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JP2010014670A - Visual inspection apparatus, visual inspection method, image processing method, and visual inspecting apparatus using the apparatus - Google Patents

Visual inspection apparatus, visual inspection method, image processing method, and visual inspecting apparatus using the apparatus Download PDF

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JP2010014670A
JP2010014670A JP2008177068A JP2008177068A JP2010014670A JP 2010014670 A JP2010014670 A JP 2010014670A JP 2008177068 A JP2008177068 A JP 2008177068A JP 2008177068 A JP2008177068 A JP 2008177068A JP 2010014670 A JP2010014670 A JP 2010014670A
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Japan
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cylindrical
cylindrical body
line laser
appearance
imaging
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Application number
JP2008177068A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Yaginuma
芳隆 柳沼
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Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inclusively evaluate and inspect an appearance abnormal section and a surface depth abnormal section on many conditions that are close for visual inspection, using a simple apparatus structure. <P>SOLUTION: The cylinder peripheral surface inspecting apparatus 10 comprises an illumination section 12 for projecting the striped pattern from the bright field to the dark field on the peripheral surface of the cylinder object 1; a line laser projector for projecting light on the cylinder peripheral surface; a camera 14 for imaging the cylinder peripheral surface; and an image processing apparatus 30 for extracting the abnormal sections of the cylinder object 1 from pick-up image data. The image processing apparatus 30 comprises an appearance abnormality inspection section that aligns the positions of a plurality of developed images of different illumination conditions and imaging angles, reconstructs them into a virtual screen hierarchical array, and extracts the appearance abnormal section of the cylinder object 1 from stratification image data; a surface depth abnormality inspection section that indexes, from image data, the position of the cylinder peripheral surface on which a line laser beam is projected, extracts the surface depth abnormal section, and maps it on the virtual screen hierarchy array while performing alignment; and a determining section for inclusively determining the pass/fail of the cylinder object 1 from many data of different abnormality extraction conditions that are similar to visual inspection. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、円柱体の外観の合否を判定するための外観検査装置、外観検査方法、画像処理方法及びこれを利用した外観検査装置に関する。   The present invention relates to an appearance inspection apparatus, an appearance inspection method, an image processing method, and an appearance inspection apparatus using the appearance inspection apparatus for determining whether or not the appearance of a cylindrical body is acceptable.

従来、円柱形状をなすペレットの品質を維持するために、外観検査が行なわれている。その検査方法として、外観検査装置を用いる方法がある。周面外観検査装置では、円柱体を回転しながら、落射照明等で撮像検査部を均一に照明し、ラインセンサにて回転中の円柱体を撮像し、異常部を検出することにより検査を行なうものである。そして、このときの検査では、一方向からの照明光が照射された検査部をラインセンサによって撮像した画像信号を用いて行なわれていた(例えば、特許文献1参照)。また、端面外観検査装置は、適度な照明下のペレット中心で撮られた二次元画像を用いて外観検査を行うものである(例えば、特許文献2、3参照)。
また、一つの方向からのレーザ光照射三角測量法によりペレットの表面距離を測定すると共に、その正反射光強度或いは散乱光強度を用い、それらの測定情報を合わせて周面及び端面の検査を行う方法が、特許文献4、5に開示されている。
特開平3−253963号公報 特開平6−51091号公報 特開平7−27712号公報 特開平3−226696号公報 特開平8−15162号公報
Conventionally, an appearance inspection is performed in order to maintain the quality of a cylindrical pellet. As an inspection method, there is a method using an appearance inspection apparatus. In the peripheral surface appearance inspection device, the imaging inspection unit is uniformly illuminated with epi-illumination while rotating the cylindrical body, the rotating cylindrical body is imaged by the line sensor, and an inspection is performed by detecting the abnormal part. Is. Then, the inspection at this time has been performed using an image signal obtained by imaging the inspection unit irradiated with illumination light from one direction with a line sensor (see, for example, Patent Document 1). In addition, the end face appearance inspection apparatus performs an appearance inspection using a two-dimensional image taken at the center of a pellet under moderate illumination (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
In addition, the surface distance of the pellet is measured by laser light irradiation triangulation from one direction, and the peripheral surface and the end surface are inspected by combining the measurement information using the intensity of the regular reflection light or scattered light. Methods are disclosed in US Pat.
JP-A-3-253963 JP-A-6-51091 Japanese Patent Laid-Open No. 7-27712 JP-A-3-226696 JP-A-8-15162

しかしながら、従来技術によるペレットの外観検査方法では、以下のような問題があった。
すなわち、少量のペレットの外観検査では検査員による目視検査で対応することができるが、検査個数が増えてくると検査員の疲労などの不安定性要因が増えることになる。また、放射線量が高いMOX燃料ペレットのようなものに対して長時間目視検査はできないという現状があった。
そして、特許文献1〜5に記載されている周面及び端面外観検査装置では、特徴的な表面異常外観検査、すなわち照明や撮像角などがある一定条件下でS/Nがとれる特定の欠陥を検出できるように装置化し、さらに自動化させることは可能であるが、検査員によって行われる目視外観検査のように各種各様の欠陥やその深さの大きさ等を総合的に判断してペレットの合否を判定することはできないといった問題があった。つまり、検査員は特異な兆候を見つけると、その特異な部分および周辺を見る角度を変えたりしながら、暗視野や明視野状況下で異常を観察し、内容を把握し、異常部の深さまで見て、そのペレットの合否を判定しているという現状があった。
However, the conventional method for inspecting the appearance of pellets has the following problems.
That is, a visual inspection of a small amount of pellets can be dealt with by visual inspection by an inspector, but as the number of inspections increases, instability factors such as fatigue of the inspector increase. In addition, there has been a situation in which visual inspection cannot be performed for a long time with respect to things such as MOX fuel pellets with high radiation dose.
And in the peripheral surface and end surface appearance inspection apparatuses described in Patent Documents 1 to 5, characteristic surface abnormal appearance inspection, that is, a specific defect that can take S / N under certain conditions such as illumination and imaging angle. Although it is possible to make it an apparatus so that it can be detected and to further automate it, it is possible to comprehensively judge various kinds of defects and their depth etc. as in the visual appearance inspection performed by an inspector. There was a problem that pass / fail could not be judged. In other words, when an inspector finds a peculiar sign, it changes the angle of looking at the peculiar part and the periphery, observes the abnormality under dark field or bright field conditions, grasps the content, and deepens the depth of the abnormal part. There was a current situation that the acceptance of the pellet was judged.

そして、この問題に対応するために、これらの複数の欠陥検知ができるように多数のカメラや、多くの画像装置をすべて配置して検査ラインを構築すると、その装置は複雑で大掛かりなラインシステムとなり、メンテンスの手間や時間がかかり、広大な設置スペースが必要となることから採用しにくく現実的ではなく、検査員による目視外観検査に代われる高いレベルの検査を自動装置化することは困難となっていた。また、これらの情報を別個に採取していたのでは、その異常部の情報を位置までマッチングして総合的に判断することは困難であるという問題があった。   In order to cope with this problem, if an inspection line is constructed by arranging a large number of cameras and a large number of imaging devices so that these multiple defects can be detected, the device becomes a complex and large-scale line system. It is difficult and difficult to adopt because it takes time and effort for maintenance and requires a large installation space, and it is difficult to implement a high-level inspection instead of visual appearance inspection by an inspector. It was. Further, if these pieces of information are collected separately, there is a problem that it is difficult to make a comprehensive judgment by matching the information of the abnormal part to the position.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、円柱体の検査において、簡単な装置構造で、固定された1台の二次元カメラで連続撮像するだけで、目視検査に近い多数の条件にて外観の異常部と表面深さの異常部を補完し、総合的に評価して検査できるようにした外観検査装置、外観検査方法、画像処理方法及びこれを利用した外観検査装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and in the inspection of a cylindrical body, a simple apparatus structure is used to perform continuous imaging with a single fixed two-dimensional camera. Provide an appearance inspection device, appearance inspection method, image processing method, and appearance inspection device using this that complement the abnormal portion of the appearance and the abnormal portion of the surface depth depending on conditions, and can comprehensively evaluate and inspect The purpose is to do.

上記目的を達成するため、本発明に係る外観検査装置は、円柱体の外観を検査する外観検査装置であって、円柱体の円柱周面に、円柱体軸に平行となる明視野から暗視野の展開画像が得られる縞模様が円柱正常周面撮像画像に映るように光を照射する照明部と、円柱体の径方向外方から円柱周面に向かってラインレーザ光を投光するラインレーザ投光器と、円柱体軸を中心に回転する円柱体の円柱周面を撮像する二次元撮像素子のカメラと、照明部で照射された円柱体の円柱周面を撮像した複数の画像データより、円柱周面の外観の異常部を抽出する外観異常検査部と、ラインレーザ光が投映された円柱体の円柱周面を撮像した複数の画像データより、ラインレーザ光が投光された円柱周面の位置を割り出し、円柱周面の表面深さの異常部を抽出する表面深さ異常検査部と、少なくとも外観の異常部及び表面深さの異常部を、予め設定された異常部の合否基準情報で評価し、円柱体の合否を判定する判定部とを備えていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an appearance inspection apparatus according to the present invention is an appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of a cylindrical body, and from a bright field that is parallel to the cylinder axis to a dark field on a cylindrical circumferential surface of the cylindrical body. Illumination unit that emits light so that a striped pattern from which a developed image of the image is obtained can be reflected in the captured image of the normal circumferential surface of the cylinder, and a line laser that projects line laser light from the outside in the radial direction of the cylindrical body toward the circumferential surface of the cylinder From a projector, a camera of a two-dimensional imaging device that images a cylindrical circumferential surface of a cylindrical body that rotates about a cylindrical body axis, and a plurality of image data that captures the cylindrical circumferential surface of the cylindrical body irradiated by the illumination unit, From the appearance abnormality inspection unit that extracts an abnormal portion of the outer appearance of the peripheral surface and a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical peripheral surface of the cylindrical body on which the line laser light is projected, the cylindrical peripheral surface on which the line laser light is projected Determine the position of the abnormal part of the surface depth of the cylinder circumference. A surface depth abnormality inspection unit to be output, and a determination unit that evaluates at least the abnormal portion of the appearance and the abnormal portion of the surface depth with the pass / fail criteria information of the abnormal portion set in advance and determines the pass / fail of the cylindrical body It is characterized by having.

本発明では、円柱周面に映る縞模様領域をカメラで撮像した全周にわたる複数の画像データはそれぞれ明視野から暗視野までの照明および異なった撮像角条件下での表面位置が同定できる複数の展開画像を再構成し、これらの展開画像を用いて外観異常検査部において、位置がマッチングされている複数の条件の違った展開画像から円柱周面における外観の異常部を抽出することができる。また、表面深さ異常検査部においてラインレーザ光が投映された円柱周面をカメラで撮像した画像データからラインレーザ光が投光された円柱周面の表面位置を割り出し、その表面深さを計算し展開画像にマッピングする。そして表面深さの異常部を抽出し、さらに抽出された外観及び表面深さの異常部を判定部において互いに評価して円柱体の合否を総合的に判定することができる。このように多数の条件の表面位置が合っている展開画像データに基づいて異常部を検出することができ、総合的に判定できることから、より目視検査に近い外観検査を行なうことができる。   In the present invention, a plurality of image data over the entire circumference obtained by imaging a striped pattern region reflected on the circumferential surface of the cylinder with a camera is a plurality of images each capable of identifying a surface position under illumination conditions from a bright field to a dark field and different imaging angles. The developed image is reconstructed, and using these developed images, the appearance abnormality inspection unit can extract the abnormal part of the appearance on the circumferential surface of the cylinder from the plurality of developed images with different positions. In addition, the surface position of the cylindrical peripheral surface projected with the line laser light is determined from the image data obtained by imaging the cylindrical peripheral surface projected with the line laser light in the surface depth abnormality inspection unit, and the surface depth is calculated. And map to the developed image. Then, the abnormal portion of the surface depth is extracted, and the extracted abnormal portion of the appearance and the surface depth is evaluated with each other in the determination unit, so that the pass / fail of the cylindrical body can be comprehensively determined. As described above, the abnormal portion can be detected based on the developed image data in which the surface positions of a large number of conditions are matched and can be comprehensively determined, so that an appearance inspection closer to the visual inspection can be performed.

また、本発明に係る外観検査装置では、照明部で照射された円柱周面をカメラで撮像した画像データから、円柱体軸に対して照明および撮像角条件が同一となる画像データを再構成して照明および撮像角条件が異なる展開画像データを生成する画像再構成部が設けられていることが好ましい。   Further, in the appearance inspection apparatus according to the present invention, image data in which the illumination and imaging angle conditions are the same with respect to the cylinder axis is reconstructed from image data obtained by imaging the cylindrical circumferential surface irradiated by the illumination unit with a camera. It is preferable that an image reconstruction unit that generates developed image data with different illumination and imaging angle conditions is provided.

本発明では、画像再構成部によって、例えば、画像データから円柱体軸に対して照明および撮像角条件が同一となる画素のラインにおける画素データを抽出し、その画素データを再構成して展開画像データを生成することができる。再構成された展開画像データは、円柱体の円柱周面を展開平面として一定の照明および撮像角条件の円柱表面を撮像したもの、すなわち展開画像データはそれぞれ照明および撮像角条件の異なった展開画像データとなるため、検査要求に合った異常部を検出することができる。   In the present invention, for example, the image reconstruction unit extracts pixel data in a line of pixels having the same illumination and imaging angle condition with respect to the cylinder axis from the image data, and reconstructs the pixel data to develop a developed image. Data can be generated. The reconstructed developed image data is obtained by imaging a cylindrical surface with a fixed illumination and imaging angle condition with the cylindrical circumferential surface of the cylindrical body as a developed plane. That is, the developed image data is a developed image with different illumination and imaging angle conditions. Since it becomes data, it is possible to detect an abnormal part that meets the inspection request.

また、本発明に係る外観検査装置では、円柱体の外観を検査する外観検査装置であって、円柱体の円柱端面の全域に均一の明るさの光を照射する照明部と、円柱端面に所定の角度をもってラインレーザ光を投光するラインレーザ投光器と、移動する円柱体の円柱端面を撮像する二次元撮像素子のカメラと、照明部で照射された異なる位置にある円柱体の円柱端面を撮像した複数の画像データより、円柱端面の外観の異常部を抽出する外観異常検査部と、ラインレーザ光が投映された異なる位置にある円柱体の円柱端面を撮像した複数の画像データより、ラインレーザ光が投光された円柱端面の位置を割り出し、円柱端面の表面深さの異常部を抽出する表面深さ異常検査部と、少なくとも外観の異常部及び表面深さの異常部を、予め設定された異常部の合否基準情報で評価し、円柱体の合否を判定する判定部とを備えていることを特徴としている。   Further, the appearance inspection apparatus according to the present invention is an appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of a cylindrical body, and illuminates a light with uniform brightness over the entire area of the cylindrical end surface of the cylindrical body, and a predetermined value is applied to the cylindrical end surface. A line laser projector that projects a line laser beam at an angle, a two-dimensional imaging device camera that captures the cylindrical end surface of a moving cylindrical body, and a cylindrical end surface of a cylindrical body that is at a different position irradiated by the illumination unit From the plurality of image data, the appearance abnormality inspection unit for extracting the abnormal portion of the appearance of the cylindrical end surface, and the line laser from the plurality of image data obtained by imaging the cylindrical end surface of the cylindrical body at different positions where the line laser beam is projected. The position of the cylinder end face where the light is projected is determined, and the surface depth abnormality inspection part that extracts the abnormal part of the surface depth of the cylinder end face, and at least the abnormal part of the appearance and the abnormal part of the surface depth are set in advance. The Evaluated in acceptance criteria information normally portion is characterized by comprising a determination unit for determining acceptance or rejection of the cylindrical body.

本発明では、円柱端面を二次元撮像素子のカメラで撮像した画像データを用い、外観異常検査部において円柱端面における外観の異常部を抽出し、表面深さ異常検査部において画像データからラインレーザ光が投光された円柱端面の位置を割り出して表面深さの異常部を抽出し、さらに抽出された外観及び表面深さの異常部を判定部において評価して円柱体の合否を総合的に判定することができる。このように多数の条件に基づいて異常部を検出することができることから、より目視検査に近い外観検査を行うことができる。   In the present invention, using the image data obtained by capturing the cylindrical end surface with the camera of the two-dimensional image sensor, the appearance abnormality inspection unit extracts the appearance abnormality portion on the cylinder end surface, and the surface depth abnormality inspection unit extracts the line laser light from the image data. The position of the end face of the cylinder where the light is projected is determined, the abnormal part of the surface depth is extracted, and the abnormal part of the extracted appearance and surface depth is evaluated in the judging part to comprehensively judge the pass / fail of the cylindrical body can do. Thus, since an abnormal part can be detected based on many conditions, the external appearance inspection close | similar to visual inspection can be performed.

また、本発明に係る外観検査方法では、円柱体の円柱周面に円柱体軸に平行となる明視野から暗視野の展開画像が得られる縞模様が円柱正常周面撮像画像に映るように光を照射する照明部と、円柱体の径方向外方から円柱周面に向かってラインレーザ光を投光するラインレーザ投光器と、円柱体軸を中心に回転する円柱体の円柱周面を撮像する二次元撮像素子のカメラとを用いて円柱体の外観を検査する外観検査方法であって、円柱体を回転させながら円柱体の円柱周面をカメラで撮像する工程と、照明部で照射された円柱周面を撮像した複数の画像データから、円柱体軸に対して照明および撮像角条件が同一となる画像データを再構成して照明および撮像角条件が異なる複数の展開画像データを生成する工程と、照明および撮像角条件が異なる展開画像データから円柱周面の外観の異常部を抽出する工程と、ラインレーザ光が投映された円柱周面を撮像した複数の画像データより、ラインレーザ光が投光された円柱周面の位置を割り出し、円柱周面の表面深さの異常部を抽出する工程と、少なくとも抽出された外観の異常部及び表面深さの異常部を、予め設定された異常部の合否基準情報で評価し、円柱体の合否を判定する工程とを有していることを特徴としている。   Further, in the appearance inspection method according to the present invention, a light is applied so that a striped pattern from which a developed image of a dark field from a bright field parallel to the cylinder axis is obtained on the cylindrical circumferential surface of the cylindrical body is reflected in the normal circumferential surface captured image of the cylinder. An imaging unit, a line laser projector that projects line laser light from the outside in the radial direction of the cylindrical body toward the cylindrical circumferential surface, and a cylindrical circumferential surface of the cylindrical body that rotates about the cylindrical body axis An appearance inspection method for inspecting the appearance of a cylindrical body using a camera of a two-dimensional image sensor, the step of imaging the cylindrical circumferential surface of the cylindrical body with a camera while rotating the cylindrical body, and irradiation with an illumination unit A step of reconstructing image data having the same illumination and imaging angle conditions with respect to the cylinder axis from a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical peripheral surface to generate a plurality of developed image data having different illumination and imaging angle conditions And the illumination and imaging angle conditions are different. Extracting the abnormal portion of the appearance of the cylindrical peripheral surface from the developed image data, and a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical peripheral surface on which the line laser light is projected, on the cylindrical peripheral surface on which the line laser light is projected. The process of determining the position and extracting the abnormal part of the surface depth of the cylindrical peripheral surface, and evaluating at least the extracted abnormal part of the appearance and the abnormal part of the surface depth with the pass / fail criteria information of the abnormal part set in advance And a step of determining pass / fail of the cylindrical body.

本発明では、照明部によって回転する円柱周面に映る縞模様の領域をカメラで撮像し、その画像データを画像処理して展開画像データを生成することができる。この展開画像データは、円柱周面を展開平面として一定の照明および撮像角条件をなす円柱表面の画像をなし、それぞれ照明および撮像角条件の異なった特徴ある展開画像データとなり、この展開画像データから外観の異常部を抽出することができる。そして、ラインレーザ光が投光された領域の撮像画像データからラインレーザ光が投光された円柱面の位置を求め、この位置より表面深さを計算して立体情報を割り出し、例えば表面深さの標準基準情報などと比較して円柱周面の表面深さの異常部を抽出することができる。そして、これら抽出した外観の異常部及び表面深さの異常部に基づいて円柱体の合否を判定することができる。   In the present invention, it is possible to capture a striped pattern region reflected on a cylindrical peripheral surface rotated by the illumination unit with a camera and generate image data by processing the image data. This developed image data is an image of a cylindrical surface that has a certain illumination and imaging angle condition with the cylindrical circumferential surface as a development plane, and has different characteristic developed image data with different illumination and imaging angle conditions. An abnormal part of the appearance can be extracted. Then, the position of the cylindrical surface on which the line laser beam is projected is obtained from the captured image data of the region where the line laser beam is projected, and the surface depth is calculated from this position to determine the three-dimensional information. For example, the surface depth Compared with the standard reference information, the abnormal portion of the surface depth of the cylindrical peripheral surface can be extracted. Then, the pass / fail of the cylindrical body can be determined based on the extracted abnormal portion of the appearance and the abnormal portion of the surface depth.

また、本発明に係る外観検査方法では、円柱体の円柱端面の全域に均一の明るさの光を照射する照明部と、円柱端面に所定の角度をもってラインレーザ光を投光するラインレーザ投光器と、移動する円柱体の円柱端面を撮像する二次元撮像素子のカメラとを用いて円柱体の外観を検査する外観検査方法であって、円柱体を移動させながら照明および撮像角の条件が異なる位置にある円柱体の円柱端面をカメラで撮像する工程と、撮像角条件が異なる位置にある円柱端面を撮像した複数の画像データより、円柱端面の外観の異常部を抽出する工程と、ラインレーザ光が投映された円柱端面を撮像した複数の画像データより、ラインレーザ光が投光された円柱端面の位置を割り出し、円柱端面の表面深さの異常部を抽出する工程と、少なくとも抽出された外観の異常部及び表面深さの異常部を、予め設定された異常部の合否基準情報で評価し、円柱体の合否を判定する工程とを有していることを特徴としている。   Further, in the appearance inspection method according to the present invention, an illumination unit that irradiates light of uniform brightness over the entire area of the cylindrical end surface of the cylindrical body, a line laser projector that projects line laser light at a predetermined angle on the cylindrical end surface, and , An appearance inspection method for inspecting the appearance of a cylindrical body using a camera of a two-dimensional image sensor that captures an end surface of a moving cylindrical body, where illumination and imaging angle conditions are different while moving the cylindrical body Imaging the cylindrical end face of the cylindrical body at the camera, extracting abnormal portions of the cylindrical end face from a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical end face at different positions of the imaging angle, and line laser light A step of determining the position of the cylinder end surface on which the line laser beam is projected from a plurality of image data obtained by imaging the cylinder end surface on which the projection is projected, and extracting an abnormal portion of the surface depth of the cylinder end surface; Has been an abnormal portion of the abnormal portion and the surface depth of the appearance, and evaluated with acceptance criteria information of a preset abnormal portion is characterized by having a step of determining acceptability of the cylindrical body.

本発明では、照明部によって照射された移動する円柱端面をカメラで撮像し、撮像された複数の画像データが移動位置によってそれぞれ照明および撮像角条件の異なった特徴ある画像データとなり、これらの画像データから外観の異常部を抽出することができる。
そして、ラインレーザ光が投映された移動する円柱端面をカメラで撮像する。撮像された複数の画像データからラインレーザ光が投光された円柱端面の位置を求め、この位置より表面深さを計算して立体情報を割り出し、例えば表面深さの標準基準情報などと比較して円柱端面の表面深さの異常部を抽出することができる。そして、これら抽出した外観の異常部及び表面深さの異常部に基づいて円柱体の合否を判定することができる。
In the present invention, the moving cylindrical end face irradiated by the illumination unit is imaged by a camera, and the plurality of imaged image data become characteristic image data having different illumination and imaging angle conditions depending on the movement position, and these image data The abnormal part of the appearance can be extracted from the image.
Then, the moving cylindrical end face on which the line laser beam is projected is imaged with a camera. Obtain the position of the cylinder end face where the line laser beam was projected from the captured image data, calculate the surface depth from this position, determine the three-dimensional information, and compare it with the standard reference information of the surface depth, for example. Thus, the abnormal portion of the surface depth of the cylinder end face can be extracted. Then, the pass / fail of the cylindrical body can be determined based on the extracted abnormal portion of the appearance and the abnormal portion of the surface depth.

また、本発明に係る画像処理方法では、カメラで回転または移動する物体を検査及び測定する装置において、必要な階層を持つ仮想画面配列を使い、展開仮想画面配列の階層に時間的に展開する撮像条件の同じ画素を、階層の対象物の位置に対応する展開仮想画面配列にマッピングさせ、複数の撮像条件の違った階層の画像再構成画像データを得て、これらの撮像条件の違った多階層の展開仮想画面配列から予め定められたロジックで、必要な階層の展開仮想画面配列のデータを総合的に解析して得られた情報を階層の対象物の位置に対応する展開仮想画面配列にマッピングさせ、これらの多階層の展開仮想画面配列から予め定められたロジックで、対象物の表面を総括的に識別判断することにより、物体を検査及び測定することを特徴としている。   Further, in the image processing method according to the present invention, in an apparatus that inspects and measures an object that is rotated or moved by a camera, an image that is temporally developed in a hierarchy of a developed virtual screen array using a virtual screen array having a necessary hierarchy. Pixels with the same conditions are mapped to the expanded virtual screen array corresponding to the position of the target object in the hierarchy, and image reconstructed image data of different hierarchies with different imaging conditions is obtained, and multiple hierarchies with different imaging conditions are obtained. Map the information obtained by comprehensively analyzing the data of the development virtual screen array of the required hierarchy to the development virtual screen array corresponding to the position of the target object of the hierarchy with predetermined logic from the development virtual screen arrangement of The object is inspected and measured by comprehensively identifying and judging the surface of the object with a predetermined logic from these multi-layered expanded virtual screen arrangements. There.

本発明では、連続撮像している1台のカメラの画像から、位置が同期した多条件の展開画像を層別に得ることができる。   In the present invention, it is possible to obtain a multi-condition unfolded image by layer from the images of one camera that is continuously capturing images.

また、本発明に係る外観検査装置では、上述した画像処理方法を利用することを特徴としている。   In addition, the appearance inspection apparatus according to the present invention is characterized by using the above-described image processing method.

本発明では、マッチング処理された複数の展開画像データより、異常部を容易に抽出することができるとともに、異常部を重ね合わせて同じ円柱周面の位置に表示でき、これらの多重のデータの相関に基づいて異常部を抽出することができ、各階層の共通する位置にある対象物の表面を総括的に識別判断することができる。   In the present invention, an abnormal part can be easily extracted from a plurality of developed image data subjected to matching processing, and the abnormal part can be superimposed and displayed at the same position on the circumferential surface of the cylinder. The abnormal part can be extracted based on the above, and the surface of the object at the common position in each hierarchy can be comprehensively identified and determined.

また、本発明に係る外観検査方法では、物体表面検査装置において、カラーカメラを使用し、特定の波長のラインレーザ光をカメラ光軸から角度を持たせて投光するとともに、ラインレーザ光の特定の波長をカットした照明光で照明して物体表面を撮像し、その撮像画像からラインレーザ光の特定の波長の色の画像を抜き出し、この画像より表面位置を割り出すとともに、撮像画像から前記ラインレーザ光の特定の波長の色以外の画像を抜き出し、この画像より表面状態を割り出し、割り出した表面位置及び表面状態から物体表面の形状と合否を含めた識別を行うようにしたことを特徴としている。   In the appearance inspection method according to the present invention, in the object surface inspection apparatus, a color camera is used to project a line laser beam having a specific wavelength at an angle from the camera optical axis, and the line laser beam is specified. The surface of the object is imaged by illuminating with the illumination light whose wavelength is cut, and the image of the color of the specific wavelength of the line laser light is extracted from the captured image, the surface position is determined from this image, and the line laser is extracted from the captured image. It is characterized in that an image other than a color having a specific wavelength of light is extracted, a surface state is determined from this image, and identification including the shape and pass / fail of the object surface is performed from the determined surface position and surface state.

本発明では、連続撮像している1台のカラーカメラの画像から、同時に多条件の展開画像を層別に得ることができ、ラインレーザ光の投映面の情報も同時に得ることができる。これにより、これらの情報が容易に位置のマッチングした情報として扱えることができる。また、このような外観検査方法を利用した外観検査装置では、これらの情報を別々に採取したり、二回に分けて撮ったりすることがなく、1台のカラーカメラからの画像で同時に撮れるので、装置が簡単で且つ安価なものとなる。さらに、同じ画像から各データが採取できるので、これらのデータの位置合わせが簡単で信頼性の高いものとすることができる。   In the present invention, from a single color camera image that is continuously captured, it is possible to obtain multi-condition development images for each layer at the same time, and it is also possible to obtain information on the projection surface of the line laser light at the same time. As a result, these pieces of information can be easily handled as position-matched information. In addition, in an appearance inspection apparatus using such an appearance inspection method, these pieces of information can be taken simultaneously with an image from a single color camera without collecting these information separately or taking them in two steps. The device is simple and inexpensive. Further, since each data can be collected from the same image, the alignment of these data can be made simple and highly reliable.

本発明の外観検査装置、外観検査方法、画像処理方法及びこれを利用した外観検査装置によれば、カメラで撮像した複数の画像データから照明および撮像角条件の異なる画像データを用いて円柱体の円柱周面或いは円柱端面における外観の異常部を抽出すると共に、ラインレーザ光が投映された円柱体を撮像した画像データからラインレーザ光が投光された円柱体表面の位置を割り出して表面深さの異常部を抽出し、さらに抽出された外観及び表面深さの異常部を総合的に評価して円柱体の合否を判定することができる。このように多数の条件に基づいて異常部を検出できることから、より目視検査に近い外観検査が行える。
しかも、これらの検査を簡単な装置構造をなす外観検査装置によって実施することができることから、検査員の目視外観検査に近い検査を自動装置化させることができる。
According to the appearance inspection apparatus, the appearance inspection method, the image processing method, and the appearance inspection apparatus using the same according to the present invention, a plurality of pieces of image data captured by a camera are used and image data with different illumination and imaging angle conditions are used. Extract the abnormal part of the appearance on the peripheral surface of the cylinder or the end face of the cylinder, and determine the position of the surface of the cylinder on which the line laser beam was projected from the image data obtained by imaging the cylinder on which the line laser beam was projected. It is possible to determine whether or not the cylindrical body is acceptable by comprehensively evaluating the extracted abnormal portions of the appearance and the surface depth. Thus, since an abnormal part can be detected based on many conditions, the external appearance inspection close | similar to visual inspection can be performed.
In addition, since these inspections can be carried out by an appearance inspection apparatus having a simple device structure, an inspection close to the visual appearance inspection of the inspector can be automated.

以下、本発明の外観検査装置、外観検査方法、画像処理方法及びこれを利用した外観検査装置の第一の実施の形態について、図1乃至図5に基づいて説明する。
図1は本発明の第一の実施の形態による円柱周面検査装置の側面図、図2は図1に示すB−B線断面図、図3は画像処理装置の概略構成を説明する図、図4は円柱周面検査装置による外観検査方法の処理の流れを示したフローチャート、図5は各条件で抽出された異常部の層別展開仮想画面配列の絵の一例を示す図である。
Hereinafter, a first embodiment of an appearance inspection apparatus, an appearance inspection method, an image processing method and an appearance inspection apparatus using the same according to the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a side view of a cylindrical peripheral surface inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image processing apparatus. FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing of an appearance inspection method by a cylindrical peripheral surface inspection apparatus, and FIG. 5 is a diagram showing an example of a layered virtual screen array of abnormal portions extracted under each condition.

