JP7484091B2 - 立体物の外観検査装置および立体物の外観検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、立体物の外観検査装置および立体物の外観検査方法に関する。

従来、立体物を回転させて、立体物の外観を検査する外観検査装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、外周に等角度間隔に設けられた複数の凸部を有する歯車または丸鋸からなる立体物を回転させて、立体物の外観を検査する外観検査装置が開示されている。この外観検査装置は、回転機構と、画像取得部と、検査部とを備える。回転機構は、立体物の回転軸を中心に立体物を３６０度回転させるように構成されている。画像取得部は、回転機構による立体物の回転の位相に同期して画像を取得するように構成されている。これにより、この外観検査装置は、立体物の全周の画像を取得するように構成されている。そして、検査部は、画像取得部により取得された画像を検査するように構成されている。

特開２０１８－３６０９４号公報

ここで、一般的に、上記特許文献１に記載のような外観検査装置による検査を終えた立体物は、検査作業者によりさらに検査される。たとえば、外観検査装置による検査結果において不良と判断された立体物に対して、検査作業者により、目視検査または触診検査が行われ、最終的な立体物の良否が判断される。

しかしながら、立体物に複数の凸部が等角度間隔に設けられているため、凸部同士の区別が容易ではない。また、一般的に不良（キズ等）の寸法（大きさ）は、比較的小さい。これらに起因して、上記の従来の検査作業者による目視検査または触診検査が行われる際に、検査結果が不良であるとされた検査対象の部位（以下、「不良のある検査対象部」という）の位置を、目視により特定するのが容易ではないという不都合がある。すなわち、従来の外観検査装置では、立体物の画像に基づく検査結果に対応する不良のある検査対象部の位置を、検査作業者により特定することが容易ではないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、立体物の画像に基づく検査結果に対応する不良のある検査対象部の位置を、検査作業者により容易に特定することが可能な立体物の外観検査装置および立体物の外観検査方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における立体物の外観検査装置は、回転軸線周りに所定の角度間隔で外周に設けられた複数の検査対象部としての歯部を有する歯車である立体物を把持する把持部を含み、歯車を回転軸線周りに回動させる回動駆動部と、複数の歯部の各々を撮像する撮像部と、を備え、複数の歯部のうちから位置の基準となる歯部である基準歯部を決定するとともに、撮像部により撮像された歯車の画像に基づいて不良のある歯部である不良歯部を判別し、かつ、判別された不良歯部の基準歯部に対する位置を特定するように構成されており、回動駆動部は、外観検査終了後において、基準歯部および不良歯部のうちの少なくとも一方を視覚的に認識可能な状態で、把持部により歯車を載置するように構成されている。

この発明の第２の局面における立体物の外観検査方法は、回転軸線周りに所定の角度間隔で外周に設けられた複数の検査対象部としての歯部を有する歯車である立体物の外観検査方法であって、複数の歯部のうちから位置の基準となる歯部である基準歯部を決定し、その後、検査を行う外観検査装置によって歯車を把持した状態で歯車を回動させるとともに複数の歯部の各々を撮像することにより、不良のある歯部である不良歯部を判別し、その後、判別された不良歯部の基準歯部に対する位置を特定し、不良歯部を判別することよりも後に、基準歯部および不良歯部のうち少なくとも一方を視覚的に認識可能な状態で、歯車を載置する。

第１の局面における立体物の外観検査装置および第２の局面による立体物の外観検査方法では、複数の検査対象部のうちから基準となる検査対象部である基準検査対象部を決定する。これにより、検査対象となる立体物が、回転軸線周りに所定の角度間隔で外周に設けられた複数の検査対象部を有する場合にも、複数の検査対象部のうちから、他の検査対象部から区別された基準検査対象部を決定することができる。そして、本発明では、撮像部により撮像された立体物の画像に基づいて不良のある検査対象部である不良検査対象部を判別し、かつ、判別された不良検査対象部の基準検査対象部に対する位置を特定する。これにより、判別された不良検査対象部の基準検査対象部に対する位置が特定されるので、立体物の画像に基づく検査結果に対応する不良検査対象部の位置を、検査作業者により容易に特定することができる。このため、検査作業者の不良検査対象部の位置を特定する際の作業負担を軽減することができるとともに、作業時間を短縮することができる。この結果、立体物の外観検査に要する時間を短縮化することができる。

外観検査装置の構成を説明するための斜視図である。 歯車の構成を示す平面図である。 第１実施形態による外観検査装置の全体構成を示すブロック図である。 基準決定用画像の撮像を説明するための平面図である。 基準歯部の決定を説明するための基準決定用画像および参照用画像の例を示す図である。 判別用画像の撮像を説明するための平面図である。 複数のアングルからの撮像を説明するための平面図（１）である。 複数のアングルからの撮像を説明するための平面図（２）である。 不良のある歯部である不良歯部の判別を説明するための図である。 表示部において検査対象部情報を表示する際の一例を示した図である。 検査終了後にパレットに歯車を載置することについて説明するための平面図である。 検査終了後に歯車に咬合させる型について説明するための平面図である。 第１実施形態による立体物の外観検査装置の制御処理を説明するためのフローチャート図である。 第２実施形態による外観検査装置の構成を示すブロック図である。 検査終了後に歯車に印を付与することについて説明するための平面図である。 第２実施形態による立体物の外観検査装置の制御処理を説明するためのフローチャート図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
（外観検査装置の構成）
図１～図１２を参照して、本発明の第１実施形態による外観検査装置１００の全体構成について説明する。

図１に示すように、外観検査装置１００は、歯車１の外観について、不良（キズ等）を検査する装置である。図２に示すように、歯車１は、回転軸線Ｃ周りに所定の角度α間隔で設けられた外周に複数の歯部１０を有する。なお、歯車１は特許請求の範囲の「立体物」の一例である。また、歯部１０は特許請求の範囲の「検査対象部」の一例である。

たとえば、複数の歯部１０は、歯車１の回転軸線Ｃ周りに等角度間隔で歯車１の外周に並んで設けられている。また、歯車１には、歯車１の径方向の中心に回転軸線Ｃに沿った孔部１ａが設けられている。また、歯車１は、パレットＰに載置された状態で、後述する移動機構６１によって外観検査装置１００の所定の位置に配置される。

図３に示すように、外観検査装置１００は、ロボット２と、撮像部３と、第１制御部４と、第２制御部５１と、表示部５２と、記憶部５３と、搬送部６と、照明部７と、エアブロー８（図１参照）とを含む。

図１に示すように、ロボット２は、歯車１を把持した状態で、撮像部３により歯車１が撮像される位置において、歯車１を回転軸線Ｃ回りに回動させる駆動を行うよう構成されている。たとえば、ロボット２は、多関節ロボットとして構成されており、後述する移動機構６１に対して矢印Ｙ方向に隣接した位置から上方（Ｚ２方向）に向かって延びるように配置されている。

図３に示すように、ロボット２は、回動駆動部２１と、ロボットアーム２２と、エンコーダ２３とを含む。回動駆動部２１は、把持部２１ａと、モータ２１ｂとを含む。把持部２１ａは、歯車１を把持（保持）するように構成されている。

図４に示すように、たとえば、把持部２１ａは、歯車１の孔部１ａに挿し込まれた状態で、孔部１ａの内側面を押圧することにより、歯車１を把持（保持）するように構成されている。モータ２１ｂは、把持部２１ａを回転させることにより、歯車１を回転軸線Ｃ回りに回動させるように構成されている。把持部２１ａは、ロボットアーム２２に接続されている。

ロボットアーム２２は、多関節ロボットのアームとして構成されている。歯車１を把持した状態の把持部２１ａを、図１のＸ方向、Ｙ方向、および、Ｚ方向の各々に移動させるように構成されている。

エンコーダ２３は、回動駆動部２１に配置されており、回動駆動部２１（モータ２１ｂ）の回転角に対応するパルス信号（角度情報）を取得するよう構成されている。そして、エンコーダ２３は、取得したパルス信号を第１制御部４に送信するように構成されている。

撮像部３は、回動駆動部２１によって把持されながら回動させられる歯車１のうち、複数の歯部１０の各々を撮像するよう構成されている。すなわち、撮像部３は、キズ検出用のカメラとして構成されている。図１に示すように、撮像部３は、たとえば、後述する移動機構６１の上方に配置されている。撮像部３は、第１制御部４からの指令（トリガ信号）に基づいて、撮像するように構成されている。撮像部３は、撮像した画像情報を、第２制御部５１に送信するように構成されている。

第１制御部４は、たとえば、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を含む。第１制御部４は、ロボット２の駆動を制御するとともに、撮像部３の動作を制御するように構成されている。また、第１制御部４は、搬送部６と、照明部７と、エアブロー８との動作を制御するように構成されている。

第２制御部５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、および、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含むコンピュータである。第２制御部５１は、画像取得部５１ａと、画像処理部５１ｂと、情報生成部５１ｃとを含む。画像取得部５１ａは、撮像部３により撮像された歯車１の画像を取得するように構成されている。また、画像処理部５１ｂは、ＣＰＵが所定の制御プログラムを実行することにより、画像取得部５１ａが取得した複数の画像に基づいて、後述する照明部７の光量を決定することと、後述する基準歯部１１を決定することと、歯車１の外観検査（不良歯部１２を判別する処理）をすることとを行うよう構成されている。そして、情報生成部５１ｃは、後述する検査対象部情報Ｒを生成する制御を行うように構成されている。

表示部５２は、画像表示を行うモニタである。表示部５２は、情報生成部５１ｃによって取得された検査結果を含む情報（検査対象部情報Ｒ）を表示するように構成されている。

搬送部６は、移動機構６１と、識別情報読取部６２と、位置検出カメラ６３とを含む。

移動機構６１は、たとえば、ベルトコンベアまたは各種の直動機構によって構成されている。移動機構６１は、複数の歯車１が載置されたパレットＰを図１のＸ方向に移動させるように構成されている。

識別情報読取部６２は、バーコードリーダーである。たとえば、識別情報読取部６２は、移動機構６１のＹ方向に隣接して配置されている。識別情報読取部６２は、パレットＰの側面に貼付されているバーコードＰ１（図１参照）を読み取ることによって、パレットＰに載置されている歯車１の種類についての情報（識別情報）を取得する。

位置検出カメラ６３は、パレットＰに載置された歯車１の位置を取得するように構成されている。たとえば、位置検出カメラ６３は、移動機構６１の上方に配置され、移動機構６１に配置されたパレットＰを上方から撮像するとともに、撮像した画像に基づいてパレットＰに載置されている歯車１の位置情報を取得するように構成されている。そして、位置検出カメラ６３は、外観検査を始めるにあたって、位置検出カメラ６３が取得した歯車１の位置情報を第１制御部４に送信するように構成されている。

照明部７は、たとえば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含む。照明部７は、照射する光量が調整可能に構成されている。照明部７は、撮像部３によって歯車１を撮像する際に、歯部１０に光を照射するように構成されている。なお、照明部７は、特許請求の範囲の「照明部材」の一例である。

エアブロー８は、歯車１に向かって風を吹き付けるように構成されている。エアブロー８は、外観検査を行う前に歯車１に付着した汚れ（切削粉など）を除去するよう構成されている。

（基準歯部の決定に関する構成）
図５および図６に示すように、第１実施形態では、第２制御部５１は、複数の歯部１０のうちから基準となる検査対象部である基準歯部１１を決定するように構成されている。すなわち、第２制御部５１は、撮像部３によって撮像された歯車１の画像である複数の基準決定用画像Ｑ１を画像取得部５１ａによって取得するとともに、複数の基準決定用画像Ｑ１と基準歯部１１に対応する参照用画像Ｑ１ａとに基づいて、画像処理部５１ｂによって基準歯部１１を決定するように構成されている。なお、基準歯部１１は、特許請求に記載の「基準検査対象部」の一例である。

具体的には、図４に示すように、第１制御部４は、ロボット２によって歯車１を保持した上で、回動駆動部２１によって歯車１を位置Ａ１から位置Ａ２まで（歯部１０の１歯分の角度βだけ）回動させながら、撮像部３によって複数の基準決定用画像Ｑ１を撮像するように構成されている。たとえば、第１制御部４は、角度βよりも小さい角度により歯車１を回動させるごとに、基準決定用画像Ｑ１を撮像する制御を行う。

また、第１制御部４は、複数の基準決定用画像Ｑ１のそれぞれを撮像した際における回動駆動部２１の角度情報（エンコーダ値）をエンコーダ２３によって取得するように構成されている。また、第１制御部４は、１つの歯部１０分の角度情報（エンコーダ値）と撮像回数を対応付けて（セットにして）記憶部５３に記憶する制御を行うように構成されている。

そして、第２制御部５１は、画像取得部５１ａによって複数の基準決定用画像Ｑ１（図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照）を取得した後、画像処理部５１ｂによってあらかじめ取得された（記憶部５３に記憶された）基準歯部１１の参照用の画像である参照用画像Ｑ１ａ（図５（Ｄ）を参照）と複数の基準決定用画像Ｑ１とを比較することによって、参照用画像Ｑ１ａと最も類似度の高い基準決定用画像Ｑ１を決定するように構成されている。なお、図５の例では、図５（Ｂ）の基準決定用画像Ｑ１が参照用画像Ｑ１ａと最も類似度が高い。

なお、第１実施形態において、複数の基準決定用画像Ｑ１と参照用画像Ｑ１ａとの類似度は、撮像された画像の輝度値を取得した上でテンプレートマッチングによって算出する。テンプレートマッチングの算出方法としては、たとえば、二乗誤差が最小となるものを算出する方法を用いる。

そして、第１制御部４は、最も類似度の高い基準決定用画像Ｑ１（図５の（Ｂ））に対応する回動駆動部２１の角度情報をエンコーダ２３によって取得するように構成されている。そのため、第２制御部５１は、エンコーダ２３によって取得された回動駆動部２１の角度情報に基づいて、最も類似度が高い基準決定用画像Ｑ１が撮像された際における回動駆動部２１の角度情報を基準位置Ｂ１として取得することによって、基準歯部１１を撮像する際における回動駆動部２１の基準位置Ｂ１を決定するように構成されている。

（照明部の光量の決定に関する構成）
第１実施形態では、歯車１の外表面は、互いに異なる複数の色のうちのいずれかの色を有する。すなわち、外観検査を行う前に、歯車１に対して、加工時の研磨焼けの有無を目視判定するために硝酸アンモニウムなどの腐食液によって表面を腐食させる腐食処理を行う場合がある。そして、複数の歯車１について外観検査を行う際、腐食処理によって変色した歯車１と、腐食処理がなされずに変色していない歯車１とが混在されている。

外観検査装置１００は、図６に示すように、歯部１０の色に応じて照明部７の光量を調整しながら、撮像部３により撮像された歯車１の画像である複数の基準決定用画像Ｑ１を取得するとともに、複数の基準決定用画像Ｑ１と、基準歯部１１に対応する参照用画像Ｑ１ａとに基づいて、基準歯部１１が撮像部３により撮像される位置である基準位置Ｂ１を決定するように構成されている。

