圆筒体表面检查装置及圆筒体表面检查方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供即使圆筒体的表面和检查装置的相对位置变化，也能够稳定且高精度地进行检查的圆筒体表面检查装置。本发明专利技术由下述部构成：光照射部(5)，对圆筒体(1)照射光；二维摄像部(6)，配置于对在圆筒体的表面反射的光进行接收的位置；扫描位置确定部(7a)，在二维图像数据(8)中确定与圆筒体的周向对应的第一方向的扫描位置(PA)；时间序列扫描图像生成部(7b)，取出扫描位置(PA)处的与第一方向垂直的第二方向的图像数据，将各图像数据按时间序列顺序在第一方向上排列而生成时间序列扫描图像；及检查部(7c)，检查时间序列扫描图像而对缺陷(4)进行检测。扫描位置确定部(7a)具有：亮度轮廓制作部(71)；亮度峰值位置算出部(72)，算出亮度最高的峰值位置(10)；亮度计测部(73)，计测峰值位置(10)的亮度；亮度下降位置算出部(74)，根据亮度的轮廓(9)，算出成为对所述峰值位置(10)的亮度乘以预先确定的小于1的系数倍值而得到的亮度的位置；以及扫描位置保持部(75)，将算出的所述位置作为扫描位置(PA)保持。

Cylinder surface inspection device and cylinder surface inspection method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】圆筒体表面检查装置及圆筒体表面检查方法
本专利技术涉及对在制造片状物体的工序中使用的圆筒体的表面进行检查的圆筒体表面检查装置以及圆筒体表面检查方法。
技术介绍
在膜等片状物体的制造工序中，为了进行输送、拉伸等而使用多个圆筒体的输送辊。有时因这些输送辊的辊表面的表面变形、异物附着等，在片状物体的表面上被转印辊表面的凹凸形状，并以辊径的周期连续地产生缺陷(周期缺陷)。该周期缺陷在制造工序内、产品出厂前由人员、缺陷检测装置经检查而发现，从而保证质量、改善工序。但是，近年来，对膜等片状物体的质量要求变得日趋严格，不仅要求判定有无周期缺陷，还要求保证缺陷的强度达到非常小的水平。与此相伴，进行下述事项：严格进行缺陷检测装置的设定，检测片状物体的多个缺陷，针对它们实施周期判定。此外，针对成为缺陷发生源的输送辊，通过针对异物的附着进行用于去除异物的辊表面整个面的清扫操作，而实施针对发生源的对策。但是，由于清扫操作无法应对辊表面的变形，所以通过确定辊表面的变形部位，并实施研磨操作、膜形成操作作为局部的凹凸去除操作来予以应对。由此，为了应对表面变形，需要可靠地确定变形部位，并在此基础上实施凹凸去除操作。关于该表面变形部位的确定，一般来说是由人员来实施目视检查。但是，由于近年的质量要求严格，所以需要检测更小且变化少的辊表面的变形，根据操作的难易程度而有时在检测中使用自动检查装置。与目视检测相比，能够期待自动检查装置稳定地实现高精度且高灵敏度的检测，但是基于各种各样的理由、例如检查对象辊存在多个的情况，因自动检查装置的台数比与检查对象辊的个数对应的台数少等理由，有时难以将自动检查装置常设于检查对象辊。在这样的情况下，会根据需要而将自动检查装置临时设置于检查对象辊的附近，但是需要根据预先确定的设定来高精度地设置自动检查装置。特别地，对于采用了在片状物体的制造工序等连续输送工艺中通常使用的线传感器相机的自动检查装置而言，需要高精度地调整自动检查装置的照明、传感器与检查对象辊相互的距离、角度、平行度等。此外，在单纯的镜面反射光学系统中，由于难以判别输送辊的表面变形是凹状还是凸状，所以一般而言，理想的是，在将照明和相机的光轴相对于镜面反射稍微偏离的被称为离轴镜面反射或折反射的光学系统条件下进行检查。但是，对于不具有与自动检查装置的调整所需的光学技术有关的知识的人员来说，光学系统的调整是非常困难的，所以临时设置的自动检查装置而言，难以稳定地呈现出自动检查装置所期待的检查性能。对于该自动检查装置的调整困难这样的问题，以往提出了通过使用了区域传感器(areasensor)的自动检查装置来应对该课题的方法。在这里，关于使用了区域传感器的检查方法的手法，使用专利文献1进行说明。专利文献1的技术中，利用以下说明的步骤的图像输入方法，尽管使用了区域传感器相机，但得到了如同用线传感器相机进行摄像那样的效果。(i)利用照明装置从一方向对相对移动的被测定物表面照射照明光。(ii)用基于能够进行部分读取的二维光学元件而形成的摄像装置，对照射光在被测定物表面反射的反射光进行摄像。(iii)基于由摄像装置进行摄像而取得的二维图像的在相当于被测定物的移动方向的副扫描方向上的每个像素列的反射光分布，确定副扫描方向的像素列中最亮的亮线所处的像素。(iv)选择出包含存在于距上述(iii)中确定出的像素规定的偏移位置的像素、以及与该像素相邻的像素的多个像素。(v)根据在上述(iv)中选择出的多个像素的光量之和或者平均值，求出与副扫描方向正交的主扫描方向的线图像。(vi)将在上述(v)中求出的线图像作为主扫描图像，通过连续地进行多次摄像来进行副扫描，得到被测定物表面的二维图像。专利文献1的技术中，通过利用上述(iii)～(v)的步骤求得线图像，能够检查被测定物体表面而不需要将被测定物体表面、光源以及摄像系统的相对位置保持为恒定。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004－108828号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，专利文献1公开的方法中，在自动检查装置的位置的调整不足时难以检测凹凸缺陷。图15是下述说明图，即，示出在现有技术中，被检测物体表面、光源及摄像系统的相对位置在平行方向上偏离的情况下的二维摄像部与照明部的位置关系的说明图。图16是下述说明图，即，示出在现有技术中，被检测物体表面、光源与摄像系统的相对位置在垂线方向上偏离的情况下的二维摄像部与照明部的位置关系的说明图。图17A是下述说明图，即，示出在现有技术中，在被检测物体表面的亮线宽度中产生变化、且亮线宽度为假定的粗细的情况下的扫描位置的例子的说明图。图17B是下述说明图，即，示出在现有技术中，被检测物体表面的亮线宽度中产生变化、且亮线宽度比假定的粗细更细的情况下的扫描位置的例子的说明图。专利文献1的技术中，按每个扫描方向检测被检测物体100的表面的副扫描方向的最亮的亮线位置(亮线中心)，并且选择出包含存在于距该亮线位置一定的偏移位置处的像素、以及与该像素相邻的像素的多个像素。因此，例如图15所示，在被检测物体100的表面和照明部101及二维摄像部102的相对位置在切线L方向上偏离的情况下是有效的，即，在由所摄像的被检测物体100的表面的反射光形成的亮线与相对位置的偏移相应地平行移动的情况下是有效的。需要说明的是，这里，切线是指摄像光学系统的光轴和被检测物体表面的交点处的切线。然而，如图16所示，若被检测物体100的表面和照明部101及二维摄像部102之间的距离在从被检测物体100的表面观察而在垂线N方向上变化，则如图17A、图17B所示，亮线的宽度发生变化。例如，对于亮线变细的状况(参见图17B)，认为存在上述(iv)的步骤中的像素选择位置(扫描位置)落在亮线之外的情况，该情况下，无法检测被检测物体表面的高低差，难以检测凹凸。鉴于以上情况，本专利技术的目的在于，提供下述这样的圆筒体表面检查方法以及实现该圆筒体表面检查方法的圆筒体表面检查装置，对于所述圆筒体表面检查方法而言，在检查圆筒体的表面的圆筒体表面缺陷检查中，即使圆筒体的表面和检查装置的相对位置变化，也能够稳定且高精度地进行检查。