特許 7593034 外観検査装置

(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】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】外観検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20241126BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 Z

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020165795

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022057504

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-08-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000220505

【氏名又は名称】ニデックパワートレインシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179969

【弁理士】

【氏名又は名称】駒井 慎二

(74)【代理人】

【識別番号】100138689

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 慶

(74)【代理人】

【識別番号】100173532

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 彰文

(72)【発明者】

【氏名】坂東 賢也

(72)【発明者】

【氏名】野村 昭

【審査官】村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０６４４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９０９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０５１９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２７３２１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００４－０８５２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０６８６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第３４７０７７８（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの外観を検査する外観検査装置であって、
前記ワークを搬送する搬送部と、
前記ワークに向けて光を照射する複数の光照射部を備える光照射ユニットと、前記光照射ユニットからの前記光が前記ワークで反射した反射光を受光する複数の受光部を備える受光ユニットと、を各々備える複数の光学ユニットと、
前記受光ユニットでの前記ワーク全体の受光結果に基づいて前記ワーク全体の画像を生成する画像処理部と、
前記ワーク全体のうちの検査対象となる検査対象領域の検査対象画像を抽出し、前記検査対象領域の外観の良否判断の基準となる基準画像と、前記検査対象画像とを比較して、前記良否判断を行う判断部と、
を備え、
前記複数の光学ユニットは、
第１の複数の光学ユニットと、
前記第１の複数の光学ユニットと前記ワークの搬送方向に沿って離れて配置される第２の複数の光学ユニットと、
を備え、
前記第１の複数の光学ユニットの当該複数の光学ユニットが前記搬送方向と交差する方向に設けられ、
前記第２の複数の光学ユニットの当該複数の光学ユニットが前記搬送方向と交差する方向に設けられる、
ことを特徴とする外観検査装置。

【請求項2】

前記光照射ユニットは、前記光として、レーザ光を照射する請求項１に記載の外観検査装置。

【請求項3】

前記光照射ユニットは、前記レーザ光を前記ワークの搬送方向と交差する方向に沿ったライン状に照射する請求項２に記載の外観検査装置。

【請求項4】

前記光照射ユニットの前記複数の光照射部は、互いに波長が異なる前記光をそれぞれ照射し、
前記画像処理部は、前記受光ユニットで各前記波長の光を受光した後、前記受光ユニットで特定の波長に対応した前記検査対象画像を抽出する請求項１～３のいずれか１項に記載の外観検査装置。

【請求項5】

前記光照射ユニットの前記複数の光照射部は、互いに波長が異なる前記光をそれぞれ照射し、
前記受光ユニットの前記複数の受光部は、各前記光照射部からの前記波長が異なる光を個別に受光する請求項１～４のいずれか１項に記載の外観検査装置。

【請求項6】

前記第１の複数の光学ユニットおよび前記第２の複数の光学ユニットは、前記複数の光照射部および前記複数の受光部が対となって配置されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の外観検査装置。

【請求項7】

前記光照射ユニットは、前記ワークの搬送方向に沿って設けられた少なくとも２つの光照射部を有し、
前記２つの光照射部のうち、前記搬送方向上流側に設けられた前記光照射部は、前記搬送方向上流側から下流側に向かって前記光を照射し、前記搬送方向下流側に設けられた前記光照射部は、前記搬送方向下流側から上流側に向かって前記光を照射する請求項１～６のいずれか１項に記載の外観検査装置。

【請求項8】

前記光照射ユニットと前記受光ユニットとは、前記ワークとの距離を測定するレーザ測長器を構成する請求項１～７のいずれか１項に記載の外観検査装置。

【請求項9】

前記ワークは、互いに位置が異なる複数の前記検査対象領域を有し、
前記判断部は、各前記検査対象領域に対して、前記良否判断を行う請求項１～８のいずれか１項に記載の外観検査装置。

【請求項10】

前記判断部は、複数の前記検査対象領域のうち、少なくとも１つの前記検査対象領域に対する前記良否判断において否と判断した場合には、前記ワークを不良品と判断する請求項９に記載の外観検査装置。

【請求項11】

前記良否判断において否と判断された前記検査対象領域を報知する報知部を備える請求項１０に記載の外観検査装置。

【請求項12】

前記画像処理部は、前記基準画像と前記検査対象画像との縮尺を合わせる処理を行う請求項１～１１のいずれか１項に記載の外観検査装置。

【請求項13】

前記基準画像は、前記ワークの設計値に基づいて得られた画像であり、
前記画像処理部は、前記基準画像を前記ワークの実寸の大きさに対応する第１対応画像とし、前記検査対象画像を前記ワークの実寸の大きさに対応する第２対応画像とする処理を行い、
前記判断部は、前記第１対応画像と前記第２対応画像とを比較して、前記良否判断を行う請求項１～１２のいずれか１項に記載の外観検査装置。

【請求項14】

前記ワークを表裏反転させる反転機構を備え、
前記ワークの表側に対する外観検査と、裏側に対する外観検査と行う請求項１～１３のいずれか１項に記載の外観検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外観検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

部品を検査する検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の検査装置は、部品を撮像する撮像部と、前記撮像部からの画像データ（撮像信号）を処理する信号処理部とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－０２３２５６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に記載の検査装置では、部品の一部分に対する部分検査を行う際には、まず、部品全体の画像データを信号処理部に取り込む。次いで、部品全体の画像データから、検査対象となる前記一部分の画像データをさらに取り込んで、当該画像データに基づいて部分検査が行われる。このように、部分検査では、部品全体の画像データを取り込んでいるため、検査対象以外の画像データ、すなわち、部分検査に必要がない（用いられない）画像データも取り込むことととなり、その分、検査時間が長くなるという問題が生じる。
本発明の目的は、検査時間の短縮が可能な外観検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の外観検査装置の一つの態様は、ワークの外観を検査する外観検査装置であって、
ワークに向けて光を照射する光照射ユニットと、
光照射ユニットからの光がワークで反射した反射光を受光する受光ユニットと、
受光ユニットでの受光結果に基づいてワーク全体の画像を生成する画像処理部と、
ワーク全体のうちの検査対象となる検査対象領域の検査対象画像を抽出し、検査対象画像を取り込んで、検査対象領域の外観の良否判断の基準となる基準画像と、検査対象画像とを比較して、良否判断を行う判断部とを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明の外観検査装置の一つの態様によれば、検査時間の短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本発明の外観検査装置の実施形態を示す平面図である。

【図2】図２は、図１中の矢印Ａ方向から見た図である。

【図3】図３は、図１に示す外観検査装置の主要部のブロック図である。

【図4】図４は、レーザ光の発光、受光状態を示す平面図である。

【図5】図５は、良品となるコネクティングロッドへのレーザ光の照射状態を示す平面図である。

【図6】図６は、図５中のＢ－Ｂ線断面図である。

【図7】図７は、不良品となるコネクティングロッドへのレーザ光の照射状態を示す平面図である。

【図8】図８は、図５に示すコネクティングロッドの全体画像および検査対象画像である。

【図9】図９は、図７に示すコネクティングロッドの全体画像および検査対象画像である。

【図10】図１０は、第１基準画像である。

【図11】図１１は、第２基準画像である。

【図12】図１２は、第３基準画像である。

【図13】図１３は、コネクティングロッドの検査対象領域を示す平面図である。

【図14】図１４は、コネクティングロッドの検査対象領域を示す平面図である。

【図15】図１５は、図１に示す外観検査装置で実行される制御プログラムのフローチャートである。

【図16】図１６は、図１５に示すフローチャート中のサブルーチンである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１～図１６を参照して、本発明の外観検査装置の実施形態について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定する。一例として、Ｘ軸とＹ軸を含むＸＹ平面が水平となっており、Ｚ軸が鉛直となっている。本明細書中において、上下方向、水平方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。また、以下では、説明の都合上、図２および図６中の上側を「上（または上方）」、下側を「下（または下方）」と言うことがある。

【0009】

図１～図３に示す外観検査装置１は、ワーク９の外観を検査する装置である。外観検査装置１は、光学ユニット２と、搬送部４と、反転機構５と、報知部６と、制御部３とを備える。以下、各部の構成について説明する。
なお、ワーク９としては、特に限定されず、例えば、コネクティングロッド（略称：コンロッド）等の自動車部品等が挙げられる。本実施形態では、ワーク９がコネクティングロッドの場合を一例にして説明する。

