特許 5994413 リング状物品の欠肉の検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5994413

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】リング状物品の欠肉の検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/30 20060101AFI20160908BHJP

   G01B 11/24 20060101ALI20160908BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/30 A

   G01B11/24 K

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-134207(P2012-134207)

(22)【出願日】2012年6月13日

(65)【公開番号】特開2013-257246(P2013-257246A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2015年4月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003713

【氏名又は名称】大同特殊鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076048

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 喜幾

(74)【代理人】

【識別番号】100141645

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 健司

(72)【発明者】

【氏名】大和 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】布施 直紀

(72)【発明者】

【氏名】林 慎一郎

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０６−００２１２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−１６２４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１３２５８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２２２４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１３１０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０９４３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０５０９０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００ − １１／３０

Ｇ０１Ｂ ５／００ − ５／３０

Ｇ０１Ｂ ２１／００ − ２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リング状物品(10)の欠肉の検査装置であって、
前記リング状物品(10)が載置されるステージ(12)と、
前記ステージ(12)に形成されて上下に貫通し、該ステージ(12)に載置された前記リング状物品(10)の外縁(10b)が臨む光透過部(26)と、
前記ステージ(12)に照射された照明手段(17)の照射光が前記リング状物品(10)で反射した反射光で形成される像を撮像手段(18)で撮像する第１画像取得手段と、
前記ステージ(12)に照射されて前記光透過部(26)を通過した照明手段(17)の照射光で形成される投影像を撮像手段(18)で撮像する第２画像取得手段と、
前記第１および第２画像取得手段で得られた画像から前記リング状物品(10)の欠肉の有無および大きさを認識する認識手段(32)とを備えた
ことを特徴とするリング状物品の欠肉の検査装置。

【請求項2】

前記第１画像取得手段は、前記ステージ(12)に上方から光を照射する第１の照明手段(17)および該第１の照明手段(17)の照射光の前記リング状物品(10)で反射した反射光をステージ(12)の上方から撮像する撮像手段(18)を備え、
前記第２画像取得手段は、前記ステージ(12)に下方から光を照射する第２の照明手段(14)および該第２の照明手段(14)の照射光で形成される投影像をステージ(12)の上方から撮像する前記撮像手段(18)を備える請求項１記載のリング状物品の欠肉の検査装置。

【請求項3】

前記第１画像取得手段は、前記ステージ(12)に上方から光を照射する照明手段(17)および該照明手段(17)の照射光の前記リング状物品(10)で反射した反射光をステージ(12)の上方から撮像する第１の撮像手段(18)を備え、
前記第２画像取得手段は、前記ステージ(12)に上方から光を照射する前記照明手段(17)および該照明手段(17)の照射光で形成される投影像をステージ(12)の下方から撮像する第２の撮像手段(38)を備える請求項１記載のリング状物品の欠肉の検査装置。

【請求項4】

前記ステージ(12)に、中央部から放射状に延びるように前記光透過部(26)が複数形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載のリング状物品の欠肉の検査装置。

【請求項5】

前記撮像手段(18,38)には、テレセントリックレンズ(30)が装着されている請求項１〜４の何れか一項に記載のリング状物品の欠肉の検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リング状物品の欠肉を検査する検査装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、転がり軸受の内輪や外輪等に用いられるリング状の物品として、棒状の素材から鍛造成形された鍛造品が用いられている。この鍛造品の成形に際し、鍛造型や素材に生ずる温度分布の偏りや、素材の流動性あるいは鍛造型のインプレッション表面の潤滑条件等によって、型内で塑性変形される材料が鍛造型のインプレッションに充満されずに表面欠陥としての欠肉が発生することがある。この欠肉は、鋳造品の端縁部にダレとして現われるので、欠肉の有無や大きさを、従来は作業者が目視で検査したり、あるいはＲゲージを用いて端縁部を測定して検査していたため、検査に時間が掛かると共に、作業者の熟練度の違いにより検査精度にバラツキが発生する問題があった。そこで、特許文献１に開示されているように、回転用駆動ローラとフリーローラとの間に挟持した物品(鋳造品)に側方から光を照射して、反対側に配置したＣＣＤカメラによって撮像した物品の投影画像から欠肉に伴うダレを検出するものが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２２３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示の検査装置で欠肉を検査する場合には、物品を回転して端縁部の全体を撮像する必要があり、検査時間が長くなる難点が指摘される。しかも、欠肉検査の対象となる鍛造品は多品種であるため、物品を回転させる機構を各品種に合わせて設定する必要があり、機構が複雑になると共に、品種替えに際しての段取りに時間が掛かる難点も指摘される。

【0005】

すなわち本発明は、前記従来の技術に内在する前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、簡単な構成でリング状物品の欠肉を短時間で検査し得るリング状物品の欠肉の検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項１の発明に係るリング状物品の欠肉の検査装置は、
リング状物品の欠肉の検査装置であって、
前記リング状物品が載置されるステージと、
前記ステージに形成されて上下に貫通し、該ステージに載置された前記リング状物品の外縁が臨む光透過部と、
前記ステージに照射された照明手段の照射光が前記リング状物品で反射した反射光で形成される像を撮像手段で撮像する第１画像取得手段と、
前記ステージに照射されて前記光透過部を通過した照明手段の照射光で形成される投影像を撮像手段で撮像する第２画像取得手段と、
前記第１および第２画像取得手段で得られた画像から前記リング状物品の欠肉の有無および大きさを認識する認識手段とを備えたことを要旨とする。

【0007】

請求項１に係る発明によれば、リング状物品を回転させることなくリング状物品の形状を認識することができ、表面欠陥である欠肉の検査を短時間で行ない得る。また、ステージにリング状物品を載置して撮像するだけであるので、構成が簡単であり、品種変更に際しての段取りに手間が掛からない。

【0008】

請求項２に係る発明では、前記第１画像取得手段は、前記ステージに上方から光を照射する第１の照明手段および該第１の照明手段の照射光の前記リング状物品で反射した反射光をステージの上方から撮像する撮像手段を備え、
前記第２画像取得手段は、前記ステージに下方から光を照射する第２の照明手段および該第２の照明手段の照射光で形成される投影像をステージの上方から撮像する前記撮像手段を備えることを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、１つの撮像手段で投影像と反射光による像とを撮像するよう構成したので、構成を簡略化できる。

【0009】

請求項３に係る発明では、前記第１画像取得手段は、前記ステージに上方から光を照射する照明手段および該照明手段の照射光の前記リング状物品で反射した反射光をステージの上方から撮像する第１の撮像手段を備え、
前記第２画像取得手段は、前記ステージに上方から光を照射する前記照明手段および該照明手段の照射光で形成される投影像をステージの下方から撮像する第２の撮像手段を備えることを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、１つの照明手段で投影像と反射光による像とを表わし得るよう構成したので、構成を簡略化できる。

【0010】

請求項４に係る発明では、前記ステージに、中央部から放射状に延びるように前記光透過部が複数形成されていることを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、寸法の異なるリング状物品の検査に対応することができる。

【0011】

請求項５に係る発明では、前記撮像手段には、テレセントリックレンズが装着されていることを要旨とする。
請求項５に係る発明によれば、撮像手段により歪みのない画像を撮像することができ、検査精度を向上し得る。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係るリング状物品の欠肉の検査装置によれば、簡単な構成でリング状物品の欠肉を短時間で検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例に係るリング状物品の欠肉の検査装置を示す概略図である。

【図2】実施例に係る検査装置のステージを示す概略平面図である。

【図3】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図4】実施例に係るステージに形成した第２光透過部とリング状物品との関係を示す要部拡大平面図である。

【図5】実施例に係る検査装置の制御ブロック図である。

【図6】実施例に係る第１カメラにより撮像した画像を画像処理した後の状態で示す説明図である。

【図7】実施例に係る第２カメラにより撮像した画像を画像処理した後の状態で示す説明図である。

【図8】実施例に係る第１カメラにより反射光で形成された像を撮像した画像を画像処理した後の状態で示す説明図である。

【図9】実施例に係るリング状物品の欠肉部分および非欠肉部分の反射光により得られる画像の明暗の関係を示す説明図である。

【図10】実施例に係る第２カメラにより撮像した別の画像を画像処理した後の状態で示す要部拡大説明図である。

【図11】別実施例に係るリング状物品の欠肉の検査装置を示す概略図である。

【図12】変更例に係るステージの概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、本発明に係るリング状物品の欠肉の検査装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。

【実施例】

【0015】

図１は、実施例に係るリング状物品の欠肉の検査装置を示す概略図であり、該検査装置は、鍛造成形されたリング状物品(物品)１０を載置するステージ１２と、該ステージ１２に載置されたリング状物品１０に光を照射する照明手段１４,１６,１７と、照明手段１４,１６,１７から光が照射されたリング状物品１０を撮像するカメラ１８,２０と、カメラ１８,２０で撮像された画像を処理して物品形状を認識すると共に内径、外径、厚み、真円度、偏肉、欠肉(表面欠陥)等の各種検査項目を測定し、更に各測定値が規格の公差内に収まっているか否かを判定する画像処理装置２２とを基本的に備える。前記リング状物品１０として、円筒状に成形されたものを挙げている。

【0016】

前記ステージ１２は、非光透過性で金属製の矩形板材で構成され、該ステージ１２は均一な厚みで、リング状物品１０が載置される上面(物品載置面)は平坦に形成されており、該ステージ１２に対してリング状物品１０は、孔１０ａの開口が上下に向く姿勢で載置される。またステージ１２は、検査対象となるリング状物品１０より充分に大きく設定されて、ステージ１２上にリング状物品１０を載置した際に、該リング状物品１０がステージ１２から外方にはみ出すことがないようになっている。このステージ１２の中央に、リング状物品１０における孔１０ａの内径より大きく、かつリング状物品１０の外径より小さい内径に設定された第１光透過部２４が上下方向に貫通するように形成されており(図２,図３参照)、ステージ１２上に、孔１０ａが第１光透過部２４の内側に臨む状態でリング状物品１０を載置し得るよう構成される。実施例では、第１光透過部２４は、円筒状に成形されたリング状物品１０の円形の孔１０ａに合わせて円形に形成されている。なお、第１光透過部２４の内径とリング状物品１０における孔１０ａの内径との差は、ステージ１２上にリング状物品１０を載置する自動搬送手段(図示せず)の位置決め精度を考慮して、自動搬送手段で発生するおそれのある最大誤差より大きく設定される。すなわち、ステージ１２に設定されたリング状物品１０の載置位置に対して、自動搬送手段で載置されるリング状物品１０に位置ずれが発生しても、リング状物品１０の孔１０ａの全体が常に第１光透過部２４に重なるよう構成される。

【0017】

前記ステージ１２には、上下方向に貫通する第２光透過部(光透過部)２６が形成されている。実施例では、前記第１光透過部２４に中央側で連通する複数の第２光透過部２６が、該第１光透過部２４(ステージ１２の中央部)から径方向外方に向けて放射状に形成されている。各第２光透過部２６は、図２に示す如く、リング状物品１０を孔１０ａの全体が第１光透過部２４と重なる位置でステージ１２に載置した状態で、該物品１０の外周縁(外縁)１０ｂより径方向外方に延在する長さに設定される。実施例では、８本の第２光透過部２６が周方向に一定間隔で形成されているが、第２光透過部２６の形成本数は、リング状物品１０の検査項目(例えば真円度)を保証する精度に応じて設定すればよく、４本以上が好適である。なお、第２光透過部２６の幅寸法は、図４に示す如く、第２光透過部２６を覆うリング状物品１０の外周縁１０ｂの投影像からリング状物品１０の外周縁１０ｂの弧の曲率が測定可能な値に設定される。例えば、第２光透過部２６の幅寸法は、１０ｍｍ程度に設定される。

