JPS61196110A - 形状検査装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被検査物をカメラでＷＪ像してその被検査物
の形状を検査する形状検査装置に関し、特に被検査物の
位置決めを行った後に形状検査を行う形状検査装置に関
する。

［従来技術］ 従来この種の形状検査装置においては、カメラからの撮
像信号を画像処理してカメラの撮像領域における予め決
められたウィンド内において、輝度分布のヒストグラム
を作成して２値化のしきい値を求め、そのしきい値に基
づいてＷｉ撮像信号２値化して被検査物二次元パターン
を作成した後その二次元パターンより被検査物の基準位
置を求めて被検査物を位置決めし、その後、再びカメラ
により撮像してそのカメラからの撮像信号を画像処理し
、前記ウィンドと同じ大きさのウィンド内において被検
査物二次元パターンと、標準二次元パターンとの比較を
行い被検査物の形状検査を行っていた。

［発明が解決しようとする問題点］ このためウィンドを小さく設定すると、被検査物二次元
パターンを作成する際に最初に被検査物をウィンド内に
とらえるのが困難であるだけでなく、ウィンド内の輝度
分布が不明確となりｗｉ像信号の２値化のしきい値を求
めるのが困難であり、またウィンドを大きく設定すると
、標準二次元パターンとの比較時に時間がかかる等の問
題点があった。

［発明の目的］ 本発明は上記の従来の問題点を解消するものであり、短
時間で且つ正確に被検査物の形状を検査することができ
る形状検査装置を提供することを目的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明においては、第１図
に示すように、カメラ１２からの撮像信号を画像処理Ｑ
、ｈする第一の被検査物パターン化手段ａにより作成さ
れた被検査物二次元パターンの基準座標を求める基準座
標演算手段ｂ（ｉ、ｊ）が設けられると共に、カメラ１
２の撮像領域内に被検査物１０を位置決めするための移
送手段ｄを１１ＪＩＩＩする移送制御手段Ｃが設けられ
、前記基準座標が第一のウィンド内の中心に位置決めさ
れた状態において第二の被検査物パターン化手段ｅ（ｋ
。

Ｉ）により作成された被検査物二次元パターンと標準二
次元パターンとの比較を行う比較手段ｆが設けられる。

［作用］ 本発明においては、カメラ１２に対し被検査物１０が移
送手段ｄにより同一平面内において相対的に移動され予
め決められた位置に位置決めされると、カメラ１２のＩ
ｌ像領域における予め決められた第一のウィンド内にお
いて第一の被検査物パターン化手段ａにより被検査物二
次元パターンが作成され、次に第一のウィンド内におけ
る被検査物二次元パターンの基準座標が基準座標演算手
段すにより求められた後、その基準座標が第一のウィン
ドの中心に位置するように移送制御手段Ｃにより移送手
段ｄが制御されてカメラ１２と被検査物１０が相対的に
位置決めされ、その後、第一のウィンドと同一中心を有
しその第一のウィンドよりも小なる面積を有する第二の
ウィンド内における被検査物二次元パターンが第二の被
検査物パターン化手段ｅにより作成され、その被検査物
二次元パターンと標準二次元パターンとが比較手段ｆに
より比較され被検査物の形状検査が行われる。

［実施例］ 以下に本発明を具体化した一実施例を第２図乃至第９図
を参照して詳細に説明する。

形状検査装置は、第２図に示すように、移送手段として
のテーブル１９を有し、そのテーブル１９はＸ軸モータ
１４及びＹ軸モータ１６によりＸ。

Ｙ方向へ移動可能に設けられており、そのテーブル１９
上の所定位置に被検査物１０を保持するための治具１１
が設けられている。その治具１１の上方にはカメラ１２
が配設されており、そのカメラ１２は、第３図に示すよ
うに、カメラ１２からのｍ像信号等を記憶するための画
像メモリ２０及びその画像メモリ２０に接続されたマイ
クロコンピュータ１８にＡ／Ｄ変換器２２を介してそれ
ぞれ接続されている。また、その画像メモリ２０には、
表示部としてのＣＲＴ２４がＤ／Ａ変換器２６を介して
接続されている。