すなわち、撮像部３により撮像された歯車１の画像の色に応じた輝度値に基づいて、照明部７の光量を調整するように構成されている。

具体的には、外観検査を始めるにあたって、第２制御部５１は、画像取得部５１ａによって基準決定用画像Ｑ１を取得する際に光量決定用画像Ｑ３を取得するように構成されている。たとえば、画像処理部５１ｂによって取得された光量決定用画像Ｑ３の輝度値が所定の値よりも高い場合には、照明部７の光量を小さくするか、または、輝度値が所定の値よりも低い場合には、照明部７の光量を大きくすることにより、取得された輝度値が所定の範囲内に含まれるように、照明部７の光量を決定するように構成されている。なお、本願明細書では、「照明部７の光量を調整する」とは、照明部７が発生させる光の量を調整することに限られず、撮像部３の露光時間を変更すること、および、照明部７にスリットを設けて、このスリットの幅を調整することをも含む、広い概念を意味するものとする。

（判別用画像の取得に関する構成）
第１実施形態では、撮像部３により撮像された歯車１の画像に基づいて不良のある歯部１０である不良歯部１２を判別するように構成されている。つまり、撮像部３により撮像された画像は、歯部１０が不良であるか否かを判別するための判別用画像Ｑ２を含むとともに、画像取得部５１ａは、判別用画像Ｑ２（図１０の右方側参照）を取得するように構成されている。なお、不良歯部１２は特許請求の範囲の「不良検査対象部」の一例である。

すなわち、図６に示すように、基準歯部１１から撮像部３により撮像を開始し、１つの歯部１０の角度（図６の角度α）分歯車を回動させる毎に、撮像部３により順次歯部１０を撮像することにより、複数の判別用画像Ｑ２を取得するよう構成されている。また、図７に示すように、基準歯部１１から順次歯部１０を撮像する際に、回転軸線Ｃの位置を変更させることにより、歯部１０の各々を、複数のアングルずつ撮像部３により撮像することによって、歯部１０ごとに複数の判別用画像Ｑ２を取得するように構成されている。

具体的には、第１制御部４は、撮像部３によって、基準位置Ｂ１において基準歯部１１の撮像をした後、回動駆動部２１によって１つの歯部１０に対応する角度（図６の角度α）分だけ歯車１を回動させる。すなわち、第１制御部４は、エンコーダ２３からのパルス信号をカウントし、カウントした回数が１つの歯部１０分のパルス値に到達するごとに、撮像部３にトリガを与える。その後、第１制御部４は、撮像部３によって順次歯部１０をそれぞれ撮像することにより、複数の歯部１０における判別用画像Ｑ２を撮像するように構成されている。これにより、各歯部１０の同様の面の判別用画像Ｑ２が撮像部３に撮像される。

また、第２制御部５１は、撮像部３によって順次撮像された複数の判別用画像Ｑ２を画像取得部５１ａによって取得することによって、複数の判別用画像Ｑ２を記憶部５３に記憶する。つまり、基準歯部１１の判別用画像Ｑ２が１枚目の判別用画像Ｑ２として記憶された上で、歯車１の複数の歯部１０の判別用画像Ｑ２のそれぞれが、記憶部５３によって記憶される順番と歯部１０の並びとが対応した状態で記憶されるように構成されている。

また、図７に示すように、第１制御部４は、基準歯部１１より１周分の歯車１の歯部１０を撮像した後に、回転軸線Ｃの位置をロボットアーム２２によって、位置Ｃ１から位置Ｃ２に変更させた上で、再度基準歯部１１から順次歯部１０を撮像するように構成されている。さらに、図８に示すように、位置Ｃ２において基準歯部１１より１周分の歯車１の歯部１０を撮像した後に、回転軸線Ｃの位置をロボットアーム２２によって、位置Ｃ２から位置Ｃ３に変更させた上で、再度基準歯部１１から順次歯部１０を撮像するように構成されている。つまり、１つの歯車１における複数の歯部１０の各々について、複数のアングルから撮像するように構成されている。そのため、第２制御部５１は、画像取得部５１ａによって１つの歯部１０に対して複数のアングルから複数の判別用画像Ｑ２を取得するように構成されている。そして、第２制御部５１は、第１のアングル（回転軸線Ｃが位置Ｃ１に位置するアングル）と第２のアングル（回転軸線Ｃが位置Ｃ２に位置するアングル）と第３のアングル（回転軸線Ｃが位置Ｃ３に位置するアングル）とのそれぞれにおいて歯部１０の並びに対応させながら基準歯部１１より順次歯部１０の判別用画像Ｑ２を記憶部５３にそれぞれ順次記憶するように構成されている。なお、図７および図８では、３方向から歯部１０が撮像される例を示しているが、４方向以上から撮像されてもよい。好ましくは、３方向以上９方向以下の方向から、歯部１０は、撮像される。

（不良のある歯部である不良歯部の判別に関する構成）
第１実施形態では、第２制御部５１は、画像取得部５１ａによって取得した判別用画像Ｑ２における画素同士の輝度値の差分値に基づいて、画像処理部５１ｂによって歯部１０の外表面に不良としてのキズを有するか否かの判別を行うように構成されている。

具体的には、図９に示すように、画像処理部５１ｂは、画像取得部５１ａによって取得された判別用画像Ｑ２（図９の（Ａ））の各々について、各々の画素の輝度値を取得する（図９の（Ｂ））ように構成されている。さらに、取得した輝度値のそれぞれと周囲の輝度値との差分を取得することによって、所定のしきい値を超える差分を取得した領域をキズであると判別するように構成されている。なお図９の（Ｂ）は図９の（Ａ）の部分Ｄについて拡大したものである。

（検査対象部情報の生成に関する構成）
第２制御部５１は、情報生成部５１ｃによって、キズであると判別された領域を含む判別用画像Ｑ２に対応する歯部１０について、不良としてのキズを有する不良歯部１２であるという情報を生成するように構成されている。また、第２制御部５１は、不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置を特定するように構成されている。すなわち、情報生成部５１ｃは、不良歯部１２が基準歯部１１から何番目の歯部１０であるかを示す情報と、不良を示す検査結果とが関連付けられた検査対象部情報Ｒを生成するように構成されている。

たとえば、情報生成部５１ｃは、取得した判別用画像Ｑ２から順番に通し番号を、画像ファイル名、または、データ（判別用画像Ｑ２）に付加することにより、判別用画像Ｑ２と何番目に撮像された画像かを示す情報とが関連付けられた（紐づけされた）情報である検査対象部情報Ｒを生成するように構成されている。

（検査対象部情報の表示に関する構成）
図１０に示すように、第１実施形態では、表示部５２は、検査対象部情報Ｒに基づく画像を表示するように構成されている。また、表示部５２には、検査対象部情報Ｒに基づいて、不良歯部１２が基準歯部１１から何番目の歯部１０であるかを示す情報である不良番号情報Ｒ１が、視認可能な状態で表示されるように構成されている。

さらに、検査対象部情報Ｒは、不良歯部１２のうちの外表面の不良箇所を示す情報である不良箇所情報Ｒ２を含み、表示部５２には、検査対象部情報Ｒに基づいて、不良歯部１２のうちの不良箇所が強調表示された画像である強調画像Ｑ４が表示されるように構成されている。また、表示部５２には、不良歯部１２のうちの不良箇所が強調表示された画像と撮像部３により撮像された不良歯部１２の判別用画像Ｑ２とが合成された合成画像である強調画像Ｑ４と、不良歯部１２の判別用画像Ｑ２とが並べて表示されるように構成されている。