【0018】

前記ステージ１２の物品載置面には、図２および図３に示す如く、上方に開口する長溝(溝)２８が形成されている。実施例では、ステージ１２におけるリング状物品１０が載置される領域において、複数の長溝２８が平行に形成されている。また各長溝２８は、後述する第２照明手段１６と第２カメラ２０との対向方向に延在している。長溝２８は、前記第１光透過部２４または第２光透過部２６と交差する部分では該第１光透過部２４内または第２光透過部２６内に開口すると共に、ステージ１２の端縁では外側方に開口するよう構成されて、第２照明手段１６からステージ１２に向けて側方から照射された光を、長溝２８、第１光透過部２４および第２光透過部２６を介して第２カメラ２０側に通過可能に構成される。すなわち、実施例では、長溝２８、第１光透過部２４および第２光透過部２６によって、ステージ１２の一端から他端まで光が通過可能な上方に開口する光通路が形成されている。

【0019】

図１に示す如く、前記ステージ１２の下方に、第１照明手段(第２の照明手段)１４が配置され、該第１照明手段１４から上向きに照射された光が、ステージ１２を下方から照らすよう構成される。また、ステージ１２における前記長溝２８が開口する一端縁に対向する一側方に、第２照明手段１６が配置され、該第２照明手段１６から横向きに照射された光が、ステージ１２を横から照らすよう構成される。第１照明手段１４は、ステージ１２に形成した第１光透過部２４および第２光透過部２６を照らすと共に、第２照明手段１６は、ステージ１２に形成した長溝２８および該ステージ１２に載置したリング状物品１０の上端より上方の領域までを照らすことが可能に構成されている。各照明手段１４,１６は、第１光透過部２４および第２光透過部２６または長溝２８およびリング状物品１０に対して平行光を照射し得る面発光照明が用いられ、その光源としては、ＬＥＤ、蛍光灯、その他各種のランプを用いることができる。更に、ステージ１２の上方に、ビームスプリッタ２９および該ビームスプリッタ２９に向けて横向きに光を照射する第３照明手段(第１の照明手段)１７が配置されている。ビームスプリッタ２９は、第３照明手段１７から横向きに照射された光を、ステージ１２やリング状物品１０の上面に向けて後述する第１カメラ１８と同軸方向に反射すると共に、ステージ１２およびリング状物品１０で反射した反射光の一部を透過可能に構成されている。実施例では、ビームスプリッタ２９として、反射光の５０％を透過するものが使用される。また、第３照明手段１７としても平行光を照射し得る面発光照明が用いられ、その光源としては、ＬＥＤ、蛍光灯、その他各種のランプを用いることができる。

【0020】

前記ステージ１２の上方に、該ステージ１２における物品載置面の所定の領域(撮像領域)を撮像可能な第１カメラ(撮像手段)１８が配置され、該第１カメラ１８で撮像された画像が画像処理装置２２に取り込まれるよう構成される(図５参照)。この第１カメラ１８では、前記第１照明手段１４からの照射光により形成される投影像および第３照明手段１７から照射された光がリング状物品１０やステージ１２の物品載置面で反射した反射光により形成される像を撮像するようになっている。また、ステージ１２を挟んで第２照明手段１６とは反対側の他側方に、第２照明手段１６からの照射光によって形成される投影像を撮像可能な第２カメラ(別の撮像手段)２０が配置され、該第２カメラ２０で撮像された画像が画像処理装置２２に取り込まれるよう構成される。各カメラ１８,２０としては、ＣＣＤセンサ等の撮像素子を備えたものが好適に使用される。また、各カメラ１８,２０には、主光線がレンズ軸に対して平行になるよう構成されたテレセントリックレンズ３０が夫々装着される。そして、第１カメラ１８では、テレセントリックレンズ３０の作用によって、第１照明手段１４から照射されて第１光透過部２４および第２光透過部２６を通過した光の光軸と平行な成分が撮像されると共に、前記第３照明手段１７から照射されてリング状物品１０やステージ１２で反射した反射光の光軸と平行な成分が撮像されるよう構成される。また、第２カメラ２０では、テレセントリックレンズ３０の作用によって、第２照明手段１６から照射されて長溝２８を通過した光の光軸と平行な成分が撮像されるよう構成される。実施例では、第３照明手段１７および第１カメラ１８で、リング状物品１０の反射光で形成される像を撮像する第１画像取得手段が構成されると共に、第１照明手段１４および第１カメラ１８で、リング状物品１０の投影像を撮像する第２画像取得手段が構成される。また、第２照明手段１６および第２カメラ２０で、リング状物品１０の投影像を撮像する第３画像取得手段が構成される。

