JPH02284012A - 物体外面検査システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、押出機から押し出されるパイプ等の円筒状
または円柱状の物体の外面の凹凸の有無を検出する物体
外面検査システムに関する。

［従来の技術］ 円筒状または円柱状の物体、例えば、押、自機から押し
出されるパイプには、第１２図に示すように、パイプの
外面に長手方向に延びる周方向の凹凸ができる場合があ
る。また、第１３図に示すように、パイプの外面に長手
方向の凹凸ができる場合がある。さらに、これらのパイ
プの長手方向および周方向の組み合わされた凹凸ができ
る場合もある。

これらの凹凸は、鋭角なものではなく、丸みを帯びたも
のである。

このようなパイプの外面の凹凸の有無を検査する従来の
技術には、検査員の目視や、触覚によって行なう第１の
技術がある。また、第２の技術である円環照明装置を用
いて画像処理する物体外面検査システムと、第３の技術
である平行スリット照明装置を用いて画像処理する物体
外面検査システムとがある。

第２の技術である円環照明装置を用いて画像処理する物
体外面検査システム５１は、第１４図に示すように、円
環照明装置５２と、画像取込装置としてのカメラ５３（
図示３つ）と、画像処理装置５４と備える。

円環照明装置５２は、円環光源からなり、バイブ５５の
軸方向に所定の角度で照明する。カメラ５３は、物体の
周方向外方に物体の軸方向に所定の角度をなして配置さ
れ、物体から反射された物体の画像を取り込む。画像処
理装置５４は、カメラ５３で取り込まれた画像を２値処
理し、予め記憶されているバイブ５５の良品パターンと
比較し、比較結果に基づいてバイブ５５の外面の凹凸の
有無を判別する。

第１３図に示すように、バイブ５５に長手方向の凹凸が
ある場合、この凹凸によって、バイブ５５には照明され
ない影ができる。したがって、物体外面検査システム５
１は、バイブ５５に凹凸があることを検出することがで
きる。

第３の技術である平行スリット照明装置を用いて画像処
理する物体外面検査システム５６は、第１５図に示すよ
うに、平行スリット照明装置５７と、画像取込装置とし
てのカメラ５８と、画像処理装置５９と（＋ｉｆｆえる
。

平行スリット照明装置５７は、蛍光灯等の光源（図示せ
ず）と、ケーシング６０と、ケーシング６０に設けられ
たスリット６１とを備える。平行スリット照明装置５７
は、バイブ５５の軸方向に平行にバイブ５５０周縁を照
明する。カメラ５８は、バイブ５５の周方向外方に配置
され、バイブ５５から反射されたバイブの画像を取り込
む。画像処理装置５９は、カメラ５８で取り込まれた画
像を２値処理し、予め記憶されているバイブ５５の良品
パターンと比較し、比較結果に基づいてバイブ５５の外
面の凹凸の有無を判別する。

第１２図に示すように、バイブ５５に円周方向の凹凸が
ある場合、この凹凸によって、バイブ５５には照明され
ない影ができる。したがって、物体外面検査システム５
６は、バイブ５５に凹凸があることを検出することがで
きる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の第１の技術では、自動化を図ることがで
きない。

第２の技術である円環照明を用いた物体外面検査システ
ム５１では、円環照明装置から物体の全周にわたって一
度に投光されるので、物体に第１２図に示す円周方向の
凹凸がある場合においても、凹凸による明暗ができない
ため、この凹凸を検出することができない。

また、円環照明の内側に物体を通さなければならないの
で、物体の径が大きくなると（例えば３０印以上になる
と）、物体を通すのに十分な大きさの直径を持った光源
な（なってしまう。すなわち、径の大きな物体の凹凸の
検査をすることができなくなった。

第３の技術である平行スリット照明装置を用いた物体外
面検査システム５６では、物体の軸方向に平行に物体の
周縁を照明するようにしているので、物体に第１３図に
示す長手方向の凹凸がある場合においても、この凹凸に
よる明暗ができないため、この凹凸を検出できない。

