JP5373714B2 - Surface defect inspection apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検査体に光を当てその反射光を撮像して表面の欠陥を検査する装置及びその方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and a method for inspecting a surface defect by applying light to an object to be inspected and imaging the reflected light.
従来より、例えば、特許文献1に示すようなOリングの表面上の欠陥を検査する表面検査装置は知られている。この表面検査装置は、被検査体の表面に対して照明光を照射する照明手段と、被検査体の表面を撮像する撮像手段と、この撮像手段により得られた画像データを処理して被検査体の表面に関する情報を出力する画像処理手段とを備えている。そして、被検査体の表面における照度分布を平滑化した平均照度分布と実際の照度分布との差から得られる照度差に基づいて欠陥を検出している。 Conventionally, for example, a surface inspection apparatus for inspecting defects on the surface of an O-ring as shown in Patent Document 1 is known. The surface inspection apparatus includes an illuminating unit that irradiates illumination light onto the surface of the object to be inspected, an image capturing unit that images the surface of the object to be inspected, and image data obtained by the image capturing unit to process and inspect Image processing means for outputting information relating to the surface of the body. And the defect is detected based on the illuminance difference obtained from the difference between the average illuminance distribution obtained by smoothing the illuminance distribution on the surface of the object to be inspected and the actual illuminance distribution.
また、棒状物体の表面欠陥検査装置として、特許文献2及び3のように、検査対象物の周囲に半円状又は円環状にLED(発光ダイオード、Light Emitting Diode)を配置し、回転又は移動する検査対象物に光を当てて検査対象物の垂直方向から1台の撮像装置でその表面を撮像するものが知られている。 Moreover, as a surface defect inspection apparatus for a rod-like object, as in Patent Documents 2 and 3, LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged in a semicircular shape or an annular shape around an inspection object, and rotate or move. There is known a technique in which light is applied to an inspection object and the surface of the inspection object is imaged by a single imaging device from the vertical direction of the inspection object.
さらに、特許文献4のように、複数の照明手段を円筒軸からの垂直方向の距離が等しく、且つ、円筒状物体の円筒面へ光を照射するときの光の主光線の入射角度が互いに等しくなるように配置するものが知られている。 Further, as in Patent Document 4, the vertical distances from the cylindrical axis of the plurality of illumination means are equal, and the incident angles of the chief rays of light when irradiating the cylindrical surface of the cylindrical object are equal to each other. What is arranged in such a way is known.
しかしながら、上記特許文献1の表面検査装置では、小径のOリングにおける撮像手段側の表面の欠陥を検査することはできるものの、載置台上にOリングを載置して検査しているので、一度に検査可能なOリングのサイズは限定され、大径のOリングの、しかも表面全体(断面全周)の欠陥を検査することができない。 However, although the surface inspection apparatus of Patent Document 1 can inspect defects on the surface on the imaging means side in the small-diameter O-ring, the O-ring is placed on the mounting table and inspected. In addition, the size of the O-ring that can be inspected is limited, and it is impossible to inspect defects on the entire surface (cross-sectional circumference) of the large-diameter O-ring.
そこで、特許文献2及び3のように検査対象物を回転させたり、移動させたりしながら検査を行わなければならない。これらの検査装置では、散乱光を拾ってその散乱光のある部分に欠陥があると判定している。しかしながら、この散乱光は必ずしも1台の撮像装置側へ反射するとは限らず、見落としてしまう可能性がある。また、1台の撮像手段のみを用いているので、検査対象物の外周全体を一度に撮影できず、表面全体を検査するには検査対象物をその軸方向を中心に回転させる必要がある。 Therefore, as in Patent Documents 2 and 3, the inspection must be performed while rotating or moving the inspection object. In these inspection apparatuses, scattered light is picked up and it is determined that there is a defect in a portion where the scattered light is present. However, the scattered light is not necessarily reflected to the side of one imaging apparatus, and may be overlooked. Further, since only one imaging means is used, the entire outer periphery of the inspection object cannot be imaged at once, and the inspection object needs to be rotated around its axial direction in order to inspect the entire surface.
特許文献4では、カメラの配置を変更することで散乱光又は正反射光を撮像することの開示はあるものの、1台のカメラしか用いていないので、同様に検査対象物をその軸方向を中心に回転させながら撮像する必要がある。 In Patent Document 4, although there is disclosure of imaging scattered light or specularly reflected light by changing the arrangement of the cameras, only one camera is used, so that the inspection object is similarly centered in the axial direction. It is necessary to take an image while rotating it.
このため、従来は、大径の環状被検査体を目視で欠陥検査しており、検査者によって品質にバラツキが出たり、検査に長時間かかったりした。 For this reason, conventionally, a large-diameter annular object to be inspected is visually inspected for defects, and the inspector varies in quality or takes a long time for inspection.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大径の環状被検査体であっても自動で表面欠陥を簡単且つ確実に検査できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to automatically and reliably inspect surface defects even for a large-diameter annular inspection object. .
上記の目的を達成するために、この発明では、環状被検査体を張力をかけて伸ばしながら回転させ、その直線状に伸びた部分の表面に照射光を当てて正反射光を撮像するようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, the annular object to be inspected is rotated while being stretched, and the specularly reflected light is imaged by irradiating the irradiated light onto the surface of the linearly extended portion. did.
具体的には、第1の発明では、断面円弧状の外周面を有するOリングよりなる環状被検査体が外周に掛けられる複数のプーリ及び該環状被検査体を所定の張力で引っ張りながら回転させる回転機構を有する被検査体送り装置と、
円環状本体を備え、上記環状被検査体の直線状に伸びた検査対象部位における中心軸を延長した軸の周囲に照射光を照射する複数の照射部が上記円環状本体の内周に円環状に均等に配置され、該照射光によって上記検査対象部位の法線に対して斜方向から傾斜角45°以上70°以下で該検査対象部位を照明する照射装置と、
上記照射装置に対向する位置に配置され、上記検査対象部位からの正反射光を撮像する、撮像素子が直線状に並んだラインセンサカメラよりなる複数の撮像装置と、
上記複数の撮像装置で得られた各画像データを加工して処理し、上記検査対象部位の欠陥を検査する欠陥検出手段と、
を備え、
上記複数の照射部は、指向特性が−40°以上40°以下に設定された複数のLEDよりなり、上記検査対象部位が隙間なく照明されるように、上記円環状本体での配置間隔が設定されている。
Specifically, in the first invention, a plurality of pulleys on which an annular inspection object made of an O-ring having an outer peripheral surface with an arc-shaped cross section is hung on the outer periphery, and the annular inspection object is rotated while being pulled with a predetermined tension. An inspection object feeder having a rotation mechanism; and
Comprising an annular body, the annular plurality of irradiation portions in the circumferential inner of the annular body for irradiating illumination light around an axis extending the central axis of the inspected portion extending in a straight line of the annular object to be inspected are evenly spaced, the illumination device for illuminating the inspected portion below 70 ° tilt angle 45 ° or more from an oblique direction with respect to the normal line of the inspected portion by該照Shako,
A plurality of imaging devices that are arranged at positions facing the irradiation device and that image the specularly reflected light from the site to be inspected, and that consist of line sensor cameras in which imaging elements are arranged in a straight line ;
Defect detecting means for processing and processing each image data obtained by the plurality of imaging devices, and inspecting the defect of the inspection target part,
Equipped with a,
The plurality of irradiating portions are composed of a plurality of LEDs whose directivity characteristics are set to -40 ° or more and 40 ° or less, and an arrangement interval in the annular body is set so that the inspection target portion is illuminated without a gap. Has been .