用于解决课题的方案解决上述课题的本专利技术的圆筒体表面检查装置用于对在检查位置处在一方向上相对移动的圆筒体的表面进行检查，所述圆筒体表面检查装置由下述部构成：光照射部，其对所述圆筒体照射光；二维摄像部，其配置于对从所述光照射部照射并在所述圆筒体的表面反射的光进行接收的位置；扫描位置确定部，其针对由所述二维摄像部得到的二维图像数据，以预先确定的周期对所述二维图像数据的第一方向的与所述圆筒体的周向对应的扫描位置；时间序列扫描图像生成部，其针对所述二维摄像部得到的多个所述二维图像数据进行所述二维图像数据之中的、在所述扫描位置确定部中确定的扫描位置处的与所述第一方向垂直的第二方向的图像数据的提取，并将提取的所述第二方向的各图像数据按时间序列顺序在所述第一方向上排列而生成时间序列扫描图像；以及检查部，其检查所述时间序列扫描图像从而对缺陷进行检测，所述扫描位置确定部由下述部构成：亮度轮廓制作部，其根据由所述二维摄像部得到的二维图像数据来算出所述第一方向的各位置处的所述第二方向的各像素的亮度的积分值，并制作将所述积分值在所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.圆筒体表面检查装置，其对在检查位置处在一个方向上相对移动的圆筒体的表面进行检查，所述圆筒体表面检查装置由下述部构成：光照射部，其对所述圆筒体照射光；二维摄像部，其配置于对从所述光照射部照射并在所述圆筒体的表面反射的光进行接收的位置；扫描位置确定部，其针对由所述二维摄像部得到的二维图像数据，以预先确定的周期对所述二维图像数据的第一方向的与所述圆筒体的周向对应的扫描位置进行确定；时间序列扫描图像生成部，其针对所述二维摄像部得到的多个所述二维图像数据进行所述二维图像数据之中的、在所述扫描位置确定部中确定的扫描位置处的与所述第一方向垂直的第二方向的图像数据的提取，并将提取的所述第二方向的各图像数据按时间序列顺序在所述第一方向上排列，从而生成时间序列扫描图像；以及检查部，其检查所述时间序列扫描图像从而对缺陷进行检测，所述扫描位置确定部由下述部构成：亮度轮廓制作部，其根据由所述二维摄像部得到的二维图像数据来算出所述第一方向的各位置处的所述第二方向的各像素的亮度的积分值，并制作将所述积分值在所述第一方向上排列而成的亮度的轮廓；亮度峰值位置算出部，其从所述亮度轮廓制作部制作的所述亮度的轮廓算出亮度最高的峰值位置；亮度计测部，其对所述亮度峰值位置算出部所算出的亮度的峰值位置的亮度进行计测；亮度下降位置算出部，其从所述亮度轮廓制作部所制作的亮度的轮廓来算出与对所述亮度计测部计测出的峰值位置的亮度乘以预先确定的小于1的系数倍值而得到的亮度对应的、所述第一方向的位置；以及扫描位置保持部，其将所述亮度下降位置算出部所算出的位置作为所述扫描位置进行保持。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.17 JP 2017-0523101.圆筒体表面检查装置，其对在检查位置处在一个方向上相对移动的圆筒体的表面进行检查，所述圆筒体表面检查装置由下述部构成：光照射部，其对所述圆筒体照射光；二维摄像部，其配置于对从所述光照射部照射并在所述圆筒体的表面反射的光进行接收的位置；扫描位置确定部，其针对由所述二维摄像部得到的二维图像数据，以预先确定的周期对所述二维图像数据的第一方向的与所述圆筒体的周向对应的扫描位置进行确定；时间序列扫描图像生成部，其针对所述二维摄像部得到的多个所述二维图像数据进行所述二维图像数据之中的、在所述扫描位置确定部中确定的扫描位置处的与所述第一方向垂直的第二方向的图像数据的提取，并将提取的所述第二方向的各图像数据按时间序列顺序在所述第一方向上排列，从而生成时间序列扫描图像；以及检查部，其检查所述时间序列扫描图像从而对缺陷进行检测，所述扫描位置确定部由下述部构成：亮度轮廓制作部，其根据由所述二维摄像部得到的二维图像数据来算出所述第一方向的各位置处的所述第二方向的各像素的亮度的积分值，并制作将所述积分值在所述第一方向上排列而成的亮度的轮廓；亮度峰值位置算出部，其从所述亮度轮廓制作部制作的所述亮度的轮廓算出亮度最高的峰值位置；亮度计测部，其对所述亮度峰值位置算出部所算出的亮度的峰值位置的亮度进行计测；亮度下降位置算出部，其从所述亮度轮廓制作部所制作的亮度的轮廓来算出与对所述亮度计测部计测出的峰值位置的亮度乘以预先确定的小于1的系数倍值而得到的亮...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉原洋树，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP