JP4479073B2

JP4479073B2 - Surface defect inspection equipment

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Publication number: JP4479073B2
Application number: JP2000225549A
Authority: JP
Inventors: 丹和秀伊; 田清吉; 井徳貴臼
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2020-07-26
Also published as: JP2002039946A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的センサを用いてワークの表面欠陥を検査する装置であり、例えば自動車の製造において、プレス形成された車体パネルの表面における凹凸等の表面欠陥を検査するのに利用される表面欠陥検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の表面欠陥検査装置としては、例えば、特開平８−５５７３号公報などに示されたものがあった。
【０００３】
同公報に開示された表面欠陥検査装置は、ワークの一方側斜め上方に位置してワークに面状の照明光を照射する光源と、ワークの他方側斜め上方に位置してワークの表面を撮像するエリアセンサカメラを備えており、カメラにより撮像した受光画像を画像処理してワークの表面に存在する凹凸等の表面欠陥を検出するものである。このとき、照明光の照射角度およびカメラによる撮像角度は、ワークの表面を基準として１０度以下の低角度であると共に、いずれもほぼ一定の角度になっている。したがって、カメラにより撮像した受光画像としては、照明光の正反射光を捕らえることになり、ワークの表面欠陥を影すなわち明部中の暗点として撮像したものとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような従来の表面欠陥検査装置にあっては、ワークの表面が平坦である場合には良好な表面欠陥検出を行うことができるが、自動車の車体パネルのように表面が平面部と曲面部を有する場合には、照明光の照射角度やカメラの撮像角度を一定にすると、とくに曲面部に対する検出エリアが極端に狭くなる検出限界があり、曲面部の表面欠陥検査を充分に行うことが困難である。
【０００５】
そこで、自動車の車体パネルの表面欠陥検査では、光源およびカメラを角度調整可能に設け、一定速度で搬送されるワークの表面に対して照射角度および撮像角度が一定となるように光源およびカメラの角度を制御することが提案されている。しかし、現状の車体パネルの生産タクトは数秒単位であり、ワークを搬送するコンベアにも搬送速度の速いものが使用されることから、搬送速度の増大に伴ってワークの曲面部に対する検査性能を充分に確保することが困難になり、搬送速度がさらに増大すればワークの平面部に対する検査性能にも影響が生じる恐れがある。このため、従来では、コンベアの高速化に伴って発生する検査の面での不具合を解決することが要望されていた。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、平面部と平面部に連続する曲面部を有するワークの表面を光学的センサで走査して表面欠陥を検査する装置において、ワークを間欠的に搬送するワーク搬送手段を使用し、ワーク搬送の高速化を実現すると共に、平面部および曲面部のいずれに対しても表面欠陥の検査を高精度に行うことができる表面欠陥検査装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる表面欠陥検査装置は、請求項１として、平面部と平面部に連続した曲面部を有するワークの表面を光学的センサで走査して表面欠陥を検査する装置であって、ワークを一定の方向に間欠的に搬送するワーク搬送手段と、ワーク搬送手段により搬送して所定位置に停止させたワークに対して、移動しながら平面部を所定の撮像角度で撮像する平面部検出センサと、同じくワーク搬送手段により搬送して所定位置に停止させたワークに対して、曲面部の湾曲断面の連続方向に移動しながら曲面部を所定の撮像角度で撮像する曲面部検出センサと、平面部検出センサおよび曲面部検出センサから得た画像を処理してワークの表面欠陥を抽出する画像処理手段を備え、ワーク搬送手段が、その搬送方向に対して曲面部の湾曲断面の連続方向を直交させた姿勢でワークを搬送しており、平面部検出センサおよび曲面部検出センサが、ワーク搬送手段による搬送方向に対して直交する方向に移動可能に設けてある構成とし、請求項２として、平面部検出センサおよび曲面部検出センサが、ワークの表面に対して照明光を所定の照射角度で照射する照明手段と、照明手段に対向して配置され且つ照射角度よりも大きい撮像角度で照明光の反射光を撮像する撮像手段を各々備えており、予め設定されたワークの形状データとワーク搬送手段により所定位置に停止したワークの位置データに基づいてワークの表面に対する照射角度および撮像角度が一定となるように照明手段の角度および高さならびに撮像手段の角度および高さを制御するセンサ制御手段を備えた構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００８】
なお、上記構成において、ワークの平面部は、完全に平面を成すものだけでなく、比較的曲率の小さい湾曲面も含むものとする。これに対して曲面部は、平面部に比べて曲率が明らかに大きく変化している面とする。
【０００９】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる表面欠陥検査装置では、平面部と平面部に連続する曲面部を有するワークの表面を光学的センサで走査して表面欠陥を検査する装置において、ワークを一定の方向に間欠的に搬送するワーク搬送手段を採用し、ワーク搬送手段によりワークを搬送して所定位置に停止させ、そのワークに対して表面欠陥の検査を行うことから、ワーク搬送手段としては例えば高速の間欠式コンベアを用いることが可能となる。そして、所定位置に停止したワークに対して、移動する平面部検出センサにより平面部を所定の撮像角度で撮像するので、ワーク搬送速度に左右されることなく平面部に対する撮像が行われる。
【００１０】
ところで、ワークの曲面部の表面欠陥を検査する場合では、光学的センサによる走査を湾曲に沿う方向に行うと、検出エリアが極端に狭くなり、ましてワークを搬送しながらでは充分な検査を行うことが困難である。これに対して、当該表面欠陥検査装置では、所定位置に停止したワークに対して、曲面部の湾曲断面の連続方向（湾曲断面に直角な方向）に移動する曲面部検出センサにより曲面部を所定の撮像角度で撮像することから、ワーク搬送速度に左右されることなく曲面部に対する撮像が行われ、しかも、曲面部の曲率に左右されることもなく、撮像角度をほぼ一定にし且つ充分な検出エリアを確保した状態で撮像が行われる。
【００１１】
また、当該表面欠陥検査装置では、ワーク搬送手段が、その搬送方向に対して曲面部の湾曲断面の連続方向を直交させた姿勢でワークを搬送しており、平面部検出センサおよび曲面部検出センサが、ワーク搬送方向に対して直交する方向に移動可能に設けてあることから、所定位置に停止したワークの平面部に対しては、平面部検出センサが移動しながら撮像を行う。また、同ワークの曲面部に対しては、曲面部の湾曲断面の連続方向と曲面部検出センサの移動方向とが一致した状態になるので、曲面部の曲率に左右されることなく、曲面部検出センサが移動しながら撮像を行う。
【００１２】
そして、当該表面欠陥検査装置では、画像処理手段において、平面部検出センサおよび曲面部検出センサから入力した画像に対して、エッジ抽出のための微分処理、ノイズ除去のための平滑化処理、および表面欠陥を孤立点として検出するための二値化処理などを行って表面欠陥を抽出する。なお、表面欠陥の抽出結果は、ＣＲＴやプリンタなどの表示手段に表示することが可能である。
【００１３】
本発明の請求項２に係わる表面欠陥検査装置では、平面部検出センサおよび曲面部検出センサにおいて、照明手段により、ワークの一方側斜め上方から照明光を所定の照射角度で照射し、撮像手段により、ワークの他方側斜め上方から照射角度よりも大きい撮像角度で照明光の反射光を撮像する。このとき、照明手段による照射角度は、例えばワークの表面に対して１０度以下とし、撮像手段による撮像角度は、例えば１０〜３０度の範囲とする。したがって、所定の照射角度で照射された照明光のうち、表面欠陥の無い部分に当たった光は、照射角度と同じ角度で反射するので撮像手段には撮像されず、表面欠陥に当たって照射角度よりも大きい角度で乱反射した光のみが撮像手段に撮像される。これにより、撮像手段では、表面欠陥を高輝度で捕らえた受光画像が形成される。
【００１４】
さらに、当該表面欠陥検査装置では、例えばワークが車体パネルである場合には各種類の諸寸法が予め設定されており、また、例えばワーク搬送手段においてワークの停止位置を検出することが可能であるから、上記の如くワークの表面を撮像するに際して、センサ制御手段において、予め設定されたワークの形状データとワークの位置データに基づいてワークの表面に対する照射角度および撮像角度が一定となるように照明手段の角度および高さならびに撮像手段の角度および高さを制御する。これにより、各種ワークに対する照明手段の照射角度および撮像手段の撮像角度が常に最適なものとなる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる表面欠陥検査装置によれば、平面部と平面部に連続する曲面部を有するワークの表面を光学的センサで走査して表面欠陥を検査する装置において、ワークを間欠的に搬送するワーク搬送手段と、所定位置に停止したワークに対して移動しながら撮像を行う平面部検出センサおよび曲面部検出センサを採用したことにより、ワーク搬送手段として高速の間欠式コンベアを用いることができると共に、ワーク搬送速度に何ら左右されることなくワークの平面部および曲面部のいずれに対しても表面欠陥の検査を高精度に行うことができ、とくに曲面部に対しては、曲面部の湾曲断面の連続方向に移動する曲面部検出センサにより、曲面部の曲率に左右されることもなく、充分な検出エリアを確保して表面欠陥の検査を高精度に行うことができる。したがって、ワークの搬送処理機能を向上させたうえで、ワークの平面部および曲面部に対する充分な検査性能を確保することができる。
【００１６】
更に、搬送方向に対して曲面部の湾曲断面の連続方向が直交する姿勢にしてワークを搬送し、その搬送方向に直交する方向に移動する平面部検出センサおよび曲面部検出センサを採用したことにより、同一方向に移動する平面部検出センサと曲面部検出センサを並べて配置することで省スペース化を実現することができ、また、各センサと接続する画像処理手段等の周辺機器を含めて装置全体をまとまりの良いものにすることができ、メンテナンス等の作業が行いやすいといった利点がある。
【００１７】
上記のワークとしては、例えば自動車の車体パネルが挙げられる。車体パネルは、フード、フェンダあるいはドアパネルなどに見られるように、平面部とその端部に連続する曲面部を有するものとなっており、トランスファプレスにより順次成形されたのち表面欠陥検査装置に搬送される。この際、車体パネルは、縦横の寸法やトランスファプレスにおける各成形型の配置の都合により、搬送方向に対して曲面部の湾曲断面の連続方向を直交する姿勢で搬送せざるを得ない場合がある。このような状況で当該表面欠陥検査装置を用いれば、トランスファプレスから搬出されたワークをそのままの姿勢で検査することができ、プレスのインラインにおいて表面欠陥検査を高精度に且つ迅速に行うことができる。
【００１８】
本発明の請求項２に係わる表面欠陥検査装置によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、全体の諸寸法や曲面部の曲率等が異なる各種ワークに対して、照明手段による照射角度や撮像手段による撮像角度を常に最適なものにすることができ、各種ワークの表面欠陥検査をより一層高精度に行うことができる。
【００１９】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる表面欠陥検査装置の一実施例を説明する。
【００２０】
図１に示す表面欠陥検査装置は、光学的センサを用いてパネル状ワークＷの表面における凹凸等の表面欠陥を検査する装置である。ワークＷは、平面矩形状を成しており、平面部Ｆとその一辺に連続する曲面部Ｒを有している。曲面部Ｒは平面部Ｆの辺に沿う方向に湾曲断面が連続している。
【００２１】
表面欠陥検査装置は、図１中のＹ方向にワークＷを水平搬送するワーク搬送手段１を備えると共に、光学的センサとして、ワークＷの平面部Ｆを所定の撮像角度で撮像する平面部検出センサ２と、平面部検出センサ２の下流側でワークＷの曲面部Ｒを所定の撮像角度で撮像する曲面部検出センサ３を備えている。
【００２２】
また、表面欠陥検査装置は、予め設定されたワークＷの諸寸法等を形状データとして出力するワーク形状出力手段４と、各検出センサ２，３に対応する所定の位置でワークＷを検出するワーク位置検出手段５Ａ，５Ｂと、ワーク形状出力手段４からの形状データおよびワーク位置検出手段５Ａ，５Ｂからの位置データに基づいて各検出センサ２，３を制御するセンサ制御手段６と、各検出センサ２．３から得た画像を処理してワークＷの表面欠陥を抽出する画像処理手段７と、抽出した表面欠陥を表示する表示手段８を備えている。
【００２３】
ワーク搬送手段１は、搬送速度が例えば７５ｍ／ｍｉｎ程度の高速の間欠式コンベアである。ここで、ワークＷは、例えば自動車の車体パネルであり、トランスファプレスにより順次成形された後、当該表面欠陥検査装置に搬送される。この際、ワークＷは、トランスファプレスにおいて、各成形型の配置等の都合により、曲面部Ｒの湾曲断面の連続方向（湾曲断面に直角な方向）に対して直交する方向に順に送られる。このため、ワーク搬送手段１は、トランスファプレスから受けたワークＷをそのままの姿勢すなわち搬送方向（Ｙ方向）に対して曲面部Ｒの湾曲断面の連続方向が直角方向（Ｘ方向）となる姿勢で搬送する。
