JPH0553225B2 - - Google Patents
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- JPH0553225B2 JPH0553225B2 JP10308386A JP10308386A JPH0553225B2 JP H0553225 B2 JPH0553225 B2 JP H0553225B2 JP 10308386 A JP10308386 A JP 10308386A JP 10308386 A JP10308386 A JP 10308386A JP H0553225 B2 JPH0553225 B2 JP H0553225B2
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- Japan
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- inspected
- detection head
- defect inspection
- robot
- surface defect
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば自動車の車体パネル塗装面
などの被検査物の表面欠陥を検査する表面欠陥検
査方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a surface defect inspection method for inspecting surface defects of an object to be inspected, such as a painted surface of an automobile body panel.
車体パネル塗装面などの被検査物の表面におけ
る傷、突起、ブツ、汚れ等の欠陥の検査は、非能
率で個人差のある作業員による目視検査から、指
向性の強いレーザ光を利用した自動検査に移行す
る傾向にある。
Inspection of defects such as scratches, protrusions, lumps, dirt, etc. on the surface of objects to be inspected, such as painted surfaces of car body panels, has changed from visual inspection by inefficient and individual workers to automatic inspection using highly directional laser light. There is a tendency to shift to inspection.
このようなレーザ光を利用した表面欠陥検査装
置としては、第14図に示すように、光源である
レーザスリツト光発生器1から被検査物の表面で
ある被検査面2にスリツト光LSTを投射して、
その反射光LST′を一担拡散板によるスクリーン
3に投影し、そのスクリーン3上の像をカメラ部
の集光レンズ4によつて集光してCCD等のライ
ンセンサ5上に結像させて検出することによつ
て、被検査面2上の表面欠陥を検出するようにし
た装置を本出願人が先に提案している(特願昭59
−83889号、特願昭59−83890号)。 As shown in FIG. 14, a surface defect inspection device using such a laser beam projects a slit light LST from a laser slit light generator 1, which is a light source, onto a surface to be inspected 2, which is the surface of an object to be inspected. hand,
The reflected light LST' is projected onto a screen 3 formed by a diffusion plate, and the image on the screen 3 is focused by a condensing lens 4 of a camera section and formed onto a line sensor 5 such as a CCD. The present applicant has previously proposed a device that detects surface defects on the surface to be inspected 2 by detecting them (Japanese Patent Application No.
-83889, patent application No. 59-83890).
この表面欠陥検査装置によれば、例えば第15
図に示すように、被検査面2上のスリツト光投射
位置に傷やブツ等の欠陥aがあると、レーザスリ
ツト光発生器1から投射されたスリツト光LST
がそこで散乱するため、被検査面2からの正反射
光LST′を受けるスクリーン3上には、図示のよ
うに欠陥aに対応するところで切れたスリツト像
SLが投影されることになる。 According to this surface defect inspection device, for example, the 15th
As shown in the figure, if there is a defect a such as a scratch or a lump on the slit light projection position on the surface to be inspected 2, the slit light LST projected from the laser slit light generator 1
is scattered there, so that on the screen 3 that receives the specularly reflected light LST' from the surface to be inspected 2, there is a slit image cut at the location corresponding to defect a, as shown in the figure.
SL will be projected.
したがつて、このスクリーン3上のスリツト像
SLが投影される位置を常時撮影している第14
図のラインセンサ5のビデオ出力信号は、第16
図aに示すようになり、同図bに示すその包絡線
信号Vsとそれを積分して平均化した比較信号Vr
(スレツシヨルドレベル)とを比較して、同図c
に示すようにVs<Vrの時にのみハイレベル
“H”になり、それ以外ではローレベル“L”に
なる2値化信号を形成すれば、被検査面2上の欠
陥aを、この2値化信号のレベルが“H”になる
ことによつて検出することができ、その欠陥の大
きさもこのパルスの幅Wによつて知ることができ
る。 Therefore, the slit image on this screen 3
The 14th station is constantly photographing the position where the SL is projected.
The video output signal of the line sensor 5 in the figure is the 16th
The result is as shown in Figure a, and the envelope signal Vs shown in Figure b and the comparison signal Vr that is integrated and averaged.
(threshold level)
If a binary signal is formed that becomes high level "H" only when Vs < Vr and becomes low level "L" otherwise, as shown in Figure 2, defect a on the surface to be inspected 2 can be The defect can be detected when the level of the defect signal becomes "H", and the size of the defect can also be known from the width W of this pulse.
この場合、第14図のラインセンサ5は集光レ
ンズ4の合焦位置に配置したスクリーン3で拡散
された散乱光SCを受光することによつて、スク
リーン3上の投影スリツト像SLを撮像している
ため、集光レンズ4の焦点を常時固定にすること
ができ、しかも拡散によつて投影スリツト像SL
が拡大されるため、表面欠陥の検出分解能が向上
する。 In this case, the line sensor 5 shown in FIG. 14 captures the projected slit image SL on the screen 3 by receiving the scattered light SC diffused by the screen 3 placed at the focal position of the condenser lens 4. Therefore, the focus of the condensing lens 4 can be fixed at all times, and the projection slit image SL can be adjusted by diffusion.
Since the area is enlarged, the detection resolution of surface defects is improved.
このような表面欠陥検査装置によつて車体パネ
ル塗装面等の大面積の被検査面を検査するには、
この装置の検出ヘツドを例えばロボツトに取付け
て、予め教示した走査用の位置データに従つてロ
ボツトを作動させ、検出ヘツドを被検査面に対し
て常に一定の距離で且つスリツト光の入射角度も
一定になるようにして走査すればよい。 In order to inspect a large surface area such as a painted surface of a car body panel using such a surface defect inspection device,
The detection head of this device is attached to a robot, for example, and the robot is operated according to scanning position data taught in advance, so that the detection head is always at a constant distance from the surface to be inspected and the incident angle of the slit light is also constant. You can scan it so that
その場合、レーザスリツト光発生器1とスクリ
ーン3と被検査面2との相対位置関係を、例えば
第17図に実線で示す状態に調整して、スリツト
光LSTの被検査面2による反射光が、スクリー
ン3上のラインセンサによつて撮像し得る範囲
(以下「検出可能範囲」という)3a内にスリツ
ト像SLを形成するようにする。 In that case, the relative positional relationship between the laser slit light generator 1, the screen 3, and the surface to be inspected 2 is adjusted to the state shown by the solid line in FIG. 17, for example, so that the reflected light from the surface to be inspected 2 of the slit light LST The slit image SL is formed within a range 3a that can be imaged by the line sensor on the screen 3 (hereinafter referred to as "detectable range").
しかし、走査中に被検査面2が実線で示す正規
の状態に対して図に破線で示す被検査面2′のよ
うに傾斜(傾斜角度α,β)すると、スリツト光
LSTの被検査面への入射角度及び反射位置が変
化し、スクリーン3上に形成されるスリツト像
SL′が、正規の状態でのスリツト像SLに対してず
れて二次元的に傾斜し、検出可能範囲3aから外
れてしまうため検査不能になる。 However, if the surface to be inspected 2 is tilted (inclination angles α and β) as shown by the broken line in the figure with respect to the normal state shown by the solid line during scanning, the slit light
A slit image is formed on the screen 3 as the incident angle and reflection position of the LST on the surface to be inspected changes.