図1に示す符号10は、本第一の実施の形態による外観検査装置をなす円柱周面検査装置であり、検査対象の円柱体被検査試料をなす円柱体1の円柱周面1Aを検査する装置である。
円柱周面検査装置10は、円柱体1を所定の検査位置で円柱体軸を中心にして周方向に回転させる回転部11と、円柱体1の円柱周面1Aに光を照射する照明部12と、円柱体1の径方向外方から円柱周面1Aに向かってラインレーザ光La、Lbを投光するラインレーザ投光器13A、13B(13)と、円柱体軸を中心に回転する円柱体1の円柱周面1Aを撮像する二次元撮像素子のカメラ14と、カメラ14から出力される画像データを画像処理して円柱体1の異常部を抽出する画像処理装置30とから概略構成されている。
A reference numeral 10 shown in FIG. 1 is a cylindrical circumferential surface inspection device that forms an appearance inspection device according to the first embodiment, and inspects a cylindrical circumferential surface 1A of a cylindrical body 1 that forms a cylindrical body inspection sample to be inspected. Device.
The cylindrical circumferential surface inspection apparatus 10 includes a rotating unit 11 that rotates the cylindrical body 1 in a circumferential direction around a cylindrical body axis at a predetermined inspection position, and an illumination unit 12 that irradiates light to the cylindrical circumferential surface 1A of the cylindrical body 1. And line laser projectors 13A and 13B (13) that project line laser beams La and Lb from the radially outer side of the cylindrical body 1 toward the cylindrical circumferential surface 1A, and the cylindrical body 1 that rotates about the cylindrical body axis. The camera 14 is a two-dimensional imaging device that images the cylindrical peripheral surface 1A of the cylinder, and an image processing apparatus 30 that performs image processing on image data output from the camera 14 and extracts an abnormal portion of the cylindrical body 1. .

回転部11は、1対のローラ11A、11Aと、ローラ11A、11Aを回転させるためのローラ駆動モータ11Bとを備えている。回転部11は、ローラ駆動モータ11Bによってローラ11A、11Aを一定速度で回転させることで、円柱体1を円柱体軸を中心に一定の周速度で回転させる。なお、ローラ11A、11Aは、円柱体1の軸方向の長さに合わせてその円柱体1を安定して回転させることができるように適宜な長さに設定されている。   The rotating unit 11 includes a pair of rollers 11A and 11A and a roller drive motor 11B for rotating the rollers 11A and 11A. The rotating unit 11 rotates the cylinders 1A and 11A at a constant speed by the roller drive motor 11B, thereby rotating the cylinder 1 at a constant peripheral speed around the cylinder axis. The rollers 11A and 11A are set to appropriate lengths so that the cylindrical body 1 can be stably rotated according to the axial length of the cylindrical body 1.

カメラ14は、撮像レンズ14Aと二次元撮像素子14Bとを装着しており、カメラ14の撮影中心軸Loがローラ11A、11A上にある円柱体1の円柱体軸に対して直角になるように、すなわち二次元撮像素子14Bの面に対して円柱体1の円柱体軸が鉛直方向となるように配置されている。そして、カメラ14は、円柱体1の円柱周面1Aに映る縞模様(詳しくは後述する)の領域を、予め定められている周方向の分解能に応じた速度で撮像し、その画像データを画像処理装置30に出力するものである。このとき、カメラ14は、円柱体1の円柱体軸と二次元撮像素子14Bの撮像走査ラインとが平行となるように配置されることになる。   The camera 14 is equipped with an imaging lens 14A and a two-dimensional imaging device 14B, and the imaging center axis Lo of the camera 14 is perpendicular to the cylinder axis of the cylinder 1 on the rollers 11A and 11A. That is, the cylindrical body axis of the cylindrical body 1 is arranged in the vertical direction with respect to the surface of the two-dimensional imaging device 14B. And the camera 14 images the area | region of the striped pattern (it mentions later in detail) reflected on the cylindrical peripheral surface 1A of the cylindrical body 1 at the speed according to the resolution of the predetermined circumferential direction, and the image data is imaged. This is output to the processing device 30. At this time, the camera 14 is arranged so that the cylinder axis of the cylinder 1 and the imaging scanning line of the two-dimensional imaging element 14B are parallel to each other.

図1に示すように、照明部12は、円柱体1の軸方向に平行に配置された複数の試料軸平行照明12A、12A、…と、遮光板12Bと、試料軸平行照明12A、12A、…及び遮光板12Bを支持する照明支持体12Cと、サイド照明12D、12D(図2参照)とから構成されている。
試料軸平行照明12A、12A、…は、円筒体軸に平行に指向性を持たせるカマボコ型レンズが付いた断面円柱状あるいは楕円状などをなし、円柱体1の円柱周面1Aにその円柱体軸に平行となる明視野から暗視野の展開画像が得られる縞模様が円柱正常周面撮像画像に映るように、照明支持体12Cに互いに間隔を空けて配置されている。遮光板12Bは、各試料軸平行照明12Aの間が暗くなるように、光学黒染めのものが用いられている。
As shown in FIG. 1, the illumination unit 12 includes a plurality of sample axis parallel illuminations 12A, 12A,... Arranged in parallel with the axial direction of the cylindrical body 1, a light shielding plate 12B, and sample axis parallel illuminations 12A, 12A, ... and an illumination support 12C for supporting the light shielding plate 12B, and side illuminations 12D and 12D (see FIG. 2).
The sample axis parallel illuminations 12A, 12A,... Have a cross-sectional columnar shape or an elliptical shape with a scallop type lens having directivity parallel to the cylinder axis, and the columnar body 1A has a columnar body 1A. The striped pattern from which a developed image of a dark field from a bright field parallel to the axis is obtained is displayed on the illumination support 12 </ b> C at a distance from each other so as to be reflected in the normal cylindrical surface captured image. As the light shielding plate 12B, an optical black dyed one is used so that the space between the sample axis parallel illuminations 12A becomes dark.

これにより、試料軸平行照明12A、12A、…は、円柱体1の円柱面正常部に対してカメラ14が撮影する撮像画像に連続した明るさの縞模様が形成されることになる。そして、その円柱体周面画像データは場所によりそれぞれ明視野から暗視野までの特徴のある照明および撮像角条件下での特徴ある画像となり、これらの画像から位置を合わせて照明および撮像角条件が同じ仮想展開画像を層別に再構成することにより円柱体1における外観異常部を検出することができる。
なお、試料軸平行照明12Aの種類、大きさ、配置位置、明るさは、円柱体1の同芯度、外径のばらつき、曲がり、異常部種類及びどのくらいの欠陥検出精度を要求するかに基づいて最適な配置が定められている。
As a result, the sample axis parallel illumination 12A, 12A,... Form a striped pattern of brightness that is continuous with the captured image taken by the camera 14 with respect to the normal portion of the cylindrical surface of the cylindrical body 1. The cylindrical body surface image data becomes characteristic images under the conditions of illumination and imaging angle from bright field to dark field, depending on the location, and the illumination and imaging angle conditions are determined by matching the positions from these images. By reconstructing the same virtual development image for each layer, an abnormal appearance portion in the cylindrical body 1 can be detected.
The type, size, arrangement position, and brightness of the sample axis parallel illumination 12A are based on the concentricity of the cylindrical body 1, the variation in outer diameter, the bending, the abnormal part type, and how much defect detection accuracy is required. The optimal arrangement is determined.

また、照明支持体12Cには、円柱体1の垂直軸上の位置に開口部12aが形成されている。カメラ14は、この開口部12aを通じて円柱体1の円柱周面1Aを撮像することができる。このように、試料軸平行照明12A、12A、…の照明光は、円柱体1の円柱周面1Aの正常表面に反射し、その反射光が、図1の密集した二点鎖線Aに示される撮像光路により柱状の遮光板14Cの中を通じてカメラ14に到達する。そして、カメラ14に到達した反射光は、撮像レンズ14Aで集光され、二次元撮像素子14Bで撮像されることになる(明視野)。この明視野領域では、ペレット周表面に金属介在物などの様な異常反射を起こす欠陥があるとより明るく写り、ピットや割れ等の正常反射をし難い欠陥は暗く写ることが多い。
また、正常周面での正反射光が撮像子に結像しない周面部は暗く写り、正常面と反射角度が違った異常面があると正常面より明るく写るところが出てくる(暗視野)。つまり、複数の角度が違った照明があるため、正常面と反射角度が違った異常面は暗視野で正常面より明るく写るところが出てくることから、これらを集めると異常部の全体が認識し易くなる。
Further, an opening 12a is formed in the illumination support 12C at a position on the vertical axis of the cylindrical body 1. The camera 14 can image the cylindrical circumferential surface 1A of the cylindrical body 1 through the opening 12a. As described above, the illumination light of the sample axis parallel illumination 12A, 12A,... Is reflected on the normal surface of the cylindrical peripheral surface 1A of the cylindrical body 1, and the reflected light is shown by the dense two-dot chain line A in FIG. It reaches the camera 14 through the columnar light shielding plate 14C by the imaging optical path. Then, the reflected light reaching the camera 14 is collected by the imaging lens 14A and imaged by the two-dimensional imaging device 14B (bright field). In this bright field region, if there are defects that cause abnormal reflection such as metal inclusions on the peripheral surface of the pellet, the defect appears brighter, and defects that are difficult to perform normal reflection such as pits and cracks often appear dark.
In addition, the peripheral surface portion where the regular reflection light on the normal peripheral surface does not form an image on the image pickup element appears dark, and if there is an abnormal surface having a reflection angle different from that of the normal surface, a portion appears brighter than the normal surface (dark field). In other words, because there are multiple illuminations with different angles, abnormal surfaces with different reflection angles from the normal surface appear brighter than the normal surface in the dark field. It becomes easy.

図2に示すように、両サイドのサイド照明12D、12Dは、円柱体1の円柱体軸に対して所定の角度をもった斜め上方位置に配置され、円柱体1の円柱周面1Aの暗視野被撮像部全長に向けて光(サイド光Lc)を、正常な円柱周面1Aのこのサイド光Lcの正反射光がカメラ14に入らない配置で照射する。そして、円柱周面1Aに打痕や傷などの欠陥部がある場合には、その欠陥部で反射した一部の光がカメラ14で撮像されて、欠陥部の一部が正常部より明るく映ることから、その異常部を抽出することで、円柱周面1Aの欠陥部などをさらに精度良く確認することができる。このように、サイド光Lcは、斜めの傷面において、正常面が暗視野になる画像部分に明るく映るような補完照明の役割を果たす構成をなしている。   As shown in FIG. 2, the side illuminations 12 </ b> D and 12 </ b> D on both sides are arranged at an obliquely upper position with a predetermined angle with respect to the cylinder axis of the cylinder 1, and darkness of the cylinder circumferential surface 1 </ b> A of the cylinder 1. Light (side light Lc) is emitted toward the entire length of the field-image-captured portion in an arrangement in which the regular reflection light of the side light Lc on the normal cylindrical circumferential surface 1A does not enter the camera 14. If the cylindrical peripheral surface 1A has a defective portion such as a dent or a flaw, a part of the light reflected by the defective portion is captured by the camera 14, and a part of the defective portion appears brighter than the normal portion. Therefore, by extracting the abnormal part, it is possible to check the defective part of the cylindrical peripheral surface 1A with higher accuracy. In this way, the side light Lc has a configuration that plays a role of complementary illumination so that the oblique surface is brightly reflected in the image portion where the normal surface is a dark field.

図1に示すラインレーザ投光器13A、13Bは、カメラ14の撮影中心軸LOを挟んで左右両側(図1の左右方向)に配置されている。各ラインレーザ投光器13A、13Bから投光されるラインレーザ光La、Lbは、線状をなしていて、円柱体1の円柱周面1Aに対して一定の角度で照射し、円柱端面1Bに投映ラインを形成している。つまり、ラインレーザ光La、Lbの光軸は、カメラ14の撮影中心軸LOに対して任意の角度をなしている。 The line laser projectors 13A and 13B shown in FIG. 1 are arranged on both the left and right sides (left and right direction in FIG. 1) with the photographing center axis L O of the camera 14 in between. The line laser beams La and Lb projected from the line laser projectors 13A and 13B have a linear shape, and are irradiated onto the cylindrical peripheral surface 1A of the cylindrical body 1 at a certain angle and projected onto the cylindrical end surface 1B. Forming a line. That is, the optical axes of the line laser beams La and Lb are at an arbitrary angle with respect to the photographing center axis L O of the camera 14.

そして、投映ライン、ラインレーザ光La、Lbが投光された円柱周面1A(以下、ラインレーザ投光表面という)がカメラ14で撮像されて、ラインレーザ投光表面から拡散反射されてくる光が画像データとして取り込まれることになる。その画像データは、ラインレーザ投光表面の画像を画像処理することで、円柱体1の円柱周面1Aにおける研削状態、欠けの表面深さ(外径方向の深さ寸法)、外径異常やへこみ状異常部などの異常部を検出することができる。具体的には、画像処理装置30で画像データを処理することにより、投光された表面の位置を割り出し、その高さ(表面深さに相当)を計算し、円柱周面1Aの表面異常が深さを有するものか、或いは表面粗程度のものかを判別し、さらに欠け部の体積を算出して評価することもできる。
このとき、投光されるラインレーザ光La、Lbの左右からの二本のラインレーザ光の各測定データを、位置をマッチングして補完して表面深さを測定することで、表面の深さをより精度良く確実に測定できる。
Then, a cylindrical peripheral surface 1A (hereinafter referred to as a line laser projection surface) on which the projection line and line laser beams La and Lb are projected is imaged by the camera 14, and is diffusely reflected from the line laser projection surface. Are captured as image data. The image data is obtained by subjecting the image of the surface of the line laser projection surface to image processing, grinding state on the cylindrical peripheral surface 1A of the cylindrical body 1, surface depth of the chip (depth dimension in the outer diameter direction), abnormal outer diameter, An abnormal part such as a dent-like abnormal part can be detected. Specifically, the image processing device 30 processes the image data to determine the position of the projected surface, calculate its height (corresponding to the surface depth), and the surface abnormality of the cylindrical circumferential surface 1A is detected. It is also possible to determine whether it has a depth or a rough surface, and further calculate and evaluate the volume of the chipped portion.
At this time, the depth of the surface is obtained by measuring the surface depth by complementing the measurement data of the two line laser beams from the left and right of the projected line laser beams La and Lb by matching the positions. Can be measured more accurately and reliably.

図3に示すように、画像処理装置30は、送受信部31と、画像記憶部32と、画像処理部33と、異常検査部34と、条件情報記憶部35と、判定部36とを有している。
送受信部31は、カメラ14に接続され、カメラ14に対して撮像条件、データ送信条件、撮像開始信号、撮像終了信号などを送信すると共に、カメラ14から撮像された画像の画像データを受信するものである。
As illustrated in FIG. 3, the image processing apparatus 30 includes a transmission / reception unit 31, an image storage unit 32, an image processing unit 33, an abnormality inspection unit 34, a condition information storage unit 35, and a determination unit 36. ing.
The transmission / reception unit 31 is connected to the camera 14 and transmits an imaging condition, a data transmission condition, an imaging start signal, an imaging end signal, and the like to the camera 14 and receives image data of an image captured from the camera 14. It is.

そして、画像処理装置30は、カメラ14で撮影した画像データを送受信部31によって受信してから画像記憶部32へ取り込み、その画像データを画像処理部33で画像処理し、異常検査部34において条件情報記憶部35に予め記憶させてある正常部の標準基準情報などと比較して円柱体1(図1参照)の外観の異常部(欠け、割れなどの欠陥部)や表面深さの異常部を抽出し、これら抽出した周表面位置がマッチングされている異常部を条件情報記憶部35に予め記憶させてある総合評価合否基準情報で総合的に評価したデータに基づいて円柱体1の合否を判定するものである。   Then, the image processing apparatus 30 receives the image data captured by the camera 14 by the transmission / reception unit 31 and then captures the image data into the image storage unit 32. The image processing unit 33 performs image processing on the image data, and the abnormality inspection unit 34 performs the condition processing. Compared with the standard reference information of the normal part stored in the information storage unit 35 in advance, the abnormal part (defect part such as chipping and cracking) of the cylindrical body 1 (see FIG. 1) and the abnormal part of the surface depth , And the pass / fail of the cylindrical body 1 is determined based on the data comprehensively evaluated by the comprehensive evaluation pass / fail criteria information stored in advance in the condition information storage unit 35 for the extracted abnormal portion matched with the peripheral surface position. Judgment.