前記Ｘ軸モータ１４及びＹ軸モータ１６は、ドライバー
２８を介してマイクロコンピュータ１８に接続されてい
る。そのマイクロコンピュータ１８は、中央演算処理装
置（以下ＣＰＵという）３６と、制御プログラム等の各
種データが記憶されたＲＯＭ３２と、演算結果等の各種
データを読み書き可能なＲＡＭ３４とより構成されてい
る。前記ＣＰＬＪ３６には、テーブル１９上の被検査物
保持位置近傍に配設されたセット完了検出スイッチ３８
が接続され、被検査物１０がテーブル１９上の被検査物
保持位置にセットされた時、セット完了検出スイッチ３
８が作動されて、その検出信号がＣＰＬＩ３６に入力さ
れるように構成されている。

この形状検査装置は、第７図に示す銀白色の円柱状上部
１０ａとその上部１０ａよりも大なる径を有する黒色の
円柱状下部１０ｂとより構成された被検査物１０の形状
を以下に説明するように検査するものである。

次に、本実施例の作用を第４図に示すフローチャートに
従って説明する。

電源が投入されると、ＣＰＵ３６は制御プログラムに従
って作動され、まずステップＳＯを実行し、カメラ１２
の下方位置より離れた位置に移動されたテーブル１９上
の被検査物保持位置に被検査物１０がセットされた時に
出力されるセット完了検出スイッチ３８の検出信号があ
るかどうかの確認を行う。

ここで、テーブル１９上の被検査物保持位置に被検査物
１０がセットされると、セット完了検出スイッチ３８が
作動されて検出信号がＣＰＵ３６に入力されるため、Ｃ
ＰＵ３６は次のステップＳ１を実行する。ステップＳ１
においてＣＰＵ３６は、ドライバー２８を介してＸ軸モ
ータ１４及びＹ軸モータ１６に所定移動量に対応する信
号を出力し、テーブル１９を移動してカメラ１２の撮像
領域内の所定位置に被検査物１０を位置決めする。

次にステップＳ２が実行され、ＣＰＵ３６は、Ａ／Ｄ変
換器２２に位置決め完了信号を出力し、カメラ１２によ
り撮像された被検査物１０の撮像信号を各画素毎にＡ／
Ｄ変換して画像メモリ２０内の所定のエリアに１６階調
の信号で記憶する。画像メモリ２０にカメラ１２からの
撮像信号を１画面記憶し終えると、カウンタ（図示せず
）より信号が入力されてその動作を終了する。この時、
その各画素毎の１６階調の信号をＤ／Ａ変換器２６でＤ
／Ａ変換してＣＲＴ２４に出力し、被検査物１０の画像
を表示する。

次にステップＳ３が実行され、ＣＰＵ３６は、画像メモ
リ２ｏ内に設定されＣＲ丁２４の中央に位置する第一の
ウィンド領１ａ４０内において、前記１６階調の信号に
基づいた輝度分布のヒストグラムを作成して２値化のし
きい値を求める。そのしきい値に基づいて各画素毎に２
値化して被検査物１０の明るい上面とその他の暗い部分
とを分離することにより、被検査物二次元パターン４２
を作成しその２値化データをＲＡＭ３４内の所定のエリ
アに記憶する。

次にステップＳ４が実行され、第５図及び第６図に示す
方法で、被検査物二次元パターン４２の中心座標が求め
られる。即ち、まず、ステップＳ４ａが実行され、第一
のウィンド領域４０内においてＣＰＬＩ３６が、Ｘ方向
、Ｙ方向に夫々走査を行い明るい部分が各画素列に有す
る画素数を演算しヒストグラムを作成してその最大画素
数を夫々求める。次にステップＳ４ｂにおいて、その最
大画素数の１７４の画素数を有する座標ｐ、ｑを求めた
後、それらの中心座標Ｓを夫々演算することにより被検
査物二次元パターン４２の中心座標Ｓを決定する。その
後ステップＳ５において、前記中心座標Ｓが第一のウィ
ンド領域４０の中心座標に位置するように、各中心座標
の差に基づく信号をＣＰＵ３６がドライバー２８を介し
てＸ軸モータ１４及びＹ軸モータ１６に出力して、テー
ブル１９を移動する。

以上のステップＳ２より８５までの動作を再び繰り返し
て、第８図に示すように、被検査物二次元パターン４２
の中心座標Ｓが第一のウィンド領域４０の中心座標に合
致するように被検査物１０を位置決めする。

このように位置決め動作を２回繰り返すことにより、テ
ーブル１９の治具１１に被検査物１０が精度よく位置決
めされず、第５図に示すように、第１回目に被検査物二
次元パターン４２が第一のウィンド領域４０より外へは
み出していても、２回目の位置決めの際に被検査物二次
元パターン４２が第一のウィンド領域４０内に位置する
ようにされて、被検査物１０の位置決めが行われる。