【0010】

図４に示すように、ワーク９としてのコネクティングロッドは、リング状の大端部９１と、リング状の小端部９２と、大端部９１と小端部９２とを連結する連結部９３とを有する。大端部９１は、クランクシャフトと連結される部分である。小端部９２は、ピストンと連結される部分である。また、ワーク９は、鍛造品である。

【0011】

搬送部４は、ワーク９を搬送する装置である。搬送部４の構成は、特に限定されないが、本実施形態では、ベルトコンベアである。そして、搬送部４がベルトコンベアで構成された場合、ワーク９は、ベルト４１上に載置された状態で、Ｘ軸方向に沿って搬送される。ここで、「所定方向（例えばＸ軸方向）に沿う」とは、所定方向（例えばＸ軸方向）と並行な状態を言う。また、本実施形態での搬送方向は、Ｘ軸方向負側から正側に向かう方向となり、Ｘ軸方向負側が「搬送方向上流側」、Ｘ軸方向正側が「搬送方向下流側」となる。
また、ベルト４１上でのワーク９は、搬送方向上流側に小端部９２が位置し、搬送方向下流側に大端部９１が位置した状態で載置され、その向き（姿勢）のまま搬送される。

【0012】

図１に示すように、反転機構５は、ワーク９の搬送途中で、当該ワーク９を表裏反転させる装置である。反転機構５は、ワーク９を搬送方向上流側と下流側とから挟んで保持する保持部５１と、保持部５１をＸ軸方向と平行な軸Ｏ５２回りに回転可能に支持する回転支持部５２とを有する。そして、反転機構５は、保持部５１でワーク９を保持した状態で、保持部５１をワーク９ごと軸Ｏ５２回りに１８０度回転させることができる。これにより、ワーク９の表裏を反転させることができる。

【0013】

ワーク９を反転させる前は、当該ワーク９の表側に対する外観検査（以下、「第１検査（第１外観検査）」と言う。）を行うことができる。また、ワーク９を反転させた後は、当該ワーク９の裏側に対する外観検査（以下、「第２検査（第１外観検査）」と言う。）と行うことができる。そして、第１検査および第２検査の双方により、ワーク９の外観検査を過不足なく行うことができ、よって、ワーク９が良品かまたは不良品かを正確に判断することができる。なお、第１検査および第２検査には、ワーク９の全体の画像（全体画像）７が用いられる。また、以降では、良品のワーク９を「ワーク９Ａ」と言い、不良品のワーク９を「ワーク９Ｂ」と言うことがある。

【0014】

図１に示すように、本実施形態では、光学ユニット２は、ベルト４１に対し、Ｚ軸方向正側（ベルト４１の上側）に１２個配置される。各光学ユニット２は、ワーク９を撮像するユニットである。
また、これら１２個の光学ユニット２のうち、６個の光学ユニット２は、搬送方向上流側で第１検査に用いられる。また、残りの６個の光学ユニット２は、搬送方向下流側で第２検査に用いられる。上流側の６個の光学ユニット２と、下流側の６個の光学ユニット２とは、配置箇所が異なること以外は、同じ構成であるため、上流側の６個の光学ユニット２について、代表的に説明する。

【0015】

６個の光学ユニット２は、それぞれ、光照射部２３と、受光部２４とを有する。そして、光学ユニット２、１つ当たり、隣り合って配置された光照射部２３と受光部２４とが組（対）となる。また、各光学ユニット２では、光照射部２３と受光部２４とが、ワーク９との距離を測定するレーザ測長器を構成する。これにより、距離の大小に応じてワーク９の凹凸等の外形形状（３次元形状）を検出することができる。そして、レーザ測長器での検出結果に基づいて、ワーク９の全体の画像７を正確に得ることができる。

【0016】

なお、光照射部２３と受光部２４とは、互いに軸線同士が所定の角度（仰角）θをもって配置されている。角度θは、特に限定されないが、例えば、２０°～３０°が好ましい。
また、外観検査装置１では、光照射部２３と受光部２４とが光学ユニット２を構成すると言うこととは別に、６個の光照射部２３が光照射ユニット２１を構成し、６個の受光部２４が受光ユニット２２を構成すると言うこともできる。

【0017】

図１、図２に示すように、各光照射部２３（光照射ユニット２１）は、ワーク９に向けて光ＬＢを照射することができる。光ＬＢとしては、特に、レーザ光が好ましい。レーザ光は、指向性に優れている。これにより、光ＬＢをワーク９に容易かつ正確に照射することができる。
また、各光照射部２３は、レーザ光（光ＬＢ）をワーク９の搬送方向と交差する方向、すなわち、Ｙ軸方向に沿ったライン状に照射することができる。これにより、図５、図７に示すように、ワーク９に対して、Ｙ軸方向に沿ったライン状のレーザ光が当たる。そして、ワーク９の平面視での形状に応じて、すなわち、ワーク９が良品なのか不良品なのかに応じて、ワーク９上でレーザ光が当たる位置（状態）が変わる（図５～図７参照）。従って、外観検査装置１は、「光切断法」によりワーク９の平面視での形状を検出する装置であると言うことができる。また、ワーク９に対しては、レーザ光がライン状に当たるため、例えばレーザ光がスポット状（点状）に当たる場合に比べて、スムースな画像７を取得することができる。

【0018】

図４に示すように、各受光部２４（受光ユニット２２）は、当該受光部２４と対をなす光照射部２３からの光ＬＢが、ワーク９で反射した反射光ＬＢ’を受光することができる。受光部２４としては、特に限定されず、例えば、ＣＣＤカメラ等を用いることができる。

【0019】

図１に示すように、外観検査装置１では、ワーク９の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って光学ユニット２が２つずつ設けられ、ワーク９の搬送方向と交差する方向（Ｙ軸方向）に沿って光学ユニット２が３つずつ設けられる。すなわち、光学ユニット２は、２行３列に配置される。
そして、Ｙ軸方向に沿って並ぶ３つの光学ユニット２のうち、中央に位置する光学ユニット２は、平面視でベルト４１の中心線Ｏ４１上に配置され、残りの２つの光学ユニット２は、中央の光学ユニット２から等距離に配置される。

【0020】

また、Ｙ軸方向に沿って並ぶ３つの光学ユニット２は光照射部２３から互いに波長が異なる光ＬＢを照射することができる。以下では、赤色の光ＬＢを照射する光学ユニット２を「光学ユニット２Ｒ」と言い、緑色の光ＬＢを照射する光学ユニット２を「光学ユニット２Ｇ」と言い、青色の光ＬＢを照射する光学ユニット２を「光学ユニット２Ｂ」と言う。

【0021】

搬送方向上流側では、３つの光学ユニット２は、Ｙ軸方向負側から光学ユニット２Ｂ、光学ユニット２Ｇ、光学ユニット２Ｒの順に配置される。また、光学ユニット２Ｂ、光学ユニット２Ｇ、光学ユニット２Ｒの各光照射部２３は、それぞれ、搬送方向上流側から下流側に向かって光ＬＢを照射する。なお、各色の光ＬＢは、ワーク９に対してほぼ同じ位置に照射される。

【0022】

一方、搬送方向下流側では、３つの光学ユニット２は、Ｙ軸方向負側から光学ユニット２Ｒ、光学ユニット２Ｇ、光学ユニット２Ｂの順に配置される。また、光学ユニット２Ｂ、光学ユニット２Ｇ、光学ユニット２Ｒの各光照射部２３は、それぞれ、搬送方向下流側から上流側に向かって光ＬＢを照射する。搬送方向下流側でも同様に、各色の光ＬＢは、ワーク９に対してほぼ同じ位置に照射される。
また、搬送方向上流側と下流側とでは、光学ユニット２Ｒ同士が対向し、光学ユニット２Ｂ同士が対向し、光学ユニット２Ｇ同士が対向して配置される。