【0021】

前記両カメラ１８,２０が接続される画像処理装置２２は、カメラ１８,２０で撮像された画像を画像処理することで、リング状物品１０の輪郭形状を得る画像処理部(認識手段)３２と、該画像処理部３２で得られたリング状物品１０の輪郭形状から外径、内径、厚み、真円度、偏肉、欠肉等の各種検査項目を測定する測定部３４と、該測定部３４で測定した各種検査項目の測定値が、予め設定された規格値に対して公差内に収まっているか否かを判定する判定部３６とを備える(図５参照)。なお、図示しないが、画像処理装置２２には、判定部３６で判定された結果を表示する表示手段が接続されている。また、画像処理としては、例えば、２値化処理や多値化処理が挙げられ、該処理により得られた白黒画像や白黒の濃淡画像から形状を認識可能とする等、その他各種の処理を採用し得る。

【0022】

〔実施例の作用〕
次に、前述のように構成された本実施例のリング状物品の欠肉の検査装置の作用につき説明する。

【0023】

前記ステージ１２の物品載置面に、図２および図３に示す如く、リング状物品１０を、孔１０ａの全体が第１光透過部２４に重なって、該孔１０ａの内周端縁が第１光透過部２４の内側に臨むように載置する。これにより、鍛造品であるリング状物品１０の孔１０ａを打抜いた際に端縁に生じたバリによって該物品１０が傾くのを防ぐことができ、リング状物品１０をステージ１２に対して下面が平行となる姿勢で載置し得る。ステージ１２にリング状物品１０を載置した状態で、前記第１照明手段１４からの光をステージ１２に下方から照射し、該照射光により形成される投影像をステージ１２の上側から前記第１カメラ１８で撮像して画像処理装置２２へ取り込む。画像処理装置２２に取り込まれた撮像画像(第１照明手段１４の照射光に基づく第１の撮像画像)は、画像処理部３２で画像処理されて、リング状物品１０の輪郭形状の画像が得られる。図６は、第１の撮像画像を画像処理部３２で処理された処理画像を示すものであって、第１カメラ１８の撮像領域Ｓ１内において、ステージ１２およびリング状物品１０によって光が遮られた部分は暗部(図ではドットで示す)として表われ、リング状物品１０の孔１０ａおよび第２光透過部２６を光が通過して前記ビームスプリッタ２９を透過して第１カメラ１８で受光した部分が明部(図では白抜き部分)として表われる。

【0024】

前記画像処理装置２２の測定部３４では、図６に示す処理画像におけるリング状物品１０の孔１０ａに対応する明部と暗部との境界線Ｌ１に基づいて、該リング状物品１０の内径を測定すると共に孔１０ａの中心座標を得る。また測定部３４は、複数の第２光透過部２６に対応する明部と孔１０ａ側の暗部との境界線Ｌ２に基づいて、該リング状物品１０の外径を測定すると共に外径の中心座標(図９のＣ１)を得る。ここで、実施例の第２光透過部２６の幅は、図４に示す如く、該第２光透過部２６を覆うリング状物品１０の外周縁１０ｂの曲率を判別し得る寸法に設定されているので、各境界線Ｌ２から測定される曲率を基に８つの境界線Ｌ２を結ぶ円を演算により求めることで、リング状物品１０の外径および中心座標を得ることができる。更に、測定部３４では、内径および外径の中心座標からリング状物品１０の偏肉を測定すると共に、外径を複数箇所で測定することで真円度を測定する。そして、画像処理装置２２の判定部３６では、得られた各種検査項目の測定値が、予め設定された規格値に対して公差内に収まっているか否かを判定する。