具体的には、図１０に示すように、表示部５２は、検査対象部情報Ｒに基づいて、不良番号情報Ｒ１と不良箇所情報Ｒ２とを表示するように構成されている。詳細には、不良歯部１２であると判別された歯部１０に対応する判別用画像Ｑ２において、不良番号情報Ｒ１として対応する数字を表示させるとともに、不良箇所情報Ｒ２として不良としてのキズであると判別された箇所の周囲を囲むように強調表示したものを、強調画像Ｑ４（図１０の左方側）として表示するように構成されている。また、強調画像Ｑ４（図１０の左方側）と対応する不良歯部１２においての判別用画像Ｑ２（図１０の右方側）とを並べて表示するように構成されている。

（基準検査対象部を視覚的に認識可能な状態にするための構成）
また、第１実施形態では、外観検査装置１００は、判別された不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置を特定するように構成されている。つまり、外観検査装置１００は、外観検査終了後において歯車１が載置された状態で、基準歯部１１を視覚的に認識可能な状態にするように構成されている。すなわち、外観検査装置１００は、外観検査終了後において、パレットＰの所定の基準配置位置に基準歯部１１が位置するように、ロボット２により歯車１を載置することにより、基準歯部１１を視覚的に認識可能な状態にするように構成されている。

具体的には、図１１に示すように、パレットＰには、歯車１の基準歯部１１が配置される位置を視覚的に認識可能な状態にするためにあらかじめマークＭが付与されている。また、ロボット２は、第１制御部４による指令により、外観検査終了後において、歯車１をパレットＰに載置する際に、マークＭの位置と基準歯部１１の位置とが一致するように、歯車１を載置するように構成されている。そして、図１２に示すように、各歯部１０に対応する通し番号が付された型Ｔを、パレットＰに載置された歯車１に咬合させることにより、表示部５２に表示されている不良番号情報Ｒ１と不良歯部１２とを照合するように構成されている。なお、型Ｔには基準歯部１１を１番として歯部１０の撮像された順番に対応する歯部番号Ｔａが印字されている。

（第１実施形態による制御処理）
次に、図１３を参照して、第１実施形態による外観検査装置１００による外観検査方法に関する制御処理フローについて説明する。また、ステップ１０１～１０８は、第１制御部４による制御処理を示し、ステップ１１１～１１８は、第２制御部５１による制御処理を示す。

まず、ステップ１０１において、第１制御部４により、歯車１が撮像位置に配置される際の駆動が制御される。すなわち、第１制御部４は、識別情報読取部６２から取得した識別情報と、位置検出カメラ６３が取得した位置情報とに基づいて、歯車１の孔部１ａの三次元的な座標を取得した上で、把持部２１ａを制御することで歯車１を把持する。そして、第１制御部４は、ロボットアーム２２を制御することによって、撮像部３が撮像する位置に歯車１を配置する。また、エアブロー８によって、歯車１に向かって風を吹き付けることにより、外観検査を行う前に歯車１に付着した汚れ（切削粉など）を除去する。

次に、ステップ１０２において、撮像部３によって、光量決定用画像Ｑ３が撮像される。

一方、ステップ１１１において、画像取得部５１ａにより、撮像部３から光量決定用画像Ｑ３が取得される。

次に、ステップ１１２において、画像処理部５１ｂにより、照明部７の光量が決定される。

次に、ステップ１０３において、第１制御部４により、照明部７の光量が調整される。

次に、ステップ１０４において、撮像部３により、複数の基準決定用画像Ｑ１が撮像部３によって撮像される。

次に、ステップ１１３において、画像取得部５１ａにより、複数の基準決定用画像Ｑ１を取得する。

次に、ステップ１１４において、画像処理部５１ｂにより、基準歯部１１が決定される。

次に、ステップ１０５において、撮像部３により、基準歯部１１が撮像される。

次に、ステップ１０６において、回動駆動部２１を駆動させながら、撮像部３により、複数の判別用画像Ｑ２が撮像される。

次に、ステップ１０７において、歯車１を撮像するアングルが変更される。そして、新たなアングルにおいて、回動駆動部２１を駆動させながら、撮像部３によって、複数の判別用画像Ｑ２が撮像される。

次に、ステップ１０８において、基準歯部１１の位置とパレットＰのマークＭが一致するように、歯車１が載置される。

次に、ステップ１１５において、画像取得部５１ａにより、複数の判別用画像Ｑ２が取得される。

次に、ステップ１１６において、画像処理部５１ｂにより、歯部１０の外表面に不良としてのキズを有するか否かの判別が行われる。

次に、ステップ１１７において、情報生成部５１ｃにより、検査対象部情報Ｒが生成される。

次に、ステップ１１８において、表示部５２に、検査対象部情報Ｒが表示される。

なお、ステップ１０８における歯車１を載置する処理と、ステップ１１５～ステップ１１７における、判別用画像Ｑ２の取得から検査対象部情報Ｒの取得までの処理は、どちらの処理を先に行ってもよい。すなわち、歯車１を載置する処理は、判別用画像Ｑ２の撮像が終了した後ならば、どのタイミングで行ってもよい。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態の外観検査装置１００は、上記のように、回転軸線Ｃ周りに所定の角度間隔で外周に設けられた複数の歯部１０を有する歯車１を、回転軸線Ｃ周りに回動させる回動駆動部２１と、複数の歯部１０の各々を撮像する撮像部３と、を備え、複数の歯部１０のうちから基準となる検査対象部である基準歯部１１を決定するとともに、撮像部３により撮像された歯車１の画像に基づいて不良のある検査対象部である不良歯部１２を判別し、かつ、判別された不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置を特定するように構成されている。また、第１実施形態の外観検査方法は、上記のように、回転軸線Ｃ周りに所定の角度間隔で外周に設けられた複数の歯部１０を有する歯車１の外観検査方法であって、複数の歯部１０のうちから基準となる検査対象部である基準歯部１１を決定し、その後、複数の歯部１０の各々を撮像することにより、不良のある検査対象部である不良歯部１２を判別し、その後、判別された不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置を特定する。これにより、第１実施形態の外観検査装置１００および外観検査方法では、上記の構成によって、複数の歯部１０のうちから基準となる検査対象部である基準歯部１１を決定する。これにより、検査対象となる歯車１が、回転軸線Ｃ周りに所定の角度α間隔で外周に設けられた複数の歯部１０を有する場合にも、複数の歯部１０のうちから、他の歯部１０から区別された基準歯部１１を決定することができる。そして、第１実施形態の外観検査装置１００および外観検査方法では、撮像部３により撮像された歯車１の画像に基づいて不良のある歯部１０である不良歯部１２を判別し、かつ、判別された不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置を特定する。これにより、判別された不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置が特定されるので、歯車１の画像に基づく検査結果に対応する不良歯部１２の位置を、検査作業者により容易に特定することができる。このため、検査作業者の不良歯部１２の位置を特定する際の作業負担を軽減することができるとともに、作業時間を短縮することができる。この結果、歯車１の外観検査に要する時間を短縮化することができる。

また、第１実施形態では、以下のように構成したことによって、更なる効果が得られる。

すなわち、第１実施形態では、外観検査終了後において歯車１が載置された状態で、基準歯部１１および不良歯部１２のうちの少なくとも一方を、視覚的に認識可能な状態にするように構成されている。このように構成すれば、外観検査終了後において、検査作業者は、載置された歯車１を視認することにより、歯車１のうちの不良とされた歯部１０を容易に特定することができる。