【0023】

各受光部２４は、波長が異なる光ＬＢ（反射光ＬＢ’）を個別に受光することができる。
例えば、光学ユニット２Ｒに着目すると、当該光学ユニット２Ｒを構成する光照射部２３からは、赤色の光ＬＢが照射される。光照射部２３とともに光学ユニット２Ｒを構成する受光部２４は、赤色の光ＬＢが透過し、それ以外の波長の光ＬＢの透過を遮断する特定波長透過フィルタが内蔵されている。これにより、受光部２４は、赤色の光ＬＢを安定して受光することができる。

【0024】

同様に、光学ユニット２Ｇに着目すると、当該光学ユニット２Ｇを構成する光照射部２３からは、緑色の光ＬＢが照射される。光照射部２３とともに光学ユニット２Ｇを構成する受光部２４は、赤色の光ＬＢが透過し、それ以外の波長の光ＬＢの透過を遮断する特定波長透過フィルタが内蔵されている。これにより、緑色の光ＬＢを安定して受光することができる。

【0025】

また、光学ユニット２Ｂに着目すると、当該光学ユニット２Ｂを構成する光照射部２３からは、青色の光ＬＢが照射される。光照射部２３とともに光学ユニット２Ｂを構成する受光部２４は、赤色の光ＬＢが透過し、それ以外の波長の光ＬＢの透過を遮断する特定波長透過フィルタが内蔵されている。これにより、青色の光ＬＢを安定して受光することができる。

【0026】

以上のような構成の光学ユニット２により、搬送方向上流側では、ワーク９を撮像する際、平面視でワーク９を中心に囲んで、死角の発生を防止することができる。これにより、第１検査を正確に行うのに十分な程度の撮像を行うことができる。
また、前述したように、Ｙ軸方向に沿って並ぶ３つの光学ユニット２は、互いに波長が異なる光ＬＢの発光と受光とがなされる。これにより、例えば光学ユニット２Ｒの光ＬＢが光学ユニット２Ｇで受光されるのを防止する、すなわち、誤受光を防止することができ、よって、ワーク９を正確に撮像することができる。

【0027】

また、前述したように、光学ユニット２Ｂ、光学ユニット２Ｇ、光学ユニット２ＲがＹ軸方向に沿って配置される。このような配置は、例えば、光学ユニット２Ｂ、光学ユニット２Ｇ、光学ユニット２ＲをＸ軸方向に沿って配置した場合に比べて、外観検査装置１の全長を短くすることができる。これにより、ワーク９、１つ当たりの検査に要する撮像時間や搬送時間を短縮することができる。

【0028】

また、図１に示すように、外観検査装置１は、第１カバー１０Ａと、第２カバー１０Ｂとを備える。第１カバー１０Ａは、搬送方向上流側で第１検査に用いられる各光学ユニット２をワーク９ごと一括して外側から覆う。第２カバー１０Ｂは、搬送方向上流側で第２検査に用いられる各光学ユニット２をワーク９ごと一括して外側から覆う。

【0029】

第１カバー１０Ａおよび第２カバー１０Ｂは、それぞれ、自然光等の外部（外側）からの光を遮断する光不透過性を有する。外部からの光は、撮像時のノイズとなるおそれがあるが、第１カバー１０Ａおよび第２カバー１０Ｂにより、外部からの光を遮断して、ノイズを防止することができる。

【0030】

報知部６は、各種の情報を報知することができる。なお、各種の情報としては、例えば、後述する「良否判断において否と判断された検査対象領域９４」や、その他、各光学ユニット２、搬送部４および反転機構５の各部の作動エラー等が挙げられる。また、報知部６での報知方法としては、例えば、音声による報知方法、発光による報知方法等が挙げられ、これらを単独または組み合わせて用いることができる。

【0031】

図３に示すように、制御部３は、各光学ユニット２、搬送部４、反転機構５、報知部６に電気的に接続され、各部の作動をそれぞれ制御する。制御部３は、ＣＰＵ３１と、記憶部３２とを有する。記憶部３２には、例えば、外観検査を行うためのプログラムが予め記憶される。ＣＰＵ３１は、記憶部３２に記憶されたプログラムを実行することができる。これにより、各光学ユニット２等が作動して、外観検査が行われる。
なお、本実施形態では、制御部３は、第１検査で用いられる光学ユニット２と、第２検査で用いられる光学ユニット２とを制御しているが、これに限定されない。例えば、第１検査で用いられる光学ユニット２を制御する制御部３と、第２検査で用いられる光学ユニット２を制御する制御部３とがそれぞれ設けられていてもよい。
また、搬送部４は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）にて制御されていてもよい。