同様に第8の発明では、断面円弧状の外周面を有するOリングよりなる環状被検査体を所定の張力で引っ張りながら回転させ、Similarly, in the eighth aspect of the invention, an annular inspection object made of an O-ring having an outer peripheral surface with an arcuate cross section is rotated while being pulled with a predetermined tension.
上記環状被検査体における直線状に伸びた検査対象部位の周囲に照射光を照射する指向特性が−40°以上40°以下に設定されたLEDよりなる複数の照射部を円環状に配置し、A plurality of irradiation parts made of LEDs in which directivity characteristics for irradiating irradiation light around the region to be inspected linearly in the annular inspection object are set to be −40 ° or more and 40 ° or less are arranged in an annular shape,
上記照射光によって上記検査対象部位の法線に対して斜方向から傾斜角45°以上70°以下で該検査対象部位を照明し、Illuminating the inspection target part with an inclination angle of 45 ° or more and 70 ° or less from the oblique direction with respect to the normal line of the inspection target part by the irradiation light,
上記検査対象部位からの正反射光を撮像素子が直線状に並んだラインセンサカメラよりなる複数の撮像装置で撮像し、The regular reflection light from the inspection target part is imaged by a plurality of imaging devices including line sensor cameras in which imaging elements are arranged in a straight line,
上記複数の撮像装置で得られた各画像データを加工して処理し、上記検査対象部位の欠陥を検査する構成とする。Each image data obtained by the plurality of imaging devices is processed and processed to inspect for defects in the inspection target part.
これらの構成によると、被検査体送り装置で、断面円弧状の外周面を有する環状被検査体を複数のプーリの外周に掛けて所定の張力で引っ張って検査対象部位を直線状に保って進行させることができる。この直線状に伸びた検査対象部位における中心軸の延長線上を中心として複数の照射部を円環状に配置することで、検査対象部位の表面全体に照射光を斜めに当てることができ、この照射光の正反射光を対向する位置に配置した複数の撮像装置で撮像することで、検査対象部位に欠陥があった場合に、その部分に当たった照射光が正反射せずに乱れて反射するので、欠陥部分が黒く抽出される。このため、被検査体送り装置で環状被検査体を送りながら撮像装置で撮像し、その撮像画像から黒く抽出された部分を欠陥検出手段で自動で検出することにより、目視により欠陥を検査するのに比べ、確実に環状被検査体の表面全体の検査が可能となる。なお、断面円弧状の外周面を有する環状被検査体としては、少なくとも断面の一部に円弧を有しているものであればよく、Oリング、Dリング(甲丸パッキン)、甲山パッキン等がある。また、本発明でいう「照射光」は、全く広がらずに直進する光をいうのではなく、通常の白熱灯、蛍光灯等に比べて直進性の強いLEDなどの光源より発される光を意味し、具体的には、環状被検査体の検査対象部位にもれなく光が当たるように適度な幅を有する指向特性を有する。 According to these configurations, in the inspection object feeding device, the annular inspection object having an outer peripheral surface having an arc-shaped cross section is hung on the outer periphery of the plurality of pulleys and pulled with a predetermined tension to keep the inspection object portion in a straight line. Can be made. By arranging a plurality of irradiation parts in an annular shape centering on the extension line of the central axis in this linearly extended inspection target region, irradiation light can be obliquely applied to the entire surface of the inspection target region. When the inspection target part has a defect by capturing images with a plurality of imaging devices arranged at opposite positions of the regular reflected light of the light, the irradiating light hitting that part is reflected without being regularly reflected Therefore, the defective part is extracted black. For this reason, the inspection object feeding device is used to inspect the defects visually by picking up an image with the image pickup device while feeding the annular inspection object, and automatically detecting the black portion extracted from the picked-up image with the defect detection means. Compared to the above, the entire surface of the annular inspection object can be surely inspected. In addition, as an annular test object having an outer peripheral surface having an arc-shaped cross section, it is only necessary to have an arc in at least a part of the cross section, such as an O-ring, a D-ring (Koumaru packing), and Kosan packing. is there. In addition, the “irradiation light” as used in the present invention does not mean light that travels straight without spreading at all, but light emitted from a light source such as an LED that has higher straightness than ordinary incandescent lamps and fluorescent lamps. Specifically, it has a directivity characteristic having an appropriate width so that light can be incident on the inspection target portion of the annular inspection object .
また、簡単な構成で環状被検査体の表面に均一な光を当てることができ、正確な欠陥検出が可能となる。また、照射部を設置できる間隔に合わせて照射部の指向特性を選ぶことで、検査対象部位に隙間なく均等に照射光を当てて均一な正反射光が得られ、欠陥が発見しやすくなる。また、傾斜角が45°よりも小さいと検査対象部位に欠陥があっても、反射する方向に差が出にくいので、欠陥のある場所と欠陥のない場所とで正反射光の明るさの差が出にくくなり、欠陥の発見が難しくなる。逆に傾斜角が70°よりも大きくなると、撮像装置で撮影する奥行きが広くなって撮像範囲の全体に焦点を合わせにくくなり、欠陥の発見が難しくなる。しかし、傾斜角を45°以上70°以下とすることにより、欠陥のある場所と欠陥のない場所とで正反射光の明るさの差やすくなり、その明るさの差を撮像装置で確実に検出できる。また、撮像素子が多数列並んだエリアセンサカメラに比べ、各照射部で照明しなければならない領域を狭くすることができるので、明るく鮮明な画像の取得が可能となる。また、例えば航空機のように高度な気密性が要求される機械の密閉部分に使用される大径のOリングの欠陥が容易且つ確実に検出できるので、Oリングの品質が格段に向上する。 In addition , uniform light can be applied to the surface of the annular inspection object with a simple configuration, and accurate defect detection is possible. In addition, by selecting the directivity characteristics of the irradiation unit according to the interval at which the irradiation unit can be installed, uniform regular reflection light can be obtained by irradiating the irradiation light evenly to the site to be inspected without gaps, and defects can be easily found. Also, if the inclination angle is less than 45 °, even if there is a defect in the inspection target part, it is difficult to make a difference in the direction of reflection, so the difference in brightness of the specularly reflected light between the defective place and the non-defective place Becomes difficult to find and it becomes difficult to find defects. On the other hand, when the inclination angle is larger than 70 °, the depth of imaging with the imaging apparatus becomes wide, and it becomes difficult to focus on the entire imaging range, and it becomes difficult to find defects. However, by setting the tilt angle to 45 ° or more and 70 ° or less, the brightness of specularly reflected light is easily different between a place with a defect and a place without a defect, and the difference in brightness is reliably detected by the imaging device. it can. In addition, since an area that must be illuminated by each irradiation unit can be made narrower than an area sensor camera in which a large number of image sensors are arranged, it is possible to acquire a bright and clear image. In addition, since the defect of the large-diameter O-ring used in the sealed portion of a machine that requires a high degree of airtightness such as an aircraft can be detected easily and reliably, the quality of the O-ring is remarkably improved.
第2の発明では、第1の発明において、
上記円環状本体は、分割可能に構成され、上記環状被検査体を挟み込むように開閉可能に構成されている。
In the second invention, in the first invention,
The annular main body is configured to be separable and configured to be openable and closable so as to sandwich the annular inspection object.
すなわち、環状被検査体の検査対象部位における全周の表面を検査するには、その検査対象部位を囲むように照射部を配置しなければならないが、上記の構成によると、円環状本体を開いて環状被検査体を通した後、円環状本体を閉じればよいので、環状被検査体を切断することなく、照射部を簡単且つ確実に均等に配置できる。 That is, in order to inspect the entire circumference surface of the inspection target part of the annular inspection object, the irradiation unit must be arranged so as to surround the inspection target part. According to the above configuration, the annular body is opened. After passing through the annular inspection object, the annular main body only needs to be closed, so that the irradiation parts can be arranged easily and reliably evenly without cutting the annular inspection object.
第3の発明では、第2の発明において、
上記分割された分割部をそれぞれ開閉可能に支持し、各分割部をアクチュエータにより開閉させる開閉機構を備えている。
In the third invention, in the second invention,
An opening / closing mechanism is provided that supports each of the divided portions so as to be opened and closed, and opens and closes each divided portion by an actuator.
上記の構成によると、アクチュエータで各分割部を開閉できるので、環状被検査体を被検査体送り装置に取り付けた後に容易に照射部を均等に配置できる。 According to said structure, since each division | segmentation part can be opened and closed by an actuator, after attaching an annular to-be-inspected object to a to-be-inspected object feeding apparatus, an irradiation part can be arrange | positioned easily equally .
第4の発明では、第1乃至第3のいずれか1つの発明において、
上記複数の撮像装置は、上記検査対象部位までの焦点距離が等しくなるようにそれぞれ変位可能に構成されている。
In a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
Each of the plurality of imaging devices is configured to be displaceable so that the focal lengths to the examination target part are equal.
上記の構成によると、環状被検査体の断面形状や外形が変わったときでも各撮像装置のオートフォーカス機能を使用せずに焦点を合わせることができるので、各撮像装置間で倍率を等しくして解像度を合わせることができる。このため、それぞれの撮像装置で得られた画像データの処理がしやすくなる。 According to the above configuration, even when the cross-sectional shape or outer shape of the annular inspection object changes, it is possible to focus without using the autofocus function of each imaging device. The resolution can be adjusted. For this reason, it becomes easy to process the image data obtained by each imaging device .
第5の発明では、第1乃至第4のいずれか1つの発明において、
上記被検査体送り装置は、上記複数のプーリ間の距離を調整するためのプーリ移動機構を備えている。
In a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The inspected object feeder includes a pulley moving mechanism for adjusting the distance between the plurality of pulleys.
上記の構成によると、プーリ移動機構により、プーリ間の距離を容易に変更できるので、異なるサイズの環状被検査体であっても被検査体送り装置によって所定の速度で進行させることができ、同じ表面欠陥検査装置で検査可能である。 According to the above configuration, since the distance between the pulleys can be easily changed by the pulley moving mechanism, even the annular inspected objects of different sizes can be advanced at a predetermined speed by the inspected object feeding device. It can be inspected with a surface defect inspection apparatus.
第6の発明では、第1乃至第5のいずれか1つの発明において、
上記複数のプーリは、外周断面が略V字状の溝を有するVプーリよりなる。
In a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
The plurality of pulleys are V pulleys having grooves having a substantially V-shaped outer peripheral cross section.
上記の構成によると、略V字状の溝形状と環状被検査体の断面形状とから容易に環状被検査体の表面高さが正確に算出できるので、撮像装置の焦点合わせ及び撮像後の画像処理が容易となる。 According to the above configuration, since the surface height of the annular inspection object can be easily calculated accurately from the substantially V-shaped groove shape and the cross-sectional shape of the annular inspection object, the image after focusing and imaging of the imaging device Processing becomes easy.
第7の発明では、第1乃至第6のいずれか1つの発明において、
上記各撮像装置で撮像されて上記欠陥検出手段で処理された各画像を一度に映し出す表示装置を備えている。
In a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions,
There is provided a display device that displays each image picked up by each image pickup device and processed by the defect detection means at a time.
上記の構成によると、同時に撮像された複数の画像を一度に眺めることで、黒く映し出された検査対象部位の欠陥を容易に肉眼で確認することができる。 According to said structure, the defect of the test | inspection site | part reflected in black can be easily confirmed with the naked eye by looking at the several image imaged simultaneously .
以上説明したように、本発明によれば、環状被検査体を所定の張力で引っ張りながら回転させ、その直線状に伸びた検査対象部位の周囲に円環状に配置した複数の照射部で照射光を斜方向から照射し、その正反射光を複数の撮像装置で撮像して得られた各画像データを加工して処理し、検査対象部位の欠陥を検査するようにしたことにより、大径の環状被検査体であっても表面欠陥を簡単且つ確実に検査することができ、検査品質の向上と省人化を達成することができる。 As described above, according to the present invention, the irradiation light is emitted from the plurality of irradiation units arranged in an annular shape around the inspection target portion that is linearly extended while the annular inspection object is rotated while being pulled with a predetermined tension. Is processed from the oblique direction, and the image data obtained by imaging the regular reflected light with a plurality of imaging devices are processed and processed to inspect defects in the inspection target part. Even in the case of an annular inspection object, surface defects can be inspected easily and reliably, and improvement in inspection quality and labor saving can be achieved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図7は、本発明の実施形態の表面欠陥検査装置1を示し、この表面欠陥検査装置1は、下端に移動用ローラ2を有する直方体状に骨組みされた検査装置本体3を備えている。検査装置本体3の下段には、表面欠陥検査装置1全体の運転制御を行う制御盤50と、無停電電源装置であるUPS(Uninterruptible Power Supply)51が設けられている。UPS51により、入力電源に停電などの異常が発生しても一定時間は停電することなく電力を供給し続けることができるようになっている。さらに、検査装置本体3の下段には、表面欠陥検査装置1の制御を行うパソコン52が設けられている。 1 to 7 show a surface defect inspection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, and this surface defect inspection apparatus 1 includes an inspection apparatus main body 3 framed in a rectangular parallelepiped shape having a moving roller 2 at a lower end. Yes. In the lower part of the inspection apparatus main body 3, a control panel 50 for performing operation control of the entire surface defect inspection apparatus 1 and a UPS (Uninterruptible Power Supply) 51 which is an uninterruptible power supply apparatus are provided. With the UPS 51, even if an abnormality such as a power failure occurs in the input power supply, power can be continuously supplied for a certain period of time without a power failure. Further, a personal computer 52 for controlling the surface defect inspection apparatus 1 is provided at the lower stage of the inspection apparatus body 3.
検査装置本体3の平坦な天面3aには、被検査体送り装置5が取り付けられている。この被検査体送り装置5は、図7に拡大して示すように、天面3aに固定される一対のI型鋼6a及び天板6b等で構成されるベース部6を備え、その天板6bには、図2に示すように、天板6bの長手方向に伸びる一対の下側レール部材6cが設けられている。この一対の下側レール部材6cには、環状被検査体としての断面円形のOリング100を所定の張力で引っ張りながら回転させる回転機構7が一対の下側レール部材6cに沿ってスライド移動可能に載置されている。また、天板6b上には、一対の下側レール部材6cに対して平行に第1電動シリンダ6dが設けられている。Oリング100のサイズは、比較的大きなものを対象とし、例えば、内径が200mm〜700mm、断面の直径が2.5mm〜10mm程度とする。回転機構7は、矩形板状の平坦な検査台7aを有し、この検査台7aには、第1電動シリンダ6dの先端6eが連結されている。この第1電動シリンダ6dを伸縮操作することで、回転機構7全体が一対の下側レール部材6c上を高精度でスライド移動可能となっている。なお、環状被検査体としては、必ずしも断面が円形である必要はなく、断面の一部に円弧を含み、連続した円弧状外周面を有する連続した環状の被検査体であればよい。例えば、断面のうち内周側が矩形状で外周側が略半円形のDリング(甲丸パッキン)、断面のうち内周側が矩形状で外周側が山形の甲山パッキン等でもよい。環状被検査体の材質は特に限定されないが、所定の張力を掛けながら回転可能な弾性を有するエラストマー、例えば、加硫ゴムである天然ゴム、合成ゴムや熱硬化性樹脂系エラストマーであるウレタンゴムの一部、シリコンゴム、フッ素ゴムや熱可塑性エラストマーなどがある。本実施形態では、黒色のOリング100であるが、黒色には限定されない。 An inspection object feeder 5 is attached to the flat top surface 3 a of the inspection apparatus body 3. As shown in an enlarged view in FIG. 7, the inspection object feeder 5 includes a base portion 6 composed of a pair of I-shaped steel 6a and a top plate 6b fixed to the top surface 3a, and the top plate 6b. As shown in FIG. 2, a pair of lower rail members 6c extending in the longitudinal direction of the top plate 6b is provided. In the pair of lower rail members 6c, a rotating mechanism 7 that rotates an O-ring 100 having a circular cross section as an annular test object while pulling with a predetermined tension is slidable along the pair of lower rail members 6c. It is placed. A first electric cylinder 6d is provided on the top plate 6b in parallel with the pair of lower rail members 6c. The size of the O-ring 100 is a relatively large one, and for example, the inner diameter is 200 mm to 700 mm, and the cross-sectional diameter is about 2.5 mm to 10 mm. The rotation mechanism 7 has a rectangular plate-shaped flat inspection table 7a, and a tip 6e of the first electric cylinder 6d is connected to the inspection table 7a. By operating the first electric cylinder 6d to extend and contract, the entire rotation mechanism 7 can slide on the pair of lower rail members 6c with high accuracy. The annular inspected object does not necessarily have a circular cross section, and may be a continuous annular inspecting object that includes a circular arc in a part of the cross section and has a continuous arc-shaped outer peripheral surface. For example, the cross section may be a D-ring (former packing) having a rectangular inner periphery and a substantially semicircular outer periphery, or a mountain packing having a rectangular inner periphery and a chevron on the outer periphery. The material of the annular test object is not particularly limited, but an elastic elastomer that can rotate while applying a predetermined tension, for example, natural rubber that is vulcanized rubber, synthetic rubber, or urethane rubber that is a thermosetting resin-based elastomer. Some include silicon rubber, fluororubber and thermoplastic elastomer. In this embodiment, although it is the black O-ring 100, it is not limited to black.
検査台7aには、その長手方向に伸びる一対の上側レール部材7bが設けられている。また、検査台7a上には、一対の上側レール部材7bに対して平行に第2電動シリンダ7cが設けられている。一対の上側レール部材7bには、所定の間隔(例えば400mm)をあけて一対の従動プーリ10を回転可能に支持するプーリ移動機構11が、この一対の上側レール部材7bに沿ってスライド移動可能に載置されている。このプーリ移動機構11には、第2電動シリンダ7cの先端7dが連結され、この第2電動シリンダ7cを伸縮操作することで、プーリ移動機構11全体が一対の上側レール部材7b上を高精度でスライド移動可能となっている。なお、この従動プーリ10は、1つだけ設けても3つ以上設けてもよい。検査台7aの他端側には、Oリング100を掛けた状態で回転させる駆動プーリ8と、この駆動プーリ8を回転可能に支持する、ステッピングモータよりなる駆動用モータ9とが設けられている。図7に示すように、駆動プーリ8の中心軸8bが図示しないベアリングに支持され、その中心軸8bの先端が駆動用モータ9の駆動軸9aに連結されている。図2に示すように、平面視で駆動プーリ8と一対の従動プーリ10とは、上側レール部材7bと平行に同一直線上に配置されている。駆動プーリ8及び従動プーリ10は、いずれも断面がV字状のプーリ溝8a,10aをそれぞれ外周に有し、このプーリ溝8a,10aにOリング100を掛けるようになっている。この構成により、第2電動シリンダ7cを伸縮させることで、駆動プーリ8と一方の従動プーリ10(両方の従動プーリ10に掛かっているときには遠い方の従動プーリ10)との間の距離を調整し、Oリング100をこれら駆動プーリ8と従動プーリ10とに掛け、所定の張力により引っ張った状態で、任意の進行速度で回転可能となっている。 The inspection table 7a is provided with a pair of upper rail members 7b extending in the longitudinal direction. A second electric cylinder 7c is provided on the inspection table 7a in parallel with the pair of upper rail members 7b. A pulley moving mechanism 11 that rotatably supports the pair of driven pulleys 10 at a predetermined interval (for example, 400 mm) is provided on the pair of upper rail members 7b so as to be slidable along the pair of upper rail members 7b. It is placed. The pulley moving mechanism 11 is connected to the tip 7d of the second electric cylinder 7c. By operating the second electric cylinder 7c to expand and contract, the entire pulley moving mechanism 11 moves on the pair of upper rail members 7b with high accuracy. Slide movement is possible. Note that only one driven pulley 10 or three or more driven pulleys 10 may be provided. On the other end side of the inspection table 7a, there are provided a driving pulley 8 that rotates while the O-ring 100 is hung, and a driving motor 9 that is a stepping motor that rotatably supports the driving pulley 8. . As shown in FIG. 7, the center shaft 8 b of the drive pulley 8 is supported by a bearing (not shown), and the tip of the center shaft 8 b is connected to the drive shaft 9 a of the drive motor 9. As shown in FIG. 2, the driving pulley 8 and the pair of driven pulleys 10 are arranged on the same straight line in parallel with the upper rail member 7b in a plan view. Each of the driving pulley 8 and the driven pulley 10 has pulley grooves 8a and 10a having a V-shaped cross section on the outer periphery, and an O-ring 100 is hung on the pulley grooves 8a and 10a. With this configuration, the distance between the driving pulley 8 and one of the driven pulleys 10 (the farther driven pulley 10 when the two driven pulleys 10 are engaged) is adjusted by extending and contracting the second electric cylinder 7c. The O-ring 100 is hung on the drive pulley 8 and the driven pulley 10 and can be rotated at an arbitrary speed while being pulled by a predetermined tension.