画像処理部33は、画像再構成部33Aと、ラインレーザ投光画像処理部33Bとからなる。画像再構成部33Aでは、画像記憶部32に記憶されている円柱体1(図1参照)の1周分或いは1周分以上の複数の画像データを再構成して、複数の展開画像データを生成するものである。例えば、画像データから円柱体軸に対して照明および撮像角条件が同一となる画素のラインにおける画素データを抽出し、その画素データを円柱体1の円柱周面位置を同期化させる展開仮想画面配列に階層的に再構成して、円柱体の円柱面位置が同期した複数の展開画像データを生成することができる。そして、このとき生成された展開画像データは、円柱体1の円柱周面1Aを展開平面として一定の照明および撮像角条件をなす円柱表面一周の画像となる。つまり、これら各展開画像データは、それぞれ照明および撮像角条件の異なった特徴ある円柱体の円柱面位置が同期した展開画像データとなるため、検査要求に合った異常部を検出することができる。   The image processing unit 33 includes an image reconstruction unit 33A and a line laser projection image processing unit 33B. In the image reconstruction unit 33A, a plurality of image data for one or more rounds of the cylindrical body 1 (see FIG. 1) stored in the image storage unit 32 is reconstructed, and a plurality of developed image data is obtained. Is to be generated. For example, the extracted virtual screen array that extracts pixel data in a line of pixels having the same illumination and imaging angle conditions with respect to the cylinder axis from the image data, and synchronizes the position of the cylinder circumferential surface of the cylinder 1 with the pixel data It is possible to generate a plurality of developed image data in which the cylinder surface positions of the cylinders are synchronized. Then, the developed image data generated at this time is an image of the entire surface of the cylindrical surface that makes a certain illumination and imaging angle condition with the cylindrical circumferential surface 1A of the cylindrical body 1 as a developed plane. That is, each of the developed image data is developed image data in which the cylindrical surface positions of characteristic cylindrical bodies having different illumination and imaging angle conditions are synchronized, and therefore, an abnormal part meeting the inspection request can be detected.

また、これら各展開画像データは各展開画像データの円柱表面位置がマッチングされおり、明視野から暗視野までの照明および撮像角条件の異なった特徴ある展開画像データからそれぞれの検知条件で検知された異像部の位置を円柱表面一周の展開仮想画面配列に階層的にマッピングされる。この複数の違った条件から抽出された異常部を合成(OR、AND等)解析識別して、より正確な異常部/正常部を認識でき、その各条件によって、その表面の実態をより正確に把握できる。そして、これらを合成した画をモニタ15でモニタできる。   In addition, each developed image data is matched with the cylindrical surface position of each developed image data, and is detected from each developed image data with different illumination and imaging angle conditions from bright field to dark field under each detection condition. The positions of the different image portions are hierarchically mapped to the developed virtual screen array around the cylindrical surface. By analyzing and identifying abnormal parts extracted from these different conditions (OR, AND, etc.), it is possible to recognize more accurate abnormal parts / normal parts, and according to each condition, the actual condition of the surface can be more accurately determined. I can grasp. An image obtained by combining these can be monitored by the monitor 15.

ラインレーザ投光画像処理部33Bでは、撮像した画像データからラインレーザ光La、Lb(図1参照)の投映ライン、すなわちラインレーザ光が円柱体1の外周に投光された表面の位置を求め、このラインレーザ投光表面位置より円柱体1のその位置の表面深さが計算される。この値を一周分採取して円柱体1の外径データを得ることもでき、円柱体1の外周展開面の凸凹の深さも上述した展開仮想画面配列の階層の一つとしてラインレーザ投光表面位置にマッピングできる。さらに、ラインレーザ光La、Lbの表面反射光量についても採取しておくことができる。ここで、上述の外周展開面表面深さおよび表面反射光量、外径データを総称して上述した展開仮想画面配列の階層の一つとしてマッピングされた外周立体情報とする。   The line laser projection image processing unit 33B obtains the projection line of the line laser beams La and Lb (see FIG. 1) from the captured image data, that is, the position of the surface where the line laser beam is projected onto the outer periphery of the cylindrical body 1. From this line laser projection surface position, the surface depth at that position of the cylindrical body 1 is calculated. The outer diameter data of the cylindrical body 1 can be obtained by sampling this value for one round, and the depth of the unevenness of the outer circumferential development surface of the cylindrical body 1 is also one of the layers of the developed virtual screen arrangement described above. Can be mapped to a location. Furthermore, the surface reflected light amounts of the line laser beams La and Lb can also be collected. Here, the above-described outer peripheral development surface surface depth, surface reflection light quantity, and outer diameter data are collectively referred to as outer peripheral three-dimensional information mapped as one of the layers of the development virtual screen arrangement described above.

欠け等の表面状況としては、ラインレーザ光La、Lbの一方において深さが検知し難いところが出てきたり、展開仮想画面配列に一部抜けが出てきたりする。これに対して、各ラインレーザ光La、Lbで求めた表面位置は、円柱表面一周の各階層の仮想展開画面配列に入れた後、ラインレーザ光La、Lbからの両データが補完又は平均化され、総合データとして円柱表面一周の仮想展開画面配列に階層的にマッピングされることで、より精度の高い計測ができる。
また、外周立体情報の外径データは、円柱体に逆構成し、計測歪等を補正して標準サンプルで校正し、外径及び外形歪測定値にすることもできる。
As the surface condition such as chipping, a portion where the depth is difficult to detect in one of the line laser beams La and Lb appears, or a part of the developed virtual screen arrangement appears missing. On the other hand, after the surface positions obtained by the line laser beams La and Lb are put into the virtual development screen array of each layer around the cylindrical surface, both data from the line laser beams La and Lb are complemented or averaged. In addition, as the comprehensive data is hierarchically mapped to the virtual development screen array around the cylinder surface, more accurate measurement can be performed.
Further, the outer diameter data of the outer periphery three-dimensional information can be reversed to a cylindrical body, corrected for measurement distortion and the like, calibrated with a standard sample, and used as outer diameter and outer strain measurement values.

異常検査部34は、外観異常検査部34Aと、表面深さ異常検査部34Bとからなる。
外観異常検査部34Aでは、画像再構成部33Aで生成した明視野から暗視野までの照明および撮像角条件の異なった展開画像データに基づいて、円柱体1の円柱周面1Aの外観の異常部を抽出する。そして、詳しくは後述するが、必要に応じて、仮想展開画面配列に階層的にマッピングされた複数の展開画像データから異常部(これを「特異な異常部」という)を抽出する。
また、表面深さ異常検査部34Bでは、上述した展開仮想画面配列に階層的にマッピングされた立体情報を、例えば予め条件情報記憶部35に記憶されている予め設定された正常部の標準基準情報と比較し、円柱周面1Aの表面深さの異常部を抽出する。
そして、異常検査部34Aと異常検査部34Bとのデータは相互に補完評価される。
The abnormality inspection unit 34 includes an appearance abnormality inspection unit 34A and a surface depth abnormality inspection unit 34B.
In the appearance abnormality inspection unit 34A, an abnormal portion of the appearance of the cylindrical peripheral surface 1A of the cylindrical body 1 based on the developed image data with different illumination and imaging angle conditions from the bright field to the dark field generated by the image reconstruction unit 33A. To extract. As will be described in detail later, an abnormal part (this is referred to as “unique abnormal part”) is extracted from a plurality of development image data hierarchically mapped to the virtual development screen array as necessary.
Further, in the surface depth abnormality inspection unit 34B, the standard information of the normal part set in advance, which is stored in the condition information storage unit 35 in advance, for example, is the three-dimensional information that is hierarchically mapped to the developed virtual screen arrangement described above. In comparison with the above, an abnormal portion of the surface depth of the cylindrical peripheral surface 1A is extracted.
The data of the abnormality inspection unit 34A and the abnormality inspection unit 34B are complementarily evaluated.

さらに、判定部36では、異常検査部34で抽出した円柱体1の円柱面位置を同期化させ階層化された展開仮想画面配列の外観の異常部や表面深さの異常部などを、予め設定された異常部の合否基準情報で総合的に評価し、円柱体1の合否(合格、保留、不合格など)を判定する。その結果は選別部91Aに送られ、円柱体1はこれら評価データと対応されて選別される。   Further, the determination unit 36 sets in advance an abnormal portion of the appearance of the expanded virtual screen array, an abnormal portion of the surface depth, and the like that are synchronized with the cylindrical surface position of the cylindrical body 1 extracted by the abnormality inspection unit 34. The pass / fail criteria information of the abnormal part is comprehensively evaluated, and pass / fail (pass, hold, fail, etc.) of the cylindrical body 1 is determined. The result is sent to the sorting unit 91A, and the cylindrical body 1 is sorted in correspondence with these evaluation data.

モニタ15は、画像処理装置30の送受信部31がカメラ14から受信した画像データ、及び階層化された展開仮想画面配列の再構成した展開画像データや抽出された異常部をマーキングした展開画像データなどを必要に応じて種々の画像や一覧を出力表示するものである。   The monitor 15 includes image data received from the camera 14 by the transmission / reception unit 31 of the image processing apparatus 30, development image data reconstructed in a hierarchical development virtual screen array, development image data in which extracted abnormal parts are marked, and the like. As necessary, various images and lists are output and displayed.

次に、上記のように構成された第一の実施の形態による円柱周面検査装置10を用いて、円柱体1の円柱周面1Aを検査する外観検査方法について、図面に基づいて説明する。
図1、図2、図3及び図4に示すように、先ず、ステップS1で、円柱体移動機構18で搬入搬送部19Aから回転部11の一対のローラ11A、11A上に配置した円柱体1の円柱周面1Aに、その円柱体軸に平行となる明視野から暗視野の展開画像が得られる縞模様が円柱正常周面撮像画像に映るように照明部12の試料軸平行照明12A、12A、…を点灯し、さらにサイド照明12D、12D(図2参照)を適当な明るさで点灯する。そして、両ラインレーザ投光器13A、13Bよりラインレーザ光La、Lbを投光する。
Next, an appearance inspection method for inspecting the cylindrical peripheral surface 1A of the cylindrical body 1 using the cylindrical peripheral surface inspection apparatus 10 according to the first embodiment configured as described above will be described based on the drawings.
As shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4, first, in step S <b> 1, the columnar body 1 disposed on the pair of rollers 11 </ b> A and 11 </ b> A of the rotating unit 11 from the carry-in conveyance unit 19 </ b> A by the columnar body moving mechanism 18. The sample axis parallel illuminations 12A and 12A of the illumination unit 12 so that a striped pattern in which a developed image of a dark field from a bright field parallel to the cylinder axis is obtained on the cylindrical peripheral surface 1A Are turned on, and the side lights 12D and 12D (see FIG. 2) are turned on with appropriate brightness. Then, line laser beams La and Lb are projected from both line laser projectors 13A and 13B.

次いで、ステップS2では、回転部11のローラ駆動モータ11Bを駆動させてローラ11A、11Aを一定の速度で回転させることで円柱体1を一定の周速度で回転させ、カメラ14によって、円柱体1の照明で縞模様に見える円柱周面1Aの領域を予め定められる周方向の分解能に応じたピッチ速度で撮像し、その画像データを画像処理装置30へ出力する。このときの画像データは、1周或いは1周を超える分の複数の画像データとなる。そして、それらの複数の画像データは、図3に示す画像処理装置30において送受信部31で受信され、画像記憶部32に取り込まれる。ステップS2に次いで、ステップS3及びステップS5のそれぞれに進む。   Next, in step S2, the roller drive motor 11B of the rotating unit 11 is driven to rotate the rollers 11A and 11A at a constant speed, thereby rotating the cylinder 1 at a constant peripheral speed. The area of the cylindrical peripheral surface 1A that appears to be a striped pattern with the illumination of is picked up at a pitch speed corresponding to a predetermined circumferential resolution, and the image data is output to the image processing device 30. The image data at this time is a plurality of image data for one round or more than one round. The plurality of pieces of image data are received by the transmission / reception unit 31 in the image processing apparatus 30 shown in FIG. Following step S2, the process proceeds to step S3 and step S5.

なお、検査に要求されるレベルによっては、試料軸平行照明12A、12A、…、サイド照明12D、ラインレーザ投光器13A、13BをON、OFFさせるタイミングで撮像することにより、互いの干渉を無くした画像データとして得ることもできる。   Depending on the level required for the inspection, images with no mutual interference can be obtained by imaging at the timing when the sample axis parallel illumination 12A, 12A,..., The side illumination 12D, and the line laser projectors 13A, 13B are turned on and off. It can also be obtained as data.

また、一部の色を外観検査から外してもよい場合における円柱体1の円柱周面1Aの検査では、カメラ14にRGBカラーカメラを使用し、例えば、ステップS1で、Rカットフェルターを入れた照明部12を点灯して照明光とし、R色の(例えば、波長635nmの)ラインレーザ光La、Lbを投光し、ステップS2で、回転している円柱体1の円柱周面1Aをカメラ14によって規定のピッチで複数の画像を撮像する。なお、ここではR色の(例えば、波長635nmの)ラインレーザ投光をした装置を取り上げたが、被写体である円柱端面1Bが正常色、異常色となる実態に合わせて、GやRのラインレーザを使い、この色を照明光からカットするカットフェルターを用いることが好ましい。
そして、画像データをカメラ14から送受信部31を通して画像記憶部32に取り込む時には、前記単色波長のラインレーザ光La、Lbの画像を抽出できる色画像を分離して、ステップS5で画像処理部33のラインレーザ投光画像処理部33Bで使う画像データとして記憶する。また、ラインレーザ光La、Lbによる色画像を除いた画像データは、後述するステップS3で画像処理部33の画像再構成部33Aに使用されることになる。
これにより、1つのカメラ14で、外観検査の各種条件の複数の展開画像およびレーザ投光による表面位置の検査画像が同時に得ることができる。
Further, in the inspection of the cylindrical peripheral surface 1A of the cylindrical body 1 when some colors may be excluded from the appearance inspection, an RGB color camera is used as the camera 14, and, for example, an R-cut felter is inserted in step S1. The illumination unit 12 is turned on to provide illumination light, R-color (for example, wavelength 635 nm) line laser beams La and Lb are projected, and in step S2, the cylindrical peripheral surface 1A of the rotating cylindrical body 1 is captured by the camera. 14, a plurality of images are taken at a specified pitch. In this example, an apparatus that performs line laser projection of an R color (for example, a wavelength of 635 nm) is taken up. However, the G and R lines are matched to the actual condition that the cylindrical end surface 1B that is the subject is a normal color or an abnormal color. It is preferable to use a cut felt that uses a laser to cut this color from the illumination light.
When the image data is taken into the image storage unit 32 from the camera 14 through the transmission / reception unit 31, the color image from which the image of the monochromatic wavelength line laser light La, Lb can be extracted is separated, and the image processing unit 33 performs the step S5. Stored as image data used in the line laser projection image processing unit 33B. Further, the image data excluding the color image by the line laser beams La and Lb is used for the image reconstruction unit 33A of the image processing unit 33 in step S3 described later.
As a result, a single camera 14 can simultaneously obtain a plurality of developed images under various conditions of appearance inspection and a surface position inspection image by laser projection.

次に、ステップS3では、画像再構成部33Aにおいて、撮像して画像記憶部32に取り込まれた複数の画像データから、円柱体軸に対して照明および撮像角条件が同一となる画像データを再構成して照明および撮像角条件が異なる複数の展開画像データを生成する。この複数の展開画像再構成では、円柱体1の円柱面位置を同期化させる展開仮想画面配列に階層的に再構成して、円柱体1の円柱面位置が同期した照明および撮像角条件が異なる複数の展開画像データを生成する。
このステップS3では、ステップS2で画像データを画像記憶部32に取り込みながら、或いは円筒体1の一周分の画像データを画像記憶部32に取り込んだ後にまとめて行うこともできる。
Next, in step S3, the image reconstruction unit 33A reconstructs image data having the same illumination and imaging angle condition with respect to the cylinder axis from a plurality of image data captured and captured in the image storage unit 32. A plurality of developed image data having different illumination and imaging angle conditions is generated. In this plurality of reconstructed image reconstructions, the reconstructed virtual screen array that synchronizes the cylindrical surface positions of the cylindrical body 1 is hierarchically reconstructed, and the illumination and imaging angle conditions in which the cylindrical surface positions of the cylindrical body 1 are synchronized are different. A plurality of developed image data is generated.
In step S3, the image data can be collectively collected after the image data for one round of the cylindrical body 1 is taken into the image storage unit 32 while the image data is taken into the image storage unit 32 in step S2.

