JPH09218952A - 加工面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査対象の被写体に、形状の違いが有って
も、検査する個別の被写体に対して各個別に対応する比
較基準となる画像を作成し、その画像と異常箇所が撮影
されている画像を比較することにより、異常の検出を行
う手段を提供する。 【解決手段】 被写体に対して、異なる角度に２台のエ
リアセンサカメラを設置し、１台のエリアセンサカメラ
はバリが撮影されず、切断端面のみ撮影される角度に設
置し、基準画像を取得する。もう１台のエリアセンサカ
メラはバリが撮影できる角度に設置する。この２系統の
画像を比較することにより、個別の被写体のバリ部分の
検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工ライン等にお
いて、エリアセンサテレビカメラで撮像された画像か
ら、加工時に加工断面に発生するバリ等の突起物を検出
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属等の加工時に発生する加工端
面のバリ等の突起物の検査は、目視検査が多く、また画
像処理を行う場合でも比較基準となるもの（例えば直線
等）があれば、それとの比較によりバリの判断は可能で
あった。

【０００３】従来のシステムの例として、バリ検査シス
テムの一例を図１２、１３により説明する。

【０００４】図１２は、構成図である。

【０００５】被写体である加工物の加工端面は直線（比
較基準）であり、被写体１００のバリ１は、加工工程に
より下方向に発生するものとする。エリアセンサカメラ
４は、バリ１の画像を撮影するテレビカメラでレンズ５
を介して結像させた像を映像信号として出力する。エリ
アセンサカメラ４から出力された映像信号は、Ａ／Ｄ変
換機能、画像メモリ機能、演算機能を有する画像処理装
置６に入力される。この画像を図１３に示す。図１３に
示す入力された画像は比較基準となる直線３５と比較さ
れ、端面の直線部分から突出した部分をバリ１と判断
し、検出する。モニタ７は処理画像または結果画像の表
示を行う。また、バリを検出した場合は、画像処理装置
６より検出信号８を出力する。照明９は、バリ１の部分
のコントラストを鮮明に撮影するための透過照明であ
る。

【０００６】また、比較基準となる直線等がない場合で
も、線状に飛び出しているようなバリは、同上システム
において、画像処理装置６に入力された画像を画像処理
にあるフィルタリング等の周知の手法によりバリの部分
を消去させ、比較基準となる画像を作成し、バリのある
画像と比較することによりバリの検出を行うことができ
る。

【０００７】以上のように、一定の比較基準があるも
の、また、線状に飛び出している細かいバリついては、
それぞれの基準と比較することによりバリの検出ができ
る。

【０００８】しかしながら、検査する被写体の検出部分
の形状が個々に異なる場合、例えば、加工部分が曲線に
なっており、そのカーブが加工精度などで一定でない場
合など、一定の比較基準となる画像が得られない場合。
また、バリの部分が大きくフィルタリング等ではバリの
部分が除去でず比較基準となる画像が得られない場合、
バリと判断する要素が得られず、検出が困難になる。

【０００９】次にこのような点について説明する。図１
１は被写体の状態を示す図である。同図は被写体の検査
対象部分を上部から撮影した画像上の状況を示すもので
ある。その加工面は加工精度等により、被写体にごとに
１００ａ、１００ｂ、１００ｃのように形状が多少異な
っている。そのため、特定の基準カーブを想定してその
基準と比較しても、形状の違いが差分として結果出力さ
れてしまうため、バリを検出することは難しい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
において、検査する被写体が個々に検出部分の形状が多
少異なる場合など一定の比較基準となる画像が得られな
い場合がある。この場合検査する個別の被写体に対して
各個に対応する比較基準となる画像を作成し、その画像
とバリが撮影されている画像を比較することにより、バ
リの検出を行うことができる。

【００１１】検査する個々の被写体に対して比較基準と
なる画像を取得することがバリを検出するための基本と
なることから、本発明はこの基準画像の取得方法とその
基準画面との比較によるバリ検出を行う手段を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はバリ等の突起物
は、加工工程等の影響により、ある一定方向に発生する
ことが多い点に着目して成されたものである。

【００１３】つまり、本発明では、被写体に対して、異
なる角度に２台のエリアセンサカメラを設置する。１台
のエリアセンサカメラはバリが撮影されず、切断端面の
み撮影される角度に設置し、基準画像を取得する。もう
１台のエリアセンサカメラはバリが撮影できる角度に設
置する。この２系統の画像を比較することにより、個別
の被写体のバリ部分の検出、判断が可能となる。この２
系統の映像信号をＡ／Ｄ変換機能、画像メモリ機能、演
算機能を有する画像処理装置に入力し、それぞれ個別の
画像メモリに取り込まれた画像を比較演算することによ
り、バリの検出が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例として、画像処
理装置を使用したバリ検査システムについて図を用いて
説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施例を示すブロック
図である。被写体１００である加工物のバリ１は、加工
工程により斜め下方向に発生するものとする。一方のエ
リアセンサカメラ２は、比較基準画像を撮影するカメラ
でレンズ３を介して結像させた像を映像信号として出力
する。他方のエリアセンサカメラ４は、バリの画像を撮
影するカメラでレンズ５を介して結像させた像を映像信
号として出力する。エリアセンサカメラ２、４は、加工
面を画面上の左右方向に表示させるため、９０°回転さ
せた状態で設置させている。エリアセンサカメラ２、４
から出力された映像信号は、Ａ／Ｄ変換機能、画像メモ
リ機能、演算機能を有する画像処理装置６６に入力さ
れ、入力された２系統の画像を比較し、バリの検出を行
う。モニタ７は処理画像または結果画像の表示を行う。
また、バリを検出した場合は、画像処理装置６６より検
出信号８を出力する。照明９は、被写体の断面部分のコ
ントラストを鮮明に撮影するための透過照明である。こ
のため、透過部分は白く、また遮光部分は黒く撮影され
る。

【００１６】図２は本発明の動作原理を説明するカメラ
の光軸と被写体との関係を説明するものである。

【００１７】図２に示すように、被写体１００の斜め下
方向にバリ１が発生している加工面に対してバリが加工
面端面に遮られて撮影されない角度（光軸）１１にエリ
アセンサカメラ２、及びレンズ３を設置し、バリが撮影
されず、加工面端面のみが撮影された基準画面を取得す
る。その画像を図３に示す。エリアセンサカメラ４、及
びレンズ５は、バリの部分を含む加工端面を撮影するも
ので、バリ１が発生しやすい角度の状態が最も鮮明に撮
影される角度（光軸）１２に設置する。その画像を図４
に示す。

【００１８】設置角度１１，１２は同じ角度にすること
が望ましい。

【００１９】図３、図４に示す映像を画像処理装置６６
に入力する。図５はこの画像処理装置６６の詳細ブロッ
クを示す図である。

【００２０】入力された２系統の映像は、図５に示す画
像処理装置６６内でＡ／Ｄ変換器１３によりデジタル変
換され、それぞれ別の画像メモリ１４、１５に記憶され
る。ＣＰＵ１６によりそれぞれの画像メモリ内のデータ
を比較演算（例えば、２つの画像を重ね合わせてその差
分を取る）することにより、図６に示すようにバリとし
て撮影された部分のみが抽出される。これを画像メモリ
１７に記憶する。抽出されたバリ部分の画像はＤ／Ａ変
換器１８よりアナログ変換されモニタ７に表示される。
また、バリ部分が抽出された場合は、ＣＰＵ１６より検
出信号が外部に出力される。

【００２１】ここで、エリアセンサカメラに用いるレン
ズによっては、撮影された加工面部分の大きさの違いに
よる誤認識が発生する場合がある。異なる角度から撮影
した場合、ズーム比（画角）同じにし、被写体までの距
離が同一になるようにエリアセンサカメラを設置してお
けば中心部での撮影される大きさは、図７の１００、図
８の１００に示すように同じ大きさで撮影される。とこ
ろが、同じ被写体を撮影した場合でも被写体１００が左
側にずれた場合、図７の１００ｄ、図８の１００ｅに示
すように、撮影された画像の大きさにずれが発生する。
被写体１００が右側にずれた場合も図７の１００ｆ、図
８の１００ｇに示すように同様である。これは、斜め方
向から撮影しているため、被写体までの距離が左右で異
なるためである。

【００２２】このため、画面中央部分での画像比較につ
いては特に問題無いが、加工面部分の撮影部の位置決め
がずれた場合には問題となる。周囲の大きさの補正をか
ける必要がある。この補正はカメラの設置角度、レンズ
の画角、被写体までの距離等から演算し、画像メモリ内
の画像を補正することにより、可能とはなるが処理的に
はかなり複雑なものとなる。

【００２３】そこで、使用するレンズ３、５を周知のテ
レセントリックレンズ（画角が０°のレンズ）に変更
し、被写体までの距離が変わっても大きさが変わらない
という特徴を利用する。

【００２４】テレセントリックレンズについて、簡単に
図９、図１０により説明する。

【００２５】図９の通常のレンズ２５では、撮影される
範囲を角度で表した画角２７というものがあり、光学設
計的には主光線２６間の角度で定義される。これに対
し、図１０のテレセントリックレンズ３０とは、この画
角が０°、つまり主光線３１が光軸３４に対して平行な
レンズのことを指す。

【００２６】通常のレンズ２５を使用した場合、被写体
２８が光軸方向に移動量２９だけ移動した場合、撮像視
野は狭くなり被写体は大きく撮影される。このため、上
述した左右での大きさが異なる。一方、テレセントリッ
クレンズ３０では、主光線３１が光軸３４に平行なため
被写体３２が移動３３し、距離が変化しても画像の大き
さは変わらない。そのため、レンズ３，５に同じテレセ
ントリックレンズ３０を使用することにより、エリアセ
ンサカメラ２，４で撮影された映像は画像全体について
同じ大きさで得ることができる。ただし、焦点深度（フ
ォーカス）は、十分にとれる範囲とする。エリアセンサ
カメラ２、４で撮影された映像は、画像処理装置６６内
で上述した比較演算処理され、突起物であるバリの検出
を行う。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、加工工程等の影響によ
り、ある一定方向に発生するバリ等の突起物に対して、
一定の基準となる比較対象が無くてもそれぞれの被写体
から比較基準を取得し、比較演算することにより、バリ
等の突起物の検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す加工面検査装置のブロ
ック図

【図２】本発明の一実施例の説明図

【図３】本発明の一実施例による比較基準画像の説明図

【図４】本発明の一実施例によるバリ撮影画像の説明図

【図５】本発明の一実施例による画像処理装置内のブロ
ック図

【図６】本発明の一実施例によるバリ部部の抽出画像の
説明図

【図７】被写***置の違いによる映像の違いの説明図

【図８】被写***置の違いによる映像の違いの説明図

【図９】通常レンズの動作説明図

【図１０】テレセントリックレンズの動作説明図

【図１１】従来技術の問題点説明図

【図１２】従来技術の加工面検査装置のブロック図

【図１３】従来技術の比較処理方法の説明図

【符号の説明】

１ バリ、１００ 被写体、２ 基準画像撮影用エリア
センサカメラ、３ レンズ、４ 突起物撮影用エリアセ
ンサカメラ、５ レンズ、６、６６ 画像処理装置、７
ビデオモニタ、８ 検出信号、９ 透過用照明、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工材料の加工面において、加工端に
   発生する異常部の有無、大きさ、形状をエリアセンサテ
   レビカメラで撮影加工面検査装置において、 前記加工端を相異なる角度から、少なくとも２台のエリ
   アセンサテレビカメラで同一点を撮影し、一方のカメラ
   で切断端面のみを撮影しその画像をマスタ画像とし、他
   方のカメラで異常部を含む切断端面を撮影しその画像を
   比較映像とし、該比較画像と前記マスタ画像を比較演算
   することにより、異常部の有無を検知することを特徴と
   する加工面検査システム。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記エリアセンサカ
   メラに使用するレンズをテレセントリックレンズとした
   ことを特徴とする加工面検査装置。