專利名稱：物品的外觀檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對物品尤其對由擠壓機(jī)擠壓成形的鋁擠壓型材表面上所發(fā)生的外觀缺陷 進(jìn)行檢査的物品的外觀檢査裝置。
背景技術(shù)：
鋁擠壓型材是以鋁或鋁合金為原材料由擠壓機(jī)擠壓成形的，廣泛用于門窗設(shè)備等。
這種鋁擠壓型材的表面有時(shí)會(huì)發(fā)生外觀缺陷，根據(jù)該外觀缺陷的程度，有時(shí)這種鋁擠 壓型材的表面狀態(tài)較差，不能作為產(chǎn)品使用。因此，必須檢查鋁擠壓型材的表面上是否有 不能作為產(chǎn)品使用程度的外觀缺陷，把有這種外觀缺陷的鋁擠壓型材作為不合格品。
以往，通過作業(yè)者目視鋁擠壓型材的表面狀態(tài)，來檢査發(fā)生于該鋁擠壓型材表面的外 觀缺陷，在根據(jù)該外觀缺陷判斷鋁擠壓型材的表面狀態(tài)不能作為產(chǎn)品使用的場合，就把這 種鋁擠壓型材當(dāng)作不合格品。
但是，若采用通過作業(yè)者的目視而進(jìn)行的外觀檢査，有時(shí)因該作業(yè)者熟練程度的差別 等對不能用作產(chǎn)品的不合格品的判斷也會(huì)有差異，檢査結(jié)果因作業(yè)者而不同，不合格品的 判斷很亂，可靠性方面不充分。
因此，將鋁擠壓型材的外觀檢査予以機(jī)械化的外觀檢查裝置例如被揭示在日本專利公 開2004—061311號公報(bào)上。
這種鋁擠壓型材的外觀檢査裝置采用攝像機(jī)對由擠壓機(jī)擠壓成形后不久的鋁擠壓型 材的表面進(jìn)行攝像，通過對該圖像進(jìn)行圖像處理而檢査外觀缺陷的程度，根據(jù)該外觀缺陷 的程度判斷為不合格品。
具體而言，上述裝置將對鋁擠壓型材表面拍攝好的圖像分割成小區(qū)域，該小區(qū)域在與 擠出方向直行的主掃描方向及與擠壓方向平行的副掃描方向分別具有規(guī)定的寬度，對其中 至少二個(gè)小區(qū)域的平均濃度進(jìn)行比較，儲(chǔ)存最大與最小的平均濃度差的絕對值，將該濃度 差與預(yù)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在基準(zhǔn)值以上時(shí)，判斷為不合格品。
前述以往的外觀檢查裝置，對于被稱為條紋的沿著擠壓方向而色調(diào)不同的帶狀圖形的 外觀缺陷的檢査是有效的。
但是，鋁擠壓型材表面上所發(fā)生的外觀缺陷，不僅有前述的條紋，而且還會(huì)發(fā)生其它 的外觀缺陷。
例如，發(fā)生被稱為模壓痕跡、表面粗糙的外觀缺陷。
這些被稱為模壓痕跡、表面粗糙和前述條紋的外觀缺陷所造成的表面狀態(tài)的好壞，可 以通過前述作業(yè)者的目視的外觀檢查分別檢測出，但是，采用以往的外觀檢查裝置有時(shí)無 法檢測出被稱為模壓痕跡和表面粗糙的外觀缺陷所造成的表面狀態(tài)的好壞。
另外，若如前述以往的外觀檢査裝置那樣，根據(jù)經(jīng)圖像處理所得的濃度差與基準(zhǔn)值的 比較結(jié)果來進(jìn)行合格品和不合格品的判定，則有時(shí)不能可靠地選定合格品和不合格品。例 如，如前所述那樣由圖像處理所得出的合格品、不合格品的判定與作業(yè)者通過目視的外觀 檢査所得出的合格品、不合格品的判定有時(shí)不一致，有時(shí)會(huì)發(fā)生如下情況即使是由外觀 檢查裝置判定為合格品的物品，經(jīng)作業(yè)者通過目視的外觀檢査而判定為不合格品，或與此 相反，通過目視而將判定為不合格品的物品判定為合格品。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種物品的外觀檢査裝置，能可靠地選定合格品、不合 格品，并能檢測出發(fā)生于物品表面的各種外觀缺陷，例如發(fā)生于鋁擠壓型材表面的被稱為 條紋、模壓痕跡、表面粗糙的外觀缺陷所造成的表面狀態(tài)的好壞，并能將表面狀態(tài)無法用 作為產(chǎn)品程度的鋁擠壓型材作為不合格品檢測出。
本發(fā)明是一種物品的外觀檢査裝置，其特征在于，具有能可靠地選定合格品、不合 格品并對物品表面進(jìn)行攝像的攝像裝置1;以及獲取由所述攝像裝置1攝取的圖像的圖像 處理裝置3，所述圖像處理裝置3具有多個(gè)圖像處理部，各個(gè)圖像處理部將所獲取的圖像 與每個(gè)圖像處理部所設(shè)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)，所述圖像處理裝置3具有加權(quán)部 (重*，^部)，該加權(quán)部對多個(gè)圖像處理部的評價(jià)進(jìn)行加權(quán)，對物品進(jìn)行合格品和不合格 品的判定。
在本發(fā)明中，多個(gè)圖像處理部最好進(jìn)行如下處理對所獲取的圖像在設(shè)定的檢查區(qū)域 檢測亮度，與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)；將所獲取的圖像的檢查區(qū)域分割成多個(gè)檢査塊， 在各檢查塊檢測亮度，與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)；以及在所獲取的圖像的檢査區(qū)域內(nèi) 設(shè)定小區(qū)域，使該小區(qū)域移動(dòng)，在移動(dòng)中的設(shè)定位置檢測亮度，與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并 評價(jià)。
這樣，由于分別在所設(shè)定的檢查區(qū)域、分割成多個(gè)的檢查塊和移動(dòng)檢査區(qū)域的小區(qū)域
中檢測亮度，與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)，故能可靠地檢測外觀缺陷點(diǎn)，有利于進(jìn)行正 確的合格品和不合格品的判定。
在本發(fā)明中，最好是，所述圖像處理裝置3具有第1、第2、第3、第4和第5圖像處 理部，該第1圖像處理部將所獲取的圖像的明亮部分與黑暗部分的亮度差與判定基準(zhǔn)值進(jìn) 行比較并評價(jià)，所述第2圖像處理部將所獲取的圖像的明亮部分與黑暗部分的亮度差的比 例與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)，所述第3圖像處理部將所獲取的圖像分割成多個(gè)檢査塊， 算出該每個(gè)檢査塊的亮度差，將具有亮度差閾值以上的亮度差的檢査塊的數(shù)量與判定基準(zhǔn) 值進(jìn)行比較并評價(jià)，所述第4圖像處理部將所獲取的圖像分割成多個(gè)檢查塊，根據(jù)該每個(gè) 檢査塊的平均亮度而算出最大平均亮度差，將該最大平均亮度差與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并 評價(jià)，所述第5圖像處理部算出所獲取的圖像的多個(gè)小區(qū)域的亮度峰態(tài)，將該最大的亮度 峰態(tài)與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)。
在本發(fā)明中，最好是，加權(quán)部對由多個(gè)圖像處理部檢測出的評價(jià)進(jìn)行加權(quán)即乘上系數(shù)， 將已乘上該系數(shù)的數(shù)值相加，將相加后的數(shù)值與平均基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，判定合格品和不合 格品。
這樣，當(dāng)由加權(quán)部20對多個(gè)圖像處理部的評價(jià)進(jìn)行加權(quán)時(shí)，對評價(jià)乘上系數(shù)，再將 各圖像處理部的評價(jià)乘上該系數(shù)后所得的數(shù)值相加，并與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較來判定合格 品和不合格品，因此，可通過加權(quán)來改變評價(jià)對于判定的影響，由此，能進(jìn)行可靠的外觀 缺陷的檢測及與目視同等的檢查。此外，可特定外觀缺陷的種類。
對本發(fā)明中的評價(jià)所加權(quán)重，最好是，對每個(gè)進(jìn)行該評價(jià)的圖像處理，根據(jù)該評價(jià)對 物品外觀的影響度來決定。
例如，對于影響度較大的評價(jià)，乘上較大的系數(shù)，將該評價(jià)設(shè)為重要，對于影響度較 小的評價(jià)，乘上較小的系數(shù)，將該評價(jià)設(shè)為不太重要。
這樣，將乘上各系數(shù)后的數(shù)值相加后的數(shù)值，由于與目視檢査時(shí)的判定值相同，故可 進(jìn)行與目視相同的檢查。
對所述物品外觀的影響度是指外觀缺陷的醒目度、該外觀缺陷是否會(huì)因物品的后處理 工序而變得難以看清等。
在本發(fā)明中，攝取的物品是鋁擠壓型材5，所述攝像裝置1設(shè)在擠壓機(jī)4的擠出側(cè)， 對剛擠壓的鋁擠壓型材5的表面進(jìn)行攝像，所述圖像處理裝置3具有對所獲取的圖像進(jìn)行 前處理的前處理部7，該前處理部7最好作成這樣的結(jié)構(gòu)具有對擠壓成形而成的鋁擠壓 型材的抖動(dòng)所造成的圖像的抖動(dòng)模糊進(jìn)行修正形成無抖動(dòng)模糊圖像的功能。
這樣，根據(jù)無抖動(dòng)模糊的圖像而由第1 第5圖像處理部進(jìn)行圖像處理并作為不合格 品，故可正確地檢測出不合格品。
在本發(fā)明中，最好是，具有將物品的進(jìn)行攝像部分的表面照亮的照明裝置2，所述照 明裝置2具有多個(gè)照明器件2a，各照明器件2a可分別調(diào)整照射光的方向。
這樣，可根據(jù)鋁擠壓型材的表面的階梯而正確地將光照射在較高部分和較低部分，可 正確地檢查具有階梯表面的表面狀態(tài)。


圖1是外觀檢查裝置的結(jié)構(gòu)說明圖。
圖2是照明裝置的詳細(xì)說明圖。
圖3是對圖像檢査區(qū)域的亮度進(jìn)行檢測的說明圖。
圖4是對圖像檢查區(qū)域的亮度進(jìn)行檢測的說明圖。
圖5是對圖像檢査區(qū)域的亮度進(jìn)行檢測的說明圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，由攝像裝置l、照明裝置2和圖像處理裝置3作成外觀檢査裝置。 鋁擠壓型材5由擠壓機(jī)4沿箭頭方向擠壓成形。該鋁擠壓型材5是檢查對象的物品。 所述攝像裝置1對鋁擠壓型材5的表面進(jìn)行攝像。例如，用線路傳感攝像機(jī)對鋁擠壓
型材5表面的與擠壓方向成直角的方向進(jìn)行攝像。
所述照明裝置2照亮鋁擠壓型材5的表面。例如，用LED將光照射在所述鋁擠壓型材
5表面上的、攝像裝置1所攝像的攝像部分。
所述圖像處理裝置3具有獲取攝像裝置1所攝像的鋁擠壓型材5表面的圖像的圖像
獲取部6;將該獲取后的圖像進(jìn)行前處理的前處理部7;根據(jù)前處理后的圖像進(jìn)行圖像處
理，即與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并加以評價(jià)的多個(gè)圖像處理部10;對該多個(gè)圖像處理部10
的評價(jià)進(jìn)行加權(quán)的加權(quán)部20;根據(jù)加權(quán)后的結(jié)果對檢査對象物即鋁擠壓型材5表面的外觀
缺陷的程度(即表面狀態(tài))進(jìn)行類推來判定物品是合格品或不合格品的判定部30;以及顯示
該判定結(jié)果等的監(jiān)視器40。
所述圖像處理部10具有根據(jù)所獲取的圖像進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算部8;以及對該運(yùn)算結(jié)果
與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)的評價(jià)部9。
在本實(shí)施方式中，具有5個(gè)圖像處理部，例如第1 第5圖像處理部1(^ 105。
所述攝像裝置1配置在擠壓機(jī)4的擠出側(cè)的位置，對鋁擠壓型材5的剛擠壓部分的表 面進(jìn)行攝像，該圖像馬上被送到圖像處理裝置3。
由此，可馬上對擠壓成形后的鋁擠壓型材進(jìn)行外觀檢査，故能在圖像處理裝置3將其 判定為不合格品的場合，馬上將擠壓機(jī)4停止等，從而可進(jìn)一步減少不合格品的發(fā)生。
攝像裝置l的配置位置不限于前述的位置，可配置在鋁擠壓型材的氧化鋁膜處理后的 輸送線上對氧化鋁膜處理后的表面進(jìn)行攝像，進(jìn)行外觀檢査，也可配置在鋁擠壓型材5的 噴涂處理后的輸送線上對噴涂后的表面進(jìn)行攝像，進(jìn)行外觀檢查。
圖1所示的攝像裝置1是對鋁擠壓型材5的上表面進(jìn)行攝像，但并不限于此，也可對 鋁擠壓型材5的下表面、側(cè)面進(jìn)行攝像。
也可設(shè)置多個(gè)攝像裝置l，對鋁擠壓型材5的多個(gè)面進(jìn)行攝像。
在該場合，分別根據(jù)一個(gè)面的圖像來判定合格品和不合格品。
所述照明裝置2具有多個(gè)LED等的照明器件2a，各個(gè)照明器件2a分別可調(diào)整照射光 的方向，根據(jù)鋁擠壓型材5的表面形狀而調(diào)整照射光的方向，從而可用攝像裝置1對有階 梯的表面良好地進(jìn)行攝像。
例如，如圖2所示，在鋁擠壓型材5的表面形狀具有較高部分5a和較低部分5b，即 存在階梯的場合，調(diào)整一個(gè)照明器件2a使得光照射在較高部分5a上，調(diào)整另一個(gè)照明器 件2a使得光照射在較低部分5b，從而使兩部分的亮度一致。
艮P，若采用一個(gè)照明器件2a對較高部分5a照射光，則較低部分5b就處于較高部分 5a的影子里，光照射不到較低部分5b，較低部分5b變暗，因此，有時(shí)無法對該較低部分 5b進(jìn)行攝像。
這樣，用攝像裝置1在相同條件下對有階梯的表面進(jìn)行攝像，可正確地檢査有該階梯 表面的表面狀態(tài)。
關(guān)于所述照明器件2a的調(diào)整，可以進(jìn)行手動(dòng)操作，但最好根據(jù)鋁擠壓型材的形狀信 息來設(shè)定。
所述照明器件2除了前述的以外，還可使用例如太陽光。此時(shí)，用光纖接受太陽光， 通過光纖照射檢查面。此時(shí)，通過控制太陽光的光量和光的指向性的裝置將太陽光用于照 明裝置。
另外，也可不設(shè)置前述的照明裝置2，而僅僅利用設(shè)置有該外觀檢査裝置的空間內(nèi)的光。
所述攝像裝置1所攝像的圖像由圖像獲取部6獲取，在鋁擠壓型材5的表面有外觀缺
陷的場合，在該圖像上，作為與擠壓方向垂直的方向上亮度不同的部分，呈現(xiàn)沿?cái)D壓方向 連續(xù)的帶狀。
即，鋁擠壓型材的表面有外觀缺陷的部分和無外觀缺陷的部分由于亮度不同，而在前 述的圖像上發(fā)生與外觀缺陷對應(yīng)的亮度不同的帶狀部分。
為便于前處理部7檢査所述圖像而對所述圖像進(jìn)行編輯。
在前述的所獲取的圖像有抖動(dòng)模糊的場合，用前處理部7對圖像進(jìn)行修正，形成無抖 動(dòng)模糊的圖像。
即，當(dāng)鋁擠壓型材5從擠壓機(jī)4連續(xù)擠壓時(shí)，在與其擠壓方向垂直的方向抖動(dòng)，由于 攝像裝置1對該抖動(dòng)的鋁擠壓型材5進(jìn)行攝像，所以所獲取的圖像沿?cái)D壓方向?yàn)椴睿?br> 述的帶狀部分沿?cái)D壓方向不是直線狀而是波狀。 將這種情況稱為圖像抖動(dòng)模糊。
在有該圖像抖動(dòng)模糊的場合，由前處理部7進(jìn)行圖像修正并將帶狀部分沿?cái)D壓方向作 成直線狀。
另外，通過與鋁擠壓型材的抖動(dòng)同步地沿抖動(dòng)方向機(jī)械性地?cái)[動(dòng)攝像裝置1，也可獲 取無抖動(dòng)模糊的圖像。
所述運(yùn)算部8，根據(jù)前述的鋁擠壓型材5表面的所獲取圖像的檢査區(qū)域內(nèi)的亮度之差 來運(yùn)算各種數(shù)值。
例如，具有第l、第2、第3、第4、第5運(yùn)算部8h 82、 83、 84、 85。
所述評價(jià)部9，通過比較由運(yùn)算部8算出的各種數(shù)值和每個(gè)運(yùn)算處理部10, 105所設(shè)
定的各種判定基準(zhǔn)值來進(jìn)行評價(jià)。
例如，具有第l、第2、第3、第4、第5評價(jià)部9i、 92、 93、 94、 95。
現(xiàn)對所述第1運(yùn)算部8,的運(yùn)算和第1評價(jià)部9,的判定進(jìn)行說明。
如圖3所示，所獲取圖像的檢査區(qū)域a上，存在著在與擠壓方向A垂直的方向B上亮
度不同的部分b、 c、 d、 e、 f，部分c、 e是沿?cái)D壓方向A的帶狀。
第l運(yùn)算部8,檢測前述的各部分b f的亮度，算出其最大亮度與最小亮度之差(最大
亮度差)l。
所述第1評價(jià)部9t具有第1亮度差判定基準(zhǔn)值d和第2亮度差判定基準(zhǔn)值C2，該第2 亮度差判定基準(zhǔn)值C2是比第1亮度差判定基準(zhǔn)值d大的數(shù)值。
并且，最大亮度差&若小于第l亮度差判定基準(zhǔn)值d，則評價(jià)為合格品的可能性高。 所述最大亮度差Xi若是第1亮度差判定基準(zhǔn)值d以上、小于第2亮度差判定基準(zhǔn)值C2，則評價(jià)為中間品。
所述最大亮度差l若是第2亮度差判定基準(zhǔn)值C2以上，則評價(jià)為不合格品的可能性高。 通過所述第1運(yùn)算部8,與第1評價(jià)部9,，檢測鋁擠壓型材5的表面是否發(fā)生被稱為過
度的條紋的外觀缺陷、被稱為表面粗糙的外觀缺陷，由此是否會(huì)導(dǎo)致表面狀態(tài)差到不能作
為產(chǎn)品使用的程度。
艮卩，發(fā)生于鋁擠壓型材表面的被稱為條紋的外觀缺陷部分與其它部分，由于光的反射 程度不同，故在前述的所獲取圖像中產(chǎn)生亮度不同的帶狀部分，若該亮度差大，則前述的 被稱為條紋的外觀缺陷就明顯。
也就是說，前述的第1運(yùn)算部8,與第1評價(jià)部9,，是將圖像的明亮部分和黑暗部分的 亮度差與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)的第1圖像處理部。
現(xiàn)對所述第2運(yùn)算部82的運(yùn)算和第2評價(jià)部92的判定進(jìn)行說明。
所述第2運(yùn)算部82與第1運(yùn)算部8i相同，對圖3所示的檢査區(qū)域a的最大亮度與最小 亮度進(jìn)行檢測，算出最小亮度相對于該最大亮度的比例(最小亮度/最大亮度)即亮度差比 例X2。
所述第2評價(jià)部92具有第1亮度差比例判定基準(zhǔn)值D,和第2亮度差比例判定基準(zhǔn)值 D2，該第1亮度差比例判定基準(zhǔn)值D:大于第2亮度差比例判定基準(zhǔn)值D2。
并且，亮度差比例X2若是第1亮度差比例判定基準(zhǔn)值D,以上，則評價(jià)為合格品的可能 性高。
所述亮度差比例&若小于第1亮度差比例判定基準(zhǔn)值為第2亮度差比例判定基準(zhǔn) 值D2以上，則評價(jià)為中間品。
所述亮度差比例&若小于第2亮度差比例判定基準(zhǔn)值D2，則評價(jià)為不合格品的可能性高。
由前述的第2運(yùn)算部82與第2評價(jià)部92，可檢測出前述的第l運(yùn)算部8,與第l評價(jià)部 9,不能檢測出的被稱為過度的條紋的外觀缺陷、被稱為表面粗糙的外觀缺陷，并檢測出是 否由此導(dǎo)致表面狀態(tài)差到不能作為產(chǎn)品使用的程度。
艮卩，因鋁擠壓型材表面整體的明暗的差使上述稱為條紋的外觀缺陷的可見狀態(tài)不同， 暗淡的部分比明亮的部分顯眼。因此，鋁擠壓型材表面整體暗淡時(shí)，即使在上述輝度差小 于判定基準(zhǔn)值時(shí)，稱為條紋的外觀缺陷也明顯，需要判定成不合格品的可能性大，但上述 第1運(yùn)算部8,和第1評價(jià)部9:無法可靠地進(jìn)行檢測。
因此，根據(jù)亮度差比例，考慮鋁擠壓型材表面整體的明暗程度對亮度差的影響，由此，
即使亮度差小于判定基準(zhǔn)值，只要亮度差比例小，則評價(jià)為不合格品的可能性高。
艮P，所述第2運(yùn)算部82與第2評價(jià)部92，是將圖像的明亮部分和黑暗部分的亮度差的
比例(最小亮度/最大亮度)與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)的第2圖像處理部。 現(xiàn)對所述第3運(yùn)算部83的運(yùn)算和第3評價(jià)部93的判定進(jìn)行說明。 如圖4所示，將圖像的檢査區(qū)域a沿與擠壓方向A垂直的方向B等分為多個(gè)檢査塊。
例如，分割成第l、第2、第3檢査塊a—l、 a—2、 a—3。
對于每個(gè)分割后的檢查塊，與前述相同地檢測亮度，并分別算出最大亮度和最小亮度
之差(最大亮度差)。例如，分別算出前述的第l、第2、第3檢査塊a—l、 a—2、 a—3的
最大亮度差。
分別將各個(gè)最大亮度差與所設(shè)定的亮度差閾值進(jìn)行比較，算出最大亮度差為亮度差閾 值以上的檢査塊的數(shù)量，該數(shù)量除以整體檢查塊的數(shù)量并算出檢査塊亮度差X3(超過亮度 差閾值的檢查塊數(shù)/總檢查塊數(shù))。例如，在第l、第2檢查塊a—l、 a—2的最大亮度差為 亮度差閾值以上的場合，檢査塊亮度差Xs是0. 67 (2/3)。
所述第3評價(jià)部93具有第1檢查塊亮度差判定基準(zhǔn)值^和第2檢査塊亮度差判定基準(zhǔn) 值E2，第2檢査塊亮度差判定基準(zhǔn)值E2是大于第1檢査塊亮度差判定基準(zhǔn)值E,的數(shù)值。
并且，檢查塊亮度差X3若小于第1檢査塊亮度差判定基準(zhǔn)值E,，則評價(jià)為合格品的可 能性高。
所述檢査塊亮度差X3在第1檢查塊亮度差判定基準(zhǔn)值E,以上、小于第2檢查塊亮度差 判定基準(zhǔn)值E2的場合，評價(jià)為中間品。
所述檢査塊亮度差L在第2檢查塊亮度差判定基準(zhǔn)值E2以上的場合，則評價(jià)為不合格 品的可能性高。
由所述第3運(yùn)算部83和第3評價(jià)部93檢測被稱為表面粗糙的外觀缺陷，由此，當(dāng)表面 狀態(tài)差到不能作為產(chǎn)品使用程度時(shí)，作為不合格品。
艮P，把鋁擠壓型材的表面整體(與擠壓方向垂直的方向的整個(gè)區(qū)域)上發(fā)生了窄幅的細(xì) 小凹凸的情況作為被稱為表面粗糙的表面缺陷。
在該場合，在圖像上沿與擠壓方向垂直的方向存在多個(gè)窄幅、且亮度不同的部分，所 以將該圖像劃分為多個(gè)檢査塊，該檢查塊亮度差為判定基準(zhǔn)值以上的檢査塊的數(shù)量就多， 因此，通過前述那樣操作，則可檢測被稱為表面粗糙的表面缺陷。
艮P，前述的第3運(yùn)算部83與第3評價(jià)部93，是將圖像分割成多個(gè)檢查塊、算出該每個(gè) 檢査塊的亮度差并將具有亮度差閾值以上的亮度差的檢查塊的數(shù)量與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比
較并評價(jià)的第3圖像處理部。
現(xiàn)對所述第4運(yùn)算部84的運(yùn)算和第4評價(jià)部94的判定進(jìn)行說明。
如圖4所示，將圖像的檢査區(qū)域a分割成多個(gè)檢査塊。例如，分割成第l、第2、第3
檢査塊a—l、 a—2、 a—3。
對于每個(gè)分割后的檢査塊，依次檢查與擠壓方向垂直的方向的亮度，并分別檢測平均亮度。
并且，比較分別檢測出的每個(gè)檢查塊的平均亮度，算出最大的平均亮度(最大平均亮 度)與最小的平均亮度(最小平均亮度)之差(最大平均亮度差)X4。
第4評價(jià)部94具有第1最大平均亮度差判定基準(zhǔn)值R和第2最大平均亮度差判定基準(zhǔn) 值F2，該第1最大平均亮度差判定基準(zhǔn)值F,是小于第2最大平均亮度差判定基準(zhǔn)值&的數(shù) 值(F刷。
并且，在最大平均亮度差1小于第1最大平均亮度差判定基準(zhǔn)值卩1時(shí)，評價(jià)為合格品 的可能性高。
在所述的最大平均亮度差X,是第1最大平均亮度差判定基準(zhǔn)值R以上、小于第2最大 平均亮度差判定基準(zhǔn)值F2時(shí)，評價(jià)為中間品。
在所述的最大平均亮度差A(yù)為第2最大平均亮度差判定基準(zhǔn)值F2以上時(shí)，評價(jià)為不合 格品的可能性高。
通過所述第4運(yùn)算部84與第4評價(jià)部94檢查被稱為條紋的外觀缺陷。
艮P，所述第4運(yùn)算部84與第4評價(jià)部94，是將圖像分割成多個(gè)檢査塊、根據(jù)該每個(gè)檢
査塊的平均亮度算出最大平均亮度差并對該最大平均亮度差與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評
價(jià)的第4圖像處理部。
現(xiàn)對所述第5運(yùn)算部85的運(yùn)算和第5評價(jià)部95的評價(jià)進(jìn)行說明。
如圖5(a)所示，在圖像的檢查區(qū)域a內(nèi)，將小區(qū)域Y(斜線部分)設(shè)定為比該檢查區(qū)域
a的整個(gè)寬度(與擠壓方向垂直的方向的尺寸)H小的寬度H,。
從圖5(a)所示的寬度方向一端使該小區(qū)域Y如圖5(b)、 (c)所示那樣依次移動(dòng)規(guī)定的
移動(dòng)量L,，直至寬度方向的另一端，對于每個(gè)移動(dòng)后的小區(qū)域Y，與前述相同，沿寬度方
向檢測每個(gè)微小間隔的亮度。該移動(dòng)量Li小于前述的小區(qū)域Y的寬度H,。
對于每個(gè)前述的各小區(qū)域Y，提取該小區(qū)域內(nèi)的最大亮度和寬度方向兩端的亮度，分
別算出該最大亮度與一端的亮度差、該最大亮度與另一端的亮度差，加上各自的亮度差并
檢測各小區(qū)域中的亮度的峰態(tài)。
并且，算出已算出的各小區(qū)域中的亮度峰態(tài)的最大值(最大亮度峰態(tài)值)X5。這里，所 謂的寬度方向是小區(qū)域移動(dòng)的方向。
所述第5評價(jià)部95具有第1亮度峰態(tài)判定基準(zhǔn)值G'和第2亮度峰態(tài)判定基準(zhǔn)值G2，第 1亮度峰態(tài)判定基準(zhǔn)值d是小于第2亮度峰態(tài)判定基準(zhǔn)值G2的數(shù)值fe〈G》。
并且，在最大亮度峰態(tài)值X5小于第1亮度峰態(tài)判定基準(zhǔn)值G,時(shí)，評價(jià)為合格品的可能 性高。
在所述最大亮度峰態(tài)值Xs是第1亮度峰態(tài)判定基準(zhǔn)值G,以上、小于第2亮度峰態(tài)判定 基準(zhǔn)值G2時(shí)，評價(jià)為中間品。
所述最大亮度峰態(tài)值Xs為第2亮度峰態(tài)判定基準(zhǔn)值G2以上時(shí)，評價(jià)為不合格品的可能 性高。
由所述第5運(yùn)算部85和第5評價(jià)部95對被稱為模壓痕跡的外觀缺陷進(jìn)行檢測，由此， 當(dāng)表面狀態(tài)差到不能作為產(chǎn)品使用的程度時(shí)，作為不合格品。
艮口，把鋁擠壓型材表面的一部分上具有比其它部分特別明亮的帶狀部分的情況作為被 稱為模壓痕跡的外觀缺陷。
在該場合，由于在圖像上存在特別明亮的帶狀部分，所以如前所述，只要算出圖像(檢 查區(qū)域)的多個(gè)小區(qū)域的亮度峰態(tài)，該最大亮度峰態(tài)是判定基準(zhǔn)值以上，則就存在前述的 特別明亮的帶狀部，因此可檢測出發(fā)生于鋁擠壓型材表面的被稱為模壓痕跡的外觀缺陷， 作為不合格品。
艮卩，前述的第5運(yùn)算部85和第5評價(jià)部95，是對圖像的多個(gè)小區(qū)域分別算出亮度峰態(tài)、 將該最大亮度峰態(tài)與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)的第5圖像處理部。
為了利用上述第l、第2、第3、第4、第5圖像處理部瓜 105與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比 較，根據(jù)評價(jià)為合格品、中間品、不合格品的結(jié)果來判定物品的合格品、不合格品、中間 品，在上述圖像處理裝置3中如圖1所示設(shè)置了加權(quán)部20。該加權(quán)部20的用途是將5個(gè) 圖像處理部的檢測情況予以綜合進(jìn)行判定，以該加權(quán)后的數(shù)值為基礎(chǔ)，由判定部30進(jìn)行 最終的判定，即對物品進(jìn)行合格品、不合格品和中間品的判定。
下面說明前述的加權(quán)部20。
前述的加權(quán)部20是，將經(jīng)各圖像處理部評價(jià)得到的數(shù)值乘上預(yù)先設(shè)定的系數(shù)，把該 評價(jià)作為已加權(quán)后的數(shù)值。
并且，由判定部30加上已乘上各系數(shù)并加了權(quán)的評價(jià)，將該相加后的數(shù)值與判定基 準(zhǔn)值進(jìn)行比較，最終將物品判定為合格品、中間品和不合格品。
也就是說，在評價(jià)中，在把合格品的可能性為高時(shí)的評價(jià)設(shè)為較大的數(shù)字、把不合格 品的可能性為高時(shí)的評價(jià)設(shè)為較小數(shù)字的場合，加上了已乘上各系數(shù)后的數(shù)值若是判定基 準(zhǔn)值(設(shè)定為基準(zhǔn)的數(shù)值)以上，則判定為合格品。在低于判定基準(zhǔn)值的場合，則判定為不 合格品。
在欲判定中間品的場合，設(shè)定大小二個(gè)前述的判定基準(zhǔn)值，只要如前述那樣當(dāng)相加后 的數(shù)值為該二個(gè)判定基準(zhǔn)值之間時(shí)判定為中間品即可。
另外，在評價(jià)中，在把不合格品的可能性為高時(shí)的評價(jià)作為較大數(shù)字、把合格品的可 能性為高時(shí)的評價(jià)作為較小數(shù)字的場合，與前述相反，若相加后的數(shù)值是判定基準(zhǔn)值以上， 則判定為不合格品，在低于判定基準(zhǔn)值的場合，判定為合格品。關(guān)于中間品，與上述相同， 設(shè)定二個(gè)判定基準(zhǔn)值。
例如，對于由第1 第5評價(jià)部9: 9s評價(jià)后的數(shù)值，分別乘上預(yù)先設(shè)定的系數(shù)，將 評價(jià)加權(quán)。
該系數(shù)例如根據(jù)第1 第5評價(jià)部A 95的評價(jià)對物品外觀的影響度來設(shè)定。具體地 說，若影響度大則將系數(shù)設(shè)定得大，若影響度小則將系數(shù)設(shè)定得小。即，用于加權(quán)的系數(shù) 使物品的判定與作業(yè)者的目視同等。
