説明

曲面検出照明を用いた金属Oリングシール面の傷・打痕の検出方法。

【課題】Oリング外壁シール部(リング状の外傾斜部)の正反射像を得て、傷、打痕、クラック等の高速検査に適用する。
【解決手段】Oリング7に対して弧を描く位置に列をなすLED光源1からの照明光束は、直接にOリング7に照射されるとともに、シリンドリカルミラー5を介してOリング7に照射される。照明光束により照射されたOリング7の外壁シール部からの正反射光は、シリンドリカルミラー5を介して正反射像を形成する。

【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】

【技術分野】
【0001】
本発明は、金属Oリングシール部曲面の傷、打痕等曲面の正反射像の平面画像で得る方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のOリング表面傷を検査する方法は、Oリングを中心に垂直軸心方向に同軸落射照明を使用しているが、同軸落射照明での曲面像は略垂直に反射する微少角しか撮れない範囲になる。 本発明を対象としたOリング(S)部の(θS)の角度範囲の曲面正反射像を得ることはできない。同軸落射でとるには数多くのカメラ台数と複雑な高価な装置になると予想される。なお落射照明を用いたものについては微小な傷は観えないので対照外とする。
(従来の方法で例えば、特開平6−129539、特開平9−210923、特開平9−304288号公報参照)
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
従来のOリング傷検査機では、シール部の全面の詳細検査はできず同軸落射照明で観える範囲では略平面に近い部分までで十分検査とは言えない。大半は拡大鏡を用いた目視検査に頼る状況にある。解決すべき大きな難題は、Oリングのシール部分Sの曲面の検出にある。
一方、検出画像ではリング状態で撮れるのは平面のみで曲面部ではリングを回転するかカメラを回転するかで時間と情報量の点で実用性は難しく問題点である。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記の問題点を解決するために、本発明は、表面の傷検出には最も優れた方法の正反射照明を採り入れた曲面検出正反射照明の方法である。
検出画像を画像処理等が容易な平面像にするには、正反射光を選るためにシリンドリカルミラーを用いて、正反射平面虚像を得る方法。
【発明を実施するための形態】
【0005】
本発明の実施の形態は(図4)に示す通り、シリンドリカルミラー(5)を固定し、その焦点(6)にOリング(7)の中心を合わせて置く、シリンドリカルミラー前方に45°の傾斜でOリングのシール面(S)のミラーと対面している面(S)の虚像(11)が見える位置(15)にレンズ付カメラ(I)を固定する。ミラー前方には複数個のLEDを並べたLED照明(1)を四列並べたものである。
【0006】
シリンドリカルミラー(5)は、Oリングがミラーの下を移動できるように切り欠いて置き、台(P)に固定する。 切り欠きは虚像に影響がない程度にする。
【0007】
曲面検出正反射照明は、複数個のLEDを用いた帯状をなす一列の照明四列を照明箱(図2)(D)の(2)に配列するが配列位置は、光束(8)お呼び(8a)が(S)の反射条件を満足する位置とする。
Oリング(S)の反射条件は(図3)(C)に示す反射光線(10)はミラー面に全て45°の角度で反射する光線(12)で、この光線がミラーを反射しレンズへ進む。光源の位置は(図2)(D)に示す。
【0008】
曲面(S)に於ける正反射光は、ミラーの反射光を利用する光源は(図2)の(1a)、(1b)、(1c)で光線は(8)を表す。 光源から照射した光線(8)はシリンドリカルミラーを反射しOリング(7)の(S)面を照射し反射光(10)の45°の光線のみ有効となる。
【0009】
曲面(S)に於ける正反射光は、光源から照射した光線(8a)は(図2)(B)示すようにOリング(S)面を直接照射し反射光(10)の45°の光線のみ有効となる。
【0010】
照明箱の明かりがレンズ側への影響を避けるため(図2)(D)の(4)に示す遮光壁を設ける。 照明箱(F)は(図4)の台(P)に固定する。
【0011】
レンズカメラの取り付けは、(図4)の照明箱に固定された取り付け板(G)に固定する。
【実施例】
【0012】
実施例は、図面を参照して説明すると、(図4)に使用するOリングは外径Φ16.5mm内径Φ14mm厚み3.2mmとし、シリンドリカルミラーはR25mmで実施する。
(図4)の台(P)は、Oリングが移動できるようレール溝を加工し、Oリングを移動できるようにレール板(M)も用意する。
ミラーの固定位置は、(15)の実像が平面像になる位置で固定する。
光源は、虚像位置からR62mm弧を描く曲面状のPCBに水平に列を成すLED4列(1a、1b、1c、1d)を並べ、PCBの中央に画像を見る角穴5×22mmを明けて照明ブロック(2)に固定する。照明ブロックは照明箱(F)に固定する。
(図5)に示す中央の角穴に遮光枠(4)を貼り付け、照明箱を台Pに固定する。
カメラ固定板(G)を照明箱に取り付け、レンズ付カメラ(I)をカメラ固定板に取付ける。
実施例の画像は、(図3)の(11)拡大図に示す。 この図に示す0〜45°の数値はOリング中心からシリンドリカルミラー中央に引いた直線を0度とし、Oリングの中心からの平面角度を示したものでシリンドリカルミラー面(5)に見える虚像(11)はOリングの外面(S)の画像である。
この虚像をシリンドリカルミラーより反射した縦方向の角度45度で見た像は0度±45度範囲が平面像である。
照明列の輝線が6本(S)面を反射して(S)面の状態を観察できる。
正反射像なので傷、打痕、付着、汚れ等が精細に観察できる。説明図は(図3)の拡大図(11)で打痕、傷等(16)が暗く観察される。
【発明の効果】
【0013】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0014】
シリンドリカルミラーを利用するとリング外側の曲面視野が広範囲で得られる。実施結果によるが視野100°で実用90°が可能である。
【0015】
曲面検出照明による正反射像は、各列照明の独立した正反射像であり極めて精細な像が得られ、適度な間隔の反射位置になるよう照明を配置すれば独立像の合成画像として広視野正反射像となる。
【0016】
画像は、平面画像ですので画像処理が容易である。
正反射の合成画像によるすだれ状の縞模様が生ずるが画像処理で問題視されず傷、打痕等の検出に別件で実用されている。(シャフト検出用「R照明検出器」)。
【産業上の利用可能性】
【0017】
本発明は、Oリング外壁シール部の傷、打痕、クラック等の自動検査機に搭載可能に考案したもので、従来のものに比較し高速検査に適応できる。
【0018】
自動検査機の構成案の一例を(図6)に示し、これを参考に概略説明する。
ワーク供給フイーダ(H)よりワーク(7)を一定間隔で連続搬送しワークの表面をカメラ(I−1)で−90°面の±45°をストロボ1/20000秒程度で画像を取る。次に上記同様カメラ(I−2)で+90°面±45°を撮る。
次にワークを直角方向の搬送機へそのまま移動し上記同様カメラ(I−3,I−4)で0°±45°と180°±45°を撮る。これで表面の360°は終了。
次にワークを表裏反転(K)し表面と同様裏面の画像をカメラ(I−5、I−6、I−7,I−8)で取る。直角反転は(J)で行う。
搬送タイミング及びワークは検査中全て管理され検査終了と同時に良否判定され良否に振り分けられる(L)。
検査能力は、実施に利用したワークで考察すれば現状では5個秒以上と思われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Oリングのシール面Sを示す図面である。
【図2】Oリングを照射する照明と光束の光路を表す図面である。A 照明列1a、1bの平面光路図 B 照明列1cの平面光路図 C 照明列1dの平面光路図
【図3】A Oリングを反射した光線がシリンドリカルミラーを反射してOリング90°内のシール部を平面の虚像になるのを示した図である。B Oリングを反射した光線がシリンドリカルミラーを反射してOリングのシール部を側面からの虚像を示した図である。C 上記Bの拡大図である。
【図4】Oリングシール部の画像を観察する実施例の外観と構成図である。
【図5】照明ブロックの被照射側からの透視図である。
【図6】Oリング表裏全周検査機の構成図案の1例である。
【符号の説明】
1 照明、照明列1a、1b、1c、1d
2 照明ブロック
3 拡散板(半透過)
4 遮光枠
5 シリンドリカルミラー
6 シリンドリカルミラー焦点
7 Oリング
8 シリンドリカルミラーを直接照射する光線
8a Oリングを直接照射する光線
9 8の光線がシリンドリカルミラーを反射しOリングを照射する光線
10 Oリングを反射しシリンドリカルミラーを照射する光線
11 シリンドリカルミラーの虚像
12 シリンドリカルミラーからレンズへ向かう光線
13 カメラレンズ
14 レンズ集光線
15 実像(ミラー反転像)
F 照明箱
G カメラ固定板
H Oリング供給フイーダ
I レンズ付カメラ I−1〜I−8
J 90°方向変換
K 表裏反転
L 良否振分
M ワークレール板
P 台