【0025】

次に、前記第１照明手段１４を消灯したもとで、前記第２照明手段１６からの光をステージ１２に側方から照射し、該照射光により形成される投影像をステージ１２の他側方から前記第２カメラ２０で撮像して画像処理装置２２へ取り込む。画像処理装置２２に取り込まれた撮像画像(第２照明手段１６の照射光に基づく第２の撮像画像)は、画像処理部３２で画像処理されて、リング状物品１０の輪郭形状の画像が得られる。図７は、第２の撮像画像を画像処理部３２で処理した処理画像を示すものであって、第２カメラ２０の撮像領域Ｓ２内において、ステージ１２およびリング状物品１０によって光が遮られた部分は暗部(図ではドットで示す)として表われ、ステージ１２およびリング状物品１０で光が遮られない部分が明部(図では白抜き部分)として表われる。また、前記第２照明手段１６から照射されて長溝２８に一方の開口から入射された光は、該長溝２８、第１光透過部２４および第２光透過部２６を介してステージ１２の他側方に通過するので、当該長溝２８の他方の開口に対応する部分が明部として表われる。すなわち、ステージ１２に載置されたリング状物品１０における長溝２８上に位置する下面に対応する部分が明部と暗部との境界線Ｌ３として表われるので、画像処理装置２２の測定部３４では、該境界線Ｌ３とリング状物品１０の上面に対応する明部と暗部との境界線Ｌ４とに基づいて、該リング状物品１０の厚みを測定する。そして、画像処理装置２２の判定部３６では、得られた厚みの測定値が、予め設定された規格値に対して公差内に収まっているか否かを判定する。

【0026】

更に、前記第２照明手段１６を消灯したもとで、前記第３照明手段１７を点灯する。第３照明手段１７から照射された光は、前記ビームスプリッタ２９によってステージ１２の物品載置面およびリング状物品１０の上面に向けて照射される。そして、ステージ１２およびリング状物品１０で反射した反射光の一部は、ビームスプリッタ２９を透過し、該反射光によって形成される像を前記第１カメラ１８で撮像して画像処理装置２２へ取り込む。画像処理装置２２に取り込まれた撮像画像(第３照明手段１７の照射光に基づく第３の撮像画像)は、画像処理部３２で画像処理されて、リング状物品１０の輪郭形状の画像が得られる。図８は、第３の撮像画像を画像処理部３２で処理した処理画像を示すものであって、第１カメラ１８の撮像領域Ｓ１内において、ステージ１２およびリング状物品１０で光が反射した部分は明部(図では白抜き部分)として表われ、孔１０ａや第２光透過部２６に対応する部分では光が反射しないので暗部(図ではドットで示す)として表われる。この場合において、図９に示す如く、リング状物品１０の端縁部に生じているダレ部分(欠肉部分)では、該ダレ部分での反射光は斜めに反射されてしまうので、第１カメラ１８で撮像した際にはリング状物品１０における欠肉が生じている欠肉部分Ｇ１は暗くなり、第３の撮像画像に対応する処理画像では、リング状物品１０における欠肉のない非欠肉部分Ｇ２が明部となる(図９では、リング状物品１０の外周端縁における上、右および下に亘って欠肉部分Ｇ１がある状態を示すと共に、孔１０ａに対応する暗部は省略している)。すなわち、リング状物品１０における非欠肉部分Ｇ２と欠肉部分Ｇ１との境が明部と暗部との境界線Ｌ５として表われるので、画像処理装置２２の測定部３４では、該境界線Ｌ５に基づいて非欠肉部分Ｇ２の外径および中心座標(図９のＣ２)を求める。また測定部３４は、第１の撮像画像に基づいて得られたリング状物品１０の外径の中心座標(Ｃ１)と、第３の撮像画像に基づいて得られたリング状物品１０における非欠肉部分Ｇ２の外径の中心座標(Ｃ２)とから、欠肉の大きさが測定される。そして、画像処理装置２２の判定部３６では、得られた欠肉の測定値が、予め設定された規格値に対して公差内に収まっているか否かを判定する。