Oリング100の直線状に伸びた検査対象部位Aには、照射装置としてのLEDライト13が配置されている。図8及び図9に示すように、LEDライト13は、例えば、円環状本体14を備え、この円環状本体14の内周に、照射光を照射する複数の照射部としてのLED15が均等に配置されている。図9に示すように、円環状本体14は、一対の分割部14aを合わせ面14bで突き合わせて当接させることで円環状に一体となり、図4、図5及び図8に示すように、表面の内周側に例えば60°の傾斜面14cが設けられている。各分割部14aの傾斜面14cに例えば10°の間隔をあけてLED15が18個内蔵されている。つまり、LEDライト13全体で36個のLED15が円周上一列に等間隔に配置されているが、配置個数及び間隔はこれに限定されない。分割部14aには、各LED15に電力を供給するためのハーネス14dが連結されている。LED15は、白熱灯や蛍光灯に比べて直進性の強い光を照射し、例えば指向特性が約−40°から+40°であり、通常のLEDの指向特性が約−20°から+20°であることと比較すると、幅広となっている。LED15は、本実施形態では、赤色であるが、橙色、黄色、黄緑色、緑色など特に限定されない。要は、LED15の指向特性を円環状本体14での配置間隔との関係で、検査対象部位A全体が隙間なく照明されるように選択すればよい。 An LED light 13 as an irradiating device is disposed in the inspection target part A extending in a straight line of the O-ring 100. As shown in FIGS. 8 and 9, the LED light 13 includes, for example, an annular main body 14, and LEDs 15 as a plurality of irradiation units that irradiate irradiation light are evenly arranged on the inner periphery of the annular main body 14. Has been. As shown in FIG. 9, the annular main body 14 is integrated into an annular shape by abutting and abutting a pair of divided portions 14 a at a mating surface 14 b, and as shown in FIGS. 4, 5, and 8, An inclined surface 14c of 60 °, for example, is provided on the inner peripheral side. Eighteen LEDs 15 are built in the inclined surface 14c of each divided portion 14a with an interval of, for example, 10 °. That is, 36 LEDs 15 are arranged in a line on the circumference of the LED light 13 at equal intervals, but the arrangement number and interval are not limited to this. A harness 14d for supplying electric power to each LED 15 is connected to the dividing portion 14a. The LED 15 emits light that is more straight ahead than an incandescent lamp or a fluorescent lamp. For example, the directivity is about −40 ° to + 40 °, and the normal LED has a directivity of about −20 ° to + 20 °. Compared to that, it is wide. Although LED15 is red in this embodiment, it is not specifically limited, such as orange, yellow, yellowish green, and green. In short, the directivity characteristics of the LED 15 may be selected so that the entire inspection target site A is illuminated without any gaps in relation to the arrangement interval of the annular body 14.
また、円環状本体14は、一対の分割部14aがOリング100を挟み込むように開閉可能に構成されている。図7に一対の分割部14aのうち、一方を閉じて一方を開いた状態を示す。各分割部14aはそれぞれ開閉機構16に回動可能に支持されている。開閉機構16は、図1に示す高圧エア供給部17からの高圧エアを受けて各分割部14aを回動させるエアアクチュエータ18を備えている。このエアアクチュエータ18に制御盤50の図示しない操作ボタンを操作して信号を送ることで、エアアクチュエータ18に回動可能に支持された各分割部14aを自動で開閉可能となっている。これにより、Oリング100を被検査体送り装置5に取り付けた後に、検査対象部位Aの中心軸Xを延長した軸の周囲に照射光を照射する複数のLED15が円環状に配置され、この照射光によって検査対象部位Aの法線Yに対して斜方向から検査対象部位Aを照明することができるようになっている。各LEDライト13の法線Yに対する傾斜角αは、45°以上70°以下(本実施形態では60°)で設定されている。 The annular main body 14 is configured to be openable and closable so that the pair of divided portions 14 a sandwich the O-ring 100. FIG. 7 shows a state in which one of the pair of divided portions 14a is closed and the other is opened. Each division part 14a is rotatably supported by the opening / closing mechanism 16, respectively. The opening / closing mechanism 16 includes an air actuator 18 that receives the high-pressure air from the high-pressure air supply unit 17 shown in FIG. By operating an operation button (not shown) of the control panel 50 to send a signal to the air actuator 18, each divided portion 14 a rotatably supported by the air actuator 18 can be automatically opened and closed. As a result, after the O-ring 100 is attached to the inspection object feeder 5, a plurality of LEDs 15 that irradiate irradiation light around the axis that extends the central axis X of the inspection target site A are arranged in an annular shape. The inspection target part A can be illuminated from the oblique direction with respect to the normal line Y of the inspection target part A by light. The inclination angle α with respect to the normal line Y of each LED light 13 is set to 45 ° or more and 70 ° or less (60 ° in the present embodiment).
そして、LEDライト13に対向する位置、すなわち、検査対象部位Aの中心軸Xの反対側における、法線Yに対して傾斜角αの位置に複数の(本実施形態では4台の)撮像装置としてのラインセンサカメラ20が配置されている。各ラインセンサカメラ20は、例えば、図6に示すように、1台目のラインセンサカメラ20を水平位置に、2〜4台目のラインセンサカメラ20を100°ずつあけて配置している。また、検査対象部位Aまでの焦点距離が等しくなるようにそれぞれ変位可能に構成されている。具体的には、各ラインセンサカメラ20は、ステッピングモータ21で一方向にスライド移動可能に支持されると共に、4台のラインセンサカメラ20が固定されたカメラ支持プレート22が第3電動シリンダ24で上下にスライド移動可能に支持されている。これにより、検査対象部位Aに対する焦点合わせがオートフォーカスを使用せずに可能となり、検査対象部位Aからの正反射光が撮像可能となっている。各ラインセンサカメラ20内には、それぞれ撮像素子が1列又は2列に直線状に並んでいるので、各ラインセンサカメラ20は、撮像素子が多数列並んだエリアセンサカメラに比べ、各LED15で照明しなければならない領域を狭くすることができる。このため、正反射光を的確に捉えて容易に明るく鮮明な画像を取得することができるようになっている。 A plurality of (four in the present embodiment) imaging devices at positions facing the LED light 13, that is, at the inclination angle α with respect to the normal Y on the opposite side of the central axis X of the inspection target site A. The line sensor camera 20 is arranged. For example, as shown in FIG. 6, each line sensor camera 20 has the first line sensor camera 20 placed in a horizontal position and the second to fourth line sensor cameras 20 placed 100 degrees apart. Moreover, it is comprised so that a displacement is possible respectively so that the focal distance to the test object site | part A may become equal. Specifically, each line sensor camera 20 is supported by a stepping motor 21 so as to be slidable in one direction, and a camera support plate 22 to which four line sensor cameras 20 are fixed is a third electric cylinder 24. It is supported so that it can slide up and down. As a result, focusing on the inspection target part A can be performed without using autofocus, and specular reflection light from the inspection target part A can be imaged. In each line sensor camera 20, the image sensors are arranged in one or two lines in a straight line, so each line sensor camera 20 has an LED 15 compared to an area sensor camera in which a number of image sensors are arranged. The area that must be illuminated can be reduced. For this reason, it is possible to easily acquire a bright and clear image by accurately capturing regular reflection light.
撮像された画像データは、欠陥検出手段としての機能を果たす上記パソコン52に図示しない信号線により伝達されるようになっている。パソコン52では、後述するように、複数のラインセンサカメラ20で得られた各画像データを加工して処理し、検査対象部位Aの欠陥を検査可能となっている。 The captured image data is transmitted to the personal computer 52 that functions as a defect detection means via a signal line (not shown). As will be described later, the personal computer 52 can process and process each image data obtained by the plurality of line sensor cameras 20 to inspect defects in the inspection target part A.
また、天面3a上には、表示装置としての液晶モニター53が設けられ、この液晶モニター53により、各ラインセンサカメラ20で撮像されてパソコン52内のソフトウェアで処理された各画像を一画面上に映し出すことができるようになっている。 Also, a liquid crystal monitor 53 as a display device is provided on the top surface 3a, and each image captured by each line sensor camera 20 and processed by software in the personal computer 52 is displayed on one screen by the liquid crystal monitor 53. It can be projected on.
さらに、天面3aのラインセンサカメラ20寄りには、表面欠陥検査装置1で欠陥が検出されたときなどに、人員に注意を喚起するための警告灯54が設けられている。この警告灯54だけでなく警報音を発生するブザー等も設けてもよい。 Furthermore, a warning lamp 54 is provided near the line sensor camera 20 on the top surface 3a to alert the personnel when a defect is detected by the surface defect inspection apparatus 1. Not only the warning lamp 54 but also a buzzer for generating an alarm sound may be provided.
−表面欠陥検査方法−
次に、本実施形態にかかる表面欠陥検査方法について説明する。
-Surface defect inspection method-
Next, the surface defect inspection method according to the present embodiment will be described.
まず、最初にOリング100を被検査体送り装置5に取り付ける。制御盤50を操作して第1電動シリンダ6dを伸縮操作し、図2に仮想線で示すように、被検査体送り装置5をラインセンサカメラ20と反対側に寄せておく。 First, the O-ring 100 is first attached to the inspection object feeder 5. The control panel 50 is operated to expand and contract the first electric cylinder 6d, and the inspected object feeding device 5 is moved to the opposite side of the line sensor camera 20 as indicated by a virtual line in FIG.
次いで、駆動プーリ8と従動プーリ10とにOリング100を引っ掛ける。 Next, the O-ring 100 is hooked on the driving pulley 8 and the driven pulley 10.
次いで、第2電動シリンダ7cを伸縮操作して駆動プーリ8と従動プーリ10との間隔を調整し、Oリング100を所定の張力で引っ張り、検査対象部位Aを直線状に伸ばす。このように、プーリ移動機構11により、駆動プーリ8と従動プーリ10との間の距離を容易に変更できるので、異なるサイズのOリング100であっても同じ表面欠陥検査装置1で検査することができる。 Next, the second electric cylinder 7c is expanded and contracted to adjust the distance between the drive pulley 8 and the driven pulley 10, the O-ring 100 is pulled with a predetermined tension, and the inspection target part A is extended linearly. Thus, since the distance between the drive pulley 8 and the driven pulley 10 can be easily changed by the pulley moving mechanism 11, even the O-rings 100 of different sizes can be inspected by the same surface defect inspection apparatus 1. it can.
次いで、第1電動シリンダ6dを伸縮操作してラインセンサカメラ20側に被検査体送り装置5ごと近付ける。 Next, the first electric cylinder 6d is expanded and contracted to bring the inspected object feeder 5 close to the line sensor camera 20 side.
次いで、半割となった一対の分割部14aをエアアクチュエータ18を操作して閉じ、Oリング100における直線状に伸びた検査対象部位Aの周囲に照射光を照射する複数のLED15を円環状に配置する。このとき、Oリング100の検査対象部位Aにおける全周の表面を検査するには、その検査対象部位Aを囲むようにLED15を配置しなければならないが、エアアクチュエータ18により半割となった分割部14aを回動させて当接させ円環状とすることができるので、Oリング100を切断する必要はない。また。傾斜面14cに均等にLED15が配置されているので、簡単な構成により、所定の傾斜角αでLED15を簡単且つ確実に均等に配置できる。このため、Oリング100の表面全体に均一な光を当てることができ、正確な欠陥検出が可能となる。本実施形態では、全てのLEDライト13の検査対象部位Aの中心軸Xの法線Yに対する傾斜角αを60°としている。つまり、傾斜角αが45°よりも小さいと検査対象部位Aに欠陥があっても、反射する方向に差が出にくいので、欠陥のある場所と欠陥のない場所とで正反射光の明るさの差が出にくくなり、欠陥の発見が難しくなる。逆に傾斜角αが70°よりも大きくなると、ラインセンサカメラ20で撮影する範囲が広くなって撮像範囲の全体に焦点を合わせにくくなって欠陥の発見が難しくなる。このような理由から、傾斜角αは、45°以上70°以下に設定するのが望ましい。 Next, the pair of divided portions 14 a that are halved are closed by operating the air actuator 18, and a plurality of LEDs 15 that irradiate irradiation light around the region A to be inspected linearly in the O-ring 100 are annularly formed. Deploy. At this time, in order to inspect the entire surface of the inspection target part A of the O-ring 100, the LEDs 15 must be arranged so as to surround the inspection target part A. The O-ring 100 does not need to be cut because the portion 14a can be rotated and brought into contact to form an annular shape. Also. Since the LEDs 15 are evenly arranged on the inclined surface 14c, the LEDs 15 can be easily and reliably evenly arranged at a predetermined inclination angle α with a simple configuration. For this reason, uniform light can be applied to the entire surface of the O-ring 100, and accurate defect detection becomes possible. In the present embodiment, the inclination angle α with respect to the normal Y of the central axis X of the inspection target site A of all the LED lights 13 is set to 60 °. In other words, if the inclination angle α is smaller than 45 °, even if there is a defect in the inspection target region A, it is difficult to make a difference in the direction of reflection, so the brightness of the specularly reflected light between the place where there is a defect and the place where there is no defect. This makes it difficult to find the difference and makes it difficult to find defects. On the other hand, when the inclination angle α is larger than 70 °, the range captured by the line sensor camera 20 is widened, and it becomes difficult to focus on the entire imaging range, making it difficult to find defects. For this reason, the inclination angle α is preferably set to 45 ° or more and 70 ° or less.
次いで、駆動用モータ9を回転させて駆動プーリ8を回転させ、Oリング100を所定の速度で回転させ、LEDライト13内を通過させる。 Next, the drive motor 9 is rotated to rotate the drive pulley 8, and the O-ring 100 is rotated at a predetermined speed to pass through the LED light 13.
次いで、ラインセンサカメラ20の焦点合わせを行う。駆動プーリ8の断面形状と、Oリング100の断面形状とから計算された検査対象部位Aの中心軸Xの高さと、4台の各ラインセンサカメラ20の焦点中心の高さとを第3電動シリンダ24で合わせる。このとき、Oリング100が重力等の影響で垂れる場合には、駆動プーリ8でのOリング100の断面中心高さよりも、中心軸Xの高さの方が若干低くなる。また、Oリング100の表面に各ラインセンサカメラ20の焦点が合うように、ステッピングモータ21で各ラインセンサカメラ20を移動させる。このように駆動プーリ8及び従動プーリ10は、外周断面が略V字状の溝を有するVプーリよりなるので、略V字状の溝形状とOリング100の断面形状とから容易にOリング100の表面高さが正確に算出できる。このため、ラインセンサカメラ20の焦点合わせ及び撮像後の画像処理を容易に行うことができる。また、このように焦点調整することにより、Oリング100の断面形状や外形が変わったときでも各ラインセンサカメラ20のオートフォーカス機能を使用せずに焦点を合わせることができる。このため、各ラインセンサカメラ20間で倍率を等しくして解像度を合わせることができ、それぞれのラインセンサカメラ20で得られた画像の後処理がしやすくなる。 Next, the line sensor camera 20 is focused. The height of the central axis X of the site A to be inspected calculated from the cross-sectional shape of the drive pulley 8 and the cross-sectional shape of the O-ring 100 and the height of the focal center of each of the four line sensor cameras 20 are the third electric cylinder. Match with 24. At this time, when the O-ring 100 hangs down due to the influence of gravity or the like, the height of the central axis X is slightly lower than the center height of the cross section of the O-ring 100 at the drive pulley 8. Further, each line sensor camera 20 is moved by the stepping motor 21 so that each line sensor camera 20 is focused on the surface of the O-ring 100. As described above, the drive pulley 8 and the driven pulley 10 are V pulleys having a substantially V-shaped groove on the outer peripheral cross section. Therefore, the O-ring 100 can be easily obtained from the substantially V-shaped groove shape and the cross-sectional shape of the O-ring 100. The surface height of can be calculated accurately. For this reason, focusing of the line sensor camera 20 and image processing after imaging can be easily performed. Further, by adjusting the focus in this way, the focus can be achieved without using the autofocus function of each line sensor camera 20 even when the cross-sectional shape or outer shape of the O-ring 100 changes. For this reason, the magnification can be made equal among the line sensor cameras 20 to match the resolution, and post-processing of images obtained by the respective line sensor cameras 20 can be easily performed.