【００２４】
平面部検出センサ２は、図２に示す照明手段２Ａと、図３に示す撮像手段２Ｂとで構成してある。照明手段２Ａは、ワーク搬送方向を直角に横切る方向において、その一方側の斜め上方からワーク搬送方向に直交する方向に照明光を照射するものであって、ワーク搬送方向に沿ったライン状の照明光を形成する照射手段１２と、照射手段１２からの照明光を反射してワークＷに照射する鏡面反射手段１３と、鏡面反射手段１３を回転させて照明光の照射角度を変化させる照明用回転駆動手段１４と、各手段１２，１３，１４を一体的に昇降させる照明用昇降動手段１５を備えている。
【００２５】
照明用昇降駆動手段１５は、ワーク搬送手段１の上側を跨ぐ状態に架設した梁９に、スライド体１６を上下動させる駆動機構１７を水平移動可能に備えている。スライド体１６の下端部には、フレーム（図示略）が設けてあり、このフレームにより照射手段２、鏡面反射手段１３および照明用回転駆動手段１４を保持している。
【００２６】
照射手段１２は、図示しない光源からの光を伝送する光ファイバーケーブル１８と、レンズによる光学機構を内蔵し且つ光ファイバーケーブル１８からの光をライン状に集光するライトガイド１９とを４組備えると共に、これらを直列に配置したものであって、ライン状に形成した照明光を下向きに照射する。このように、別の固定部位に設置した光源から光ファイバーケーブル１８でライトガイド１９に光を伝送して、ライン状の照明光を形成する照射手段１２とすることにより、照明手段２Ａにおける可動部位の構造の簡略化や軽量化が成されていると共に、広範囲の検査に対処し得るようになっている。
【００２７】
この照射手段１２には、例えば、メタルハライドやキセノンメタルハライド等の強力（例えば１８０Ｗ）な光源が用いられる。また、比較的大きい幅（２００〜３００ｍｍ程度）のライトガイド１９を用いることにより、ライトガイド１９の数自体も少なく抑えるようにしている。
【００２８】
鏡面反射手段１３は、鏡面体を主体とする軽量なものであって、照射手段１２の下側すなわち照明光の照射口に沿って配置され、フレームに設けた照明用回転駆動手段１４によって一端部が保持してあると共に、同じくフレームに設けたベアリング２０によって他端部が回転自在に保持してある。照明用回転駆動手段１４には、モータ類が用いられ、鏡面反射手段１３をその長手方向の軸回りに回転させる。
【００２９】
上記構成を備えた照明手段２Ａは、梁９に沿ってワーク搬送方向に直交する方向（Ｘ方向）に移動可能であり、センサ制御手段６からの信号により、照明用回転駆動手段１４および照明用昇降駆動手段１５が所定の方向に駆動され、ワークＷの平面部Ｆに対して照明光の照射角度が１０度以下となるように高さおよび角度の調整が行われる。
【００３０】
他方、撮像手段２Ｂは、ワーク搬送方向を直角に横切る方向において、照明手段２Ａに相対向する状態に配置され、斜め上方からワークＷの撮像を行うものであって、照明光の反射光を受光する複数のＣＣＤカメラ２１と、各ＣＣＤカメラ２１を回動させて撮像方向を変化させる撮像用回転駆動手段２２と、各ＣＣＤカメラ２１および撮像用回転駆動手段２２を一体的に昇降させる撮像用昇降駆動手段２３を備えている。
【００３１】
撮像用昇降駆動手段２３は、ワーク搬送手段１の上側における先述の梁９に、モータ２４を含む駆動機構２５を水平移動可能に備えると共に、駆動機構２５によって上下に駆動されるフレーム２６を備え、フレーム２６によってワーク搬送方向に沿う方向に配置したビーム２７を保持している。このビーム２７は、フレーム２６の一方側において、撮像用回転駆動手段２２により一端部が保持してあると共に、フレーム２６の他端側において、他端部が回動自在に保持してあって、その上面に、４個のＣＣＤカメラ２１が撮像方向を同一にして等間隔で設けてある。撮像用回転駆動手段２２は、モータ類が用いられ、ビーム２７とともに各ＣＣＤカメラ２１を一斉に回動させる。このように、複数のＣＣＤカメラ２１を用いることにより、撮像手段２Ｂの構造の簡略化や軽量化が成されていると共に、広範囲の検査に対処し得るようになっている。
【００３２】
上記の構成を備えた撮像手段２Ｂは、梁９に沿ってワーク搬送方向に直交する方向（Ｘ方向）に移動可能であり、センサ制御手段６からの信号により、撮像用回転駆動手段２２および撮像用昇降駆動手段２３が所定の方向に駆動され、ワークＷの平面部Ｆに対して撮像角度が１０〜３０度以下の範囲となるように高さおよび角度の調整が行われる。
【００３３】
つまり、上記照明手段２Ａおよび撮像手段２Ｂは、梁９に沿って所定の間隔を保ちながらワーク搬送方向に直交する方向に移動可能であって、照明光の照射角度（１０度以下）よりも撮像角度（１０〜３０度）が大きくなるように設定してあり、ワークＷの平面部Ｆにおける反射光のうちの表面欠陥による乱反射光、すなわち正反射光よりも大きい角度で反射する光を高輝度で捕らえるようにしている。
【００３４】
曲面部検出センサ３は、平面部検出センサ２と同様に、図４に示す如く照明手段３Ａと撮像手段３Ｂを備えている。この曲面部検出センサ３は、図４（ａ）に示すように、ワークＷの搬送方向（Ｙ方向）に対して直交する方向（Ｘ方向）に往復動可能なセンサ移動手段３１を備え、センサ移動手段３１に照明手段３Ａおよび撮像手段３Ｂを一体的に設けることでコンパクトに構成されている。
【００３５】
照明手段３Ａは、センサ移動手段３１の往復動方向の一方側から、ワーク搬送方向に沿ったライン状の照明光を照射するものであって、図４（ｃ）に示すように、センサ移動手段３１側に固定される保持板３２と、保持板３２に対して昇降駆動されるスライド板３３と、スライド板３３に取付けたライトガイド３４と、ライトガイド３４の下側で回転駆動される鏡面照射手段３５を備えている。
【００３６】
この照明手段３Ａは、先の平面部検出センサ２の照明手段２Ａと同様に、図示しない光源から光ファイバーケーブル１８を通してライトガイド３４に光を伝送し、ライトガイド３４から下向きに照射した照明光を鏡面照射手段３５によりワークＷ側へ反射させるものである。そして、先のセンサ制御手段６により、ワークＷの曲面部Ｒに対して所定の照射角度となるように高さや照射方向が制御される。
【００３７】
これに対して、撮像手段３Ｂは、センサ移動手段３１の往復動方向の他方側において照明手段３Ａに相対向する配置としてあり、図４（ｂ）に示すように、センサ移動手段３１に固定される保持部材３６に、高さおよび角度の調整が可能なチルト制御手段３７を介してＣＣＤカメラ３８を取付けた構成になっている。この撮像手段３Ｂは、先の平面部検出センサ２の撮像手段２Ｂと同様に、先のセンサ制御手段６により、ワークＷの曲面部Ｒに対して所定の撮像角度となるように高さや照射方向が制御される。
【００３８】
また、曲面部検出センサ３の照明手段３Ａおよび撮像手段３Ｂにあっても、照明光の照射角度（１０度以下）よりも撮像角度（１０〜３０度）が大きくなるように設定してあり、ワークＷの曲面部Ｒにおける反射光のうちの表面欠陥による乱反射光、すなわち正反射光よりも大きい角度で反射する光を高輝度で捕らえるようにしている。
