工件检查装置和工件检查方法与流程

本发明涉及工件检查装置和工件检查方法。

背景技术：

以往，公知有根据拍摄玻璃基板而得到的图像数据来判定玻璃基板的好坏的检查装置(例如参照日本特开2002-5850号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-5850号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在根据拍摄工件而得到的图像来检查工件的装置中，考虑如下的检查装置：通过基于拍摄图像进行的平面图像分析和基于利用了狭缝光的图像进行的高低差分析等，来判定工件的好坏，但是，一般而言，存在如下问题：越提高检查精度，则检查的周期时间越长。

本发明鉴于以上情况，其目的在于，提供能够进行高精度的检查、且能够缩短周期时间的工件检查装置和工件检查方法。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明是一种工件检查装置，其利用摄像部对工件的表面进行拍摄并判定优良与否，其特征在于，所述工件检查装置具有：工作台，其载置所述工件；摄像固定部，其对与所述工件分离配置的所述摄像部进行固定；第1投光部；第2投光部；直线移动机构，其进行直线移动而自如调整所述工作台与所述摄像固定部之间的相对距离；转动机构，其具有处于与所述直线移动机构的移动方向正交的方向上的旋转轴，以所述旋转轴为轴使所述摄像部相对于所述摄像固定部自如转动；优良与否判定部，其根据所述摄像部的图像进行工件的优良与否判定；以及控制部，其对所述直线移动机构和所述转动机构进行控制，所述控制部具有以下工序：第1拍摄工序，通过所述第1投光部对所述工件照射光，利用所述摄像部进行拍摄；详细检查部分判定工序，在存在根据所述第1拍摄工序中拍摄到的图像判定为需要进行所述工件的详细检查的部分的情况下，将判定出的所述部分设为需要详细检查部分；第2拍摄工序，在所述详细检查部分判定工序中设定了所述需要详细检查部分的情况下，通过所述第2投光部对所述工件的所述需要详细检查部分照射光，利用所述摄像部对所述需要详细检查部分进行拍摄；以及优良与否判定工序，根据在所述第2拍摄工序中拍摄到的图像进行所述需要详细检查部分的优良与否判定。

根据本发明，通过第2投光部，仅拍摄在通过第1投光部进行拍摄时判定为需要进行详细检查的部分以进行最终的工件的优良与否判定，因此，能够提供可进行高精度的检查、且能够缩短周期时间的工件检查装置。

此外，在本发明中，优选所述摄像部通过所述转动机构而被自如配置于第1位置，该第1位置是接收所述第1投光部的投光在所述工件被镜面反射后的反射光的位置，并且，所述摄像部通过所述转动机构而被自如配置于第2位置，该第2位置是接收所述第2投光部的投光在所述工件被镜面反射后的反射光的位置，所述第2投光部的投光以与所述第1投光部的投光向所述工件入射的入射角度不同的入射角度投光到所述工件，为了防止在所述摄像部接收所述第1投光部的反射光的情况下和接收所述第2投光部的反射光的情况下因入射角度的不同而导致的差异而引起的对焦偏差，利用所述直线移动机构调整所述工作台与所述摄像固定部之间的相对距离以进行对焦。

根据本发明，即使在利用各自的入射角度不同的第1投光部和第2投光部通过1个拍摄部进行拍摄的情况下，也能够通过利用直线移动机构调整工作台与摄像固定部的相对距离使拍摄部对焦。

此外，在本发明中，优选在所述工作台设置有使所述工件移动的移动机构，所述摄像固定部与所述工作台隔开间隔而被设置，以抑制或防止所述移动机构的振动的传递。

根据本发明，即使一边通过移动机构使工件以比较快的速度移动一边检查工件，移动机构的振动也很难传递到摄像部，能够进行高精度的检查。

此外，在本发明中，优选所述第1投光部用于二维形状测定，所述第2投光部用于三维形状测定，所述摄像部具有摄像元件，在利用所述第1投光部进行二维形状测定时，根据由所述摄像元件检测到的图像数据设定所述需要详细检查部分，在利用所述第2投光部进行三维形状测定时，根据由所述摄像元件检测到的图像数据进行所述工件的优良与否判定。