この状態で各LED15から照射させる照射光によって検査対象部位Aの法線Yに対して斜方向から検査対象部位Aを照明し、検査対象部位Aからの正反射光を4台のラインセンサカメラ20で撮像する。Oリング100が回転して一周する間にOリング100表面の全体が撮像される。このとき、LED15を設置できる間隔に合わせてLED15の指向特性を選んでいるので、検査対象部位Aに隙間なく均等に光を当てて均一な正反射光を得ることがき、欠陥が発見しやすくなっている。 In this state, the inspection target part A is illuminated obliquely with respect to the normal line Y of the inspection target part A by the irradiation light emitted from each LED 15, and the specularly reflected light from the inspection target part A is supplied to the four line sensor cameras 20. Take an image with. While the O-ring 100 rotates and makes a round, the entire surface of the O-ring 100 is imaged. At this time, since the directivity characteristic of the LED 15 is selected according to the interval at which the LED 15 can be installed, uniform regular reflection light can be obtained by shining light uniformly on the inspection target site A without any gap, and defects can be easily found. ing.
Oリング100がラインセンサカメラ20の撮像領域を一周すれば、検査を終了する。4台のラインセンサカメラ20で得られた各画像データは、随時パソコン52に送られ、パソコン52内のソフトウエアで予め設定された方法で加工されて処理される。検査結果は、ソフトウェアの機能を利用して液晶モニター53上に表示される。 When the O-ring 100 goes around the imaging area of the line sensor camera 20, the inspection is finished. Each image data obtained by the four line sensor cameras 20 is sent to the personal computer 52 as needed, and is processed and processed by a method set in advance by software in the personal computer 52. The inspection result is displayed on the liquid crystal monitor 53 using a software function.
具体的には、図10に示すように、各画像データにおいて、Oリング100の表面では、LED15の照射光が正反射されるので、白く表示される。図10(c)で黒く現れているのが、異物の付着、異物付着後の凹み、金型に付着したゴムなどによる凹み、バリが十分に取りきれない突起その他の欠陥Bであり、この欠陥Bの部分では正反射されないことから周りの欠陥Bがない部分よりも暗くなり、液晶モニター53上にくっきりと現れる。このように、LED15の平行の正反射を4台のラインセンサカメラ20で撮像することで、外乱光の影響を最小限にして検査可能な画像を取り込むことができる。また、検査結果は、Oリング100の材料違いによる表面状態の差の影響をほとんど受けない。また、液晶モニター53で4枚の画像を一度に眺めることで、黒く映し出された検査対象部位Aの欠陥Bを容易に肉眼で確認することができる。また、パソコン52内のソフトウェアで予め設定された判定ロジックにより検査を実施し、欠陥Bの位置を正確に表示したり、保存したりすることで、後工程で欠陥Bを修正したり、場合によっては破棄したりすることができる。なお、図10において、Oリング100の表面における成形時に発生したバリを研磨した痕であるグラインダ研磨面Cが直線状に現れている。 Specifically, as shown in FIG. 10, in each image data, the irradiation light of the LED 15 is regularly reflected on the surface of the O-ring 100, so that it is displayed in white. In FIG. 10 (c), black appearing is the adhesion of foreign matter, the dent after the foreign matter is attached, the dent due to rubber attached to the mold, the protrusions and other defects B in which the burrs cannot be sufficiently removed. Since the portion B is not regularly reflected, it becomes darker than the portion without the surrounding defect B and appears clearly on the liquid crystal monitor 53. Thus, by imaging the parallel regular reflection of the LED 15 with the four line sensor cameras 20, it is possible to capture an inspectable image while minimizing the influence of disturbance light. In addition, the inspection result is hardly affected by the difference in the surface state due to the material difference of the O-ring 100. Further, by viewing four images at a time on the liquid crystal monitor 53, it is possible to easily confirm the defect B of the inspection target portion A displayed in black with the naked eye. In addition, the inspection in the software in the personal computer 52 is inspected by a preset determination logic, and the position of the defect B is accurately displayed or stored, so that the defect B can be corrected in a later process. Can be destroyed. In addition, in FIG. 10, the grinder grinding | polishing surface C which is the trace which grind | polished the burr | flash which generate | occur | produced at the time of shaping | molding in the surface of the O-ring 100 appears linearly.
なお、Oリング100の表面に欠陥Bが現れたときに、パソコン52での画像処理で異常を検出し、自動的に警告灯54を光らせるようにしてもよいし、画像データがうまく取り込めない場合に警告灯54を光らせるようにしてもよい。 When a defect B appears on the surface of the O-ring 100, an abnormality may be detected by image processing on the personal computer 52 and the warning lamp 54 may be automatically turned on, or the image data cannot be captured well. The warning lamp 54 may be illuminated.
この検査方法により、例えば航空機のように高度な気密性が要求される機械の密閉部分に使用される大径のOリング100の欠陥Bが容易且つ確実に検出できるので、製品の品質を格段に向上させることができる。 By this inspection method, for example, a defect B of a large-diameter O-ring 100 used in a sealed portion of a machine that requires a high degree of airtightness such as an aircraft can be easily and reliably detected. Can be improved.
したがって、本実施形態にかかる表面欠陥検査装置1によると、大径のOリング100であっても、検査者が目視で検査をする必要がなく、自動で表面欠陥を簡単且つ確実に検査することができる。これにより、検査レベルの標準化、安定化等による検査品質の向上や検査時間の短縮、検査ムラの排除を実現することができる。この自動検査の実施により製品の品質が格段に向上されると共に、省人化を実現することができる。 Therefore, according to the surface defect inspection apparatus 1 according to the present embodiment, it is not necessary for the inspector to visually inspect even the large-diameter O-ring 100, and the surface defect is automatically and reliably inspected. Can do. As a result, it is possible to improve inspection quality, shorten inspection time, and eliminate inspection unevenness by standardizing and stabilizing the inspection level. By performing this automatic inspection, the quality of the product is remarkably improved and labor saving can be realized.
(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
(Other embodiments)
The present invention may be configured as follows with respect to the above embodiment.
すなわち、上記実施形態では、照明装置としてのLEDライト13は、閉じたときに合わせ面14bが鉛直となるように2分割しているが、この分割方法に限定されず水平面で2分割したり、3分割以上に分割してもよい。また、開閉機構16によって自動で分割部14aを開閉するようにしているが、手動で開閉するようにしてもよい。 That is, in the said embodiment, although the LED light 13 as an illuminating device is divided into 2 so that the mating surface 14b may become vertical when closed, it is not limited to this dividing method, and is divided into 2 on a horizontal plane, You may divide into three or more divisions. Moreover, although the dividing part 14a is automatically opened and closed by the opening and closing mechanism 16, it may be opened and closed manually.