【特許請求の範囲】
【請求項1】
曲面検出照明とシリンドリカルミラーを組み合わせたOリングシール面(図1)の斜線部(S)の正反射像を平面画像で検出する方法。
【請求項2】
シール面の正反射像を得るための曲面検出照明は、(図2)の(D)(1a、1b、1c、1d)は、Oリングに対して弧を描く位置に列をなす面照明である。
この照明光束(8)、(8a)は、シール面(S)を照射しその正反射光はシリンドリカルミラー(5)を介して虚像(11)を得る。 シール面の反射は二通りあり、一つは、シール面の直接照射光(1d8a)、(1c8a)によるものと、シリンドリカルミラーの反射光(1a8)、(1b8)、(1c8)、(1d8)によるものがある。
縦方向を各照明光束の一部(1a8)、(1b8)、(1c8)、(1d8)がシリンドリカルミラーを反射しシール面(S)を照射する。一方、直接照射光(1d8a)、(1c8a)は直接シール面(S)を照射する。
その縦方向では、曲面角度(図1)に示す(θS)の範囲で45°の正反射光(図3)の(C)に示す(10)がシリンドリカルミラーで縦方向の虚像を得る。
リングの平面方向はリングシール面(S)の視野90°がシリンドリカルミラーの虚像として略等間隔の輝線の平面像(図3)の(11拡大図)を得る。
Oリングシール面(S)の平面角90°視野と、シール曲面角(θS)の正反射像を得る照明方法に関する。
【請求項3】
[請求項2]を満足するOリングの設定場所とシリンドリカルミラーの虚像(11)を実像として得る固定位置は、前記については、シリンドリカルミラーの焦点位置(6)にOリングの中心を設定する方法である。後記については、虚像点(図2)−(D)(11)を基点に45°の角度でレンズ(13)を通過し実像(15)を得る方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−33608(P2011−33608A)
【公開日】平成23年2月17日(2011.2.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−192536(P2009−192536)
【出願日】平成21年7月31日(2009.7.31)
【出願人】(503190350)有限会社エムテック (1)
【Fターム(参考)】