また、物体が押出機から押し出されている段階では、物
体を回転させることができないので、照明装置および画
像取込装置を回転させる回転装置が必要である。

本発明は、上述の技術的課題を解決し、円筒状または円
柱状の物体の外面の長手方向・円周方向またはこれらの
組合わさった凹凸を確実に自動的に検出することができ
、物体の径に関わりなく、しかも、物体または照明装置
および画像取込装置を回転させることなく、全周につい
て検出できる物体外面検査システムを提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ このような技術的課題を解決するために、本発明に係る
物体外面検査システムは、以下のような構成をとる。

すなわち、本発明に係る物体舛面検査システムは、 円筒状または円柱状の物体の表面の凹凸の有無を検査す
るものであって、 光源を備え、物体の軸方向に所定の入射角で、かつ、物
体の直径より幅の狭い光で、物体の周方向外方から物体
の表面を照明する照明ユニットを、複数個、物体の周方
向外方に円環状に配置してなる照明装置と、 物体の周方向外方に物体の軸方向に所定の角度をなして
配置され、照明された物体から反射された物体の画像を
取り込む複数の画像取込装置と、画像取込装置で取り込
まれた画像を２値処理し、予め記憶されている物体の良
品パターンと比較し、比較結果に基づいて物体の外面の
凹凸の有無を判別する画像処理装置とを含むものである
。

［作用］ 照明ユニットは、光源を備え、物体の軸方向に所定の入
射角で、かつ、物体の直径より幅の狭い光で、物体の周
方向外方から物体の表面を照明する。

したがって、物体の外面に周方向の凹凸や、長手方向の
凹凸や、これらの組み合わされた凹凸がある場合におい
ても、この凹凸による明暗を形成することができる。

照明装置は、複数の照明ユニットを物体の周方向外方に
円環状に配置してなる。

したがって、物体の径が大きくなっても、照明ユニット
の数を増加させ、または、照明ユニット間の幅を調節す
ることによって照明することができる。また、照明装置
を回転させる必要がない。

複数の画像取込装置は、物体の周方向外方に物体の軸方
向に所定の角度をなして配置され、物体から反射された
物体の画像を取り込む。

したがって、画像取込装置を回転させる必要がない。

画像処理装置は、画像取込装置で取り込まれた画像を２
値処理し、予め記憶されている物体の良品パターンと比
較し、比較結果に基づいて物体の外面の凹凸の有無を判
別する。

したがって、円筒状または円柱状の物体の外面の長手方
向・円周方向またはこれらの組合わさった凹凸を確実に
自動的に検出することができ、物体の径に関わりなく、
しかも、物体または照明装置および画像取込装置を回転
させることなく、全周について検出できる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の簡略化したブロック図であ
り、第２図は第１図の切断面線Ａ−Ａから見た断面図で
ある。

円筒状または円柱状の物体としてのバイブ１は、押出機
（図示せず）によって、矢符２方向に押し出される。こ
の押し出されたバイブ１の外面の凹凸の有無は、物体外
面検査システム３によって自動的に検査される。

本発明に従うバイブの全周の外面の凹凸の有無を検査す
る物体外面検査システム３は、照明装置４と、画像取込
装置としてのカメラ５．（ａ＝１〜Ｎ２この実施例では
ト４）と、画像処理装置６と備える。

照明装置４は、複数の照明ユニット７、ｂ（ａ・１〜Ｎ
、ｂ＝１−ｎ、この実施例ではｎ＝３）を備える。

各照明ユニット７１．は、第３図に示すように、光源８
と、光源８を外囲するケーシング９と、ケーシング９に
設けられたスリット１０とを備える。光源８には、例え
ば、白熱電球や、蛍光灯や、レーザや、ハロゲンランプ
等が用いられる。光源８から照射された光は、ケーシン
グ９およびスリット１０によって幅が狭められる。