SL' deviates from the slit image SL in the normal state and tilts two-dimensionally, leaving the detectable range 3a, making inspection impossible.
そのため、ある程度の精度で常に正規の相対位
置関係を保つように補正を行なう必要がある。 Therefore, it is necessary to perform correction so as to always maintain a normal relative positional relationship with a certain degree of accuracy.
そこで、このスリツト像SL又はSL′と交差する
方向に位置補正用の複数のラインセンサを配置し
て、その受光点すなわち交差点位置の差からスリ
ツト像のずれ量及び傾斜(回転)角度を検出し、
その検出結果によつて被検査面2に対する検査装
置の位置を補正するようにしていた。 Therefore, a plurality of line sensors for position correction are arranged in the direction intersecting this slit image SL or SL', and the amount of deviation and inclination (rotation) angle of the slit image are detected from the difference in the light receiving points, that is, the intersection positions. ,
The position of the inspection device with respect to the surface to be inspected 2 is corrected based on the detection result.
ところで、このような表面欠陥検査装置の検出
ヘツドをロボツトに取付けて、被検査物の表面を
走査させてその表面欠陥を検査する場合、被検査
物が予め設定した検査位置に所定の姿勢で存在し
ないと、予め教示した走査用位置データによつて
ロボツトを作動させても、検出ヘツドが被検査物
の表面に対して常に一定の距離を保つて走査でき
なくなり、表面欠陥の検出が不能になる恐れがあ
る。 By the way, when the detection head of such a surface defect inspection device is attached to a robot and the surface of an object to be inspected is scanned for surface defects, the object to be inspected is present at a preset inspection position in a predetermined posture. Otherwise, even if the robot is operated according to the scan position data taught in advance, the detection head will not be able to scan the surface of the object to be inspected while always maintaining a constant distance, making it impossible to detect surface defects. There is a fear.
そのため、従来は複数個のビデオカメラをロボ
ツトのハンドあるいは固定部に設置して、被検査
物の特徴点の移動をと捉えることによつてその被
検査物の姿勢を検知し、それによつてロボツトに
予め教示されている検出ヘツド走査用のデータを
補正していた。 Therefore, in the past, multiple video cameras were installed on the robot's hand or fixed part to detect the posture of the object by capturing the movement of the feature points of the object. The data for the detection head scan, which had been taught in advance, was corrected.
しかしながら、このような表面欠陥検査方法で
は、被検査物の姿勢を検知するための設備コスト
が高くなるばかりか、ビデオカメラによる検知箇
所に制約があり、しかも表面欠陥検査装置による
表面欠陥検査作業時には、このビデオカメラがロ
ボツトの作業及び作動範囲の障害になるという問
題点があつた。
However, with such surface defect inspection methods, not only does the equipment cost for detecting the posture of the inspected object increase, but there are also restrictions on the detection locations using the video camera, and moreover, when performing surface defect inspection using a surface defect inspection device, However, there was a problem in that this video camera obstructed the robot's work and operating range.
この発明は、このような問題点を解決すること
を目的とする。 This invention aims to solve these problems.
そのためこの発明は、上述のような表面欠陥検
査装置による表面欠陥の検査開始に先立つて、そ
の表面欠陥検査装置を使用して、被検査物の予め
設定した複数箇所における検出ヘツドから一定距
離の基準位置に対するずれ量を測定することによ
つて被検査物の姿勢を検知し、その姿勢検知結果
に基づいて、ロボツトに予め教示されている検出
ヘツド走査用のデータを補正するようにしたもの
である。
Therefore, in the present invention, prior to the start of surface defect inspection by the surface defect inspection apparatus as described above, the surface defect inspection apparatus is used to detect a reference point at a certain distance from the detection head at a plurality of preset locations on the object to be inspected. The attitude of the object to be inspected is detected by measuring the amount of deviation relative to the position, and based on the attitude detection result, the data for scanning the detection head that is taught to the robot in advance is corrected. .
被検査物の姿勢を検知するために専用のビデオ
カメラ等を設ける必要がなく、表面欠陥検査装置
の検出ヘツドを被検査物の姿勢検知に兼用して、
被検査物の予め設定した複数箇所において、検出
ヘツドから一定距離の基準位置に対するずれ量を
測定し、それによつて被検査物の姿勢を検知し
て、ロボツトに予め教示されている検出ヘツド走
査用のデータを補正するので、余分な設備コズト
がかからず、測定位置を任意に設定でき、しかも
表面欠陥検査作業時に何も障害になる物がなくな
る。
There is no need to install a dedicated video camera etc. to detect the posture of the inspected object, and the detection head of the surface defect inspection device can also be used to detect the posture of the inspected object.
The amount of deviation from the reference position at a certain distance from the detection head is measured at multiple preset locations on the object to be inspected, the posture of the object to be inspected is detected, and the detection head is scanned as previously taught to the robot. Since the data is corrected, there is no extra equipment cost, the measurement position can be set arbitrarily, and there are no obstacles during surface defect inspection work.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
先ず、第1図によつてこの発明による表面欠陥
検査方法を実施するための装置の概要を説明す
る。 First, an outline of an apparatus for implementing the surface defect inspection method according to the present invention will be explained with reference to FIG.
6は表面欠陥検査装置であり、レーザスリツト
光発生器10とスクリーン、集光レンズ、複数の
ラインセンサ等を備えた検出器20とを有する検
出ヘツド7と、その各ラインセンサを駆動してビ
デオ信号を読出して2値化するセンサレシーバ3
0と、このセンサレシーバ30からの第16図c
に示したような2値化パルス信号のパルス幅を検
出欠陥幅と比較して欠陥を検出する欠陥検出回路
31と、検出器20内の位置補正用ラインセンサ
による検出信号から検出ヘツド7の被検査物(以
下「ワーク」という)Wの表面である被検査面2
に対する角度等を補正するための姿勢補正回路3
2によつて構成されている。 Reference numeral 6 denotes a surface defect inspection device, which includes a detection head 7 having a laser slit light generator 10 and a detector 20 equipped with a screen, a condensing lens, a plurality of line sensors, etc., and drives each of the line sensors to generate a video signal. Sensor receiver 3 that reads and binarizes
0 and FIG. 16c from this sensor receiver 30.
The defect detection circuit 31 detects a defect by comparing the pulse width of the binary pulse signal with the detected defect width as shown in FIG. Inspection surface 2 which is the surface of the inspection object (hereinafter referred to as "work") W
Posture correction circuit 3 for correcting the angle etc.
It is composed of 2.
そして、検出ヘツド7は例えば第2図に示すよ
うに、ロボツト8のアーム先端に取付けられ、表
面欠陥検出作業時には予め教示された走査用の位
置データに基づいてロボツト8が動作することに
よつて、検出ヘツド7が被検査面であるワークW
の表面12に沿つて一定の間隔及び角度で移動
し、その全面を走査する。 As shown in FIG. 2, for example, the detection head 7 is attached to the tip of the arm of a robot 8, and during surface defect detection work, the robot 8 operates based on scanning position data taught in advance. , the workpiece W whose detection head 7 is the surface to be inspected
12 along the surface 12 at regular intervals and angles to scan the entire surface.
33は走行データ補正用マイクロコンピユー
タ・ユニツト(以下、「CPUユニツトという)で
あり、センサインタフエース34、中央処理装置
35、及びロボツトインタフエース36からな
る。 Reference numeral 33 denotes a microcomputer unit (hereinafter referred to as "CPU unit") for correcting traveling data, which is composed of a sensor interface 34, a central processing unit 35, and a robot interface 36.
このCPUユニツト33によつて、表面欠陥検
査装置6による表面欠陥の検査開始に先立つて、
検出ヘツド7をワークWの予め設定した複数箇所
に順次相対位置させ、その各位置においてセンサ
レシーバ30からの検出信号を処理することによ
り、予め設定した検出ヘツド7から一定距離の基
準位置に対するワークの位置ずれ量を測定するこ
とによつてワークWの姿勢を検知し、その姿勢検
知結果に基づいてロボツト8の制御装置に予め教
示されている検出ヘツド走査用のデータを補正す
るための補正データを算出してロボツト8(制御
装置も含む)へ転送する。 By this CPU unit 33, before the surface defect inspection device 6 starts inspecting surface defects,
By sequentially positioning the detection head 7 relative to a plurality of preset locations on the workpiece W and processing the detection signal from the sensor receiver 30 at each position, the workpiece can be positioned relative to a reference position at a fixed distance from the preset detection head 7. The attitude of the workpiece W is detected by measuring the amount of positional deviation, and based on the attitude detection result, correction data for correcting the detection head scanning data taught to the control device of the robot 8 in advance is generated. It is calculated and transferred to the robot 8 (including the control device).
なお、このCPUユニツト33を欠陥検出回路
31及び姿勢補正回路32を構成するマイクロコ
ンピユーで兼用することもできる。 Note that this CPU unit 33 can also be used as a microcomputer that constitutes the defect detection circuit 31 and the posture correction circuit 32.
第3図は、ワークWが自動車のボデイである場
合に、その姿勢を検知するための位置ずれ測定箇
所の例を〜で示す。なお、y方向はこのワー
クWを搬送するコンベアの進行方向、x方向はコ
ンベア幅方向(ワークWの車幅方向)、z方向は
xy平面に垂直な方向である。 In FIG. 3, when the workpiece W is the body of an automobile, examples of positional deviation measurement points for detecting the posture of the workpiece W are indicated by . Note that the y direction is the traveling direction of the conveyor that conveys this work W, the x direction is the conveyor width direction (vehicle width direction of the work W), and the z direction is
The direction is perpendicular to the xy plane.
ここで、第3図の〜の測定箇所に対向する
所定の位置へ検出ヘツド7を順次移動させるため
のデータは、予めロボツト8のメモリにテイーチ
ングにより記憶させてある。 Here, data for sequentially moving the detection head 7 to predetermined positions opposite to the measurement points .about. in FIG. 3 is stored in advance in the memory of the robot 8 by teaching.
そして、ワークWが図示しないコンベアによつ
て表面欠陥検査位置に搬入されると、その検査に
先立つて第1図のCPUユニツト33が第4図に
示すフローチヤートに従つて動作し、ワークWの
姿勢を検知してロボツト8に順次補正データを転
送し、予めロボツト8に教示されてその制御装置
のメモリに記憶されている表面欠陥検査時におけ
る検出ヘツド走査用のデータを補正する。 Then, when the workpiece W is carried to a surface defect inspection position by a conveyor (not shown), the CPU unit 33 of FIG. 1 operates according to the flowchart shown in FIG. The posture is detected and the correction data is sequentially transferred to the robot 8, and the data for scanning the detection head during surface defect inspection, which has been previously taught to the robot 8 and stored in the memory of its control device, is corrected.
この動作を簡単に説明すると、先ず、第3図に
示す測定箇所におけるワークWの基準位置から
のx方向のずれ量ΔD1を測定(測距)し、次に同
じく測定箇所におけるx方向のずれ量ΔD2を測
定する。 To briefly explain this operation, first, the amount of deviation ΔD 1 in the x direction from the reference position of the workpiece W at the measurement point shown in Fig. 3 is measured (distance measurement), and then the deviation in the x direction at the measurement point is also measured. Measure the quantity ΔD 2 .
次に、このΔD1,ΔD2のいずれかによつてx方
向の補正データΔxを算出すると共に、
ΔD1とΔD2からz方向を軸としたワークWのy方
向に対する回転角度Δθzを算出する。 Next, the correction data Δx in the x direction is calculated using either ΔD 1 or ΔD 2 , and the rotation angle Δθz of the workpiece W in the y direction about the z direction is calculated from ΔD 1 and ΔD 2 . .
そして、このΔx及びΔθzの補正データをロボ
ツト8へ転送して、予めテイーチングしてある測
定箇所に対する検出ヘツド位置データを補正
し、検出ヘツド7をの測定位置に移動して、ワ
ークWの基準位置からのy方向のずれ量ΔD3を測
定する。このΔD3から第3図のy方向の補正デー
タΔyを算出する。 Then, the correction data of Δx and Δθz is transferred to the robot 8, the detection head position data for the measurement point that has been taught in advance is corrected, the detection head 7 is moved to the measurement position, and the reference position of the workpiece W is Measure the amount of deviation ΔD 3 in the y direction from . Correction data Δy in the y direction in FIG. 3 is calculated from this ΔD 3 .
次に、先に算出したΔx,ΔθzとこのΔyの各補
正データをロボツト8へ転送して、予めテイーチ
ングしてある垂直方向の測定箇所に対する検出
ヘツド位置データを補正し、検出ヘツド7をの
測定位置に移動して、ワークWの基準位置からz
の方向のずれ量を測定する。このΔD4から第3図
のz方向の補正データΔxを算出する。 Next, each correction data of Δx, Δθz and this Δy calculated earlier is transferred to the robot 8, and the detection head position data for the vertical measurement point that has been taught in advance is corrected, and the detection head 7 is measured. z from the reference position of the workpiece W.
Measure the amount of deviation in the direction. From this ΔD 4 , the correction data Δx in the z direction in FIG. 3 is calculated.
そして、先に算出したΔx,Δθz,ΔyとこのΔz
の各補正データをロボツト8に転送して、予めロ
ボツト8に教示されている検出ヘツド走査用のデ
ータを綜合的に補正した後、ロボツト8に表面欠
陥検査のための走査作業を開始させる。 Then, the previously calculated Δx, Δθz, Δy and this Δz
After transferring each correction data to the robot 8 and comprehensively correcting the detection head scanning data previously taught to the robot 8, the robot 8 is made to start scanning work for surface defect inspection.
なお、各測定箇所における位置ずれを測定する
ための測距方法及び回転角度Δθzの算出方法につ
いては後で説明する。 Note that the distance measurement method for measuring the positional deviation at each measurement location and the calculation method of the rotation angle Δθz will be explained later.
次に、第5図乃至第8図によつて、この発明に
使用する表面欠陥検査装置の検出ヘツドの具体的
な構造例を説明する。 Next, a specific structural example of the detection head of the surface defect inspection apparatus used in the present invention will be explained with reference to FIGS. 5 to 8.
なお、第5図は検出ヘツドの平面図、第6図は
正面図、第7図は右側面図、第8図はその検出器
内部の光学系及びラインセサンの配置を示す模式
図である。 5 is a plan view of the detection head, FIG. 6 is a front view, FIG. 7 is a right side view, and FIG. 8 is a schematic diagram showing the arrangement of an optical system and a line sensor inside the detector.
この検出ヘツド7におけるレーザスリツト光発
生器10は、レーザ発振管10aと、それが発生
するレーザ光束をスリツト光に変換するためのシ
リンドリカルレンズを含むレンズ系10bと、そ
のスリツト光を長手方向に広がらない平行スリツ
ト光にするフレネルレンズ10dを先端に装着し
たフード部10cとから構成されている。 The laser slit light generator 10 in the detection head 7 includes a laser oscillation tube 10a, a lens system 10b including a cylindrical lens for converting the laser beam generated by the tube into a slit light, and a lens system 10b that prevents the slit light from spreading in the longitudinal direction. It consists of a hood part 10c equipped with a Fresnel lens 10d for producing parallel slit light at its tip.
一方、検出器20は、集光レンズ14と欠陥検
出用のラインセンサ15及び位置補正用のライン
センサ16,17と第8図に示すビームスプリツ
タ40とをそのカメラ部20aに設け、このカメ
ラ部20aの前面に一体的に装着した検出筒20
bの先端部に、スリガラス等の拡散板によるスク
リーン13を装着している。 On the other hand, the detector 20 includes a condensing lens 14, a line sensor 15 for defect detection, line sensors 16 and 17 for position correction, and a beam splitter 40 shown in FIG. The detection tube 20 is integrally attached to the front surface of the section 20a.
A screen 13 made of a diffuser plate such as ground glass is attached to the tip of b.
なお、検出器20を小型にして且つスリツト像
の縮小倍率をかせぐために、検出筒20bを折り
曲げた形状にして、内部に2枚のミラー(平面
鏡)18,19を配設しており、スクリーン13
に投影されたスリツト像をこのミラー18,19
に写して集光レンズ14によつてラインセンサ1
5及びラインセンサ16,17上に結像させるよ
うにしている。 In addition, in order to make the detector 20 smaller and to increase the reduction magnification of the slit image, the detection tube 20b is made into a bent shape, and two mirrors (plane mirrors) 18 and 19 are arranged inside.
The slit image projected on the mirrors 18 and 19
line sensor 1 by means of condensing lens 14.
5 and line sensors 16 and 17.
この検出器20をホーク状のフレーム21の基
端部に固着し、そのフレーム21の先端部に枢軸
22によつてレーザスリツト光発生器10を軸支
しており、検出器20の光軸O1に対するレーザ
スリツト光発生器10の光軸O2の交差角度δを
調整できるようになつている。 This detector 20 is fixed to the base end of a hawk-shaped frame 21, and the laser slit light generator 10 is supported at the tip of the frame 21 by a pivot 22, and the optical axis O1 of the detector 20 is fixed to the base end of a hawk-shaped frame 21. The intersection angle δ of the optical axis O 2 of the laser slit light generator 10 with respect to the laser slit light generator 10 can be adjusted.
このレーザスリツト光発生器10のフレーム2
1に対する角度は、第5図のモータ23によつて
駆動される第1の調整機構24により、枢軸22
を第6図の矢示θx方向へ回動させることによつ
て調整される。 Frame 2 of this laser slit light generator 10
1 is adjusted by a first adjustment mechanism 24 driven by a motor 23 in FIG.
The adjustment is made by rotating in the direction of arrow θx in FIG.
また、フレーム21は、この検出ヘツド7を第
2図に示したようにロボツト8のアーム先端に取
付けるためのブラケツト25に、モータ26によ
つて駆動される第2の調整機構(第6図)27に
より、矢示θy方向へ揺動可能に取付けられてい
る。 The frame 21 also has a bracket 25 for attaching the detection head 7 to the tip of the arm of the robot 8 as shown in FIG. 2, and a second adjustment mechanism (see FIG. 6) driven by a motor 26. 27, it is attached so as to be swingable in the direction of arrow θy.
そして、フレーム21が矢示θy方向に揺動す
ると、このフレーム21に取り付けられたレーザ
スリツト光発生器10と検出器20がそれに同動
するため、第7図に示すように光軸O1,O2が作
る面の被検査面2に対する傾斜角εが変化し、通
常は常にε=90゜になるように調整される。 When the frame 21 swings in the direction of the arrow θy, the laser slit light generator 10 and the detector 20 attached to the frame 21 move together, so that the optical axes O 1 , O as shown in FIG. The inclination angle ε of the surface formed by 2 with respect to the surface to be inspected 2 changes, and is normally adjusted so that ε=90°.
なお、第6図における28は欠陥マーカであ
り、被検査面2のレーザスリツト光LSTが照射
された位置にブツや傷等の欠陥があつてその存在
が検出された時に、レーザスリツト光と干渉しな
い欠陥近傍にコンパウンド等の拭き取り可能な塗
料を吹きつけて、欠陥の存在を示すマークを付け
るための装置であつて、検出器20と一体のブラ
ケツト29に所定角度首振り可能に取付けてあ
る。 In addition, 28 in FIG. 6 is a defect marker, which is a defect that does not interfere with the laser slit light when a defect such as a bump or scratch is detected at a position on the surface to be inspected 2 that is irradiated with the laser slit light LST. This is a device for spraying a wipeable paint such as a compound in the vicinity to mark the presence of a defect, and is attached to a bracket 29 integrated with the detector 20 so as to be able to swing at a predetermined angle.
ここで、検出器20内のラインセンサ15,1
6,17の配置関係を第8図によつて説明する。 Here, the line sensors 15, 1 in the detector 20
The arrangement relationship between 6 and 17 will be explained with reference to FIG.
欠陥検出用のラインセンサ15は、ビームスプ
リツタ40の後方に集光レンズ14と平行に設け
たセンサ取付板41に、スクリーン13に投影さ
れるスリツト像SLの結像基準線R上に検出ライ
ンを一致させて配置される。 A line sensor 15 for defect detection has a detection line on the imaging reference line R of the slit image SL projected on the screen 13 on a sensor mounting plate 41 provided behind the beam splitter 40 and parallel to the condensing lens 14. are arranged to match.
なお、この欠陥検出用のラインセンサ15とし
て検出幅がCCDラインセンサに比べて格段に広
いPCD(Plasma Coupled Device)ラインセンサ
を使用すれば、検査装置と被検査面との相対位置
関係の僅かな変動は許容される。 Note that if a PCD (Plasma Coupled Device) line sensor, which has a much wider detection width than a CCD line sensor, is used as the line sensor 15 for defect detection, the relative positional relationship between the inspection device and the surface to be inspected can be slightly changed. Variations are allowed.
一方、位置補正用のラインセンサ16,17
は、センサ取付板41の側方手前に直角をなして
設けられたセンサ取付板42上に、ビームスプリ
ツタ40のハーフミラー面によつて反射されて結
像されるスリツト像SLの結像基準線R′に検出ラ
インを中心部で直交させて、互いに所定の間隔で
平行に配置される。 On the other hand, line sensors 16 and 17 for position correction
is the imaging reference of the slit image SL reflected by the half mirror surface of the beam splitter 40 and formed on the sensor mounting plate 42 which is provided at a right angle in front of the sensor mounting plate 41. The detection lines are perpendicular to the line R' at the center and are arranged parallel to each other at a predetermined interval.
この位置補正用のラインセンサ16,17とし
ては、CCD又PDAラインセンサを使用する。 As the line sensors 16 and 17 for position correction, CCD or PDA line sensors are used.
この表面欠陥検出装置によれば、レーザスリツ
ト光発生器10によつてワークWの被検査面2に
投影されるレーザスリツト光LSTの反射光
LST′がスクリーン13に投影されて形成される
スリツト像SLを、集光レンズ14によりビーム
スプリツタ40を介してラインセンサ15の検出
ライン上に結像する。 According to this surface defect detection device, the reflected light of the laser slit light LST projected onto the inspected surface 2 of the workpiece W by the laser slit light generator 10
A slit image SL formed by projecting LST' onto a screen 13 is focused by a condensing lens 14 onto a detection line of a line sensor 15 via a beam splitter 40.
したがつて、第14〜16図によつて説明した
従来例の場合と同様に、このラインセンサ15か
ら読出されるビデオ出力信号を2値化処理するこ
とにより、欠陥の有無を検出することができる。
第1図の欠陥検出回路31がこれを行なう。 Therefore, as in the case of the conventional example explained with reference to FIGS. 14 to 16, the presence or absence of defects can be detected by binarizing the video output signal read out from the line sensor 15. can.
Defect detection circuit 31 of FIG. 1 does this.
ところで、この検出ヘツド7をロボツトに取付
けて被検査面2を走査しながら表面欠陥を検出す
る場合、レーザスリツト光発生器10と検出器2
0と被検査面2との相対的位置関係が変化して、
第6図の角度δ及び第7図の角度εが所定の角度
(例えばδ=60゜、ε=90゜)からずれると、スク
リーン13上に投影されるスリツト像SLがライ
ンセンサ15による検出可能範囲から逸脱して検
出できなくなる。 By the way, when this detection head 7 is attached to a robot to detect surface defects while scanning the surface 2 to be inspected, the laser slit light generator 10 and the detector 2
0 and the surface to be inspected 2 changes,
If the angle δ in FIG. 6 and the angle ε in FIG. It deviates from the range and cannot be detected.
その場合、ラインセンサ16,17に交差する
スリツト像も、結像基準線R′に対してずれて傾
斜するため、各ラインセンサ16,17のスリツ
ト像検出位置の差及びその平均位置と検出ライン
の中心位置(2048ビツトのラインセンサを使用し
た場合1024ビツト目)との差によつて角度ε及び
δのずれ量を検出し、それを修正するように第1
の調整機構24のモータ23及び第2の調整機構
27のモータ26を駆動して姿勢補正を行なうこ
とにより、常に表面欠陥の検出が確実になされる
ようにする。第1図の姿勢補正回路32がこれを
行なう。 In that case, the slit images intersecting the line sensors 16 and 17 are also shifted and tilted with respect to the imaging reference line R', so there is a difference between the slit image detection positions of each line sensor 16 and 17, and the average position and the detection line. The deviation amount of angles ε and δ is detected based on the difference from the center position (1024th bit when using a 2048-bit line sensor), and the first
By driving the motor 23 of the second adjustment mechanism 24 and the motor 26 of the second adjustment mechanism 27 to correct the posture, surface defects are always detected reliably. Posture correction circuit 32 of FIG. 1 does this.
次に、この検出ヘツド7を用いてワークWの各
測定箇所における基準位置からのずれ量を測定す
るための測距原理について説明する。 Next, the principle of distance measurement for measuring the amount of deviation from the reference position at each measurement point of the workpiece W using the detection head 7 will be explained.
測距原理()
先ず、第9図によつて基本的な測距原理を説明
する。Distance Measurement Principle () First, the basic distance measurement principle will be explained with reference to FIG.
測距を行なう場合には、例えば第6図の角度δ
=60゜、第7図の角度ε=90゜になるように第1、
第2の調整機構24,27を固定し、ワークWの
被検査面2が基準位置に正しく置かれている場合
に、レーザスリツト光発生器10から投影される
レーザスリツト光の被測定面2からの反射スリツ
ト光LST′によりスクリーン13上のスリツト像
が、第8図の欠陥検出用ラインセンサ15の結像
基準線R上及び一対の位置補正用ラインセンサ1
6,17に対する結像基準線R′(ラインセンサ1
6,17の中心を通る)上に正しく結像するよう
にする。 When performing distance measurement, for example, the angle δ in Figure 6
= 60° and the angle ε = 90° in Figure 7.
When the second adjustment mechanisms 24 and 27 are fixed and the surface to be inspected 2 of the workpiece W is correctly placed at the reference position, the laser slit light projected from the laser slit light generator 10 is reflected from the surface to be measured 2. The slit image on the screen 13 is projected by the slit light LST' onto the imaging reference line R of the defect detection line sensor 15 and the pair of position correction line sensors 1 shown in FIG.
6, 17 imaging reference line R' (line sensor 1
6 and 17)).
そして、実際にワークWの被検査面2(第9図
に太線で示す)を測定した時の位置補正用ライン
センサ16,17のうちの一方(第9図ではライ
ンセンサ16)によるスリツト像の検出位置z2の
中心位置z1からのずれ量によつて、被検査面2の
基準位置からのずれ量ΔDを次式によつて求め
る。 Then, the slit image obtained by one of the position correction line sensors 16 and 17 (line sensor 16 in FIG. 9) when actually measuring the surface 2 to be inspected of the workpiece W (shown by the thick line in FIG. 9). Based on the amount of deviation of the detected position z2 from the center position z1 , the amount of deviation ΔD of the surface to be inspected 2 from the reference position is determined by the following equation.
ΔD=k(z1−z2) …(1)
ここで、δ/2=β、集光レンズ14の倍率を含
むラインセンサ16の分解能をα(mm/bit)とする
と、k=α/2tanβである。したがつて(1)式は次の
ようになる。 ΔD=k(z 1 −z 2 ) …(1) Here, if δ/2=β and the resolution of the line sensor 16 including the magnification of the condenser lens 14 is α (mm/bit), then k=α/ 2tanβ. Therefore, equation (1) becomes as follows.
ΔD=(z1−z2)×α/2tanβ …(2)
測距の実施例
上記測距距原理()によつて実際に測距を行
なう場合、被検査面2の基準位置(テイーチング
ポイントに対する位置)からのずれ量ΔDが大き
いと、反射スリツト孔LST′によるスリツト像の
結像位置がラインセンサ16による検出可能範囲
外となつて測定できなくなつてしまう。 ΔD=(z 1 − z 2 )×α/2tanβ …(2) Practical example of distance measurement When actually performing distance measurement according to the distance measurement principle () above, the reference position (teaching point) of the surface to be inspected 2 If the amount of deviation ΔD from the position relative to the line sensor 16 is large, the position where the slit image is formed by the reflective slit hole LST' will be outside the detectable range of the line sensor 16 and cannot be measured.