【００３９】
ワーク形状出力手段４は、ワークＷが車体パネルである場合には、フェンダパネル、ドアパネル、ルーフパネルおよびフードパネル等の部位別の車体パネルならびに車種別の車体パネルについて各々の諸寸法を形状データとして有するものであり、具体的には車体パネルの設計に用いたＣＡＤデータを利用することができる。また、ワーク位置検出手段５Ａ，５Ｂには、接触式あるいは非接触式のスイッチ類が用いられる。
【００４０】
上記構成を備えた表面欠陥検査装置は、ワーク搬送手段１によってワークＷを間欠式に搬送し、まず、平面部検出センサ２に対応する位置にワークＷを停止させる。このとき、センサ制御手段６は、ワーク形状出力手段４からの形状データおよびワーク位置検出手段５Ａからの位置データに基づいて、平面部Ｆに対する照射角度および撮像角度が所定値となるように、平面部検出センサ２の照明手段２Ａおよび撮像手段２Ｂの高さや角度の制御特性を決定する。これにより、平面部検出センサ２は、ワーク搬送方向に直交する方向に照明手段２Ａおよび撮像手段２Ｂを移動させながら、センサ制御手段６からの制御特性に基づいてワークＷの平面部Ｆを撮像する。
【００４１】
上記の如く平面部Ｆの撮像が終了すると、ワーク搬送手段１によってワークＷを曲面部検出センサ３に対応する位置まで搬送して停止させる。このとき、センサ制御手段６は、ワーク形状出力手段４からの形状データおよびワーク位置検出手段５Ｂからの位置データに基づいて、曲面部Ｒに対する照射角度および撮像角度が所定値となるように、曲面部検出センサ３の照明手段３Ａおよび撮像手段３Ｂの高さや角度の制御特性を決定する。これにより、曲面部検出センサ３は、ワーク搬送方向に直交する方向に移動しながら、センサ制御手段６からの制御特性に基づいてワークＷの曲面部Ｒを撮像する。
【００４２】
また、平面部検出センサ２および曲面部検出センサ３の各撮像手段２Ｂ，３Ｂにより撮像した画像は、画像処理手段７に入力し、画像処理手段７では、エッジ抽出のための微分処理、ノイズ除去のための平滑化処理、および表面欠陥を孤立点として検出するための二値化処理などを行って表面欠陥を抽出する。また、表面欠陥の抽出結果は、表示手段８に表示して容易に認識することができる。
【００４３】
ここで、当該表面欠陥検査装置は、ワーク搬送手段１により、複数のワークＷを一定間隔で順次搬送しており、曲面部Ｒの検査を行っているときに次のワークＷの平面部Ｆの検査を同時に行うことが可能であって、検査処理能力がきわめて高いものとなっている。
【００４４】
また、上記の検査後においては、例えば画像処理手段７あるいは表示手段８からの出力に基づいて駆動されるロボットを使用して、表面欠陥が検出されたワークＷをＮＧパレット１０Ａに移動させ、あるいは表面欠陥が検出されないワークＷをＯＫパレット１０Ｂに移動させる。なお、表面欠陥が検出されなかったワークＷに関しては、ワーク搬送手段１により次の工程に送るようにすることも当然可能である。
【００４５】
以上のように、上記実施例で説明した表面欠陥検査装置では、ワーク搬送手段１として高速の間欠式コンベアを採用すると共に、同一方向に移動する平面部検出センサ２と曲面部検出センサ３を並べて配置することで装置全体の省スペース化が図られており、所定位置に停止したワークＷに対して、移動する平面部検出センサ２により平面部Ｆを撮像するので、ワーク搬送速度に左右されることなく平面部Ｆに対する撮像を行う。また、所定位置に停止したワークＷに対して、曲面部Ｒの湾曲断面の連続方向に移動する曲面部検出センサ３により曲面部Ｒを撮像するので、ワーク搬送速度に左右されることなく曲面部Ｒに対する撮像を行うと共に、曲面部Ｒの曲率に左右されることもなく、撮像角度をほぼ一定にし且つ充分な検出エリアを確保した状態で撮像を行うこととなる。
【００４６】
そして、上記表面欠陥検査装置は、全体の諸寸法や曲面部Ｒの曲率等が異なる各種ワークＷに対して、照明手段２Ａ，３Ａによる照射角度や撮像手段２Ｂ，３Ｂによる撮像角度を常に最適に制御するので、より高精度な検査が可能となり、ワーク搬送手段１によりワークＷの搬送処理機能を向上させたうえで、ワークＷの平面部Ｆおよび曲面部Ｒに対する充分な検査性能を有するものとなる。
【００４７】
図５は、本発明に係わる表面欠陥検査装置のさらに他の実施例において、曲面部検出センサ３を説明する図である。
【００４８】
図示の曲面部検出センサ３は、先の実施例と同様に、照明手段３Ａ、撮像手段３Ｂ、センサ移動手段３１およびセンサ傾動手段３９を備えている。撮像手段３Ｂは、保持部材３６、チルト制御手段３７およびＣＣＤカメラ３８で構成されている。これに対して、照明手段３Ａは、照明光の照射角度を変化させる照明用回転駆動手段７１と、湾曲対応照射手段７２を備えている。この湾曲対応照射手段７２は、先の実施例のように照明光を直線のライン状に照射するのではなく、照明光を曲面部Ｒに対応する湾曲のライン状に照射するものとなっている。この湾曲対応照射手段７２を用いることにより、曲面部Ｒの両側における照明光の落ち込みが防止され、広い検出エリアがより確実に得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる表面欠陥検査装置の一実施例を示す説明図である。
【図２】平面部検出センサの照明手段を説明する斜視図である。
【図３】平面部検出センサの撮像手段を説明する斜視図である。
【図４】曲面部検出センサを示す斜視図（ａ）、曲面部検出センサの撮像手段を示す斜視図（ｂ）、および曲面部検出センサの照明手段を示す斜視図（ｃ）である。
【図５】本発明に係わる表面欠陥検査装置の他の実施例における曲面部検出センサを示す斜視図（ａ）、曲面部検出センサの撮像手段を示す斜視図（ｂ）、および曲面部検出センサの照明手段を示す斜視図（ｃ）である。
【符号の説明】
Ｆ平面部
Ｒ曲面部
Ｗワーク
１ワーク搬送手段
２平面部検出センサ
２Ａ照明手段
２Ｂ撮像手段
３曲面部検出センサ
３Ａ照明手段
３Ｂ撮像手段
６センサ制御手段
７画像処理手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an apparatus for inspecting a surface defect of a workpiece using an optical sensor. For example, a surface used for inspecting a surface defect such as irregularities on a surface of a press-formed body panel in manufacturing an automobile. The present invention relates to a defect inspection apparatus.
[0002]
[Prior art]
As a conventional surface defect inspection apparatus, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-5573.