各照明ユニット７ｍｂは、照射方向が、バイブ１の中心
軸に対して入射角θになるように設置される。この入射
角θは、例えば１０”から４５°まで程度が好ましいが
、他の角度であってもよい。

また、カメラ５１は、照明ユニット７゜の入射角θとカ
メラ入射像方向中心軸がほぼ同一になるように設置され
る。カメラ５．は、例えばＩＴＶカメラが用いられる。

カメラ５．には、各々複数台の照明ユニット７□、（ｂ
＝１〜３）を対応させ、１つのブロックを構成する。カ
メラ５２には、各々複数台の照明ユニット７２ｂ（ｂ・
１〜３）を対応させ、１つのブロックを構成する。カメ
ラ５３には、各々複数台の照明二二ット７１ｂ（ｂ＝１
〜３）を対応させ、１つのブロックを構成する。カメラ
５４には、各々複数台の照明ユニット７、、（ｂ＝１〜
３）を対応させ、１つのブロックを構成する。

カメラ５．〜５４に入力された画像は、画像処理装置６
にそれぞれ送られ、パイプ１の良否判定が行なわれる。

画像処理装置６は、コントローラ１２と、画像入力部１
３と、画像メモリ１４と、良否判定部１５と、不良出力
部１６とを備える。これらのコントローラ１２、画像入
力部１３、画像メモリ１４、良否判定部１５および不良
出力部１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭＸＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器
、ＩＯポート等で構成される。なお、不良出力部１６に
は、警報音を発生するスピーカ１６、点滅によって警報
を視覚で知らせるランプ１７、警報を解除するための解
除スイッチ１８が接続される。

コントローラ１２においては、第４図に示すフローに従
って処理される。

ステップｍ１において、各カメラ５６、照明ユニット’
７ｓｋのａを１からＮまで繰り返す。次いで、ステップ
ｍ２において、各照明ユニット７１．のｂを１からｎま
で繰り返す。次いで、ステップｍ３において、照明ユニ
ット７１．の光源８を点灯する。

次いで、ステップｍ４において、カメラ５．の画像入力
を画像入力部１３に要求する。次いで、ステップｍ５に
おいて、照明ユニット７゜の光源８を消灯する。次いで
、ステップｍ６において、良否判定部１５に良否判定を
要求する。

次いで、ステップｍ７において、良否判定部１５からの
信号が良品か否か判断する。パイプ１が不良品であれば
、ステップｍ８に進ろ、不良出力部１６に信号を出力し
、ステップｍ２．ｍｌに戻り、これを繰り返す。パイプ
ｌが良品であれば、ステップｍ２．ｍｌに戻り、これを
繰り返す。すなわち、１ブロツクの最初の照明ユニット
７１、かう最終の照明ユニット７□までの光源８まで順
次点灯・消灯をし、これを４つのブロックについて照明
ユニット７□〜７４３まで、カメラ５．〜５４を順次変
更しながら縁り返す。

画像入力部１３においては、第５図に示すフローに従っ
て処理される。

ステップｏ１において、コントローラ１２から画像入力
要求があったか否か判断する。入力要求がなければ、入
力要求があるまで繰り返す。入力要求があれば、ステッ
プ０２に進み、カメラ７ａからアナログ信号の濃淡画像
を入力する。次いで、ステップ０３におてい、入力され
た画像をＡ／Ｄ変換し、画像メモリ１４に格納する。格
納が終了すると、ステップ０１に戻る。

良否判定部１４においては、第６図に示すフローに従っ
て処理される。

ステップｐ１において、コントローラ１２からの判定要
求があったか否か判断し、判定要求があるまで繰り返す
。判定要求があると、ステップｐ２に進み、画像メモリ
１４に格納されている画像をスレッショルドレベルを決
めておいて２値化する。

