CN102428361B - 表面检查装置 - Google Patents

Abstract

能检测有无深的机械加工痕迹，另外能估计其位置、大小，因此能缩短检查时间。在根据对气缸体(5)进行镗孔加工而形成、并抛光的气缸筒(3)的内侧表面(3A)的数字亮度图像(70)来检查该内侧表面(3A)的表面检查装置(9)中，具备：评价用图像生成部(55)，其根据所述数字亮度图像(70)，沿着所述切削加工痕迹P的方向生成与所述切削加工痕迹P的方向正交的方向的一维功率谱图像(71)，并将它们并列排列来生成评价用图像(73)；和评价部(57)，其根据所述评价用图像(73)的各像素的像素值，来评价所述气缸筒(3)的内侧表面(3A)的抛光残渣Q的有无。

Description

表面检查装置

技术领域

本发明涉及对实施了机械加工的工件的表面进行检查的表面检查装置。

背景技术

在汽车的制造工序中，在发动机的气缸体上切削加工气缸筒，之后，在该气缸体上安装气缸头、曲轴箱等，从而组装发动机。气缸筒的切削加工是通过镗孔加工来进行的，该镗孔加工使镗孔用车刀一边旋转一边相对于气缸体进退从而形成气缸筒。由于通过将镗孔加工用于气缸筒的切削加工会在气缸筒的内侧表面留下螺旋状的加工痕迹，因此，能将该加工痕迹用作发动机油的通道(oil pit，油坑)来利用。

但是，由于气缸筒的内侧表面成为活塞的滑动面，因此，为了抑制滑动抵抗从而使发动机发挥期望的性能，需要使该滑动面维持适当的表面粗糙度以及面性状。因此，在镗孔加工后，以留下油坑的程度来对气缸筒的内侧表面进行抛光完成珩磨(honing)加工。然后，在该珩磨加工后，为了检查成为滑动阻力的主要原因的抛光残渣，进行气缸筒的内侧表面的平滑状态的检查。

该检查以如下顺序进行：在气缸筒内插入光学组件，经由该光学组件用相机拍摄从该光学组件发出的激光的反射像，生成气缸筒的内侧表面的数字图像，对该数字图像实施二维功率谱处理来生成二维功率谱图像，根据该二维功率谱图像来评价平滑状态(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-132900号公报

发明的概要

发明要解决的课题

但是，在利用了功率谱图像的检查中，虽然能进行气缸筒的内侧表面的整体的粗糙度的判定，但由于在功率谱图像中没有空间的信息，因此，不能根据该功率谱图像来获知能看到抛光残渣的范围和大小。因此，为了特定抛光残渣的所在，需要拍摄由作业者目视拍摄了气缸筒的数字图像来找到推定为抛光残渣的所在，斟酌其大小和形状，需要作出是油坑还是抛光残渣的最终的判断。

另外，二维功率谱图像解析要将针对全方向360度的频率分量作为面来进行综合、概括的解析，因此会丢失针对某目的方向的信息、或该目的方向的线段上的位置信息等。即，虽然适于综合地评价面整体的平滑状态，但如上所述，不能获得特定的抛光残渣或切削加工痕迹等的位置的信息和大小的信息。进而，由于需要解析全方向360度，因此要处理的信息较多，处理花时间。

如此，在现有技术中，存在这样的问题，仅能获知气缸筒的内侧表面的整体的粗糙度的程度，而无法获知抛光残渣的范围和大小，结果，需要由作业者用目视找出抛光残渣的所在，并需要对其进行确认来作出判断，另外，检查花时间。

发明内容

本发明鉴于上述的问题而提出，目的在于提供一种表面检查装置，在工件的实施了机械加工的表面检测有无深的机械加工痕迹，且能估计其位置、大小，由此能缩短检查时间。

为了达成上述目的，本发明的表面检查装置根据实施了机械加工的工件的表面的数字图像来检查该表面，特征在于，具备：评价用图像生成单元，其根据所述数字图像，沿着所述机械加工的方向生成且并列排列与所述机械加工方向正交的方向的一维功率谱图像，以生成评价用图像；和评价单元，其根据所述评价用图像的各像素的像素值来评价所述表面。

根据本发明，生成以与机械加工的方向正交的方向作为一维方向的一维功率谱图像。在该一维功率谱图像中，与机械加工痕迹的间距对应的所在的像素值成为与在机械加工痕迹处的反射光的明暗的差相应的值。在该明暗的差较大时，较多情况下机械加工痕迹都较深，因此，能根据该像素值来判断机械加工痕迹的深度。另外，像素值是表示亮度图像的信号的强度的值，即，表示反射光的亮度变化的振幅的激烈程度的值，是反应了亮度的明暗的差的大小的值。

然后，在将该一维功率谱图像并列排列而获得的评价用图像中，由于在该像素值中不仅反映了深的机械加工痕迹，还包含浅的机械加工痕迹从而反映了在工件表面周期性地产生的机械加工痕迹，因此能容易地将这些机械加工痕迹对应其深度地检测出来。另外，通过并列排列一维功率谱图像来生成评价用图像，能使并列方向与机械加工方向一致，从该评价用图像中来特定机械加工痕迹的位置。进而，还能根据表示机械加工痕迹的像素值在并列方向上的扩展来估计该机械加工痕迹的大小(延伸的长度)。因此，作业者即使不进行目视也能检测出深的机械加工痕迹乃至浅的机械加工痕迹的有无，能容易地判断其所在以及大小。另外，作业者在实际目视确认时，由于能预先把握该机械加工痕迹的所在，因此能简单地找出，这能缩短检查的时间。

另外，为了达成上述目的，本发明的表面检查装置根据通过对气缸体进行切削加工而形成、并经过抛光的气缸筒的内侧表面的数字图像来检查该内侧表面，其特征在于，具备：评价用图像生成单元，其根据所述数字图像，沿着所述切削加工的方向生成且并列排列与切削加工的方向正交的方向的一维功率谱图像，以生成评价用图像；和评价单元，其根据所述评价用图像的各像素的像素值来评价所述气缸筒的内侧表面的抛光残渣。

根据本发明，生成以与机械加工的方向正交的方向作为一维方向的一维功率谱图像。在该一维功率谱图像中，与机械加工痕迹的间距对应的所在的像素值成为与在机械加工痕迹处的反射光的明暗的差相应的值。因此，由于获得了仅提取气缸筒的抛光残渣的评价所需要的切削加工痕迹的频率分量的评价用图像，因此能效率良好地评价抛光残渣。

另外，通过并列排列一维功率谱图像来生成评价用图像，能使并列方向与切削加工方向一致，从该评价用图像中来特定抛光残渣的位置。进而，还能根据表示抛光残渣的像素值在并列方向上的扩展来估计该抛光残渣的大小(延伸的长度)。因此，作业者即使不进行目视也能检测出抛光残渣的有无，能容易地判断其所在以及大小。另外，作业者在实际目视确认时，由于能预先把握该抛光残渣的所在，因此能简单地找出，这能缩短检查的时间。

另外，为了达成上述目的，本发明的表面检查装置根据实施了机械加工的工件的表面的数字图像来检查该表面，其特征在于，具备：评价用图像生成单元，其根据所述数字图像沿着规定方向依次生成一维功率谱图像，并生成将它们并列排列的图像，并且，使所述规定方向相对于所述数字图像以规定角度为单位旋转，在各个旋转角度下生成所述图像，从各图像中将包含最多谱信号的图像选择为评价用图像；和评价单元，其根据由所述评价用图像生成单元选择的评价用图像的各像素的像素值来评价表面。

根据本发明，由于沿着规定方向依次生成且并列排列一维功率谱图像的图像是使该规定方向相对于数字图像以规定角度为单位旋转而分别生成，并从各图像中将包含最多谱信号的图像选择为评价用图像，因此，即使未预先取得机械加工方向，也能选择由与该机械加工方向正交的一维功率谱图像构成的图像作为评价用图像，另外，也能特定机械加工方向。

进而，根据评价用图像的像素值不仅能检测出深的机械加工痕迹的有无，也能检测出浅的机械加工痕迹的有无，另外，能特定机械加工痕迹的位置。进而，根据表示这些机械加工痕迹的像素值的在并列方向上的扩展，能判断机械加工痕迹的大小(延伸的长度)。由此，作业者即使不进行目视也能检测出深的机械加工痕迹乃至浅的机械加工痕迹的有无，进而，能判断其所在以及大小。另外，作业者在实际目视确认时，由于能预先把握该抛光残渣的所在，因此能简单地找出，这能缩短检查的时间。

