JPS6226417B2 - - Google Patents
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- JPS6226417B2 JPS6226417B2 JP54105065A JP10506579A JPS6226417B2 JP S6226417 B2 JPS6226417 B2 JP S6226417B2 JP 54105065 A JP54105065 A JP 54105065A JP 10506579 A JP10506579 A JP 10506579A JP S6226417 B2 JPS6226417 B2 JP S6226417B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ベアリング用ローラ等の機械部品、
核燃料用ウランベレツト等の円筒物体の外周面の
外観を連続的に検査する円筒物体の自動外観検査
装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention provides mechanical parts such as bearing rollers,
The present invention relates to an automatic visual inspection device for cylindrical objects that continuously inspects the appearance of the outer peripheral surface of cylindrical objects such as uranium berets for nuclear fuel.
従来、円筒物体の外周面自動外観検査装置は、
特開昭52―85877号公報に記載されているよう
に、円筒物体を2つの回転駆動されるローラ上に
搭載したものをチエーンコンベア装置に所定の間
隔をもつて取付け、且上記ローラの間から上方に
延びた部材によつて、順次送り込まれた円筒物体
の底面に接触させ、順次各円筒物体を軸心のまわ
りに回転させながら軸心方向に一定速度で移動さ
せて、静止した光学的探査装置により円筒物体の
外周面にスポツト状の光を照射して円筒物体の外
周面を1mmの巾でつる巻形に走査してその反射光
をとらえ、欠け跡や、他の疵のような凹みを検査
するように構成されていたものである。しかしな
がら、この従来の円筒物体の外周面自動外観検査
装置では、1mm以下の微小な巾をつる巻形に走査
していく関係で、10mm〜15mmという長さをもつ円
筒物体の外周面を検査するのに円筒物体を10〜15
回以上回転させないと1個の円筒物体の検査が終
了せず、検査速度が遅く、非能率な第1の欠点を
有している。更に、前記の如く各円筒物体を軸心
のまわりに回転させながら軸心方向に移動させる
関係で厳密な意味で円筒物体の回転速度を一定に
することは困難で、むらなく高精度に検査できな
い第2の欠点を有する。そこで第2の欠点を触決
するために、特開昭53―125057号公報に記載され
ているように一列状態に整列させた多数の円筒物
体を2つの回転駆動されるローラ上に搭載して軸
心方向に移動させることなく一定なる速度で回転
させた状態にし、撮像装置を円筒物体の長さより
僅か大きな少くとも一次元走査領域をもつライン
スキヤナ、テレビカメラ等で構成し、この撮像装
置を円筒物体の軸心方向に円筒物体の長さに対応
する間隔で間欠的に移動停止(歩進移動停止)さ
せ、この停止中に次々と円筒物体の円筒面の全て
を撮像して欠け、割れ等を検査する装置が知られ
ている。しかしながらこの装置でも、撮像装置を
円筒物体の長さに対応した間隔で間欠的に直線的
に移動させる関係で非能率な欠点を有する。 Conventionally, automatic visual inspection equipment for the outer circumferential surface of cylindrical objects
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-85877, a cylindrical object mounted on two rotationally driven rollers is attached to a chain conveyor device at a predetermined interval, and a cylindrical object is mounted on two rotationally driven rollers, and A member extending upward is brought into contact with the bottom surface of the cylindrical objects that are fed in sequentially, and each cylindrical object is sequentially rotated around its axis and moved at a constant speed in the axial direction to perform stationary optical exploration. The device irradiates the outer circumferential surface of the cylindrical object with a spot of light, scans the outer circumferential surface of the cylindrical object in a spiral shape with a width of 1 mm, and captures the reflected light to detect chipping marks and other dents such as flaws. It was designed to test. However, with this conventional automatic visual inspection device for the outer circumferential surface of a cylindrical object, the outer circumferential surface of a cylindrical object with a length of 10 mm to 15 mm is inspected by scanning a minute width of 1 mm or less in a spiral shape. 10 to 15 cylindrical objects
The first drawback is that the inspection of one cylindrical object cannot be completed unless it is rotated more than once, resulting in slow inspection speed and inefficiency. Furthermore, as mentioned above, since each cylindrical object is rotated around its axis and moved in the axial direction, it is difficult to keep the rotational speed of the cylindrical object constant in the strict sense, making it impossible to inspect uniformly and with high precision. It has a second drawback. Therefore, in order to solve the second drawback, a large number of cylindrical objects arranged in a line were mounted on two rotationally driven rollers as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 125057/1983. The cylindrical object is rotated at a constant speed without being moved toward the heart, and the imaging device is composed of a line scanner, television camera, etc. that has at least a one-dimensional scanning area slightly larger than the length of the cylindrical object. The movement of the cylindrical object is stopped intermittently at intervals corresponding to the length of the cylindrical object (stepwise movement stop) in the axial direction of the cylindrical object, and during this stop, images are taken of all the cylindrical surfaces of the cylindrical object one after another to detect chips, cracks, etc. Devices for testing are known. However, this device also has the drawback of inefficiency because the imaging device is moved linearly intermittently at intervals corresponding to the length of the cylindrical object.
本発明の目的は、上記従来技術の欠点をなく
し、一次元的に走査撮像する撮像装置と一列状態
に整列された多数の円筒物体とを相対的に連続さ
せて円筒物体の軸心方向に移動させた状態で円筒
物体の外周表面を能率よく、しかも2次元方向の
走査速度にばらつきやエンコーダの分解能にもと
づく累積誤差が生じてもそれらを修正して各円筒
物体ごとに外観を高精度に検査できるようにした
円筒物体の自動外観検査装置を提供するにある。 An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art described above, and to move an imaging device that performs one-dimensional scanning and imaging and a large number of cylindrical objects arranged in a line in the axial direction of the cylindrical objects in a relatively continuous manner. The outer circumferential surface of a cylindrical object can be efficiently inspected while the cylindrical object is in the same state, and the appearance of each cylindrical object can be inspected with high accuracy by correcting any cumulative errors caused by variations in scanning speed in two-dimensional directions or the resolution of the encoder. An object of the present invention is to provide an automatic appearance inspection device for a cylindrical object.
即ち本発明は、上記目的を達成するために、多
数の円筒物体を互いに接触させ、一列状態に整列
させた状態でこれら軸心を中心にして一定なる速
度で回転させる少なくとも2本のローラを有する
回転手段と、該回転手段によつて回転させられる
円筒物体の外周表面を結像する結像光学系、及び
該結像光学系により結像させた像を円筒物体の軸
心方向に一次元的に走査撮像すべく、各円筒物体
の長さより長い視野幅を有するリニアイメージセ
ンサから構成された撮像装置と、該撮像装置と上
記多数の円筒物体とを回転軸心方向に相対的に移
動させる移動手段と、該移動手段による移動量を
検出するエンコーダと、予めこのエンコーダで検
出される円筒物体の外周表面の第1の走査線ys
から大きな走査線数M離間した第2の走査線ytま
での移動量qと、上記第1の走査線ysを撮像し
てリニアイメージセンサ得られる映像信号に基い
て基準位置から円筒物体のエツジ位置までの距離
e2と上記第2の走査線ytを撮像してリニアイメー
ジセンサ得られる映像信号に基いて基準位置から
円筒物体のエツジ位置までの距離e1との距離(e2
―e1)との誤差で上記走査線数Mを割算して整数
化された走査線数Nsを算出する累積誤差計測手
段と、上記エンコーダから順次検出される各走査
線間の移動量に応じて走査線方向の座標を設定す
ると共に上記累積誤差計測手段により算出された
誤差を補正すべき走査線数Ns毎に上記設定され
た座標を修正する座標設定手段と、上記リニアイ
メージセンサから順次得られ、且つ上記座標設定
手段によつて座標を設定された各走査線の映像信
号に基いて上記円筒物体の始端位置と終端位置と
を検出するエツジ検出手段と、上記リニアイメー
ジセンサから順次得られる各走査線の映像信号に
ついて所定のしきい値で2値絵素化する2値化回
路と、該2値化回路から得られる各走査線の2値
絵素化信号について円筒物体の全周に亘り、上記
エツジ検出手段によつて検出された始端位置と終
端位置を基準にして各円筒物体の領域を切り出す
切出手段と、該切出手段によつて切り出された各
円筒物体の領域の2値絵素化信号を記憶手段に記
憶させて各円筒物体の外観を検査すべく処理判定
する処理判定手段とを備え付けたことを特徴とす
る円筒物体の自動外観検査装置である。 That is, in order to achieve the above object, the present invention includes at least two rollers that rotate a large number of cylindrical objects at a constant speed about their axes in a state in which they are brought into contact with each other and aligned in a line. a rotation means, an imaging optical system that forms an image of the outer peripheral surface of the cylindrical object rotated by the rotation means, and an image formed by the imaging optical system one-dimensionally in the axial direction of the cylindrical object. An imaging device configured with a linear image sensor having a field of view width longer than the length of each cylindrical object, and a movement in which the imaging device and the plurality of cylindrical objects are moved relative to each other in the direction of the rotation axis in order to scan and image the plurality of cylindrical objects. means, an encoder for detecting the amount of movement by the moving means, and a first scanning line ys on the outer peripheral surface of the cylindrical object detected by the encoder in advance.