作為其一個(gè)例子是，對系數(shù)進(jìn)行設(shè)定，使得實(shí)際用外觀檢查裝置對目視判定為不合格 品的鋁擠壓型材進(jìn)行檢查時(shí)，判定為不合格品。
也就是說，即使任一圖像處理部評價(jià)為不合格品的可能性高，通過加權(quán)有時(shí)也判定為 合格品。
如此，通過利用經(jīng)加權(quán)的評價(jià)來判定，能可靠地發(fā)現(xiàn)被稱為條紋或模壓痕跡、表面粗 糙的外觀缺陷。另外，還可特定該外觀缺陷的種類。
在有外觀缺陷的場合，可將信號發(fā)送給控制部，將擠壓機(jī)4停止，或自動(dòng)地進(jìn)行擠壓 速度的控制等。
這樣，可減少不合格品的數(shù)量。
在后道工序中，鋁擠壓型材被進(jìn)行氧化鋁膜處理或噴涂處理等表面處理，但可進(jìn)行與 該表面處理的種類相適應(yīng)的判定。
例如，由于對鋁擠壓成形后的鋁擠壓型材進(jìn)行了氧化鋁膜處理或噴涂處理(即表面處 理)，根據(jù)該表面處理的種類，第1圖像處理部的檢查結(jié)果有時(shí)評價(jià)為成為外觀缺陷的影 響較小。此時(shí)，通過加權(quán)，來降低第l評價(jià)的重要性。相反，當(dāng)?shù)?圖像處理部的評價(jià)對 該表面處理無論如何也是重要時(shí)，就使該重要性提高。
由此，可進(jìn)行與表面處理相適應(yīng)的判定，不僅可判定合格品、不合格品，而且還可將 表面處理考慮其中，故可減少因外觀缺陷所引起的處理數(shù)量。
在前述的說明中，所謂合格品是指具有能作為產(chǎn)品使用的良好外觀的鋁擠壓型材，所 謂不合格品是指具有不能作為產(chǎn)品使用程度的外觀缺陷的鋁擠壓型材，所謂中間品是指具 有通過機(jī)械檢査不能判定為合格品和不合格品程度的外觀缺陷的鋁擠壓型材。
所謂合格品和不合格品的判定，是將合格品、中間品和不合格品中至少含有合格品的 判定作為合格品的判定，將至少含有不合格品的判定作為不合格品的判定。
另外，在前述的說明中，所謂圖像處理部的評價(jià)，例如被考慮為階段性的評價(jià)。在將 階段性評價(jià)分為五階段的場合，將合格品可能性高的物品作為5、將合格品可能性稍高的 物品作為4、不管怎樣將合格品的物品作為3、將不合格品可能性稍高的物品作為2、將不
合格品可能性高的物品作為1等進(jìn)行評價(jià)。
如前所述，當(dāng)由圖像處理裝置3判定中間品和不合格品時(shí)，將該情況通知給作業(yè)者。 例如，在將中間品和不合格品顯示在監(jiān)視器40上的同時(shí)，顯示此時(shí)的圖像。當(dāng)判定為合 格品時(shí)，即使就那樣地繼續(xù)進(jìn)行擠壓作業(yè)也無問題，所以不通知作業(yè)者。
當(dāng)鋁擠壓型材為不合格品時(shí)，作業(yè)者將擠壓機(jī)4停止等且中斷擠壓作業(yè)，進(jìn)行防止發(fā) 生外觀缺陷的處理，再移動(dòng)擠壓機(jī)4進(jìn)行擠壓作業(yè)。
另外，當(dāng)前述的鋁擠壓型材為中間品時(shí)，作業(yè)者通過目視進(jìn)行外觀檢查，若是不合格 品，則進(jìn)行前述的事項(xiàng)。
也可將所述圖像處理裝置3與辨壓機(jī)4的控制部(未圖示)電氣連接，如前所述，當(dāng)判 定為不合格品和中間品時(shí)，可將信號發(fā)送給控制部，將擠壓機(jī)4停止、或自動(dòng)地進(jìn)行擠壓 速度的控制等。
這樣，可減少不合格品的數(shù)量。
另外，即使在判定為合格品的場合，監(jiān)視器10也可顯示。
前述的鋁擠壓型材的外觀缺陷的檢査，也可在對擠壓成形的鋁擠壓型材進(jìn)行氧化鋁膜 處理后、噴涂處理后(即表面處理后)進(jìn)行。
如前所述，要檢查外觀缺陷，只要如圖l所示那樣在前述的圖像處理裝置3上設(shè)置加 權(quán)部20，對第l、第2、第3、第4、第5評價(jià)部9, 95的判定設(shè)定與表面處理相對應(yīng)的權(quán) 重(重要性)即可。
例如，根據(jù)氧化鋁膜處理皮膜的厚度、金色和白色等的噴涂顏色來設(shè)定第1 第5評 價(jià)部9, 95的判定基準(zhǔn)值的大小，根據(jù)表面處理來變更判定為不合格品的外觀缺陷所引起
的表面狀態(tài)的好壞程度。
還有，也可將該外觀檢査裝置設(shè)置在鋁剛擠壓后與氧化鋁膜處理等表面處理后，對在 鋁剛擠壓后進(jìn)行檢査并判定為合格品的鋁擠壓型材在表面處理后是否成為不合格品進(jìn)行 確認(rèn)，當(dāng)為合格品時(shí)，就那樣地作為合格品，當(dāng)為不合格品時(shí)，則可通過加權(quán)的變更來防 止外觀缺陷的再發(fā)生。
產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性
如上所述，采用本發(fā)明，對根據(jù)多個(gè)圖像處理部的各個(gè)判定基準(zhǔn)值所作的評價(jià)進(jìn)行加 權(quán)，檢査是否是不能作為產(chǎn)品使用的表面狀態(tài)，因此，能可靠地選定合格品和不合格品， 且與目視不同，具有能以一定基準(zhǔn)進(jìn)行判定的效果。此外，尤其在鋁擠壓型材中，能可靠 地選定被稱為條紋、模壓痕跡和表面粗糙的外觀缺陷。
權(quán)利要求
1.一種物品的外觀檢查裝置，其特征在于，具有對物品表面進(jìn)行攝像的攝像裝置(1)；以及獲取由所述攝像裝置(1)攝取的圖像的圖像處理裝置(3)，所述圖像處理裝置(3)具有多個(gè)圖像處理部，各個(gè)圖像處理部將所獲取的圖像與每個(gè)圖像處理部所設(shè)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)，所述圖像處理裝置(3)具有加權(quán)部，該加權(quán)部對多個(gè)圖像處理部的評價(jià)進(jìn)行加權(quán)，對物品進(jìn)行合格品和不合格品的判定。
2. 如權(quán)利要求1所述的物品的外觀檢査裝置，其特征在于，多個(gè)圖像處理部進(jìn)行如下 處理對所獲取的圖像在設(shè)定的檢查區(qū)域檢測亮度，與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)；將所獲取的圖像的檢査區(qū)域分割成多個(gè)檢査塊，在各檢查塊檢測亮度，與判定基準(zhǔn)值 進(jìn)行比較并評價(jià)；以及在所獲取的圖像的檢査區(qū)域內(nèi)設(shè)定小區(qū)域，移動(dòng)該小區(qū)域，在移動(dòng)中的設(shè)定位置檢測 亮度，與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)。
3. 如權(quán)利要求1所述的物品的外觀檢查裝置，其特征在于，所述圖像處理裝置(3)具 有第l、第2、第3、第4和第5圖像處理部，該第1圖像處理部將所獲取的圖像的明亮部分與黑暗部分的亮度差與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行 比較并評價(jià)，所述第2圖像處理部將所獲取的圖像的明亮部分與黑暗部分的亮度差的比例與判定基 準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)，所述第3圖像處理部將所獲取的圖像分割成多個(gè)檢查塊，算出該每個(gè)檢査塊的亮度差， 將具有亮度差閾值以上的亮度差的檢査塊的數(shù)量與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)，所述第4圖像處理部將所獲取的圖像分割成多個(gè)檢查塊，根據(jù)該每個(gè)檢查塊的平均亮 度而算出最大平均亮度差，將該最大平均亮度差與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)，所述第5圖像處理部算出所獲取的圖像的多個(gè)小區(qū)域的亮度峰態(tài)，將該最大的亮度峰 態(tài)與判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)。
4. 如權(quán)利要求1所述的物品的外觀檢查裝置，其特征在于，加權(quán)部對由多個(gè)圖像處理 部檢測出的評價(jià)進(jìn)行加權(quán)即乘上系數(shù)，將已乘上該系數(shù)后的數(shù)值相加，對相加后的數(shù)值與 平均基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，判定合格品和不合格品。
5.如權(quán)利要求1所述的物品的外觀檢査裝置，其特征在于，攝取的物品是鋁擠壓型材(5)，所述攝像裝置(l)設(shè)在擠壓機(jī)(4)的擠出側(cè)，對剛擠壓的鋁擠壓型材(5)的表面進(jìn)行攝像，所述圖像處理裝置(3)具有對所獲取的圖像進(jìn)行前處理的前處理部(7)， 該前處理部(7)具有對擠壓成形而成的鋁擠壓型材的抖動(dòng)所造成的圖像的抖動(dòng)模糊進(jìn) 行修正形成無抖動(dòng)模糊圖像的功能。
全文摘要
本發(fā)明提供一種物品的外觀檢查裝置，具有對物品的表面進(jìn)行攝像的攝像裝置(1)和獲取該圖像的圖像處理裝置(3)，該圖像處理裝置(3)具有多個(gè)圖像處理部，該圖像處理部將所獲取的圖像與已設(shè)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并評價(jià)，從而對例如鋁擠壓型材的被稱為條紋、模壓痕跡和表面粗糙的外觀缺陷所造成的表面狀態(tài)的好壞進(jìn)行評價(jià)，由加權(quán)部對各圖像處理部的評價(jià)進(jìn)行加權(quán)而綜合性判定物品的合格品和不合格品。采用本發(fā)明，根據(jù)發(fā)生于物品表面的外觀缺陷，例如鋁擠壓型材的被稱為條紋、模壓痕跡和表面粗糙的外觀缺陷而可檢測出表面狀態(tài)差到不能作為產(chǎn)品使用的程度，并判定為不合格品。
文檔編號B21C51/00GK101107512SQ200680002899
公開日2008年1月16日 申請日期2006年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者前川登, 加藤久幸, 福沢滿保, 若林俊孝 申請人:Ykk株式會(huì)社;Ykkap株式會(huì)社