在此，在上述发明中，也可以对于所述评价用图像，使像素值超过规定像素值的像素与包含该像素的所述一维功率谱图像的各像素一起用颜色区分开来。由此，能明确深的机械加工痕迹到浅的机械加工痕迹的存在范围。

为了达成上述目的，本发明的表面检查装置用对工件的表面照射激光的传感头来扫描该表面，根据所述激光的反射光来生成所述表面的数字图像，对该数字图像实施用于检测所述表面的缺陷的图像处理，由此来检查所述表面，其特征在于，具备：涡流探伤传感器，其扫描所述表面；和检查范围决定单元，其根据所述涡流探伤传感器的输出来特定所述工件的缺陷所在，并包含该缺陷所在来决定检查范围，对所述检查范围实施所述图像处理来检测所述表面的缺陷。

根据本发明，由于用涡流探伤传感器来检测工件的表面的缺陷所在，因此，能不受表面的水滴、灰尘等异物的影响来检测出缺陷所在。另外，虽然根据涡流探伤传感器的输出不能判定缺陷的大小以及缺陷是表面缺陷还是砂眼等的内部缺陷，但由于在数字图像中包含缺陷所在的范围实施图像处理，因此能判定缺陷的大小等。因此，能不受表面的异物的有无的影响来检测缺陷，另外，通过将要实施图像处理的范围预先缩小，能在缩短检查需要的时间的同时判别缺陷的大小。

为了达成上述目的，本发明的表面检查装置用照射激光的传感头来扫描通过对气缸体进行切削加工而形成、并经过抛光的气缸筒的内侧表面，根据所述激光的反射光来生成所述内侧表面的数字图像，对该数字图像实施用于检测所述内侧表面的缺陷的图像处理，来检查所述内侧表面，其特征在于，具备：涡流探伤传感器，其扫描所述内侧表面；和图像处理范围决定单元，其根据所述涡流探伤传感器的输出来特定缺陷所在，并包含该缺陷所在来决定图像处理范围，对所述图像处理范围实施所述图像处理来检测所述内侧表面的缺陷。

根据本发明，根据本发明，由于用涡流探伤传感器来检测气缸筒的内侧表面的缺陷所在，因此，能不受气缸筒的内侧表面的水滴、灰尘等异物的影响来检测出缺陷所在。此时，虽然根据涡流探伤传感器的输出不能判定缺陷的大小以及缺陷是表面缺陷还是砂眼等的内部缺陷，但由于在数字图像中包含缺陷所在的范围实施图像处理，因此能判定缺陷的大小等，能判别压痕、抛光残渣、油坑等。由此，能不受表面的异物的有无的影响来检测缺陷，另外通过将要实施图像处理的范围缩小，能在缩短检查需要的时间的同时判别压痕、抛光残渣、油坑等。

在上述发明中，也可以在所述传感头设置所述涡流探伤传感器。

根据该构成，能以1次的扫描来进行工件表面的数字图像生成和涡流探伤传感器进行的缺陷检测。

为了达成上述目的，本发明提供一种表面检查装置，具备：传感头，其一边对通过切削加工而在气缸体形成的气缸筒的内侧表面照射光一边扫描该内侧表面，输出与所述光的反射光的光量相应的检测信号；和检测单元，其根据所述检测信号来检测所述内侧表面的伤痕，所述检测单元按照在所述传感头的扫描位置处的扫描方向和所述切削加工的方向之间的交叉角度，来变更判定为所述伤痕的所述检测信号的判定用阈值。

根据本发明，由于按照相对于气缸筒的内侧表面的传感头的扫描方向和切削加工的方向之间的交叉角度来变更判定为伤痕的判定用阈值，因此，在扫描位置处，在扫描方向和切削加工的方向上不受影响地提高了气缸筒的内侧表面的伤痕的检测精度。

在上述发明中，也可以是，所述检测单元具有噪声压缩单元，该噪声压缩单元对所述检测信号降低与噪声对应的电压范围的电压值来压缩噪声，所述噪声压缩单元按照在所述传感头的扫描位置的扫描方向和所述切削加工的方向之间的交叉角度来变更所述电压范围。

由此，由于按照相对于气缸筒的内侧表面的传感头的扫描方向和切削加工的方向之间的交叉角度来变更噪声压缩的规定的电压范围，因此能在扫描位置处，在扫描方向和切削加工的方向上不受影响地提高从传感头输出的检测信号的S/N。

在上述发明中，也可以是，所述表面检查装置具备：存储单元，其将与在所述传感头的扫描位置的扫描方向和所述切削加工的方向之间的交叉角度相应的所述判定用阈值与所述扫描位置建立对应来存储；和D/A变换单元，其输出表示所述判定用阈值的电压值的模拟信号，所述检测单元具备比较器，该比较器将从所述D/A变换单元输出的模拟信号和所述检测信号进行比较。

由此，由于对比较器直接输入表示判定用阈值的电压值的模拟信号，因此能无判定用阈值变更时的延迟而实现高速的表面检查。

另外，本申请包含主张优先权的日本申请(特愿2009-126128、特愿2009-123144以及特愿2009-131335)中所记载的全部内容。

发明的效果

根据本发明，使与机械加工痕迹的间距对应的所在的像素值成为与在机械加工痕迹处的反射光的明暗的差相应的值的一维功率谱图像与机械加工方向一致来排列，从而得到评价用图像。根据该评价用图像不仅能检测出深的机械加工痕迹的有无，也能检测出浅的机械加工痕迹，进而能判断它们的位置以及大小。由此，由于作业者不需要目视来确认，因此能谋求检查时间的缩短。

另外，在检查气缸体的气缸筒的内侧表面时，能效率良好地判定切削加工痕迹的抛光残渣，另外，能判断其位置及其大小。

另外，由于沿着规定方向依次生成且并列排列一维功率谱图像的图像是使该规定方向相对于数字图像以规定角度为单位旋转而分别生成，并从各图像中将包含最多谱信号的图像选择为评价用图像，因此，即使未取得机械加工方向，也能选择由与该机械加工方向正交的一维功率谱图像构成的图像作为评价用图像。

另外，通过对于评价用图像，使像素值超过规定像素值的像素与包含该像素的一维功率谱图像的各像素一起用颜色区分开来，由此，能明确深的机械加工痕迹到浅的机械加工痕迹的存在范围。

另外，根据本发明，能通过涡流探伤传感器不受吸附于工件的表面的水滴、灰尘等的异物的影响而检测出工件的缺陷。另外，由于能限定为包含该缺陷所在的图像处理范围来实施图像处理，因此，能缩短检查所需要的时间。

另外，在将气缸体的气缸筒的内侧表面作为检查对象时，能效率良好地判别油坑、压痕、抛光残渣等有害的缺陷，能选出不合格的气缸筒。

另外，通过在传感头设置涡流探伤传感器，能以1次的扫描来进行工件表面的数字图像的生成和涡流探伤传感器进行的缺陷检测。

根据本发明，由于按照相对于气缸筒的内侧表面的传感头的扫描方向和切削加工的方向之间的交叉角度来变更判定为伤痕的判定用阈值，因此，能不受扫描位置处的扫描方向和切削加工的方向上的影响而检测气缸筒的内侧表面的伤痕。

另外，若构成为设置对检测信号降低与噪声对应的电压范围的电压值来进行噪声压缩的噪声压缩单元，按照相对于气缸筒的内侧表面的传感头的扫描方向和切削加工的方向之间的交叉角度来变更该电压范围，则能不受扫描位置处的扫描方向和切削加工的方向上的影响而提高检测信号的S/N。

另外，若构成为将与判定用阈值对应的电压值的模拟信号直接输入到比较器来与检测信号比较，则能没有判定用阈值变更时的延迟而实现高速的检查。

附图说明

图1是表示具有本发明的第1实施方式的表面检查装置的气缸筒内面检查系统、和形成有作为检查对象的气缸筒的气缸体的概略构成的图。

图2是沿着检查的流程来表示通过孔内面检查而生成的图像的图。

图3是表示由评价用图像生成部生成一维功率谱图像的过程的图。

图4是表示一维数字亮度图像和一维功率谱的关系的图。

图5是气缸筒内面检查处理的流程图。

图6是将本发明的变形例的表面检查系统的概略构成与检查对象的工件一起表示的图。

图7是用于说明加工方向的判定的图。

图8是表示具有本发明的第2实施方式的表面检查装置的气缸筒内面检查系统和形成有作为检查对象的气缸筒的气缸体的概略构成的图。

图9是沿着检查的流程来表示通过气缸筒内面检查而生成的图像的图。

图10是气缸筒内面检查处理的流程图。

图11是表示具有本发明的第3实施方式的表面检查装置的气缸筒内面检查系统和形成有作为检查对象的气缸筒的气缸体的概略构成的图。

图12是表示检测部的构成的框图。

图13是表示AGC部的动作的图。

图14是表示相对于噪声的电压范围的压缩的图。

图15是表示噪声压缩部的动作的图。

图16是表示阈值判定部的动作的图。

图17是表示与传感头的扫描方向和切削加工痕迹的方向相应的检测信号的电平的变化的图。

图18是表示气缸筒形成时的镗孔头的进退速度的变化的图。

图19是示意性地表示气缸筒的内侧表面的切削加工痕迹的图，(A)表示切削加工痕迹的间距比较狭窄的所在，(B)表示切削加工痕迹的间距比较宽的所在。

图20是分别针对端部区域以及中间区域示意性地表示在扫描气缸筒的内侧表面的正常的面、磨石伤痕以及抛光残渣时的传感头的检测信号的波形的图。

图21是表示传感头的扫描位置和伤痕判定用阈值电压的关系的图。

图22是表示与传感头的扫描位置相应的压缩范围电压的变更的图。

图23是示意性地表示与传感头的扫描位置相应地来变更伤痕判定用阈值电压的状态的图。

具体实施方式

下面，根据附图来说明本发明的实施方式。

<第1实施方式>

图1是表示具备本实施方式的表面检查装置9的气缸筒内面检查系统1和形成有作为检查对象的气缸筒3的气缸体5的概略构成的图。

气缸筒3通过在设于旋转轴的镗孔头上径向突出设置切削车刀，使该镗孔头一边旋转一边相对于作为工件的气缸体5进退的机械加工、即所谓的镗孔加工而形成。通过该镗孔加工，在气缸筒3的内侧表面3A能形成具有方向性的螺旋状的切削加工痕迹。之后，对于气缸筒3的内侧表面3A，为了在留下油坑的同时获得能使发动机发挥期望的性能的表面粗糙度以及面性状，使用配设了珩磨用磨石的加工头来实施珩磨加工。

气缸筒内面检查系统1具备：传感头7，其根据拍摄了气缸筒3的内侧表面3A的数字图像，来评价有无抛光残渣，扫描气缸筒3的内侧表面3A；表面检查装置9，其根据该传感头7的输出信号来生成数字图像，并根据该数字图像来评价抛光残渣；和驱动机构11，其移动驱动传感头7。

传感头7形成为能进入到气缸筒3的圆筒状，能绕着中心轴线12旋转且能沿着中心轴线12移动地安装于上述驱动机构11上。传感头7从设于周面的开口15向气缸筒3的内侧表面3A照射激光，检测出与切削加工痕迹的形状、深度相应的反射光量并输出给表面检查装置9。

具体地，传感头7具备作为光源的LD(激光二极管)17、光纤19以及聚光光学组件21，由光纤19将LD17的光引导到聚光光学组件21，光在聚光光学组件21聚集并从开口15出射激光。另外，传感头7具备接受反射光的受光传感器23，在该受光传感器23，与光纤19相邻配设有引导经由聚光光学组件21而返回的反射光的多个光纤25。

驱动机构11具备使传感头7旋转的旋转驱动机构31、和使该旋转驱动机构31进退的进退机构33。

旋转驱动机构31具备：外壳34；轴35，其前端安装有上述传感头7，并上下贯通外壳34而设置；轴电动机37，其在表面检查装置9的控制下，旋转驱动轴35；和旋转编码器39，其检测轴35的旋转速度以及旋转角并将它们输出给表面检查装置9。

进退机构33是螺旋进给机构，具备：刻设螺纹的轴部41；旋转驱动该轴部41的进退电动机43；和检测轴部41的旋转速度以及旋转角并输出给表面检查装置9的旋转编码器45。轴部41螺合于外壳34的螺母部36，通过驱动进退电动机43，轴部41旋转，使旋转驱动机构31进退。

表面检查装置9具备：位置控制部51，其控制驱动机构11来控制传感头7的位置；图像生成部53，其根据传感头7的受光信号来生成气缸筒3的内侧表面3A的数字图像；评价用图像生成部55，其根据数字图像来生成用于评价抛光残渣的评价用图像；和评价部57，其根据该评价用图像来评价抛光残渣。相关的表面检查装置9能通过例如在个人计算机上执行用于实现各部的程序而构成。

对表面检查装置9的各部进行更详细的说明，位置控制部51内置驱动轴电动机37以及进退电动机43的伺服机构，对传感头7的沿着中心轴线12的位置和旋转角进行控制。即，位置控制部51在检查开始时，将传感头7插入气缸筒3中，使开口15位于检查范围K的下端位置Ka。然后，按照仿照镗孔加工时的镗孔用车刀的轨迹的方式，直到传感头7的开口15到达检查范围K的上端位置Kb为止，进行使传感头7一边以中心轴线12为中心旋转一边沿着该中心轴线12上升的动作，用该传感头7螺旋状地扫描检查范围K的整个表面。该检查范围K由作为与气缸之间的滑动面而发挥功能的范围来决定。

图像生成部53具备：A/D变换板59，其对来自传感头7的受光信号进行A/D变换，输出表示亮度的数字信号；和图像化部61，其根据该数字信号，构成针对气缸筒3的内侧表面3A的上述检查范围K的数字亮度图像70。

如图2(A)所示，数字亮度图像70是使在气缸筒3内的各检查位置由传感头7获得的反射光强度与该检查位置对应从而图像化的图像，在本实施方式中，将传感头7的高度位置和传感头7的旋转角分别作为纵轴以及横轴来图像化。另外，图2(A)的数字亮度图像70中的虚线示意性地表示镗孔加工时的切削加工痕迹P。

评价用图像生成部55具备一维并列功率谱处理部(评价用图像生成单元)63，其如图2(B)所示，根据数字亮度图像70，沿着切削加工痕迹P的方向，依次生成与切削加工痕迹P的方向正交的方向的一维功率谱图像71，并将它们按照生成顺序并列地排列，从而生成评价用图像73。另外，关于一维功率谱图像71以及评价用图像73在后面详述。

评价部57根据评价用图像73的各像素的亮度值(像素值)来评价气缸筒3的内侧表面3A的抛光残渣。

图3是表示评价用图像生成部55生成一维功率谱图像71的过程的图。

在评价用图像生成部55中，预先规定在数字亮度图像70中规定了实施一维功率谱处理的区域的规定大小的柱状的提取窗75。在本实施方式中，提取窗75设定为宽度W为1像素、高度为数像素(例如200像素)。提取窗75的高度方向是一维功率谱的一维方向。

如图2(A)所示，按照使提取窗75的高度方向与切削加工痕迹P的方向正交的方式使提取窗75重叠于数字亮度图像70，如图3(A)所示，提取与该提取窗75对应的范围的图像，即宽度W为1像素、高度L为规定像素数的一维数字亮度图像70A。另外，在图3(A)中，将珩磨处理的抛光不够的切削加工痕迹P作为抛光残渣Q来区别表示。

接下来，评价用图像生成部55对该一维数字亮度图像70A实施一维傅立叶变换，如图3(B)所示，生成一维功率谱。在该一维功率谱中，在每个与该切削加工痕迹P的间距对应的频率分量中出现表示切削加工痕迹P的信号。

进行详述，如图4(A)所示，在一维数字亮度图像70A中，在白黑按每1个像素都变化的情况下，各像素的亮度值成为如图4(B)所示那样，若以一维方向的亮度变化来表示图4(B)，则获得图4(C)那样的三角波的波形。另一方面，在用功率谱来表示各像素的亮度值的情况下，由于是每隔2像素而替换黑和白，因此，如图4(D)所示那样，在功率谱中，在与2像素/周期对应的频率分量中出现信号。根据以上，在镗孔加工中，由于切削加工痕迹P成为大致恒定间距的螺旋状，因此在一维功率谱中，在与切削加工痕迹P的螺旋的间距对应的频率分量中出现表示该切削加工痕迹P的信号。

