DE112010004464T5

DE112010004464T5 - Oberflächenprüfvorrichtung und Oberflächenprüfverfahren

Info

Publication number: DE112010004464T5
Application number: DE112010004464T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Oikawa; Satoshi Nojo
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2010-10-04
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2030-10-05
Also published as: CN102597753B; JP5315417B2; US8953870B2; US20120230579A1; WO2011061887A1; CN102597753A; DE112010004464B4; JPWO2011061887A1

Abstract

Fehlerstellen, die sich in Richtungen erstrecken, welche verschieden sind von einer festliegenden Detektierrichtung, können detektiert werden, während Fehlerstellen in der Detektierrichtung detektiert werden. Eine Oberflächenprüfvorrichtung 9 ist durch einen Bildgenerator 53 zur Erzeugung eines digitalen Bildes 70, welches durch Abbilden einer Innenfläche 3A einer Bohrung erhalten wird, die einer Bohrungsarbeit unterzogen ist, einen Linienextrahier-Prozessor 65 zum Extrahieren einer Linie 81 längs einer horizontalen Richtung K, die in eine Linienextrahierrichtung festgelegt ist, aus dem digitalen Bild 70 und einer Schätzeinheit 57 zum Bestimmen des Zustands der Innenfläche 3A der Bohrung 3 auf der Grundlage der durch den Linienextrahierprozessor 65 extrahierten Linie 81 aufgebaut. Der Linienextrahier-Prozessor 65 extrahiert Linien 81 längs der Liniendetektierrichtung aus jeweiligen digitalen Bildern 70 vor und nach der Drehung, die durch Drehen des digitalen Bildes 70 einmal oder über mehrere Male je bestimmten Winkel erhalten werden, während die Linienextrahierrichtung festliegt, und die Schätzeinheit 57 bestimmt den Zustand der Innenfläche 3A der Bohrung 3 auf der Grundlage der Linien 81, die von den jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik zum Überprüfen der Oberfläche eines bearbeiteten Werkstücks und insbesondere auf ein Verfahren zum Detektieren von geradlinigen Fehlerstellen.
Hintergrund-Technik
Ein Bohrwerk zum Bilden einer Bohrung in einem Zylinderblock eines Motors wird in einem Prozess zur Herstellung eines Fahrzeugs ausgeführt. In dem Bohrwerk wird ein Werkzeug zum Bohren veranlasst, sich zu einem Zylinderblock hin fortzubewegen und von diesem zurückzuziehen, um eine Bohrung zu bilden, während das Schneidwerkzeug gedreht wird, und somit tritt eine spiralförmig bearbeitete Markierung (hier nachstehend als ”Kreuzschraffur” bezeichnet) an der Innenfläche der Bohrung auf. Diese Kreuzschraffur wird als Durchgang für Motoröl (Ölvertiefung) genutzt. Wenn die Oberflächenrauigkeit und die Oberflächeneigenschaft der Innenfläche der Bohrung durch die Kreuzschraffur verschlechtert sind, steigt der Gleitwiderstand eines Kolbens, der durch die Bohrung gleitet, an, so dass es unmöglich ist, einen Motor herzustellen, der eine gewünschte Leistung aufweist. Daher wird, nachdem ein Bohren durch das Bohrwerk ausgeführt ist, generell eine Honarbeit ausgeführt, um eine Polierendbehandlung auf der Innenfläche der Bohrung in dem Ausmaß auszuführen, dass eine Ölvertiefung zurückbleibt. Nach der Honarbeit wird eine Oberflächenüberprüfung ausgeführt, um Polierreste auf der Innenfläche der Bohrung zu detektieren.
Als eine Technik zum Überprüfen der Oberfläche einer Bohrung ist ein Verfahren zum Abbilden der Innenfläche der Bohrung bekannt, um ein digitales Bild zu erzeugen, um die Helligkeitswerte des digitalen Bildes auf der Grundlage eines bestimmten Schwellwertes einer Binärumwandlung zu unterziehen und um Linien zu extrahieren, die als Polierreste betrachtet werden. Außerdem wird bei dem Extrahierschritt der Linien der Gitterwinkel der Kreuzschraffur bestimmt, und somit werden lediglich Linien, die längs des betroffenen Winkels verlaufen, als Extrahierziele festgelegt. Daher werden Linien, die als Polierreste der Rattermarke betrachtet werden, wirksam extrahiert (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
Stand-der-Technik-Dokument
Patentdokument

Patentdokument 1: JP-A-2004-264054 (Seiten 8 und 9, 10).

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Es ist jedoch bezüglich des Standes der Technik schwierig gewesen, andere Fehlerstellen als Polierreste zu detektieren, wie eine Delle oder dergleichen. Speziell eine Fehlerstelle, wie eine Delle oder dergleichen erstreckt sich nicht notwendigerweise längs des Gitterwinkels der Kreuzschraffur. Andere Linien als der Gitterwinkel der Kreuzschraffur werden detektiert, um eine derartige Fehlerstelle beim Stand der Technik zu detektieren, und somit ist es notwendig, in einem digitalen Bild enthaltene Linien sorgfältig zu extrahieren. In diesem Fall ist jedoch viel Zeit für die Bildverarbeitung erforderlich und die Prüfzeit ist lang, was ein Problem hervorruft, dass die Produktivität verringert ist.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Situation geschaffen worden und hat eine Aufgabe, eine Oberflächenprüfvorrichtung und eine Oberflächenprüfrichtung bereitzustellen, die auch Fehlerstellen detektieren kann, welche in Richtungen verlaufen, die verschieden sind von einer festliegenden Detektierrichtung, während Fehlerstellen in der festliegenden Detektierrichtung detektiert werden.
Mittel zur Lösung des Problems
Um die obige Aufgabe zu lösen wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Oberflächenprüfvorrichtung bereitgestellt, umfassend: eine Bilderzeugungseinrichtung, die ein digitales Bild erzeugt, welches durch Abbilden einer Oberfläche eines bearbeiteten Werkstücks erhalten wird; eine Linienextrahiereinrichtung, die eine Linie entsprechend einer Fehlerstelle längs einer bestimmten Liniendetektierrichtung aus dem digitalen Bild extrahiert; und eine Bestimmungseinrichtung, die einen Oberflächenzustand des Werkstücks auf der Grundlage der durch die Linienextrahiereinrichtung extrahierten Linie bestimmt, wobei die Linienextrahiereinrichtung das digitale Bild einmal oder über mehrere Male je bestimmten Winkel dreht, während die Liniendetektierrichtung festliegt, und Linien längs der Liniendetektierrichtung aus jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert, und die Bestimmungseinrichtung den Oberflächenzustand des Werkstücks auf der Grundlage der Linien bestimmt, die aus den jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das digitale Bild einmal oder über mehrere Male je bestimmten Winkel gedreht, während die Liniendetektierrichtung festliegt, und die Linien längs der Liniendetektierrichtung werden aus den jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert. Der Oberflächenzustand des Werkstücks wird auf der Grundlage der Linien bestimmt, die aus den jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert sind.
Wie oben beschrieben, werden durch Extrahieren der Linien längs der bestimmten Liniendetektierrichtung in Bezug auf die digitalen Bilder vor und nach der Drehung die Fehlerstellen, welche sich in der Liniendetektierrichtung erstrecken, detektiert, und außerdem können die Fehlerstellen detektiert werden, welche sich in Richtungen erstrecken, die von der Liniendetektierrichtung verschieden sind. Der Oberflächenzustand wird auf der Grundlage der jeweiligen Fehlerstellen bestimmt, wodurch die Bestimmung genau durchgeführt werden kann.
Außerdem dreht gemäß der vorliegenden Erfindung in der Oberflächenprüfvorrichtung der vorliegenden Erfindung die Extrahiereinrichtung das digitale Bild auf der Grundlage eines Winkels einer Linie, welche sich mit der Liniendetektierrichtung schneidet, beim maximalen Winkel unter extrahierbaren Linien, die bestimmte Dicken aufweisen, wenn Linien längs der Liniendetektierrichtung extrahiert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Rotationsfrequenz des digitalen Bildes minimiert werden, und die Verarbeitungszeit kann weiter verkürzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Oberflächenprüfvorrichtung der vorliegenden Erfindung ferner eine Binärumwandlungsverarbeitungseinrichtung, die eine Binärumwandlungsverarbeitung auf der Grundlage von Helligkeitswerten des digitalen Bildes ausführt, und die Linienextrahiereinrichtung führt eine Linienextrahierung auf das binär umgewandelte digitale Bild als Ziel aus.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die digitalen Bilder, in denen lediglich die zu extrahierenden Fehlerstellen zurückbleiben, durch die Binärumwandlungsverarbeitung erzielt werden. Außerdem wird die Linienextrahierung bezüglich dieses digitalen Bildes ausgeführt, und somit werden überflüssige Linien nicht extrahiert, so dass die Verarbeitungszeit weiter verkürzt werden kann.
Überdies umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung die Oberflächenprüfvorrichtung der vorliegenden Erfindung ferner eine Verbindungseinrichtung, die Fehlerstellen verbindet, welche voneinander um einen festliegenden Betrag in der Liniendetektierrichtung von Fehlerstellen getrennt sind, welche in dem Anzeigebild angezeigt werden, und die Linienextrahiereinrichtung führt die Linienextrahierung auf ein digitales Bild hin aus, in welchem die Fehlerstellen durch die Kopplungsrichtung miteinander verbunden sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden sogar dann, wenn eine Fehlerstelle, die tatsächlich eine sich erstreckende Fehlerstelle ist, in dem digitalen Bild aufgrund des Abbildungszustands oder der Binärumwandlungsverarbeitung als getrennte Linien oder Punkte angezeigt wird, diese miteinander gekoppelt und als eine Linie extrahiert. Daher kann die Linie, welche die Größe der Fehlerstelle widerspiegelt, genau extrahiert werden.
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird außerdem gemäß der vorliegenden Erfindung ein Oberflächenprüfverfahren bereitgestellt, umfassend: einen Linienextrahierschritt, der eine Linie entsprechend einer Fehlerstelle längs einer bestimmten Liniendetektierrichtung aus einem digitalen Bild extrahiert, welches durch Abbilden einer Oberfläche eines bearbeiteten Werkstücks erhalten wird; und einen Bestimmungsschritt, der einen Oberflächenzustand des Werkstücks auf der Grundlage der Linie bestimmt, die in dem Linienextrahierschritt extrahiert ist, wobei bei dem Linienextrahierschritt das digitale Bild einmal oder über mehrere Male je bestimmten Winkel gedreht wird, während die Liniendetektierrichtung festliegt, und Linien längs der Liniendetektierrichtung aus jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert werden, und wobei bei dem Bestimmungsschritt der Oberflächenzustand des Werkstücks auf der Grundlage der Linien bestimmt wird, die aus den jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können dieselbe Arbeitsweise und Wirkung wie mit der Oberflächenprüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt werden.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das digitale Bild einmal oder über mehrere Male je bestimmten Winkel gedreht, während die Liniendetektierrichtung festliegt, und die Linien längs der Liniendetektierrichtung werden aus den jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert. Daher können die Fehlerstellen, die sich in den von der Liniendetektierrichtung verschiedenen Richtungen erstrecken, ebenfalls detektiert werden, während die Fehlerstellen, die sich in der Liniendetektierrichtung erstrecken, detektiert werden. Außerdem wird der Oberflächenzustand auf der Grundlage der jeweiligen Fehlerstellen bestimmt, und somit kann die Bestimmung genau vorgenommen werden.
In diesem Fall wird das digitale Bild auf der Grundlage des Winkels einer Linie gedreht, welche sich mit der Liniendetektierrichtung bei dem maximalen Winkel aus den Linien schneidet, die bestimmte Dicken aufweisen, welche extrahierbar sind, wenn Linien längs der Liniendetektierrichtung extrahiert werden, wodurch die Rotationsfrequenz des digitalen Bildes minimiert werden kann, und somit kann die Verarbeitungszeit weiter verkürzt werden.
Außerdem wird in diesem Fall das digitale Bild auf der Grundlage der Helligkeitswerte binär umgewandelt und die Linienextrahierung wird auf das binär umgewandelte digitale Bild hin ausgeführt, wodurch eine Extrahierung von unnötigen Linien nicht ausgeführt wird, und somit kann die Verarbeitungszeit weiter verkürzt werden.
In diesem Fall werden Fehlerstellen, die voneinander durch einen festliegenden Betrag in der Liniendetektierrichtung von den Fehlerstellen getrennt sind, welche in dem Anzeigebild angezeigt werden, miteinander gekoppelt, und die Linienextrahierung wird auf dieses digitale Bild hin ausgeführt. Demgemäß werden sogar dann, wenn eine tatsächlich verlaufende Fehlerstelle in dem digitalen Bild auf Grund eines Abbildungszustands, einer Binärumwandlungsverarbeitung oder dergleichen als getrennte Linien oder Punkte angezeigt wird, diese verbunden und als eine Linie extrahiert, und somit kann die Linie, welche die Größe der Fehlerstelle widerspiegelt, genau extrahiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, welches ein Bohrungsinnenflächen-Prüfsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und den Aufbau eines Zylinderblocks zeigt, der eine darin gebildete Bohrung als ein Prüfziel aufweist.
2 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines digitalen Bildes zeigt, 2(A) zeigt ein Bild vor einer Binärumwandlungsverarbeitung, 2(B) zeigt ein Bild nach der Binärumwandlungsverarbeitung, und 2(C) zeigt ein Bild nach einer Linienextrahierverarbeitung.