そこで、原位置出しを行なつた後一切の補正機
構を無効にして固定状態にした検出ヘツド7を、
ロボツトの作動により第10図に示すアプローチ
ポイントへ位置させ、その後矢印で示すように一
定のピツチで段階的にワークWに接近させる。 Therefore, after the detection head 7 has been returned to its original position, all correction mechanisms are disabled and the detection head 7 is in a fixed state.
The robot is operated to position the robot at the approach point shown in FIG. 10, and then approaches the workpiece W step by step at a constant pitch as shown by the arrows.
第10図では1段目の送り完了位置を破線で示
している。 In FIG. 10, the first stage feed completion position is indicated by a broken line.
そして、検出ヘツド7の位置補正用ラインセン
サ16又は17がスリツト像を把えて測距可能に
なつた段階でそれ以上の定ピツチ送りを停止し、
その時の送り段数と、ラインセンサ16又は17
の読み(z2)から前述の(2)式により算出する値と
によつて、被検査面2の基準位置からのずれ量
ΔDを求める。このようにすれば、測距の範囲を
大幅に拡大できる。 Then, when the position correction line sensor 16 or 17 of the detection head 7 grasps the slit image and becomes capable of distance measurement, further constant pitch feeding is stopped,
The number of feed stages at that time and the line sensor 16 or 17
The amount of deviation ΔD of the surface to be inspected 2 from the reference position is determined from the value calculated from the reading (z 2 ) using the above-mentioned equation (2). In this way, the range of distance measurement can be greatly expanded.
なお、アプローチポイントはワークWが検出ヘ
ツドに接近する方向に最も大きくずれた場合にも
両者が衝突することがないように、充分に遠く設
定する。 Note that the approach point is set far enough away so that even if the workpiece W deviates the most in the direction toward the detection head, the two will not collide.
この測距方法を実施する場合における第1図の
ロボツト8側とCPUユニツト33側の動作例を
第11図にフローチヤートで示す。 An example of the operation of the robot 8 and the CPU unit 33 in FIG. 1 when implementing this distance measuring method is shown in a flowchart in FIG.
ここで、「リミツトオーバ」とはスリツト像が
ラインセンサ16,17による検出可能範囲外に
あることであり、その場合は送り回数5回までは
順次送り量を増加して検出ヘツドをワークWに接
近させるが、5回を越えた時には姿勢異常を表示
して測距を中止する。 Here, "limit over" means that the slit image is outside the range that can be detected by the line sensors 16 and 17, and in that case, the feed amount is increased sequentially until the number of feeds is 5 to bring the detection head closer to the workpiece W. However, if the number of times exceeds 5, an attitude error is displayed and distance measurement is stopped.
測距原理()
次に、レーザスリツト光発生器10によるスリ
ツト光LSTの投射角度を変えるようにした別の
測距原理を第12図によつて説明する。Distance Measurement Principle () Next, another distance measurement principle in which the projection angle of the slit light LST by the laser slit light generator 10 is changed will be explained with reference to FIG.
この方法では、被検査面2が基準位置にあれば
検出ヘツドを図示のテイーチングポイントに位置
させた時、レーザスリツト光発生器10の光軸の
被検査面2に垂直な方向に対する傾斜角度がθ
で、被検査面2からの反射スリツト光LST′がス
クリーン13の中央に投影され、それをラインセ
ンサ16の中心を通つて結像するようにしてお
き、実際に被検査面2を測定した時、上記傾斜角
をθ′に調整(第5〜7図の第1調整機構24を使
用する)することによつて、ラインセンサ16が
その中央のビツトでスリツト像を検出するように
なつたとする。 In this method, when the surface to be inspected 2 is at the reference position and the detection head is positioned at the teaching point shown in the figure, the angle of inclination of the optical axis of the laser slit light generator 10 with respect to the direction perpendicular to the surface to be inspected 2 is θ.
Then, the reflected slit light LST' from the surface to be inspected 2 is projected onto the center of the screen 13, and the image is formed through the center of the line sensor 16, and when the surface to be inspected 2 is actually measured. Assume that by adjusting the above-mentioned inclination angle to θ' (using the first adjustment mechanism 24 shown in FIGS. 5 to 7), the line sensor 16 can now detect the slit image at its center bit. .
そして、基準位置からスクリーン13の中央ま
での距離をH0、レーザスリツト光発生器10の
回動軸中心までの距離をH1、両点からそれぞれ
被検査面2に下した垂線間の距離をとすると、
=tanθ′(H0+H1+2ΔD)
の関係があり、これから被検査面2の基準位置か
らのずれ量ΔDは次式により求められる。 Then, the distance from the reference position to the center of the screen 13 is H 0 , the distance to the center of the rotation axis of the laser slit light generator 10 is H 1 , and the distance between the perpendicular lines drawn from both points to the surface to be inspected 2 is calculated. Then, there is a relationship as follows: = tan θ'(H 0 +H 1 +2ΔD), and from this, the amount of deviation ΔD of the surface to be inspected 2 from the reference position can be determined by the following equation.
ΔD=/2tanθ′−(H0−H1)/2 …(3)
測距原理()
前述の各測距原理は、ワークWが基準位置に対
して回転方向のずれを生ずることなく、第3図の
x,y,z方向に平行移動した状態でずれた場合
の測距方法に関するものであるが、次にワークW
が回転方向にもずれた場の測距及びその回転角の
算出方法を第13図によつて説明する。 ΔD=/2tanθ′−(H 0 −H 1 )/2 …(3) Distance measurement principle () Each of the above-mentioned distance measurement principles is based on This is related to the distance measurement method when the workpiece W is shifted in parallel in the x, y, and z directions in Figure 3.
A distance measurement method for a field in which the rotation direction is also shifted and a method for calculating the rotation angle will be explained with reference to FIG.
この例は、ワークWが第3図のy方向に対して
z軸まわりに角度θ(第12図のθとは全く異な
る)だけ回転した場合に、測定箇所とにおけ
る測距により各x方向の位置ずれ量ΔD1,ΔD2と
上記角度θを求める方法である。 In this example, when the workpiece W is rotated around the z-axis by an angle θ (completely different from θ in FIG. 12) with respect to the y-direction in FIG. This is a method of determining the positional deviation amounts ΔD 1 and ΔD 2 and the above-mentioned angle θ.
第13図において、被検査面2が基準位置又は
それと平行な位置にある時のレーザスリツト光と
その反射スリツト光のなす角を2β(2β=δ)と
し、測定箇所とのx方向の距離をL(mm)、被
検査面2の基準位置とラインセンサ16との距離
(前述の実施例では光路を折り曲げているが、こ
れを直線にする)を測定箇所,でそれぞれ
1,2(この例では1=2)とする。 In Fig. 13, when the surface to be inspected 2 is at the reference position or a position parallel to it, the angle formed by the laser slit light and its reflected slit light is 2β (2β = δ), and the distance in the x direction from the measurement point is L. (mm), and the distance between the reference position of the surface to be inspected 2 and the line sensor 16 (in the above embodiment, the optical path is bent, but this is made into a straight line) at each measurement point.
