金属体的形状检查装置和金属体的形状检查方法制造方法及图纸

更高速地、更高密度且简单地实施金属体的形状检查。本发明专利技术的装置具备：测定装置，其对金属体照射至少两种照明光，将反射光相互区分开来进行测定；以及运算处理装置，其根据测定结果来计算在金属体的形状检查中使用的信息。测定装置具有：多个照明光源，分别照射峰值波长不同的带状的照明光；以及多个单色线传感器摄像机，在金属体的表面的铅直上方并排设置，并被设定为由多个单色线传感器摄像机各自具有的移位透镜对金属体的同一部位进行拍摄，并具有带通滤波器，该单色线传感器摄像机的数量与照射的照明光的峰值波长的个数相同。多个照明光源中的至少两个照明光源被配置为金属体表面的法线方向与第一照明光源的光轴所形成的角度同法线方向与第二照明光源的光轴所形成的角度大致相等，在金属体与测定装置的相对移动方向上隔着线传感器摄像机相对置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属体的形状检查装置和金属体的形状检查方法
本专利技术涉及一种金属体的形状检查装置和金属体的形状检查方法。
技术介绍
对测定对象物的表面形状进行测定的方法之一存在如下一种方法：使用利用了荧光灯、发光二极管(LightEmittingDiode：LED)、或者激光等的照明光，通过对照明光从测定对象物反射的反射光进行拍摄，来对测定对象物的表面形状进行测定。例如在下述的专利文献1中公开了如下一种方法：利用线光和摄像机，通过所谓的光切割法来测定轮胎表面的形状。另外，在下述的专利文献2中公开了如下一种技术：利用被周期性地调制得到的线状激光作为照明光，通过延迟积分型的摄像装置对该线状激光的反射光进行拍摄，由此根据所得到的条纹图像来对测定对象物的形状进行测定。专利文献1：日本特开2012-225795号公报专利文献2：日本特开2004-3930号公报专利文献3：中国专利申请公开第102830123号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，通过如上述专利文献1中公开的光切割法，从一张摄像图像只能获得一个截面形状，因此难以高速地对测定对象物的整体形状进行测定。另外，通过如上述专利文献2中公开的利用延迟积分型的摄像装置的方法，构成条纹图像的每一个条纹只能获得一个截面的形状，因此难以进行高密度的形状测定。因此，本专利技术人针对能够更高速且更高密度地检查金属体的形状的方法专心进行了研究。在研究时，本专利技术人还研究了将如上述专利文献3所公开那样的检查方法应用于金属体的形状测定，该检查方法虽然不是与金属体的形状检查相关的技术，但是对钢板等金属体的表面照射红色光和蓝色光，由彩色线摄像机对来自金属体的反射光进行拍摄，由此检查存在于金属体的表面的微小缺陷。然而，在如上述专利文献3中使用的通常的彩色线传感器摄像机中，摄像机能够接收的波长范围被限定为RGB三种颜色，因此无法任意地选择照明光的波长。另外，也能够新设计彩色线传感器摄像机用的滤色器以任意地选择照明光的波长，但是在所述的情况下，要花费用于新制作滤色器的成本。并且，上述专利文献3中使用的方法存在如下问题：在制造工序中，对于钢板产生颜色变化时的干扰，自由度低。另外，上述专利文献3使用的彩色线传感器摄像机存在如下问题：与单色(monochrome)的线传感器摄像机相比为低速，难以实现金属体的形状检查处理的高速化。因此，本专利技术是鉴于上述问题而完成的，本专利技术的目的在于提供一种能够更高速、更高密度且简单地实施金属体的形状检查的金属体的形状检查装置和金属体的形状检查方法。用于解决问题的方案为了解决上述问题，根据本专利技术的某个观点，提供一种金属体的形状检查装置，具备：测定装置，其对金属体照射至少两种照明光，将来自所述金属体的同一部位的所述至少两种照明光的反射光相互区分开来进行测定；以及运算处理装置，其对所述测定装置的测定处理进行控制，并根据由所述测定装置得到的所述反射光的亮度值的测定结果，计算在所述金属体的形状检查中使用的信息，其中，所述测定装置具有：多个照明光源，该多个照明光源对所述金属体分别照射峰值波长相互不同的带状的照明光；以及线传感器摄像机群，其包括多个单色线传感器摄像机，所述多个单色线传感器摄像机在所述金属体的表面的铅直上方并排设置，并被设定为由所述多个单色线传感器摄像机各自具有的移位透镜对所述金属体的同一部位进行拍摄，所述单色线传感器摄像机的数量与从所述多个照明光源照射的照明光的峰值波长的个数相同，其中，所述多个照明光源中的至少两个所述照明光源被配置为所述金属体的表面的法线方向与第一照明光源的光轴所形成的第一角度同所述法线方向与第二照明光源的光轴所形成的第二角度大致相等，并且所述第一照