上記実施形態では、被検査体を環状の被検査体としているが、本発明の照射装置、撮像装置及び欠陥検出手段の構成は、棒状(円柱状、円筒状等)の被検査体、例えば電気ケーブルなどにも適用可能である。その場合には、被検査体送り装置の構成を棒状の被検査体を連続的に移動させることができるように構成すればよい。 In the above-described embodiment, the object to be inspected is an annular object to be inspected. However, the irradiation apparatus, the imaging apparatus, and the defect detection means of the present invention are configured in a rod-like (columnar, cylindrical, etc.) object to be inspected, for example, electric It can also be applied to cables. In that case, what is necessary is just to comprise the structure of a to-be-inspected object feeding apparatus so that a rod-shaped to-be-inspected object can be moved continuously.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or a use.
1 表面欠陥検査装置
5 被検査体送り装置
7 回転機構
8 駆動プーリ
8a,10a プーリ溝
10 従動プーリ
11 プーリ移動機構
13 LEDライト(照射装置)
14 円環状本体
14a 分割部
15 LED(照射部)
16 開閉機構
18 エアアクチュエータ
20 ラインセンサカメラ(撮像装置)
52 パソコン(欠陥検出手段)
53 液晶モニター(表示装置)
100 Oリング(環状被検査体)
A 検査対象部位
B 欠陥
X 中心軸
Y 法線
α 傾斜角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface defect inspection apparatus 5 Inspected object feeding apparatus 7 Rotating mechanism 8 Drive pulley 8a, 10a Pulley groove 10 Driven pulley 11 Pulley moving mechanism 13 LED light (irradiation apparatus)
14 Annular body 14a Dividing part 15 LED (irradiation part)
16 Opening / closing mechanism 18 Air actuator 20 Line sensor camera (imaging device)
52 PC (defect detection means)
53 LCD monitor (display device)
100 O-ring (annular specimen)
A Inspection site B Defect X Central axis Y Normal α Inclination angle
Claims (8)
円環状本体を備え、上記環状被検査体の直線状に伸びた検査対象部位における中心軸を延長した軸の周囲に照射光を照射する複数の照射部が上記円環状本体の内周に円環状に均等に配置され、該照射光によって上記検査対象部位の法線に対して斜方向から傾斜角45°以上70°以下で該検査対象部位を照明する照射装置と、
上記照射装置に対向する位置に配置され、上記検査対象部位からの正反射光を撮像する、撮像素子が直線状に並んだラインセンサカメラよりなる複数の撮像装置と、
上記複数の撮像装置で得られた各画像データを加工して処理し、上記検査対象部位の欠陥を検査する欠陥検出手段と、
を備え、
上記複数の照射部は、指向特性が−40°以上40°以下に設定された複数のLEDよりなり、上記検査対象部位が隙間なく照明されるように、上記円環状本体での配置間隔が設定されている
ことを特徴とする表面欠陥検査装置。 A plurality of pulleys on which an annular object to be inspected comprising an O-ring having an outer peripheral surface having an arc-shaped cross section is hung on the outer periphery, and a device to be inspected having a rotation mechanism that rotates the annular object to be inspected with a predetermined tension;
Comprising an annular body, annular plurality of irradiation portions in the circumferential inner of the annular body for irradiating illumination light around an axis extending the central axis of the inspected portion extending in a straight line of the annular object to be inspected are evenly spaced, the illumination device for illuminating the inspected portion below 70 ° tilt angle 45 ° or more from an oblique direction with respect to the normal line of the inspected portion by該照Shako,
A plurality of imaging devices that are arranged at positions facing the irradiation device and that image the specularly reflected light from the site to be inspected, and that consist of line sensor cameras in which imaging elements are arranged in a straight line ;
Defect detecting means for processing and processing each image data obtained by the plurality of imaging devices, and inspecting the defect of the inspection target part,
Equipped with a,
The plurality of irradiating portions are composed of a plurality of LEDs whose directivity characteristics are set to -40 ° or more and 40 ° or less, and an arrangement interval in the annular body is set so that the inspection target portion is illuminated without a gap. A surface defect inspection apparatus characterized by being provided .
上記円環状本体は、分割可能に構成され、上記環状被検査体を挟み込むように開閉可能に構成されている
ことを特徴とする表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 1 ,
The annular defect body is configured to be separable, and is configured to be openable and closable so as to sandwich the annular object to be inspected.
上記分割された円環状本体の分割部をそれぞれ開閉可能に支持し、各分割部をアクチュエータにより開閉させる開閉機構を備えている
ことを特徴とする表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 2 ,
A surface defect inspection apparatus comprising an opening / closing mechanism that supports the divided portions of the divided annular body so as to be opened and closed, and opens and closes each divided portion by an actuator.
上記複数の撮像装置は、上記検査対象部位までの焦点距離が等しくなるようにそれぞれ変位可能に構成されている
ことを特徴とする表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The surface defect inspection device, wherein the plurality of imaging devices are configured to be displaceable so that focal lengths to the inspection target part are equal.
上記被検査体送り装置は、上記複数のプーリ間の距離を調整するためのプーリ移動機構を備えている
ことを特徴とする表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
2. The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection object feeder includes a pulley moving mechanism for adjusting a distance between the plurality of pulleys.
上記複数のプーリは、外周断面が略V字状の溝を有するVプーリよりなる
ことを特徴とする表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 5 ,
2. The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of pulleys is a V pulley having a groove having a substantially V-shaped outer peripheral section.
上記各撮像装置で撮像されて上記欠陥検出手段で処理された各画像を一度に映し出す表示装置を備えている
ことを特徴とする表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6 ,
A surface defect inspection apparatus, comprising: a display device that displays each image picked up by each image pickup device and processed by the defect detection means at a time.
上記環状被検査体における直線状に伸びた検査対象部位の周囲に照射光を照射する指向特性が−40°以上40°以下に設定されたLEDよりなる複数の照射部を円環状に配置し、
上記照射光によって上記検査対象部位の法線に対して斜方向から傾斜角45°以上70°以下で該検査対象部位を照明し、
上記検査対象部位からの正反射光を撮像素子が直線状に並んだラインセンサカメラよりなる複数の撮像装置で撮像し、
上記複数の撮像装置で得られた各画像データを加工して処理し、上記検査対象部位の欠陥を検査する
ことを特徴とする表面欠陥検査方法。 Rotate an annular inspection object made of an O-ring having an outer peripheral surface with an arc-shaped cross section while pulling it with a predetermined tension,
A plurality of irradiation parts made of LEDs in which directivity characteristics for irradiating irradiation light around the region to be inspected linearly in the annular inspection object are set to be −40 ° or more and 40 ° or less are arranged in an annular shape,
Illuminating the inspection target part with an inclination angle of 45 ° or more and 70 ° or less from the oblique direction with respect to the normal line of the inspection target part by the irradiation light,
The regular reflection light from the inspection target part is imaged by a plurality of imaging devices including line sensor cameras in which imaging elements are arranged in a straight line ,
A surface defect inspection method, wherein each image data obtained by the plurality of imaging devices is processed and processed to inspect a defect in the inspection target part.
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