すなわち、凹凸の有無を映像化する。次いで、ステップ
ｐ３において、予め記憶されている良品パターン画像を
２値化された画像に重ね合わせる。

次いで、ステップｐ４において、良品パターンとの差が
一定面積以上あるか否か判定する。良品パターンとの差
が一定面積以上あれば、ステップｐ５に進み、コントロ
ーラ１２に不良信号を出力する。良品パターンとの差が
一定面積未満であればステップｐ６に進み、コントロー
ラ１２に良品信号を出力する。ステップｐ５またはステ
ップｐ６が終了すると、ステップｐ１に戻る。

不良出力部１５においては、第７閾に示すフローに従っ
て処理される。

ステップｑ１において、コントローラ１２から不良信号
が入力されたか否か判断し、不良信号が入力されるまで
繰り返す。不良信号が入力されると、ステップｑ２に進
み、スピーカ１６、ランプ１７に警報を出力し、スピー
カ１６から警報音を再生させ、ランプ１７を点滅させる
。

次いで、ステップｑ３において、解除スイッチ１８が押
されたか否か判断する。押されていなければ、ステップ
ｑ２に戻り、押されるまで警報を出力する。押されると
、ステップｑ４に進み、警報を解除し、ステップｑ１に
戻る。

このように構成された物体外面検査システム３において
は、第８図に示すフローに従って処理される。

ステップｒ１において、イニシャライズし、照明ユニッ
ト７１６、カメラ５．の最初から始める。

次いで、ステップｒ２において、照明ユニット７１．を
点灯する。次いで、ステップｒ３において、対応するカ
メラ５．から画像を入力する。次いで、ステップｒ４に
おいて、照明ユニット７１．を消灯する。

次いで、ステップｒ５において、バイブ１の良否判定を
行なう。不良であれば、ステップｒ６に進み、不良信号
をアウトプットし、ステップｒ７に進む。良品であれば
、そのままステップｒ７に進む。

ステップｒ７では、１つのブロック内の全照明ユニット
について終了したか否か判断される。全照明ユニット７
゜（ａ一定、ｂを変化させる）について終了していなけ
れば、ステップｒ２に戻り、全照明ユニット７１．につ
いて終了するまで繰り返す。全照明ユニット７　ａｈに
ついて終了していれば、ステップｒ８に進み、次のブロ
ックのカメラ５゜に切り換え、このカメラ５．に対応す
る全照明ユニット７゜（ａ一定、ｂを変化させる）につ
いて処理を行なう。

ステップｒ９では、全カメラ５．についての処理が終了
したか否か判断される。全カメラ５．についての処理が
終了していなければ、ステップｒ２に戻り、全カメラ５
．についての処理が終了するまで繰り返す。全カメラ５
１についての処理が終了していれば、ステップｒ１に戻
り、カメラ５、を最初に切り換え、最初の照明ユニット
７１．から処理を始める。

ここで、１つの照明ユニット７１．を点灯させた場合、
バイブ１が良品であるとき、すなわち、円周方向の凹凸
および長手方向の凹凸がないときには、良否判定部１５
には、第９図に示す反射部分と非反射部分とからなる２
値化パターンが取り込まれる。なお、良否判定部１５に
は、同様の良品パターンが記憶されている。良品パター
ンは、良品から画像を取り込んで記憶しておいてもよい
し、バイブ径、照明位置およびカメラ位置から算出して
記憶しておいてもよい。

バイブ１に円周方向の凹凸がある場合は、第１０図に示
すように、照明光の幅が狭いので、凹凸に対応して暗部
が反射部分の端にでき、特有の２値画像か得られる。バ
イブ１に長手方向の凹凸がある場合は、第１１図に示す
ように、照明光が所定の角度で照明されているので、凹
凸に対応して非反射部ができ、特有の２値画像が得られ
る。すなわち、円周方向の凹凸は、反射部分と、非反射
部分の境目付近にバイブの軸方向に水平な帯状の暗信号
として得られる。長手方向の凹凸は、バイブの軸方向に
垂直な暗信号として得られる。

