JP7621299B2 - Surface inspection device, surface inspection method and control device - Google Patents
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Description
本発明は、表面検査装置、表面検査方法及び制御装置に関する。 The present invention relates to a surface inspection device, a surface inspection method, and a control device .
鋼管内面に異物や傷が存在するかどうかを検査するための鋼管内面検査装置が知られている。例えば、特許文献1には、円錐プリズム又は円錐ミラーを用いて鋼管内面の像をライトフィールドカメラへ導くように構成された検査装置が開示されている。
A steel pipe inner surface inspection device is known for inspecting the inner surface of a steel pipe for foreign objects or scratches. For example,
特許文献1の検査装置では、円錐プリズム又は円錐ミラーを用いているため撮像範囲が狭く、撮像回数が必然的に多くなり、結果として異物や傷の検知に時間を要するという問題がある。また、特許文献1の検査装置は、専ら鋼管内面を撮像するため、鋼管の外面の異物や傷の検知には適用できないという問題もある。このような問題は、鋼管を検査する場合に限られず、鋼管以外の筒状対象物を検査する場合にも存在している。
The inspection device in
本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、筒状対象物の表面における異物や傷を迅速に検知可能な表面検査装置、表面検査方法及び制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made against this background, and has an object to provide a surface inspection device, a surface inspection method, and a control device that are capable of quickly detecting foreign objects and scratches on the surface of a cylindrical object.
上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る表面検査装置は、
筒状対象物の表面に向かって互いに異なる方向を向くように配置され、前記筒状対象物の表面の異なるエリアを撮像する複数のカメラと、
前記筒状対象物の軸方向に延びるように配置され、前記カメラを支持する長尺部材と、
前記長尺部材を支持し、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向に並進移動させると共に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸の周りに回転させるヘッド機構と、
前記カメラ及び前記ヘッド機構に接続され、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させ、前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させ、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させるように前記カメラ及び前記ヘッド機構の動作を制御する制御ユニットと、
を備える。
In order to achieve the above object, a surface inspection apparatus according to a first aspect of the present invention comprises:
A plurality of cameras are arranged to face in different directions toward a surface of a cylindrical object, the cameras capturing images of different areas of the surface of the cylindrical object;
a long member disposed to extend in an axial direction of the cylindrical object and supporting the camera;
a head mechanism that supports the elongated member, translates the camera in an axial direction of the cylindrical object, and rotates the camera about a central axis of the cylindrical object;
a control unit connected to the camera and the head mechanism, for controlling the operation of the camera and the head mechanism so as to cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from one axial end of the cylindrical object to the other axial end, rotate the camera around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, and cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from the other axial end to the one end of the cylindrical object;
Equipped with.
前記長尺部材は、前記複数のカメラを支持するように1つ又は複数設けられ、
前記制御ユニットは、最も基端側に配置された前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に各カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させるように前記カメラ及び前記ヘッド機構の動作を制御してもよい。
one or more of the elongated members are provided to support the plurality of cameras;
The control unit may control the operation of the cameras and the head mechanism so as to rotate each camera around the central axis of the cylindrical object after the camera located most base end reaches the other axial end of the cylindrical object.
前記制御ユニットは、前記ヘッド機構が前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて並進移動する際に各カメラが前記カメラ毎に設定された第1の撮像エリアを撮像し、前記ヘッド機構が前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動する際に各カメラが前記カメラ毎に設定された第2の撮像エリアを撮像するように各カメラ及び前記ヘッド機構の動作を制御し、
各第1の撮像エリアは、前記筒状対象物の軸方向に延び、前記筒状対象物の周方向に間隔を空けて設定され、
各第2の撮像エリアは、前記筒状対象物の軸方向に延び、隣接する2つの前記第1の撮像エリアにより挟まれるように設定されてもよい。
the control unit controls operation of each camera and the head mechanism so that, when the head mechanism translates from one end to the other end in the axial direction of the cylindrical object, each camera images a first imaging area set for the camera, and, when the head mechanism translates from the other end to the one end in the axial direction of the cylindrical object, each camera images a second imaging area set for the camera;
Each of the first imaging areas extends in an axial direction of the cylindrical object and is set at intervals in a circumferential direction of the cylindrical object;
Each second imaging area may extend in the axial direction of the cylindrical object and be sandwiched between two adjacent first imaging areas.
各カメラは、前記ヘッド機構の軸方向に並べられ、隣接する2つの前記カメラが前記ヘッド機構の周方向に等間隔で配置されてもよい。 Each camera may be aligned in the axial direction of the head mechanism, with two adjacent cameras being equally spaced in the circumferential direction of the head mechanism.
前記長尺部材は、各カメラを個別に支持し、
各長尺部材は、前記長尺部材が支持していない前記カメラと干渉しないように先端部が基端部よりも細く形成されてもよい。
The elongated member supports each camera individually;
Each elongated member may be formed so that its tip end is thinner than its base end so as not to interfere with the camera that is not supported by the elongated member.
上記目的を達成するために、本発明の第2の観点に係る表面検査装置は、
筒状対象物の表面に向かって配置され、前記筒状対象物の表面を撮像するカメラと、
前記筒状対象物の軸方向に延びるように配置され、前記カメラを支持する長尺部材と、
前記長尺部材を支持し、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向に並進移動させると共に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸の周りに回転させるヘッド機構と、
前記カメラ及び前記ヘッド機構に接続され、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させ、前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させ、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させるように前記カメラ及び前記ヘッド機構の動作を制御する制御ユニットと、
を備え、
前記ヘッド機構は、前記カメラを前記ヘッド機構の径方向に移動可能に支持し、
前記制御ユニットは、前記筒状対象物の径方向の大きさに合わせて前記ヘッド機構の径方向における前記カメラの位置を調整するように前記ヘッド機構の動作を制御する。
In order to achieve the above object, a surface inspection apparatus according to a second aspect of the present invention comprises:
A camera disposed facing a surface of a cylindrical object and capturing an image of the surface of the cylindrical object;
a long member disposed to extend in an axial direction of the cylindrical object and supporting the camera;
a head mechanism that supports the elongated member, translates the camera in an axial direction of the cylindrical object, and rotates the camera about a central axis of the cylindrical object;
a control unit connected to the camera and the head mechanism, for controlling the operation of the camera and the head mechanism so as to cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from one axial end of the cylindrical object to the other axial end, rotate the camera around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, and cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from the other axial end to one end of the cylindrical object;
Equipped with
the head mechanism supports the camera so as to be movable in a radial direction of the head mechanism;
The control unit controls the operation of the head mechanism to adjust the position of the camera in a radial direction of the head mechanism in accordance with the radial size of the cylindrical object.
上記目的を達成するために、本発明の第3の観点に係る表面検査装置は、
筒状対象物の表面に向かって配置され、前記筒状対象物の表面を撮像するカメラと、
前記筒状対象物の軸方向に延びるように配置され、前記カメラを支持する長尺部材と、
前記長尺部材を支持し、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向に並進移動させると共に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸の周りに回転させるヘッド機構と、
前記カメラ及び前記ヘッド機構に接続され、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させ、前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させ、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させるように前記カメラ及び前記ヘッド機構の動作を制御する制御ユニットと、
前記筒状対象物を搬送する搬送ユニットと、
前記ヘッド機構を前記筒状対象物の搬送方向に移動可能に支持する支持機構と、を備え、
前記制御ユニットは、前記搬送ユニットに前記筒状対象物が搬送されたことを検知すると、前記搬送ユニットによる前記筒状対象物の搬送に前記ヘッド機構の動きを追従させるように前記支持機構の動作を制御する。
In order to achieve the above object, a surface inspection apparatus according to a third aspect of the present invention comprises:
A camera disposed facing a surface of a cylindrical object and capturing an image of the surface of the cylindrical object;
a long member disposed to extend in an axial direction of the cylindrical object and supporting the camera;
a head mechanism that supports the elongated member, translates the camera in an axial direction of the cylindrical object, and rotates the camera about a central axis of the cylindrical object;
a control unit connected to the camera and the head mechanism, for controlling the operation of the camera and the head mechanism so as to cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from one axial end of the cylindrical object to the other axial end, rotate the camera around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, and cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from the other axial end to one end of the cylindrical object;
A conveying unit that conveys the cylindrical object;
a support mechanism that supports the head mechanism so as to be movable in a conveying direction of the cylindrical object,
When the control unit detects that the cylindrical object has been transported by the transport unit, it controls the operation of the support mechanism so that the movement of the head mechanism follows the transport of the cylindrical object by the transport unit.
上記目的を達成するために、本発明の第4の観点に係る表面検査装置は、
筒状対象物の表面に向かって互いに異なる方向を向くように配置され、前記筒状対象物の表面の異なるエリアを撮像する複数のカメラと、
前記筒状対象物の軸方向に延びるように配置され、前記カメラを支持する長尺部材と、
前記長尺部材を支持し、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向に並進移動させるヘッド機構と、
前記筒状対象物が載せられ、前記筒状対象物を前記筒状対象物の中心軸の周りに回転させる回転架台と、
前記カメラ、前記ヘッド機構及び前記回転架台に接続され、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させ、前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に前記筒状対象物を前記筒状対象物の中心軸の周りに回転させ、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させるように前記カメラ、前記ヘッド機構及び前記回転架台の動作を制御する制御ユニットと、
を備える。
In order to achieve the above object, a surface inspection apparatus according to a fourth aspect of the present invention comprises:
A plurality of cameras are arranged to face in different directions toward a surface of a cylindrical object, the cameras capturing images of different areas of the surface of the cylindrical object;
a long member disposed to extend in an axial direction of the cylindrical object and supporting the camera;
a head mechanism that supports the elongated member and translates the camera in an axial direction of the cylindrical object;
a rotating stand on which the cylindrical object is placed and which rotates the cylindrical object around a central axis of the cylindrical object;
a control unit connected to the camera, the head mechanism, and the rotating frame, for controlling operations of the camera, the head mechanism, and the rotating frame so as to cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from one axial end of the cylindrical object to the other axial end, rotate the cylindrical object around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, and cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from the other axial end to one end of the cylindrical object;
Equipped with.
上記目的を達成するために、本発明の第5の観点に係る表面検査方法は、
表面検査装置が実行する表面検査方法であって、
前記表面検査装置に設けられ、筒状対象物の表面に向かって互いに異なる方向を向くように配置され、前記筒状対象物の表面の異なるエリアを撮像する複数のカメラを、前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる工程と、
前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に、前記カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させる工程と、
前記回転させる工程により回転させた前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる工程と、
を含む。
In order to achieve the above object, a surface inspection method according to a fifth aspect of the present invention comprises:
A surface inspection method performed by a surface inspection device, comprising:
a step of causing a plurality of cameras provided in the surface inspection device, arranged so as to face in different directions toward the surface of a cylindrical object, and imaging different areas of the surface of the cylindrical object, to image the surface of the cylindrical object while translating the cameras from one end to the other end in the axial direction of the cylindrical object;
After the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, rotating the camera around a central axis of the cylindrical object;
a step of causing the camera rotated in the rotating step to translate from the other end to one end in the axial direction of the cylindrical object while causing the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object;
Includes.
上記目的を達成するために、本発明の第6の観点に係る表面検査方法は、
表面検査装置が実行する表面検査方法であって、
前記表面検査装置に設けられ、筒状対象物の表面に向かって互いに異なる方向を向くように配置され、前記筒状対象物の表面の異なるエリアを撮像する複数のカメラを、前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる工程と、
前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に、前記筒状対象物を前記筒状対象物の中心軸周りに回転させる工程と、
前記回転させる工程により回転させた前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて前記カメラを並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる工程と、
を含む。
In order to achieve the above object, a surface inspection method according to a sixth aspect of the present invention comprises:
A surface inspection method performed by a surface inspection device, comprising:
a step of causing a plurality of cameras provided in the surface inspection device, arranged so as to face in different directions toward the surface of a cylindrical object, and imaging different areas of the surface of the cylindrical object, to image the surface of the cylindrical object while translating the cameras from one end to the other end in the axial direction of the cylindrical object;
After the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, rotating the cylindrical object around a central axis of the cylindrical object;
a step of causing the camera to capture an image of a surface of the cylindrical object while translating the camera from the other end to one end in an axial direction of the cylindrical object rotated by the rotating step;
Includes.
上記目的を達成するために、本発明の第7の観点に係る制御装置は、
表面検査装置を制御する制御装置であって、
前記表面検査装置に設けられ、筒状対象物の表面に向かって互いに異なる方向を向くように配置され、前記筒状対象物の表面の異なるエリアを撮像する複数のカメラを、前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる手段と、
前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に、前記カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させる手段と、
前記回転させる手段により回転させた前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる手段と、
を備える。
In order to achieve the above object, a control device according to a seventh aspect of the present invention comprises:
A control device for controlling a surface inspection device,
a means for causing a plurality of cameras provided in the surface inspection device, the cameras being arranged to face in different directions toward the surface of a cylindrical object and capturing images of different areas of the surface of the cylindrical object, to capture images of the surface of the cylindrical object while translating the cameras from one end to the other end in the axial direction of the cylindrical object;
a means for rotating the camera around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object;
a means for causing the camera to capture an image of a surface of the cylindrical object while translating the camera rotated by the rotating means from the other end to one end in the axial direction of the cylindrical object;
Equipped with .
上記目的を達成するために、本発明の第8の観点に係る制御装置は、
表面検査装置を制御する制御装置であって、
前記表面検査装置に設けられ、筒状対象物の表面に向かって互いに異なる方向を向くように配置され、前記筒状対象物の表面の異なるエリアを撮像する複数のカメラを、前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる手段と、
前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に、前記筒状対象物を前記筒状対象物の中心軸周りに回転させる手段と、
前記回転させる手段により回転させた前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて前記カメラを並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる手段と、
を備える。
In order to achieve the above object, a control device according to an eighth aspect of the present invention comprises:
A control device for controlling a surface inspection device,
a means for causing a plurality of cameras provided in the surface inspection device, the cameras being arranged to face in different directions toward the surface of a cylindrical object and capturing images of different areas of the surface of the cylindrical object, to capture images of the surface of the cylindrical object while translating the cameras from one end to the other end in the axial direction of the cylindrical object;
a means for rotating the cylindrical object around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object;
a means for causing the camera to capture an image of a surface of the cylindrical object while translating the camera from the other end to one end in the axial direction of the cylindrical object rotated by the rotating means;
Equipped with .
本発明によれば、筒状対象物の表面における異物や傷を迅速に検知可能な表面検査装置、表面検査方法及び制御装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a surface inspection device, a surface inspection method, and a control device that are capable of quickly detecting foreign matter or scratches on the surface of a cylindrical object.
以下、本発明の実施の形態に係る表面検査装置、表面検査方法及びプログラムを、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。 The surface inspection device, surface inspection method, and program according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In each drawing, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals.
表面検査装置は、筒状対象物の内面又は外面を撮像し、撮像により得られた画像に基づいて筒状対象物の内面又は外面における異物や傷の有無を検知する装置である。傷は、例えば、鋼管を切削した際に生じる欠けやバリ(突起)である。筒状対象物は、空洞を有する中空材のみならず、空洞を有していない中実材を含むものとする。以下、筒状対象物の一例である鋼管の内面における異物や傷の有無を検知する場合を例に説明する。 A surface inspection device is a device that captures the inner or outer surface of a cylindrical object and detects the presence or absence of foreign objects or scratches on the inner or outer surface of the cylindrical object based on the image obtained by imaging. Damage is, for example, chipping or burrs (protrusions) that occur when cutting a steel pipe. Cylindrical objects include not only hollow materials with cavities, but also solid materials without cavities. Below, an example of detecting the presence or absence of foreign objects or scratches on the inner surface of a steel pipe, which is an example of a cylindrical object, is explained.
