JP3666826B2

JP3666826B2 - 透明円形体の外観検査方法

Info

Publication number: JP3666826B2
Application number: JP27052395A
Authority: JP
Inventors: 修也山田
Original assignee: Lossev Technology Corp
Current assignee: Lossev Technology Corp
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2015-09-25
Also published as: JPH0989540A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、検査対象としての円形体を撮像し、画像処理によって円形体の外観を検査する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円形体の外観検査として、特開平３−１２５９０６号公報がある。その外径測定によると、上下左右４つのエリアの頂点で、外径測定を実行するが、そのエリアで、円形体の輪郭に変形があると、正確な外径（直径）は測定できない。また外周の輪郭に沿って、欠け、肉溜りを基準円と比較する方法は、欠や肉溜りの変形量（面積）が判らないため、その大きさの程度を知ることができない。
【０００３】
【発明の目的】
本発明の目的は、検査対象の円形体の全輪郭情報を求め、これによって外観検査に必要な情報を正確に求め、外観の認識および良否の確認を容易に行えるようにすることである。
【０００４】
【発明の解決手段】
上記目的の下に、本発明に係る透明円形体の外観検査方法は、検査対象としての透明なガラス製の円形体を白いシヤッタによる背景および上方の赤色発光のＬＥＤリング照明のもとでＬＥＤリング照明の中心を光軸とするカメラにより撮影し、円形体を画像情報として記憶し、この画像情報から円形体の外周を画像処理によって輪郭追跡することにより、全輪郭情報を求め、この全輪郭情報より円形体の重心を求め、上記輪郭情報および上記重心から円形体の全外周の半径を算出して、全ての半径の平均値から外径を求めるとともに、各外周位置の半径と欠けレベル、肉溜りレベルとの比較から欠け、肉溜りの検査を行い、さらに半径の最大値と最小値との差と偏心度レベルとの比較から偏心度を検査するようにしている。
【０００５】
【実施例】
図１は、外観検査装置１の概要を示している。検査対象のガラス製のマウント部２は、コンベア３により検査位置に案内される。マウント部２は、図２に示すように、蛍光灯の端部を封止する透明なガラス体で、フィラメント４を有しており、ガラス部の裾部分で円形状となっている。この円形状の部分をフレアガラスと呼ばれている。外観検査の対象は、マウント部２の透明円形体としてのフレアガラス５の部分であり、図３に見られるように、フレアガラス５についての外径測定、欠け、肉溜り、偏心度などを検査する。
【０００６】
検査位置で、フレアガラス５は、カメラ６によって真上から撮像される。カメラ６は、フレアガラス５の画像を画像情報として画像処理装置７に送る。画像処理装置７は、画像情報を記憶し、その画像情報から、フレアガラス５の外観検査を実行し、そのときのデータをモニタ８によって目で確認できるようにするとともに、検査結果に応じて良品（ＯＫ）または不良品（ＮＧ）の信号を出力するようになっている。
【０００７】
透明なフレアガラス５では、その形状から、通常のリング蛍光灯照明では、ガラス内面の反射が大きく、かつ外周のエッジで照明光が透過して、輪郭が検出しにくい。この対策として、本発明は、赤色発光のＬＥＤリング照明９を採用している。ＬＥＤリング照明９は、リングの中心をカメラ６の光軸上に配置されており、照明電源１０によってフレアガラス５に赤色の照明光を照射する。リング状の赤色照明光によると、フレアガラス５に対する赤色照明光の透過率が下がるため、フレアガラス５の外周エッジおよびガラス前面が黒く写り、背景としての白いシャッタ１１とのコントラストが出て、形状が認識し易くなる。また、必要に応じて、カメラ６とＬＥＤリング照明９との間で、バンドパス＋赤色のフィルター１２を併用することで、撮像が太陽光などの外乱光などに影響されなくなる。
【０００８】
また上記シャッタ１１は、反射率の高いアルミ板を用い、開閉式のものとし、カメラ６から見てマウント部２の背後にあって、フレアガラス５の外径よりも小さな孔の部分でフレアガラス５に対し充分な背景面を構成している。アルミ板は鏡面反射ではなく、白アルマイト処理加工したものを使用する。マウント部２の移動中、一対のシャッタ１１は、開放しており、位置決め後に閉じ、フレアガラス５の背景面を構成する。
【０００９】
次に、図４は、本発明の外径検査方法の順序を示している。検査対象のマウント部２が検査位置に案内され、停止し、位置決めされた時点で、開いていた一対のシャッタ１１が閉じ、ＬＥＤリング照明９が点灯した状態で、カメラ６は、フレアガラス５の輪郭部分を撮像する。この撮像データは、画像処理装置７の内部に送り込まれ、画像処理に備えて記憶される。次のステップで、撮像データの信号レベルに応じて、このあとの画像処理のために、しきい値が自動的に決定される。
【００１０】
次のステップの輪郭追跡にあたって、フレアガラス５と背景（シャッタ１１）とで、スライスレベルを自動的に決定し、輪郭エッジを探すことになるが、一対のシャッタ１１の取り付け角度の違いから、各シャッタ１１の表面での反射が異なるため、各シャッタ１１毎に、つまり各シャッタ１１に対応する輪郭の半円毎に、スライスレベルを自動的に決定する。輪郭追跡では、８連結近傍で輪郭の検索が行われる。図５に示すように、検索スタート点をＰ₀とする。Ｐ₀点の隣接点Ｐ₁、Ｐ₂、・・Ｐ₈で、しきい値より暗い点がないか時計方向回りで検索する。暗い点があれば、その点が輪郭点Ｐ_xとなる。次のスタート点をＰ_x-1とすることで、高速で輪郭追跡が可能となる。
【００１１】
次の重心算出および全半径算出のステップで、全周の輪郭情報の平均値から重心座標を算出すると共に、重心（中心）と全周の輪郭情報より全距離（全半径）を算出し、メモリに格納する。全輪郭座標をＰ₁（ｘ₁，ｙ₁）、Ｐ₂（ｘ₂，ｙ₂）、・・Ｐ_n（ｘ_n，ｙ_n）とすると、ｉ＝１、２、・・ｎとして、重心座標はＰ（Σｘ_i／ｎ，Σｙ_i／ｎ）として求められ、また重心座標をＰ（ｘ_p，ｙ_p）とすると、輪郭座標Ｐ₁（ｘ₁，ｙ₁）点の半径は、式ｒ₁＝√｛（ｘ₁−ｘ_p）²＋（ｙ₁−ｙ_p）²｝により求められる。これらより、全周の全半径ｒ₁、ｒ₂、・・ｒ_nを算出する。
【００１２】
図６は、輪郭追跡の方向に対応する輪郭座標Ｐ₁、Ｐ₂、・・Ｐ_nと重心Ｐとを示しており、また、図７は、半径ｒ₁、ｒ₂、・・ｒ_nを輪郭の全周（０〜３６０°の円周角度）についてグラフにより表している。このようなグラフは、必要に応じ、モニタ８の画面上に表示される。したがって、作業者は、このグラフを確認することによって、輪郭情報のデータ変化量の傾向を容易に知ることができる。
【００１３】
次のステップで、全半径ｒ₁、ｒ₂、・・ｒ_nのばらつきの算出が行われる。全半径のばらつきＫは、式Ｋ＝ｒ_max−ｒ_minによって求められ、ばらつきＫ＞偏心量（パラメータ）Ｅのときは、欠け、肉溜り、偏心いずれかの欠点となる。
【００１４】
そこで、次のステップで、ばらつきＫ＜偏心量Ｅの比較式により、それらの大小比較が行われ、Ｎ（Ｎｏ）のとき、外径測定のステップで外径の算出が行われる。全周の全半径の平均値Ｒは、ｉ＝１、２、・・ｎとして、式Ｒ＝Σｒ_i／ｎによって求められ、これによって外径は２Ｒとして求められる。
【００１５】
ばらつきと偏心量の大小比較で、Ｙ（Ｙｅｓ）のとき、欠け、肉溜りの検査が行われる。欠け、肉溜り判定方法は、下記の通りである。まず、欠けレベル（パラメータ）Ｌ₁＞ｒ₁、ｒ₂、・・ｒ_n、かつ、その度数＞欠け幅パラメータＤＬで欠けの欠点とし、また肉溜りレベル（パラメータ）Ｌ₂＞ｒ₁、ｒ₂、・・ｒ_nで、かつ、その度数＞肉溜り幅パラメータＴＬで肉溜り欠点とする。これら以外は、偏心ＮＧとする。このように、判定過程で、欠けレベルＬ₁、肉溜りレベルＬ₂、欠け幅パラメータＤＬ、肉溜り幅パラメータＴＬ、偏心量Ｅの判定用パラメータが用いられる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明では、フレアガラスなどのガラス製の透明な円形体の輪郭情報から全半径データをグラフ化可能な状態で求められ、円形体の外周の変化を正確に認識できるため、外観検査の精度が高められる。そして、欠け、肉溜り発生時は、欠陥部分で、重心が変動するが、その差は十分に良否判定できるレベルにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】外観検査装置の概略的な側面図である。
【図２】検査対象の部品（マウント部）の側面図である。
【図３】フレアガラスの欠け、肉溜り、偏心、外径の説明図である。
【図４】外観検査のフローチャート図である。
【図５】輪郭追跡の説明図である。
【図６】輪郭座標と重心の座標との関係の説明図である。
【図７】全周の輪郭情報のグラフである。
【符号の説明】
１外観検査装置
２マウント部
３コンベア
４フィラメント
５フレアガラス
６カメラ
７画像処理装置
８モニタ
９ＬＥＤリング照明
１０照明電源
１１シャッタ
１２フィルター