【0032】

ワーク９は、製造過程で、例えば、欠損、傷、打痕等の損傷が生じる場合がある。損傷が生じたワーク９は、不良品として扱われる。
外観検査装置１は、第１検査および第２検査の２つの検査結果に基づいて、ワーク９が良品であるか、または、不良品であるかを判断することができる。以下、ワーク９に対する良不良を判断する構成について説明する。

【0033】

外観検査装置１では、ワーク９を複数の部位に分けて、各部位を検査対象領域９４に設定する。これにより、ワーク９は、検査が行われるのに際し、互いに位置が異なる複数の検査対象領域９４を有することとなる。本実施形態では、大端部９１を検査対象領域９４に設定する場合と、小端部９２を検査対象領域９４に設定する場合と、連結部９３を検査対象領域９４に設定する場合とがあり、代表的に大端部９１を検査対象領域９４に設定する場合について説明する。なお、図７に示すように、不良品であるワーク９Ｂは、大端部９１の周方向の一部が欠損した欠損部９５を有する。
また、外観検査装置１では、検査対象領域９４が予め特定されており、光ＬＢが照射される照射領域には、検査対象領域９４が含まれる。

【0034】

図３に示すように、制御部３のＣＰＵ３１は、画像処理部３３としての機能を発揮する部分と、判断部３４としての機能を発揮する部分とを有する。なお、本実施形態では、画像処理部３３と、判断部３４とは、１つのＣＰＵ３１で機能が発揮されるが、これに限定されない。例えば、画像処理部３３の機能を発揮するＣＰＵ３１と、判断部３４の機能を発揮するＣＰＵ３１とがそれぞれ設けられていてもよい。
画像処理部３３は、受光ユニット２２での受光結果、すなわち、前述したレーザ測長器での検出結果に基づいて、ワーク９全体の画像７を生成することができる。
例えば、図５、図７に示すように、良品のワーク９Ａと、不良品のワーク９Ｂとでは、光ＬＢが当たる部分と、当たらない部分とが異なる。すなわち、図５に示す状態では、光ＬＢは、ワーク９Ａの大端部９１上の２箇所に当たっているが、図７に示す状態では、ワーク９Ｂに欠損部９５がある分、当該欠損部９５には、光ＬＢが当たらず、大端部９１上での光ＬＢの当たる箇所は、１箇所である。そして、ワーク９が良品である場合（ワーク９Ａの場合）には、図８に示す画像７が生成される。一方、ワーク９が不良品である場合（ワーク９Ｂの場合）には、図９に示す画像７が生成される。
なお、ベルト４１上に当たる光ＬＢも撮像されるが、当該光ＬＢに関する画像データは、画像処理部３３で削除される。

【0035】

なお、判断部３４は、ワーク９全体のうちの検査対象となる検査対象領域９４の検査対象画像７１を画像７から抽出する。例えば、ワーク９が良品であり、当該ワーク９の検査対象領域９４が大端部９１の場合には、図８に示す検査対象画像７１が抽出される。一方、ワーク９が不良品であり、当該ワーク９の検査対象領域９４が大端部９１の場合には、図９に示す検査対象画像７１が抽出される。

【0036】

また、制御部３の記憶部３２には、基準画像８が予め記憶される。基準画像８は、検査対象領域９４の外観の良否判断の基準となる画像である。また、基準画像８は、ワーク９（ワーク９Ａ）の設計値、すなわち、ＣＡＤデータに基づいて得られた画像である。
本実施形態では、基準画像８として、図１０に示す第１基準画像８１、図１１に示す第２基準画像８２、図１２に示す第３基準画像８３が用意される。第１基準画像８１は、大端部９１の画像である。第２基準画像８２は、連結部９３の画像である。第３基準画像８３は、小端部９２の画像である。