在此，在切削加工痕迹P处反射的光和在切削加工痕迹P以外部分反射的光的明暗的差越大，则一维功率谱的信号的强度就越大。通常，切削加工痕迹P越深，则反射的光的明暗差就越大，从而一维功率谱的信号的强度就越大。换言之，根据一维功率谱的信号强度能判断切削加工痕迹P的深度。另外，在气缸筒3的内侧表面3A除了切削加工痕迹P以外还有压痕等引起的凹凸的情况下，在一维功率谱中，与该凹凸的明暗相应的强度的信号将作为其它的频率分量而出现。

返回图3，评价用图像生成部55为了仅提取切削加工痕迹P而进行如下的处理。即，由于切削加工痕迹P为大致恒定间距的螺旋状，因此表示切削加工痕迹P的信号出现在与螺旋的间距对应的频率分量中。因此，如图3(C)所示，使相当于切削加工痕迹P的间距的频率分量以外的频率分量衰减到强度Th以下。然后，如图3(D)所示，依照信号的强度越大则使亮度值越低的凡例而多值化来生成一维功率谱图像71。另外，与凡例相反，信号的强度越大使亮度值越高来生成一维功率谱图像71也没问题。另外，为了仅提取切削加工痕迹P，也可以进行仅使相当于切削加工痕迹P的间距的频率分量的信号放大的处理，以与其它的频率分量拉大差距。进而，在将相当于切削加工痕迹P的间距的频率分量的信号与其它的频率分量的信号差别化的基础上，为了剔除相当于油坑的深度的切削加工痕迹P且仅提取看作抛光残渣Q的深度的切削加工痕迹P，也可以仅提取强度超过规定的阈值的频率分量的信号。

评价用图像生成部55通过在高度方向上一边错开L一边进行下述的工序，从而生成一维功率谱图像71，由此如图2(B)所示，生成将一维功率谱图像71沿着切削加工痕迹P的方向A并列排列而成的评价用图像73，其中所述工序是如图2(A)所示，评价用图像生成部55一边生成一维功率谱图像71一边使提取窗75从传感头7的旋转角0度到360度为止(即旋转一圈)沿着切削加工痕迹P的方向A移动，从而生成1行的一维功率谱图像71的工序。由此，获得与传感头7的旋转角对应而依次并列排列一维功率谱的图像。

评价部57根据如此获得的评价用图像73来评价抛光残渣Q。详述则如图2(C)所示，评价部57为了更可靠地剔除油坑而只留下与抛光残渣Q相应的强度，用能区别该油坑的规定的亮度阈值来进行二值化处理，生成二值化图像78。

并且，如图2(D)所示，评价部57对在二值化处理中留下的各像素适用作为提取这些像素的基础的提取窗75(即包含该像素的一维功率谱图像71)，并对包含在该提取窗75中的区域进行着色以生成用颜色区分的抛光残渣提取图像79。由此，在该抛光残渣提取图像79中，存在抛光残渣Q的范围R用颜色区分开来而被明示。

图5是气缸筒内面检查系统1进行的气缸筒内面检查处理的流程图。

在进行气缸筒内面检查处理时，首先，在将形成有检查对象的气缸筒3的气缸体5设置于驱动机构11的正下方的规定位置之后，表面检查装置9通过位置控制部51使传感头7进入到气缸筒3中，一边使传感头旋转一边使其进退，由此遍及检查范围K来扫描气缸筒3的内侧表面3A，根据由该扫描所获得的信号，通过图像生成部53生成检查范围K的数字亮度图像70(步骤S1)。接下来，评价用图像生成部55的一维功率谱处理部63使在与切削加工痕迹P正交的方向上延伸的提取窗75与数字亮度图像70重叠，从该提取窗75的范围提取出一维数字亮度图像70A(步骤S2)。然后，一维功率谱处理部63根据该一维数字亮度图像70A而生成一维功率谱图像71(步骤S3)。直到针对检查范围K的全部都生成一维功率谱图像71为止(步骤S4为“否”的期间)，一维功率谱处理部63都在数字亮度图像70中反复进行一边使提取窗75沿着切削加工痕迹P移动(步骤S5)，一边生成一维功率谱图像71的处理。接下来，一维功率谱处理部63按照生成顺序将这些一维功率谱图像71并列排列，来生成评价用图像73(步骤S6)。

接下来，评价部57为了仅留下与抛光残渣Q相应的强度，用规定的亮度阈值来进行评价用图像73的二值化处理以生成二值化图像78(步骤S7)。接下来，评价部57对成为提取二值化处理后留下的像素的基础的提取窗75的范围(即包含留下的像素的一维功率谱图像71的全部像素)进行着色，用颜色区分，生成抛光残渣提取图像79(步骤S8)。然后，在该抛光残渣提取图像79中不存在着色范围的情况下(步骤S9：否)，评价部57评价为在气缸筒3的内侧表面3A没有抛光残渣Q(步骤S10)，在存在着色范围的情况下(步骤S9：是)，评价为有抛光残渣Q(步骤S11)。

在有抛光残渣Q的情况下，将抛光残渣提取图像79显示于未图示的监视器装置中来提示给作业者。作业者通过观看该抛光残渣提取图像79，能根据着色的范围的大小来判断抛光残渣Q的大小。进而，还能根据该着色范围的位置来容易地判断抛光残渣Q存在的位置，在实际用目视进行确认时，能简单地找出抛光残渣Q。

如此，根据本实施方式，生成了以与切削加工痕迹P的方向A正交的方向作为一维方向的一维功率谱图像71。在一维功率谱中，由于在与切削加工痕迹P的间距对应的频率分量中出现与该切削加工痕迹P的深度相应的信号，因此，能与气缸筒3的内侧表面3A的其它的凹凸区别开来而效率良好地仅提取出切削加工痕迹P，从而生成一维功率谱图像71。

另外，通过将该一维功率谱图像71并列排列，能获得并列方向与切削加工痕迹P的方向对应的图像作为评价用图像73。

由此，能根据评价用图像73来效率良好地评价切削加工痕迹P的抛光残渣Q的有无，并且能特定该抛光残渣Q所存在的范围R。进而，能根据该范围R的并列方向的扩展来判断抛光残渣Q的大小(延伸的长度)。

因此，作业者即使不进行目视也能判断抛光残渣Q的有无、其所在以及大小，能容易地判断气缸筒3是否合格。另外，由于能在作业者实际以目视进行确认时，预先附加该抛光残渣Q的所在的标度，因此，能简单地找到该所在，能缩短检查时间。

另外，根据本实施方式，构成为：对于将评价用图像73二值化而成的抛光残渣提取图像79，使通过二值化而留下的像素与包含该像素的一维功率谱图像71的各像素一起用颜色进行区分。通过此，抛光残渣Q存在的范围R变得明确，在作业者实际进行目视时，能容易找出抛光残渣Q的所在。

另外，上述的第1实施方式不过表示本发明的一个形态，能在本发明的范围内进行任意变形。

例如第1实施方式中关于检查气缸筒3的内侧表面3A的装置进行了例示，但本发明并不限于检查像气缸筒3那样的孔的机械加工面的装置。即，如图6所示，也能应用于检查在工件90的平面的表面上以大致相等的间距在同一方向上实施了切削加工的机械加工面的装置中。在这种情况下，由于机械加工面为平面，因此能通过相机91进行1次的拍摄而获得机械加工面的整体的数字亮度图像70。

另外，即使没有预先获知机械加工方向(切削加工痕迹P的方向)，也能如下地获得沿着切削加工痕迹P的方向而排列了一维功率谱图像71的评价用图像73。即，如图7(A)～图7(C)所示，使机械加工面的数字亮度图像70以规定角度为单位旋转，每次旋转，都沿着与该一维功率谱的一维方向(高度方向)正交的方向B依次生成一维功率谱图像71，且将它们并列排列以生成评价用图像73。

此时，在一维功率谱的一维方向(高度方向)和切削加工痕迹P的方向相正交的旋转位置，在评价用图像73中，强的谱信号最多出现，因此通过特定该评价用图像73能获得沿着切削加工痕迹P的方向而排列一维功率谱图像71的评价用图像73，另外，也能特定切削加工方向。

然后，如图6所示，如此，通过具备判定切削加工方向的加工方向判定部92来构成表面检查系统100的表面检查装置109，对于没有预先获知切削加工痕迹P的方向的工件90也能构成可评价机械加工面的表面检查装置109。

<第2实施方式>

在现有技术(特开2004-132900号公报)中，对遍及气缸筒的内侧表面的全部区域的数字图像实施图像处理，检查所需要的时间变长，成为阻碍发动机生产性提高的主要原因。此外，还存在在气缸筒的内侧表面吸附了水滴、灰尘等异物的情况下，将该异物映在数字图像上而误判定为缺陷的问题。

因此，在本实施方式中，说明不受表面的异物的影响、且通过可靠地缩小要进行图像处理的范围而能缩短检查所需要的时间的表面检查装置209。

图8是表示具备本发明的第2实施方式的表面检查装置209的气缸筒内侧表面检查系统201、和形成有作为检查对象的气缸筒3的气缸体5的概略构成的图。另外，在图8中，对与第1实施方式中已说明的构成标注相同的符号，省略其说明。

在本实施方式的传感头7中内置有涡流探伤传感器226。涡流探伤传感器226具备线圈，该线圈使气缸筒3的内侧表面3A流过涡电流，并检测通过电磁感应而感应引起的电流，用ET放大器228将该电流放大并输入到表面检查装置209中。通过电磁感应而感应引起的电流根据气缸筒3的内侧表面3A的凹凸以及内部空洞的有无而变化，因此，通过检测出由于电磁感应引起的电流变化的所在，能检测缺陷。另外，电磁感应引起的电流由于不易受到吸附于气缸筒3的内侧表面3A的水滴或灰尘等的影响，因此比起照射激光来进行的缺陷判定，能防止由于水滴或灰尘而导致的误判定。

上述涡流探伤传感器226设置于传感头7上，并使其能检测与上述激光的照射位置为相同高度的位置。由此，能以1次的扫描同时进行在气缸筒3的相同高度位置处的数字图像生成和涡流探伤传感器226进行的缺陷检测。

表面检查装置209具备：位置控制部251，其控制驱动机构11来控制传感头7的位置；涡流探伤部253，其根据涡流探伤传感器226的检测信号来检测气缸筒3的缺陷；和激光检查部255，其根据传感头7的受光信号生成气缸筒3的内侧表面3A的数字图像，根据该数字图像来评价气缸筒3是否合格。表面检查装置209能通过例如在个人计算机执行实现各部的程序来构成。

若对表面检查装置209的各部进行更详细的说明，则位置控制部251内置驱动轴电动机37以及进退电动机43的伺服机构，对传感头7的沿着中心轴线12的位置和旋转角进行控制。即，在检查开始时，位置控制部251将传感头7插入到气缸筒3中，使开口15以及涡流探伤传感器226位于检查范围K的下端位置Ka。然后，按照仿照镗孔加工时的镗孔用车刀的轨迹的方式，直到传感头7的开口15以及涡流探伤传感器226到检查范围的上端位置Kb为止，进行一边使传感头7以中心轴线12为中心旋转一边沿着该中心轴线12上升的动作，用该传感头7螺旋状地扫描检查范围K的全部表面。该检查范围K通过作为与气缸之间的滑动面而发挥功能的范围来决定。

涡流探伤部253具备：A/D变换板257，其对传感头7的涡流探伤传感器226的检测信号进行A/D变换，输出与缺陷的有无相应的强度值的数字信号；图像化部259，其根据该数字信号来生成缺陷图图像270(图9)；和缺陷检测部261，其根据该缺陷图图像270来检测缺陷所在F。

缺陷图图像270如图9(A)所示，是使涡流探伤传感器226的检测信号与检查位置对应而图像化的图像，在本实施方式中，分别将传感头7的高度位置X和传感头的旋转角θ作为纵轴以及横轴而图像化。在该缺陷图图像270中，出现由于气缸筒3的内侧表面3A的压痕和切削加工痕迹P、砂眼等缺陷而引起涡流探伤传感器226的检测信号发生变化的所在，作为缺陷所在F。通过用缺陷检测部261检测出该缺陷所在F，向激光检查部255输出由高度位置X以及旋转角θ规定的位置坐标(X，θ)。

激光检查部255具备：A/D变换板263，其对来自传感头7的受光信号进行A/D变换，输出表示亮度的数字信号；图像化部265，其根据该数字信号来生成数字亮度图像271；图像处理范围决定部67，其根据由上述涡流探伤部253的缺陷检测部261检测出的缺陷所在F的位置坐标来决定相对于数字亮度图像271的图像处理范围H；和评价部269，其对该图像处理范围H实施图像处理，根据该图像处理的结果来评价气缸筒3是否合格。

如图9(B)所示，数字亮度图像271是使在气缸筒3内的各检查位置由传感头7获得的反射光强度与该检查位置对应而图像化后的图像，在本实施方式中，与缺陷图图像270相同，分别将传感头7的高度位置X和传感头7的旋转角θ作为纵轴以及横轴来图像化。

在此，在使传感头7在气缸筒3内从下端位置Ka起向上端位置Kb为止移动的期间，同时进行激光照射和涡流探伤传感器226的检测这两者。因此，在激光照射位置和涡流探伤传感器226的检测位置之间，产生与开口15和涡流探伤传感器226的安装间隔相应的相位差α。因此，图像化部265在生成数字亮度图像271时，用相位差α来对检查位置的旋转角θ进行补正来进行图像化，以使得位置坐标和缺陷图图像270的位置坐标相等。

如图9(B)所示，在该数字亮度图像271中，映出镗孔加工时的切削加工痕迹P、镗孔用车刀等工具撞压的压痕G等。在现有的表面检查中，对该数字亮度图像271的整体实施二值化处理或功率谱算出处理，从检测出的切削加工痕迹P中剔除油坑，提取抛光残渣等的切削加工痕迹P或压痕G等有害的缺陷，因此处理需要时间。

与此相对，在本实施方式中，如上所述，通过图像处理范围决定部26将实施图像处理的范围限制在包含缺陷所在F的图像处理范围H中，能使处理高速化。

若进行详述，则图像处理范围决定部267若从缺陷检测部261输入由涡流探伤传感器226检测出的缺陷所在F的位置坐标(X，θ)。则将以该位置坐标(X，θ)为中心的规定范围的矩形区域规定为图像处理范围H。

由此，例如如图9(C)所示，在气缸筒3的内侧表面3A存在压痕G的情况下，将包含该压痕G的范围决定为图像处理范围H。另外，在涡流探伤中，除了压痕G或切削加工痕迹P等表面的缺陷之外，还能检测砂眼等的内部缺陷，仅通过涡流探伤的结果不能区别它们。因此，在通过涡流探伤部253检测出砂眼等内部缺陷的情况下，如图9(C)所示，数字亮度图像271对于看不到压痕G或切削加工痕迹等的显眼的凹凸的范围也决定图像处理范围H。

另外，图像处理范围H的大小既可以是固定值，也可以是可变值。即，在构成为从缺陷检测部261对图像处理范围决定部267输入缺陷所在F的粗略的范围的情况下，按照包含该范围的方式使得图像处理范围H可变。另外，在构成为从缺陷检测部261向图像处理范围决定部267仅输入缺陷所在F的例如中心位置的情况下，在图像处理范围H中使用考虑通常可能产生的压痕G或抛光残渣而预先规定的范围(例如以10μm为单位的四边形)。

评价部269通过对各个图像处理范围H实施图像处理来判别表面的缺陷和内部缺陷，另外，仅提取压痕G和切削加工痕迹P等的表面的缺陷。然后，通过图像处理来求取这些压痕G和切削加工痕迹P等的大小(尺寸)，识别它们是油坑、或者是阻碍滑动面的功能的有害的缺陷，在是有害的缺陷的情况下，将气缸筒3评价为不合格。

在评价部269的图像处理中，例如将存在压痕G或切削加工痕迹P的情况下的亮度值作为阈值来对图像进行二值化，能使用获得表示压痕G和切削加工痕迹P的有无的图像的二值化处理，通过该二值化处理，能进行压痕G和切削加工痕迹P的有无的检测、以及特定它们的大小。在通过该二值化处理没有检测出压痕G和切削加工痕迹P的情况下，通过涡流探伤来检测砂眼等的内部缺陷，能区别内部缺陷。

另外，除了二值化处理之外，还能针对图像处理范围H来求取功率谱图像，根据该功率谱图像来判定图像处理范围H的凹凸，按照产生该凹凸的比例来进行气缸筒3的评价。进一步地，如第1实施方式所说明那样，也能使用一维功率谱图像来进行评价。

图10是气缸筒内面检查系统201进行的气缸筒内面检查处理的流程图。

在气缸筒内面检查处理中，在形成有检查对象的气缸筒3的气缸体5被设置在驱动机构11的正下方的规定位置之后，位置控制部251使传感头7进入到气缸筒3中，通过一边使传感头7旋转一边进退，遍及检查范围K来扫描气缸筒3的内侧表面3A(步骤S201)。然后，涡流探伤部253根据通过该扫描而获得的涡流探伤传感器226的检测信号来生成缺陷图图像270，激光检查部255根据激光的反射光量来生成数字亮度图像271(步骤S202)。

接下来，涡流探伤部253根据缺陷图图像270来检测缺陷所在F和该缺陷所在F的位置信息(X，θ)(步骤S203)，并输出给激光检查部255。激光检查部255根据缺陷所在F的位置信息(X，θ)，按照将缺陷所在F包含在要进行图像处理的范围的方式来决定图像处理范围H(步骤S204)，评价部269对图像处理范围H实施用于检测缺陷的二值化处理等图像处理(步骤S205)。在该图像处理的结果是压痕G和抛光残渣等的切削加工痕迹P这样比较大的缺陷且检测出阻碍滑动面的功能的有害的缺陷的情况下(步骤S206：是)，将气缸筒3判定为不合格(步骤S207)，在未检测出有害的缺陷的情况下(步骤S206：否)，将气缸筒3判定为合格品(步骤S208)。

如此，根据本实施方式，由于构成为用涡流探伤传感器226检测气缸筒3的内侧表面3A来检测缺陷，因此，即使在该内侧表面3A吸附水滴或灰尘等的异物的情况下，也能不受该异物的影响来检测缺陷。

进而，虽然不能根据涡流探伤传感器226的检测信号来判定通过涡流探伤所检测出的缺陷的正确的大小、以及缺陷是表面伤痕还是砂眼等的内部缺陷，但由于对包含该缺陷所在F的图像处理范围H实施图像处理，因此就能判定缺陷的大小，能将检测出的切削加工痕迹P与油坑和抛光残渣区别开来。由此，能正确地仅判定抛光残渣和压痕G等的有害的缺陷，另外，通过将要实施图像处理的范围缩小在图像处理范围H，能缩短检查所需要的时间。

另外，根据本实施方式，由于在传感头7上设置涡流探伤传感器226，因此能以1次的扫描来进行基于激光照射的数字亮度图像271的生成和涡流探伤传感器226进行的缺陷检测。

另外，上述第2实施方式也不过表示本发明的一个形态，能在本发明的范围内进行任意的变形。

例如，在第2实施方式中，关于检查气缸筒3的内侧表面3A的装置进行了例示，但本发明并不限于检查气缸筒3这样的孔的机械加工面的装置。即，也能应用于检查工件的平面的表面的装置。这种情况下，由于表面是平面，因此能用相机等以1次的拍摄而获得表面整体的数字亮度图像。

<第3实施方式>

在对气缸体的镗孔的切削加工时，镗孔用车刀相对于气缸体的进退速度并不限于始终恒定。因此，由于形成于气缸筒的内侧表面的螺旋状的加工痕迹的间距按照进退速度而变化，因此加工痕迹的方向并不一样。

另一方面，在现有技术(特开2004-132900号公报)中，由上述传感头的扫描而获得的反射光的光量变化依赖于传感头的扫描方向和加工痕迹的方向之间的偏移。即，在使传感头沿着加工痕迹的方向来进行扫描的情况下，反射光的光量变化较小，与加工痕迹的方向交叉的角度越接近90度则反射光的光量变化就越大。

因此，若根据通过传感头的扫描而获得的反射光的光量变化来检测气缸筒的内侧表面的凹凸，则会关系到伤痕的误检测或漏检测。

因此在本实施方式中，说明能提高气缸筒的内侧表面的伤痕的检查精度的表面检查装置309。

图11是表示具有本发明的第3实施方式的表面检查装置309的气缸筒内面检查系统1、和形成有作为检查对象的气缸筒3的气缸体5的概略构成的图。另外，在图11中，对与第1实施方式说明的构成标注相同的符号，省略其说明。

气缸筒内面检查系统301用光来扫描气缸筒3的内侧表面3A，来评价该内侧表面3A的伤痕的有无。即，气缸筒内面检查系统301具备：扫描气缸筒3的内侧表面3A的传感头7；根据该传感头7的检测信号Sk来评价伤痕的表面检查装置309；和对传感头7进行移动驱动的驱动机构11。在传感头7的上述受光传感器23中，检测出与切削加工痕迹P的形状相应的反射光量，并将检测信号Sk输出给表面检查装置309。

表面检查装置309具备：位置控制部351，其控制驱动机构11来控制在气缸筒3中的传感头7的位置；检测部353，其根据传感头7的检测信号Sk来检测气缸筒3的内侧表面3A的伤痕；和参数设定部355，其按照传感头7在气缸筒3的扫描位置来变更在该检测部353所使用的参数。

对表面检查装置309的各部进行更详细的说明，则位置控制部351内置对轴电动机37以及进退电动机43进行驱动的伺服机构，对传感头7的沿着中心轴线12的位置和旋转角进行控制。即，在检查开始时，位置控制部351将传感头7插入到气缸筒3中，使传感头7的开口15位于检查范围K的下端位置Ka。然后，使传感头7的开口15直到到达检查范围K的上端位置Kb为止，都一边在高度方向上移动一边进行扫描，之后，以规定的角度(例如30度)使传感头7微动，反复进行该传感头7的上下动作，用该传感头7扫描检查范围K的全部表面。该检查范围K通过作为与气缸之间的滑动面而发挥功能的范围决定。

检测部353在输入传感头7的检测信号Sk后，将该检测信号Sk与作为伤痕判定用的阈值电压的伤痕判定用阈值电压Vc进行比较，并输出表示比较结果的伤痕判定信号。在检测信号Sk超过伤痕判定用阈值电压Vc的情况下，该伤痕判定信号成为高电平，通过检测在该伤痕判定信号中是否包含有高电平的信号来特定伤痕的有无。将伤痕的有无的特定结果例如输出到显示装置或打印装置、外部终端等的输出目的地的装置，并通知给作业者。

另外，检测部353在将检测信号Sk与伤痕判定用阈值电压Vc进行比较前，进行对于检测信号Sk的噪声压缩，由此提高伤痕判定精度。上述伤痕判定用阈值电压Vc是能根据与检测信号Sk的电压值之间的比较来识别在气缸筒3的内侧表面3A的抛光残渣或在镗孔处理时有可能会出现的磨石伤痕的电压值。

另外，关于该检测部353的具体的构成，在后面详述。

参数设定部355与气缸筒3的内侧表面3A的传感头7进行的扫描同步，按照传感头7的扫描位置Z来变更在检测部353中使用的参数中的与噪声压缩相关的参数即压缩范围电压Vr、和上述伤痕判定用阈值电压Vc。

若详述该参数设定部355的构成，则参数设定部355具备PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)358、D/A变换用的D/A板359，另外，在PLC358中，容纳有将传感头7的扫描位置Z和压缩范围电压Vr的值建立了对应的数据即Z-Vr变换数据360A、以及将传感头7的扫描位置Z和伤痕判定用阈值电压Vc建立了对应的数据即Z-Vc变换数据360B。

参数设定部355若以该构成从位置控制部351输入传感头7的扫描位置Z，则PLC358根据Z-Vr变换数据360A以及Z-Vc变换数据360B，将与扫描位置Z对应的压缩范围电压Vr以及伤痕判定用阈值电压Vc的各值输出给D/A板359，变换为与这些压缩范围电压Vr以及伤痕判定用阈值电压Vc的各值对应的电压值的模拟信号后输出给检测部353。