また、第１実施形態では、撮像部３により撮像された画像は、歯部１０が不良であるか否かを判別するための判別用画像Ｑ２を含み、判別用画像Ｑ２を取得する以前に、撮像部３により撮像された歯車１の画像である複数の基準決定用画像Ｑ１を取得するとともに、複数の基準決定用画像Ｑ１と、基準歯部１１に対応する参照用画像Ｑ１ａとに基づいて、基準歯部１１を決定するように構成されている。このように構成すれば、複数の歯車１の外観検査を行う場合に、各々の歯車１において、撮像部３により撮像された基準決定用画像Ｑ１に基づいて、参照用画像Ｑ１ａに対応する基準歯部１１を決定することができる。これにより、歯車１ごとに、基準歯部１１の位置（基準となる撮像位置）がばらつくのを抑制することができるので、基準歯部１１の位置に対する判別用画像Ｑ２の撮像位置がばらつくのを抑制することができる。この結果、複数の歯車１の外観検査結果の精度を向上させることができる。

また、第１実施形態では、歯部１０は、歯車１の歯部であり、基準検査対象部としての基準歯部１１から撮像部３により撮像を開始し、１つの歯部１０の角度分歯車１を回動させる毎に、撮像部３により順次歯部１０を撮像することにより、複数の判別用画像Ｑ２を取得するように構成されている。このように構成すれば、撮像の順番と、不良歯部１２が基準歯部１１から何番目の歯部１０であるかを示す情報である不良番号情報Ｒ１とを関連付けて撮像することができる。

また、第１実施形態では、基準歯部１１から順次歯部１０を撮像する際に、回転軸線Ｃの位置および角度の少なくとも一方を変更させることにより、歯部１０の各々を、複数のアングルずつ撮像部３により撮像することによって、歯部１０毎に複数の判別用画像Ｑ２を取得するように構成されている。このように構成すれば、単一の角度から撮像した場合では判別することができないおそれのある不良（キズ等）についても、複数の角度から判別用画像Ｑ２を取得することによって判別することができる。そして、複数のアングルずつ撮像部３により撮像する場合でも、基準歯部１１を繰り返し決定しなおすことなく判別用画像Ｑ２を取得することができるので、基準歯部１１を決定するのに要する時間の増大を抑制することができる。

また、第１実施形態では、不良歯部１２が基準歯部１１から何番目の歯部１０であるかを示す情報と、不良を示す検査結果とが関連付けられた検査対象部情報Ｒを生成するように構成されており、検査対象部情報Ｒに基づく画像を表示する表示部５２をさらに備える。このように構成すれば、検査作業者は、表示部５２を視認することにより、不良歯部１２を容易に特定することができる。

また、第１実施形態では、表示部５２には、検査対象部情報Ｒに基づいて不良歯部１２が基準歯部１１から何番目の歯部１０であるかを示す情報が、視認可能な状態で表示されるように構成されている。このように構成すれば、検査作業者は、表示部５２に示される情報を視認することにより、不良歯部１２が基準歯部１１から何番目の歯部１０であるかを容易に特定することができる。その結果、不良歯部１２を特定するために検査作業者にかかる作業負担を、より一層軽減することができるとともに、不良歯部１２を特定するための作業時間を、より一層短縮化することができる。

また、第１実施形態では、検査対象部情報Ｒは、不良歯部１２のうちの外表面の不良箇所を示す情報を含み、表示部５２には、検査対象部情報Ｒに基づいて、不良歯部１２のうちの不良箇所が強調表示された画像が表示されるように構成されている。このように構成すれば、検査作業者は、表示部５２に表示されている情報を視認することにより、不良歯部１２のみならず、不良歯部１２のうちの不良箇所をも容易に特定することができる。

また、第１実施形態では、表示部５２には、不良歯部１２のうちの不良箇所が強調表示された画像と撮像部３により撮像された不良歯部１２の画像とが合成された合成画像と、不良歯部１２の画像とが並べて表示されるように構成されている。このように構成すれば、検査作業者は、不良歯部１２のうちの不良箇所が強調表示された画像と、強調表示されていない画像を見比べることによって、より正確かつより容易に不良箇所を特定することができる。

また、第１実施形態では、撮像部３により撮像された画像は、歯部１０が不良であるか否かを判別するための判別用画像Ｑ２を含み、判別用画像Ｑ２における画素同士の輝度値の差分値に基づいて、歯部１０の外表面に不良としてのキズを有するか否かの判別が行われるように構成されている。ここで、歯部１０に汚れまたは色ムラがある場合の輝度値の差分値よりも、歯部１０に不良（キズ等）とされるものがある場合の輝度値の差分値の方がより顕著になる（大きくなる）と考えられる。この点を考慮して、上記実施形態のように、画素同士の輝度値の差分値に基づいて、歯部１０の不良としてのキズを有するか否かの判別を行うように構成すれば、汚れまたは色ムラとは異なる不良としてのキズをより精度よく判別することができる。

また、第１実施形態では、歯車１の外表面は、互いに異なる複数の色のうちのいずれかの色を有し、歯部１０に光を照射する照明部７をさらに備え、歯車１の色に応じて照明部７の光量を調整しながら、撮像部３により撮像された歯車１の画像である複数の基準決定用画像Ｑ１を取得するとともに、複数の基準決定用画像Ｑ１と、基準歯部１１に対応する参照用画像Ｑ１ａとに基づいて、基準歯部１１が撮像部３により撮像される位置である基準位置Ｂ１を決定するように構成されている。ここで、外観検査を行う前に、歯車１に対して、加工時の研磨焼けの有無を目視判定するために硝酸アンモニウムなどの腐食液によって表面を腐食させる腐食処理を行う場合がある。そして、複数の歯車１について外観検査を行う際、腐食処理によって変色した歯車１と、腐食処理がなされずに変色していない歯車１とが混在されて検査されるような場合がある。この場合、検査作業者が歯車１の色に応じて照射する光の光量を調整する必要がある。これに対して、上記実施形態のように、歯車１の色に応じて照明部７の光量を調整しながら、複数の基準決定用画像Ｑ１を取得する。このように構成すれば、腐食処理によって変色した歯車１と、腐食処理がなされずに変色していない歯車１とが混在されて検査されるような場合であっても、それぞれの歯車１の外表面の色に応じて光量を調整しながら基準歯部１１を決定することができる。その結果、検査作業者が光量を調整する作業が不要になる分、検査作業者の作業負担を軽減することができる。

また、第１実施形態では、撮像部３により撮像された歯車１の画像の色に応じた輝度値に基づいて、照明部７の光量を調整するように構成されている。ここで、画像全体で極端に輝度値が低い場合または極端に高い場合には、不良（キズ等）の判別が困難になると考えられる。これに対して、上記実施形態のように、撮像部３により撮像された歯車１の画像の色に応じた輝度値に基づいて、照明部７の光量を調整すれば、不良（キズ等）の判別が困難になるのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、回動駆動部２１を有するロボット２をさらに備え、外観検査終了後において、所定の基準配置位置に基準歯部１１が位置するように、ロボット２により歯車１を載置することにより、基準歯部１１を視覚的に認識可能な状態にするように構成されている。このように構成すれば、外観検査を行う際に用いられる回動駆動部２１を有するロボット２によって、基準歯部１１を視覚的に認識可能な状態になるように歯車１を載置することができる。この結果、回動駆動部２１を有する構成（ロボット２）と、基準歯部１１を視覚的に認識可能な状態になるように歯車１を載置するための構成（ロボット２）とを共通化することができる。

また、第１実施形態では、撮像部３により撮像された画像は、歯部１０が不良であるか否かを判別するための複数の判別用画像Ｑ２を含み、ロボット２の動作および撮像部３の動作を制御するとともに、複数の歯部１０のうちから基準歯部１１を決定する制御を行う第１制御部４と、第１制御部４とは別個に設けられ、複数の判別用画像Ｑ２に基づいて、不良歯部１２を判別するとともに、判別された不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置を特定する制御を行う第２制御部５１と、をさらに備える。このように構成すれば、第１制御部４によって、ロボット２の動作および撮像部３の動作を制御するとともに、複数の歯部１０のうちから基準歯部１１を決定する制御を行うことができる。また、第２制御部５１によって、判別された不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置を特定する制御を行うことができる。たとえば、第１制御部４が複数存在する場合でも、共通の第２制御部５１で画像処理できるように構成することができる。