1 , 2 ( 1 = 2 in this example).
そして、被検査面2が基準位置にある場合に、
測定箇所とにおけるラインセンサ16による
スリツト像検出位置がそれぞれA10(bit)とA20
(bit)であり、第13図に太線で示すように被検
査面2がずれている場合の同様な各検出位置がそ
れぞれA11,A21とする。 Then, when the surface to be inspected 2 is at the reference position,
The slit image detection positions by the line sensor 16 at the measurement location are A10 (bit) and A20, respectively.
(bit), and similar detection positions when the surface to be inspected 2 is shifted as shown by the thick line in FIG. 13 are A 11 and A 21, respectively.
また、被検査面2が測定箇所及びにおいて
それぞれ位置ずれΔD1,ΔD2を生じているだけで
回転方向のずれθを生じていない場合には、A11
がA11′にA21がA21′になる。 In addition, if the surface to be inspected 2 only has positional deviations ΔD 1 and ΔD 2 at the measurement location and ΔD 2 but does not have a rotational deviation θ, A 11
becomes A 11 ′ and A 21 becomes A 21 ′.
この場合のずれ量ΔD1,ΔD2は、図示しない集
光レンズの倍率も含めたラインセンサ16の分能
をα(mm/bit)とすると、測距原理()の(2)式と
同様に次のようになる。 The deviation amounts ΔD 1 and ΔD 2 in this case are the same as equation (2) of the distance measurement principle (), assuming that the resolution of the line sensor 16 including the magnification of the condensing lens (not shown) is α (mm/bit). becomes as follows.
D1=(A11′−A10)×α/2tanβ …(4)
D2=(A21′−A20)×α/2tanβ (5)
しかし、実際には角度θの回転が生じているの
で、レーザスリツト光LSTは2θだけ反射角が広
がることになり、(4)式のA11′をA11に(5)式の
A21′をA21に置換えてΔD1,ΔD2を算出すると、
図中に破線で示す仮想位置の被検査面を測距して
しまうことになる。D 1 = (A 11 ′−A 10 )×α/2tanβ …(4) D 2 = (A 21 ′−A 20 )×α/2tanβ (5) However, in reality, a rotation of angle θ has occurred. Therefore, the reflection angle of the laser slit beam LST is expanded by 2θ, and A 11 ′ in equation (4) is changed to A 11 in equation (5).
When A 21 ′ is replaced with A 21 and ΔD 1 and ΔD 2 are calculated,
This results in distance measurement of the surface to be inspected at the virtual position indicated by the broken line in the figure.
そこで、仮に上記のようにして次式により
ΔD1,ΔD2を求め、さらにこのΔD1,ΔD2とLか
らθを求める。 Therefore, suppose that ΔD 1 and ΔD 2 are determined by the following equations as described above, and then θ is determined from these ΔD 1 , ΔD 2 and L.
D1=(A11−A10)×α/tanβ …(6)
D2=(A21−A20)×α/2tanβ …(7)
θ≒tan-1{(ΔD1−ΔD2)/L} …(8)
このΔD1,ΔD2,θの値により再度次式により
ΔD1′,ΔD2′を求める。D 1 = (A 11 − A 10 )×α/tanβ …(6) D 2 = (A 21 −A 20 )×α/2tanβ …(7) θ≒tan −1 {(ΔD 1 −ΔD 2 )/ L}...(8) Based on the values of ΔD 1 , ΔD 2 , and θ, ΔD 1 ′ and ΔD 2 ′ are determined again using the following equations.
ΔD1′=(11 10−11 11′)/2tanβ=(A11−A
10)×α−(ΔD1+1){tan(2θ+β)−tanβ}/
2tanβ…(9)
ΔD2′=(A21A20−A21A21′)/2tanβ=(A21−A20)
×α−(ΔD2+2){tan(2θ+β)−tanβ}/2tan
β…(10)
ここで、ΔD1とΔD1′及びΔD2とΔD2′の比較を
行ない、外部設定値ε(第7図のεとは全く異な
る)に対して次の不等式を満足するか否かを判断
する。ΔD 1 ′=( 11 10 − 11 11 ′)/2tanβ=(A 11 −A
10 )×α−(ΔD 1 + 1 ) {tan(2θ+β)−tanβ}/
2tanβ…(9) ΔD 2 ′=(A 21 A 20 −A 21 A 21 ′)/2tanβ=(A 21 −A 20 )
×α−(ΔD 2 + 2 ) {tan (2θ+β)−tanβ}/2tan
β...(10) Here, ΔD 1 and ΔD 1 ′ and ΔD 2 and ΔD 2 ′ are compared, and the following inequality is satisfied for the external setting value ε (completely different from ε in Figure 7). Determine whether or not.
|ΔD1−ΔD1′|<ε …(11)
|ΔD2−ΔD2′|<ε …(12)
この(11)、(12)式を満足しない場合には、(9)式及び
(10)式のΔD1,ΔD2をそれぞれΔD1′,ΔD2′に置き
かえて新らたにΔD1′,ΔD2′を算出し、(11)、(12)式
を満足するまで繰返し、満足した時のΔD1′,
ΔD2′をΔD1,ΔD2の値とする。|ΔD 1 −ΔD 1 ′|<ε …(11) |ΔD 2 −ΔD 2 ′|<ε …(12) If these formulas (11) and (12) are not satisfied, formula (9) and
Replace ΔD 1 and ΔD 2 in equation (10) with ΔD 1 ′ and ΔD 2 ′, calculate new ΔD 1 ′ and ΔD 2 ′, and repeat until equations (11) and (12) are satisfied. , ΔD 1 ′ when satisfied,
Let ΔD 2 ' be the value of ΔD 1 and ΔD 2 .
また(8)式によつて求めたθが第4図で説明した
Δθzに相当する。 Further, θ obtained by equation (8) corresponds to Δθz explained in FIG. 4.
なお、上記繰返し演算回数に最大許可回数を設
け、これを備えた場合には異常の表示をすること
が望ましい。 Note that it is desirable to set a maximum allowed number of times for the above-mentioned number of repeated calculations, and to display an abnormality when this is provided.
この例ではワークのy方向に対するz軸まわり
の回転のみが生じた場合の測距及び回転角の算出
方法について述べたが、第3図のワークWの上面
に対する測定箇所からy方向に離れた測定箇所
とx方向に離れた測定箇所をそれぞれ追加すれ
ば、上述の場合と同様にしてx軸まわり及びy軸
まわりの回転がある場合にも正確な測距と各回転
角の算出を行なうことが可能である。 In this example, we have described the distance measurement and rotation angle calculation method when only the rotation of the workpiece around the z-axis with respect to the y-direction occurs. By adding measurement points that are separate from each other in the x direction, accurate distance measurement and calculation of each rotation angle can be performed in the same way as in the case described above, even when there is rotation around the x and y axes. It is possible.