The edge position of the cylindrical object is determined from the reference position based on the amount of movement q from the reference position to the second scanning line yt separated by a large number of scanning lines M, and the video signal obtained by the linear image sensor by imaging the first scanning line ys. distance to
The distance e 1 from the reference position to the edge position of the cylindrical object (e 2
-e 1 ), and a cumulative error measuring means that calculates the number of scanning lines Ns converted into an integer by dividing the number M of scanning lines by the error between coordinate setting means for setting coordinates in the scanning line direction accordingly and correcting the set coordinates for each number of scanning lines Ns to correct the error calculated by the cumulative error measuring means; edge detection means for detecting the starting end position and end position of the cylindrical object based on the video signals of each scanning line obtained and whose coordinates are set by the coordinate setting means; A binarization circuit converts the video signal of each scanning line into a binary pixel at a predetermined threshold value, and a binarization circuit converts the video signal of each scanning line obtained from the binarization circuit into a binary pixel for the entire circumference of the cylindrical object. a cutting means for cutting out an area of each cylindrical object based on the starting end position and ending position detected by the edge detecting means; The present invention is an automatic visual inspection apparatus for cylindrical objects, characterized in that it is equipped with a processing determining means for storing a binary pixelated signal in a storage means and determining a processing for inspecting the external appearance of each cylindrical object.
即ち撮像装置の移動速度には通常僅かな変動が
生じて、第2図のように映像が曲つてしまうた
め、円筒物体の円周面の外観を正確に知ることが
できない。そこで撮像装置の移動による視野の移
動を正確に知る必要がある。視野が移動すれば、
視野内の円筒物体の外観映像の位置が移動する
が、この移動量は、撮像装置の移動量を検出し、
結像倍率を乗じて求めることが可能である。従つ
て撮像装置の受光面の1ピツチに相当する距離を
撮像装置が移動すると、円筒面の映像は受光面上
で1エレメントすなわち1絵素数シフトする。し
かしながら、現実的には撮像装置の移動量検出器
の精度,結像倍率誤差(計算上の倍率と実際の倍
率との差)などにより、撮像装置の移動量を上の
移動量に換算する場合、若干の誤差が生ずる。特
に撮像装置の結像倍率は焦点調節などの結果、正
確な値はつかみにくい。この誤差は通常1ケ分の
円筒物体の撮像を行なう間累積されて無視できな
い量となる。 That is, the moving speed of the imaging device usually varies slightly, causing the image to be distorted as shown in FIG. 2, making it impossible to accurately determine the appearance of the circumferential surface of the cylindrical object. Therefore, it is necessary to accurately know the movement of the field of view due to movement of the imaging device. If the field of view moves,
The position of the external image of the cylindrical object within the field of view moves, and the amount of movement is determined by detecting the amount of movement of the imaging device.
It can be determined by multiplying by the imaging magnification. Therefore, when the imaging device moves a distance corresponding to one pitch of the light receiving surface of the imaging device, the image on the cylindrical surface shifts by one element, that is, one pixel number, on the light receiving surface. However, in reality, depending on the accuracy of the imaging device's movement amount detector, the imaging magnification error (difference between the calculated magnification and the actual magnification), etc., when converting the amount of movement of the imaging device to the above movement amount. , a slight error will occur. In particular, it is difficult to determine the exact value of the imaging magnification of an imaging device due to focus adjustment and other factors. This error usually accumulates during the imaging of one cylindrical object and becomes a non-negligible amount.
そこで前記したシフト誤差の累積値が整数絵素
数に達するのに要する走査線数をあらかじめ計測
し、撮像装置から得られる映像信号を2値化回路
で2値絵素化し、この2値絵素化信号によつて、
上記撮像装置が上記の計測された走査線数を走査
する毎に上記整数の絵素数、目標座標を修正して
メモリに記憶させ、このメモリから読出された2
値絵素化信号に応じて一列に整列された円筒物体
の外周表面を逐次検査するようにした。 Therefore, the number of scanning lines required for the cumulative value of the shift error to reach an integer number of picture elements is measured in advance, and the video signal obtained from the imaging device is converted into binary picture elements by a binarization circuit. By the signal
Each time the imaging device scans the measured number of scanning lines, the integer number of picture elements and target coordinates are corrected and stored in a memory, and the two are read out from this memory.
The outer peripheral surface of the cylindrical object aligned in a line is sequentially inspected according to the pixelated signal.
以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体
的に説明する。第1図は本発明の円筒物体の自動
外観検査装置の一実施例である概略構成を示す斜
視図である。1は両側に設置されたチエーンコン
ベア2に支持された保持ブロツクである。保持ブ
ロツク1には、多数の円筒物体3を一列状態に搭
載して接触させて一定なる速度で回転させるロー
ラ4a,4bが回転自在に支持され、これらのロ
ーラ4a,4bは減速歯車(図示せず)等を介し
てモータ6に連結されている。なお、この保持ブ
ロツク1には、ローデイング位置においてこのロ
ーラ4a,4bの上に多数の円筒物体3を軸心方
向に移動させて取入れて搭載できるようにしたロ
ーデイング用V溝7と、第1図に示す検査位置に
おいて円筒物体3の外周表面の検査が終了した後
チエーンコンベア2を移動させてアンローデイン
グ位置に停止させてローラ4a,4b上に搭載さ
れた多数の円筒物体3を軸心方向に移動させて排
出できるようにしたアンローデイング用V溝8と
を形成している。そして保持ブロツク1はチエー
ンコンベア2によつて間欠的に移動して、検査位
置において、正確に位置決め手段(図示せず)に
よつて位置決めされて停止される。9は、検査位
置に設置されたサイドフレーム10,11に支持
されたガイドシヤフト12,13に沿つて水平方
向に摺動自在に支持され、駆動モータ14に減速
機(図示せず)を介して連結された送りねじ15
に噛合うように構成された移動テーブルである。
この移動テーブル9の下端の両側には照明用光源
16と照射レンズ17とからなる照明手段18
a、及び18bが設置され、円筒物体3の外周表
面を少くとも相対する2方向から傾斜させて光を
照射するように構成している。そして移動テーブ
ル9の中央には、結像レンズ19と少くとも一次
元的に走査して撮像する撮像装置5とが設けられ
ている。撮像装置5としては、例えばTVカメ
ラ、またはリニアイメージセンサ(一次元固体撮
像素子)、2次元イメージセンサ等によつて構成
することができる。ただ高解像度を得ることから
いつてTVカメラを使用するより、リニアイメー
ジセンサを用いた方が良い。 The present invention will be specifically described below based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of an automatic visual inspection apparatus for cylindrical objects according to the present invention. 1 is a holding block supported by chain conveyors 2 installed on both sides. The holding block 1 rotatably supports rollers 4a and 4b that carry a large number of cylindrical objects 3 in a row and rotate them at a constant speed by contacting them. The motor 6 is connected to the motor 6 via a The holding block 1 has a loading V-groove 7, which allows a large number of cylindrical objects 3 to be moved in the axial direction and loaded onto the rollers 4a and 4b at the loading position, as shown in FIG. After the inspection of the outer circumferential surface of the cylindrical objects 3 is completed at the inspection position shown in FIG. A V-groove 8 for unloading is formed so that it can be moved and discharged. The holding block 1 is moved intermittently by the chain conveyor 2, and is accurately positioned and stopped at an inspection position by a positioning means (not shown). 9 is supported so as to be slidable in the horizontal direction along guide shafts 12 and 13 supported by side frames 10 and 11 installed at the inspection position, and is connected to a drive motor 14 via a speed reducer (not shown). Connected feed screw 15
A moving table configured to mesh with the
Illumination means 18 consisting of an illumination light source 16 and an irradiation lens 17 are provided on both sides of the lower end of the movable table 9.