根据本发明，通过第2投光部而仅拍摄在通过第1投光部进行拍摄时判定为需要进行详细检查的部分以进行最终的工件的优良与否判定，因此，能够提供可进行高精度的检查、且能够缩短周期时间的工件检查装置。

此外，在本发明中，优选所述工件是内燃机的气缸体，在所述工作台具有固定机构，该固定机构在如下状态下将所述气缸体固定于所述工作台，所述状态是，以使所述气缸体的气缸排列方向与水平方向一致的方式将所述气缸体的安装曲轴箱的一侧的面与所述工作台对置地配置于所述工作台。

根据本发明，通过第2投光部而仅拍摄在通过第1投光部进行拍摄时判定为需要进行详细检查的部分以进行最终的气缸体的优良与否判定，因此，能够提供可进行高精度的检查、且能够缩短周期时间的工件检查装置。

此外，本发明的工件检查方法的特征在于，所述工件检查方法具有以下工序：第1拍摄工序，通过第1投光部对工件照射光，利用摄像部进行拍摄；第1优良与否判定工序，根据在所述第1拍摄工序中拍摄到的图像进行所述工件的优良与否判定；第2拍摄工序，通过所述第2投光部针对所述工件中的、在所述第1优良与否判定工序中被判定为不良的部分即第1不良判定部照射狭缝光，并利用所述拍摄部拍摄该第1不良判定部；以及第2优良与否判定工序，根据所述第2拍摄工序中拍摄的图像，从所述狭缝光的缘的形状检测所述工件的表面的凹凸，进行所述第1不良判定部的优良与否判定。

根据本发明的工件检查方法，通过第2投光部而仅拍摄在通过第1投光部进行拍摄时判定为需要进行详细检查的部分，并进行最终的工件的优良与否判定，因此，能够提供可进行高精度的检查、且能够缩短周期时间的工件检查方法。

附图说明

图1是示意地示出本发明的工件检查装置的实施方式的说明图。

图2是示出本实施方式的工件检查装置中利用了第1投光部的检查的说明图。

图3是示出本实施方式的工件检查装置中利用了第2投光部的检查的说明图。

图4是示意地示出本实施方式的工件检查装置的说明图。

图5是利用箭头示出本实施方式的工件检查装置中的工件的第1面的拍摄顺序的说明图。

图6是利用箭头示出本实施方式的工件检查装置中的工件的第2面(垫圈面)的拍摄顺序的说明图。

图7是利用箭头示出本实施方式的工件检查装置中的工件的第3面的拍摄顺序的说明图。

图8是利用箭头示出本实施方式的工件检查装置中的工件的第2面(垫圈面)中的详细检查的拍摄顺序的说明图。

图9是利用箭头示出本实施方式的工件检查装置中的工件的第4面的拍摄顺序的说明图。

图10是利用箭头示出本实施方式的工件检查装置中的工件的第5面(曲轴侧的面)的拍摄顺序的说明图。

图11是利用箭头示出本实施方式的工件检查装置中的工件的第6面的拍摄顺序的说明图。

图12是利用箭头示出本实施方式的工件检查装置中的工件的第5面(曲轴侧的面)中的详细检查的拍摄顺序的说明图。

具体实施方式

参照图1～图12对本发明的工件检查装置和工件检查方法的实施方式进行说明。其如图1所示，本实施方式的工件检查装置1具有：工作台3，其自如载置工件2；第1投光部4，其对工件2的检查对象面照射光；第2投光部5，其对工件2的检查对象面照射狭缝光；摄像部6，其由拍摄工件2的检查对象面的摄像头构成；摄像固定部7，如图4所示，其将摄像部6配置于与工件2的检查对象面分开的位置；直线移动机构8，其进行直线移动而自如地调整工作台3与摄像固定部7之间的相对距离；转动机构9，其具有处于与直线移动机构8的移动方向正交的方向上的旋转轴9a，以旋转轴9a为轴使摄像部6相对于摄像固定部7自如转动；优良与否判定部10，其如图1所示，根据由摄像部6拍摄的图像判定工件2的检查对象面是否是良品；以及控制部11，其对第1投光部4、第2投光部5、摄像部6、直线移动机构8和转动机构9进行控制。

优良与否判定部10由控制部11的一部分构成，控制部11通过由cpu和存储器等构成的电子单元构成，利用cpu执行在存储器等存储部中保持的控制程序，由此，发挥根据由摄像部6拍摄的图像对工件2的检查对象面的优良与否进行判定的功能。

控制部11具有以下工序：第1拍摄工序，通过第1投光部4对工件2的检查对象面照射光，利用摄像部6进行拍摄；详细检查部分判定工序，在存在根据第1拍摄工序中拍摄的图像判定为工件2的检查对象面中的需要进行详细检查的部分的情况下，将该判定出的部分设为需要详细检查部分；第2拍摄工序，针对详细检查部分判定工序中作为需要详细检查部分而选择出的工件2的检查对象面的部分，通过第2投光部5对工件2照射光，利用摄像部6进行拍摄；以及优良与否判定工序，根据第2拍摄工序中拍摄的图像判定需要详细检查部分的优良与否。

如图2所示，利用转动机构9和直线移动机构8将摄像部6自如地配置于第1位置，该第1位置是接收第1投光部4的投光在工件2的检查对象面被镜面反射后的反射光的位置，并且，如图3所示，利用转动机构9和直线移动机构8将摄像部6自如地配置于第2位置，该第2位置是接收第2投光部5的投光在工件2的检查对象面上被镜面反射后的反射光的位置，该第2投光部5的投光以与第1投光部4的投光向工件2的检查对象面入射的入射角度(例如10度)不同的入射角度(例如45度)投光到工件2的检查对象面。

控制部11为了防止在接收第1投光部4的反射光的情况下和接收第2投光部5的反射光的情况下由于入射角度不同导致入射角度出现差异而引起的对焦偏差，利用直线移动机构8调整工作台3与摄像固定部7的相对距离，以进行对焦(换言之，在基于第1投光部4的拍摄和基于第2投光部5的拍摄中，使工作距离(从透镜末端到被摄体的距离)固定)。另外，图1是示意图，看起来工作距离不固定，但是，实际上设定为工作距离固定。

如图4所示，在工作台3设置有使工件2在水平方向上左右前后移动的移动机构12。此外，在工作台3还设置有摆动机构13，该摆动机构13把持工件2的侧面，能够将工件2的后面、上表面、前面切换为检查对象面。

摄像固定部7与工作台3隔开间隔进行设置，以抑制或防止移动机构12的振动的传递。另外，“隔开间隔”意味着，在将工作台3设置于工厂的地(地面)上的情况下，虽然有时摄像固定部7也设置于地(地面)上，但是，该情况下，使工作台3和摄像固定部7隔开间隔而不直接接触。此外，第1投光部4用于二维形状测定，第2投光部5用于三维形状测定。摄像部6具有摄像元件。

摄像部6在用第1投光部4进行二维形状测定时，根据由摄像部6的摄像元件检测到的图像数据判定是否需要详细检查，在用第2投光部5进行三维形状测定时，根据由摄像部6的摄像元件检测到的图像数据判定需要详细检查部分的优良与否。在判定为需要详细检查部分不良的情况下，将工件2作为不良品进行处理。

工件2例如是内燃机的气缸体。在工作台3具有固定机构14，该固定机构14在如下状态下将气缸体固定于工作台3，该状态下，将气缸体的安装曲轴箱的一侧的面(一个面2a)与工作台3对置地配置于工作台3以使作为工件2的气缸体的气缸排列方向与水平方向一致。

在气缸体中要求精度高的垫圈面(气缸盖侧的面)的检查中，以二维计测时的测定像素和三维计测时的狭缝光在与气缸列方向正交的方向上延伸的方式进行配置来检查，由此，在垫圈面中，容易计测加工时(铣削加工时)的损伤，能够高精度地计测工件2的加工面。

