JPH04301706A - 中空体の内壁面検査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空体の内壁面に付着
せしめられた、例えば、塗料等の膜体の周方向寸法を測
定する中空体の内壁面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】軸方向に連続的に溶接して製作されたパ
イプ等の中空体は、内部に通す流体の種類によっては溶
接部を塗料で保護しなければならない。また、特殊な例
として、内径が数十ミリメートルの中空体の内壁面に塗
料を塗布するに際して、この中空体を毎分数百メートル
で移動させているので、かかる高速移動中にも内壁面を
検査する必要性があった。

【０００３】このように、中空体の内壁面を検査する従
来の装置として、例えば、特開昭５６−５４４１０号公
報に示されたように、筒体の基端部に接眼レンズを、先
端部に魚眼レンズをそれぞれ取り付け、さらに、筒体の
外筒の軸線に沿って複数本の光ファイバを埋設して、こ
れらの光ファイバの基端部を光源に接続することにより
、有底シリンダの内壁面に傷があるか否かを検査するの
に好適な装置がある。また、特開昭６２−２９８７０３
号公報に示されたように、桿の先端に取り付けられた反
射鏡を介して、レーザ光を送受する二つのレーザ光送受
信部を基端に設け、これら二つのレーザ光送受信部の受
信々号を演算処理して内壁面に付着した物資の位置と形
状を調べる装置がある。さらに、もう一つの内壁面検査
装置としては、直径が１．８ミリメートルのイメージハ
ンドルの周囲にライトガイドをリング状に取り付けた“
ＭＹ　ＳＣＯＰＥ”（登録商標、株式会社住田光学ガラ
ス製）がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の検査装
置のうち、特開昭５６−５４４１０号および特開昭６２
−２９８７０３号の各公報に示された装置はいずれも直
径が大きく、内径が数十ミリメートルの中空体には適用
し難かった。一方、“ＭＹ　ＳＣＯＰＥ”は比較的直径
が小さいため、内径が数十ミリメートルの中空体でも内
壁の検査は可能である。 しかし、照明に散乱光を用いるため、無色透明の塗料の
幅を測定することはできなかった。すなわち、塗料の周
辺部と中間部とで表面状態に差がないため、その幅を測
定することは不可能であった。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、被検査物体の内矩寸法が数十ミリメート
ル以下であっても、中空体の内壁面に付着せしめられた
膜体の周方向寸法を、膜体の材質や色彩に拘らず容易に
測定することのできる中空体の内壁面検査装置を得るこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため中空体の内壁面に付着せしめられた膜体の周
方向寸法を測定する中空体の内壁面検査装置において、
前記膜体を視野とする撮像光学系と、前記膜体を照射し
前記撮像光学系から見て、前記側端部における反射光強
度が前記側端部以外の部分における反射光強度により大
きくなるような位置に配された照明系と、前記撮像光学
系から出力される映像信号を処理して前記側端部の座標
を演算すると共に、これらの座標から前記膜体の周方向
寸法を演算する画像処理装置とを備えたものである。こ
の場合、照明系として、一端部が膜体の傾斜面に所定の
角度で対向する光ファイバと、この光ファイバの他端に
接続された光源とで構成したものを用いると好都合であ
る。

【０００７】

【作用】図４に示すように、軸方向に伸長する円筒状中
空体３の軸方向溶接部３ａを保護するために塗料が塗ら
れたものとする。この塗料が十分な保護機能を持ってい
るか否かを確認するためには塗膜１１の厚さｔおよび幅
Ｗを測定する必要がある。この場合、厚さｔについては
本発明に直接関係しないので説明を省略するが、内径Ｄ
が数十ミリメートルの中空体３に対して幅Ｗを数分の１
ミリメートルの精度で測定することが要求される場合が
ある。