Claims

検査対象としての透明なガラス製の円形体を白いシヤッタによる背景および上方の赤色発光のＬＥＤリング照明のもとでＬＥＤリング照明の中心を光軸とするカメラにより撮影し、円形体を画像情報として記憶し、この画像情報から円形体の外周を画像処理によって輪郭追跡することにより、全輪郭情報を求め、この全輪郭情報より円形体の重心を求め、上記輪郭情報および上記重心から円形体の全外周の半径を算出して、全ての半径の平均値から外径を求めるとともに、各外周位置の半径と欠けレベル、肉溜りレベルとの比較から欠け、肉溜りの検査を行うことを特徴とする透明円形体の外観検査方法。
検査対象としての透明なガラス製の円形体を白いシヤッタによる背景および上方の赤色発光のＬＥＤリング照明のもとでＬＥＤリング照明の中心を光軸とするカメラにより撮影し、円形体を画像情報として記憶し、この画像情報から円形体の外周を画像処理によって輪郭追跡することにより、全輪郭情報を求め、この全輪郭情報より円形体の重心を求め、上記輪郭情報および上記重心から円形体の全外周の半径を算出して、全ての半径の平均値から外径を求めるとともに、各外周位置の半径と欠けレベル、肉溜りレベルとの比較から欠け、肉溜りの検査を行い、さらに半径の最大値と最小値との差と偏心度レベルとの比較から偏心度を検査することを特徴とする透明円形体の外観検査方法。