[0003]
The surface defect inspection apparatus disclosed in the publication discloses a light source that is positioned obliquely above one side of the workpiece and irradiates the workpiece with planar illumination light, and an image of the surface of the workpiece that is positioned diagonally above the other side of the workpiece. An area sensor camera is provided, and a received light image captured by the camera is subjected to image processing to detect surface defects such as irregularities present on the surface of the workpiece. At this time, the irradiation angle of the illumination light and the imaging angle by the camera are low angles of 10 degrees or less with respect to the surface of the workpiece, and both are substantially constant angles. Accordingly, the received light image captured by the camera captures the specularly reflected light of the illumination light and captures the surface defect of the workpiece as a shadow, that is, a dark spot in the bright part.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional surface defect inspection apparatus as described above, when the surface of the workpiece is flat, good surface defect detection can be performed, but the surface is a flat portion like a vehicle body panel. If the illumination angle of the illumination light or the imaging angle of the camera is constant, there is a detection limit that makes the detection area for the curved surface extremely narrow, and surface defect inspection of the curved surface is sufficiently performed. Is difficult.
[0005]
Therefore, in surface defect inspection of automobile body panels, the angle of the light source and camera is set so that the angle of the light source and camera can be adjusted, and the irradiation angle and imaging angle are constant with respect to the surface of the workpiece conveyed at a constant speed. It has been proposed to control. However, the current production tact time of the body panel is in units of several seconds, and the conveyor that transports the workpiece also has a high transport speed, so the inspection performance for the curved part of the workpiece is sufficient as the transport speed increases. If the conveying speed is further increased, the inspection performance for the flat portion of the workpiece may be affected. For this reason, conventionally, it has been desired to solve the problems in the inspection that occur as the conveyor speed increases.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and in an apparatus for inspecting a surface defect by scanning the surface of a workpiece having a flat surface portion and a curved surface portion continuous with the flat surface portion with an optical sensor. A surface defect inspection apparatus that uses a workpiece conveyance means that intermittently conveys, achieves high-speed workpiece conveyance, and can accurately inspect surface defects on both flat and curved surfaces. It is intended to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A surface defect inspection apparatus according to the present invention is an apparatus for inspecting a surface defect by scanning an optical sensor with the surface of a workpiece having a flat surface portion and a curved surface portion continuous to the flat surface portion, as claimed in claim 1. Work transfer means that intermittently transfers in a fixed direction and work transfer meansCarryStop in placeLetAgainst the workpiece,The plane part detection sensor that images the plane part at a predetermined imaging angle while moving, and also by the work transfer meansCarryStop in placeLetAgainst the workpiece,A curved surface detection sensor for imaging the curved surface portion at a predetermined imaging angle while moving in the continuous direction of the curved cross section of the curved surface portion, and processing the images obtained from the flat surface detection sensor and the curved surface detection sensor to detect surface defects on the workpiece. Includes image processing means to extract,The workpiece conveyance means conveys the workpiece in a posture in which the continuous direction of the curved cross section of the curved surface portion is orthogonal to the conveyance direction, and the flat surface detection sensor and the curved surface detection sensor are in the conveyance direction by the workpiece conveyance device. It is configured to be movable in a direction orthogonal to the2As described above, the flat surface detection sensor and the curved surface detection sensor are arranged so as to illuminate the surface of the workpiece with illumination light at a predetermined irradiation angle, and are disposed opposite to the illumination device and at an imaging angle larger than the irradiation angle. Each has imaging means for imaging reflected light of the illumination light, and the irradiation angle and imaging angle with respect to the surface of the workpiece based on the workpiece shape data set in advance and the position data of the workpiece stopped at a predetermined position by the workpiece conveying means Is provided with sensor control means for controlling the angle and height of the illuminating means and the angle and height of the imaging means so as to be constant, and the above structure is used as means for solving the conventional problems.
[0008]
In the above configuration, the plane portion of the workpiece includes not only a completely flat surface but also a curved surface having a relatively small curvature. On the other hand, the curved surface portion is a surface in which the curvature is clearly changed as compared with the flat surface portion.
[0009]
[Effects of the Invention]
In the surface defect inspection apparatus according to claim 1 of the present invention, in the apparatus for inspecting a surface defect by scanning the surface of a work having a flat surface portion and a curved surface portion continuous to the flat surface with an optical sensor, the work is in a certain direction. Adopting a workpiece conveying means that intermittently conveys the workpiece,CarrySince the workpiece is stopped at a predetermined position and the surface defect is inspected for the workpiece, for example, a high-speed intermittent conveyor can be used as the workpiece conveying means. Since the plane portion is imaged at a predetermined imaging angle by the moving plane portion detection sensor with respect to the workpiece stopped at the predetermined position, the plane portion is imaged regardless of the workpiece conveyance speed.
[0010]
By the way, in the case of inspecting the surface defect of the curved surface portion of the workpiece, if the scanning by the optical sensor is performed in the direction along the curve, the detection area becomes extremely narrow, and further sufficient inspection should be performed while conveying the workpiece. Is difficult. On the other hand, in the surface defect inspection apparatus, the curved surface portion is predetermined by a curved surface detection sensor that moves in a continuous direction of the curved cross section of the curved surface portion (a direction perpendicular to the curved cross section) with respect to the workpiece stopped at a predetermined position. Since the image is picked up at an image pickup angle, the curved surface portion is picked up without being influenced by the workpiece conveyance speed, and the image pickup angle is made substantially constant and is sufficiently detected without being influenced by the curvature of the curved surface portion. Imaging is performed with the area secured.
[0011]
Further, in the surface defect inspection apparatus, the workpiece conveyance means conveys the workpiece in a posture in which the continuous direction of the curved cross section of the curved surface portion is orthogonal to the conveyance direction, and the flat surface portion detection sensor and the curved surface portion detection sensor However, since it is provided so as to be movable in a direction orthogonal to the workpiece conveyance direction, the plane portion detection sensor moves and images the plane portion of the workpiece stopped at a predetermined position. In addition, since the continuous direction of the curved section of the curved surface portion and the moving direction of the curved surface portion detection sensor coincide with the curved surface portion of the workpiece, the curved surface portion is not affected by the curvature of the curved surface portion. Imaging is performed while the detection sensor moves.
[0012]
In the surface defect inspection apparatus, in the image processing means, differential processing for edge extraction, smoothing processing for noise removal, and surface processing are performed on images input from the flat surface detection sensor and the curved surface detection sensor. Surface defects are extracted by performing binarization processing for detecting defects as isolated points. The surface defect extraction result can be displayed on a display means such as a CRT or a printer.
[0013]
Claims of the invention2In the surface defect inspection apparatus according to the above, in the plane portion detection sensor and the curved surface portion detection sensor, the illumination unit irradiates illumination light from a diagonally upper side of the workpiece at a predetermined irradiation angle, and the imaging unit oscillates the other side of the workpiece. The reflected light of the illumination light is imaged from above at an imaging angle larger than the irradiation angle. At this time, the irradiation angle by the illumination unit is, for example, 10 degrees or less with respect to the surface of the workpiece, and the imaging angle by the imaging unit is, for example, in the range of 10 to 30 degrees. Therefore, of the illumination light irradiated at a predetermined irradiation angle, the light that hits a portion without a surface defect is reflected at the same angle as the irradiation angle, so it is not imaged by the imaging means, but hits the surface defect and is more than the irradiation angle. Only the light irregularly reflected at a large angle is imaged by the imaging means. Thereby, in the imaging means, a received light image in which surface defects are captured with high luminance is formed.