本实施方式的工件检查方法具有以下工序：第1拍摄工序，通过第1投光部4的工件2照射光，利用摄像部6进行拍摄；详细检查部分判定工序，在存在根据第1拍摄工序中拍摄的图像判定为需要进行工件2的详细检查的部分的情况下，将判定出的部分设为需要详细检查部分；第2拍摄工序，在详细检查部分判定工序中设定了需要详细检查部分的情况下，通过第2投光部5对工件2的需要详细检查部分照射狭缝光，利用摄像部6对该需要详细检查部分进行拍摄；以及优良与否判定工序，根据第2拍摄工序中拍摄的图像，根据狭缝光的缘的形状检测工件2的检查对象面(表面)的凹凸，进行需要详细检查部分的优良与否的判定。

在本实施方式中，在作为工件2的气缸体以垫圈面2b(气缸盖侧的面)为上表面被固定于工作台3的情况下，通过利用摆动机构13使气缸体摆动，不仅能够进行图6所示的垫圈面2b(气缸盖侧的面。第2面)的检查，还能够进行图5所示的前表面2c(第1面)和图7所示的后表面2d(第3面)的检查。

因此，在使用本实施方式的工件检查装置1的工件检查方法中，首先，按照图5～图7的顺序，沿着各图中标注的箭头利用第1投光部4的光对各面进行拍摄，使拍摄的图像重叠一部分并进行连接，针对连接后的图像，根据为了去除亮度不均而预先存储的作为基准的图像求出差分，对差分图像进行二值化处理，确定需要详细检查部分。

接着，如图8所示，在所确定的需要详细检查部分存在于垫圈面2b(气缸盖侧的面。第2面。)的2个部位的情况下，使控制部11的存储装置存储基于预先设定的基准点的需要详细检查部分的位置，设定需要详细检查部分，对需要详细检查部分照射第2投光部5的狭缝光，根据狭缝光的侧缘(划分明暗的边界部分)的阶梯差，测定需要详细检查部分的凹凸，在根据该凹凸判定而判定为存在加工伤痕或面粗糙度不良等的情况下，将工件2作为不良品来处理。

接着，使作为工件2的气缸体的曲轴侧的面2a(图10的面)朝上，以把持气缸体的第1面2c和第3面2d的方式载置于工作台3，如图9～图12所示，从第4面2e起按照第5面2a、第6面2f的顺序拍摄图像，在设定了需要详细检查部分的情况下，如图12所示(在图12中示出作为一个面的第5面2a)，进行判定高低差的三维检查。

根据本实施方式的工件检查装置1和工件检查方法，通过第2投光部5，仅拍摄在通过第1投光部4进行拍摄时判定为需要进行详细检查的部分，利用控制部11的优良与否判定部10进行最终的作为工件2的气缸体的优良与否判定，因此，能够提供能够进行高精度的检查、且能够缩短周期时间的工件检查装置1。

此外，根据本实施方式，即使在利用各自的入射角度不同的第1投光部4和第2投光部5而通过1个拍摄部6拍摄工件2的检查对象面的情况下，也能够通过利用直线移动机构8调整工作台3与摄像固定部7的相对距离，使拍摄部对焦。

此外，在本实施方式中，在工作台3设置有使工件2移动的移动机构12，摄像固定部7与工作台2隔开间隔而设置以抑制或防止移动机构12的振动的传递。通过这样构成，即使一边通过移动机构12使工件2以比较快的速度移动一边检查工件2，移动机构12的振动也很难传递到摄像部6，能够进行高精度的检查。

另外，工件2不限于气缸体，例如也可以是气缸盖、曲轴、动力传递装置的外壳。

标号说明

1：工件检查装置；

2：工件；

2a：一个面(曲轴侧的面。第5面。)；

2b：另一个面(垫圈面。气缸盖侧的面。第2面。)；

2c：第1面；

2d：第3面；

2e：第4面；

2f：第6面；

3：工作台；

4：第1投光部；

5：第2投光部；

6：摄像部；

7：摄像固定部；

8：直线移动机构；

9：旋转机构；

9a：旋转轴；

10：优良与否判定部；

11：控制部；

12：移动机构；

13：摆动机构；

14：固定机构；

100：需要详细检查部分。