明光源和所述第二照明光源在所述金属体与所述测定装置的相对移动方向上隔着所述单色线传感器摄像机相对置，在各个所述单色线传感器摄像机中，在该单色线传感器摄像机所具有的摄像元件的前级设置有带通滤波器，各带通滤波器具有与所述多个照明光源中的各不相同的照明光源的峰值波长对应的透射波长范围，在各个所述单色线传感器摄像机中，使来自具有被包含在所述带通滤波器的透射波长范围中的峰值波长的所述照明光源的照明光的反射光成像，所述运算处理装置使用具有使所述第一照明光源的峰值波长以最高的透射率透射的所述带通滤波器的所述单色线传感器摄像机的亮度值与具有使所述第二照明光源的峰值波长以最高的透射率透射的所述带通滤波器的所述单色线传感器摄像机的亮度值之差，计算所述金属体的表面的倾斜度来作为所述信息。也可以为，在所述线传感器摄像机群的沿着所述相对移动方向的上游侧和下游侧分别配置照明光源群，该照明光源群包括照射用于在该线传感器摄像机群的各个单色线传感器摄像机中成像的照明光的多个所述照明光源。优选的是，所述第一角度和所述第二角度分别为30度以上。也可以为，所述测定装置具有三个以上的所述照明光源，所述运算处理装置根据所述金属体的反射光谱来事先决定在计算所述差时使用的提供所述反射光的所述照明光的峰值波长的组合。也可以为，所述测定装置具有三个以上的所述照明光源，各个所述照明光源被配置为该照明光源的长度方向与所述金属体的宽度方向大致平行，所述运算处理装置动态地决定在计算所述差时使用的提供所述反射光的所述照明光的峰值波长的组合，使得该组合成为使计算出的所述差的面内平均值最接近零的组合。优选的是，所述运算处理装置根据所述差的正负来确定所述倾斜度的方向，并且根据所述差的绝对值来确定所述倾斜度的大小。也可以为，所述运算处理装置还通过沿着所述单色线传感器摄像机与所述金属体的相对移动方向对计算出的所述金属体的表面的倾斜度进行积分，来计算所述金属体的表面的高度作为所述信息。也可以为，所述运算处理装置通过将计算出的所述金属体的表面的倾斜度与规定的阈值进行比较，来检查所述金属体的形状。另外，为了解决上述问题，根据本专利技术的另一观点，提供一种金属体的形状检查方法，从测定装置对金属体照射至少两种照明光，将来自所述金属体的所述照明光的反射光相互区分开来进行测定，该测定装置具有：多个照明光源，该多个照明光源对所述金属体分别照射峰值波长相互不同的带状的照明光；以及线传感器摄像机群，其包括多个单色线传感器摄像机，所述多个单色线传感器摄像机在所述金属体的表面的铅直上方并排设置，并被设定为由所述多个单色线传感器摄像机各自具有的移位透镜对所述金属体的同一部位进行拍摄，所述单色线传感器摄像机的数量与从所述多个照明光源照射的照明光的峰值波长的个数相同，其中，所述多个照明光源中的至少两个所述照明光源被配置为所述金属体的表面的法线方向与第一照明光源的光轴所形成的第一角度同所述法线方向与第二照明光源的光轴所形成的第二角度大致相等，并且所述第一照明光源和所述第二照明光源在所述测定装置与所述金属体的相对移动方向上隔着所述单色线传感器摄像机相对置，在各个所述单色线传感器摄像机中，在该单色线传感器摄像机所具有的摄像元件的前级设置有带通滤波器，各带通滤波器具有与所述多个照明光源中的各不相同的照明光源的峰值波长对应的透射波长范围，在各个所述单色线传感器摄像机中，使来自具有被包含在所述带通滤波器的透射波长范围中的峰值波长的所述照明光源的照明光的反射光成像，通过运算处理装置使用具有使所述第一照明光源的峰值波长以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属体的形状检查装置，具备：测定装置，其对金属体照射至少两种照明光，将来自所述金属体的同一部位的所述至少两种照明光的反射光相互区分开来进行测定；以及运算处理装置，其对所述测定装置的测定处理进行控制，并根据由所述测定装置得到的所述反射光的亮度值的测定结果，计算在所述金属体的形状检查中使用的信息，其中，所述测定装置具有：多个照明光源，该多个照明光源对所述金属体分别照射峰值波长相互不同的带状的照明光；以及线传感器摄像机群，其包括多个单色线传感器摄像机，所述多个单色线传感器摄像机在所述金属体的表面的铅直上方并排设置，并被设定为由所述多个单色线传感器摄像机各自具有的移位透镜对所述金属体的同一部位进行拍摄，所述单色线传感器摄像机的数量与从所述多个照明光源照射的照明光的峰值波长的个数相同，其中，所述多个照明光源中的至少两个所述照明光源被配置为所述金属体的表面的法线方向与第一照明光源的光轴所形成的第一角度同所述法线方向与第二照明光源的光轴所形成的第二角度大致相等，并且所述第一照明光源和所述第二照明光源在所述金属体与所述测定装置的相对移动方向上隔着所述单色线传感器摄像机相对置，在各个所述单色线传感器摄像机中，在该单色线传感器摄像机所具有的摄像元件的前级设置有带通滤波器，各带通滤波器具有与所述多个照明光源中的各不相同的照明光源的峰值波长对应的透射波长范围，在各个所述单色线传感器摄像机中，使来自具有被包含在所述带通滤波器的透射波长范围中的峰值波长的所述照明光源的照明光的反射光成像，所述运算处理装置使用具有使所述第一照明光源的峰值波长以最高的透射率透射的所述带通滤波器的所述单色线传感器摄像机的亮度值与具有使所述第二照明光源的峰值波长以最高的透射率透射的所述带通滤波器的所述单色线传感器摄像机的亮度值之差，计算所述金属体的表面的倾斜度来作为所述信息。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.29 JP 2015-1096801.一种金属体的形状检查装置，具备：测定装置，其对金属体照射至少两种照明光，将来自所述金属体的同一部位的所述至少两种照明光的反射光相互区分开来进行测定；以及运算处理装置，其对所述测定装置的测定处理进行控制，并根据由所述测定装置得到的所述反射光的亮度值的测定结果，计算在所述金属体的形状检查中使用的信息，其中，所述测定装置具有：多个照明光源，该多个照明光源对所述金属体分别照射峰值波长相互不同的带状的照明光；以及线传感器摄像机群，其包括多个单色线传感器摄像机，所述多个单色线传感器摄像机在所述金属体的表面的铅直上方并排设置，并被设定为由所述多个单色线传感器摄像机各自具有的移位透镜对所述金属体的同一部位进行拍摄，所述单色线传感器摄像机的数量与从所述多个照明光源照射的照明光的峰值波长的个数相同，其中，所述多个照明光源中的至少两个所述照明光源被配置为所述金属体的表面的法线方向与第一照明光源的光轴所形成的第一角度同所述法线方向与第二照明光源的光轴所形成的第二角度大致相等，并且所述第一照明光源和所述第二照明光源在所述金属体与所述测定装置的相对移动方向上隔着所述单色线传感器摄像机相对置，在各个所述单色线传感器摄像机中，在该单色线传感器摄像机所具有的摄像元件的前级设置有带通滤波器，各带通滤波器具有与所述多个照明光源中的各不相同的照明光源的峰值波长对应的透射波长范围，在各个所述单色线传感器摄像机中，使来自具有被包含在所述带通滤波器的透射波长范围中的峰值波长的所述照明光源的照明光的反射光成像，所述运算处理装置使用具有使所述第一照明光源的峰值波长以最高的透射率透射的所述带通滤波器的所述单色线传感器摄像机的亮度值与具有使所述第二照明光源的峰值波长以最高的透射率透射的所述带通滤波器的所述单色线传感器摄像机的亮度值之差，计算所述金属体的表面的倾斜度来作为所述信息。2.根据权利要求1所述的金属体的形状检查装置，其特征在于，在所述线传感器摄像机群的沿着所述相对移动方向的上游侧和下游侧分别配置照明光源群，该照明光源群包括照射用于在该线传感器摄像机群的各个单色线传感器摄像机中成像的照明光的多个所述照明光源。3.根据权利要求1或2所述的金属体的形状检查装置，其特征在于，所述第一角度和所述第二角度分别为30度以上。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的金属体的形状检查装置，其特征在于，所述测定装置具有三个以上的所述照明光源，所述运算处理装置根据所述金属体的反射光谱来事先决定在计算所述差时使用的提供所述反射光的所述照明光的峰值波长的组合。5.根据权利要求1～3中的任一项所述的金属体的形状检查装置，其特征在于，所述测定装置具有三个以上的所述照明光源，各个所述照明光源被配置为该照明光源的长度方向与所述金属体的宽度方向大致平行，所述运算处理装置动态地决定在计算所述差时使用的提供所述反射光的所述照明光的峰值波长的组合，使得该组合成为使计算出的所述差的面内平均值最接近零的组合。6.根据权利要求1～5中的任一项所述的金属体的形状检查装置，其特征在于，所述运算处理装置根据所述差的正负来确定所述倾斜度的方向，并且根据所述差的绝对值来确定所述倾斜度的大小。7.根据权利要求1～6中的任一项所述的金属体的形状检查装置，其特征在于，所述运算处理装置还通过沿着所述单色线传感器摄像机与所述金属体的相对移动方向对计算出的所述金属体的表面的倾斜度进行积分，来计算所述金属体的表面的高度作为所述信息。8.根据权利要求1～7中的任一项所述的金属体的形状检查装置，其特征在于，所述运算处理装置通过将计算出的所述金属体的表面的倾斜度...

【专利技术属性】
技术研发人员：赤木俊夫，今野雄介，山地宏尚，梅村纯，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP