JPH07306163A - 疵検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 操作が簡単で検査時間が短縮できると共に検
査精度を向上でき、しかも疵と異物の付着などによる汚
れとの弁別が可能な疵検査装置を提供する。 〔構成〕 検査対象の物体(W) の表面を撮影する撮影装
置と、この撮影装置から離れて設置されこの撮影装置で
撮影された物体の表面の像を表示する表示装置から構成
されている。上記撮影装置は、物体(W) の表面を左側か
ら撮影する左側撮影装置(CM1) と右側から撮影する右側
撮影装置(CM2) とから成り、表示装置は左側撮影装置(C
M1) の撮像を観者の左眼に感得させ、右側撮影装置(CM
2) の撮像を観者の右眼に感得させる手段(DP)を備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延鋼板などの物体の
表面に発生する疵の有無や大きさなどを検査するのに使
用される疵検査装置に関するものであり、より具体的に
は立体視により検査の精度と能率の向上を図った疵検査
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧延鋼板などの物体の表面に発生
する疵の有無や大きさなどの目視による検査は製造現場
で行われきたが、このような製造現場は、騒音、塵埃、
高温などの点で悪環境にあるため、現場には照明装置と
テレビカメラなどの撮影装置を設置しておき、その撮像
を遠隔の環境の良い検査室に設置した表示装置に表示す
ることによって目視検査を行う遠隔検査システムが開発
されている。また、特開平３ー118451号公報に開示され
ているように、光ファイバーを通して筒状体の内面に光
を照射し、その反射光を電気信号に変換し、この電気信
号を基準値と比較することによって疵あるいはゴミや油
の付着等による汚れを自動的に検査する検査装置も知ら
れている。

【０００３】上記従来の疵検査装置では、照明装置と撮
影装置との位置関係が固定されているため、検査対象の
疵の位置や向きや形状によっては、検査が困難な場合が
生じる。検査作業者が現場で目視検査を行う際は状況に
応じて観察の方向を変えていることをヒントにすれば、
遠隔検査の場合には状況に応じて撮影装置の位置を変更
すればよいとも思われる。しかしながら、単に撮影装置
の位置を変えただけでは疵の検査が困難な場合がある。
従って、本発明の一つの目的は、検査精度と能率の向上
を実現できる疵の検査装置を提供することにある。

【０００４】また、上記特許公報からも示唆されるよう
に、疵も汚れも検査対象の物体の表面に存在する異物と
して観察されるが両者の区別が困難である。従って、清
掃処理によって除去可能なためそれほど大きな欠陥とは
いえない汚れを除外しながらより重要な疵のみについて
検査を行うことは困難であった。従って、本発明の他の
目的は、ゴミや油の付着などによる汚れと区別して疵の
みを検査できる疵の検査装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明の疵検査装置は、検査対象の物体の表面を
照明する照明装置と、照明された物体の表面を撮影する
撮影装置と、この撮影装置から離れた箇所に設置されか
つこの撮影装置で撮影された物体の表面の像を表示する
表示装置とを備えている。そして、上記撮影装置は物体
の表面を左側から撮影する左側撮影装置と、物体の表面
を右側から撮影する右側用撮影装置とから成り、表示装
置は左側撮影装置の撮像を観者の左眼に感得させ、右側
撮影装置の撮像を観者の右眼に感得させる表示手段を備
えている。

【０００６】本発明の好適な実施例によれば、上記立体
表示に加えて、離れた箇所で発せられる指令に従い検査
対象の物体の表面を異なる方向から照明する照明装置が
備えられる。

【０００７】

【作用】物体の表面を左側から撮影した像を観者の左眼
に感得させると共に右側から撮影した像を右眼に感得さ
せることにより、観者に立体像を感得させることができ
る。疵は、一般に凹凸を伴う立体形状を呈しているた
め、これを立体的に表示することによって平面的な汚れ
などから的確に区別しながら疵だけを検査することが可
能となり、検査の精度と能率が大幅に向上する。

【０００８】また、個々の疵の形状に応じて目視に最適
となるように照明の向きを変化させることにより、その
有無や形状を一層高精度で識別できる。不規則な三次元
形状を呈している疵の陰影は、照明の向きに応じてその
位置や大きさが変化する。このため、陰影を含む異物の
形状が照明の向きによって変化する様子も考慮すること
より、油汚れなどの平面的な異物から的確に区別しなが
ら疵のみを高精度かつ高能率で検査できる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の疵検査装置の構
成を検査対象の物体と共に示す図である。図１（Ａ）は
検査対象の物体として例示されている鋼板Ｗの製造又は
加工現場に設置される撮影装置と照明装置の構成を示す
斜視図であり、図１（Ｂ）はこの製造又は加工現場から
離れた環境の良好な検査室内などに設置される設備を検
査者と共に示している。