3 ist ein Diagramm, welche eine Linienextrahierung auf der Grundlage einer kontinuierlichen Richtung von Punkten entsprechend einer Fehlerstelle zeigt.
4 ist ein Diagramm, welches eine Linienextrahierung einer Fehlerstelle zeigt, die eine große Öffnungsbreite aufweist.
5 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Beziehung zwischen der Öffnungsbreite einer Fehlerstelle, die als eine Linie extrahierbar ist, und deren Ausdehnungsrichtung zeigt, wenn eine Fehlerstelle in der horizontalen Richtung detektiert wird.
6 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Dehnungs-/Zusammenziehungsverarbeitung zeigt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Oberflächenprüfungsverarbeitung einer Oberflächenprüfvorrichtung zeigt.
8 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Helligkeitseinstellung zeigt.
9 ist ein Diagramm, welches eine Linienextrahierverarbeitung zeigt.
Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 ist ein Diagramm, welches ein Bohrungsinnenflächen-Prüfsystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und den Aufbau eines Zylinderblocks 5 zeigt, der eine Bohrung 3 als ein darin gebildetes Prüfziel aufweist.
Eine Bohrung 3 wird durch ein so genanntes Bohrwerk gebildet, in welchem ein Schneidwerkzeug an einem Bohrkopf gesichert ist, der an einer Drehwelle vorgesehen ist, um in eine radiale Richtung von dem Bohrkopf aus zu ragen, und er wird veranlasst, sich zu einem Zylinderblock 5 als einem Werkstück vorzubewegen und von diesem zurückzuziehen, während der Bohrkopf gedreht wird. In der Innenfläche 3A der Bohrung 3 werden durch das Bohrwerk Spiralschneidmarkierungen gebildet. Danach wird eine Honarbeit an der Innenfläche 3A der Bohrung 3 unter Heranziehung eines Verarbeitungskopfes ausgeführt, der ein daran angebrachtes Honmagazin aufweist, so dass eine Oberflächenrauigkeit und eine Oberflächeneigenschaft erzielt werden, die es einem Motor ermöglichen, eine gewünschte Leistung aufzuweisen, während Ölvertiefungen in der Innenfläche 3A der Bohrung 3 zurückbleiben.
Das Bohrungsinnenflächen-Prüfsystem 1 schätzt das Vorhandensein oder Fehlen von Polierresten auf der Grundlage eines digitalen Bildes, welches durch Abbilden der Innenfläche 3A der Bohrung 3 nach der Honungsarbeit erhalten wird. Dies heißt, dass das Bohrungsinnenflächen-Prüfsystem 1 einen Sensorkopf 7 zum Abtasten der Innenfläche 3A der Bohrung 3, eine Oberflächenprüfvorrichtung 9 zum Erzeugen eines digitalen Bildes auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Sensorkopfes 7 und zum Abschätzen der Innenfläche 3A der Bohrung 3 auf der Grundlage des digitalen Bildes und einen Antriebsmechanismus 11 für einen Antrieb und eine Bewegung des Sensorkopfes 7 aufweist.
Der Sensorkopf 7 weist eine solche hohlzylindrische Form auf, dass er in die Bohrung 3 eintreten kann, und er ist an dem Antriebsmechanismus 11 so befestigt, um um eine Mittelachslinie 12 drehbar und in Richtung einer Höhe verschiebbar zu sein, und er ist so gestaltet, um die gesamte Innenumfangsfläche der Bohrung 3 abzutasten, während seine Höhenposition geändert wird. In dem detaillierten Aufbau des Sensorkopfes 7 gibt der Sensorkopf 7 einen Laserstrahl aus einer Öffnung 15, die in seiner Umfangsfläche vorgesehen ist, an die Innenfläche 3A der Bohrung 3 ab, detektiert eine reflektierte Lichtmenge entsprechend der Form einer Schneidmarkierung und gibt die detektierte Reflexionslichtmenge an die Oberflächenprüfvorrichtung 9 ab. Dies heißt, dass der Sensorkopf 7 eine LD (Laserdiode) 17 als Lichtquelle, eine Lichtleitfaser 19 und eine optische Lichtverdichtungseinheit 21 aufweist und Licht der LED 17 zu der optischen Lichtverdichtungseinheit 21 durch die Lichtleitfaser 19 leitet, das Licht durch die optische Lichtverdichtungseinheit 21 verdichtet und einen Laserstrahl aus der Öffnung 15 an die Innenfläche 3A der Bohrung 3 abgibt. Außerdem weist der Sensorkopf 7 einen Fotodetektiersensor 23 zur Fotodetektierung von Reflexionslicht auf, und außerdem weist er eine Mehrzahl von Lichtleitfasern 25 auf, die neben der Lichtleitfaser 19 angeordnet sind, um Reflexionslicht, welches von der Innenfläche 3A der Bohrung 3 durch die optische Lichtverdichtungseinheit 21 zurückkehrt, zu dem Fotodetektiersensor 23 hin zu leiten.