図1は、実施の形態に係る表面検査装置1の構成を示す斜視図である。表面検査装置1は、搬送中の鋼管に追従しながら鋼管内部を鋼管の軸方向に移動し、鋼管内面全周を撮像するカメラユニット2と、カメラユニット2の撮像対象の鋼管を搬送する搬送ユニット3と、カメラユニット2及び搬送ユニット3の動作を制御する制御ユニット(図示せず)と、を備える。カメラユニット2及び搬送ユニット3は、それぞれ制御ユニットに通信可能に接続されている。
Figure 1 is a perspective view showing the configuration of a
鋼管の軸方向は、鋼管の中心軸が延びる軸方向である。鋼管は、軸方向が上下方向に向けられた状態で、搬送ユニット3により水平方向に搬送される。以下、鋼管の搬送方向に垂直であって水平面上に延びる方向をX軸方向、鋼管の搬送方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向に直交する方向(上下方向)をZ軸方向とする直交座標系を用いる。
The axial direction of the steel pipe is the axial direction in which the central axis of the steel pipe extends. The steel pipe is transported horizontally by the
カメラユニット2は、鋼管の内側に挿入され、鋼管内面全周を撮像する検査ヘッド2Aと、検査ヘッド2Aを上下方向及び鋼管の搬送方向にそれぞれ移動可能に支持する支持機構2Bと、を備える。検査ヘッド2Aは、複数のカメラ21と、各カメラ21にそれぞれ設けられた複数の照明22と、鋼管の軸方向に延び、先端部でカメラ21及び照明22のセットをそれぞれ支持する複数の棒状部材23と、各棒状部材23の基端部が接続され、各棒状部材23を検査ヘッド2Aの径方向に移動させると共に各棒状部材23を検査ヘッド2Aの中心軸周りに回転させるヘッド機構24と、を備える。
The
図2は、実施の形態に係る検査ヘッド2Aの構成を示す斜視図であり、図3は、図2の検査ヘッド2Aが拡径した様子を示す斜視図である。各カメラ21は、それぞれ鋼管内面に向かって互いに異なる向きで、かつ互いに周方向に等間隔で配置されている。また、各カメラ21は、検査ヘッド2Aの先端側の径をできるだけ小さくするように、検査ヘッド2Aの軸方向に並べて配置されている。互いに隣接するカメラ21が軸方向でも等間隔で配置されることが好ましい。このとき、各カメラ21は、検査ヘッド2Aの中心軸周りにらせん状に配置されることになる。
Figure 2 is a perspective view showing the configuration of an
カメラ21は、鋼管内部を軸方向に移動しながら、鋼管内面に近接した状態で、鋼管内面の割り当てられた領域をユーザにより設定されたサンプリング周期で撮像するカメラである。カメラ21と鋼管内面との距離は、例えば、30mm程度である。カメラ21は、凹凸のある表面でも死角を抑制するため、被写界深度が深い広角レンズ、例えば、魚眼レンズを備えるカメラであることが好ましい。また、カメラ21は、移動での撮像となるため、高FPS(Frames Per Second)かつグローバルシャッターのカメラであることが好ましい。
The
照明22は、各カメラ21に対して1つずつ取り付けられ、暗い鋼管内面を光で照らして明るくする。照明22は、例えば、正方形の枠状に形成された小型のLEDであり、カメラ21の周りを取り囲むように配置されている。
One
棒状部材23は、各カメラ21をそれぞれの先端部で支持し、一定方向に延びる長尺な部材である。棒状部材23は、自身が支持していない他のカメラ21と干渉しないように、先端部の径が基端部の径より細くなるように形成されている。
The rod-shaped
ヘッド機構24は、下向きに平行に延びるように各棒状部材23を支持し、各棒状部材23を互いに同じ距離だけ検査ヘッド2Aの径方向に移動させる拡縮機構24Aと、拡縮機構24Aの上側に配置され、検査ヘッド2Aの中心軸周りに拡縮機構24Aを回転させる回転機構24Bと、拡縮機構24Aと回転機構24Bとを接続する接続部材24Cと、を備える。
The head mechanism 24 includes an expansion/contraction mechanism 24A that supports each rod-shaped
拡縮機構24Aは、板状部材24aと、板状部材24aの上面部に放射状に設けられ、各棒状部材23を支持した状態で各棒状部材23を検査ヘッド2Aの径方向に移動させる複数のアクチュエータ24bと、を備える。複数のアクチュエータ24bは、1台のサーボモータに接続され、このサーボモータの回転により各棒状部材23が同時に検査ヘッド2Aの径方向に移動する。
The expansion/contraction mechanism 24A includes a plate-like member 24a and a plurality of actuators 24b that are arranged radially on the upper surface of the plate-like member 24a and move each rod-
板状部材24aは、円盤形状の中心部と、中心部分から放射状に延びる複数の放射部と、を備える。板状部材24aの底面部には、検査ヘッド2Aの中心軸上を下向きに延びる主軸部材24cが設けられている。
The plate-shaped member 24a has a disk-shaped center and multiple radial portions extending radially from the center. A main shaft member 24c is provided on the bottom surface of the plate-shaped member 24a, and extends downward along the central axis of the
各棒状部材23及び主軸部材24cには、複数の接続アーム24dの両端部が棒状部材23及び主軸部材24cの軸方向に垂直な軸周りにそれぞれ回転可能に接続されている。このため、各棒状部材23が径方向に広がるように移動すると、棒状部材23に接続された接続アーム24dの端部は、図2に示す状態から主軸部材24cに接続された接続アーム24dの端部の回転軸を中心に旋回し、図3に示すように主軸部材24cから離れる方向に移動する。このように各棒状部材23及び主軸部材24cが接続アーム24dに常時接続されるため、棒状部材23の先端側の撓みや振動が抑制され、移動時のカメラ21のブレを抑制できる。
The ends of multiple connecting arms 24d are connected to each rod-shaped
回転機構24Bは、支持機構2Bに支持された支持部材24eと、支持部材24eの下側に配置され、支持部材24eに対して検査ヘッド2Aの中心軸周りに回転可能に支持されたアクチュエータ24fと、を備える。支持部材24eは、アクチュエータ24fが支持される板状部材と、板状部材の両側面に設けられ、板状部材を補強する一対の側面部材と、を備える。アクチュエータ24fは、1台のサーボモータを備え、このサーボモータの回転により、各棒状部材23が検査ヘッド2Aの中心軸周りに回転する。
The rotation mechanism 24B includes a support member 24e supported by the support mechanism 2B, and an actuator 24f that is disposed below the support member 24e and supported rotatably around the central axis of the
接続部材24Cは、拡縮機構24Aの板状部材24aの上面部から上方に延びる複数の第1の柱状部材24gと、第1の柱状部材24gにより下方から支持される第1の円盤部材24hと、第1の円盤部材24hの上面部から上方に延びる複数の第2の柱状部材24iと、第2の柱状部材24iにより下方から支持される第2の円盤部材24jと、を備える。 The connection member 24C includes a plurality of first columnar members 24g extending upward from the upper surface of the plate-like member 24a of the expansion/contraction mechanism 24A, a first disk member 24h supported from below by the first columnar members 24g, a plurality of second columnar members 24i extending upward from the upper surface of the first disk member 24h, and a second disk member 24j supported from below by the second columnar members 24i.
図1に戻り、支持機構2Bは、床面に設置された架台25と、架台25に対して鋼管の搬送方向(Y軸方向)に移動可能に支持され、検査ヘッド2Aを上下方向(Z軸方向)に移動可能に支持する台車26と、台車26に取り付けられたトラッキング用カメラ27と、を備える。支持機構2Bには、2つのサーボモータが設けられ、各サーボモータは、それぞれ架台25に対して台車26を搬送方向(±Y方向)に移動させ、台車26に対して検査ヘッド2Aを上下方向(±Z方向)に移動させる。
Returning to FIG. 1, the support mechanism 2B comprises a stand 25 installed on the floor surface, a carriage 26 supported movably in the transport direction (Y-axis direction) of the steel pipe relative to the stand 25 and supporting the
トラッキング用カメラ27は、カメラ21とは異なり、搬送ユニット3により搬送される鋼管の位置を検知するカメラである。トラッキング用カメラ27は、制御ユニットに接続され、制御ユニットは、トラッキング用カメラ27の撮像画像に基づいて検査ヘッド2Aを鋼管に追従させるように制御する。
以上が、カメラユニット2の構成である。
The tracking camera 27 is different from the
The above is the configuration of the
搬送ユニット3は、生産ラインの鋼管を搬送するコンベアの間に配置され、上流側で鋼管を受け取り、下流側に設置された生産ラインの振り分け装置に鋼管を引き渡す。搬送ユニット3は、鋼管の搬送方向(Y軸方向)に延びるように配置され、ベルト上に載置された鋼管を移動させる一対の搬送コンベア31と、各搬送コンベア31をそれぞれ支持する一対の柱状部材32と、床面に設置され、一対の搬送コンベア31の間のX軸方向の距離を調整するように各柱状部材32を移動可能に支持する拡縮機構33と、を備える。
The
搬送コンベア31は、鋼管を搬送するベルトを回転させるサーボモータを備える。 The transport conveyor 31 is equipped with a servo motor that rotates the belt that transports the steel pipes.
拡縮機構33は、板状部材33aと、X軸方向に延びるように板状部材33aの上面部に設置され、各柱状部材32を走行可能に支持する一対のレール33bと、各搬送コンベア31の対応する2つの柱状部材32をX軸方向に移動させるアクチュエータ33cと、を備える。アクチュエータ33cは、各搬送コンベア31の対応する2つの柱状部材32を、互いに離間又は近接させる1台のサーボモータを備える。 The expansion/contraction mechanism 33 includes a plate-shaped member 33a, a pair of rails 33b that are installed on the upper surface of the plate-shaped member 33a so as to extend in the X-axis direction and support each columnar member 32 so that it can run, and an actuator 33c that moves the two corresponding columnar members 32 of each transport conveyor 31 in the X-axis direction. The actuator 33c includes a servo motor that moves the two corresponding columnar members 32 of each transport conveyor 31 away from or toward each other.