その後、ステップＳ６が実行され、ＣＰＵ３６は、前述
したステップＳ２と同様にして新たに撮像した被検査物
１０の撮像信号を各画素毎に画像メモリ２０内の所定の
エリアに記憶する。次にステップＳ７において、前述し
たステップＳ３と同様の方法により、第一のウィンド領
域４０内の各ｍｓ倍信号ら２値化のしきい値を求め、そ
のしきい値に基づいて、第一のウィンド領域４０と同一
中心を有し、被検査物二次元パターン４２を含む範囲で
第一のウィンド領域４０より可及的に小なる面積を有す
る第二のウィンド領域４４内の各撮像信号を２値化する
と共にその２値化信号を画像メモリ２０内の前記エリア
に記憶し直して、第９図に示すようにＣＲＴ２４に前記
第二のウィンド領域４４内における被検査物二次元パタ
ーン４２を表示する。

次に、ステップＳ８が実行され、前記第二のウィンド領
域４４内において、ＣＰＵ３６は、前記被検査物二次元
パターン４２とＲＯＭ３２内に記憶された標準二次元パ
ターン（図示せず）とを比較して両二次元パターンの相
違画素数をカウントする。次にステップＳ９において、
その相違画素数が許容画素数以内か否かの判定を行い、
許容画　　　−素数以内と判定された場合にはステップ
８１０が実行されてＣＲＴ２４に「良品」と表示する。

また、許容画素数より多いと判定された場合にはステッ
プ８１１が実行されてＣＲＴ２４に「不良品」と表示す
る。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、被検査物の基準座標を求
めるための第一のウィンドの面積よりも、被検査物の標
準二次元パターンと比較するための第二のウィンドの面
積を小さくしたため、形状検査の際に被検査物がウィン
ドからはみ出すこともなく、短時間で且つ正確に形状検
査を行うことができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明の一
実施例を示す全体構成図、第３図は回路構成を示すブロ
ック図、第４図は作用を説明するフローチャート、第５
図及び第６図は被検査物二次元パターンの基準座標を求
める方法を示す説明図、第７図は被検査物を示す斜視図
、第８図はＣＲＴ上において第一のウィンド内に表示さ
れた被検査物二次元パターンを示す図、第９図は第一の
ウィンド内に設定された第二のウィンドを示す図である
。 図中、１０は被検査物、１２はカメラ、１４゜１６はＸ
軸モータとＹ軸モータ、１９はテーブル、４０は第一の
ウィンド、４２は被検査物二次元パターン、４４は第二
のウィンドである。 第５図 第６図 ＳＱ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被検査物（１０）をカメラ（１２）で撮像してその被検
   査物（１０）の形状を検査する形状検査装置において、 前記カメラ（１２）に対し被検査物（１０）を同一平面
   内において相対的に移動して前記カメラ（１２）の撮像
   領域内の予め決められた位置に位置決めするための移送
   手段（ｄ）と、 前記カメラ（１２）からの撮像信号を画像処理して前記
   カメラ（１２）の撮像領域における予め決められた第一
   のウインド（４０）内において被検査物二次元パターン
   （４２）を作成する第一の被検査物パターン化手段（ａ
   ）と、 前記第一のウインド（４０）内における被検査物二次元
   パターン（４２）の基準座標（Ｓ）を求める基準座標演
   算手段（ｂ）と、 その基準座標演算手段（ｂ）により求められた基準座標
   （Ｓ）により前記基準座標（Ｓ）が前記第一のウインド
   （４０）内の中心に位置するように前記カメラ（１２）
   と被検査物（１０）とを相対的に位置決めするように前
   記移送手段（ｄ）を制御するための移送制御手段（ｃ）
   と、 前記基準座標（Ｓ）が前記第一のウインド（４０）内の
   中心に位置決めされた状態において、前記第一のウイン
   ド（４０）と同一中心を有し前記第一のウインド（４０
   ）よりも小なる面積を有する第二のウインド（４４）内
   における被検査物二次元パターン（４２）を作成する第
   二の被検査物パターン化手段（ｅ）と、 その第二の被検査物パターン化手段（ｅ）により作成さ
   れた被検査物二次元パターン（４２）と被検査物（１０
   ）の標準二次元パターンとの比較を行う比較手段（ｆ）
   と を備えたことを特徴とする形状検査装置。