次いで、ステップS4では、異常検査部34の外観異常検査部34Aにおいて、ステップS3で得られた複数の展開画像データそれぞれから、条件情報記憶部35に記憶されている異常及び正常部の標準基準情報で解析し、円柱周面1Aの外観の異常及び正常部を抽出する(第1異常部情報E1の抽出)。   Next, in step S4, in the appearance abnormality inspection unit 34A of the abnormality inspection unit 34, the standard reference information of the abnormality and normal part stored in the condition information storage unit 35 from each of the plurality of developed image data obtained in step S3. To extract abnormalities and normal parts of the appearance of the cylindrical circumferential surface 1A (extraction of first abnormal part information E1).

一方、ステップS2に続くステップS5では、画像処理部33のラインレーザ投光画像処理部33Bにおいて、上述したステップS2で撮像した各画像データから各ラインレーザ投光器13A、13Bにより投光されたラインレーザ光La、Lbの投映ライン(ラインレーザ投光表面)を抽出してラインレーザ投光表面の位置を求め、展開仮想画面配列の相当位置に対応した展開表面位置とその位置の深さを計算して確定し、展開仮想画面配列の表面深さの階層にプロットする。展開仮想画面配列の表面反射光量階層に表面反射光量もプロットする。これらより、円柱面の立体情報を割り出し、表面深さの異常部を抽出すると共に、ラインレーザ光表面反射光量や円柱体1の外径データや円柱面の凸凹を求める(第2異常部情報E2の抽出)。
このとき、二本のラインレーザ光La、Lbで求めた円柱表面は二重に求め、各階層の相当位置にプロット記憶される。円柱表面の状態によっては片側あるいは両側の測定精度が悪化または欠落することがあるが、これら二重に求めた表面データを補完あるいは平均化して用いることで、より実用的な円柱表面形状測定ができる。
On the other hand, in step S5 following step S2, the line laser projected image processing unit 33B of the image processing unit 33 projects line lasers projected by the line laser projectors 13A and 13B from the image data captured in step S2 described above. The projection lines (line laser projection surface) of the light La and Lb are extracted to determine the position of the line laser projection surface, and the development surface position corresponding to the corresponding position of the development virtual screen array and the depth of the position are calculated. And plot it on the surface depth hierarchy of the expanded virtual screen array. The surface reflected light amount is also plotted in the surface reflected light amount hierarchy of the developed virtual screen array. From these, the three-dimensional information of the cylindrical surface is determined, the abnormal portion of the surface depth is extracted, and the line laser beam surface reflected light amount, the outer diameter data of the cylindrical body 1 and the irregularities of the cylindrical surface are obtained (second abnormal portion information E2). Extraction).
At this time, the cylindrical surface obtained by the two line laser beams La and Lb is obtained twice, and is plotted and stored at the corresponding position in each layer. Depending on the state of the cylinder surface, the measurement accuracy on one side or both sides may be deteriorated or missing, but more practical cylinder surface shape measurement can be performed by using these surface data obtained by double or averaging. .

また、照明光とラインレーザ光との多少の干渉が検査に影響する時は、これらの光をカメラの撮像に同期させて交互あるいは任意のパターンで点滅させながら撮像して検査することもできる。
また、ステップS5での表面深さを測定して円柱体1の円柱面位置を同期化させる展開仮想画面配列に階層的にプロットする処理も画像データを画像記憶部32に取り込みながら、あるいは、一周分の画像データを画像記憶部32に取り込んだ後にまとめて行うこともできる。
In addition, when some interference between the illumination light and the line laser light affects the inspection, the light can be imaged and inspected while blinking alternately or in an arbitrary pattern in synchronization with the imaging of the camera.
In addition, the process of measuring the surface depth in step S5 and hierarchically plotting it on a developed virtual screen array that synchronizes the cylindrical surface position of the cylindrical body 1 is also performed while taking the image data into the image storage unit 32 or taking one round. It is also possible to collect all image data after the image data is loaded into the image storage unit 32.

そして、ステップS6では、円柱体1の円柱面位置がマッチングされ階層的に展開仮想画面配列に入れられている複数の展開画像データより抽出した異常部(第1異常部情報E1)と、ラインレーザ光画像より抽出した異常部(第2異常部情報E2)とを重ね合わせて同じ円柱周面の位置に表示でき、これら複数の情報を総合的に補完評価することで、円柱体1の円柱面の状態をより正確に認識し、より正確な判定ができる第3異常部情報E3を得る。
例えば、共通する位置にある異常部を特定できるなど、それらの複数の階層の展開画像データの相関に基づいて、抽出された第1異常部情報E1および第2異常部情報E2を総合的に補完評価し、特異な異常部として抽出する(第3異常部情報E3の抽出)。
In step S6, an abnormal part (first abnormal part information E1) extracted from a plurality of developed image data in which the cylindrical surface position of the cylindrical body 1 is matched and hierarchically placed in the developed virtual screen array, and the line laser The abnormal part (second abnormal part information E2) extracted from the optical image can be superimposed and displayed at the same cylindrical circumferential surface position, and the plurality of pieces of information can be comprehensively evaluated to complement the cylindrical surface of the cylindrical body 1. The third abnormal portion information E3 that can be more accurately recognized and more accurately determined is obtained.
For example, the extracted first abnormal part information E1 and the second abnormal part information E2 are comprehensively complemented based on the correlation of the developed image data of the plurality of hierarchies, such as being able to identify an abnormal part at a common position. Evaluate and extract as a specific abnormal part (extraction of third abnormal part information E3).

図5は円柱体1の円柱面位置をマッチングして階層的に展開仮想画面配列に入れられた複数の各展開画像データより抽出した異常部(N1〜3)とラインレーザ光画像より抽出した異常部(N4)の複数の情報などを総合的に補完評価して得た異常部(N5)の層別展開仮想画面配列の絵の一例を示す図である。
図5に示す異常部の展開仮想画面配列の絵は、各条件の異なる展開画像およびラインレーザ光画像から抽出した異常部(N1〜4)と、これらの第1異常部情報E1と第2異常部情報E2から得られた第3異常部情報E3(N5)の異常部の例である。
なお、以下の説明では、各異常部は単に符号N1〜N5と略称する。
FIG. 5 shows an abnormal part (N1 to N3) extracted from a plurality of development image data and a line laser beam image extracted from a plurality of development image data hierarchically arranged in the development virtual screen array by matching the cylindrical surface positions of the cylinder 1 It is a figure which shows an example of the picture of the expansion | deployment virtual screen arrangement | sequence according to the layer of the abnormal part (N5) obtained by carrying out comprehensive evaluation of the some information of a part (N4).
The abnormal portion expanded virtual screen array illustrated in FIG. 5 includes the abnormal portions (N1 to N4) extracted from the developed images and the line laser light images having different conditions, and the first abnormal portion information E1 and the second abnormal portions. It is an example of the abnormal part of the 3rd abnormal part information E3 (N5) obtained from part information E2.
In the following description, each abnormal part is simply abbreviated as N1 to N5.

例えば、焼結研削円柱体の検査においては、N1は円柱体1の円柱面の片側からの明視野で斜角で撮られてる場所の展開画像から抽出した異常部、N2は円柱体1の中心軸上(カメラ14の光軸)で暗視野で撮られている場所の展開画像から抽出した異常部、N3は暗視野で片側からのサイド照明軸部が撮られている場所の展開画像から抽出した異常部、N4は左右のラインレーザ光画像から抽出した異常部、N5は第3異常部情報E3の異常部の絵である。なお、これら異常部は、多様な条件の展開画像を使える本方法の特徴を生かし、特徴的な欠陥のS/Nの良い所を表示している。また、N1、N3では円柱体1の中心をはさんだ片側の部位での展開画像からの検知異常部を示しているが、N5を求めるに当たっては、円柱体1の中心をはさんだ反対側、及び各周辺の展開画像からも異常部が抽出され、多くの違った条件の展開画像からのデータに基づき、N5が確定される。   For example, in the inspection of a sintered grinding cylinder, N1 is an abnormal part extracted from a developed image of a place taken at an oblique angle in a bright field from one side of the cylinder surface of the cylinder 1, and N2 is the center of the cylinder 1 Abnormal part extracted from the developed image of the place taken in the dark field on the axis (the optical axis of the camera 14), N3 is extracted from the developed image of the place where the side illumination shaft part from one side is taken in the dark field The abnormal part N4 is an abnormal part extracted from the left and right line laser light images, and N5 is a picture of the abnormal part of the third abnormal part information E3. It should be noted that these abnormal portions are displayed with good S / N ratios of characteristic defects by utilizing the features of the present method that can use developed images under various conditions. In addition, N1 and N3 indicate abnormal detection portions from the developed image at one side of the cylinder 1 across the center of the cylinder 1, but when determining N5, the opposite side across the center of the cylinder 1 and An abnormal part is also extracted from each of the developed images in the vicinity, and N5 is determined based on data from the developed images under many different conditions.

焼結研削円柱体にみられる欠けの様な欠陥K1では、N1で正反射がしない角度の欠けの壁が、N2、N3で暗視野で正反射を起こす欠けの一部のエッジと壁が検知され、N4では欠けの壁面の一部が検知抜けになり易い所が出やすいが左右のラインレーザ光の画像で補完し、必要に応じて第1異常部情報E1でフォローして、欠けの立体形状を検知できる。そして、N5では、第2異常部情報E2に基づいて必要に応じて第1異常部情報E1でフォローした第3異常部情報E3の異常部が欠け全体の絵となる。   In the defect K1, such as a chip observed in a sintered grinding cylinder, a chip wall with an angle that does not reflect regularly at N1 is detected, and some edges and walls of the chip that cause specular reflection in the dark field at N2 and N3 are detected. In N4, a part of the wall surface of the chip is likely to be missed, but it is supplemented with the images of the left and right line laser beams, followed by the first abnormal part information E1 as necessary, and the solid of the chip. The shape can be detected. In N5, the abnormal part of the third abnormal part information E3 followed by the first abnormal part information E1 as necessary based on the second abnormal part information E2 is a missing picture.

焼結研削円柱体に発生しやすい周方向傷や研削傷の様な欠陥K2では、N1やN2でS/Nが小さいが、N3の暗視野展開画像でS/Nよく検知され(ハンドリングでの軸方向擦れあとなどはN1やN2から離れた暗視野部でS/Nが上がる)、N4では、データに乱れが出やすいが、S/Nとしては良くない。そして、N5では、N3およびその周辺の暗視野展開画像からの第1異常部情報E1をメインとした第3異常部情報E3の異常部の絵となる。   In defects K2, such as circumferential scratches and grinding scratches that are likely to occur in sintered grinding cylinders, the S / N is small at N1 and N2, but it is detected with good S / N in the dark field developed image of N3 (in handling) (S / N increases in the dark field part away from N1 and N2 after rubbing in the axial direction, etc.), but N4 is likely to disturb data, but S / N is not good. And in N5, it becomes a picture of the abnormal part of the 3rd abnormal part information E3 which made the 1st abnormal part information E1 from N3 and its peripheral dark field expansion picture the main.

焼結研削円柱体に特有な未研削の様な欠陥K3では、N1の周辺の展開画像でS/Nがよく出やすく、N2,N3の様な暗視野のところの展開画像で欠陥K3の一部が検知され、N4では、凹みの程度次第であり、凹み深さの浅い箇所はS/Nはあまり期待できない。そして、N5では、明視野周辺での過剰反射と暗視野の一部反射による第1異常部情報E1をメインとした第3異常部情報E3の異常部の絵となる。   In an unground defect K3 unique to the sintered grinding cylinder, S / N is likely to appear well in the developed image around N1, and one of the defects K3 in the developed image in the dark field such as N2 and N3. The portion is detected, and in N4, depending on the degree of the dent, the S / N cannot be expected so much in a portion where the dent depth is shallow. In N5, a picture of the abnormal portion of the third abnormal portion information E3 mainly including the first abnormal portion information E1 due to excessive reflection around the bright field and partial reflection of the dark field is obtained.

焼結研削円柱体の金属介在物の様な欠陥K4では、両側からのN1の明視野の過剰反射部合成による第1異常部情報E1をメインとした第3異常部情報E3の異常部の絵となる。
焼結研削円柱体のピットの様な欠陥K5では、N1の明視野の反射不良による第1異常部情報E1をメインとした第3異常部情報E3の異常部の絵となる。
焼結研削円柱体の割れの様な欠陥K6では、割れの出来次第で、N1の周辺やN3の様な暗視野のところの展開画像で欠陥K6の一部が検知される。N4では、かなり大きくないとS/Nは期待できない。そして、N5では、暗視野を主とする検知異常部を合成統合した第1異常部情報E1をメインとした第3異常部情報E3の異常部の絵となる。
In a defect K4 such as a metal inclusion in a sintered grinding cylinder, a picture of an abnormal part of the third abnormal part information E3 mainly including the first abnormal part information E1 by the synthesis of the N1 bright-field excessive reflection from both sides. It becomes.
In the defect K5 such as a pit of the sintered grinding cylindrical body, a picture of the abnormal portion of the third abnormal portion information E3 mainly including the first abnormal portion information E1 due to N1 bright field reflection failure is obtained.
In the defect K6 such as a crack in the sintered grinding cylinder, a part of the defect K6 is detected in the developed image in the vicinity of N1 or in the dark field such as N3 depending on the occurrence of the crack. In N4, S / N cannot be expected unless it is very large. And in N5, it becomes a picture of the abnormal part of the 3rd abnormal part information E3 which made the main the 1st abnormal part information E1 which combined and integrated the detection abnormal part which mainly has a dark field.

次いで、ステップS7では、異常検査部34において抽出された第3異常部情報E3(および、同じ個所の展開仮想画面配列の層別データと)を予め設定された異常部の合否基準情報と比較評価して円柱体1の円柱周面1Aの不良部を確定し、合否を判定する。このときの合否判定は、判定部36において、条件情報記憶部35で設定された本外観検査に要求される判定条件に基づいて判定され、その判定結果は通信手段41を介して選別部91Aに出力され、同時にモニタ15へ不良部を明示した展開画像とともに表示できる。
また、検査後の円柱体1は、円柱体移動機構18で搬出搬送部19Bに送り、次のステージへ搬出し、このうち、不合格および保留と判定された円柱体1は、判定結果と同期して選別部91Aで選別されて搬送部外に排出される。
また、各条件のデータから総合されて評価された各円柱体の異常部のデータは、蓄積されて解析され、製造ラインにフェードバックされる。
Next, in step S7, the third abnormal part information E3 (and the layered data of the expanded virtual screen array at the same location) extracted in the abnormality inspection part 34 is compared with the pass / fail criterion information of the abnormal part set in advance. Then, the defective portion of the cylindrical peripheral surface 1A of the cylindrical body 1 is determined, and pass / fail is determined. The pass / fail determination at this time is determined by the determination unit 36 based on the determination conditions required for the appearance inspection set in the condition information storage unit 35, and the determination result is sent to the selection unit 91 </ b> A via the communication unit 41. At the same time, it can be displayed on the monitor 15 together with a developed image that clearly shows the defective part.
Moreover, the cylindrical body 1 after the inspection is sent to the carry-out conveyance unit 19B by the cylindrical body moving mechanism 18 and is carried out to the next stage. Among these, the cylindrical body 1 determined to be rejected and held is synchronized with the determination result. Then, it is sorted by the sorting unit 91A and discharged out of the transport unit.
In addition, the data of the abnormal portion of each cylindrical body evaluated from the data of each condition is accumulated, analyzed, and faded back to the production line.