[0014]
Further, in the surface defect inspection apparatus, for example, when the workpiece is a vehicle body panel, various types of dimensions are set in advance, and for example, it is possible to detect the stop position of the workpiece in the workpiece conveyance means. From the above, when imaging the surface of the workpiece as described above, the sensor control means performs illumination so that the irradiation angle and imaging angle with respect to the workpiece surface are constant based on preset workpiece shape data and workpiece position data. Control the angle and height of the means and the angle and height of the imaging means. Thereby, the irradiation angle of the illumination unit and the imaging angle of the imaging unit with respect to various workpieces are always optimal.
[0015]
【The invention's effect】
According to the surface defect inspection apparatus of the first aspect of the present invention, in the apparatus for inspecting a surface defect by scanning the surface of a work having a flat surface portion and a curved surface portion continuous with the flat surface with an optical sensor, the work is intermittently provided. A high-speed intermittent conveyor is used as the work conveying means by adopting a workpiece conveying means that conveys automatically and a flat surface detection sensor and a curved surface detection sensor that perform imaging while moving with respect to the work stopped at a predetermined position. In addition, the surface defects can be inspected with high accuracy on both the flat and curved surfaces of the workpiece without being affected by the workpiece conveyance speed. The curved surface detection sensor that moves in the continuous direction of the curved section of the surface ensures a sufficient detection area and is highly sensitive to surface defects without being affected by the curvature of the curved surface. It can be carried out every time. Therefore, it is possible to ensure a sufficient inspection performance for the flat surface portion and the curved surface portion of the work after improving the work transfer processing function.
[0016]
MoreBy adopting a flat surface detection sensor and a curved surface detection sensor that conveys a workpiece in a posture in which the continuous direction of the curved cross section of the curved surface portion is orthogonal to the conveyance direction, and moves in a direction orthogonal to the conveyance direction.,sameSpace saving can be realized by arranging the flat surface detection sensor and the curved surface detection sensor arranged side by side, and the entire apparatus including peripheral devices such as image processing means connected to each sensor can be realized. There is an advantage that it is possible to make it well-organized and it is easy to perform work such as maintenance.
[0017]
As said workpiece | work, the vehicle body panel of a motor vehicle is mentioned, for example. As seen in hoods, fenders, door panels, etc., the vehicle body panel has a flat part and a curved part that continues to the end part, and after being sequentially molded by transfer press, it is transported to the surface defect inspection device. The At this time, the vehicle body panel may be transported in a posture orthogonal to the continuous direction of the curved cross section of the curved surface portion with respect to the transport direction due to the dimensions of the vertical and horizontal dimensions and the arrangement of the molding dies in the transfer press. . If the surface defect inspection apparatus is used in such a situation, the work carried out from the transfer press can be inspected as it is, and surface defect inspection can be performed with high accuracy and speed in-line in the press. .
[0018]
Claims of the invention2According to the surface defect inspection apparatus according to claim1 andIn addition to obtaining the same effect, the irradiation angle by the illumination means and the imaging angle by the imaging means can always be optimized for various workpieces having different overall dimensions and curvature of the curved surface. In addition, surface defect inspection of various workpieces can be performed with higher accuracy.
[0019]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of a surface defect inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
The surface defect inspection apparatus shown in FIG. 1 is an apparatus that inspects surface defects such as irregularities on the surface of the panel-like workpiece W using an optical sensor. The workpiece W has a planar rectangular shape, and has a planar portion F and a curved surface portion R that is continuous on one side thereof. The curved surface portion R has a continuous curved cross section in a direction along the side of the flat surface portion F.
[0021]
The surface defect inspection apparatus includes a workpiece conveyance means 1 that horizontally conveys the workpiece W in the Y direction in FIG. 1 and a planar portion detection sensor that images the planar portion F of the workpiece W at a predetermined imaging angle as an optical sensor. 2 and a curved surface portion detection sensor 3 that images the curved surface portion R of the workpiece W at a predetermined imaging angle on the downstream side of the flat surface portion detection sensor 2.
[0022]
In addition, the surface defect inspection apparatus includes a workpiece shape output means 4 that outputs various dimensions of the workpiece W set in advance as shape data, and a workpiece that detects the workpiece W at a predetermined position corresponding to each of the detection sensors 2 and 3. Position detection means 5A, 5B, sensor control means 6 for controlling each detection sensor 2, 3 based on the shape data from the work shape output means 4 and the position data from the work position detection means 5A, 5B, and each detection sensor The image processing means 7 which extracts the surface defect of the workpiece | work W by processing the image obtained from 2.3, and the display means 8 which displays the extracted surface defect are provided.
[0023]
The work conveyance means 1 is a high-speed intermittent conveyor whose conveyance speed is about 75 m / min, for example. Here, the workpiece W is, for example, a vehicle body panel of an automobile, and is sequentially formed by a transfer press and then conveyed to the surface defect inspection apparatus. At this time, the workpiece W is sequentially transferred in a direction perpendicular to the continuous direction of the curved cross section of the curved surface portion R (direction perpendicular to the curved cross section) in the transfer press due to the arrangement of each molding die. For this reason, the workpiece conveyance means 1 is in the posture in which the continuous direction of the curved section of the curved surface portion R is perpendicular to the conveyance direction (Y direction) with respect to the workpiece W received from the transfer press as it is. Transport.
[0024]
The flat surface detection sensor 2 includes an illumination unit 2A shown in FIG. 2 and an imaging unit 2B shown in FIG. The illumination means 2A irradiates illumination light in a direction perpendicular to the workpiece conveyance direction from a diagonally upper side on one side in a direction perpendicular to the workpiece conveyance direction. Irradiation means 12 for forming light, specular reflection means 13 for reflecting illumination light from the irradiation means 12 and irradiating the workpiece W, and rotation for illumination for changing the illumination angle by rotating the specular reflection means 13 The drive means 14 and the illumination raising / lowering means 15 which raises / lowers each means 12,13,14 integrally are provided.
[0025]
The lighting drive unit 15 is provided with a drive mechanism 17 for moving the slide body 16 up and down on the beam 9 installed so as to straddle the upper side of the work transfer unit 1 so as to be horizontally movable. A frame (not shown) is provided at the lower end of the slide body 16, and the irradiation means 2, specular reflection means 13, and illumination rotation driving means 14 are held by this frame.