【００１０】まず、図１（Ａ）を参照すれば、ローラー
などの適宜な搬送機構によって搬送される検査対象の鋼
板Ｗの上方に、右側用テレビジョンカメラＣＭ１と左側
用テレビジョンカメラＣＭ２とが鋼板Ｗの表面をそれぞ
れ右側と左側から視野に入れる状態で円弧状のフレーム
Ｆに摺動可能に保持されている。図中には現れていない
が、各テレビジョンカメラＣＭ１，ＣＭ２はフレームＦ
に摺動自在に保持される２個のスライダのそれぞれに保
持されており、各スライダにはモータが保持されてい
る。各モータの回転軸に軸着されたプーリーの外周面は
フレームＦの裏面と摩擦接触しており、モータの回転動
作に伴ってカメラＣＭ１，ＣＭ２が左右に移動する。こ
れに伴い、カメラＣＭ１とＣＭ２の光軸の交叉角度が変
更される。

【００１１】テレビジョンカメラＣＭ１，ＣＭ２の中間
点を中心とする円環状のガイドフレームＧが鋼板Ｗの上
方に設置されている。このガイドフレームＧにはスライ
ダＳが摺動自在に保持されており、このスライダＳには
投光機ＬとモータＭが保持されている。上記テレビジョ
ンカメラＣＭ１，ＣＭ２の場合と同様に、モータＭの回
転軸に軸着されたプーリーの外周面はガイドフレームＧ
の外周面と摩擦接触しており、モータＭの回転に伴いス
ライダＳガイドフレームＧに沿って移動する。投光機Ｌ
は、テレビジョンカメラＣＭ１とＣＭ２の視野の中心を
向いている。この結果、投光機Ｌが鋼板の表面の周りに
円軌道を描いて移動すると、鋼板Ｗの表面に対する照明
の方向が変化する。

【００１２】図１（Ｂ）を参照すれば、鋼板Ｗが搬送さ
れる作業現場から離れた良好な環境の検査室内に制御卓
ＣＮが設置されている。この制御卓ＣＮには、頭部搭載
型の立体像表示装置ＤＰと、操作桿Ｊとが備えられてい
る。

【００１３】制御卓ＣＮに設けられた操作桿Ｊを前後に
傾けると、右側カメラＣＭ１と左側カメラＣＭ２を接近
させたり離間させたりするためのモータ駆動信号が制御
卓ＣＮ内で作成され、ケーブルＣＢ３を介して現場に設
置されたテレビジョンカメラＣＭ１，ＣＭ２のそれぞれ
に付随するモータに転送される。このモータ駆動信号に
よって左右両側のテレビジョンカメラＣＭ１とＣＭ２の
それぞれに付随するモータが互いに逆向きに回転する。
これに伴い、各テレビジョンカメラＣＭ１とＣＭ２とが
互いに接近したり離間したりするように移動してそれぞ
れの光軸の交叉角が変更される。操作桿Ｊを左右に傾け
ると、投光機Ｌに付随するモータＭの回転に関する指令
が作成されケーブルＣＢ４を介してモータＭに転送さ
れ、投光機Ｌの位置が変更されることによって照明方向
が変更される。

【００１４】カメラＣＭ１とＣＭ２とで作成された撮像
は、ケーブルＣＢ１とＣＢ２とを介して制御卓ＣＮに転
送される。ケーブルＣＢ１とＣＢ２とを介して転送され
てきた各映像に、制御卓ＣＮ内で作成された映像が重畳
され、ケーブルＣＢ１’とケーブルＣＢ２’とを介して
頭部搭載型の立体像表示装置ＤＰに転送される。立体像
表示装置ＤＰは、右側カメラＣＭ１の撮像を検査者の右
眼前方に配置された右眼用表示部に表示すると共に、左
側カメラＣＭ２の撮像を検査者の左眼前方に配置された
左眼用表示部に表示する。このような立体像表示装置と
しては、例えば、特開平３ー１１９８９０号に開示され
た「立体視覚装置」などを使用すればよい。このような
頭部搭載型の立体表示装置を使用する場合、右眼用テレ
ビジョンカメラＣＭ１と左眼用テレビジョンカメラＣＭ
２の光軸の交叉角度は、０^o から20^o 程度の範囲が好適
である。

【００１５】操作桿Ｊの操作によって変更される右側カ
メラＣＭ１と左側カメラＣＭ２の光軸の交叉角と、投光
機Ｌの位置は、制御卓内で管理され、カメラＣＭ１とＣ
Ｍ２の映像に重畳されてケーブルＣＢ１’とＣＢ２’と
を介して立体表示装置ＤＰに転送され、右眼用表示部と
左眼用表示部とに表示される。図１（Ｃ）は、立体像表
示装置ＤＰの観者が観得する検査対象の物体の表面の立
体画像とこれに重畳された画像の一例を示している。

【００１６】図１に例示するように、検査対象の鋼板Ｗ
の表面に凹状の疵が存在するものとすれば、立体画像表
示装置ＤＰの観者が観得する立体画像には、右側後方に
位置する投光機Ｌからの照明を受けて暗く表示される部
分と、その左側前方に形成される明るく表示される部分
が立体的に表示される。このように、一般に立体的な形
状を有する疵が立体的に表示することにより、その有無
や形状を高精度で識別できると共に、油の付着などに伴
う平面的な汚れと容易に区別可能になる。

【００１７】なお、図１の状態から、ガイドフレームＧ
に沿って投光機Ｌを180 ^o 移動させて左前方に位置させ
ると、表示画面には、前方からの照明を受けて明るく表
示される部分と、その左側に暗く表示される部分が出現
する。このように、立体表示に加えて、投光機Ｌの位置
に応じて表示画面中の異物の各部の明暗が変化する状況
をも考慮することにより、疵の形状を一層的確に確認で
きる。

【００１８】図１（Ｃ）に例示するように、上記立体画
像に重畳して表示画面の上部に現在設定中の右側のカメ
ラＣＭ１と左側のカメラＣＭ２の光軸の交叉角（この例
では18^o ）が表示される。また、現在設定中の投光機Ｌ
の位置が画面の右上に表示されている円環状のガイドフ
レームＧを表す楕円状のリングｇの対応の箇所に小さな
輝点ｐとして表示される。

【００１９】図２は、本発明の他の実施例の疵検査装置
の構成を示す図である。図２（Ａ）を参照すれば、ロー
ラーなどの適宜な搬送機構によって搬送される検査対象
の鋼板Ｗの上方に円弧状のフレームＦが設置され、この
フレームＦ上にほぼ等間隔を保ちながら５個の投光機Ｌ
１〜Ｌ５が下向きに固定されている。このフレームＦに
は、右側用テレビジョンカメラＣＭ１と左側用テレビジ
ョンカメラＣＭ２が、検査対象の鋼板の表面をそれぞれ
右側と左側から視野に入れる状態で固定されている。更
に、遠隔に設置された指令装置からの指令に従って、５
個の投光機のそれぞれに選択的に給電を行う配電盤Ｄが
設置されている。

【００２０】図２（Ｂ）を参照すれば、鋼板Ｗの製造又
は加工現場から離れた良好な環境の検査室内などに制御
卓ＣＮが設置されており、この制御卓ＣＮ上に据置き型
の立体表示装置ＤＰが設置されている。このような据置
き型の立体表示装置ＤＰは、例えば、特公平１ー58717
号公報に開示されように、偏光メガネを使用するもの
や、特殊な表示用スクリーンを使用することにより偏光
メガネを不要としたものなどを利用できる。制御卓ＣＮ
上に設けられたダイヤルＤの回転によりケーブルＣＢ４
（図２（Ａ）では煩雑化を避けるため図示が省略されて
いる）を介して右側用のテレビジョンカメラＣＭ１と左
側用のテレビジョンＣＭ２に付随するモータに回転指令
が発せられ、カメラＣＭ１とＣＭ２の光軸の交叉角が変
更される。また、現在設定中の交叉角（この例では1
8^o ) が立体表示装置ＤＰの表示画面上に表示される。

【００２１】制御卓ＣＮに設置された５個の押ボタンス
イッチＳＷの操作によって投入される照明指令は、多芯
ケーブルＣＢ５を通して現場に設置されている配電盤Ｄ
に転送される。配電盤Ｄを多芯ケーブルＣＢ５を通して
操作卓ＣＮから転送されて来る照明指令に従って、５個
の投光機Ｌ１〜Ｌ５のうち所定のものを選択的に点灯さ
せる。図２（Ａ）には左端の投光機Ｌ１のみが点灯して
いる状態が例示されている。制御卓ＣＮ上に設置された
５個の押ボタンスイッチＳＷのそれぞれは、現場に設置
されている５個の投光機Ｌ１〜Ｌ５の配置に対応して配
置されると共に、押下げによってオン状態になるとプラ
スチックケース内のランプの点灯によってオン状態にあ
ることを表示する。また、表示画面中には、現在設定中
の照明方向が矢印によって表示される。

【００２２】好適には、配電盤Ｄは、点灯中の全ての投
光機からの照射光量がほ常時ほぼ一定値となるように点
灯中の投光機への給電電圧などの給電状態を制御する。
例えば、２個の投光機が点灯中の場合には、それぞれの
投光機で発生される光量はいずれか１個の投光機のみが
点灯される場合の半分の値に低減される。各投光機への
給電制御の他の方法としては、各投光機ごとに前回の給
電量を最大給電量に対する比率で記憶しておき対応の押
ボタンスイッチが操作されるたびにこれを読取って新た
な給電比率として再設定する方法や、手動で調整された
直前の給電比率を記憶しておきこれを新たな給電比率と
して再設定する方法などを適用することもできる。