【０００８】この場合、塗膜１１は、塗料の材質、塗布
方法に違いはあっても通常はその側端部に傾斜面１１ａ
を有する。本発明は、この傾斜面１１ａを塗膜１１の幅
測定に利用したもので、図５に示すように、膜体として
の塗膜１１を視野とする撮像光学系２を設けると共に、
この撮像光学系２から見て側端部の反射光強度がその周
囲における反射光強度より大きくなるように、位置Ｐ１
，Ｐ２から塗膜１１を照射する照明系を設けている。撮
像光学系２から出力される映像信号を処理して塗膜１１
の周方向寸法、すなわち、幅Ｗを演算する。ここで、撮
像光学系２が中空体３の中心部を広く占有することを考
慮すると、その周囲の空間は極めて狭くなる。そこで、
中空体３の外部に光源を配置し、その光を光ファイバで
導入すると共に、位置Ｐ１，Ｐ２から塗膜１１を照射す
るようにすれば、かかる狭い空間からであっても、側端
部の傾斜面１１ａを都合よく照射することができる。こ
の結果、中空体３の内径が数十ミリメートル以下であっ
ても、塗膜１１の周方向寸法を、膜体の材質に拘わらず
容易に測定することができる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例の概略構成図である
。同図において、加工部１は円柱状に形成されており、
これと軸芯が一致するように中空体３が加工部１に外接
して矢印Ｘで示す軸方向に高速移動する。中空体３は当
初平板状物であり、加工部１の左端に近づくにつれて円
筒状になるようまるめられ、加工部１に達した時は完全
な円筒状物となる。この加工部１によって、まず切目の
溶接が行われ、次に図４に示すように、中空体３の内壁
面の溶接部３ａを覆うように樹脂コーティングによる塗
膜１１が付着される。加工部１自体の基本的構成は従来
と同様であるので詳述しない。加工部１の図中右側の先
端には外径形状がやはり円柱状をなす撮像光学系２が取
り付けられており、中空体３の塗膜１１を視野とするよ
うに取り付けられている。

【００１０】ここで、加工部１の中心部には長孔１ａが
形成されており、この長孔１ａに撮像光学系２の電源線
および信号線と、照明系６を構成する直径１ｍｍの光フ
ァイバ７（三菱レイヨン製エスカ（登録商標）ＳＫ４０
）が通されている。この光ファイバ７の基端部には同じ
く照明系６を構成する、例えば、ハロゲンランプ等の光
源８が結合されており、これらの光ファイバ７の先端は
、図２に示すように、塗膜１１の傾斜面１１ａでの反射
光強度が最大となる角度、例えば、幅が８ｍｍの塗膜１
１に対してはα＝３３．５度の傾きで、溶接部３ａから
横軸方向に△Ｘ＝１０ｍｍ、縦軸方向に△Ｙ＝１０ｍｍ
離隔して対向するように撮像光学系２に取り付けられて
いる。

【００１１】また、図１に示すように中空体３を除去し
たときに、光ファイバ７の先端から投射される光を受け
て作動する光電スイッチ４，５が設けられ、このうちの
一方の光電スイッチ４は光が遮断されときに検査開始信
号を出力するもので、他方の光電スイッチ５は光を受け
たときに検査終了信号を出力するものである。これらの
光電スイッチ４，５は、前述の撮像光学系２と共に画像
処理装置９に接続される。この画像処理装置９は光電ス
イッチ４の検査開始の信号を受信してから光電スイッチ
５の検査終了の信号を受信するまでに入力された撮像光
学系２の映像信号を処理して塗膜１１の幅Ｂを測定し、
測定結果をコンピュータ１０に渡すようになっている。 コンピュータ１０は幅Ｂに対する測定結果の良否を判定
し、許容範囲を超えた場合に、警報表示する構成になっ
ている。

【００１２】上記のように構成された本実施例の動作を
、図３をも参照して説明する。中空体３が撮像光学系２
から離れていたとすれば、光ファイバ７の先端からそれ
ぞれ光が投射され、光電スイッチ４，５はこれらを受光
する。いま、中空体３を図１中のＸ矢印方向に移動させ
て図１に示した状態にすれば、光ファイバ７から投射さ
れる光は遮られる。画像処理装置９は光電スイッチ４の
入射光が遮られたときに画像処理を開始する。そして、
中空体３をさらにＸ矢印方向に移動させると、光電スイ
ッチ４，５は再び光ファイバ７の投射光を受光する。画
像処理装置９は光電スイッチ５の受光時に画像処理を終
了する。

【００１３】画像処理装置９の画像処理中、光ファイバ
７の先端から投射された光は中空体３の内壁に塗られた
塗膜１１を照射し、撮像光学系２はこれを撮影してその
映像信号を画像処理装置９に送り込む。この場合、図３
（ａ）に示すように、撮像光学系２は塗膜１１の横幅方
向の領域Ａを撮影する。このとき、撮像光学系２から見
て、傾斜面１１ａでの反射光強度がその周囲の反射光強
度より大きくなる位置に光ファイバ７の先端が配置され
ている。従って、撮像光学系２の出力信号レベルは、図
３（ｂ）に示すように、側端部としての傾斜面１１ａに
対応する部位が最大となり、溶接部３ａに対応する中心
部がこれよりも僅かに小さく対称な山形をなす。