なお、上述の実施例では、各照明ユニット７゜の光源８
を１つずつ点灯・消灯するようにしたが、複数の照明ユ
ニット７゜の光源８を同時に点灯・消灯、例えば照明ユ
ニット７□１＋　　’７２ｔ、　　７□、７４１の光源
８を同時に点灯・消灯して、並列処理するようにしても
よい。

また、照明ユニットは、光源と光ファイバーとからなる
ような他の構成であってもよい。

さらに、画像処理装置を、ロジック回路等により構成す
るようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、照明ユニットは、光源を
（ｉｆＭえ、物体の軸方向に所定の入射角で、かつ、物
体の直径より幅の狭い光で、物体の周方向外方から物体
の表面を照明する。

したがって、物体の外面に周方向の凹凸や、長手方向の
凹凸や、これらの組み合わされた凹凸がある場合におい
ても、この凹凸による明暗を形成することができる。

照明装置は、複数の照明ユニットを物体の周方向外方に
円環状に配置してなる。

したがって、物体の径が大きくなっても、照明ユニット
の数を増加させ、または、照明ユニット間の幅を調節す
ることによって照明することができる。また、照明装置
を回転させる必要がない。

複数の画像取込装置は、物体の周方向外方に物体の軸方
向に所定の角度をなして配置され、物体から反射された
物体の画像を取り込む。

したがって、画像取込装置を回転させる必要がない。

画像処理装置は、画像取込装置で取り込まれた画像を２
値処理し、予め記憶されている物体の良品パターンと比
較し、比較結果に基づいて物体の外面の凹凸の有無を判
別する。

したかって、円筒状または円柱状の物体の外面の長手方
向・円周方向またはこれらの組合わさった凹凸を確実に
自動的に検出することができ、物体の径に関わりなく、
しかも、物体または照明装置および画像取込装置を回転
させることなく、全周について検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の簡略化したブロック図であ
り、第２図は第１図の切断面線Ａ−Ａから見た断面図で
あり、第３図は照明ユニットの斜視図であり、第４図は
コントローラの処理フローであり、第５図は画像入力部
の処理フローであり、第６図は良否判定部の処理フロー
であり、第７図は不良出力部の処理フローであり、第８
図は物体外面検査システムの処理フローであり、第９図
は物体の良品の場合の２値化画像を示す図であり、第１
Ｏ図は物体に円周方向の凹凸かある場合の２値化画像を
示す図であり、第１１図は物体に長手方向の凹凸かある
場合の２値化画像を示す図であり、第１２図は物体の表
面にできた円周方向の凹凸を示す図であり、第１３図は
物体の表面にできた長手方向の凹凸を示す図であり、第
１４図および第１５図は従来の物体外面検査システムを
示す図である。 ３・・・物体外面検査システム ４・・・照明装置 ５、・・・カメラ ６・・・画像処理装置 ７１．・・・照明ユニット ８・・・光源 特許出願人　積水化学工業株式会社 代表者　　　廣１）馨 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第１２ 図 第１４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円筒状または円柱状の物体の表面の凹凸の有無を検査す
   る物体外面検査システムであって、光源を備え、物体の
   軸方向に所定の入射角で、かつ、物体の直径より幅の狭
   い光で、物体の周方向外方から物体の表面を照明する照
   明ユニットを、複数個、物体の周方向外方に円環状に配
   置してなる照明装置と、 物体の周方向外方に物体の軸方向に所定の角度をなして
   配置され、照明された物体から反射された物体の画像を
   取り込む複数の画像取込装置と、画像取込装置で取り込
   まれた画像を２値処理し、予め記憶されている物体の良
   品パターンと比較し、比較結果に基づいて物体の外面の
   凹凸の有無を判別する画像処理装置とを含むことを特徴
   とする物体外面検査システム。