【００２３】図２に例示するように、検査対象の鋼板Ｗ
の表面に凹状の疵が存在するものとすれば、テレビジョ
ン受像機ＤＰの表示画面上には、投光機Ｌ１による左側
からの照明を受けた明るい平坦部分ｃと、一層明るい傾
斜部分ａと、暗い傾斜部分ｂが表示される。この場合、
制御卓ＣＮ上の右端の押ボタンスイッチＳＷを押し下げ
ることによって右端の投光機Ｌ５も点灯させると、表示
画面上の異物からは暗い傾斜部分ｂが消滅して代わりに
明るい傾斜部分ｂが出現する。左端の押ボタンスイッチ
ＳＷを再度押し下げることによって左端の投光機Ｌ１を
消灯させると、表示中の異物からは明るい傾斜部分ａが
消滅して代わりに暗い傾斜部分ａが出現する。このよう
に、立体表示に加えて、投光機の点滅によって表示画面
中の異物の各部の明暗が変化する様子を考慮することに
よっても、疵の形状を的確に確認できる。

【００２４】以上、撮影された像を作業者が目視検査す
る場合について本発明を説明した。しかしながら、撮影
された物体の表面の像を識別する装置を付加することに
よってテレビジョンカメラＣＭ１とＣＭ２の一方又は双
方の撮像について自動識別を行わせておき、ある程度大
きな疵が検出された場合にはブザーの鳴動などによって
その旨を作業者に通知し、最終的には作業者が立体表示
を基本にした目視検査によって確認するというような自
動検査と目視による検査とを組合せた構成を採用するこ
ともできる。この場合、自動識別状態のもとでは、照明
方向を固定したり、識別装置が所定の識別アルゴリズム
に従って照明方向に関する指令を発したりするような構
成を採用することもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の疵
検査装置は、立体的な疵を立体的に表示する構成である
から、平面的な汚れなどから区別しながら疵の有無や形
状などの検査を極めて高精度でかつ能率良く行うことが
可能になる。

【００２６】また、本発明の一実施例によれば、上記立
体表示に遠隔操作による照明方向の変更が付加される構
成であるから、検査の精度と能率が一層向上するという
効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】本発明の他の実施例の構成を示す図である。

【符号の説明】

CM1 右側用テレビジョンカメラ( 撮影装置 ) CM2 左側用テレビジョンカメラ( 撮影装置 ) DP 立体表示装置 L,L1-L5 投光機( 照明器具) G ガイドフレーム CN 制御卓 CB1-CB5 ケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 時本 尚記 千葉県君津市人見1421ー５ 式会社

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象の物体の表面を撮影する撮影装
   置と、この撮影装置から離れた箇所に設置されかつこの
   撮影装置で撮影された物体の表面の像を表示する表示装
   置とを備えた疵検査装置において、 前記撮影装置は前記物体の表面を左側から撮影する左側
   撮影装置と、前記物体の表面を右側から撮影する右側用
   撮影装置とから成り、 前記表示装置は前記左側撮影装置の撮像を観者の左眼に
   感得させ、前記右側撮影装置の撮像を観者の右眼に感得
   させる表示手段を備えたことを特徴とする疵検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記左側撮影装置と右側撮影装置とは互いの光軸をほぼ
   ０^o から２０^o の範囲交叉させて配置されたことを特徴
   とする疵検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記離れた箇所で発せられる指令に従い前記検査対象の
   物体の表面の上空に形成された環状の軌道に沿って移動
   することにより前記物体の表面を異なる方向から照明す
   る単一の照明器具から成る照明装置を更に備えたことを
   特徴とする疵検査装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２において、 前記離れた箇所で発せられる指令に従って前記検査対象
   の物体の表面を異なる方向から選択的に照明可能な複数
   の照明器具から成る照明装置を更に備えたことを特徴と
   する疵検査装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は４において、 前記照明器具の位置又は選択によって決定される異なる
   照明方向に関する情報を前記左側又は右側撮影装置の一
   方若しくは双方の映像と組合せて前記表示装置に表示す
   る手段を更に備えたことを特徴とする疵検査装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のそれぞれにおいて、 前記撮影装置は、前記検査対象の物体の製造又は加工現
   場に配置され、前記表示装置はこの製造又は加工現場か
   ら離れた検査室内に設置されたことを特徴とする疵検査
   装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のそれぞれにおいて、 前記左側又は右側撮影装置の一方若しくは双方で撮影さ
   れた物体の表面の像を所定のアルゴリズムに従って識別
   する識別装置を更に備えたことを特徴とする疵検査装
   置。