Der Antriebsmechanismus 11 weist einen Drehantriebsmechanismus 31 zum Drehen des Sensorkopfes 7 und einen Vorrück- und Zurückziehungsmechanismus 33 zur Vorbewegung und zur Zurückziehung des Drehantriebsmechanismus 31 auf.
Der Drehantriebsmechanismus 31 weist ein Gehäuse 34, eine Welle 35, an deren Spitze der Sensorkopf 7 befestigt und so vorgesehen ist, um durch das Gehäuse 34 vertikal hindurchzuragen, einen Wellenmotor 37 zum drehmäßigen Antreiben der Welle 35 unter der Steuerung der Oberflächenprüfvorrichtung 9 und einen Drehcodierer 39 zum Detektieren der Rotationsgeschwindigkeit und des Drehwinkels der Welle 35 und zu deren Abgabe an die Oberflächenprüfvorrichtung 9 auf.
Der Vorrück- und Zurückziehungsmechanismus 33 ist ein Vorschub-Spindelmechanismus, und er weist einen Gewindewellenteil 41, einen Vorschiebe- und Zurückziehungs-Motor 43 zum drehmäßigen Antreiben des Wellenteiles 41 und einen Drehcodierer 45 zum Detektieren der Rotationsgeschwindigkeit und des Drehwinkels des Wellenteiles 41 und zu deren Abgabe an die Oberflächenprüfvorrichtung 9 auf. Der Wellenteil 41 ist schraubmäßig in einem Mutternteil 36 des Gehäuses 34 angebracht, und der Wellenteil 41 wird durch Antreiben des Vorschiebe- und Zurückziehungs-Motors 43 gedreht, um den Drehantriebsmechanismus 31 vorzubewegen und zurückzuziehen.
Die Oberflächenprüfvorrichtung 9 weist eine Positions-Steuereinrichtung 51 zur Steuerung der Position des Sensorkopfes 7 durch Steuerung des Antriebsmechanismus 11, einen Bildgenerator 53 zur Erzeugung eines digitalen Bildes 70 der Innenfläche 3A der Bohrung 3 auf der Grundlage eines Fotodetektorsignals des Sensorkopfes 7 und des Extrahierens einer Linie 81 (2) entsprechend einer Fehlerstelle 80 (2) auf, wie einem Polierrest, einer Einbuchtung oder dergleichen von dem optischen Bild 70, und eine Schätzeinheit (Bestimmungseinheit) 57 zum Bestimmen des Zustands der Innenfläche 3A, der Bohrung 3 aus der Fehlerstelle, wie dem Polierrest, der Einbuchtung oder dergleichen auf der Grundlage eines Extrahierergebnisses der Linie 81 auf, um abzuschätzen, ob die Fehlerstelle gut oder schlecht ist. Die oben beschriebene Oberflächenprüfvorrichtung 9 kann gestaltet sein, indem ein Computer veranlasst wird, ein Programm zur Realisierung der Funktionen der jeweiligen Einheiten auszuführen.
Die Positions-Steuereinrichtung 51 enthält einen Servomechanismus für den Antrieb des Wellenmotors 37 und des Vorschiebe- und Zurückziehungs-Motors 43, und sie steuert die Position auf der Mittelachslinie des Sensorkopfes 7 und den Drehwinkel des Sensorkopfes 7. Dies heißt, dass die Positions-Steuereinrichtung 51 zu einer Prüfstartzeit den Sensorkopf 7 in die Bohrung 3 einführt und die Öffnung 15 in die untere Endposition Qa eines Prüfbereiches Q positioniert. Ein Betrieb einer Aufwärtsbewegung des Sensorkopfes 7 während einer Drehung des Sensorkopfes 7 um die Mittelachslinie 12 herum, um so den Ort des Bohrwerkzeuges in dem Bohrwerk zu kopieren, wird ausgeführt, bis die Öffnung 15 des Sensorkopfes 7 die obere Endposition Qb des Prüfbereichs Q erreicht, um dadurch die gesamte Oberfläche des Prüfbereiches Q mit dem Sensorkopf 7 abzutasten. Der Prüfbereich Q wird durch einen Bereich festgelegt, der als eine Gleitfläche des Zylinders wirkt.