上述した本第一の実施の形態による外観検査装置及び外観検査方法では、カメラ14で撮像した複数の画像データから照明および撮像角条件の異なる所の展開画像データとして位置を同期させて層別に展開仮想画面配列に展開し、円柱体1の円柱周面1Aにおける外観の異常部を条件の違った複数の展開画像から総合的に異常部を抽出すると共に、ラインレーザ光La、Lbが照射された円柱体1を撮像した画像データからラインレーザ光La、Lbが投光された円柱周面1Aの位置と深さを割り出して、展開仮想画面配列の仮想円柱面の階層にプロットし、表面深さの異常部を抽出し、さらに抽出された外観及び表面深さの異常部および展開仮想画面配列に各種条件で層別に入れられたデータを総合的に評価して円柱体1の合否を判定することができる。このように多数の条件に基づいて異常部を検出でき、また、これらを多数の違った条件の層別仮想展開データとして総合的に異常部を抽出補完判定することから、より目視検査に近い外観検査が行える。
しかも、これらの検査を1つのカメラ14の簡単な装置構造をなす円柱周面検査装置10で実施でき、検査員の目視外観検査に近い検査を自動装置化させることができる。
In the appearance inspection apparatus and the appearance inspection method according to the first embodiment described above, the positions are synchronized from the plurality of image data picked up by the camera 14 as the developed image data in the places where the illumination and the imaging angle conditions are different, and are developed in each layer. In the virtual screen arrangement, the abnormal portion of the appearance on the cylindrical peripheral surface 1A of the cylindrical body 1 is comprehensively extracted from a plurality of developed images under different conditions, and the line laser beams La and Lb are irradiated. The position and depth of the cylindrical peripheral surface 1A on which the line laser beams La and Lb are projected are calculated from the image data obtained by imaging the cylindrical body 1, and plotted on the virtual cylindrical surface hierarchy of the developed virtual screen arrangement, and the surface depth In addition, the cylindrical portion 1 is judged to be acceptable by comprehensively evaluating the extracted abnormal portions of the appearance and surface depth and the data put into the developed virtual screen array for each layer under various conditions. Door can be. In this way, abnormal parts can be detected based on a large number of conditions, and these are extracted and complemented as a comprehensive virtual development data according to a number of different conditions. Can be inspected.
Moreover, these inspections can be performed by the cylindrical peripheral surface inspection device 10 having a simple device structure of one camera 14, and an inspection close to the visual appearance inspection of the inspector can be automated.

次に、本発明の第二の実施の形態について、図6乃至図9に基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図6は第二の実施の形態による円柱端面検査装置の平面図、図7は図6に示す円柱端面検査装置のC−C線断面図、図8は円柱端面検査装置による外観検査方法の処理の流れを示したフローチャート、図9(a)〜(i)は検査時における円柱体の移動状態を示す図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 9, and the same reference numerals are used for members and parts that are the same as or similar to those of the first embodiment described above. A description is omitted, and a configuration different from the first embodiment will be described.
6 is a plan view of the cylindrical end surface inspection device according to the second embodiment, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of the cylindrical end surface inspection device shown in FIG. 6, and FIG. FIGS. 9A to 9I are flowcharts showing the flow of the cylinder, and are views showing the moving state of the cylindrical body at the time of inspection.

図6及び図7に示すように、第二の実施の形態による外観検査装置は、円柱体1の両円柱端面1B、1Bを検査するための円柱端面検査装置20である。この円柱端面検査装置20は、搬送部21を挟んだ両側に搬送方向に互いにずらした位置に設けられている(後述する図10参照)。つまり、搬送部21を挟んで反対側にも同一の円柱端面検査装置20が線対称に配設されている。なお、図6及び図7は一方の円柱端面検査装置20を示した図であり、以下の説明では、その一方の円柱端面検査装置20の構成と検査方法について説明するものとする。   As shown in FIGS. 6 and 7, the appearance inspection apparatus according to the second embodiment is a cylindrical end face inspection apparatus 20 for inspecting both cylindrical end faces 1 </ b> B and 1 </ b> B of a cylindrical body 1. The cylindrical end surface inspection device 20 is provided on both sides of the conveyance unit 21 at positions shifted from each other in the conveyance direction (see FIG. 10 described later). In other words, the same cylindrical end surface inspection device 20 is arranged in line symmetry on the opposite side of the conveyance unit 21. 6 and 7 are diagrams showing one cylindrical end surface inspection device 20, and in the following description, the configuration and the inspection method of the one cylindrical end surface inspection device 20 will be described.

円柱端面検査装置20は、円柱体1を水平方向に移動させる搬送部21と、円柱体1の円柱端面1Bを照射する照明部22と、円柱端面1Bに所定の角度をもってラインレーザ光を投光するラインレーザ投光器23A、23B(23)と、移動する円柱体1の円柱端面1Bを撮像する二次元撮像素子のカメラ24と、カメラ24から出力される画像データを処理して異常部を抽出する画像処理装置30とから概略構成されている。
搬送部21は、円柱体1を、その円柱端面1Bの平面がカメラ24の撮影中心軸LOに直交する方向に向けられた状態で、カメラ24の撮影中心軸LOに対して直交する水平方向に移動させるものである。
The cylindrical end surface inspection apparatus 20 projects a line laser beam with a predetermined angle to the transport unit 21 that moves the cylindrical body 1 in the horizontal direction, the illumination unit 22 that irradiates the cylindrical end surface 1B of the cylindrical body 1, and the cylindrical end surface 1B. Line laser projectors 23A and 23B (23), a camera 24 of a two-dimensional image sensor that images the cylindrical end surface 1B of the moving cylindrical body 1, and an image data output from the camera 24 is processed to extract abnormal portions. The image processing apparatus 30 is schematically configured.
Conveying section 21, the cylindrical body 1, perpendicular in the state in which the plane of the cylindrical end face 1B is directed in a direction orthogonal to the photographing center axis L O of the camera 24 for imaging the central axis L O of the camera 24 horizontal Move in the direction.

カメラ24は、撮像レンズ24Aと二次元撮像素子24Bとを装着しており、円柱体1の円柱端面1Bに対向して配置され、二次元撮像素子24Bの面が円柱体軸に直交する方向となるように配設されている。ここで、円柱体1の位置において、カメラ24の撮影中心軸LOが円柱体1の円柱体軸と一致するときの位置を中心位置P0として以下説明する。 The camera 24 is equipped with an imaging lens 24A and a two-dimensional imaging device 24B, is disposed to face the cylindrical end surface 1B of the cylindrical body 1, and the surface of the two-dimensional imaging device 24B is perpendicular to the cylindrical body axis. It is arranged to become. Here, in the position of the cylinder 1, the position when the imaging center axis L O of the camera 24 coincides with the cylinder axis of the cylinder 1 will be described as the center position P0.

図7に示すように、円柱端面1Bの照明部22は、光源部220と凸型レンズ221が上下に一列状に配置されている。そして、光源部220と凸型レンズ221とはレンズフード体223によって囲われた状態となっている。さらに、これら光源の下方には、ハーフミラー箱224が設けられている。そして、ハーフミラー箱224の内部には、光源部220から照射される光線の光軸に対して45度に傾斜したハーフミラー224Aが収納されている。 このハーフミラー224Aは、光源部220から照射された光線を、搬送部21を移動する円柱体1の円柱端面1Bに向けて反射させるものである。そして、光源部220から照射された光線は、凸型レンズ221によって集束させられ、ラインレーザ光の色と混じらないようにする(R)カットフェルター222を通し、適度な照明光となり、ハーフミラー224Aで反射して照明光Dとなり、円柱体1の円柱端面1Bの正常面を照明し、円柱端面1Bが明瞭に撮像できる照明となる。   As shown in FIG. 7, in the illumination part 22 of the cylindrical end face 1B, the light source part 220 and the convex lens 221 are arranged in a line in the vertical direction. The light source unit 220 and the convex lens 221 are surrounded by the lens hood body 223. Further, a half mirror box 224 is provided below these light sources. In the half mirror box 224, a half mirror 224A inclined at 45 degrees with respect to the optical axis of the light beam emitted from the light source unit 220 is housed. The half mirror 224 </ b> A reflects the light emitted from the light source unit 220 toward the cylindrical end surface 1 </ b> B of the cylindrical body 1 that moves in the transport unit 21. Then, the light beam emitted from the light source unit 220 is focused by the convex lens 221 and passes through the (R) cut felter 222 so as not to be mixed with the color of the line laser beam. The illumination light D is reflected, and the normal surface of the cylindrical end surface 1B of the cylindrical body 1 is illuminated, so that the cylindrical end surface 1B can be clearly imaged.

図6に示すように、ラインレーザ投光器23A、23Bは、カメラ24の撮影中心軸LOを挟んで両側(図6の上下方向)に配置されている。そして、各ラインレーザ投光器23A、23Bから投光されるラインレーザ光La、Lbは、直線状をなしていて、中心位置P0に位置する円柱体1の円柱端面1Bの中心付近に二本の並行ラインとして投映されるように設置されている。つまり、ラインレーザ光La、Lbの光軸は、カメラ24の撮影中心軸LOに対して所定の角度をなすように位置している。
そして、ラインレーザ光La、Lbは、円柱体1の円柱端面1Bに投光され、その円柱端面1Bに投映ライン、すなわちラインレーザ光La、Lbが投光された円柱端面1B(以下、ラインレーザ投光表面という)を形成する。このラインレーザ投光表面がカメラ24で撮影されて画像データとして取り込まれることになる。
As shown in FIG. 6, the line laser projectors 23 </ b> A and 23 </ b> B are arranged on both sides (vertical direction in FIG. 6) with the imaging center axis L O of the camera 24 interposed therebetween. The line laser beams La and Lb projected from the line laser projectors 23A and 23B are linear, and two parallel laser beams are provided near the center of the columnar end surface 1B of the columnar body 1 located at the center position P0. It is installed to be projected as a line. That is, the optical axes of the line laser beams La and Lb are positioned so as to form a predetermined angle with respect to the photographing center axis L O of the camera 24.
The line laser beams La and Lb are projected onto the cylindrical end surface 1B of the cylindrical body 1, and a projection line, that is, a cylindrical end surface 1B (hereinafter referred to as a line laser) on which the line laser beams La and Lb are projected onto the cylindrical end surface 1B. A light emitting surface). This line laser projection surface is photographed by the camera 24 and captured as image data.

また、画像処理装置30の具体的な構成、すなわち、送受信部31と、画像記憶部32と、画像処理部33と、異常検査部34と、条件情報記憶部35と、判定部36との構成については、第一の実施の形態の画像処理装置30(図3参照)と同様の構成であるため詳しい説明は省略し、画像処理装置30に関しては図3を用いて説明する。   The specific configuration of the image processing apparatus 30, that is, the configuration of the transmission / reception unit 31, the image storage unit 32, the image processing unit 33, the abnormality inspection unit 34, the condition information storage unit 35, and the determination unit 36. Since the configuration is the same as that of the image processing apparatus 30 (see FIG. 3) of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted, and the image processing apparatus 30 will be described with reference to FIG.

次に、上記のように構成された第二の実施の形態による円柱端面検査装置20を用いて、円柱体1の円柱端面1Bを検査する外観検査方法について、図面に基づいて説明する。
図6乃至図9に示すように、カメラ24にRGBカラーカメラを使い、先ず、ステップS11で、Rカットフェルター222を入れた照明部22を点灯して照明光Dとし、R色の(たとえば波長635nmの)ラインレーザ投光器23A、23BもONとして投光する。
Next, an appearance inspection method for inspecting the cylindrical end surface 1B of the cylindrical body 1 using the cylindrical end surface inspection apparatus 20 according to the second embodiment configured as described above will be described based on the drawings.
As shown in FIGS. 6 to 9, an RGB color camera is used as the camera 24. First, in step S11, the illumination unit 22 including the R-cut felter 222 is turned on as illumination light D, and an R color (for example, wavelength) is used. The line laser projectors 23A and 23B (635 nm) are also turned on.

次に、ステップS12で、図6のように定速で安定して連続して流れる円柱体1の円柱端面1Bをカメラ24によって規定のピッチで複数の画像を撮像する。なお、ここでは、R色のラインレーザ投光をした装置を取り上げたが、被写体である円柱端面1Bが正常色、異常色となる実態に合わせて、GやRまたは特定単波長のラインレーザを使い、この色を照明光からカットするカットフェルターを用いることになる。
そして、ステップS12で撮像した複数の画像データは、図3に示す画像処理装置30へ順次出力される。そして、これら複数の画像データは、ステップS13で送受信部31によって画像記憶部32に順次取り込まれる。
Next, in step S12, a plurality of images are taken at a prescribed pitch by the camera 24 on the cylindrical end surface 1B of the cylindrical body 1 that flows stably and continuously at a constant speed as shown in FIG. In this example, an apparatus that emits a line laser of R color is taken up. However, G, R, or a specific single wavelength line laser is used in accordance with the actual condition that the cylindrical end surface 1B that is the subject is a normal color or an abnormal color. A cut felter that cuts this color from the illumination light is used.
Then, the plurality of image data captured in step S12 are sequentially output to the image processing apparatus 30 shown in FIG. The plurality of image data are sequentially taken into the image storage unit 32 by the transmission / reception unit 31 in step S13.

ここで、中心位置P0で撮像された画像は、円柱端面1Bの正常面では照明が正反射して、その端面全域に均一の明るさで撮像される。円柱端面1Bに反射率の違った異常部がある場合にはその異常部が正常部と違った明るさで映る。また、撮像位置P1及び撮像位置P2で撮像された画像は、それぞれ中心位置P0の画像とは搬送前後方向にズレた異なる撮像角の画像となる。   Here, the image captured at the center position P0 is regularly reflected on the normal surface of the cylindrical end surface 1B, and is captured with uniform brightness over the entire end surface. When there is an abnormal part with a different reflectance on the cylindrical end surface 1B, the abnormal part is reflected with a brightness different from that of the normal part. In addition, the images captured at the imaging position P1 and the imaging position P2 are images with different imaging angles that are shifted from the image at the center position P0 in the front-rear direction of conveyance.

ステップS14では、順次取り込まれた画像のうち、中心位置P0で撮像された画像を含む、予め定められていた位置で撮像された画像と、この画像のGとBの(R以外の)画像データを、画像再構成部33Aで、中心位置P0で撮像された画像位置をベースにした端面仮想画面階層配列に、被写体である円柱体1の円柱端面1Bの相対位置を補正して層別にマッピングする。
例えば、0層は中心位置P0(図9(e))の画像を、そして、1層は図9(f)、2層は図9(g)、3層は図9(d)、4層は図9(c)の円柱端面1Bの相対位置を補正して各層に各画像の画像データをマッピングしたものとなる。これらの層の画像は円柱端面1Bの位置とそのまま重なるものとなる。これらは、円柱端面1Bを検査員が直角方向から見た円柱端面、少し右から見た円柱端面、右から見た円柱端面、少し左から見た円柱端面、左から見た円柱端面に相当する視覚効果をもったものに相当する画像である。このとき、GとBの(R以外の)画像からの画像データはラインレーザ光の影響を受けないものとなる。
In step S14, among the sequentially captured images, an image captured at a predetermined position including an image captured at the center position P0, and G and B (other than R) image data of this image In the image reconstruction unit 33A, the relative position of the columnar end surface 1B of the columnar body 1 that is the subject is corrected and mapped to each layer on the end surface virtual screen hierarchical array based on the image position captured at the center position P0. .
For example, the 0th layer is an image at the center position P0 (FIG. 9 (e)), the 1st layer is FIG. 9 (f), the 2nd layer is FIG. 9 (g), the 3rd layer is FIG. 9 is obtained by correcting the relative position of the cylindrical end face 1B of FIG. 9C and mapping the image data of each image on each layer. The images of these layers overlap with the position of the cylinder end surface 1B as it is. These correspond to the cylindrical end surface of the cylindrical end surface 1B viewed from a right angle, the cylindrical end surface viewed slightly from the right, the cylindrical end surface viewed from the right, the cylindrical end surface viewed from the left slightly, and the cylindrical end surface viewed from the left. This is an image corresponding to a visual effect. At this time, the image data from the G and B (other than R) images are not affected by the line laser beam.

さらに、ステップS14では、外観異常検査部34A(図3参照)において、中心位置P0における撮像画像から、条件情報記憶部35に予め記憶させてある正常部の標準基準情報などの条件で円柱端面1Bの外観の異常部を抽出する。
また、撮像角の違う撮像位置P1、P2における円柱端面1Bの画像とも端面仮想画面階層配列に相対位置を補正して層別にマッピングされており、異常検査部34において条件情報記憶部35に予め記憶させてある撮像位置P1及びP2の正常部の標準基準情報などの条件で、撮像位置P1及びP2の視差や明るさ等の違った画像情報も加味し、円柱端面1Bの外観の異常部を総合的により正確に抽出する(第1外観異常情報F1)。
Further, in step S14, the cylindrical end surface 1B is subjected to conditions such as the standard reference information of the normal part previously stored in the condition information storage unit 35 from the captured image at the center position P0 in the appearance abnormality inspection unit 34A (see FIG. 3). Extract the abnormal part of the appearance.
In addition, the images of the cylindrical end face 1B at the imaging positions P1 and P2 having different imaging angles are mapped to the end face virtual screen hierarchical arrangement by correcting the relative positions, and stored in advance in the condition information storage unit 35 in the abnormality inspection unit 34. Under the conditions such as the standard reference information of the normal portions of the imaging positions P1 and P2 that have been taken into account, image information different in parallax, brightness, etc. of the imaging positions P1 and P2 is also taken into account, and the abnormal portion of the appearance of the cylindrical end surface 1B is integrated Extract more accurately (first appearance abnormality information F1).

