30, 40, and 50 in the axial direction are reduced.

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, and 51 of the robots 30, 40, and 50 are controlled by the control unit 91. Further, 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, background) by the image processing unit 92. After performing subtraction processing, binarization processing, etc.), the data is sent to the defect detection unit 93. The defect detection unit 93 determines the presence or absence of defects on the outer peripheral surface of the pipe 20 as the test material based on the output from the image processing unit 92. When the defect detection unit 93 detects a defect on the surface of the pipe, the notification unit 94 notifies the user 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 defect detection on the screen of the display device in response to an output signal from the defect detection unit 93. Or, a sound indicating the detection of a defect is generated from the speaker. The notification unit 94 may perform both a notification by displaying such a message and a notification by generating a voice.

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 by so-called software by causing a computer having 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 the production. The configuration may be realized by a computer arranged in a control room or the like located away from the line.

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 the inspection device according to the present embodiment is used to inspect the appearance of the pipe 20, the control unit 91 controls the arms 31, 41, and 51 of the robots 30, 40, and 50 to control the imaging units 60, 70, and 80. Is in contact with the outer peripheral surface of the pipe 20 in a posture parallel to the axial direction of the pipe 20, and is rotated in an arc shape about the axis of the pipe 20. As a result, the outer peripheral surface of the pipe 20 is scanned by the imaging units 60, 70, 80. The trajectories of the imaging units 60, 70, and 80 during the scanning are shown in FIG. 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 different angular ranges on the outer circumference of the pipe 20. However, in order to prevent inspection omissions, the rotation angle ranges of the imaging units 60, 70, and 80 are slightly overlapped with each other. 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, the 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 of each rotation angle range (base ends of arrows A, B, and C) to the end point of the rotation angle range (tips of arrows A, B, and C). After that, the arms 31, 41, and 51 separate the imaging units 60, 70, and 80 from the outer peripheral surface of the pipe 20 and move them to the starting point of the rotation angle range again. After that, the imaging units 60, 70, and 80 are brought into contact with the surface of the pipe 20 again by the arms 31, 41, and 51, and are rotated in an arc shape from the start point to the end point of the rotation angle range in the same manner as described above. Such scanning of the imaging units 60, 70, and 80 is repeatedly executed at predetermined time intervals. Here, "scanning" means acquiring image data of the outer peripheral surface of the pipe 20 in the rotation angle range by rotating each imaging unit 60, 70, 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. The moving speed from the start point of the rotation angle range of each image pickup unit 60, 70, 80 to the end point of the rotation angle range, and the scanning execution interval of each image pickup unit 60, 70, 80 are the traveling speed of the pipe 20. In consideration of the above, it is determined so that no imaging omission occurs.

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 scanning timings of the robots 30, 40, and 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. The operations of the robots 30 and 40 can be synchronized so that the timing of the end of each scan by the first imaging unit 60 and the timing of the start of each scan by the second imaging unit 70 are always separated in time. desirable. On the other hand, when the imaging units 60, 70, and 80 are arranged so as to be sufficiently separated from each other in the axial direction of the pipe 20, the operations of the robots 30, 40, and 50 are not necessarily synchronized because there is no risk of such interference. It does not have to be.

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 as the test material goes straight in the direction of the white arrow in FIG. 2, the imaging units 60, 70, 80 are rotated in an arc shape as described above, so that the imaging units 60, 70, 70 are respectively. , 80 scan the outer peripheral surface of the pipe 20 so as to draw a part of the spiral trajectory. FIG. 4 shows the imaging range of each imaging unit 60, 70, 80 on the surface of the pipe 20. The figure is a developed view of the outer peripheral surface of the pipe 20, and the regions imaged by the imaging units 60, 70, and 80 are shaded with different patterns. In the figure, the parallelogram indicated by reference numeral X indicates the range imaged by one scan by the first imaging unit 60, and the parallelogram indicated by reference numeral Y indicates one scan by the second imaging unit 70. The parallelogram indicated by reference numeral Z indicates the range imaged by the third imaging unit 80 in one scan. As shown in the figure, the range imaged by one scan by each image pickup unit 60, 70, 80 is slightly different from the range imaged by the same image pickup unit 60, 70, 80 in the immediately preceding and immediately preceding scans. It is a duplicate. Further, the range imaged by each image pickup unit 60, 70, 80 slightly overlaps with the range imaged by another image pickup unit 60, 70, 80. As a result, even if there is some deviation in the traveling speed of the pipe 20, the moving speed of the imaging units 60, 70, 80 by the arms 31, 41, 51, or the rotation angle range, the entire outer peripheral surface of the pipe 20 is not leaked. It can be imaged.

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。 The image data acquired by the image sensors 61, 71, 81 of each of the image pickup units 60, 70, 80 is sent to the defect detection unit 93 after being subjected to predetermined image processing by the image processing unit 92 as described above. .. The defect detection unit 93 detects defects 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, the number of pixels whose brightness difference from the background portion (that is, the region of the outer peripheral surface of the pipe 20 where there is no defect) is equal to or greater than a predetermined threshold value is equal to or greater than a predetermined number. If there is a part that exists together, the part is judged to be a defect. When the 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 a voice from the speaker. At this time, it is desirable to display an image of a region determined to have 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 defective portion.

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。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with specific examples, the present invention is not limited to the above embodiments, and modifications are permitted within the scope of the gist of the present invention. .. For example, in the above embodiment, an example of an inspection device including three sets of an imaging unit and a robot is shown, but as shown in FIG. 5, the inspection device according to the present invention may include two sets of an imaging unit and a robot. Good (in the same figure, the same or corresponding components as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals). Further, the inspection device according to the present invention may include four or more sets of an imaging unit and a robot. In either case, the magnitude of the rotation angle of each imaging unit may be slightly larger (specifically, for example, about 1% to 15%) than the value obtained by dividing 360 ° by the number of imaging units. desirable. As an example, FIG. 6 shows the scanning trajectory of each imaging unit when two sets of imaging units and robots are provided. 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。 Further, in the above embodiment, the imaging units 60, 70, and 80 are used as contact-type imaging units in contact with the surface of the inspection object, but the inspection apparatus 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。 Further, the inspection device according to the above embodiment is intended to inspect a plastic pipe (tubular body), but the inspection device according to the present invention is not limited to this, and inspects a metal pipe or a circular cross section. It can also be used for inspection of a rod-shaped body.

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 robot 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

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 that inspects the outer peripheral surface of a tubular or rod-shaped test material with a circular cross section that travels straight in its own axial direction.
a) Multiple image pickup units, each with a linear image sensor array,
b) A plurality of robot arms arranged along the path of the test material and to which one of the plurality of imaging units is attached to each tip.
c) Control means for controlling the plurality of robot arms and
Have,
The plurality of robot arms are arranged so as to be displaced from each other in the axial direction of the test material.
With the image sensor array oriented parallel to the test material and toward the center of the test material, the control means rotates the plurality of image pickup units around the test material in different angular ranges. As described above, an inspection device for a tubular body or a rod-shaped body, which controls each of the plurality of robot arms.

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 tubular or rod-shaped inspection device 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 detecting means for detecting defects existing 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 notification means for notifying the user to that effect, and
The tubular or rod-shaped inspection apparatus 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 image pickup unit is a contact type image pickup sensor used in contact with the outer peripheral surface of the test material. apparatus.