a and 18b are installed, and the outer circumferential surface of the cylindrical object 3 is configured to be tilted from at least two opposing directions and irradiated with light. At the center of the movable table 9, an imaging lens 19 and an imaging device 5 for scanning and imaging at least one-dimensionally are provided. The imaging device 5 can be configured by, for example, a TV camera, a linear image sensor (one-dimensional solid-state imaging device), a two-dimensional image sensor, or the like. However, it is better to use a linear image sensor than to use a TV camera because of the high resolution.
然るにローデイング位置(図示せず)におい
て、保持ブロツク1のローデイング用V溝7を介
して横方向から多数の円筒物体3を一列にして供
給し、搭載する。次にチエーンコンベア2を所定
量間欠的に移動させて停止させ、保持ブロツク1
を移動テーブル9の真下の検査位置に位置決めし
て停止させる。次にモータ6を駆動してローラ4
a,4bを定速回転させ、一列に密着整列された
多数の円筒物体3を同時に一定なる速度で回転さ
せる。このように所定の時間経過後多数の円筒物
体3が一定なる速度で回転しはじめるようになつ
たとき、モータ14を駆動して送りねじ15によ
り移動テーブル9を第1図に示す右側の端から左
方向に連続的に移動させる。このように円筒物体
3を軸心方向に移動させずにローラ4a,4bに
よつて回転だけをさせたのは、円筒物体3の回転
速度の変動を極力少くして、撮像装置5が円筒物
体3の外周表面を均一な密度をもつて走査撮像し
て精密に検査できるようにするためである。しか
も多数の円筒物体3を連続的に検査して能率を著
しく向上させるために、前記に説明した如く、撮
像装置5、及び照明手段18a,18bを設置し
た移動テーブル9を円筒物体が配列された軸心方
向に連続的に移動するようにした。ところが移動
テーブル9を連続的に移動させても移動速度に多
少の変動がある関係で、撮像装置(リニアイメー
ジセンサ)5は第2図に示すような曲線視野Sを
もつて円筒物体の外周表面パターンを斜めに移行
し撮像する。撮像装置5は一次元的走査撮像を走
査同期信号Hsyncにもとづいて繰返し行なう。な
お撮像装置5からは一次元的に走査撮像された映
像信号21が連続的に読取される(第3図)。 However, at a loading position (not shown), a large number of cylindrical objects 3 are laterally fed and mounted in a line through the loading V-groove 7 of the holding block 1. Next, the chain conveyor 2 is moved intermittently by a predetermined amount and stopped, and the holding block 1
is positioned at the inspection position directly below the moving table 9 and stopped. Next, drive the motor 6 to
a and 4b are rotated at a constant speed, and a large number of cylindrical objects 3 closely aligned in a line are simultaneously rotated at a constant speed. When a large number of cylindrical objects 3 begin to rotate at a constant speed after a predetermined period of time has elapsed, the motor 14 is driven and the feed screw 15 moves the moving table 9 from the right end as shown in FIG. Continuously move to the left. The reason why the cylindrical object 3 is rotated only by the rollers 4a and 4b without being moved in the axial direction is to minimize fluctuations in the rotational speed of the cylindrical object 3 so that the imaging device 5 can detect the cylindrical object. This is to enable precise inspection by scanning and imaging the outer peripheral surface of No. 3 with uniform density. Moreover, in order to significantly improve efficiency by continuously inspecting a large number of cylindrical objects 3, the cylindrical objects are arranged on a movable table 9 equipped with an imaging device 5 and illumination means 18a and 18b, as described above. It was made to move continuously in the axial direction. However, even if the moving table 9 is moved continuously, there are some fluctuations in the moving speed, so the imaging device (linear image sensor) 5 has a curved field of view S as shown in FIG. The pattern is moved diagonally and imaged. The imaging device 5 repeatedly performs one-dimensional scanning imaging based on the scanning synchronization signal Hsync. Note that a one-dimensionally scanned and imaged video signal 21 is continuously read from the imaging device 5 (FIG. 3).
次にこの映像信号21にもとづいて円筒物体の
外観を検査する装置について第3図にもとづいて
説明する。即ち20は第1図に示すように送りね
じ15の左端に連結されたロータリエンコーダ
で、移動テーブル9が所定量送られる毎にパルス
信号を出力するものである。即ちロータリエンコ
ーダ20は、移動テーブル9の送り速度を検出す
ることになる。22は同期信号発生器でクロツク
信号と走査同期信号Hsyncとを発生するものであ
る。23は映像信号21をデイジタル信号に変換
するA/D変換回路である。24はエツジ検出用
しきい値設定回路であり、A/D変換回路23か
ら出力されるデイジタル映像信号の一走査線の最
大値Vdをデイジタルコンパレータで比較探索し
てこの最大値Vdに予め設定された△Vなる値を
減算して第1のエツジ検出用しきい値Vth1を設
定する回路である。25は第1のエツジ検出用し
きい値設定回路24で設定されたエツジ検出用し
きい値Vth1によつてA/D変換回路23から出
力されるデイジタル映像信号を2値絵素子するデ
イジタル2値化回路である。26はロータリエン
コーダ20から出力されるパルス信号と同期信号
発生器から出力されるクロツク信号及び走査同期
信号Hsyncとに基いて撮像装置5が撮像する画面
が静止するように座標を制御する座標制御回路
(座標設定手段)である。この座標制御回路26
は、第1のエツジ検出回路27から出力される始
めのエツジ位置BEG1座標信号が検出されて走
査同期信号Hsyncが入力されたとき、始めのエツ
ジ位置BEG1があつたことを検知するエツジ検
知信号作成回路28と、1つの円筒物体の全外周
表面の検査が終了したという検査終了信号29を
受けた後、エツジ検知信号作成回路28から始め
のエツジ位置信号が出力されたとき、座標更新ロ
ード信号を出力する座標更新指定回路30と、第
5図に示すように更新する前の視野左端の座標
(番地)xHに(xr+〓)の値を加算する加算器3
1と、該加算器31の出力〔xH+(xr+〓)〕か
ら始めのエツジ位置座標BEG1を減算する減算
器32と、座標更新指定回路30から座標更新ロ
ード信号が出力されたとき、減算器32の出力を
ローデイングし、ロータリエンコーダ20から出
力されるパルスで減算して視野左端の走査開始座
標(番地)をカウントする走査開始座標カウンタ
33と、該走査開始座標カウンタ33の座標信号
を受けてその座標からクロツクパルス数加算して
走査線上の座標を抽出する座標カウンタ34とか
ら構成されている。27は2値化回路25から第
4図bに示すように得られる2値絵素化信号の差
分(微分)をとつて立下りまたは立上りの点だけ
“1”信号(他は全て“0”信号)になるように
し、それを第4図cに示すように、例えば256走
査線分について頻度分布を求め、この頻度分布に
ついて比較器で逐次比較して最大を示す始めのエ
ツジ位置BEG1と終のエツジ位置BEG2とを座
標値(番地)で出力する第1のエツジ検出回路で
ある。これらエツジ検出用しきい値設定回路2
4、デイジタル2値化回路25、及び第1のエツ
ジ検出回路27はエツジ検出手段を構成する。3
5は座標カウンタ34の出力座標が更新された初
のエツジ位置の座標EG1になつたとき、第2の
しきい値を決めるロウレベルVpの抽出を開始す
る信号を出力する初のデイジタルコンパレータで
あり、36は座標カウンタ34の出力座標が更新
された終のエツジ位置の座標EG2になつたと
き、ロウレベルVpの抽出を終了すると共にハイ
レベルVd2の抽出を開始する信号を出力する終の
デイジタルコンパレータ、40は更新された前の
円筒物体の始めのエツジ位置の座標Ed1′になつ
たときハイレベルVd2の抽出を終了する信号を出
力するデイジタルコンパレータである。37はこ
の始めのデイジタルコンパレータ35と終のデイ
ジタルコンパレータ36とから得られる信号によ
つて第4図に示す如く、EG1〜EG2の範囲に亘
つて例えば255走査線分についてA/D変換回路
23から出力されるデイジタル映像信号を明るさ
(出力レベル)に対応した第1のモリの番地に記
憶させて円筒物体の外周表面領域の明るさの頻度
分布を求めて、その最大頻度値Vpを求め、更に
第4図dに示す如くEG2〜EG1′の範囲に亘つ
て255走査線分についてA/D変換回路23から
出力されるデイジタル映像信号を明るさ(出力レ
ベル)に対応した第2のメモリの番地に記憶させ
てエツジの領域の明るさの頻度分布を求めてその
最大頻度値Vd2を求め、Vth2=α(Vd2−Vp)+
Vpなるしきい値Vth2を設定する第2のしきい値
設定回路である。38は第2のしきい値設定回路
で設定された第2のしきい値Vth2によつてA/
D変換回路23から出力されるデイジタル映像信
号を2値化するデイジタル2値化回路である。3
9は雑音消去回路である。41はEG1の信号か
らEG1+δを求めて、これより“1”なる信号
を形成するコンパレータ、42はEG2の信号か
らEG2―δを求めてこれまで“1”なる信号を
形成するコンパレータである。43は雑音消去回
路39から出力された2値化絵素信号の内(EG
1+δ)から(EG2―δ)までの領域を通過さ
せるゲート回路である。これらコンパレータ4
1、及び42、並びにゲート回路43は切出手段
を構成する。44はゲート回路を通過した2値化
絵素信号を、例えば512アドレスをもつメモリに
記憶させ、欠陥の面積、欠陥の輪郭等を求めて合
否の判定をする処理判定回路である。45は第2
のしきい値設定回路37より第2のしきい値が確
定された信号を入力したとき検査開始信号を出力
する検査開始信号形成回路、46は検査開始信号
によつてセツトされ、走査線の数を計数して所定
の値(円筒物体の全外周を走査する本数)になつ
たら検査終了信号を形成する検査終了信号形成回
路である。50は累積誤差計測回路で、走査線数
を設定する設定回路51と、走査同期信号Hsync
を受けてある第1の走査線ysから上記設定回路