次に、ステップS15では、画像記憶部32に取り込まれた円柱端面1Bのカメラ24で撮られた順次画像から、円柱端面1Bに投光されたラインレーザ光が映る可能性のある領域からラインレーザ光の色(例えばRの)画像とラインレーザ光の色がない(例えばGBの)画像データを分ける。   Next, in step S15, the line laser is extracted from an area where the line laser light projected onto the cylindrical end surface 1B may be reflected from the sequential images taken by the camera 24 of the cylindrical end surface 1B captured in the image storage unit 32. Separate the light color (for example, R) image data from the line laser beam colorless (for example, GB) image data.

そして、ステップS16では、ラインレーザ光が映っていない画像データから、画像再構成部33Aで、X1からXnの数か所の撮像垂直角の一定の画素を端面仮想画面階層配列に、中心位置P0における撮像画像とマッチングするように階層的にマッピングすることで、円柱端面1Bの表面外観を複数の違った角度から見た様な画像を再構成し、検査員が円柱体1をピンセットで持って円柱端面を傾けながら円柱端面を観察する(違った角度からの)外観検査に対応する様な複数の画像データを得る。
また、選択する撮像垂直角の所をラインレーザ光が映る部分を外せば、色カットフェルターを用いずに、ラインレーザ投光検査と外観検査も同時に行うことも可能となる。
In step S16, from the image data in which the line laser beam is not reflected, the image reconstructing unit 33A causes the constant pixels of the imaging vertical angles of X1 to Xn to be arranged in the end face virtual screen hierarchical array at the center position P0. By mapping hierarchically so as to match the captured image at, the image of the surface appearance of the cylinder end face 1B is reconstructed from a plurality of different angles, and the inspector holds the cylinder 1 with tweezers. A plurality of image data corresponding to an appearance inspection (from different angles) is obtained by observing the cylinder end face while tilting the cylinder end face.
Further, if the portion where the line laser beam is reflected is removed from the selected imaging vertical angle, the line laser projection inspection and the appearance inspection can be simultaneously performed without using the color cut felter.

外観異常検査部34A(図3参照)において、複数の違った角度の再構成画像から、条件情報記憶部35に予め記憶させてある該当する異常部抽出条件で円柱端面1Bの外観の異常部を抽出する。複数の違った角度の再構成画像の視差や明るさ等の違った画像情報も加味し、円柱端面1Bの外観の異常部を総合的により正確に抽出する(第2外観異常情報F2)。   In the appearance abnormality inspection unit 34A (see FIG. 3), an abnormal portion of the appearance of the cylindrical end surface 1B is extracted from a plurality of reconstructed images at different angles under the corresponding abnormal part extraction conditions stored in advance in the condition information storage unit 35. Extract. In consideration of different image information such as parallax and brightness of reconstructed images at different angles, the abnormal portion of the appearance of the cylindrical end surface 1B is extracted more accurately and comprehensively (second appearance abnormality information F2).

次に、ステップS17では、図3に示すラインレーザ投光画像処理部33B及び表面深さ異常検査部34Bにおいて、カメラ24によって撮像された画像データ(ここでは、ステップS12で撮像してステップS15で端面1Bに投光されたラインレーザ光が映っている色(例えばRの)画像を分離した画像データ)から、映っているラインレーザ光投映位置を検知し、円柱端面1Bのラインレーザ投光表面の立体情報を割り出し、中心位置P0の画像にマッチングする当該端面仮想画面階層配列にマッピングする。さらに、この画像のレーザライン光の明るさを端面仮想画面階層配列にマッピングしてレーザ拡散光画像F4をも生成する。
これら円柱端面1B全面のデータから、条件情報記録部35の円柱端面1Bの基準立体表面を参照し、表面深さの異常部を抽出(表面深さ異常情報F3の抽出)し、端面仮想画面階層配列にマッピングする。
Next, in step S17, in the line laser projection image processing unit 33B and the surface depth abnormality inspection unit 34B shown in FIG. 3, image data captured by the camera 24 (here, imaged in step S12 and in step S15). The projected line laser light projection position is detected from the color (for example, image data obtained by separating the image of the line laser light projected on the end face 1B) (R), and the line laser projected surface of the cylindrical end face 1B is detected. The three-dimensional information is determined and mapped to the end face virtual screen hierarchy array that matches the image at the center position P0. Further, the brightness of the laser line light of this image is mapped to the end face virtual screen hierarchical arrangement to generate a laser diffused light image F4.
From the data of the entire cylindrical end surface 1B, the reference solid surface of the cylindrical end surface 1B of the condition information recording unit 35 is referred to extract an abnormal portion of the surface depth (extraction of the surface depth abnormal information F3), and the end surface virtual screen hierarchy Map to an array.

次に、ステップS18では、図3に示す異常検査部34において、抽出された上記各情報(F1〜F4)はそれぞれ端面仮想画面階層配列に位置同期で階層的にマッピングされている。階層的にマッピングされている複数の端面仮想画面階層配列を条件情報記録部35の特性ロジックで総合的に補完評価し、特異な異常部を抽出する(特異異常情報F5の抽出)。
例えば、焼結研削円柱体端面にみられる深さのある欠けの様な欠陥では、正反射が少ない角度の欠けの剥離面が、第1外観異常情報F1と第2外観異常情報F2で検知されるが、一部で正常面と見分けにくい所が出てくることがある。表面深さ異常情報F3では、両方向からのラインレーザ光の投映面を使うことにより、欠けの立体形状が計測でき、欠けの大きさや体積等でも評価判定ができる。大量生産の焼結研削円柱体に発生しやすい端面擦り跡や焼結剥離跡では、第1外観異常情報F1と第2外観異常情報F2での異常部抽出データに、表面深さ異常情報F3での表面計測データを加味して、検査員並みのレベルで判定する。表面の変色については、第1外観異常情報F1と第2外観異常情報F2のデータから総合的に評価し、特異異常情報F5とし、判定する。付着物については、表面深さ異常情報F3の表面異常と第1外観異常情報F1と第2外観異常情報F2のデータを加味し、総合的に評価し、異常部を特異異常情報F5とし、判定する。
Next, in step S18, each of the extracted information (F1 to F4) is hierarchically mapped to the end face virtual screen hierarchy array in position synchronization in the abnormality inspection unit 34 shown in FIG. A plurality of end face virtual screen hierarchies that are hierarchically mapped are comprehensively evaluated with the characteristic logic of the condition information recording unit 35, and a peculiar abnormal part is extracted (extraction of peculiar abnormality information F5).
For example, in a defect such as a chip with a depth found on the end surface of a sintered ground cylindrical body, a chipped peeling surface having a small regular reflection is detected by the first appearance abnormality information F1 and the second appearance abnormality information F2. However, some areas may be difficult to distinguish from the normal surface. In the surface depth abnormality information F3, by using the projection surface of the line laser light from both directions, the three-dimensional shape of the chip can be measured, and the evaluation can be evaluated by the size and volume of the chip. For end face rubbing traces and sintered delamination traces that are likely to occur in mass-produced sintered grinding cylinders, surface depth abnormality information F3 is used as abnormal part extraction data in first appearance abnormality information F1 and second appearance abnormality information F2. Taking into account the surface measurement data, it is judged at the same level as an inspector. The discoloration of the surface is comprehensively evaluated from the data of the first appearance abnormality information F1 and the second appearance abnormality information F2, and is determined as specific abnormality information F5. For the attached matter, the surface abnormality of the surface depth abnormality information F3, the first appearance abnormality information F1 and the second appearance abnormality information F2 are considered and evaluated comprehensively, and the abnormal part is determined as the specific abnormality information F5. To do.

続いて、ステップS19では、判定部36において、抽出された特異異常情報F5を予め設定された異常部の合否基準情報と比較して評価し、円柱体1の円柱端面1Bの合否を判定することにより、円柱体1の不良部を確定し、合否及び保留を判定する。
そして、検査後の円柱体1は、第一の実施の形態と同様に、良品として合格判定された円柱体1は搬送部21で合格品ストック部60へ搬出し、不合格および保留と判定された円柱体1は判定結果と同期して選別部91Bで選別されて搬送部21外に排出する。
Subsequently, in step S19, the determination unit 36 evaluates the extracted abnormal abnormality information F5 by comparing it with the pass / fail criterion information of the abnormal part set in advance, and determines the pass / fail of the cylindrical end face 1B of the cylindrical body 1. Thus, the defective portion of the cylindrical body 1 is determined, and pass / fail and hold are determined.
And the cylindrical body 1 after the inspection is carried out to the acceptable product stock section 60 by the transport unit 21 and is determined to be rejected and suspended, as in the first embodiment. The cylindrical body 1 is sorted by the sorting unit 91 </ b> B in synchronization with the determination result and discharged out of the transport unit 21.

このように、本第二の実施の形態による円柱端面検査装置20の外観検査方法では、円柱体1を搬送部21で搬送しながら静止させることなく外観検査行うことができ、第一の実施の形態と同様に簡単な装置構造で、多数の条件にて外観及び表面深さの異常部等を抽出し、それらを評価して検査できることから検査員による目視検査に近いレベルの検査を行うことができる。   As described above, in the appearance inspection method of the cylindrical end surface inspection apparatus 20 according to the second embodiment, the appearance inspection can be performed without stopping the cylindrical body 1 while being transported by the transport unit 21, As with the configuration, it is possible to conduct inspections at a level close to visual inspection by an inspector because it is possible to extract abnormal parts of the appearance and surface depth under a number of conditions, evaluate them, and inspect them under a number of conditions. it can.

以上、本発明による外観検査装置、外観検査方法、画像処理方法及びこれを利用した外観検査装置の第一及び第二の実施の形態について説明したが、本発明は上記の第一及び第二の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、照明部12、22、ラインレーザ投光器13、23の構成、設置数は任意に定めることができる。つまり、第一及び第二の実施の形態ではラインレーザ投光器を二台使用しているが、三台以上のラインレーザ投光器を使用してもよい。要は、第一及び第二の実施の形態は、標準的な構成であり、照明の大きさ、配置個所、間隔等は円柱体1の円柱体のサイズ、曲率、正常周面の状態や検出すべき欠陥の必要分解能等に応じて調整すればよいのである。
As described above, the first and second embodiments of the appearance inspection apparatus, the appearance inspection method, the image processing method, and the appearance inspection apparatus using the same according to the present invention have been described. The present invention is not limited to the embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the scope of the invention.
For example, the configurations and the number of installations of the illumination units 12 and 22 and the line laser projectors 13 and 23 can be arbitrarily determined. That is, two line laser projectors are used in the first and second embodiments, but three or more line laser projectors may be used. In short, the first and second embodiments are standard configurations, and the size, arrangement location, spacing, etc. of the illumination are the size, curvature, normal peripheral surface state and detection of the cylindrical body 1 It may be adjusted according to the required resolution of the defect to be performed.

また、第一の実施の形態において、照明部12とラインレーザ投光器13を同時に照射させた画像を撮像せずに、別々の画像を処理するようにして、さらに高精度な検査を行うようにしてもよい。つまり、上述した明視野から暗視野の展開画像が得られる縞模様のできる状態の照明で円柱体1を1回転させた画像をカメラ14で撮像する。さらに、2回転目でラインレーザ投光器13A、13Bによりラインレーザ光La、Lbを投光した画像をカメラ14で撮像し、複数画像から必要な場所の画素を取り出して再構成することで、複数の展開画像データを得ることで外観異常部などを抽出してもかまわない。   In the first embodiment, a separate image is processed without taking an image irradiated with the illumination unit 12 and the line laser projector 13 at the same time, so that a more accurate inspection is performed. Also good. That is, the camera 14 captures an image obtained by rotating the cylindrical body 1 once with illumination in a striped pattern from which a dark field developed image can be obtained from the bright field described above. Furthermore, by capturing the images of the line laser projectors La and Lb projected by the line laser projectors 13A and 13B at the second rotation with the camera 14, and extracting and reconstructing pixels at necessary locations from the plurality of images, An abnormal appearance portion may be extracted by obtaining the developed image data.

また、図2では、円柱体1の5個の周面を同時に撮像して検査している。通常の撮像レンズ14Aを使うと、真中の円柱体1に比べて外側の円柱体1は軸方向に撮像角がつくため、真中の円柱体1より撮像角がついた画像となる。このために、真中の円柱体1の検査画像と外側の円柱体1の画像が同じにはならない。
そして、円柱体1の位置による違いが現実的に許容できないほど厳しい要求に対処するためには、同時に撮る個数を許容できる個数(最小1個)まで減らすようにする。或いは、撮像レンズ14Aにテリセントリック系のレンズを用いる。または、撮像レンズ14Aと円柱体1との間に、円柱体1の軸に平行に変形シリンドリカルレンズを入れて、真中の円柱体1に比べて外側の円柱体1も軸方向の撮像角が同じ様な画像が得られるようにする、または放物面鏡のテレセントリック光学系を使うことでも対処ができる。また、サイド照明12Dを平行光照明にする。但し、装置化が複雑で大型になる等のデメリットもでるので、現実的に許容できる範囲でシンプルな構成とすることが望ましい。
Moreover, in FIG. 2, five peripheral surfaces of the cylindrical body 1 are simultaneously imaged and inspected. When the normal imaging lens 14 </ b> A is used, the outer cylindrical body 1 has an imaging angle in the axial direction as compared with the middle cylindrical body 1, so that an image with an imaging angle is obtained from the middle cylindrical body 1. For this reason, the inspection image of the middle cylinder 1 and the image of the outer cylinder 1 are not the same.
In order to cope with such a severe requirement that the difference due to the position of the cylindrical body 1 is not practically acceptable, the number of images taken simultaneously is reduced to an allowable number (minimum of 1). Alternatively, a tericentric lens is used for the imaging lens 14A. Alternatively, a deformed cylindrical lens is inserted between the imaging lens 14 </ b> A and the cylindrical body 1 in parallel to the axis of the cylindrical body 1, and the outer cylindrical body 1 has the same imaging angle in the axial direction as compared with the central cylindrical body 1. It is possible to cope with such a problem by using a telecentric optical system of a parabolic mirror. Moreover, the side illumination 12D is made into parallel light illumination. However, since there are disadvantages such as complicated and large equipment, it is desirable to have a simple configuration within a practically allowable range.

また、本発明に係る円柱周面外観検査装置では、前項の照明とラインレーザ光の投光が同時に行われた画像から、上記の外観検査異常及び表面深さ異常検査を行うが、同一の画像で行うとそれらの位置関係が確定しやすく、表面の位置のマッチングが精度良く高速で行うことができ、検査時間も短くできる。このときはラインレーザ光の投光位置が照明の暗視野位置になるようにするのが好ましい。
但し、時間より検査精度を重視する場合は、照射して一周撮像した後に、照明を消してラインレーザ光を投光してもう一周撮像し、この一周目の画像と二周目の画像とのズレを表面の特徴点のズレ検知を行い、ズレ分を補正した一周目と二周目のペレット表面位置データから前項の総合的判定を行うこともできる。
Further, in the cylindrical peripheral surface appearance inspection apparatus according to the present invention, the above-described appearance inspection abnormality and surface depth abnormality inspection are performed from the image in which the illumination of the previous item and the projection of the line laser beam are performed at the same time. If this is done, the positional relationship between them can be easily determined, the surface position can be matched with high accuracy and at high speed, and the inspection time can be shortened. In this case, it is preferable that the projection position of the line laser beam is a dark field position of illumination.
However, if the inspection accuracy is more important than the time, after irradiating and taking a round image, the illumination is turned off and the line laser light is projected to take another round image, and the first and second round images are taken. It is also possible to detect the deviation of the feature points on the surface and perform the comprehensive determination of the previous item from the pellet surface position data of the first and second rounds corrected for the deviation.