【0037】

検査対象領域９４が大端部９１の場合、当該大端部９１の外観の良否判断には、第１基準画像８１が用いられる。
なお、図１３に示すように、検査対象領域９４が連結部９３の場合、当該連結部９３の外観の良否判断には、第２基準画像８２が用いられる。
また、図１４に示すように、検査対象領域９４が小端部９２の場合、当該小端部９２の外観の良否判断には、第３基準画像８３が用いられる。

【0038】

画像処理部３３は、基準画像８と検査対象画像７１との縮尺を合わせる処理を行う。ここで、「縮尺を合わせる処理」とは、単位長さ（実長さ）当たりのスキャン点データ（点群データ）を合わせることを言う。具体的には、画像処理部３３は、基準画像８をワーク９の実寸の大きさに対応する第１対応画像とし、検査対象画像７１をワーク９の実寸の大きさに対応する第２対応画像とする処理を行う。これにより、後述する判断部３４で、基準画像８と検査対象画像７１と比較する際、第１対応画像と第２対応画像とを用いれば、基準画像８と検査対象画像７１とを同スケールで比較することができる。よって、検査対象領域９４に対する良否判断を正確に行うことができる。
また、ワーク９に損傷がある場合、検査対象画像７１に対する縮尺の程度によっては、検査対象画像７１から損傷が消失するおそれがあるが、画像処理部３３では、損傷を強調する処理を行うことができる。これにより、判断部３４では、損傷があるワーク９をワーク９Ｂとして判断することができる。

【0039】

判断部３４は、第１検査および第２検査が行われる際、まず、抽出した検査対象画像７１を取り込む。これにより、検査対象領域９４以外を含むワーク９の全体の画像７を取り込む場合に比べて、判断部３４で処理するスキャン点データを、例えば６０％以下に低減することができ、よって、検査時間の短縮が可能となる。
次いで、判断部３４は、例えばテンプレートマッチングにより、基準画像８と検査対象画像７１とを比較して、良否判断を行う。例えば、基準画像８と検査対象画像７１との一致数が閾値を越えた場合には、検査対象領域９４の外観が「良」と判断され、閾値以下の場合には、検査対象領域９４の外観が「不良」と判断される。

【0040】

また、判断部３４は、各検査対象領域９４に対して、良否判断を行う。すなわち、判断部３４は、大端部９１を検査対象領域９４に設定した場合の大端部９１に対する良否判断と、連結部９３を検査対象領域９４に設定した場合の連結部９３に対する良否判断と、小端部９２を検査対象領域９４に設定した場合の小端部９２に対する良否判断とを行う。これにより、ワーク９の全体に対する外観の良否判断を過不足なく行うことができる。
なお、外観検査装置１は、検査対象領域９４ごとに、例えば閾値等の検査条件を変更することもできる。

【0041】

そして、判断部３４は、全（複数の）検査対象領域９４のうち、少なくとも１つの検査対象領域９４に対する良否判断において否と判断した場合には、ワーク９を不良品と判断する。これにより、不良品を高精度に検出することができる。
また、報知部６は、良否判断において否と判断された検査対象領域９４を報知することができる。これにより、損傷が生じているのはどこの部分であるのかを把握ことができる。
なお、画像処理部３３または判断部３４は、各受光部２４（受光ユニット２２）で各波長の光ＬＢを受光した後、信号処理上、または、当該受光部２４で特定の波長に対応した検査対象画像７１を抽出することもできる。これにより、波長を特定した分、判断部３４で処理する検査対象画像７１のスキャン点データを低減して、検査時間の短縮に寄与する。

【0042】

次に、ワーク９に対する良不良を判断するプログラムについて、図１５、図１６に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、ワーク９に対する良不良を判断するプログラムは、制御部３の記憶部３２に予め記憶され、ＣＰＵ３１で実行される。
まず、搬送部４を作動させて（ステップＳ１０１）、ワーク９を搬送する。
次いで、第１検査を行う（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２は、サブルーチンである（図１６参照）。