50で設定された走査線数M隔てた第2の走査線
ytまでの間ロータリエンコーダ20から出力され
るパルス信号を計数するカウンタ52と、上記と
同じある第1の走査線ysにおいてデイジタル2
値化回路25から得られる2値化信号の走査同期
信号から最初の立上りまでの距離e1をクロツクパ
ルスを通して絵素化計数して求め、次に上記設定
回路51で設定された走査線数M後の第2の走査
線ytにおいてデイジタル2値化回路25から得ら
れる2値化信号の水平同期信号から最初の立上り
までの距離e2をクロツクパルスを通して絵素化計
数して求め、それらの差(e2−e1)を求める演算
回路53と、この演算回路53で求められた値
(e2−e1)とカウンタ52で求められた値q(目標
座標に対応する。)の差を求めるコンパレータ5
4と、コンパレータ54から出力された値で設定
回路51で設定された走査線数Mを割算して小数
点以下は四捨五入して整数化された走査線数Ns
を抽出する割算回路55とから構成されている。 Next, a device for inspecting the appearance of a cylindrical object based on this video signal 21 will be described with reference to FIG. That is, 20 is a rotary encoder connected to the left end of the feed screw 15 as shown in FIG. 1, and outputs a pulse signal every time the moving table 9 is moved by a predetermined amount. That is, the rotary encoder 20 detects the feed speed of the moving table 9. 22 is a synchronization signal generator which generates a clock signal and a scanning synchronization signal Hsync. 23 is an A/D conversion circuit that converts the video signal 21 into a digital signal. Reference numeral 24 denotes an edge detection threshold setting circuit, which compares and searches the maximum value Vd of one scanning line of the digital video signal output from the A/D conversion circuit 23 using a digital comparator, and sets the maximum value Vd in advance. This circuit sets the first edge detection threshold value Vth1 by subtracting the value ΔV. Reference numeral 25 denotes a digital binary circuit for converting the digital video signal output from the A/D conversion circuit 23 into a binary picture element according to the edge detection threshold value Vth1 set by the first edge detection threshold setting circuit 24. It is a conversion circuit. Reference numeral 26 denotes a coordinate control circuit that controls coordinates so that the screen imaged by the imaging device 5 remains stationary based on the pulse signal output from the rotary encoder 20, the clock signal output from the synchronization signal generator, and the scanning synchronization signal Hsync. (coordinate setting means). This coordinate control circuit 26
creates an edge detection signal that detects that the first edge position BEG1 has been reached when the first edge position BEG1 coordinate signal output from the first edge detection circuit 27 is detected and the scanning synchronization signal Hsync is input. After receiving the inspection completion signal 29 from the circuit 28 indicating that the inspection of the entire outer peripheral surface of one cylindrical object has been completed, when the edge detection signal generation circuit 28 outputs the first edge position signal, the coordinate update load signal is output. A coordinate update specifying circuit 30 to output, and an adder 3 to add the value (x r+ 〓) to the coordinate (address) x H of the left end of the visual field before updating as shown in FIG.
1, a subtracter 32 that subtracts the initial edge position coordinate BEG1 from the output of the adder 31 [x H + (x r+ 〓)], and when a coordinate update load signal is output from the coordinate update designation circuit 30, A scan start coordinate counter 33 that loads the output of the subtracter 32 and subtracts it with a pulse output from the rotary encoder 20 to count the scan start coordinate (address) at the left end of the visual field, and a coordinate signal of the scan start coordinate counter 33. The coordinate counter 34 receives the coordinates, adds the number of clock pulses to the coordinates, and extracts the coordinates on the scanning line. 27 calculates the difference (differentiation) of the binary pixelized signal obtained from the binarization circuit 25 as shown in FIG. As shown in Figure 4c, the frequency distribution is obtained for, for example, 256 scanning line segments, and this frequency distribution is successively compared using a comparator to determine the starting edge position BEG1 showing the maximum and the ending edge position BEG1. This is the first edge detection circuit that outputs the edge position BEG2 in coordinate values (address). These edge detection threshold setting circuits 2
4, the digital binarization circuit 25, and the first edge detection circuit 27 constitute edge detection means. 3
5 is the first digital comparator that outputs a signal to start extracting the low level Vp that determines the second threshold when the output coordinates of the coordinate counter 34 reach the updated coordinates EG1 of the first edge position; Reference numeral 36 denotes a final digital comparator 40 which outputs a signal to end extraction of the low level Vp and start extraction of the high level Vd2 when the output coordinates of the coordinate counter 34 reach the updated coordinates EG2 of the final edge position. is a digital comparator that outputs a signal to end the extraction of high level Vd2 when the coordinate Ed1' of the first edge position of the updated previous cylindrical object is reached. 37 is a signal obtained from the first digital comparator 35 and the last digital comparator 36, and as shown in FIG. The output digital video signal is stored in the address of the first harpoon corresponding to the brightness (output level), the frequency distribution of the brightness of the outer peripheral surface area of the cylindrical object is determined, and the maximum frequency value Vp is determined. Furthermore, as shown in FIG. 4d, the digital video signals output from the A/D conversion circuit 23 for 255 scanning lines in the range EG2 to EG1' are stored in a second memory corresponding to the brightness (output level). Store it in the address, find the frequency distribution of brightness in the edge area, find its maximum frequency value Vd2, Vth2 = α (Vd2 - Vp) +
This is a second threshold setting circuit that sets a threshold value Vth2 called Vp. 38 is A/A by the second threshold Vth2 set by the second threshold setting circuit.
This is a digital binarization circuit that binarizes the digital video signal output from the D conversion circuit 23. 3
9 is a noise cancellation circuit. 41 is a comparator that calculates EG1+δ from the EG1 signal and forms a signal that is “1” from this, and 42 is a comparator that calculates EG2−δ from the EG2 signal and forms a signal that is “1” so far. 43 is one of the binary pixel signals output from the noise canceling circuit 39 (EG
This is a gate circuit that allows the region from 1+δ) to (EG2−δ) to pass through. These comparators 4
1 and 42 and the gate circuit 43 constitute a cutting means. Reference numeral 44 denotes a processing judgment circuit that stores the binary pixel signal that has passed through the gate circuit in a memory having, for example, 512 addresses, and determines the area of the defect, the outline of the defect, etc., and judges pass/fail. 45 is the second
A test start signal forming circuit 46 outputs a test start signal when a signal with a second threshold determined from the threshold setting circuit 37 is input; This is an inspection end signal forming circuit that counts the number of lines and generates an inspection end signal when it reaches a predetermined value (the number of lines that scan the entire outer circumference of the cylindrical object). 50 is a cumulative error measuring circuit, which includes a setting circuit 51 for setting the number of scanning lines, and a scanning synchronization signal Hsync.
A second scanning line is separated from the first scanning line ys by the number M of scanning lines set by the setting circuit 50.
A counter 52 counts the pulse signals output from the rotary encoder 20 up to yt, and a digital 2 counter 52 counts the pulse signals output from the rotary encoder 20 until
The distance e1 from the scanning synchronization signal to the first rising edge of the binarized signal obtained from the digitizing circuit 25 is determined by pixel counting through a clock pulse, and then after the number of scanning lines M set by the setting circuit 51, The distance e 2 from the horizontal synchronizing signal to the first rising edge of the binarized signal obtained from the digital binarization circuit 25 on the second scanning line yt of 2 - e 1 ), and a comparator that calculates the difference between the value (e 2 - e 1 ) obtained by this arithmetic circuit 53 and the value q (corresponding to the target coordinate) obtained by the counter 52. 5
4 and the number of scanning lines M set in the setting circuit 51 by the value output from the comparator 54 and rounding off to the nearest integer to obtain the number N s of scanning lines.
and a division circuit 55 for extracting the .
56は累積誤差計測回路50の割算回路55か
ら出力された正負の信号と走査線数Nsとを記憶
し、走査同期信号Hsyncがこのの走査線数Nsに
なる毎に正の信号が入力されているとロータリエ
ンコーダ20から座標修正回路57に入力される
パルスの内最後の1パルス(整数の絵素数)を消
去し、負の信号が入力されているとロータリエン
コーダ20から座標修正回路57に入力されるパ
ルスの内最後に1パルス(整数の絵素数)を加え
るように座標修正回路57を作動させる制御回路
である。 56 stores the positive and negative signals outputted from the division circuit 55 of the cumulative error measuring circuit 50 and the number of scanning lines Ns , and a positive signal is output every time the scanning synchronization signal Hsync reaches the number Ns of scanning lines. If a negative signal is input, the last pulse (integer picture element number) of the pulses input from the rotary encoder 20 to the coordinate correction circuit 57 is erased, and if a negative signal is input, the coordinate correction circuit 57 is input from the rotary encoder 20. This is a control circuit that operates the coordinate correction circuit 57 so as to add one pulse (an integer number of picture elements) to the last of the pulses input to the coordinate correction circuit 57.
上記構成により、第1図に示すように一列に配
列された円筒物体3をローラ4a,4bにより一
定なる速度で回転させた状態にして照明用光源1
6を点灯させてモータ14を駆動して移動テーブ
ル9を端から移動させる。すると撮像装置5は移
動テーブル9と共に第1図に示す矢印方向に移動
しながら、円筒物体3の表面を第2図に示すよう
に視野Sの範囲に亘つて一次元に走査して撮像
し、映像信号を得、A/D変換回路23によつて
多階調で示されるデイジタル映像信号に変換され
る。そこで、最初リセツト状態にあるので走査開
始座標カウンタ33には予め設定されたxr+ε
がロードされ、撮像装置5の移動と共にロータリ
エンコーダ20からパルス信号が入力されて逐次
減算され、走査開始座標が記憶される。従つて撮
像装置5の移動速度に変動があつても、常にロー
タリエンコーダ20からのパルス信号(撮像装置
5が1絵素移動する毎に1パルス出力される)に
よつて第5図に示すように直線状に修正される。
即ち第5図に示す如く、yeの走査線において視
野左端のX座標はxoであるが、ymの走査開始ま
でに視野が1絵素移動したことが検出された結
果、ymの走査開始点のアドレスがxo−1にな
る。然るに座標カウンタ34は走査同期信号
Hsync毎に走査開始点座標カウンタ33に記憶さ
れている走査開始点座標xoがロードされ、その
座標xoからクロツク信号を計数して各走査線の
座標を求める。 With the above configuration, the cylindrical objects 3 arranged in a line are rotated at a constant speed by the rollers 4a and 4b as shown in FIG.
6 is turned on and the motor 14 is driven to move the moving table 9 from the end. Then, while moving in the direction of the arrow shown in FIG. 1 together with the moving table 9, the imaging device 5 one-dimensionally scans and images the surface of the cylindrical object 3 over the field of view S as shown in FIG. A video signal is obtained and converted by the A/D conversion circuit 23 into a digital video signal shown in multiple gradations. Therefore, since it is initially in the reset state, the scanning start coordinate counter 33 has a value x r +ε set in advance.
is loaded, and as the imaging device 5 moves, a pulse signal is input from the rotary encoder 20 and sequentially subtracted, and the scanning start coordinate is stored. Therefore, even if the moving speed of the imaging device 5 fluctuates, the pulse signal from the rotary encoder 20 (one pulse is output every time the imaging device 5 moves one pixel) is used as shown in FIG. is corrected linearly.
That is, as shown in Fig. 5, the X coordinate of the left edge of the visual field in the scanning line of ye is x o , but as a result of detecting that the visual field has moved by one pixel before the start of scanning of ym, the starting point of scanning of ym is The address of becomes x o -1. However, the coordinate counter 34 receives the scanning synchronization signal.
The scan start point coordinate x o stored in the scan start point coordinate counter 33 is loaded every Hsync, and the coordinates of each scanning line are determined by counting clock signals from the coordinate x o .
即ち、X軸原点は撮像装置の視野の左外側に位
置するようxrを設定される。例えば撮像装置の
視野の絵素数をSとし、最初にxr+εが視野右
端から外へ飛出さないうちに更新するようにすれ
ばよい。この更新の方法としては、円筒物体が視
野内に存在しないときはxr+εが視野左端から一
定量シフトしたとき、xr(原点位置)+εを視野
左端に設定する。このような操作を繰返して円筒
物体の映像の位置を検索し、円筒物体の始めのエ
ツジBEG1が検出されたら、それにε離間させ
て接近した位置にxr(原点位置)を移す。 That is, x r is set so that the X-axis origin is located on the left outer side of the field of view of the imaging device. For example, the number of picture elements in the field of view of the imaging device may be S, and the update may be performed first before x r +ε does not jump out from the right edge of the field of view. The updating method is to set xr (origin position) + ε to the left edge of the visual field when the cylindrical object does not exist within the visual field and xr+ε is shifted by a certain amount from the left edge of the visual field. These operations are repeated to search for the position of the image of the cylindrical object, and when the first edge BEG1 of the cylindrical object is detected, x r (origin position) is moved to a position closer to it by a distance of ε.
このように円筒物体の映像に接近してxrを設
定して映像信号を読込むようにすれば、その映像
データ用メモリの幅は、第5図に示す(ε+L+
K)のようにxrから右側に最大円筒物体の映像
の幅に若干の余裕を持たせるのみでよい。 If the video signal is read by approaching the image of the cylindrical object and setting x r in this way, the width of the image data memory will be as shown in Fig.
As shown in K), it is only necessary to add some margin to the width of the image of the largest cylindrical object on the right side from x r .
つまり、メモリはxr〜xr+ε+L+Kの幅の
みでよい。このせまい幅のメモリが円筒物体の映
像が現れる毎にそれに飛びつくように移動しなが
らメモリを読込むことになり、メモリを効率よく
使用し、かつパターン処理に要する時間を短縮す
ることができる。 In other words, the memory only needs to have a width of x r to x r +ε+L+K. Each time an image of a cylindrical object appears, this narrow memory moves and reads the image, making it possible to use the memory efficiently and shorten the time required for pattern processing.
一方、第1のエツジ検出用しきい値設定回路2
4はデイジタル信号の内、最初ハイレベルからロ
ウレベルに変化した所定の巾領域において、デイ
ジタルコンパレータ等で比較して最大値を探索し
て、この最大値Vdを予め設定された△Vなる値
を減算して第1のしきい値Vth1を決定する。こ
の第1のしきい値Vth1の信号を受けてデイジタ
ル2値化回路25はデイジタル映像信号を2値絵
素化し、第1のエツジ検出回路27に入力する。 On the other hand, the first edge detection threshold setting circuit 2
4 searches for the maximum value by comparing it with a digital comparator etc. in a predetermined width region where the digital signal first changes from high level to low level, and subtracts the preset value △V from this maximum value Vd. Then, the first threshold value Vth1 is determined. In response to the signal of the first threshold value Vth1, the digital binarization circuit 25 converts the digital video signal into binary picture elements and inputs it to the first edge detection circuit 27.
ところで第6図に実線で示すように撮像装置5
の実際の移動量d及び結像倍率Aによつて決めら
れる円筒表面のパターンの移動量Ls(=e2−
e1)と第6図に点線で示すようにロータリエンコ
ーダ20から検出されるパルス列信号にもとづい
てシフトされながら設定される目標座標qとの間
に誤差が存在する。そこでまず検査をする前に設
定回路51に走査線数Mを設定し、演算回路53
は、ある第1の走査線ysにおいてデイジタル2
値化回路25から出力される2値絵素信号を受
け、走査同期信号Hsyncを基準にして立上りまで
の距離e1をゲートしたクロツクパルス数をカウン
タ等で計数して求め、次に設定回路51で設定さ
れた走査線数M隔つた第2の走査線ykにおいて
デイジタル2値化回路25から出力される2値絵
素信号を受け、走査同期信号Hsyncを基準にして
立上りまでの距離e2をゲートしたクロツクパルス
数をカウンタ等で計数して求め、このe2からe1を
引算して円筒表面のパターンの移動量Ls(=e2
−e1)を求め、カウンタ52は第1の走査線ysか
ら第2の走査線ytまでロータリエンコーダ20
から出力されるパルス信号を計数してqを求め、
コンパレータ54は演算回路53で求められたパ
ターンの移動量Lsとカウンタ52で求められた
目標座標シフト量qとを比較してM走査線におけ
る累積された誤差を求め割算回路55はLs/q
を計算して正負なのか否かと、整数化した走査線
数Nsとを求める。即ち基準座標シフト量qで割
算したのは1絵素分の誤差が生じる走査線数Ns
を求めたのである。然るに座標修正回路57はこ
のNs走査線数の周期で1絵素の誤差を消去する
ようにロータリエンコーダ20から出力されるパ
ルス信号に1パルス加入したり、消去したりして
走査開始座標カウンタ33に入力し、走査開始座
標カウンタ33はシフトされる視野左端の走査開
始座標(番地)をNsの周期で1番地分(1絵素
分)補正し、誤差の増大を防止することができ
る。このように検査開始する前に第1の走査線y
sから第2の走査線ytまでの円筒物体の表面パタ
ーンの情報をとり込み、累積誤差計測回路50で
求められた走査線数Nsが制御回路56に記憶し
ておく。すると撮像装置5を第1図の右側から左
側へ移行させていつて一列状態にある円筒物体3
を逐次撮像し検査していくとき、逐次Nsの周期
でシフト誤差が補正され、第6図に示す実線と点
線とをほぼ一致させることができる。なおシフト
誤差のない場合、パターンと目標座標とは常に一
致するように述べたが、現実には両者のシフトタ
イミングを一致させることは困難であり、そのた
め±1絵素分程度の不一致は生ずる。 By the way, as shown by the solid line in FIG.
The amount of movement L s (=e 2 −
e 1 ) and the target coordinate q, which is set while being shifted based on the pulse train signal detected from the rotary encoder 20, as shown by the dotted line in FIG. Therefore, before inspection, the number M of scanning lines is set in the setting circuit 51, and the number M of scanning lines is set in the setting circuit 51.
is the digital 2 in some first scanning line y s
The binary pixel signal outputted from the digitization circuit 25 is received, and the number of clock pulses gated by the distance e 1 to the rising edge is calculated using a counter or the like based on the scanning synchronization signal Hsync. The binary pixel signal output from the digital binarization circuit 25 is received at the second scanning line y k separated by the set number of scanning lines M, and the distance e 2 to the rising edge is calculated based on the scanning synchronization signal Hsync. The number of gated clock pulses is counted with a counter, etc., and e 1 is subtracted from e 2 to find the movement amount L s (= e 2
-e 1 ), and the counter 52 calculates the rotary encoder 20 from the first scanning line ys to the second scanning line yt .
Find q by counting the pulse signals output from
A comparator 54 compares the pattern movement amount L s obtained by the arithmetic circuit 53 with the target coordinate shift amount q obtained by the counter 52 to obtain the accumulated error in M scanning lines . /q
is calculated to determine whether it is positive or negative, and the number of scanning lines N s converted into an integer. In other words, dividing by the reference coordinate shift amount q is the number of scanning lines N s where an error of one picture element occurs.
He sought. However, the coordinate correction circuit 57 adds or removes one pulse from the pulse signal output from the rotary encoder 20 so as to erase the error of one pixel in a cycle of Ns scanning lines, and adjusts the scanning start coordinate counter. 33, the scanning start coordinate counter 33 corrects the scanning start coordinate (address) of the left end of the visual field to be shifted by one address (one pixel) at a cycle of Ns , thereby preventing an increase in error. . In this way, before starting the inspection, the first scanning line y
Information on the surface pattern of the cylindrical object from s to the second scanning line y t is taken in, and the number N s of scanning lines determined by the cumulative error measuring circuit 50 is stored in the control circuit 56 . Then, the imaging device 5 is moved from the right side to the left side in FIG.
When images are sequentially taken and inspected, the shift error is corrected at a period of Ns , and the solid line and dotted line shown in FIG. 6 can be made to almost match. Although it has been described that the pattern and the target coordinates always match when there is no shift error, in reality it is difficult to match the shift timings of both, and therefore a mismatch of about ±1 picture element occurs.