由此，在检测部353中，能与传感头7进行的气缸筒3的内侧表面3A的扫描同步，按照扫描位置Z来动态地变更压缩范围电压Vr以及伤痕判定用阈值电压Vc。

图12是表示检测部353的构成的框图。另外，在该图中，与传感头7的构成的示意图一起进行表示。

在传感头7中设有多个上述受光传感器23。如图12所示，各个受光传感器23具有光电(O/E)变换元件23A和放大器23B，将与在气缸筒3的内侧表面3A的反射光的光量相应的电压的检测信号Sk输出给检测部353。

检测部353大体具备AGC(Auto Gain Control：自动增益控制)部361、噪声压缩部363、阈值判定部365、OR(或)电路367。AGC部361、噪声压缩部363以及阈值判定部365设于2个上述受光传感器23的每一个中，对受光传感器23的各个检测信号Sk个别地进行与伤痕判定用阈值电压Vc的比较。通过OR电路367来运算各个比较结果的逻辑和并输出。

AGC部361具备对传感头7的检测信号Sk进行输入的信号输入I/F部371、信号平滑用的平滑部373、和AGC放大器375，通过该AGC放大器375对检测信号Sk进行反馈控制，以使得即使受光传感器23的检测信号Sk的电压电平变动也成为恒定的电压电平。由此，如图13所示，传感头7输出的检测信号Sk的电压电平与规定的AGC基准电压Vref一致而被输出。如图12所示，在AGC放大器375上连接有设定AGC基准电压Vref的AGC设定器377，构成为能将该AGC基准电压Vref设定为期望的电压值。

噪声压缩部363具备：噪声压缩滤波器379，其压缩包含在传感头7的检测信号Sk中的噪声分量；和放大器381，其对噪声压缩后的检测信号Sk进行放大后输出到阈值判定部365。如图14所示，噪声压缩滤波器379是输出相对于输入信号V₀降低了电压范围Cr的电压值的输出信号V的电路。该电压范围Cr相当于应视作噪声的电压分量的范围。因此，通过对该噪声压缩滤波器379输入传感头7的检测信号Sk，如图15所示，输出相当于电压范围Cr的噪声分量的电压被压缩的输出波形，能获得提高了S/N比的检测信号Sk。

另外，如图12所示，在噪声压缩滤波器379，设置为能经由选择开关387择一连接噪声压缩值设定器383以及外部噪声压缩值输入器385。噪声压缩值设定器383是用于将对电压范围Cr的上限以及下限进行规定的上述压缩范围电压Vr设定为期望的固定值的电路。另外，外部噪声压缩值输入器385是输入与传感头7的扫描位置Z相应的压缩范围电压Vr的电路，该压缩范围电压Vr从上述参数设定部355输入到外部噪声压缩值输入器385。噪声压缩值设定器383是为了不使压缩范围电压Vr按照传感头7的扫描位置Z动态变更而使用固定值的情况而设。

阈值判定部365具备+(正)侧比较器389、-(负)侧比较器391、OR电路393、以及脉宽扩展器395。+侧比较器389以及-侧比较器391分别比较传感头7的检测信号Sk和伤痕判定用阈值电压Vc，如图16所示，在+侧比较器389，在检测信号Sk的正电压超过伤痕判定用阈值电压Vc的整个期间，将规定电压的输出信号Sg输出给OR电路393，另外，在-侧比较器391，在检测信号Sk的负电压低于伤痕判定用阈值电压Vc的负号值的整个期间，将规定电压的输出信号Sg输出给OR电路393。伤痕判定用阈值电压Vc是给出判定为在气缸筒3的内侧表面3A存在伤痕的阈值的电压，通过从+侧比较器389以及-侧比较器391输出上述输出信号Sg，表示在气缸筒3的内侧表面3A有伤痕。

OR电路393向脉宽扩展器395输出+侧比较器389以及-侧比较器391的输出信号Sg的逻辑和，脉宽扩展器395每当被输入输出信号Sg时，就生成规定时间宽度的脉冲信号作为伤痕判定信号，并输出给OR电路367。

另外，如图12所示，在+侧比较器389以及-侧比较器391，分别设置为能经由选择开关3101择一连接阈值设定器397以及外部阈值输入器399。阈值设定器397是用于将上述伤痕判定用阈值电压Vc设定为期望的固定值的电路。另外，外部阈值输入器399是输入与传感头7的扫描位置Z相应的伤痕判定用阈值电压Vc的电路，该伤痕判定用阈值电压Vc从上述参数设定部355输入到外部阈值输入器399。阈值设定器397为了不使伤痕判定用阈值电压Vc按照传感头7的扫描位置Z动态变更而使用固定值时而设定。

OR电路367输出伤痕判定信号的逻辑和，该伤痕判定信号针对传感头7的2个受光传感器23所分别输出的各检测信号Sk而从各阈值判定部365输出。根据该伤痕判定信号来特定伤痕的有无。如此，针对多个受光传感器23的检测信号Sk的每一个来个别地进行伤痕的判定，通过判定结果的逻辑和来最终进行伤痕有无的判定，由此，能防止伤痕的漏检测。

接下来，下面说明传感头7的扫描位置Z、压缩范围电压Vr以及伤痕判定用阈值电压Vc的关系。

传感头7的检测信号Sk的电平依赖于气缸筒3的内侧表面3A的切削加工痕迹P(图17)的形状，切削加工痕迹P越深、或宽度越宽则电平越高。另外，由于气缸筒3的切削加工痕迹P是螺旋状痕迹，因此，在切削加工痕迹P延伸的方向上具有方向性。因此，如图17所示，检测信号Sk的电平也会按照相对于切削加工痕迹P的延伸方向的传感头7的扫描方向而变化。即，在传感头7的扫描方向与切削加工痕迹P的延伸方向正交的情况下，检测信号Sk的电平越高，该扫描方向和切削加工痕迹P的延伸方向之间的交叉角度γ越小(接近于0度)，则检测信号Sk的电平越小。

另一方面，在气缸筒3的镗孔加工中，镗孔头的进退速度并不总是恒定，如图18所示，对镗孔头进行加减速。由于这样的镗孔头的加减速，形成于气缸筒3的内侧表面3A的螺旋条的切削加工痕迹P的间距不一样，在镗孔头的加减速度较大地变化的端部区域Ja，如图19(A)所示，形成间距比较狭窄的切削加工痕迹P，另外，在镗孔头的加减速度比较缓和变化的中间区域Jb，如图19(B)所示，形成间距比较宽的切削加工痕迹P。

如此，由于气缸筒3的切削加工痕迹P的间距因地方不同而不同，因此，在使传感头7在气缸筒3中旋转而在整个一周中扫描内侧表面3A时，在端部区域Ja和中间区域Jb，传感头7的扫描方向和切削加工痕迹P的延伸方向之间的交叉角度γ不同。即，即使在用传感头7扫描正常的内侧表面3A的情况下，在端部区域Ja和中间区域Jb，传感头7的检测信号Sk的电平也不同，例如如图20所示，端部区域Ja比中间区域Jb电平高。这样的电平的高低倾向并不限于扫描正常的内侧表面3A时，关于在镗孔处理时所附上的图19所示的磨石伤痕3103和抛光残渣Q，也会如图20所示那样产生。

因此，若针对在端部区域Ja和中间区域Jb的每一个中获得的检测信号Sk而应用同一伤痕判定用阈值电压Vc来进行伤痕的判定，则即使在对于中间区域Jb的检测信号Sk判定为正常的情况下，不管是不是扫描相同的正常的面，对于端部区域Ja的检测信号Sk，有时会误判定为存在伤痕。反之，在针对端部区域Ja的检测信号Jk判定为有磨石伤痕3103或抛光残渣Q的伤痕的情况下，不管是不是扫描同样的带有磨石伤痕3103或抛光残渣Q的伤痕的面，对于中间区域Jb的检测信号Sk，有时会误判定为不存在伤痕。

因此，如图21所示，在本实施方式中，使伤痕判定用阈值电压Vc按照在气缸筒3内的传感头7的位置即扫描位置Z而变化。此时，为了按照传感头7的扫描方向和切削加工痕迹P的延伸方向之间的交叉角度γ来使伤痕判定用阈值电压Vc变化，配合气缸筒3的镗孔加工时的镗孔头的进退速度的变化来使伤痕判定用阈值电压Vc变化。

另外，由于检测信号Sk的电平按照传感头7的扫描位置Z而变化，包含在该检测信号Sk中的被视作噪声的电压也变化。因此，如图22所示，在本实施方式中，使对噪声压缩的电压范围Cr的宽度进行规定的压缩范围电压Vr变化，以使得相对于检测信号Sk的电平比较大的端部区域Ja，压缩范围电压Vr在中间区域Jb相对变小。

在PLC358中预先容纳这样的传感头7的扫描位置Z和压缩范围电压Vr的对应关系、以及扫描位置Z和伤痕判定用阈值电压Vc的对应关系，来分别作为Z-Vr变换数据360A以及Z-Vc变换数据360B。

然后，在气缸筒3的内侧表面3A的检查时，参数设定部355与在气缸筒3的内侧表面3A由传感头7进行的扫描同步，对检测部353输出与扫描位置Z对应的压缩范围电压Vr以及伤痕判定用阈值电压Vc，检测部353利用这些压缩范围电压Vr以及伤痕判定用阈值电压Vc来进行噪声压缩以及伤痕判定。

由此，即使由于切削加工痕迹P的方向而引起在各扫描位置Z检测信号Sk的电平不同，如图23所示，由于配合该电平的变动，按照传感头7的扫描位置Z来动态地变更伤痕判定用阈值电压Vc，因此也防止了伤痕的误判定和漏检测。

另外，在进行镗孔加工以使得切削加工痕迹P的间距在气缸筒3的各扫描位置Z恒定的情况下，关于压缩范围电压Vr以及伤痕判定用阈值电压Vc，在噪声压缩值设定器383以及阈值设定器397中设定适于切削加工痕迹P的间距的固定值，在气缸筒3的内侧表面3A的检查时，在检测部353中使用这些固定值。

如此，根据本实施方式，由于按照相对于气缸筒3的内侧表面3A的传感头7的扫描方向和切削加工痕迹P的方向之间的交叉角度γ，来变更与传感头7的检测信号Sk进行比较的伤痕判定用阈值电压Vc，因此能在扫描位置Z的扫描方向和切削加工痕迹P的方向上不受影响地提高气缸筒3的内侧表面3A的伤痕的检测精度。

另外，根据本实施方式，由于按照相对于气缸筒3的内侧表面3A的传感头7的扫描方向和切削加工痕迹P的方向之间的交叉角度γ，来变更进行噪声压缩的电压范围Cr，因此能在扫描头7的扫描位置Z的扫描方向和切削加工痕迹P的方向上不受影响地提高从传感头7输出的检测信号Sk的S/N比。

另外，根据本实施方式，由于从参数设定部355的D/A板359直接对将传感头7的检测信号Sk和伤痕判定用阈值电压Vc进行比较的+侧比较器389以及-侧比较器391分别输入表示伤痕判定用阈值电压Vc的电压值的模拟信号，因此，能没有伤痕判定用阈值电压Vc的变更时的延迟而实现高速的表面检查。

另外，上述的第3实施方式不过表示本发明的一个形态，能在本发明的范围内进行任意的变形。

例如，虽然作为表面检查装置309例示了将传感头7的检测信号Sk直接与伤痕判定用阈值电压Vc进行比较来检查伤痕的构成，但并不限于此。即，也可以构成为根据传感头7的检测信号Sk和扫描位置Z来生成用亮度值表示在气缸筒3的内侧表面3A的各扫描位置Z的检测信号Sk的强度的亮度图像，并将该亮度图像与判定为伤痕的亮度阈值进行对比来检测伤痕，且使该亮度阈值按照在传感头7的扫描位置Z的扫描方向和切削加工痕迹P的方向之间的交叉角度γ而变更。

通过该构成，能根据亮度值超过亮度阈值的像素的范围来估计伤痕的大小和形状。

Claims (10)

1.一种表面检查装置，根据实施了机械加工的工件的表面的数字图像来检查该表面，其特征在于，具备：

评价用图像生成单元，其根据所述数字图像，沿着所述机械加工的方向生成且并列排列与所述机械加工的方向正交的方向的一维功率谱图像，来生成评价用图像；和

评价单元，其根据所述评价用图像的各像素的像素值来评价所述表面，

在该一维功率谱图像中，与机械加工痕迹的间距对应的所在的像素值成为与在机械加工痕迹处的反射光的明暗的差相应的值。

2.一种表面检查装置，根据通过对气缸体进行切削加工而形成、且经过抛光的气缸筒的内侧表面的数字图像来检查该内侧表面，其特征在于，具备：

评价用图像生成单元，其根据所述数字图像，沿着所述切削加工的方向生成且并列排列与切削加工的方向正交的方向的一维功率谱图像，以生成评价用图像；和

评价单元，其根据所述评价用图像的各像素的像素值来评价所述气缸筒的内侧表面的抛光残渣，

在该一维功率谱图像中，与机械加工痕迹的间距对应的所在的像素值成为与在机械加工痕迹处的反射光的明暗的差相应的值。

3.一种表面检查装置，根据实施了机械加工的工件的表面的数字图像来检查该表面，其特征在于，具备：

评价用图像生成单元，其根据所述数字图像沿着规定方向依次生成一维功率谱图像，并生成将它们并列排列的图像，而且，使所述规定方向相对于所述数字图像以规定角度为单位旋转，来在各个旋转角度下生成所述图像，且从各图像中将包含最多的谱信号的图像选择为评价用图像；和

评价单元，其根据由所述评价用图像生成单元选择的评价用图像的各像素的像素值来评价表面，

在该一维功率谱图像中，与机械加工痕迹的间距对应的所在的像素值成为与在机械加工痕迹处的反射光的明暗的差相应的值。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的表面检查装置，其特征在于，

对于所述评价用图像，将像素值超过规定像素值的像素与包含该像素的所述一维功率谱图像的各像素一起用颜色区分开来。

5.根据权利要求1所述的表面检查装置，其特征在于，具备：

涡流探伤传感器，其扫描所述工件的表面；和

检查范围决定单元，其根据所述涡流探伤传感器的输出来特定所述工件的缺陷所在，并包含该缺陷所在来决定检查范围，

用对所述工件的表面照射激光的传感头来扫描该表面，根据所述激光的反射光来生成所述表面的数字图像，

对所述检查范围的所述数字图像实施用于检测所述表面的缺陷的图像处理，由此来检查所述表面。

6.根据权利要求5所述的表面检查装置，其特征在于，

所述工件的表面是通过对气缸体进行切削加工而形成、并经过抛光的气缸筒的内侧表面，

所述表面检查装置具备：图像处理范围决定单元，其根据所述涡流探伤传感器的输出来特定缺陷所在，并包含该缺陷所在来决定图像处理范围，

对所述图像处理范围实施所述图像处理来检测所述内侧表面的缺陷。

7.根据权利要求5所述的表面检查装置，其特征在于，

在所述传感头设置有所述涡流探伤传感器。

8.根据权利要求2所述的表面检查装置，其特征在于，

所述表面检查装置具备：

传感头，其一边对所述气缸体的气缸筒的内侧表面照射光一边扫描该内侧表面，并输出与所述光的反射光的光量相应的检测信号；和

检测单元，其根据所述检测信号来检测所述内侧表面的伤痕，

所述检测单元按照在所述传感头的扫描位置的扫描方向和所述切削加工的方向之间的交叉角度，来变更判定为所述伤痕的所述检测信号的判定用阈值。

9.根据权利要求8所述的表面检查装置，其特征在于，

所述检测单元具有噪声压缩单元，该噪声压缩单元对所述检测信号降低与噪声对应的电压范围的电压值来进行噪声压缩，

所述噪声压缩单元按照在所述传感头的扫描位置的扫描方向和所述切削加工的方向之间的交叉角度来变更所述电压范围。

10.根据权利要求8或9所述的表面检查装置，其特征在于，

所述表面检查装置具备：

存储单元，其将与在所述传感头的扫描位置的扫描方向和所述切削加工的方向之间的交叉角度相应的所述判定用阈值与所述扫描位置建立对应来存储；和

D／A变换单元，其输出表示所述判定用阈值的电压值的模拟信号，

所述检测单元具备比较器，该比较器将从所述D／A变换单元输出的模拟信号与所述检测信号进行比较。

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