Der Bildgenerator 53 weist eine A-/D-Umsetzungsplatine 59 zur Ausführung einer A-/D-Umsetzung auf das Fotodetektiersignal von dem Sensorkopf 7 hin und zur Abgabe eines digitalen Signales, welches die Helligkeit repräsentiert, und einen Arbeitsspeicher 61 auf, der beispielsweise einen nicht flüchtigen Speicher, wie einen RAM-Speicher oder dergleichen umfasst und der ein digitales Bild 70 auf der Grundlage des digitalen Signals entwickelt. Außerdem weist der Bildgenerator 53 einen Binärumwandlungs-Prozessor 62, einen Rotations-Prozessor 63 und einen Dehnungs-/Zusammenziehungs-Prozessor (Verbindungseinrichtung) 64, einen Linienextrahier-Prozessor 65 und einen Kombinationsprozessor 66 als Einrichtungen zur Ausführung einer Bildverarbeitung auf das digitale Bild 70 des Arbeitsspeichers 61 hin auf.
Dies heißt, dass der Binärumwandlungs-Prozessor 62 das digitale Bild 70 des Arbeitsspeichers 61 durch Heranziehen eines bestimmten Helligkeitswertes als Schwellwert einer Binärumwandlung unterzieht und eine Fehlerstelle 80 extrahiert. Der Rotations-Prozessor 63 dreht das binär umgewandelte digitale Bild 70 um einen bestimmten Winkel. Der Linienextrahier-Prozessor 65 extrahiert Linien entsprechend der Fehlerstelle 80 aus den jeweiligen digitalen Bildern 70 vor und nach der Drehung. Der Dehnungs-/Zusammenziehungs-Prozessor 64 verbindet die Linien 81, die um lediglich einen festliegenden Betrag in der Detektierrichtung der Linien 81 voneinander getrennt sind, und die Einzelheiten dieser Verarbeitung werden später beschrieben. Der Kombinations-Prozessor 66 überlagert jede der Linien 81, die aus den vor-gedrehten und nachgedrehten digitalen Bildern 70 extrahiert sind, dem digitalen Bild 70.
2 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel des digitalen Bildes 70 zeigt, wobei 2(A) ein Bild vor der Binärumwandlungsverarbeitung zeigt, 2(B) ein Bild nach der Binärumwandlungsverarbeitung zeigt und 2(C) ein Bild nach der Linienextrahierverarbeitung zeigt. Das in 2(C) gezeigte digitale Bild 70 ist ein teilweise vergrößertes Bild der Innenfläche 3A der Bohrung 3.
Wie oben beschrieben, ist das digitale Bild 70 ein Bild, welches durch Erzielung von Reflexionslichtintensitäten mit dem Sensorkopf 7 an jeweiligen Prüfpositionen in der Bohrung 3, durch Umwandeln der so erzielten Reflexionslicht-Intensitäten in Helligkeitswerte in der A/D-Umsetzungsplatine 59 und durch Anordnen dieser Helligkeitswerte in Korrespondenz zu den Prüfpositionen erhalten wird. Die Prüfpositionen werden durch die zweidimensionale Koordinate des Drehwinkels Θ und der Höhenposition H des Sensorkopfes 7 bestimmt. Daher entspricht, wie in 2(A) gezeigt, in Bezug auf die vertikalen und horizontalen Achsen des digitalen Bildes 70 die horizontale Richtung dem Drehwinkel Θ, und die vertikale Richtung entspricht der Höhe H. Wenn auf der Innenfläche 3A der Bohrung 3 eine Fehlerstelle existiert, sinkt die Reflexionslichtintensität an der Stelle der betroffenen Fehlerstelle, und somit kann eine Stelle, an der der Helligkeitswert in dem digitalen Bild 70 niedrig ist, als eine Fehlerstelle 80 betrachtet werden.
In 2(A) stellen gestrichelte Linien eine Kreuzschraffur 82 dar. Nicht nur die oben beschriebene Kreuzschraffur 82, sondern auch eine endlose Zahl von Fehlerstellen 80, die so klein oder flach sind, dass kein Problem in der Motorleistung auftritt, werden in dem digitalen Bild 70 detektiert. Ein bestimmter Helligkeitswert wird als Schwellwert festgelegt, um die Fehlerstellen 80 zu diskriminieren, die kein Problem von den Fehlerstellen 80 hervorrufen, welche als Defekte zu detektieren sind, und der Binärumwandlungs-Prozessor 62 führt eine Binärumwandlungsverarbeitung auf das digitale Bild 70 mit dem Schwellwert hin aus, um dadurch das digitale Bild 70 zu erhalten, wie in 2(B) gezeigt.