次に第1のエツジ検出回路27は、この2値絵
素化信号の差分(微分)をとつて、立下りについ
ては立下り用カウンタに記憶させ、立上りについ
ても立上り用カウンタに記憶させ、それを走査線
の絵素化信号がエツジの立上りBEG1を含むよ
うになつたときから、例えばH=256走査線分に
ついて計数して頻度分布を求め、立下り用カウン
タに記憶された立下り用頻度分布について最初の
番地から予め定められた(xr+ε+L/2)な
る番地まで読出して比較器で逐次比較して最大を
示す番地(始めのエツジ位置座標BEG1)を出
力し、立上り用カウンタに記憶された立上り用頻
度分布について(xr+ε+L/2)なる番地か
ら(xr+ε+3/2L)なる番地まで読出して比
較器で逐次比較して最大を示す番地(終のエツジ
位置座標BEG2)を出力する。座標カウンタ3
4からの座標値がこのBEG1の座標値になると
コンパレータ35が作動してエツジ検知信号作成
回路28が動作して走査同期信号Hsyncと共に座
標更新指定回路30から座標更新ロード信号が出
力され、加算器31で走査開始座標カウンタ33
から出力される座標値xHと(xr+ε)とが加算
され、かつ減算器32でBEG1が減算された値
xI=(xH+xr+ε−BEG1)に走査開始座標カ
ウンタ33の内容が更新される。これはxI−xr
=xH−(BEG1−ε)なる関係からである。す
ると座標カウンタ34の初期値も更新され、第1
のエツジ検出回路27の番地も更新される。そし
てコンパレータ35,36,40から更新されて
出力されるEG1,EG2,EG1′の信号によつて
第2のしきい値設定回路37は、EG1〜EG2の
範囲のデイジタル映像信号の明るさレベルに対応
したメモリの番地に記憶させて頻度分布を求め、
最大値を示す明るさレベルVpを探索し、同様に
EG2〜EG1′の範囲(EG1′が抽出されない最
初はEG2から設定された所定の巾ηをもつて探
索する)のデイジタル映像信号の明るさレベルに
対応した他のメモリの番地に記憶させて頻度分布
を求め、最大値を示す明るさレベルVd2を探索
し、Vth2=α(Vp−Vd2)+Vd2なる演算を施
し、第2のしきい値Vth2を設定する。そしてデ
イジタル映像信号は第2のしきい値Vth2で2値
絵素化されると共に、3×3の絵素配列からな
り、それら全ての絵素論理積をとる雑音消去回路
39で雑音を消去する。この2値絵素化された信
号はコンパレータ41,42からの信号EG1+
δ,EG2−δの間ゲート回路43を通過して処
理判定回路44に入力される。処理判定回路44
は検査開始信号形成回路45からの検査開始信号
を受けてから検査終了信号形成回路46から検査
終了信号を受けるまで、例えば欠陥に相当する絵
素数を計数して全表面に亘る欠陥の大きさを求め
たり、2次元方向に微分して欠陥の輪郭絵素を求
めて、これを計数して全表面に亘る欠陥輪郭長さ
を求めたりして欠陥の状態を調べ、判定基準と比
較して合否の判定をし、検査結果の信号47を出
力する。このように撮像装置5の移動速度の変動
を刻々補正しながら撮像装置5の移動に追従させ
て映像信号をメモリに記憶させる座標をシフトさ
せると共に、円筒物体1個づつメモリに記憶させ
る座標を更新して常に撮像装置5が多数整列され
た円筒物体3に対して静止している状態と同じよ
うに円筒物体を1個づつ全外周表面を撮像できる
ようにして正確に、且能率良く円筒物体の外観を
検査できるようにした。 Next, the first edge detection circuit 27 calculates the difference (differentiation) of this binary pixelized signal, stores the falling edge in the falling counter, and stores the rising edge in the rising counter. From the time when the pixelized signal of the scanning line starts to include the rising edge BEG1, calculate the frequency distribution for H = 256 scanning lines, for example, and calculate the frequency distribution for falling edges stored in the falling counter. Read the distribution from the first address to a predetermined address (x r + ε + L/2), compare it successively with a comparator, output the address showing the maximum (first edge position coordinate BEG1), and store it in the rise counter. Read out the frequency distribution for rising edges from the address (x r + ε + L/2) to the address (x r + ε + 3/2 L), perform successive comparisons with the comparator, and output the address indicating the maximum (last edge position coordinate BEG2). do. coordinate counter 3
When the coordinate value from 4 becomes the coordinate value of this BEG1, the comparator 35 is activated, the edge detection signal generation circuit 28 is activated, and the coordinate update designation circuit 30 outputs the coordinate update load signal along with the scan synchronization signal Hsync, and the adder 31 is the scanning start coordinate counter 33
The contents of the scan start coordinate counter 33 are added to the coordinate values x H and (x r +ε) output from the subtracter 32, and the value x I = (x H + x r +ε−BEG1) is subtracted by BEG1 by the subtracter 32. is updated. This is x I −x r
This is from the relationship: = x H - (BEG1 - ε). Then, the initial value of the coordinate counter 34 is also updated, and the first
The address of the edge detection circuit 27 is also updated. Then, the second threshold setting circuit 37 adjusts the brightness level of the digital video signal in the range of EG1 to EG2 by the updated and outputted signals of EG1, EG2, and EG1' from the comparators 35, 36, and 40. Store it in the corresponding memory address and find the frequency distribution,
Find the brightness level Vp that shows the maximum value, and similarly
Frequency is stored in another memory address corresponding to the brightness level of the digital video signal in the range of EG2 to EG1' (when EG1' is not extracted, the search is performed with a predetermined width η set from EG2). The distribution is determined, the brightness level Vd2 showing the maximum value is searched, and the calculation Vth2=α(Vp−Vd 2 )+Vd 2 is performed to set the second threshold value Vth 2 . Then, the digital video signal is converted into binary picture elements at a second threshold value Vth 2 , and is composed of a 3×3 picture element array, and noise is eliminated by a noise canceling circuit 39 that takes the AND of all the picture elements. do. This binary picture element signal is the signal EG1+ from the comparators 41 and 42.
The signal passes through the gate circuit 43 between δ and EG2-δ and is input to the processing determination circuit 44. Processing determination circuit 44
For example, the size of the defect over the entire surface is calculated by counting the number of picture elements corresponding to the defect from the time when the test start signal is received from the test start signal forming circuit 45 until the test end signal is received from the test end signal forming circuit 46. Determine the condition of the defect by calculating or differentiating it in two dimensions to determine the outline picture element of the defect, count this to determine the defect outline length over the entire surface, and compare it with the judgment criteria to determine pass/fail. A test result signal 47 is output. In this way, while constantly correcting fluctuations in the moving speed of the imaging device 5, the coordinates at which the video signal is stored in the memory are shifted to follow the movement of the imaging device 5, and the coordinates at which the video signal is stored in the memory are updated one by one for each cylindrical object. The imaging device 5 can image the entire outer circumferential surface of each cylindrical object one by one in the same way as when it is stationary with respect to a large number of aligned cylindrical objects 3, thereby accurately and efficiently capturing images of the cylindrical objects. The appearance can now be inspected.
特に多数整列された円筒物体の全外周表面を均
一に走査線で走査できるように円筒物体の列をロ
ーラによつて一定なる速度で回転させるだけにし
て、ローラ上を軸心方向に滑らせて移動させるこ
とはやめ、その代わりに撮像装置を円筒物体の軸
心方向に連続的に移動させて多数整列された円筒
物体の外周全表面を検査するようにした。 In particular, in order to uniformly scan the entire outer circumferential surface of a large number of aligned cylindrical objects with scanning lines, the row of cylindrical objects is simply rotated by a roller at a constant speed, and the row of cylindrical objects is slid on the roller in the axial direction. Instead, the imaging device was moved continuously in the axial direction of the cylindrical object to inspect the entire outer circumferential surface of a large number of aligned cylindrical objects.
以上説明したように本発明によれば、多数の円
筒物体を定速回転駆動されるローラ上に並設して
定速回転させ、撮像装置と多数の円筒物体とを相
対的に円筒物体の配列方向に連続的に移動させ、
移動量(速度)を検出してこの移動に追従して撮
像装置から得られる映像信号の絵素座標を累積誤
差が生じないように逐次修正してシフトさせるよ
うにし、更に円筒物体所定の個数毎に座標を更新
するようにしたので、撮像装置を間欠的に送りな
がら静止状態のみで撮像する従来の方式に比較し
て能率よく、しかも多数配列された円筒物体につ
いて各円筒物体毎に、エンコーダの分解能にもと
ずく累積誤差を修正して高精度にその外周表面を
検査することができる顕著な作用効果を奏する。 As explained above, according to the present invention, a large number of cylindrical objects are arranged side by side on rollers that are rotated at a constant speed and rotated at a constant speed, and the imaging device and the large number of cylindrical objects are relatively arranged. move continuously in the direction of
The amount of movement (velocity) is detected, and the pixel coordinates of the video signal obtained from the imaging device are sequentially corrected and shifted to follow this movement so as to avoid cumulative errors. Since the coordinates are updated every second, this method is more efficient than the conventional method in which the imaging device is sent intermittently and images are taken only in a stationary state.Moreover, for a large number of arranged cylindrical objects, the encoder can be updated for each cylindrical object. It has a remarkable effect of correcting the cumulative error based on the resolution and inspecting the outer peripheral surface with high precision.