拡縮機構33が一対の搬送コンベア31を互いに離間又は近接させる方向(±X方向)に移動させることで、搬送コンベア31上に鋼管を載せた状態でも検査ヘッド2Aが搬送ユニット3に干渉せず、鋼管内部を突き抜けることができる。これにより、最も基端側にあるカメラ21が鋼管内面の下端部を撮像できる。
以上が、搬送ユニット3の構成である。
The expansion/contraction mechanism 33 moves the pair of transport conveyors 31 in directions (±X directions) that move them away from or towards each other, so that the
The above is the configuration of the
次に、図4~図6を参照して、実施の形態に係るカメラユニット2の動作の手順を説明する。図4では、理解を容易にするため、検査ヘッド2Aの構成を簡略化して図示している。以下、カメラユニット2は、搬送中の鋼管の存在を検知し、鋼管に追従して+Y方向に移動しているものとする。以下、鋼管内面全周を撮像するため、検査ヘッド2Aには全部で5台のカメラ21が設けられているものとする。
Next, the procedure for the operation of the
まず、各カメラ21は、拡縮機構33により鋼管内径に合わせて検査ヘッド2Aの径方向の位置が調整される。次に、図4(a)に示すように、検査ヘッド2Aは、鋼管内部を通過するように下向きに一定速度で移動し、5台のカメラ21を用いて鋼管内面を軸方向に順次撮像する。検査ヘッド2Aにおける5台のカメラ21の配置は、図5の降下時のカメラ配置で示すとおりである。図5の点線は、各カメラ21が撮像する領域を示す。各カメラ21は、鋼管内面の周方向に互いに離された状態で縦方向に延び、カメラ21毎に個別に割り振られた下降時の撮像エリア(第1の撮像エリア)を順次撮像する。検査ヘッド2Aは、最も基端側のカメラ21が鋼管内面の下端部に到達すると、降下及び撮像を停止する。
First, the radial position of each
次に、図4(b)に示すように、検査ヘッド2Aは、各カメラ21が下降時の撮像エリアから上昇時の撮像エリア(第2の撮像エリア)に向きを変更するように検査ヘッド2Aの中心軸周りに設定された回転角度θだけ回転する。検査ヘッド2Aを回転させると、図5に示すように、各カメラ21の姿勢が下降時の撮像エリアを撮像する姿勢から上昇時の撮像エリアを撮像する姿勢に変化する。上昇時の撮像エリアは、隣接する2つの下降時の撮像エリアに挟まれ、鋼管内面の全ての面は上昇時の撮像エリア及び下降時の撮像エリアのいずれかに含まれている。カメラ21が5台の場合であれば、各カメラ21は72°の角度で検査ヘッド2Aの周方向に等間隔で配置されているため、回転角度θは36°である。
Next, as shown in FIG. 4(b), the
次に、図4(c)に示すように、検査ヘッド2Aを上向きに一定速度で移動させ、5台のカメラ21で鋼管内面を軸方向に順次撮像する。検査ヘッド2Aの上昇速度は、下降速度と同一であることが好ましい。次に、検査ヘッド2Aは、最も先端側のカメラ21が鋼管内面から完全に抜け出した時点で、上昇及び撮像を停止する。これにより鋼管内面全周の撮像が終了する。
Next, as shown in FIG. 4(c), the
各カメラ21による撮像エリアの撮像についてさらに詳しく説明する。図6は、実施の形態に係る1台のカメラ21による降下時及び上昇時の撮像エリアを示す縦断面図である。番号1、2、…は、各撮像エリアにおいて画像を撮像する順番を示している。
The imaging of the imaging area by each
図6に示すように、カメラ21は、検査ヘッド2Aが降下する際に、順次撮像された画像のうち隣接する画像が撮像した領域の一部同士が互いに重なるように降下時の撮像エリアを順次撮像する。検査ヘッド2Aが中心軸周りに回転した後、カメラ21は、上昇時の撮像エリアを下降時の撮像と同様のピッチで順次撮像する。図6に示すように、1回の撮像あたりの撮像領域が縦方向に重ねて並べられている。また、上昇時の撮像エリアは下降時の撮像エリアに隣接して配置されている。上昇時の撮像エリアと下降時の撮像エリアとは、互いに一部が重なっていてもよい。なお、各カメラ21は、互いに検査ヘッド2Aの軸方向にずらして配置されているため、各カメラ21により同一のタイミングで撮像された撮像画像のZ軸方向の位置は一致しない。
As shown in FIG. 6, when the
撮像のサンプリング周期と検査ヘッド2Aの降下速度を調整することで、鋼管内面の同一箇所を複数のカメラ位置で撮像できるように鋼管内面を微少ピッチで撮像する。鋼管内面の同一箇所に対する角度を変えた複数の画像を得ることで、鋼管内面のねじ山のような凹凸が存在する場合でも死角を抑制できるため、異物や傷を漏れなく撮像できる。
以上が、カメラユニット2の動作の手順である。
By adjusting the sampling period for imaging and the descending speed of the
The above is the procedure for the operation of the
図7は、実施の形態に係る制御ユニット4のハードウェア構成を示すブロック図である。制御ユニット4は、制御盤4Aと、画像処理装置200と、を備える。制御盤4Aは、表面検査装置1の各部を制御する装置である。画像処理装置200は、カメラ21で撮像された鋼管内面の画像を処理し、鋼管内面に異物や傷が存在するかどうかを検知する装置である。画像処理装置200は、例えば、汎用コンピュータである。
Figure 7 is a block diagram showing the hardware configuration of the control unit 4 according to the embodiment. The control unit 4 includes a
制御盤4Aには、画像処理装置200、複数の照明22、トラッキング用カメラ27及び複数のサーボモータ28が通信可能に接続され、画像処理装置200には、複数のカメラ21が通信可能に接続されている。
The
制御盤4Aは、タッチパネル41と、複数のサーボアンプ42と、トラッキング用コントローラ43と、照明コントローラ44と、記憶装置45と、制御装置100と、を備える。タッチパネル41、サーボアンプ42、トラッキング用コントローラ43、照明コントローラ44及び記憶装置45は、それぞれ制御装置100に対して通信可能に接続されている。
The
タッチパネル41は、ユーザの操作を受け付ける操作画面を表示すると共に、操作画面において測定者が接触操作を行った位置に対応する操作信号を制御装置100に供給する。タッチパネル41は、制御盤4Aの操作部及び表示部の一例であり、各サーボモータ28の手動操作、検査対象の鋼管の選択、画像処理設定に関するユーザの指示を受け付ける。また、異常発生時に異常が発生した旨のメッセージを表示させる。
The
各サーボアンプ42は、各サーボモータ28にそれぞれ接続され、制御装置100からの制御信号に基づいて、図示しない電源から入力された電力の電圧及び周波数を調整し、調整された電力を各サーボモータ28に向けて出力する。
Each
トラッキング用コントローラ43は、トラッキング用カメラ27に接続され、制御装置100からの制御信号に基づいてトラッキング用カメラ27の動作を制御する。
The tracking
照明コントローラ44は、各照明22に接続され、制御装置100からの制御信号に基づいて各照明22の動作を制御する。
The
記憶装置45は、画像処理装置200で鋼管内面に異物や傷が存在すると検知された画像のデータを記憶する装置であり、例えば、ハードディスクドライブである。
The
制御装置100は、制御盤4Aの各部を制御する装置であり、例えば、PLC(Programmable Logic Controller)である。
以上が、制御ユニット4のハードウェア構成である。
The
The above is the hardware configuration of the control unit 4.
図8は、実施の形態に係る制御装置100のハードウェア構成を示すブロック図である。制御装置100は、通信部110と、記憶部120と、制御部130と、を備える。制御装置100の各部は、内部バス(図示せず)を介して相互に接続されている。
Figure 8 is a block diagram showing the hardware configuration of a
通信部110は、例えば、インターネットのような通信ネットワーク、各種の周辺機器(例えば、サーボアンプ42、トラッキング用コントローラ43)に接続することが可能なインターフェースである。
The
記憶部120は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリを備える。記憶部120は、制御部130で実行されるプログラムや各種のデータを記憶する。記憶部120には、例えば、検査ヘッド2Aの初期位置、回転時の回転角度θに関する情報が記憶されている。検査ヘッド2Aの初期位置は、鋼管への追従を開始する時点における検査ヘッド2AのY軸方向及びZ軸方向の位置、検査ヘッド2Aの中心軸周りの回転位置である。また、記憶部120には、鋼管の種類と、カメラ21のZ軸方向の移動量、カメラ21の径方向の移動量、撮像のサンプリング周期、一対の搬送コンベア31のX軸方向の間隔、搬送速度との対応関係が記憶されている。また、記憶部120は、各種の情報を一時的に記憶し、制御部130が処理を実行するためのワークメモリとしても機能する。
The
制御部130は、プロセッサを備え、制御装置100の各部の制御を行う。プロセッサは、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。制御部130は、記憶部120に記憶されているプログラムを実行することにより、図10の撮像処理を実行する。制御部130は、機能的には、検知部131と、モータ制御部132と、撮像制御部133と、を備える。
The
検知部131は、トラッキング用コントローラ43の動作を制御し、トラッキング用カメラ27の撮像画像に基づいて搬送ユニット3により搬送される鋼管の位置を検知する。
The
モータ制御部132は、各サーボアンプ42を制御して、検査ヘッド2Aの拡縮機構24A及び回転機構24B、支持機構2Bの台車26、並びに搬送ユニット3の搬送コンベア31及び拡縮機構33のそれぞれに設けられた各サーボモータ28の動作を制御する。
The
具体的には、既知である鋼管内径に合わせてカメラ21を検査ヘッド2Aの径方向に移動させるように拡縮機構24Aのサーボモータ28を回転させ、既知である鋼管の外径に合わせて一対の搬送コンベア31の間隔を調整するように拡縮機構33のサーボモータ28を回転させる。次に、鋼管を一定速度で搬送するように一対の搬送コンベア31のサーボモータ28を回転させる。
Specifically, the