【0027】

実施例の検査装置では、ステージ１２にリング状物品１０を載置した状態で、上方および側方からリング状物品１０を撮像するだけで、該リング状物品１０の輪郭形状を認識すると共に、認識した輪郭形状から内径、外径、厚み、真円度、偏肉および欠肉等の各種検査項目を測定することができ、検査に掛かる時間を短縮することができる。また、ステージ１２に、リング状物品１０の孔１０ａの内径より大きな第１光透過部２４を形成してあるので、該リング状物品１０の孔１０ａの端縁にバリが発生していたとしても、該バリによってリング状物品１０が傾くことはなく、高い検査精度を保証することができる。更に、第１照明手段１４からの光が通過する第２光透過部２６を放射状に形成して各種寸法のリング状物品１０に対応し得るよう構成してあるので、リング状物品１０の品種変更によって外径寸法が変わってもステージ１２を交換する必要はなく、リング状物品１０の品種変更に際しての段取りに手間が掛からない。更にまた、第１カメラ１８および第２カメラ２０には、テレセントリックレンズ３０を装着しているから、該カメラ１８,２０で撮像された画像の歪みは小さく、前記境界線Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３,Ｌ４,Ｌ５に基づく寸法の測定精度をより高くすることができる。

【0028】

実施例の検査装置では、第１照明手段１４の照射光により形成される投影像および第３照明手段１７から照射された光のリング状物品１０で反射した反射光により形成される像を基に、該リング状物品１０の形状を認識するよう構成している。すなわち、欠肉のような表面欠陥のないリング状物品１０であれば、投影像と反射光による像の輪郭形状は略一致するのに対し、該欠肉があれば投影像と反射光による像の輪郭形状は一致しないので、両像を比較することで欠肉等の表面欠陥を短時間で検査することができる。また、欠肉(表面欠陥)が部分的であっても、反射光で形成される像の撮像画像においては部分的な欠肉部分と他の部分(非欠肉部分)とが明部と暗部とで区分されるので、精度よく部分的な欠肉も検出可能である。更に、実施例の検査装置は、リング状物品１０の投影像を撮像する第１画像取得手段の第１カメラ１８を、リング状物品１０の反射光で形成される像を撮像する第２画像取得手段のカメラとして兼用しているので、別々にカメラを備える構成に比べて構成を簡略化することができる。

【0029】

また、実施例の検査装置では、前記第２カメラ２０で撮像された画像から、図１０に示すようにリング状物品１０の正確な輪郭形状を認識可能であるので、該リング状物品１０の外周面が軸方向に傾斜しているか否かを判定することができる。従って、外周面がテーパー形状のリング状物品１０のテーパー角度等を測定することも可能である。

【0030】

ここで、実施例ではステージ１２を金属製の非光透過性の板材で構成し、下方からの光が通過可能な第１光透過部２４および第２光透過部２６を形成することで、該ステージ１２に載置したリング状物品１０の投影像を撮像するよう構成したが、ステージ１２を光透過性の合成樹脂製とすることで、下方からの光によってリング状物品１０の投影像を撮像することは可能である。しかしながら、実施例において検査対象となる鍛造成形されたリング状物品１０は、表面が粗く、ステージ１２にリング状物品１０を載置する際にステージ表面を傷付けて白化させてしまい、透明性を経時的に低下させてリング状物品１０の投影像を撮影した画像から輪郭形状を精度よく認識できなくなるおそれがある。これに対し、金属製のステージ１２を採用することで、リング状物品１０によってステージ１２の表面が傷付けられたとしても、第１光透過部２４や第２光透過部２６を通過する光に影響を与えることはなく、長期に亘ってリング状物品１０の輪郭形状を精度よく認識することができる利点がある。

【0031】

〔別実施例〕
図１１は、別実施例に係るリング状物品の欠肉の検査装置を示す概略図であって、基本的な構成は前述した実施例と同じであるので、異なる部分についてのみ説明し、同一部材には同じ符号を付して詳細説明は省略する。すなわち、別実施例に係る検査装置は、前記ステージ１２の下方に、第１照明手段１４に代えて第３カメラ(第２の撮像手段)３８を配置した点で、実施例に係る検査装置と異なっている。そして、別実施例の検査装置では、前記第３照明手段１７から照射されてビームスプリッタ２９を介してステージ１２の上方から照射された光により形成される投影像を、ステージ１２の下側から第３カメラ３８で撮像して画像処理装置２２へ取り込むよう構成される。