[0026]
The irradiation means 12 includes four sets of an optical fiber cable 18 that transmits light from a light source (not shown) and a light guide 19 that incorporates an optical mechanism using a lens and collects light from the optical fiber cable 18 in a line shape. These are arranged in series, and the illumination light formed in a line shape is irradiated downward. In this way, by transmitting light from the light source installed in another fixed part to the light guide 19 by the optical fiber cable 18 and forming the irradiation means 12 for forming line-shaped illumination light, the movable part of the illumination means 2A The structure has been simplified and lightened, and a wide range of inspections can be handled.
[0027]
For the irradiation means 12, for example, a powerful (for example, 180 W) light source such as metal halide or xenon metal halide is used. Further, by using the light guides 19 having a relatively large width (about 200 to 300 mm), the number of light guides 19 is suppressed to a small value.
[0028]
The specular reflection means 13 is a lightweight body mainly composed of a specular body. The specular reflection means 13 is disposed below the irradiation means 12, that is, along the irradiation port of the illumination light, and has one end portion by an illumination rotation driving means 14 provided on the frame. And the other end is rotatably held by a bearing 20 provided on the frame. Motors are used for the rotation driving means 14 for illumination, and the specular reflection means 13 is rotated around its longitudinal axis.
[0029]
The illuminating means 2A having the above-described configuration is movable along the beam 9 in a direction (X direction) orthogonal to the workpiece conveyance direction, and by means of a signal from the sensor control means 6, the illuminating rotation driving means 14 and the illuminating means The elevation drive means 15 is driven in a predetermined direction, and the height and angle are adjusted so that the illumination angle of the illumination light with respect to the plane portion F of the workpiece W is 10 degrees or less.
[0030]
On the other hand, the imaging means 2B is arranged in a state opposite to the illuminating means 2A in a direction perpendicular to the workpiece conveyance direction, and images the workpiece W from obliquely above, and receives reflected illumination light. A plurality of CCD cameras 21, imaging rotation driving means 22 for changing the imaging direction by rotating each CCD camera 21, and imaging raising / lowering for integrally raising / lowering each CCD camera 21 and imaging rotation driving means 22 Drive means 23 is provided.
[0031]
The imaging elevating drive means 23 includes a drive mechanism 25 including a motor 24 on the beam 9 on the upper side of the work conveying means 1 so as to be horizontally movable, and a frame 26 driven up and down by the drive mechanism 25. A frame 27 holds a beam 27 arranged in a direction along the workpiece conveyance direction. One end of the beam 27 is held by the imaging rotation driving means 22 on one side of the frame 26, and the other end is rotatably held on the other end of the frame 26. On the top surface, four CCD cameras 21 are provided at equal intervals with the same imaging direction. The imaging rotation driving means 22 uses motors and rotates the CCD cameras 21 together with the beam 27 at the same time. Thus, by using a plurality of CCD cameras 21, the structure of the imaging means 2B is simplified and lightened, and a wide range of inspections can be handled.
[0032]
The image pickup means 2B having the above-described configuration is movable along the beam 9 in a direction (X direction) orthogonal to the workpiece transfer direction, and by means of a signal from the sensor control means 6, the image pickup rotation drive means 22 and the image pickup means 2B. The elevating drive means 23 is driven in a predetermined direction, and the height and angle are adjusted so that the imaging angle is in the range of 10 to 30 degrees or less with respect to the plane portion F of the workpiece W.
[0033]
That is, the illumination unit 2A and the imaging unit 2B are movable along the beam 9 in a direction orthogonal to the workpiece conveyance direction while maintaining a predetermined interval, and imaging is performed with respect to the illumination light irradiation angle (10 degrees or less). The angle (10 to 30 degrees) is set to be large, and diffused light due to surface defects in the reflected light on the flat surface portion F of the workpiece W, that is, light reflected at an angle larger than the regular reflected light has high brightness. I am trying to catch it.
[0034]
Similar to the flat surface detection sensor 2, the curved surface detection sensor 3 includes an illumination unit 3A and an imaging unit 3B as shown in FIG. As shown in FIG. 4A, the curved surface portion detection sensor 3 includes sensor moving means 31 that can reciprocate in a direction (X direction) orthogonal to the conveyance direction (Y direction) of the workpiece W. The illumination unit 3A and the imaging unit 3B are integrally provided on the moving unit 31 so as to be compact.
[0035]
The illuminating means 3A irradiates linear illumination light along the workpiece transfer direction from one side of the reciprocating direction of the sensor moving means 31, and as shown in FIG. 4 (c), the sensor moving means A holding plate 32 fixed to the side 31, a slide plate 33 that is driven up and down with respect to the holding plate 32, a light guide 34 attached to the slide plate 33, and a specular illumination that is driven to rotate below the light guide 34. Means 35 are provided.
[0036]
This illuminating means 3A transmits light from a light source (not shown) to the light guide 34 through the optical fiber cable 18 in the same manner as the illuminating means 2A of the flat surface detection sensor 2, and the illumination light irradiated downward from the light guide 34 is mirror-finished. The light is reflected by the irradiation means 35 toward the workpiece W. Then, the height and the irradiation direction are controlled by the previous sensor control means 6 so that a predetermined irradiation angle is obtained with respect to the curved surface portion R of the workpiece W.
[0037]
On the other hand, the imaging means 3B is arranged opposite to the illumination means 3A on the other side in the reciprocating direction of the sensor moving means 31, and is fixed to the sensor moving means 31 as shown in FIG. A CCD camera 38 is attached to the holding member 36 via a tilt control means 37 capable of adjusting the height and angle. Similar to the imaging means 2B of the previous flat surface detection sensor 2, the imaging means 3B has a height and irradiation direction so that a predetermined imaging angle is obtained with respect to the curved surface portion R of the workpiece W by the previous sensor control means 6. Is controlled.
[0038]
Further, even in the illumination unit 3A and the imaging unit 3B of the curved surface portion detection sensor 3, the imaging angle (10 to 30 degrees) is set to be larger than the illumination angle of illumination light (10 degrees or less), Of the reflected light on the curved surface portion R of the workpiece W, irregularly reflected light due to surface defects, that is, light reflected at an angle larger than the regular reflected light is captured with high brightness.
[0039]
When the workpiece W is a vehicle body panel, the workpiece shape output means 4 uses various dimensions of the vehicle body panel for each part, such as a fender panel, a door panel, a roof panel, and a hood panel, and the vehicle body panel for each vehicle as shape data. Specifically, CAD data used for designing the vehicle body panel can be used. Further, contact type or non-contact type switches are used for the work position detecting means 5A, 5B.
[0040]
The surface defect inspection apparatus having the above configuration conveys the workpiece W intermittently by the workpiece conveyance means 1 and first stops the workpiece W at a position corresponding to the flat surface detection sensor 2. At this time, the sensor control means 6 is arranged so that the irradiation angle and the imaging angle with respect to the flat surface portion F become predetermined values based on the shape data from the work shape output means 4 and the position data from the work position detection means 5A. Control characteristics of the height and angle of the illumination means 2A and the imaging means 2B of the part detection sensor 2 are determined. Thereby, the plane part detection sensor 2 images the plane part F of the workpiece W based on the control characteristics from the sensor control unit 6 while moving the illumination unit 2A and the imaging unit 2B in the direction orthogonal to the workpiece conveyance direction. .