In diesem digitalen Bild 70 extrahiert der Linienextrahier-Prozessor 65 eine Linie 81, die längs der Fehlerstelle 80 verläuft, aus dem digitalen Bild 70 als ein Kriterium zum Bestimmen, ob irgendeine Fehlerstelle 80 existiert oder nicht. Dies heißt, dass, wie in 2(C) gezeigt, dann, wenn die Linie 81 extrahiert wird, angezeigt wird, dass eine Fehlerstelle 80, die als ein Defekt zu detektieren ist, in dem digitalen Bild 70 angezeigt wird, und in dem anderen Fall wird angegeben, dass eine derartige Fehlerstelle 80 nicht angezeigt wird. Die Schätzeinheit 57 detektiert das Extrahieren oder Nicht-Extrahieren jeglicher Linie 81, und ferner detektiert sie das Vorhandensein oder Fehlen einer zu detektierenden Fehlerstelle 80 als einen Defekt, wie eines Polierrestes oder einer Einbuchtung in der Innenfläche 3A der Bohrung 3 auf der Grundlage der Länge der Linie 81 oder dergleichen, und sie schätzt auf das Detektierergebnis hin, ob die Innenfläche 3A gut ist oder nicht.
Bei der Linienextrahierverarbeitung des Linienextrahier-Prozessors 65 wird die Linie 81 wie folgt extrahiert, um die Verarbeitungszeit der Linienextrahierung zu verkürzen und einen Algorithmus zu vereinfachen. Dies heißt, dass durch das Bohrwerk für die Bohrung 3 hervorgerufene Schneideinbuchtungen als regelmäßig angeordnete Linien wie die Kreuzschraffur 82 gebildet werden. Dies heißt, dass die Fehlerstelle 80, die einem Polierrest entspricht, auf einer Linie der Kreuzschraffur 82 auftritt, und somit erstreckt sich die betroffene Fehlerstelle 80 längs der Richtung der Kreuzschraffur 82. Demgemäß kann bei der Linienextrahierverarbeitung die dem Polierrest entsprechende Fehlerstelle 80 durch Extrahieren der Linie 81 längs der Richtung der Kreuzschraffur 82 aus dem digitalen Bild 70 detektiert werden. Das oben beschriebene Extrahieren der Linie 81 wird wie folgt ausgeführt: Wenn beispielsweise der Netzwinkel der Kreuzschraffur 82 (hier nachstehend als ”Kreuzschraffurwinkel” bezeichnet) auf der Grundlage einer horizontalen Richtung K dargestellt wird durch α und β, wird das Extrahieren der Linie 81 dadurch ausgeführt, dass bestimmt wird, ob das binär umgewandelte digitale Bild 70 eine Stelle hat, an der Pixel (nachstehend als ”Punkte” bezeichnet) 73 Helligkeitswerte aufweisen, die eine Fehlerstelle 80 darstellen, welche kontinuierlich in den Richtungen der Kreuzschraffurwinkel α und β existiert. Wenn beispielsweise Punkte 73 fortlaufend miteinander längs einer Linie L verlaufen, deren Gradient dem Kreuzschraffurwinkel α, β entspricht, wie in 3(A) gezeigt, wird eine Anordnung dieser Punkte 73 als eine Linie 81 extrahiert.
In einem Fall, in welchem die Linienextrahierung auf der Grundlage der Kreuzschraffurwinkel α und β ausgeführt wird, wird jedoch die Linie 81, die ein Gruppe dieser Punkte 73 umfasst, dann, wenn eine Verlaufsrichtung M der geradlinig angeordneten Punkte 73 außerhalb der Linie L liegt, deren Gradient dem Kreuzschraffurwinkel α, β entspricht, wie in 3(B) gezeigt, nicht extrahiert. Daher kann, wie in 2(A) bis 2(C) gezeigt, eine Fehlerstelle 80 (durch einen Pfeil A in den Figuren dargestellt), wie eine Einbeulung oder dergleichen, die sich erstreckt, um von den Richtungen der Kreuzschraffurwinkel α und β abzuweichen, von den als Defekte zu detektierenden Fehlerstellen 80 als Ergebnis der Linienextrahierverarbeitung weggelassen werden, und damit kann die Bohrung 3 nicht genau geschätzt werden.