以上説明してきたように、この発明によれば、
表面欠陥検査装置による表面欠陥の検査を開始す
る前に、その表面欠陥検査装置自体を使用して被
検査物の姿勢を検知し、その結果によつてロボツ
トに予め教示されている検出ヘツド走査用のデー
タを補正するので、被検査物のセツテイング時に
位置ずれが生じても正確な表面欠陥の検査が可能
になり、しかも被検査物の姿勢を検知するために
専用のビデオカメラ等を設ける必要がないので、
設備コストを低減できる。
As explained above, according to this invention,
Before the surface defect inspection device starts inspecting surface defects, the surface defect inspection device itself is used to detect the posture of the object to be inspected, and the detection head scan is taught to the robot in advance based on the result. Since the data is corrected, it is possible to accurately inspect surface defects even if there is a positional shift when setting the object to be inspected, and there is no need to install a dedicated video camera or the like to detect the posture of the object to be inspected. Since there is no,
Equipment costs can be reduced.
また、ワークの姿勢を検知するための測定箇所
を任意に設定することができるし、表面欠陥検査
作業時に障害になるようなこともない。 Furthermore, the measurement location for detecting the posture of the workpiece can be arbitrarily set, and there is no problem in surface defect inspection work.
第1図はこの発明を実施するための装置の一例
を示す概略構成図、第2図は同じく検出ヘツドを
ロボツトに取付けて被検査面を走査する状態の一
例を示す側面図、第3図は被検査物の一例とその
姿勢を検知するための測定箇所を示す説明図、第
4図は第1図のCPUユニツト33による動作の
一例を示すフロー図、第5図乃至第7図はこの発
明に使用する表面欠陥検査装置の具体的な構造を
示す平面図、正面図、及び右側面図、第8図は同
じくその検出器20の内部の光学系及びラインセ
ンサの配置を示す模式図、第9図はこの発明に用
いる測距原理()の説明図、第10図は測距原
理()による測距範囲を拡大するための方法の
説明図、第11図は同じくその場合の第1図のロ
ボツト側とCPUユニツト側の動作を示すフロー
図、第12図はこの発明に用いる測距原理()
の説明図、第13図はこの発明に用いる測距原理
()の説明図、第14図はこの発明を適用する
表面欠陥検査装置の原理説明図、第15図は同じ
くその作用説明図、第16図は同じくそのライン
センサによるビデオ出力信号の2値化処理を説明
するための波形図、第17図は検査装置の姿勢補
正の原理を説明するための説明図である。
W…被検査物(ワーク)、2…被検査面、6…
表面欠陥検査装置、7…検出ヘツド、8…ロボツ
ト、10…レーザスリツト光発生器、13…スク
リーン、14…集光レンズ、15…欠陥検出用の
ラインセンサ、16,17…位置補正用のライン
センサ、18,19…ミラー、20…検出器、3
0…センサレシーバ、31…欠陥検出回路、32
…姿勢補正回路、33…走査データ補正用マイク
ロコンピユータ(CPUユニツト)、40…ビーム
スプリツタ。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus for carrying out the present invention, FIG. 2 is a side view showing an example of a detection head mounted on a robot and scanning a surface to be inspected, and FIG. An explanatory diagram showing an example of an object to be inspected and measurement points for detecting its posture, FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation by the CPU unit 33 of FIG. 1, and FIGS. 5 to 7 are diagrams showing the present invention. FIG. 8 is a plan view, front view, and right side view showing the specific structure of the surface defect inspection device used for the inspection, and FIG. Figure 9 is an explanatory diagram of the distance measurement principle () used in this invention, Figure 10 is an explanatory diagram of a method for expanding the range of distance measurement using the distance measurement principle (), and Figure 11 is the first diagram in that case. A flow diagram showing the operation of the robot side and the CPU unit side, and Figure 12 shows the distance measurement principle used in this invention ().
FIG. 13 is an explanatory diagram of the distance measurement principle ( ) used in this invention. FIG. 14 is an explanatory diagram of the principle of a surface defect inspection apparatus to which this invention is applied. FIG. 16 is a waveform diagram for explaining the binarization process of the video output signal by the line sensor, and FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining the principle of posture correction of the inspection apparatus. W...Object to be inspected (work), 2... Surface to be inspected, 6...
Surface defect inspection device, 7... Detection head, 8... Robot, 10... Laser slit light generator, 13... Screen, 14... Condensing lens, 15... Line sensor for defect detection, 16, 17... Line sensor for position correction , 18, 19...mirror, 20...detector, 3
0... Sensor receiver, 31... Defect detection circuit, 32
... Attitude correction circuit, 33... Microcomputer (CPU unit) for scanning data correction, 40... Beam splitter.
Claims (1)
てその反射光を拡散板によるスクリーン上に投影
し、そのスリツト状の散乱光を集光レンズによつ
てラインセンサ上に結像させて検出する表面欠陥
検査装置の検出ヘツドをロボツトに取付け、前記
被検査物の表面に対して一定の距離を保つて走査
することにより、該表面の欠陥を検査する表面欠
陥検査方法において、 前記表面欠陥検査装置による表面欠陥の検査開
始に先立つて、該表面欠陥検査装置を使用して、
被検査物の予め設定した複数箇所における前記検
出ヘツドから一定距離の基準位置に対するずれ量
を測定することによつて前記被検査検物の姿勢を
検知し、そ姿勢検知結果に基づいて、前記ロボツ
トに予め教示されている前記検出ヘツド走査用の
データを補正することを特徴とする表面欠陥検査
方法。[Claims] 1. Projecting laser slit light onto the surface of the object to be inspected, projecting the reflected light onto a screen formed by a diffuser plate, and concentrating the slit-shaped scattered light onto the line sensor using a condensing lens. In a surface defect inspection method in which a detection head of a surface defect inspection device that detects by imaging is attached to a robot and scans the surface of the object to be inspected while keeping a constant distance, defects on the surface are inspected, Prior to the start of surface defect inspection by the surface defect inspection device, using the surface defect inspection device,
The posture of the object to be inspected is detected by measuring the amount of deviation from a reference position at a certain distance from the detection head at a plurality of preset locations on the object to be inspected, and the robot 1. A method for inspecting a surface defect, comprising correcting data for scanning the detection head that has been taught in advance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10308386A JPS62261040A (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | Inspection of surface defect |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10308386A JPS62261040A (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | Inspection of surface defect |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62261040A JPS62261040A (en) | 1987-11-13 |
| JPH0553225B2 true JPH0553225B2 (en) | 1993-08-09 |
Family
ID=14344739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10308386A Granted JPS62261040A (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | Inspection of surface defect |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62261040A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0769150B2 (en) * | 1989-05-15 | 1995-07-26 | 日産自動車株式会社 | measuring device |
| JPH0642914A (en) * | 1992-07-24 | 1994-02-18 | Canon Inc | Displacement measuring apparatus |
| DE102004007830B4 (en) * | 2004-02-18 | 2007-05-10 | Isra Vision Systems Ag | Method for locating defects and marking system |
| JP6857403B2 (en) * | 2018-08-28 | 2021-04-14 | フロンティアシステム株式会社 | Tubular or rod-shaped inspection device |
-
1986
- 1986-05-07 JP JP10308386A patent/JPS62261040A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62261040A (en) | 1987-11-13 |
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