[0041]
When the imaging of the plane portion F is completed as described above, the workpiece W is conveyed to a position corresponding to the curved surface portion detection sensor 3 by the workpiece conveyance means 1 and stopped. At this time, the sensor control means 6 is a curved surface so that the irradiation angle and the imaging angle with respect to the curved surface portion R become predetermined values based on the shape data from the work shape output means 4 and the position data from the work position detection means 5B. Control characteristics of the height and angle of the illumination means 3A and the imaging means 3B of the part detection sensor 3 are determined. Thereby, the curved surface portion detection sensor 3 images the curved surface portion R of the workpiece W based on the control characteristics from the sensor control means 6 while moving in a direction orthogonal to the workpiece conveyance direction.
[0042]
Further, the images picked up by the image pickup means 2B and 3B of the flat surface detection sensor 2 and the curved surface detection sensor 3 are input to the image processing means 7, and the image processing means 7 performs differential processing and noise removal for edge extraction. The surface defect is extracted by performing a smoothing process for detecting the surface defect and a binarizing process for detecting the surface defect as an isolated point. Further, the surface defect extraction result can be displayed on the display means 8 and easily recognized.
[0043]
Here, in the surface defect inspection apparatus, a plurality of workpieces W are sequentially conveyed by the workpiece conveyance means 1 at regular intervals, and the surface portion F of the next workpiece W is inspected when the curved surface portion R is inspected. Inspection can be performed simultaneously, and the inspection processing capability is extremely high.
[0044]
Further, after the above inspection, for example, using a robot driven based on the output from the image processing means 7 or the display means 8, the work W in which the surface defect is detected is moved to the NG pallet 10A, or The workpiece W in which no surface defect is detected is moved to the OK pallet 10B. Of course, the workpiece W in which no surface defect is detected can be sent to the next step by the workpiece conveying means 1.
[0045]
As described above, in the surface defect inspection apparatus described in the above embodiment, a high-speed intermittent conveyor is adopted as the work conveying means 1, and the flat surface detection sensor 2 and the curved surface detection sensor 3 that move in the same direction are arranged. The arrangement reduces the space of the entire apparatus, and the plane portion F is imaged by the moving plane portion detection sensor 2 with respect to the workpiece W stopped at a predetermined position, so that it depends on the workpiece conveyance speed. Imaging is performed on the flat surface portion F without any problem. Further, since the curved surface portion R is imaged by the curved surface detection sensor 3 that moves in the continuous direction of the curved cross section of the curved surface portion R with respect to the workpiece W stopped at a predetermined position, the curved surface portion is not affected by the workpiece conveyance speed. In addition to performing imaging for R, the imaging is performed in a state where the imaging angle is substantially constant and a sufficient detection area is secured without being influenced by the curvature of the curved surface portion R.
[0046]
And the said surface defect inspection apparatus always optimizes the irradiation angle by illumination means 2A, 3A, and the imaging angle by imaging means 2B, 3B with respect to the various workpiece | work W from which the various dimensions, the curvature of the curved-surface part R, etc. differ. Since the control is performed, more accurate inspection is possible, and the work transfer means 1 improves the transfer processing function of the work W, and has sufficient inspection performance for the flat surface portion F and the curved surface portion R of the work W. Become.
[0047]
FIG. 5 is a diagram for explaining the curved surface detection sensor 3 in still another embodiment of the surface defect inspection apparatus according to the present invention.
[0048]
The curved surface detection sensor 3 shown in the figure includes an illuminating means 3A, an imaging means 3B, a sensor moving means 31 and a sensor tilting means 39, as in the previous embodiment. The image pickup unit 3B includes a holding member 36, a tilt control unit 37, and a CCD camera 38. On the other hand, the illuminating unit 3A includes an illuminating rotation driving unit 71 that changes the irradiation angle of the illumination light, and a bending-compatible irradiating unit 72. The bending corresponding irradiation means 72 does not irradiate the illumination light in a straight line shape as in the previous embodiment, but irradiates the illumination light in a curved line shape corresponding to the curved surface portion R. . By using the bending corresponding irradiation means 72, the illumination light is prevented from dropping on both sides of the curved surface portion R, and a wide detection area can be obtained more reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a surface defect inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating illumination means of a flat surface detection sensor.
FIG. 3 is a perspective view illustrating imaging means of a flat surface detection sensor.
4A is a perspective view showing a curved surface portion detection sensor, FIG. 4B is a perspective view showing imaging means of the curved surface portion detection sensor, and FIG. 4C is a perspective view showing illumination means of the curved surface portion detection sensor.
5A is a perspective view showing a curved surface portion detection sensor in another embodiment of the surface defect inspection apparatus according to the present invention, FIG. 5B is a perspective view showing an imaging means of the curved surface portion detection sensor, and the curved surface portion detection sensor; It is a perspective view (c) which shows the illumination means.
[Explanation of symbols]
F plane part
R Curved surface
W Work
1 Work transfer means
2 Flat surface detection sensor
2A Illumination means
2B imaging means
3 Curved surface detection sensor
3A lighting means
3B imaging means
6 Sensor control means
7 Image processing means

Claims

An apparatus for inspecting surface defects by scanning the surface of a workpiece having a flat surface portion and a curved surface portion continuous with the optical surface with an optical sensor, and a workpiece conveying means for intermittently conveying the workpiece in a fixed direction; respect to the conveyance by the conveying means is stopped at a predetermined position the workpiece, and the flat portion detection sensor for imaging the planar portion at a predetermined imaging angle while moving and also is conveyed by the workpiece conveying means is stopped in a predetermined position the workpiece, and the curved portion detecting sensor for imaging a curved portion at a predetermined imaging angle while moving in the continuing direction of the curved section of the curved portion, and processes the image obtained from the flat portion detection sensor and the curved portion detection sensor an image processing means for extracting the surface defects of the workpiece, the workpiece conveying means and conveys the workpieces in a posture in which is perpendicular to the continuous direction of the curved section of the curved portion with respect to the conveying direction, the plane portion Detecting sensor and the curved portion detecting sensor, a surface defect inspection apparatus characterized by it is movable in a direction perpendicular to the conveying direction of the workpiece conveying means.

The flat surface detection sensor and the curved surface detection sensor are arranged so as to illuminate the surface of the work with illumination light at a predetermined irradiation angle, and the illumination light is disposed opposite to the illumination device and at an imaging angle larger than the irradiation angle. Each of the image pickup means for picking up the reflected light is provided, and the irradiation angle and the image pickup angle with respect to the surface of the workpiece are constant based on the preset shape data of the workpiece and the position data of the workpiece stopped at a predetermined position by the workpiece transfer means. 2. The surface defect inspection apparatus according to claim 1, further comprising sensor control means for controlling the angle and height of the illumination means and the angle and height of the imaging means so that