【0043】

次いで、反転機構５を作動させて（ステップＳ１０３）、ワーク９の表裏を反転させる。
次いで、第２検査を行う（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４は、サブルーチンである（図１６参照）。
次いで、第１検査および第２検査の検査結果に基づいて、ワーク９が良品であるか、または、不良品であるかを判断する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５での判断の結果、「ワーク９を良品とする」ことができれば、プログラムを終了する。一方、ステップＳ１０５での判断の結果、「ワーク９を良品とする」ことができない場合には、ワーク９の不良個所、すなわち、損傷が生じているのはどこの部分であるのかを、報知部６により報知して、プログラムを終了する。

【0044】

また、ステップＳ１０２とステップＳ１０４とは、同じステップを有するサブルーチンである（図１６参照）。
サブルーチンでは、まず、光学ユニット２により、ワーク９全体をスキャンして、撮像する（ステップＳ２０１）。
次いで、画像処理部３３がワーク９全体の画像７を生成するとともに（ステップＳ２０２）、判断部３４が画像７から検査対象画像７１を抽出する（ステップＳ２０３）。

【0045】

次いで、判断部３４が検査対象画像７１を取り込んだ後（ステップＳ２０４）、画像処理部３３は、基準画像８と検査対象画像７１との位置合わせを行って（ステップＳ２０５）、当該基準画像８と検査対象画像７１とのスケール（縮尺）を合わせる処理（画像比較のための前処理）を行う（ステップＳ２０６）。
次いで、判断部３４は、基準画像８（第１対応画像）と検査対象画像７１（第２対応画像）とを比較して（ステップＳ２０７）、検査対象領域９４の外観に対する良否を判断する（ステップＳ２０８）。

【0046】

次いで、判断部３４は、ステップＳ２０８での判断結果を記憶部３２に記憶させる（ステップＳ２０９）。
次いで、判断部３４は、全検査対象領域９４に対して検査（第１検査または第２検査）が終了したか否かを判断する（ステップＳ２１０）。
ステップＳ２１０での判断の結果、検査が終了した場合には、サブルーチンを終了し、検査が終了していない場合には、ステップＳ２０３に戻り、以降のステップを順次実行する。
以上のようなプログラムにより、ワーク９に対する良不良の判断を迅速かつ正確に行うことができる。

【0047】

また、スケール（縮尺）を合わせる処理（平滑化処理）を行う利点としては、以下の利点もある。
実際に製造されたワーク９の寸法は、寸法公差を含めた外形に仕上がるため、現物のワーク９の画像７と、設計値に基づいて得られた基準画像８、すなわち、寸法公差を含めていない基準画像８とでは、完全に一致することはなく、ワーク９が全て不良品として判断されてしまうおそれがある。そこで、外観検査装置１では、画像７と基準画像８との差を解消するために、スケールを合わせる処理が行われる。これにより、検査時間の短縮を図ることができる。

【0048】

以上、本発明の外観検査装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、外観検査装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、光学ユニット２の配置態様は、搬送方向上流側と下流側とで、それぞれ、前記実施形態では２行３列に配置されるが、これに限定されず、例えば、２行１列であってもよいし、２行２列であってもよい。また、各光学ユニット２の配置箇所については、平面視でベルト４１と重なる位置であればよい。

【符号の説明】

【0049】

１…外観検査装置、２…光学ユニット、２Ｒ…光学ユニット、２Ｇ…光学ユニット、２Ｂ…光学ユニット、２１…光照射ユニット、２２…受光ユニット、２３…光照射部、２４…受光部、３…制御部、３１…ＣＰＵ、３２…記憶部、３３…画像処理部、３４…判断部、４…搬送部、４１…ベルト、５…反転機構、６…報知部、７…画像（全体画像）、７１…検査対象画、８…基準画像、８１…第１基準画像、８２…第２基準画像、８３…第３基準画像、９…ワーク、９Ａ…ワーク、９Ｂ…ワーク、９１…大端部、９２…小端部、９３…連結部、９４…検査対象領域、９５…欠損部、１０Ａ…第１カバー、１０Ｂ…第１カバー、ＬＢ…光、ＬＢ’…反射光、Ｏ４１…中心線、Ｏ５２…軸、Ｓ１０１～Ｓ１０７、Ｓ２０１～Ｓ２１０…ステップ、θ…角度（仰角）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】