【００１４】このような映像号が送り込まれると、画像
処理装置９は、図示したように溶接部３ａに対して対称
な矩形波を閾値として二値化し、図３（ｃ）に示すよう
な二値化データを得る。続いて、これらのデータに対し
てランレングス符号化処理を実行してレベルが変化する
始点と終点の組合せ（ｓ１　，ｅ１）、（ｓ２　，ｅ２
）を求め、これらのデータから塗膜１１の幅Ｂを演算す
る。

【００１５】そして、画像処理装置９で演算された幅Ｂ
に関するデータは逐次コンピュータ１０に送り込まれ、
加工部１での塗膜１１の制御に供され、幅が不適当なと
きに必要な措置をとるべく警報表示する。因みに、内径
が数十ミリメートルの中空体の内壁に付着させた約１０
ミリメートルの塗料の幅を数分の１ミリメートルの精度
にて測定することができた。

【００１６】かくして、この実施例によれば、撮像光学
系２から見て、傾斜面１１ａでの反射光強度が傾斜面以
外での反射光強度より大きくなる位置に光ファイバ７の
先端を配置しているため、塗料が無色透明であってもそ
の材質に拘らず塗膜１１の幅を確実に測定することがで
きる。

【００１７】また、加工部１の先端部に撮像光学系２を
固定し、この撮像光学系２の電源線および信号線と、照
明系６を構成する光ファイバ７とを併せて加工部１の軸
心部に形成した長孔１ａに通すようにしたので、内径が
数十ミリメートルの中空体３であっても、さらに、この
中空体３が軸方向に高速（数百メートル／分）で移動し
ても塗膜１１の幅を測定することができる。

【００１８】さらにまた、側端部の反射光強度が周囲の
反射光強度より大きくなるように塗膜１１を照射するよ
うに光ファイバ７を配置し、その映像信号を画像処理す
ることにより、幅を数分の１ミリメートルの精度にて測
定することができた。

【００１９】なお、上記実施例では中空体３の内壁面に
塗布された塗膜の幅を測定する例を示したが、本発明の
内壁面検査装置はこれに限定されるものではなく、塗膜
以外の、例えば、液状、ゲル状、ゴム状等、どのような
膜体でも中空体の内壁面に付着されたものであれば、同
様にしてその幅を高精度にて測定することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、中空体の内壁面に付着された膜体を視野
とする撮像光学系を設けると共に、この撮像光学系から
見て側端部の反射光強度が周囲における反射光強度より
大きくなる位置から膜体を照射する照明系を設け、撮像
光学系から出力される映像信号を処理して塗膜の周方向
寸法、すなわち、幅を演算するようにしたので、中空体
の内径が数十ミリメートル以下であっても、膜体の周方
向寸法を、膜体の材質に拘らず容易に測定することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成図である。

【図２】本発明の一実施例の主要素の詳細な構成を示す
説明図である。

【図３】本発明の一実施例の動作を説明するために撮像
位置と映像信号との関係を示す説明図である。

【図４】本発明の適用対象である中空体の横断面図であ
る。

【図５】本発明の原理を説明するために光の反射状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１　　加工部 ２　　撮像光学系 ３　　中空体 ６　　照明系 ７　　光ファイバ ８　　光源 ９　　画像処理装置 １０　　コンピュータ １１　　塗膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中空体の内壁面に付着せしめられた膜
   体の周方向寸法を測定する中空体の内壁面検査装置にお
   いて、前記膜体を視野とする撮像光学系と、前記膜体を
   照射し前記撮像光学系から見て、前記側端部における反
   射光強度が前記側端部以外の部分における反射光強度よ
   り大きくなるような位置に配された照明系と、前記撮像
   光学系から出力される映像信号を処理して前記側端部の
   座標を演算すると共に、これらの座標から前記膜体の周
   方向寸法を演算する画像処理装置とを備えたことを特徴
   とする中空体の内壁面検査装置。
2. 【請求項２】　　前記照明系は、一端部が前記膜体の傾
   斜面に所定の角度で対向する光ファイバおよびこの光フ
   ァイバの他端に接続された光源からなる請求項１記載の
   中空体の内壁面検査装置。