【0032】

前記第３カメラ３８で撮像された撮像画像を画像処理部３２で画像処理することで、図６に示す画像が得られるので、該投影像の画像と、実施例と同様にビームスプリッタ２９を透過した反射光による像から得られる画像とを比較することで、別実施例の検査装置においても、実施例と同様にリング状物品１０の形状を認識し得ると共に、各種検査項目の測定を行なうことができ、実施例と同じ作用効果を奏する。また別実施例の検査装置では、第１カメラ(第１の撮像手段)１８で撮像する反射光による像を表わすための第３照明手段１７を、第３カメラ３８で撮像する投影像を表わすための照明手段として兼用するよう構成しているので、投影像および反射光による像を撮像する際に照明手段を切り換える必はない。すなわち、別実施例に係る物品の検査装置では、第３照明手段１７および第１カメラ１８で、リング状物品１０の反射光で形成される像を撮像する第１画像取得手段が構成されると共に、第３照明手段１７および第３カメラ３８で、リング状物品１０の投影像を撮像する第２画像取得手段が構成される。従って、リング状物品１０の反射光による像を表わすための照明手段と、投影像を表わすための照明手段とを別々に備える構成に比べて、構成を簡略化することができる。

【0033】

〔変更例〕
本発明は、実施例や別実施例の構成に限定されず、種々の変更が可能であり、例えば以下の構成を採用し得る。
(1) 実施例や別実施例では、物品として円筒状の物品を挙げたが、該物品の形状としては角筒状であってもよく、該物品の形状に応じて第１光透過部や第２光透過部の形状を設定すればよい。
(2) 実施例や別実施例では、欠肉検査の対象となる物品としてリング状物品を挙げたが、物品の形状はリング状に限定されるものでなく、図１２に示すような円盤形状や矩形状等であってもよい。
(3) 実施例や別実施例では、ステージに第１光透過部を形成したが、該第１光透過部は、リング状物品を検査対像とする場合において設けるようにすればよく、図１２に示すように複数の第２光透過部２６のみをステージ１２に設ける構成を採用し得る。
(4) 実施例や別実施例では、第２光透過部を放射状に延在する長孔として形成したが、ステージ上に載置された物品の外縁が臨む孔であれば、開口形状は限定されるものではなく、例えば第１光透過部より外側において第２光透過部としての丸孔を所定パターンで形成した構成や複数の第２光透過部を平行に形成した構成を採用可能である。
(5) 実施例や別実施例では、ステージに長溝を形成したが、該長溝は、リング状物品の厚みを測定する必要がある場合において設けるようにすればよい。また、第２カメラおよび第２照明手段に関しても、リング状物品の厚みを測定する必要がある場合において設けるようにすればよい。
(6) 実施例や別実施例では、ステージを矩形状としたが、該ステージの形状は矩形状に限定されるものではなく、物品を載置可能であれば円形やその他の形状であってもよい。
(7) 実施例や別実施例の画像処理装置は、カメラで撮像した画像からリング状物品の輪郭寸法(各種検査項目)を測定すると共に、測定値が規格値に対して公差内に収まっているか否かを判定するよう構成したが、判定部を省略することも可能である。
(8) 実施例や別実施例では、第３照明手段からの光を、ビームスプリッタで反射してリング状物品の上面に照射するよう構成したが、第３照明手段として、第１カメラの撮像領域を囲むように光源を配置したリング状照明手段を採用し、該リング状照明手段からの光をリング状物品の上面に直接照射する構成を採用し得る。
(9) 実施例では、第１および第２画像取得手段を構成する撮像手段を兼用する場合で説明し、別実施例では、第１および第２画像取得手段を構成する照明手段を兼用する場合で説明したが、撮像手段および照明手段を、第１および第２画像取得手段で夫々個別に備える構成を採用可能である。

【符号の説明】

【0034】

１０ リング状物品(物品)，１０ｂ 外周縁(外縁)，１２ ステージ
１４ 第１照明手段(第２の照明手段,第２画像取得手段)
１７ 第３照明手段(第１の照明手段,照明手段,第１画像取得手段)
１８ 第１カメラ(撮像手段，第１の撮像手段,第１画像取得手段)
２６ 第２光透過部(光透過部)，３０ テレセントリックレンズ
３２ 画像処理部(認識手段)，３８ 第３カメラ(第２の撮像手段,第２画像取得手段)

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】