次に、搬送ユニット3により搬送される鋼管が検査ヘッド2Aの初期位置に到達した時点で、検査ヘッド2Aを+Y方向に一定速度で移動させることで鋼管に追従させると共に、検査ヘッド2Aを鋼管に向かって-Z方向に下降させるように支持機構2Bの台車26のサーボモータ28を回転させる。次に、既知である鋼管の長さに合わせて検査ヘッド2Aを下向きに移動させ、最も基端側にあるカメラ21が鋼管の下端部に到着した時点で検査ヘッド2Aが中心軸周りに回転角度θだけ回転するように回転機構24Bのサーボモータ28を回転させる。
Next, when the steel pipe being transported by the
次に、検査ヘッド2Aを+Y方向に一定速度で移動させたまま、検査ヘッド2Aを鋼管に向かって上昇させ、検査ヘッド2Aが鋼管から引き抜かれた時点で、検査ヘッド2Aが初期位置に向けてリターンするように台車26のサーボモータ28を回転させる。次に、検査ヘッド2Aが初期位置に向けてリターンさせたまま、検査ヘッド2Aが中心軸周りに-θだけ回転するように回転機構24Bのサーボモータ28を回転させる。
Next, while moving the
撮像制御部133は、照明コントローラ44及び画像処理装置200を制御して、検査ヘッド2Aが降下を開始すると、検査ヘッド2Aが停止するまで、カメラ21に鋼管内面を撮像させると共に、照明22から光を放出させる。また、検査ヘッド2Aが上昇を開始すると、検査ヘッド2Aが停止するまで、カメラ21に鋼管内面を撮像させると共に、照明22から光を放出させる。
以上が、実施の形態に係る制御装置100のハードウェア構成である。
The
The above is the hardware configuration of the
図9(a)は、実施の形態に係る画像処理装置200のハードウェア構成を示すブロック図である。画像処理装置200は、通信部210と、記憶部220と、制御部230と、を備える。画像処理装置200の各部は、内部バス(図示せず)を介して相互に接続されている。
Fig. 9(a) is a block diagram showing the hardware configuration of an
通信部210は、例えば、インターネットのような通信ネットワーク、カメラ21及び制御装置100に接続することが可能なインターフェースである。
The
記憶部220は、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリを備える。記憶部220は、制御部230で実行されるプログラムや各種のデータを記憶する。記憶部220には、例えば、異物や傷の判定に用いる輝度閾値に関する情報が記憶されている。また、記憶部220は、各種の情報を一時的に記憶し、制御部230が処理を実行するためのワークメモリとしても機能する。記憶部220は、画像データ記憶部221をさらに備える。
The
図9(b)は、実施の形態に係る画像データ記憶部221のデータテーブルの一例を示す図である。画像データ記憶部221は、各カメラ21の撮像により得られた画像データを、鋼管ID(Identification)、カメラID及び位置情報に関する情報に対応付けて記憶する。鋼管IDは、鋼管毎に割り振られた固有の識別番号であり、カメラIDは、カメラ21毎に割り振られた固有の識別番号である。位置情報は、撮像時のカメラ21の位置に基づいて設定される撮像箇所の位置情報である。カメラ21の位置は、例えば、検査ヘッド2Aの中心軸周りの角度r1、r2、…と、検査ヘッド2Aの軸方向の位置であるZ座標値z1、z2、…とで表現される。角度r1、r2、…は、例えば、検査ヘッド2Aの中心軸から+X方向に延びる基準線とカメラ21の光軸とのなす角である。
9B is a diagram showing an example of a data table of the image
制御部230は、プロセッサを備え、画像処理装置200の各部の制御を行う。プロセッサは、例えば、CPUである。制御部230は、記憶部220に記憶されているプログラムを実行することにより、図11の表面検査処理を実行する。制御部230は、機能的には、取得部231と、画像処理部232と、判定部233と、出力部234と、を備える。
The
取得部231は、各カメラ21で撮像された鋼管内面の画像データを取得し、画像データ記憶部221に記憶させる。取得部231による取得には、画像データ記憶部221に記憶された画像データを読み出すことも含まれる。
The
画像処理部232は、取得部231により取得された画像においてねじ山のような凹凸に由来する横縞をキャンセルする処理を実行する。
The
判定部233は、画像処理部232により処理された画像内に輝度閾値以上の輝度の画素を検知した場合に、当該画素に対応するエリアに異物又は傷が存在すると判定する。輝度閾値は、照明22の照度、鋼管の大きさや形状、材質を考慮してユーザにより設定される。
When the
出力部234は、判定部233により異物又は傷が存在すると判定された画像のデータを記憶装置45に記憶させ、制御装置100に向けて異物又は傷を検知した旨の制御信号を出力する。制御装置100は、異物又は傷を検知した旨の制御信号を受け取ると、例えば、生産ラインにおいて表面検査装置1よりも下流側に設置された払い出し装置(図示せず)に払い出しを要求する制御信号を出力する。
The
なお、画像処理部232及び判定部233は、取得部231の処理と独立して一連の処理を実行する。つまり、取得部231、画像処理部232及び判定部233が一枚の画像毎に一連の処理を行い、この一連処理を画像の枚数分だけ繰り返すのではなく、ひとまず取得部231が全ての画像を連続的に取得し、画像処理部232及び判定部233が取得した画像の順番で一連の処理を実行する。また、画像処理部232及び判定部233は、カメラ21毎に撮像された画像に対してカメラ21単位で並列的に一連の処理を実行する。これらの処理手順により検査対象の鋼管1つあたりの異物や傷の検知に要する時間を短縮できる。
以上が、画像処理装置200のハードウェア構成である。
The
The hardware configuration of the
(撮像処理)
図10を参照して、実施の形態に係る制御装置100の制御部130が実行する撮像処理の流れを説明する。撮像処理は、検査ヘッド2Aに鋼管内面全周を撮像させる処理である。撮像処理は、ユーザによる開始指示を受け付けた時点で開始し、ユーザによる停止指示を受け付けた時点で終了する。ユーザは、指示を入力する時点で鋼管の種類を指定し、制御部130は、記憶部120から鋼管の種類に対応するカメラ21のZ軸方向の移動量、カメラ21の径方向の移動量、撮像のサンプリング周期、一対の搬送コンベア31のX軸方向の間隔、搬送速度を読み取るものとする。
(Image capture processing)
With reference to Fig. 10, the flow of the imaging process executed by the
まず、モータ制御部132は、検査ヘッド2AのY軸方向及びZ軸方向の位置並びにヘッド機構24の中心軸周りの位置を初期位置にセットし、鋼管の大きさに合わせた初期セッテイングを行う(ステップS11)。具体的には、拡縮機構24Aのサーボモータ28の動作を制御して各カメラ21の径方向の位置を調整し、拡縮機構33のサーボモータ28を制御して一対の搬送コンベア31の間の間隔を調整する。
First, the
次に、モータ制御部132は、間隔調整後の一対の搬送コンベア31を常時動作させ、生産ラインから供給される鋼管の搬送を開始させる(ステップS12)。
Next, the
次に、検知部131は、検査ヘッド2Aの初期位置で鋼管を検知したかどうかを判定する(ステップS13)。鋼管を検知したと判定された場合(ステップS13;Yes)、処理をステップS14に移動する。他方、鋼管を検知していないと判定された場合(ステップS13;No)、鋼管を検知するまで処理を待機する。
Next, the
ステップS13の処理でYesの場合、モータ制御部132は、支持機構2Bの台車26を+Y方向に移動させるようにサーボモータ28を制御することで、検査ヘッド2Aの鋼管への追従を開始させる(ステップS14)。
If the result of processing in step S13 is Yes, the
次に、モータ制御部132は、支持機構2Bの台車26に設けられたサーボモータ28を制御して、ステップS14の処理で追従を開始した検査ヘッド2Aを鋼管内部に向けて-Z方向に下降させる(ステップS15)。ステップS15の処理と並行して、撮像制御部133は、ユーザにより設定されたサンプリング周期での鋼管内面の撮像を開始するように各カメラ21に向けて制御信号を出力し、得られた画像データを鋼管ID、カメラID及び位置情報に対応付けて画像処理装置200の記憶部220に順次記憶させる。
Next, the
サンプリング周期は、2つの隣接するタイミングで得た画像同士がZ軸方向で一部重複する程度の周期である。ステップS15の処理により鋼管内面のうち半分の領域を撮像した画像が得られる。検査ヘッド2Aの降下及び各カメラ21の撮像は、最も基端側にあるカメラ21が鋼管内部の下端部に到達するまで継続させる。
The sampling period is such that images obtained at two adjacent times overlap partially in the Z-axis direction. The processing in step S15 results in an image of half of the inner surface of the steel pipe. The descent of the
次に、モータ制御部132は、回転機構24Bのサーボモータ28を制御して、検査ヘッド2Aを中心軸周りに回転角度θだけ回転させる(ステップS16)。カメラ21が5台の場合であれば、回転角度θは36°である。
Next, the
次に、モータ制御部132は、支持機構2Bの台車26に設けられたサーボモータ28を制御して、ステップS16の処理で回転した検査ヘッド2Aを上昇させる(ステップS17)。ステップS17の処理と並行して、撮像制御部133は、ユーザにより設定されたサンプリング周期で鋼管内面の撮像を再開するように各カメラ21に向けて制御信号を出力し、得られた画像データを鋼管ID、カメラID及び位置情報に対応付けて画像処理装置200の記憶部220に順次記憶させる。ステップS17の処理により鋼管内面のうち残り半分の領域の撮像画像が得られる。最も先端側にあるカメラ21が鋼管内部から抜け出る時点まで継続させる。
Next, the
次に、モータ制御部132は、支持機構2Bの台車26を移動させるサーボモータ28を制御して、鋼管内部から抜け出た検査ヘッド2Aを初期位置にリターンさせると共に、回転機構24Bのサーボモータ28を制御して、検査ヘッド2Aを中心軸周りに-θだけ回転させ(ステップS18)、処理をステップS13に戻す。
以上が撮像処理の流れである。
Next, the
The above is the flow of the imaging process.
(表面検査処理)
以下、図11を参照して、実施の形態に係る画像処理装置200が実行する表面検査処理の流れを説明する。表面検査処理は、撮像処理により得られた鋼管内面全周の画像に基づいて鋼管内面において異物や傷があるかどうかを検査する処理である。表面検査処理は、画像処理装置200がカメラ21から画像データを取得した時点で開始され、カメラ21毎に取得した画像のそれぞれに対して並列して実行される。
(Surface inspection process)
The flow of the surface inspection process executed by the
まず、取得部231は、記憶部220に記憶された鋼管内面の画像データを取得する(ステップS21)。
First, the
次に、画像処理部232は、ステップS21で取得した画像においてねじ山のような凹凸に由来する横縞をキャンセルする画像処理を実行する(ステップS22)。
Next, the
次に、判定部233は、ステップS22で画像処理が施された画像において記憶部220に記憶された輝度閾値以上である輝度の画素が存在するかどうかを判定する(ステップS23)。輝度閾値以上である輝度の画素が存在すると判定された場合(ステップS23;Yes)、処理をステップS24に移動する。他方、輝度閾値以上である輝度の画素が存在しないと判定された場合(ステップS23;No)、処理をステップS25に移動する。
Next, the
ステップS23の処理でYesの場合、出力部234は、制御盤4Aの記憶装置45に閾値以上の輝度の画素が存在する画像のデータを記憶させると共に、制御装置100に向けて異物又は傷を検知した旨の制御信号を出力する(ステップS24)。制御装置100は、生産ラインにおいて表面検査装置1よりも下流側にある払い出し装置に払い出しを要求する制御信号を出力する。払い出し装置は、この制御信号を受信すると、異物又は傷を検知した鋼管が払い出し装置を通過する際に、この鋼管を生産ラインから払い出す。
If the result of the process in step S23 is Yes, the
ステップS23でNoの場合又はステップS24の処理の実行終了後に、取得部231は、記憶部220に記憶された全ての画像の取得を終了したかどうかを判定する(ステップS25)。全ての画像の取得を終了したと判定された場合(ステップS25;Yes)、処理を終了する。他方、全ての画像の取得を終了していないと判定された場合(ステップS25;No)、ステップS21に処理を戻す。
以上が、表面検査処理の流れである。
If the answer is No in step S23 or after the process of step S24 is completed, the
The above is the flow of the surface inspection process.
以上説明したように、実施の形態に係る表面検査装置1は、複数のカメラ21と、各カメラ21を支持する複数の棒状部材23と、各棒状部材23を支持し、各カメラ21を鋼管の軸方向に並進移動させると共に各カメラ21を鋼管の中心軸の周りに回転させるヘッド機構24と、各カメラ21及びヘッド機構24に接続され、各カメラ21及びヘッド機構24の動作を制御する制御ユニット4と、備える。このため、各カメラ21を鋼管内部で往復させる際にそれぞれのカメラ21が往路と復路とで異なるエリアを撮影するように制御することで、少ない台数のカメラ21であっても鋼管内面全周を効率的に撮像でき、結果として鋼管内面における異物や傷を迅速に検知できる。また、カメラ21の台数を抑制できるため、カメラ21を含む検査ヘッド2Aをコンパクトに構成できる。
As described above, the
本発明は上記の実施形態に限られず、以下に述べる変形も可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and the following modifications are also possible.
(変形例)
上記実施の形態では、検査ヘッド2Aで5台のカメラ21を用いていたが、本発明はこれに限られない。カメラ21の台数は、鋼管の内径の大きさや異物や傷の検出精度を考慮して1台~4台の範囲内であってもよく、6台以上であってもよい。カメラ21の台数が鋼管の内径の大きさに対応せず、往復回数1回では鋼管の内面を全て撮影できない場合には、往復回数を2回以上に増加させ、往復毎に異なるエリアを撮影するとよい。
(Modification)
In the above embodiment, five
上記実施の形態では、鋼管内面に向けて各カメラ21が外側を向くように配置されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、鋼管外面に向けて各カメラ21が内側を向くように配置してもよい。
In the above embodiment, each
上記実施の形態では、照明22をカメラ21に取り付けていたが、本発明はこれに限られない。例えば、照明22を棒状部材23又はヘッド機構24に取り付けてもよい。照明22の数も必ずしもカメラ21の数に対応させる必要はなく、適宜変更可能である。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、各カメラ21を対応する個別の棒状部材23に取り付けていたが、本発明はこれに限られない。鋼管の軸方向に延び、全てのカメラ21を鋼管内面に挿入可能な長尺部材であれば、その形状や数は任意である。例えば、長尺部材は、棒状部材に限られず、内部に空間を有する筒状体であってもよい。また、棒状部材や筒状体の数は5本に限られず、1本の棒状部材や筒状体に各カメラ21を放射状に移動可能に取り付けてもよい。
In the above embodiment, each
上記実施の形態では、サーボモータ28により検査ヘッド2Aの搬送方向、上下方向、径方向の並進移動を実現していたが、本発明はこれに限られない。例えば、サーボモータ28をリニアモータに置き換えてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、拡縮機構24Aと回転機構24Bとを接続する接続部材24Cが円盤部材と棒状部材とで構成されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、拡縮機構24Aと回転機構24Bとを接続できれば、接続部材24Cはいかなる形状であってもよい。また、拡縮機構24Aと回転機構24Bと接続できれば、拡縮機構24Aと回転機構24Bとの間に接続部材24Cを設けるかどうかは任意である。 In the above embodiment, the connecting member 24C that connects the expansion/contraction mechanism 24A and the rotation mechanism 24B is composed of a disk member and a rod-shaped member, but the present invention is not limited to this. For example, the connecting member 24C may have any shape as long as it can connect the expansion/contraction mechanism 24A and the rotation mechanism 24B. In addition, as long as it can connect the expansion/contraction mechanism 24A and the rotation mechanism 24B, it is optional whether or not to provide the connecting member 24C between the expansion/contraction mechanism 24A and the rotation mechanism 24B.
上記実施の形態では、各カメラ21を拡縮機構24Aにより径方向に移動可能に構成していたが、本発明はこれに限られない。測定対象の鋼管の径が一定の場合には、拡縮機構24Aを省略してもよい。例えば、1本の長尺部材に1つ又は複数のカメラ21を固定すればよい。
In the above embodiment, each
上記実施の形態では、台車26を架台25の上に設置していたが、本発明はこれに限られない。例えば、台車26を搬送方向に延び、床面に設置された一対のレール上に走行可能に設置してもよい。 In the above embodiment, the cart 26 is installed on the stand 25, but the present invention is not limited to this. For example, the cart 26 may be installed so as to be able to run on a pair of rails that extend in the transport direction and are installed on the floor surface.
上記実施の形態では、検査ヘッド2Aを支持機構2Bで上下方向及び搬送方向に移動可能に支持していたが、本発明はこれに限られない。例えば、検査ヘッド2Aをロボットアームで支持してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、検査ヘッド2Aの軸方向を上下方向に配置していたが、本発明はこれに限られない。検査ヘッド2Aの向きは、測定対象の鋼管の姿勢に応じて適宜設定すればよく、例えば、鋼管の軸方向を水平面上に配置する場合には、検査ヘッド2Aの軸方向を水平方向に配置してもよい。
In the above embodiment, the axial direction of the
上記実施の形態では、最も基端側にあるカメラ21が鋼管の下端部に到達した時点で検査ヘッド2Aの降下を停止させ、最も先端側にあるカメラ21が鋼管内部から抜け出た時点で検査ヘッド2Aの上昇を停止させていたが、本発明はこれに限られない。最も基端側にあるカメラ21が鋼管の下端部を撮影でき、最も先端側にあるカメラ21が鋼管の上端部を撮影できれば、検査ヘッド2Aを停止させるタイミングは任意である。例えば、最も基端側にあるカメラ21が鋼管内部から下方に抜け出した時点で検査ヘッド2Aの降下を停止させてもよい。
In the above embodiment, the descent of the
上記実施の形態では、検査ヘッド2AのZ軸方向の移動が停止するのと同じタイミングでカメラ21による撮像を停止していたが、本発明はこれに限られない。検査ヘッド2AのZ軸方向の移動が停止してから一定時間経過後にカメラ21による撮像を停止させてもよい。
In the above embodiment, the image capture by the
上記実施の形態では、検査ヘッド2Aを搬送中の鋼管に追従させていたが、本発明はこれに限られない。例えば、検査ヘッド2Aを床面に設置された架台に支持させ、静止状態の鋼管を検査するように構成してもよい。このとき、生産ラインを流れてきた鋼管を一対のアームで把持し、鋼管を検査ヘッド2Aの真下に配置し、検査が終了すると鋼管を生産ラインに戻すように構成してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、検査ヘッド2Aにより各カメラ21を鋼管の中心軸周りに回転させていたが、本発明はこれに限られない。例えば、図12に示すように、搬送ユニット3の代わりに回転架台5を設け、回転架台5に載せられた鋼管を鋼管の中心軸周りに回転させてもよい。このときカメラユニット2において回転機構24Bを省略してもよい。
In the above embodiment, the
回転架台5は、床面に設置された架台本体51と、架台本体51に支持され、鋼管を載せた状態で鋼管を回転させる回転ステージ52と、を備える。回転ステージ52は、鋼管が載せられる回転部材53と、回転部材53を回転可能に支持する固定部材54と、を備える。回転部材53及び固定部材54には、それぞれいずれもカメラ21及び棒状部材23が貫通可能な貫通孔53a、54aが設けられている。制御ユニット4は、最も下側にあるカメラ21が鋼管の下端部に到達した後に、鋼管が検査ヘッド2Aの中心軸周りに設定された回転角度θだけ回転するように回転ステージ52の回転を制御すればよい。
The
上記実施の形態では、検査ヘッド2Aにより各カメラ21を鋼管の軸方向に移動させていたが、本発明はこれに限られない。例えば、図13に示すように、搬送ユニット3の代わりに伸縮架台6を設け、伸縮架台6に載せられた鋼管を鋼管の軸方向に移動させてもよい。このとき、カメラユニット2においてヘッド機構2Aを上下移動させる構成を省略してもよい。
In the above embodiment, the
伸縮架台6は、床面に設置された架台本体61と、架台本体61に支持され、長手方向に伸縮する伸縮機構62と、伸縮機構62に支持され、鋼管が載せられるテーブル63と、を備える。伸縮機構62は、長手方向に伸縮する伸縮ロッド62aと、伸縮ロッド62aに取り付けられ、伸縮ロッド62aを長手方向に伸縮させるように作動する油圧シリンダ62bと、を備える。テーブル63には、カメラ21及び棒状部材23が貫通可能な貫通孔63aが設けられている。制御ユニット4は、最も下側にあるカメラ21が鋼管の下端部に到達するまで伸縮機構62を上方に移動させ、回転機構24Bが回転角度θだけ回転した後に、最も下側にあるカメラ21が鋼管の上端部から抜け出るまで伸縮機構62を下方に移動させればよい。
The
上記変形例では、鋼管を鋼管の中心軸周りに回転させる回転架台5と、鋼管を鋼管の軸方向に移動させる伸縮架台6とが別々の装置であったが、本発明はこれに限られない。例えば、制御ユニット4からの制御信号により、鋼管を中心軸周りに回転させると共に鋼管を軸方向に移動させることが可能な架台を用いて鋼管を支持してもよい。
In the above modified example, the
上記実施の形態では、輝度閾値以上である輝度の画素が存在する場合に異物又は傷を検知したと判定していたが、本発明はこれに限られない。例えば、輝度が上限及び下限で規定された一定範囲内に含まれる場合に異物又は傷を検知したと判定してもよい。 In the above embodiment, it is determined that a foreign object or a scratch has been detected when there is a pixel with a brightness equal to or greater than the brightness threshold value, but the present invention is not limited to this. For example, it may be determined that a foreign object or a scratch has been detected when the brightness is within a certain range defined by an upper limit and a lower limit.
上記実施の形態では、制御装置100及び画像処理装置200の記憶部120、220に各種データが記憶されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、各種データは、その全部又は一部が通信ネット鋼管を介して外部の制御装置やコンピュータに記憶されていてもよい。
In the above embodiment, various data are stored in the
上記実施の形態では、制御装置100及び画像処理装置200は、それぞれ記憶部120、220に記憶されたプログラムに基づいて動作していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、プログラムにより実現された機能的な構成をハードウェアにより実現してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、制御装置100は、PLCであり、画像処理装置200は、汎用コンピュータであったが、本発明はこれに限られない。例えば、制御装置100及び画像処理装置200は、専用のシステムで実現してもよく、クラウド上に設けられたコンピュータで実現してもよい。また、制御装置100及び画像処理装置200は、1つのコンピュータで実現してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、制御装置100及び画像処理装置200が実行する処理は、上述の物理的な構成を備える装置が記憶部120、220に記憶されたプログラムを実行することによって実現されていたが、本発明は、プログラムとして実現されてもよく、そのプログラムが記録された記憶媒体として実現されてもよい。
In the above embodiment, the processes executed by the
また、上述の処理動作を実行させるためのプログラムを、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disk Read-Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、MO(Magneto-Optical Disk)のようなコンピュータにより読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理動作を実行する装置を構成してもよい。 In addition, a program for executing the above-mentioned processing operations may be stored and distributed on a non-transitory computer-readable recording medium such as a flexible disk, a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), or an MO (Magneto-Optical Disk), and the program may be installed on a computer to configure a device that executes the above-mentioned processing operations.
上記実施の形態では、鋼管を検査対象としていたが、本発明はこれに限られない。例えば、鋼管以外の筒状のワークを検査対象としてもよい。また、検査対象はワークに限られず、例えば、他の筒状対象物の表面を検査してもよい。筒状対象物には、円形断面の筒状体のみならず、楕円径断面の筒状体や多角形断面の筒状体、例えば、角形状の筒状体も含まれる。また、筒状対象物には、スリットや開口等により筒状体の一部が切りかかれた物体も含まれる。筒状体の切りかかれた物体には、例えば、断面C字状、断面U字状、断面コの字状の物体も含まれる。 In the above embodiment, the inspection object is a steel pipe, but the present invention is not limited to this. For example, a cylindrical workpiece other than a steel pipe may be inspected. Furthermore, the inspection object is not limited to a workpiece, and for example, the surface of another cylindrical object may be inspected. Cylindrical objects include not only cylindrical bodies with a circular cross section, but also cylindrical bodies with an elliptical cross section and cylindrical bodies with a polygonal cross section, for example, a rectangular cylindrical body. Cylindrical objects also include objects in which a part of the cylindrical body is cut out by a slit or an opening, etc. Cylindrical objects with a cut out section include, for example, objects with a C-shaped cross section, a U-shaped cross section, or a U-shaped cross section.
上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。 The above embodiments are examples, and the present invention is not limited to these, and various embodiments are possible without departing from the spirit of the invention described in the claims. The components described in each embodiment and variant can be freely combined. Furthermore, inventions equivalent to the inventions described in the claims are also included in the present invention.
1 表面検査装置
2 カメラユニット
2A 検査ヘッド
2B 支持機構
3 搬送ユニット
4 制御ユニット
4A 制御盤
5 回転架台
6 伸縮架台
21 カメラ
22 照明
23 棒状部材
24 ヘッド機構
24A 拡縮機構
24B 回転機構
24C 接続部材
24a 板状部材
24b,24f アクチュエータ
24c 主軸部材
24d 接続アーム
24e 支持部材
24g 第1の柱状部材
24h 第1の円盤部材
24i 第2の柱状部材
24j 第2の円盤部材
25 架台
26 台車
27 トラッキング用カメラ
28 サーボモータ
31 搬送コンベア
32 柱状部材
33 拡縮機構
33a 板状部材
33b レール
33c アクチュエータ
41 タッチパネル
42 サーボアンプ
43 トラッキング用コントローラ
44 照明コントローラ
45 記憶装置
51,61 架台本体
52 回転ステージ
53 回転部材
53a,54a,63a 貫通孔
54 固定部材
62 伸縮機構
62a 伸縮ロッド
62b 油圧シリンダ
63 テーブル
100 制御装置
110 通信部
120 記憶部
130 制御部
131 検知部
132 モータ制御部
133 撮像制御部
200 画像処理装置
210 通信部
220 記憶部
221 画像データ記憶部
230 制御部
231 取得部
232 画像処理部
233 判定部
234 出力部
1
Claims (12)
前記筒状対象物の軸方向に延びるように配置され、前記カメラを支持する長尺部材と、
前記長尺部材を支持し、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向に並進移動させると共に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸の周りに回転させるヘッド機構と、
前記カメラ及び前記ヘッド機構に接続され、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させ、前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させ、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させるように前記カメラ及び前記ヘッド機構の動作を制御する制御ユニットと、
を備える表面検査装置。 A plurality of cameras are arranged to face in different directions toward a surface of a cylindrical object, the cameras capturing images of different areas of the surface of the cylindrical object;
a long member disposed to extend in an axial direction of the cylindrical object and supporting the camera;
a head mechanism that supports the elongated member, translates the camera in an axial direction of the cylindrical object, and rotates the camera about a central axis of the cylindrical object;
a control unit connected to the camera and the head mechanism, for controlling the operation of the camera and the head mechanism so as to cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from one axial end of the cylindrical object to the other axial end, rotate the camera around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, and cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from the other axial end to one end of the cylindrical object;
A surface inspection device comprising:
前記制御ユニットは、最も基端側に配置された前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に各カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させるように前記カメラ及び前記ヘッド機構の動作を制御する、
請求項1に記載の表面検査装置。 one or more of the elongated members are provided to support the plurality of cameras;
the control unit controls the operation of the cameras and the head mechanism so as to rotate each camera around the central axis of the cylindrical object after the camera arranged at the most proximal end side reaches the other end in the axial direction of the cylindrical object.
The surface inspection apparatus according to claim 1 .
各第1の撮像エリアは、前記筒状対象物の軸方向に延び、前記筒状対象物の周方向に間隔を空けて設定され、
各第2の撮像エリアは、前記筒状対象物の軸方向に延び、隣接する2つの前記第1の撮像エリアにより挟まれるように設定されている、
請求項2に記載の表面検査装置。 the control unit controls operation of each camera and the head mechanism so that, when the head mechanism translates from one end to the other end in the axial direction of the cylindrical object, each camera images a first imaging area set for the camera, and, when the head mechanism translates from the other end to the one end in the axial direction of the cylindrical object, each camera images a second imaging area set for the camera;
Each of the first imaging areas extends in an axial direction of the cylindrical object and is set at intervals in a circumferential direction of the cylindrical object;
Each of the second imaging areas extends in an axial direction of the cylindrical object and is set to be sandwiched between two adjacent first imaging areas.
The surface inspection apparatus according to claim 2.
請求項2又3に記載の表面検査装置。 The cameras are arranged in an axial direction of the head mechanism, and two adjacent cameras are arranged at equal intervals in a circumferential direction of the head mechanism.
4. A surface inspection apparatus according to claim 2 or 3.
各長尺部材は、前記長尺部材が支持していない前記カメラと干渉しないように先端部が基端部よりも細く形成されている、
請求項4に記載の表面検査装置。 The elongated member supports each camera individually;
Each of the elongated members has a tip end thinner than a base end so as not to interfere with the camera that is not supported by the elongated member.
The surface inspection apparatus according to claim 4.
前記筒状対象物の軸方向に延びるように配置され、前記カメラを支持する長尺部材と、
前記長尺部材を支持し、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向に並進移動させると共に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸の周りに回転させるヘッド機構と、
前記カメラ及び前記ヘッド機構に接続され、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させ、前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させ、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させるように前記カメラ及び前記ヘッド機構の動作を制御する制御ユニットと、
を備え、
前記ヘッド機構は、前記カメラを前記ヘッド機構の径方向に移動可能に支持し、
前記制御ユニットは、前記筒状対象物の径方向の大きさに合わせて前記ヘッド機構の径方向における前記カメラの位置を調整するように前記ヘッド機構の動作を制御する、
表面検査装置。 A camera disposed facing a surface of a cylindrical object and capturing an image of the surface of the cylindrical object;
a long member disposed to extend in an axial direction of the cylindrical object and supporting the camera;
a head mechanism that supports the elongated member, translates the camera in an axial direction of the cylindrical object, and rotates the camera about a central axis of the cylindrical object;
a control unit connected to the camera and the head mechanism, for controlling the operation of the camera and the head mechanism so as to cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from one axial end of the cylindrical object to the other axial end, rotate the camera around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, and cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from the other axial end to one end of the cylindrical object;
Equipped with
the head mechanism supports the camera so as to be movable in a radial direction of the head mechanism;
the control unit controls an operation of the head mechanism to adjust a position of the camera in a radial direction of the head mechanism in accordance with a radial size of the cylindrical object .
Surface inspection equipment.
前記筒状対象物の軸方向に延びるように配置され、前記カメラを支持する長尺部材と、
前記長尺部材を支持し、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向に並進移動させると共に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸の周りに回転させるヘッド機構と、
前記カメラ及び前記ヘッド機構に接続され、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させ、前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に前記カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させ、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させるように前記カメラ及び前記ヘッド機構の動作を制御する制御ユニットと、
前記筒状対象物を搬送する搬送ユニットと、
前記ヘッド機構を前記筒状対象物の搬送方向に移動可能に支持する支持機構と、を備え、
前記制御ユニットは、前記搬送ユニットに前記筒状対象物が搬送されたことを検知すると、前記搬送ユニットによる前記筒状対象物の搬送に前記ヘッド機構の動きを追従させるように前記支持機構の動作を制御する、
表面検査装置。 A camera disposed facing a surface of a cylindrical object and capturing an image of the surface of the cylindrical object;
a long member disposed to extend in an axial direction of the cylindrical object and supporting the camera;
a head mechanism that supports the elongated member, translates the camera in an axial direction of the cylindrical object, and rotates the camera about a central axis of the cylindrical object;
a control unit connected to the camera and the head mechanism, for controlling the operation of the camera and the head mechanism so as to cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from one axial end of the cylindrical object to the other axial end, rotate the camera around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, and cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from the other axial end to one end of the cylindrical object;
A conveying unit that conveys the cylindrical object;
a support mechanism that supports the head mechanism so as to be movable in a conveying direction of the cylindrical object,
when the control unit detects that the cylindrical object has been transported by the transport unit, the control unit controls an operation of the support mechanism so that the movement of the head mechanism follows the transport of the cylindrical object by the transport unit .
Surface inspection equipment.
前記筒状対象物の軸方向に延びるように配置され、前記カメラを支持する長尺部材と、
前記長尺部材を支持し、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向に並進移動させるヘッド機構と、
前記筒状対象物が載せられ、前記筒状対象物を前記筒状対象物の中心軸の周りに回転させる回転架台と、
前記カメラ、前記ヘッド機構及び前記回転架台に接続され、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させ、前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に前記筒状対象物を前記筒状対象物の中心軸の周りに回転させ、前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させるように前記カメラ、前記ヘッド機構及び前記回転架台の動作を制御する制御ユニットと、
を備える表面検査装置。 A plurality of cameras are arranged to face in different directions toward a surface of a cylindrical object, the cameras capturing images of different areas of the surface of the cylindrical object;
a long member disposed to extend in an axial direction of the cylindrical object and supporting the camera;
a head mechanism that supports the elongated member and translates the camera in an axial direction of the cylindrical object;
a rotating stand on which the cylindrical object is placed and which rotates the cylindrical object around a central axis of the cylindrical object;
a control unit connected to the camera, the head mechanism, and the rotating frame, for controlling operations of the camera, the head mechanism, and the rotating frame so as to cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from one axial end of the cylindrical object to the other axial end, rotate the cylindrical object around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, and cause the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object while translating the camera from the other axial end to one end of the cylindrical object;
A surface inspection device comprising:
前記表面検査装置に設けられ、筒状対象物の表面に向かって互いに異なる方向を向くように配置され、前記筒状対象物の表面の異なるエリアを撮像する複数のカメラを、前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる工程と、
前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に、前記カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させる工程と、
前記回転させる工程により回転させた前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる工程と、
を含む表面検査方法。 A surface inspection method performed by a surface inspection device, comprising:
a step of causing a plurality of cameras provided in the surface inspection device, arranged so as to face in different directions toward the surface of a cylindrical object, and imaging different areas of the surface of the cylindrical object, to image the surface of the cylindrical object while translating the cameras from one end to the other end in the axial direction of the cylindrical object;
After the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, rotating the camera around a central axis of the cylindrical object;
a step of causing the camera rotated in the rotating step to translate from the other end to one end in the axial direction of the cylindrical object while causing the camera to capture an image of the surface of the cylindrical object;
A surface inspection method comprising:
前記表面検査装置に設けられ、筒状対象物の表面に向かって互いに異なる方向を向くように配置され、前記筒状対象物の表面の異なるエリアを撮像する複数のカメラを、前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる工程と、
前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に、前記筒状対象物を前記筒状対象物の中心軸周りに回転させる工程と、
前記回転させる工程により回転させた前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて前記カメラを並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる工程と、
を含む表面検査方法。 A surface inspection method performed by a surface inspection device, comprising:
a step of causing a plurality of cameras provided in the surface inspection device, arranged so as to face in different directions toward the surface of a cylindrical object, and imaging different areas of the surface of the cylindrical object, to image the surface of the cylindrical object while translating the cameras from one end to the other end in the axial direction of the cylindrical object;
After the camera reaches the other axial end of the cylindrical object, rotating the cylindrical object around a central axis of the cylindrical object;
a step of causing the camera to capture an image of a surface of the cylindrical object while translating the camera from the other end to one end in the axial direction of the cylindrical object rotated by the rotating step;
A surface inspection method comprising:
前記表面検査装置に設けられ、筒状対象物の表面に向かって互いに異なる方向を向くように配置され、前記筒状対象物の表面の異なるエリアを撮像する複数のカメラを、前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる手段と、
前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に、前記カメラを前記筒状対象物の中心軸周りに回転させる手段と、
前記回転させる手段により回転させた前記カメラを前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる手段と、
を備える制御装置。 A control device for controlling a surface inspection device,
a means for causing a plurality of cameras provided in the surface inspection device, the cameras being arranged to face in different directions toward the surface of a cylindrical object and capturing images of different areas of the surface of the cylindrical object, to capture images of the surface of the cylindrical object while translating the cameras from one end to the other end in the axial direction of the cylindrical object;
a means for rotating the camera around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object;
a means for causing the camera to capture an image of a surface of the cylindrical object while translating the camera rotated by the rotating means from the other end to one end in the axial direction of the cylindrical object;
A control device comprising :
前記表面検査装置に設けられ、筒状対象物の表面に向かって互いに異なる方向を向くように配置され、前記筒状対象物の表面の異なるエリアを撮像する複数のカメラを、前記筒状対象物の軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる手段と、
前記カメラが前記筒状対象物の軸方向の他方の端部に到達した後に、前記筒状対象物を前記筒状対象物の中心軸周りに回転させる手段と、
前記回転させる手段により回転させた前記筒状対象物の軸方向の他方の端部から一方の端部に向けて前記カメラを並進移動させながら、前記カメラに前記筒状対象物の表面を撮像させる手段と、
を備える制御装置。
A control device for controlling a surface inspection device,
a means for causing a plurality of cameras provided in the surface inspection device, the cameras being arranged to face in different directions toward the surface of a cylindrical object and capturing images of different areas of the surface of the cylindrical object, to capture images of the surface of the cylindrical object while translating the cameras from one end to the other end in the axial direction of the cylindrical object;
a means for rotating the cylindrical object around a central axis of the cylindrical object after the camera reaches the other axial end of the cylindrical object;
a means for causing the camera to capture an image of a surface of the cylindrical object while translating the camera from the other end to one end in the axial direction of the cylindrical object rotated by the rotating means;
A control device comprising :
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