さらに、本第一の実施の形態では円柱周面検査装置10、第二の実施の形態では円柱端面検査装置20を外観検査装置としているが、これらに限定されることはなく、例えば円柱周面検査装置10と円柱端面検査装置20とを組み合わせ、円柱体の円柱周面と円柱端面の両者を検査可能とした外観検査装置40(図10参照)を採用してもよい。ここで、図10における符号50は円柱体1の方向転換部、符号60は外観検査で合格判定された円柱体の回収部を示している。この外観検査装置40による円柱体は、円柱周面検査装置10から方向転換部50を通過し、円柱端面検査装置20、20を通って回収部へと順次移動して外観検査されることになる。   Furthermore, in the first embodiment, the cylindrical peripheral surface inspection device 10 and in the second embodiment, the cylindrical end surface inspection device 20 is an appearance inspection device, but the present invention is not limited to these. You may employ | adopt the external appearance inspection apparatus 40 (refer FIG. 10) which combined the test | inspection apparatus 10 and the cylinder end surface inspection apparatus 20, and was able to test | inspect both the cylinder peripheral surface and cylinder end surface of a cylindrical body. Here, the code | symbol 50 in FIG. 10 has shown the direction change part of the cylindrical body 1, and the code | symbol 60 has shown the collection | recovery part of the cylindrical body by which the pass determination was carried out by the external appearance test | inspection. The cylindrical body by the appearance inspection device 40 passes through the direction changing unit 50 from the cylindrical circumferential surface inspection device 10, sequentially moves to the collection unit through the column end surface inspection devices 20, 20 and is subjected to appearance inspection. .

本発明の第一の実施の形態による円柱周面検査装置の側面図である。1 is a side view of a cylindrical circumferential surface inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1に示すB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line shown in FIG. 画像処理装置の概略構成を説明する図である。It is a figure explaining schematic structure of an image processing device. 円柱周面検査装置による外観検査方法の処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the process of the external appearance inspection method by a cylindrical peripheral surface inspection apparatus. 各条件で抽出された異常部の層別展開仮想画面配列の絵の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the picture of the layered expansion | deployment virtual screen arrangement | sequence of the abnormal part extracted on each condition. 第二の実施の形態による円柱端面検査装置の平面図である。It is a top view of the cylinder end surface inspection apparatus by a second embodiment. 図6に示す円柱端面検査装置のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of the cylindrical end surface inspection apparatus shown in FIG. 円柱端面検査装置による外観検査方法の処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the process of the external appearance inspection method by a cylindrical end surface inspection apparatus. (a)〜(i)検査時における円柱体の移動状態を示す図である。(A)-(i) It is a figure which shows the movement state of the cylindrical body at the time of a test | inspection. 本発明の他の実施の形態による外観検査装置を示す平面図である。It is a top view which shows the external appearance inspection apparatus by other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 円柱体
1A 円柱周面
1B 円柱端面
10 円柱周面検査装置
11 回転部
12、22 照明部
13、23 ラインレーザ投光器
14、24 カメラ
20 円柱端面検査装置
21 搬送部
30 画像処理装置
33 画像処理部
33A 画像再構成部
34 異常検査部
34A 外観異常検査部
34B 表面深さ異常検査部
36 判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical body 1A Cylindrical peripheral surface 1B Cylindrical end surface 10 Cylindrical peripheral surface inspection apparatus 11 Rotating part 12, 22 Illumination part 13, 23 Line laser projector 14, 24 Camera 20 Cylindrical end surface inspection apparatus 21 Conveying part 30 Image processing apparatus 33 Image processing part 33A Image reconstruction unit 34 Abnormality inspection unit 34A Appearance abnormality inspection unit 34B Surface depth abnormality inspection unit 36 Determination unit

Claims (8)

円柱体の外観を検査する外観検査装置であって、
前記円柱体の円柱周面に、円柱体軸に平行となる明視野から暗視野の展開画像が得られる縞模様が円柱正常周面撮像画像に映るように光を照射する照明部と、
前記円柱体の径方向外方から前記円柱周面に向かってラインレーザ光を投光するラインレーザ投光器と、
円柱体軸を中心に回転する前記円柱体の前記円柱周面を撮像する二次元撮像素子のカメラと、
前記照明部で照射された前記円柱体の前記円柱周面を撮像した複数の画像データより、前記円柱周面の外観の異常部を抽出する外観異常検査部と、
前記ラインレーザ光が投映された前記円柱体の前記円柱周面を撮像した複数の画像データより、前記ラインレーザ光が投光された前記円柱周面の位置を割り出し、前記円柱周面の表面深さの異常部を抽出する表面深さ異常検査部と、
少なくとも前記外観の異常部及び前記表面深さの異常部を、予め設定された異常部の合否基準情報で評価し、前記円柱体の合否を判定する判定部と、
を備えていることを特徴とする外観検査装置。
An appearance inspection device for inspecting the appearance of a cylindrical body,
An illumination unit that emits light so that a striped pattern from which a developed image of a dark field is obtained from a bright field parallel to a cylinder axis is reflected on a cylindrical circumferential surface of the cylindrical body,
A line laser projector that projects line laser light from the radially outer side of the cylindrical body toward the cylindrical circumferential surface;
A camera of a two-dimensional image sensor that images the cylindrical circumferential surface of the cylindrical body that rotates about a cylindrical body axis;
From a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical circumferential surface of the cylindrical body irradiated by the illumination unit, an appearance abnormality inspection unit that extracts an abnormal part of the appearance of the cylindrical circumferential surface;
The position of the cylindrical circumferential surface to which the line laser light is projected is determined from a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical circumferential surface of the cylindrical body on which the line laser beam is projected, and the surface depth of the cylindrical circumferential surface is determined. Surface depth abnormality inspection part for extracting the abnormal part of the thickness,
At least the abnormal part of the appearance and the abnormal part of the surface depth are evaluated by pass / fail reference information of the abnormal part set in advance, and a determination unit that determines the pass / fail of the cylindrical body,
An appearance inspection apparatus characterized by comprising:
前記照明部で照射された前記円柱周面を前記カメラで撮像した前記画像データから、円柱体軸に対して照明および撮像角条件が同一となる画像データを再構成して照明および撮像角条件が異なる展開画像データを生成する画像再構成部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。   From the image data obtained by imaging the cylindrical peripheral surface irradiated by the illumination unit with the camera, image data having the same illumination and imaging angle condition with respect to the cylinder body axis is reconstructed to obtain the illumination and imaging angle condition. The visual inspection apparatus according to claim 1, further comprising an image reconstruction unit that generates different developed image data. 円柱体の外観を検査する外観検査装置であって、
前記円柱体の円柱端面の全域に均一の明るさの光を照射する照明部と、
前記円柱端面に所定の角度をもってラインレーザ光を投光するラインレーザ投光器と、
移動する前記円柱体の前記円柱端面を撮像する二次元撮像素子のカメラと、
異なる位置にある前記円柱体の前記円柱端面を撮像した複数の画像データより、前記円柱端面の外観の異常部を抽出する外観異常検査部と、
前記ラインレーザ光が投映された異なる位置にある前記円柱体の前記円柱端面を撮像した複数の画像データより、前記ラインレーザ光が投光された前記円柱端面の位置を割り出し、前記円柱端面の表面深さの異常部を抽出する表面深さ異常検査部と、
少なくとも前記外観の異常部及び前記表面深さの異常部を、予め設定された異常部の合否基準情報で評価し、前記円柱体の合否を判定する判定部と、
を備えていることを特徴とする外観検査装置。
An appearance inspection device for inspecting the appearance of a cylindrical body,
An illuminating unit that irradiates light of uniform brightness over the entire cylindrical end surface of the cylindrical body;
A line laser projector for projecting a line laser beam at a predetermined angle to the cylindrical end face;
A camera of a two-dimensional image sensor that images the cylindrical end face of the moving cylindrical body;
From a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical end surface of the cylindrical body at different positions, an external appearance abnormality inspection unit that extracts an abnormal portion of the external appearance of the cylindrical end surface;
The position of the column end surface projected with the line laser light is determined from a plurality of image data obtained by imaging the column end surface of the cylinder at different positions where the line laser beam is projected, and the surface of the column end surface A surface depth abnormality inspection part that extracts an abnormal part of the depth;
At least the abnormal part of the appearance and the abnormal part of the surface depth are evaluated by pass / fail reference information of the abnormal part set in advance, and a determination unit that determines the pass / fail of the cylindrical body,
An appearance inspection apparatus characterized by comprising:
円柱体の円柱周面に円柱体軸に平行となる明視野から暗視野の展開画像が得られる縞模様が円柱正常周面撮像画像に映るように光を照射する照明部と、前記円柱体の径方向外方から前記円柱周面に向かってラインレーザ光を投光するラインレーザ投光器と、円柱体軸を中心に回転する前記円柱体の前記円柱周面を撮像する二次元撮像素子のカメラとを用いて前記円柱体の外観を検査する外観検査方法であって、
前記円柱体を回転させながら前記円柱体の前記円柱周面を前記カメラで撮像する工程と、
前記照明部で照射された前記円柱周面を撮像した複数の画像データから、円柱体軸に対して照明および撮像角条件が同一となる画像データを再構成して照明および撮像角条件が異なる展開画像データを生成する工程と、
照明および撮像角条件が異なる前記展開画像データから前記円柱周面の外観の異常部を抽出する工程と、
前記ラインレーザ光が投映された前記円柱周面を撮像した複数の画像データより、前記ラインレーザ光が投光された前記円柱周面の位置を割り出し、前記円柱周面の表面深さの異常部を抽出する工程と、
少なくとも前記抽出された前記外観の異常部及び前記表面深さの異常部を、予め設定された異常部の合否基準情報で評価し、前記円柱体の合否を判定する工程と、
を有していることを特徴とする外観検査方法。
An illumination unit that irradiates light on a cylindrical peripheral surface of the cylindrical body so that a striped pattern that obtains a developed image of a dark field from a bright field that is parallel to the cylindrical body axis is reflected in the cylindrical peripheral surface captured image; and A line laser projector that projects line laser light from the radially outer side toward the cylindrical circumferential surface, and a camera of a two-dimensional imaging device that images the cylindrical circumferential surface of the cylindrical body that rotates about a cylindrical body axis; An appearance inspection method for inspecting the appearance of the cylindrical body using
Imaging the cylindrical circumferential surface of the cylindrical body with the camera while rotating the cylindrical body;
Image data having the same illumination and imaging angle conditions with respect to the cylinder axis is reconstructed from a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical peripheral surface irradiated by the illumination unit, and the illumination and imaging angle conditions are different. Generating image data; and
Extracting an abnormal portion of the appearance of the cylindrical peripheral surface from the developed image data with different illumination and imaging angle conditions;
From a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical peripheral surface on which the line laser light is projected, the position of the cylindrical peripheral surface on which the line laser light is projected is determined, and an abnormal portion of the surface depth of the cylindrical peripheral surface is determined. Extracting the
Evaluating at least the extracted abnormal part of the appearance and the abnormal part of the surface depth with pass / fail criteria information of the abnormal part set in advance, and determining pass / fail of the cylindrical body;
An appearance inspection method characterized by comprising:
円柱体の円柱端面の全域に均一の明るさの光を照射する照明部と、前記円柱端面に所定の角度をもってラインレーザ光を投光するラインレーザ投光器と、移動する前記円柱体の前記円柱端面を撮像する二次元撮像素子のカメラとを用いて前記円柱体の外観を検査する外観検査方法であって、
前記円柱体を移動させながら照明および撮像角条件が異なる位置にある前記円柱体の前記円柱端面を前記カメラで撮像する工程と、
前記撮像角条件が異なる位置にある円柱端面を撮像した複数の画像データより、前記円柱端面の外観の異常部を抽出する工程と、
前記ラインレーザ光が投映された前記円柱端面を撮像した複数の画像データより、前記ラインレーザ光が投光された前記円柱端面の位置を割り出し、前記円柱端面の表面深さの異常部を抽出する工程と、
少なくとも前記抽出された前記外観の異常部及び前記表面深さの異常部を、予め設定された異常部の合否基準情報で評価し、前記円柱体の合否を判定する工程と、
を有していることを特徴とする外観検査方法。
An illumination unit that irradiates light of uniform brightness over the entire cylindrical end surface of the cylindrical body, a line laser projector that projects line laser light at a predetermined angle on the cylindrical end surface, and the cylindrical end surface of the moving cylindrical body An external appearance inspection method for inspecting the external appearance of the cylindrical body using a camera of a two-dimensional image sensor that images
Imaging the cylindrical end surface of the cylindrical body at a position where illumination and imaging angle conditions are different while moving the cylindrical body with the camera;
A step of extracting an abnormal portion of the appearance of the cylindrical end face from a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical end face at a position where the imaging angle condition is different;
The position of the cylindrical end surface projected with the line laser light is determined from a plurality of image data obtained by imaging the cylindrical end surface projected with the line laser light, and an abnormal portion of the surface depth of the cylindrical end surface is extracted. Process,
Evaluating at least the extracted abnormal part of the appearance and the abnormal part of the surface depth with pass / fail criteria information of the abnormal part set in advance, and determining pass / fail of the cylindrical body;
An appearance inspection method characterized by comprising:
カメラで回転または移動する物体を検査及び測定する装置において、
必要な階層を持つ仮想画面配列を使い、展開仮想画面配列の階層に時間的に展開する撮像条件の同じ画素を、前記階層の対象物の位置に対応する展開仮想画面配列にマッピングさせ、複数の撮像条件の違った階層の画像再構成画像データを得て、これらの撮像条件の違った多階層の展開仮想画面配列から予め定められたロジックで、必要な階層の展開仮想画面配列のデータを総合的に解析して得られた情報を前記階層の対象物の位置に対応する展開仮想画面配列にマッピングさせ、
これらの多階層の展開仮想画面配列から予め定められたロジックで、対象物の表面を総括的に識別判断することにより、物体を検査及び測定することを特徴とする画像処理方法。
In an apparatus for inspecting and measuring an object that rotates or moves with a camera,
Using the virtual screen array having the necessary hierarchy, the same pixels under the imaging conditions that are temporally expanded to the hierarchy of the expanded virtual screen array are mapped to the expanded virtual screen array corresponding to the position of the target object of the hierarchy, and a plurality of Obtain image reconstructed image data of different layers with different imaging conditions, and combine the data of expanded virtual screen arrays of the required layers with a predetermined logic from multi-layered expanded virtual screen arrays with different imaging conditions. Mapping the information obtained by the analysis to the expanded virtual screen array corresponding to the position of the object of the hierarchy,
An image processing method characterized in that an object is inspected and measured by comprehensively identifying and judging the surface of an object with a predetermined logic from the multi-layered expanded virtual screen arrangement.
請求項6に記載の画像処理方法を利用することを特徴とする外観検査装置。   An image inspection apparatus using the image processing method according to claim 6. 物体表面検査装置において、
カラーカメラを使用し、特定の波長のラインレーザ光をカメラ光軸から角度を持たせて投光するとともに、前記ラインレーザ光の特定の波長をカットした照明光で照明して物体表面を撮像し、
その撮像画像からラインレーザ光の特定の波長の色の画像を抜き出し、この画像より表面位置を割り出すとともに、前記撮像画像から前記ラインレーザ光の特定の波長の色以外の画像を抜き出し、この画像より表面状態を割り出し、
割り出した前記表面位置及び前記表面状態から物体表面の形状と合否を含めた識別を行うようにしたことを特徴とする外観検査方法。
In object surface inspection equipment,
Using a color camera, the line laser light of a specific wavelength is projected at an angle from the camera optical axis, and the surface of the object is imaged by illuminating with illumination light that cuts off the specific wavelength of the line laser light. ,
An image of a specific wavelength color of the line laser light is extracted from the captured image, and the surface position is determined from the image, and an image other than the color of the specific wavelength of the line laser light is extracted from the captured image. Determine the surface condition
An appearance inspection method characterized in that identification including the shape and pass / fail of the object surface is performed from the determined surface position and surface state.
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