また、第１実施形態では、外観検査方法は、回転軸線Ｃ周りに所定の角度間隔で外周に設けられた複数の歯部１０を有する歯車１の外観検査方法であって、複数の歯部１０のうちから基準となる検査対象部である基準歯部１１を決定し、その後、複数の歯部１０の各々を撮像することにより、不良のある検査対象部である不良歯部１２を判別し、その後、判別された不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置を特定する。これにより、外観検査装置１００と同様に、判別された不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置が特定されるので、歯車１の画像に基づく検査結果に対応する不良のある歯部１０の位置を、検査作業者により容易に特定することができる。このため、検査作業者の不良のある歯部１０の位置を特定する際の作業負担を軽減することができるとともに、作業時間を短縮することができる。この結果、歯車１の外観検査に要する時間を短縮化することができる。

また、第１実施形態では、不良歯部１２を判別することよりも後に、歯車１が載置された状態で、基準歯部１１および不良歯部１２のうち少なくとも一方を、視覚的に認識可能な状態にする。このように構成すれば、外観検査終了後（不良歯部１２の判別後）において、検査作業者は、載置された歯車１を視認することにより、歯車１のうちの不良とされた歯部１０を容易に特定することができる。

［第２実施形態］
図１４および図１５を参照して、第２実施形態による外観検査装置２００の構成について説明する。この第２実施形態は、外観検査終了後において、歯車１が載置された状態で、基準歯部１１を視覚的に認識可能な状態にするように構成した第１実施形態と異なり、外観検査終了後において、歯車１が載置された状態で、マーカー部２４１により歯車１に印Ｓを付与することにより不良歯部１２を視覚的に認識可能な状態にするように構成されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（第２実施形態による外観検査装置の構成）
図１４に示すように、本発明の第２実施形態による外観検査装置２００は、ロボット２０２と、第１制御部２０４と、マーカー部２４１とを備える。マーカー部２４１は、たとえば、ロボット２０２に配置されている。そして、マーカー部２４１は、検査対象である歯車１に印Ｓをつけるように構成されている。また、外観検査終了後において、マーカー部２４１により、複数の歯部１０のうち不良歯部１２がどの歯部１０であるかを判別できるように印Ｓを付与（または貼付）することにより、不良歯部１２を視覚的に認識可能な状態にするように構成されている。

具体的には、図１５に示すように、第１制御部２０４は、外観検査が終了した後、パレットＰに歯車１を載置する際、不良であると判別された不良歯部１２または不良歯部１２に隣接する歯車１の部分に印Ｓをマーカー部２４１により付与（または貼付）する制御を行うように構成されている。なお、図１５は、不良歯部１２そのものに印Ｓを付与（または貼付）する場合の一例である。

そして、印Ｓは、除去可能に構成されている。印Ｓはインクまたはシールとして構成されている。印Ｓがインクの場合は、検査作業者による検査の後インクを歯車１から取り除かれる。また、シールの場合は、検査作業者による検査の後シールを歯車１から剥がされる。

なお、第２実施形態による外観検査装置２００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態による制御処理）
次に、図１６を参照して、第２実施形態による外観検査装置２００による外観検査方法に関する制御処理フローについて説明する。また、ステップ３０１および３０２は、第１制御部４による制御処理を示す。

まず、ステップ１０１～ステップ１０７およびステップ１１１～ステップ１１８において、第１実施形態と同様の処理が行われる。

次に、ステップ３０１において、マーカー部２４１により、不良歯部１２がどの歯部１０であるか視覚的に認識可能な状態にするように、歯車１に印Ｓが付与（または貼付）される。

次に、ステップ３０２において、ロボット２により、歯車１がパレットＰに載置される。

なお、ステップ３０１における歯車１に印Ｓを付与（または貼付）する処理と、ステップ３０２における歯車１を載置する処理とは、どちらの処理を先に行ってもよい。

また、ステップ３０１における歯車１に印Ｓを付与（または貼付）する処理およびステップ３０２における歯車１を載置する処理と、ステップ１１５～ステップ１１７における、判別用画像Ｑ２の取得から検査対象部情報Ｒの取得までの処理とは、どちらの処理を先に行ってもよい。すなわち、歯車１を載置する処理は、判別用画像Ｑ２の撮像が終了した後ならば、どのタイミングで行ってもよい。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、外観検査装置２００は、歯車１に印Ｓを付与するマーカー部２４１をさらに備え、外観検査終了後において、マーカー部２４１により歯車１に印Ｓを付与することにより、不良歯部１２を視覚的に認識可能な状態にするように構成されている。このように構成すれば、検査作業者は、歯車１自体を視認することにより、歯車１における複数の歯部１０のうち、不良歯部１２がどの歯部１０なのかを容易に判別することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、歯車１について外観検査を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、丸鋸などの歯車１以外の立体物について外観検査を行ってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、外観検査終了後において、歯車１が載置された状態で、基準歯部１１および不良歯部１２の少なくとも一方を視覚的に認識可能な状態にするよう構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ロボット２に把持された状態のまま、基準歯部１１および不良歯部１２の少なくとも一方を視覚的に認識可能な状態にするよう構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、複数の基準決定用画像Ｑ１と基準歯部１１に対応する参照用画像Ｑ１ａとに基づいて、基準歯部１１を決定した後で、判別用画像Ｑ２を順次取得するように構成される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、外観検査を始めるにあたって、歯車１を把持した位置を基準歯部１１として決定した後で、判別用画像Ｑ２を順次取得するように構成されていてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、１つの歯部１０の角度分歯車１を回動させる毎に、撮像部３により順次歯部１０を撮像する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、２つの歯部１０の角度分歯車１を回動させる毎に撮像部３により順次歯部１０を撮像してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、判別用画像Ｑ２を取得する際に、複数のアングルから撮像する例として、回転軸線Ｃの位置を位置Ｃ１と位置Ｃ２と位置Ｃ３との３つの位置に移動させることで、３つのアングルから歯車１を撮像する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、位置Ｃ１～位置Ｃ３のいずれとも別個の位置Ｃ４を設けて、４つのアングルから画像を撮像するようにしてもよい。また、複数アングルではなく、たとえば、位置Ｃ１からのみにおいて１つのアングルから撮像するようにしてもよい。また、回転軸線Ｃの位置を変更するのみならず、回転軸線Ｃの角度を変更することによって複数のアングルから撮像するようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、検査対象部情報Ｒに基づく画像を表示する表示部５２を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、検査対象部情報Ｒを印刷するなどして出力するようにしてもよい。また、検査対象部情報Ｒが音声出力されるように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、不良歯部１２が基準歯部１１から何番目の歯部１０であるかを示す情報が、視認可能な状態で表示される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、不良歯部１２が基準歯部１１から何番目の歯部１０であるかを示す不良番号情報Ｒ１が、表示されていなくてもよい。また、不良番号情報Ｒ１が印刷するなどして出力されてもよい。また、不良番号情報Ｒ１が音声出力されるように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、表示部５２において、不良箇所が強調された画像が表示される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理によって、不良箇所のみを強調しなくとも、不良箇所が鮮明に認識できるように表示してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、不良歯部１２のうちの不良箇所が強調表示された画像と不良歯部１２の画像を並べて表示する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、不良歯部１２のうちの不良箇所が強調表示された画像と不良歯部１２の画像とを一定間隔ごとに交互に表示するようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、歯部１０が不良歯部１２であるか否かを判別する際に、画像取得部５１ａによって取得した判別用画像Ｑ２における画素同士の輝度値の差分値に基づいて、歯部１０の外表面に不良としてのキズを有するか否かの判別を行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。複数の基準となる画像に対して輝度値の平均値を取得した上で、平均値から所定のしきい値を超える量だけ離れた値をもつ領域を不良であるキズとして検出するようにしてもよい。また、機械学習によってオートエンコーダーと呼ばれる手法を用いて判別を行うようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、歯車１を撮像することによって取得した光量決定用画像Ｑ３に基づいて光量を調整する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、予め歯車１の色に関する情報を取得しておいて光量を決定するようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、歯車１の色に応じた輝度値に基づいて、照明部７の光量を調整する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、輝度値ではなくコントラスト値を用いて光量を決定するように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ロボット２により歯車１を載置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、直動駆動のみを行う駆動部によって構成された移動部によって、所定の位置に配置されるようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、ロボット２の動作および撮像部３の動作を制御する第１制御部４と、第１制御部４とは別個に設けられ、複数の歯部１０のうちから基準歯部１１を決定することと、複数の判別用画像Ｑ２に基づいて、不良歯部１２を判別することと、判別された不良歯部１２の基準歯部１１に対する位置を特定することと、の制御を行う第２制御部５１をさらに備える例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、１つの制御部によって外観検査装置１００の動作を制御するように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、基準歯部１１を決定する際に、テンプレートマッチングの算出方法として、二乗誤差が最小となるものを算出する方法の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、絶対値の和が最小となるものを算出する方法を用いてもよいまた、正規化相互相関の算出結果が１に最も近くなる画像を探索する方法を用いてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、基準歯部１１を決定する際に、撮像された画像の輝度値を算出した上でテンプレートマッチングを行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、輝度値ではなくコントラスト値を用いてもよい。また、撮像された画像の特徴点を抽出した上で比較する方法を用いてもよい。

また、上記第１実施形態では、基準歯部１１を１番として歯部１０の撮像された順番に対応する歯部番号Ｔａが印字されている型Ｔを用いることによって、基準歯部１１の位置および不良歯部１２の位置を特定する例を示し、上記第２実施形態では、歯車１に印Ｓを付与（または貼付）することによって不良歯部１２を視覚的に認識可能な状態にする例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１実施形態の構成と第２実施形態の構成とを組み合わせて、型Ｔにおける歯部番号Ｔａのうち、不良歯部１２であると判別された歯部１０に対応する歯部番号Ｔａに印Ｓを付与（または貼付）するようにしてもよい。

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（項目１）
回転軸線周りに所定の角度間隔で外周に設けられた複数の検査対象部を有する立体物を、前記回転軸線周りに回動させる回動駆動部と、前記複数の検査対象部の各々を撮像する撮像部と、を備え、前記複数の検査対象部のうちから基準となる検査対象部である基準検査対象部を決定するとともに、前記撮像部により撮像された前記立体物の画像に基づいて不良のある検査対象部である不良検査対象部を判別し、かつ、判別された前記不良検査対象部の前記基準検査対象部に対する位置を特定するように構成されている、外観検査装置。

（項目２）
外観検査終了後において前記立体物が載置された状態で、前記基準検査対象部および前記不良検査対象部のうちの少なくとも一方を、視覚的に認識可能な状態にするように構成されている、項目１に記載の外観検査装置。

（項目３）
前記撮像部により撮像された画像は、前記検査対象部が不良であるか否かを判別するための判別用画像を含み、前記判別用画像を取得する以前に、前記撮像部により撮像された前記立体物の画像である複数の基準決定用画像を取得するとともに、前記複数の基準決定用画像と、前記基準検査対象部に対応する参照用画像とに基づいて、前記基準検査対象部を決定するように構成されている、項目１または２に記載の外観検査装置。

（項目４）
前記検査対象部は、歯車の歯部であり、前記基準検査対象部としての基準歯部から前記撮像部により撮像を開始し、１つの前記歯部の角度分前記歯車を回動させる毎に、前記撮像部により順次前記歯部を撮像することにより、複数の前記判別用画像を取得するように構成されている、項目３に記載の外観検査装置。

（項目５）
前記基準歯部から順次前記歯部を撮像する際に、前記回転軸線の位置および角度の少なくとも一方を変更させることにより、前記歯部の各々を、複数のアングルずつ前記撮像部により撮像することによって、前記歯部毎に複数の前記判別用画像を取得するように構成されている、項目４に記載の外観検査装置。

（項目６）
前記不良検査対象部が前記基準検査対象部から何番目の前記検査対象部であるかを示す情報と、不良を示す検査結果とが関連付けられた検査対象部情報を生成するように構成されており、前記検査対象部情報に基づく画像を表示する表示部をさらに備える、項目１～５のいずれか１項に記載の外観検査装置。

（項目７）
前記表示部には、前記検査対象部情報に基づいて、前記不良のある検査対象部が前記基準となる検査対象部から何番目の前記検査対象部であるかを示す情報が、視認可能な状態で表示されるように構成されている、項目６に記載の外観検査装置。

（項目８）
前記検査対象部情報は、前記不良検査対象部のうちの外表面の不良箇所を示す情報を含み、前記表示部には、前記検査対象部情報に基づいて、前記不良検査対象部のうちの前記不良箇所が強調表示された画像が表示されるように構成されている、項目６または７に記載の外観検査装置。

（項目９）
前記表示部には、前記不良検査対象部のうちの前記不良箇所が強調表示された画像と前記撮像部により撮像された前記不良検査対象部の画像とが合成された合成画像と、前記不良検査対象部の画像とが並べて表示されるように構成されている、項目８に記載の外観検査装置。

（項目１０）
前記撮像部により撮像された画像は、前記検査対象部が不良であるか否かを判別するための判別用画像を含み、前記判別用画像における画素同士の輝度値の差分値に基づいて、前記検査対象部の外表面に前記不良としてのキズを有するか否かの判別が行われるように構成されている、項目１～９のいずれか１項に記載の外観検査装置。

（項目１１）
前記立体物の外表面は、互いに異なる複数の色のうちのいずれかの前記色を有し、前記検査対象部に光を照射する照明部材をさらに備え、前記立体物の前記色に応じて前記照明部材の光量を調整しながら、前記撮像部により撮像された前記立体物の画像である複数の基準決定用画像を取得するとともに、前記複数の基準決定用画像と、前記基準検査対象部に対応する参照用画像とに基づいて、前記基準検査対象部が前記撮像部により撮像される位置である基準位置を決定するように構成されている、項目１～１０のいずれか１項に記載の外観検査装置。

（項目１２）
前記撮像部により撮像された前記立体物の画像の前記色に応じた輝度値に基づいて、前記照明部材の光量を調整するように構成されている、項目１１に記載の外観検査装置。

（項目１３）
前記回動駆動部を有するロボットをさらに備え、外観検査終了後において、所定の基準配置位置に前記基準検査対象部が位置するように、前記ロボットにより前記立体物を載置することにより、前記基準検査対象部を視覚的に認識可能な状態にするように構成されている、項目１～１２のいずれか１項に記載の外観検査装置。

（項目１４）
前記立体物に印を付与するマーカー部をさらに備え、外観検査終了後において、前記マーカー部により前記立体物１に印を付与することにより、前記不良検査対象部を視覚的に認識可能な状態にするように構成されている、項目１～１３のいずれか１項に記載の外観検査装置。

（項目１５）
前記撮像部により撮像された画像は、前記検査対象部が不良であるか否かを判別するための複数の判別用画像を含み、前記回動駆動部の動作および前記撮像部の動作を制御する第１制御部と、前記第１制御部とは別個に設けられ、前記複数の検査対象部のうちから前記基準検査対象部を決定することと、前記複数の判別用画像に基づいて、前記不良検査対象部を判別することと、判別された前記不良検査対象部の前記基準検査対象部に対する位置を特定することと、の制御を行う第２制御部と、をさらに備えた、項目１～１４のいずれか１項に記載の外観検査装置。

（項目１６）
回転軸線周りに所定の角度間隔で外周に設けられた複数の検査対象部を有する立体物の外観検査方法であって、前記複数の検査対象部のうちから基準となる検査対象部である基準検査対象部を決定し、その後、前記複数の検査対象部の各々を撮像することにより、不良のある前記検査対象部である不良検査対象部を判別し、その後、判別された前記不良検査対象部の前記基準検査対象部に対する位置を特定する、外観検査方法。

（項目１７）
前記不良検査対象部を判別することよりも後に、前記立体物が載置された状態で、前記基準検査対象部および前記不良検査対象部のうち少なくとも一方を、視覚的に認識可能な状態にする、項目１６に記載の外観検査方法。

１００、２００ 外観検査装置
１ 歯車（立体物）
２、２０２ ロボット
３ 撮像部
４、２０４ 第１制御部
７ 照明部（照明部材）
１０ 歯部（検査対象部）
１１ 基準歯部（基準検査対象部）
１２ 不良歯部（不良検査対象部）
２１ 回動駆動部
２４１ マーカー部
５１ 第２制御部
５２ 表示部
Ｂ１ 基準位置
Ｃ 回転軸線
Ｑ１ 基準決定用画像
Ｑ１ａ 参照用画像
Ｑ２ 判別用画像
Ｒ 検査対象部情報

Claims (15)

1. 回転軸線周りに所定の角度間隔で外周に設けられた複数の検査対象部としての歯部を有する歯車である立体物を把持する把持部を含み、前記歯車を前記回転軸線周りに回動させる回動駆動部と、
   前記複数の歯部の各々を撮像する撮像部と、を備え、
   前記複数の歯部のうちから位置の基準となる前記歯部である基準歯部を決定するとともに、前記撮像部により撮像された前記歯車の画像に基づいて不良のある前記歯部である不良歯部を判別し、かつ、判別された前記不良歯部の前記基準歯部に対する位置を特定するように構成されており、
   前記回動駆動部は、外観検査終了後において、前記基準歯部および前記不良歯部のうちの少なくとも一方を視覚的に認識可能な状態で、前記把持部により前記歯車を載置するように構成されている、外観検査装置。
2. 前記撮像部により撮像された画像は、前記歯部が不良であるか否かを判別するための判別用画像を含み、
   前記判別用画像を取得する以前に、前記撮像部により撮像された前記歯車の画像である複数の基準決定用画像を取得するとともに、前記複数の基準決定用画像と、前記基準歯部に対応する参照用画像とに基づいて、前記基準歯部を決定するように構成されている、請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記基準歯部から前記撮像部により撮像を開始し、１つの前記歯部の角度分前記歯車を回動させる毎に、前記撮像部により順次前記歯部を撮像することにより、複数の前記判別用画像を取得するように構成されている、請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記基準歯部から順次前記歯部を撮像する際に、前記回転軸線の位置および角度の少なくとも一方を変更させることにより、前記歯部の各々を、複数のアングルずつ前記撮像部により撮像することによって、前記歯部毎に複数の前記判別用画像を取得するように構成されている、請求項３に記載の外観検査装置。
5. 前記不良歯部が前記基準歯部から何番目の前記歯部であるかを示す情報と、不良を示す検査結果とが関連付けられた検査対象部情報を生成するように構成されており、
   前記検査対象部情報に基づく画像を表示する表示部をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の外観検査装置。
6. 前記表示部には、前記検査対象部情報に基づいて、前記不良歯部が前記基準歯部から何番目の前記歯部であるかを示す情報が、視認可能な状態で表示されるように構成されている、請求項５に記載の外観検査装置。
7. 前記検査対象部情報は、前記不良歯部のうちの外表面の不良箇所を示す情報を含み、
   前記表示部には、前記検査対象部情報に基づいて、前記不良歯部のうちの前記不良箇所が強調表示された画像が表示されるように構成されている、請求項５または６に記載の外観検査装置。
8. 前記表示部には、前記不良歯部のうちの前記不良箇所が強調表示された画像と前記撮像部により撮像された前記不良歯部の画像とが合成された合成画像と、前記不良歯部の画像とが並べて表示されるように構成されている、請求項７に記載の外観検査装置。
9. 前記撮像部により撮像された画像は、前記歯部が不良であるか否かを判別するための判別用画像を含み、
   前記判別用画像における各々の画素の輝度値と周囲の画素の輝度値との差分値に基づいて、前記歯部の外表面に前記不良としてのキズを有するか否かの判別が行われるように構成されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の外観検査装置。
10. 前記歯車の外表面は、互いに異なる複数の色のうちのいずれかの前記色を有し、
    前記歯部に光を照射する照明部材をさらに備え、
    前記歯車の前記色に応じて前記照明部材の光量を調整しながら、前記撮像部により撮像された前記歯車の画像である複数の基準決定用画像を取得するとともに、前記複数の基準決定用画像と、前記基準歯部に対応する参照用画像とに基づいて、前記基準歯部が前記撮像部により撮像される位置である基準位置を決定するように構成されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の外観検査装置。
11. 前記撮像部により撮像された前記歯車の画像の前記色に応じた輝度値に基づいて、
    前記照明部材の光量を調整するように構成されている、請求項１０に記載の外観検査装置。
12. 前記回動駆動部を有するロボットをさらに備え、
    外観検査終了後において、所定の基準配置位置に前記基準歯部が位置するように、前記ロボットにより前記歯車を載置することにより、前記基準歯部を視覚的に認識可能な状態にするように構成されている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の外観検査装置。
13. 前記歯車に印を付与するマーカー部をさらに備え、
    外観検査終了後において、前記マーカー部により前記歯車に印を付与することにより、前記不良歯部を視覚的に認識可能な状態にするように構成されている、請求項１～１２のいずれか１項に記載の外観検査装置。
14. 前記撮像部により撮像された画像は、前記歯部が不良であるか否かを判別するための複数の判別用画像を含み、
    前記回動駆動部の動作および前記撮像部の動作を制御する第１制御部と、
    前記第１制御部とは別個に設けられ、前記複数の歯部のうちから前記基準歯部を決定することと、前記複数の判別用画像に基づいて、前記不良歯部を判別することと、判別された前記不良歯部の前記基準歯部に対する位置を特定することと、の制御を行う第２制御部と、をさらに備えた、請求項１～１３のいずれか１項に記載の外観検査装置。
15. 回転軸線周りに所定の角度間隔で外周に設けられた複数の検査対象部としての歯部を有する歯車である立体物の外観検査方法であって、
    前記複数の歯部のうちから位置の基準となる前記歯部である基準歯部を決定し、
    その後、検査を行う外観検査装置によって前記歯車を把持した状態で前記歯車を回動させるとともに前記複数の歯部の各々を撮像することにより、不良のある前記歯部である不良歯部を判別し、
    その後、判別された前記不良歯部の前記基準歯部に対する位置を特定し、
    前記不良歯部を判別することよりも後に、前記基準歯部および前記不良歯部のうち少なくとも一方を視覚的に認識可能な状態で、前記歯車を載置する、外観検査方法。

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