第1図は本発明の円筒物体の自動外観検査装置
の一実施例である機構部を示す斜視図、第2図は
第1図に示す撮像装置によつて円筒物体の外周表
面を撮像する状態を示した図、第3図は第1図に
示す撮像装置から得られる映像信号にもとづいて
円筒物体の外観を検査する装置の一実施例を示し
た概略構成図、第4図は第3図に示す装置並びに
回路から得られる信号波形を示した図、第5図は
撮像装置が走査を開始する走査開始点がシフトし
ていく状態と走査開始点を更新するときを示した
図、第6図は円筒表面のパターンの移動量と目標
座標との誤差を示した図である。
符号の説明、3……円筒物体、4a,4b……
ローラ、5……撮像装置、9……移動テーブル、
14……駆動モータ、15……送りねじ、20…
…ロータリエンコーダ、23……A/D変換器、
24……第1のしきい値設定回路、25,38…
…デイジタル2値化回路、26……座標制御回
路、33……走査開始点座標カウンタ、30……
更新指定回路、34……座標カウンタ、27……
第1のエツジ検出回路、37……第2のしきい値
設定回路、43……ゲート回路、44……処理検
査回路、45……検査開始信号作成回路、46…
…検査終了信号作成回路、50……累積誤差計測
回路、51……設定回路、52……カウンタ、5
3……演算回路、54……コンパレータ、55…
…割算回路、56……制御回路、57……座標修
正回路。
FIG. 1 is a perspective view showing a mechanical part of an automatic appearance inspection device for a cylindrical object according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a state in which the outer peripheral surface of the cylindrical object is imaged by the imaging device shown in FIG. 1. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a device for inspecting the appearance of a cylindrical object based on the video signal obtained from the imaging device shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram showing signal waveforms obtained from the device and circuit shown in FIG. The figure shows the error between the amount of movement of the pattern on the cylindrical surface and the target coordinates. Explanation of symbols, 3... Cylindrical object, 4a, 4b...
roller, 5...imaging device, 9...movement table,
14... Drive motor, 15... Feed screw, 20...
...Rotary encoder, 23...A/D converter,
24...first threshold setting circuit, 25, 38...
... Digital binarization circuit, 26 ... Coordinate control circuit, 33 ... Scanning start point coordinate counter, 30 ...
Update designation circuit, 34... Coordinate counter, 27...
First edge detection circuit, 37... Second threshold setting circuit, 43... Gate circuit, 44... Processing inspection circuit, 45... Inspection start signal generation circuit, 46...
...Inspection end signal creation circuit, 50...Cumulative error measurement circuit, 51...Setting circuit, 52...Counter, 5
3... Arithmetic circuit, 54... Comparator, 55...
. . . Division circuit, 56 . . . Control circuit, 57 . . . Coordinate correction circuit.
Claims (1)
に整列させた状態でこれら軸心を中心にして一定
なる速度で回転させる少なくとも2本のローラを
有する回転手段と、該回転手段によつて回転させ
られる円筒物体の外周表面を結像する結像光学
系、及び該結像光学系により結像させた像を円筒
物体の軸心方向に一次元的に走査撮像すベく、各
円筒物体の長さより長い視野幅を有するリニアイ
メージセンサから構成された撮像装置と、該撮像
装置と上記多数の円筒物体とを回転軸心方向に相
対的に移動させる移動手段と、該移動手段による
移動量を検出するエンコーダと、予めこのエンコ
ーダで検出される円筒物体の外周表面の第1の走
査線ysから大きな走査線数M離間した第2の走
査線ytまでの移動量qと、上記第1の走査線ysを
撮像してリニアイメージセンサ得られる映像信号
に基いて基準位置から円筒物体のエツジ位置まで
の距離e2と上記第2の走査線ytを撮像してリニア
イメージセンサ得られる映像信号に基いて基準位
置から円筒物体のエツジ位置までの距離e1との距
離(e2―e1)との誤差で上記走査線数Mを割算し
て整数化された走査線数Nsを算出する累積誤差
計測手段と、上記エンコーダから順次検出される
各走査線間の移動量に応じて走査線方向の座標を
設定すると共に上記累積誤差計測手段により算出
された誤差を補正すべき走査線数Ns毎に上記設
定された座標を修正する座標設定手段と、上記リ
ニアイメージセンサから順次得られ、且つ上記座
標設定手段によつて座標を設定された各走査線の
映像信号に基いて上記円筒物体の始端位置と終端
位置とを検出するエツジ検出手段と、上記リニア
イメージセンサから順次得られる各走査線の映像
信号について所定のしきい値で2値絵素化する2
値化回路と、該2値化回路から得られる各走査線
の2値絵素化信号について円筒物体の全周に亘
り、上記エツジ検出手段によつて検出された始端
位置と終端位置を基準にして各円筒物体の領域を
切り出す切出手段と、該切出手段によつて切り出
された各円筒物体の領域の2値絵素化信号を記憶
手段に記憶させて各円筒物体の外観を検査すべく
処理判定する処理判定手段とを備え付けたことを
特徴とする円筒物体の自動外観検査装置。1. A rotating means having at least two rollers for rotating a large number of cylindrical objects at a constant speed around their axes while bringing them into contact with each other and aligning them in a line; An imaging optical system that images the outer peripheral surface of a cylindrical object, and an image formed by the imaging optical system is scanned one-dimensionally in the axial direction of the cylindrical object. An imaging device configured with a linear image sensor having a longer field of view, a moving means for relatively moving the imaging device and the plurality of cylindrical objects in the direction of a rotation axis, and detecting the amount of movement by the moving means. an encoder, a movement amount q from a first scanning line ys on the outer circumferential surface of a cylindrical object to a second scanning line yt separated by a large number M of scanning lines, which is detected in advance by this encoder, and the first scanning line Based on the video signal obtained by the linear image sensor by imaging ys, the distance e 2 from the reference position to the edge position of the cylindrical object and the video signal obtained by the linear image sensor by imaging the second scanning line yt. Cumulative error of calculating the number of scanning lines Ns converted into an integer by dividing the number of scanning lines M by the error between the distance e 1 from the reference position to the edge position of the cylindrical object and the distance (e 2 - e 1 ) The measuring means and the coordinates in the scanning line direction are set according to the amount of movement between each scanning line sequentially detected by the encoder, and the error calculated by the cumulative error measuring means is to be corrected for each number of scanning lines Ns. a coordinate setting means for correcting the set coordinates, and a starting end position of the cylindrical object based on video signals of each scanning line sequentially obtained from the linear image sensor and whose coordinates are set by the coordinate setting means. and an edge detection means for detecting the terminal position and the end position;
The digitization circuit and the binary pixelization signal of each scanning line obtained from the binarization circuit are measured over the entire circumference of the cylindrical object, based on the starting and ending positions detected by the edge detection means. a cutting means for cutting out a region of each cylindrical object, and a storage means storing a binary pixelized signal of the region of each cylindrical object cut out by the cutting means, and inspecting the appearance of each cylindrical object. 1. An automatic appearance inspection device for a cylindrical object, characterized in that it is equipped with processing determining means for determining whether the object should be processed.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10506579A JPS5629147A (en) | 1979-08-20 | 1979-08-20 | Automatic physical appearance inspection unit for cylindrical object |
US06/170,181 US4410278A (en) | 1979-07-20 | 1980-07-18 | Method and apparatus for appearance inspection |
DE19803027373 DE3027373A1 (en) | 1979-07-20 | 1980-07-18 | METHOD AND DEVICE FOR SURFACE TESTING |
FR8015979A FR2461944A1 (en) | 1979-07-20 | 1980-07-18 | METHOD AND APPARATUS FOR EXAMINING THE OUTER ASPECT OF A FULL CYLINDRICAL OBJECT |
GB8023661A GB2057675B (en) | 1979-07-20 | 1980-07-18 | Photoelectric detection of surface defects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10506579A JPS5629147A (en) | 1979-08-20 | 1979-08-20 | Automatic physical appearance inspection unit for cylindrical object |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5629147A JPS5629147A (en) | 1981-03-23 |
JPS6226417B2 true JPS6226417B2 (en) | 1987-06-09 |
Family
ID=14397551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10506579A Granted JPS5629147A (en) | 1979-07-20 | 1979-08-20 | Automatic physical appearance inspection unit for cylindrical object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5629147A (en) |
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