Daher wird gemäß dieser Ausführungsform das digitale Bild 70 gedreht, und die Linienextrahierverarbeitung wird auf die jeweiligen digitalen Bilder 70 hin vor und nach der Drehung auf der Grundlage der Kreuzschraffurwinkel α und β ausgeführt. Demgemäß kann eine Linie 81, die von den Kreuzschraffurwinkeln α und β abweicht, extrahiert werden, und somit kann ein Extrahierverlust der Linie 81 entsprechend der Fehlerstelle 80 verhindert werden. Wenn der Schrittwinkel des Drehwinkels des digitalen Bildes 70, welches der Linienextrahierverarbeitung zu unterziehen ist, kleiner ist, wird erwartet, dass die Extrahiergenauigkeit der Linie 81 verbessert werden kann; dies bewirkt jedoch; dass die Verarbeitungszeit außergewöhnlich lang wird.
Daher wird gemäß dieser Ausführungsform die Verarbeitungszeit wie folgt verkürzt.
Sogar dann, wenn die Verlaufsrichtung M der Fehlerstelle 80 von den Kreuzschraffurwinkeln α und β abweicht, gibt es einen Fall, in welchem die Linie 81 entsprechend der Dicke der Fehlerstelle 80 extrahiert wird. Hier bedeutet die Dicke der Fehlerstelle 80 eine offene Breite in der Querrichtung der Fehlerstelle 80, die sich geradlinig erstreckt. Dies heißt, dass in einem Fall, in welchem die Öffnungsbreite der Fehlerstelle 80 groß ist, die gerade Linie L, die sich unter dem Kreuzschraffurwinkel α erstreckt, innerhalb des Bereiches der Fehlerstelle 80 sogar dann enthalten ist, wenn die Verlaufsrichtung M der Fehlerstelle 80 von der geraden Linie L entfernt ist, wie in 4 gezeigt. In diesem Fall wird die der betroffenen Fehlerstelle 80 entsprechende Linie 81 sogar dann detektiert, wenn die Verlaufsrichtung M der Fehlerstelle 80 von dem Kreuzschraffurwinkel α, β abweicht.
Wie oben beschrieben, wird bei der Linienextrahierverarbeitung, bei der die Fehlerstelle 80, die sich in Richtung des Kreuzschraffurwinkels α, β erstreckt, als Linie 81 dadurch extrahiert wird, dass die Punkte 73, die fortlaufend miteinander in der Richtung des Kreuzschraffurwinkels α, β verlaufen, wenn die Verlaufsrichtung M der Fehlerstelle 80 vom den Kreuzschraffurwinkel α, β abgewichen ist, auf der Grundlage der Größe der Öffnungsbreite der Fehlerstelle 80 bestimmt, ob sie als die Linie 81 detektiert werden kann.
Mit anderen Worten kann durch Drehen des digitalen Bildes 70 in Bezug auf die Verlaufsrichtung M der Fehlerstelle 80, die als die Linie 81 extrahiert werden kann, die der Fehlerstelle 80 entsprechende Linie 81 sicher mit einer geringen Frequenz von Drehungen ohne nach und nach erfolgendes Drehen des digitalen Bildes 70 sicher extrahiert werden, und somit kann die Verarbeitungszeit verkürzt werden.
5 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Beziehung zwischen der Öffnungsbreite einer Fehlerstelle 80, die als eine Linie 81 extrahierbar ist, und deren Verlaufsrichtung M zeigt, wenn die Fehlerstelle 80, die sich in der horizontalen Richtung K erstreckt, detektiert wird. In 5 ist die Verlaufsrichtung M der Fehlerstelle 80 durch einen Winkel γ auf der Grundlage der horizontalen Richtung K dargestellt.
Wie in 5 gezeigt, ist herausgefunden worden, dass dann, wenn die Öffnungsbreite der Fehlerstelle 80 größer ist, die der Fehlerstelle 80 entsprechende Linie 81 sogar dann detektiert werden kann, wenn die Verlaufsrichtung M der Fehlerstelle 80 von der horizontalen Richtung K abweicht.
Daher wird die minimale Öffnungsbreite der als Defekte zu extrahierenden Fehlerstellen 80 bestimmt, und ein Grenzwinkel, bei dem die der betroffenen Öffnungsbreite entsprechende Fehlerstelle 80 extrahiert werden kann (nachstehend als ”Extrahier-Grenzwinkel” bezeichnet), γth wird experimentell oder dergleichen vorab bestimmt. Darüber hinaus wird dann, wenn das digitale Bild 70 gedreht wird, um Linien aus dem digitalen Bild 70 zu extrahieren, das digitale Bild 70 unter Berücksichtigung des Extrahier-Grenzwinkels γth gedreht, wodurch die der Fehlerstelle 80 entsprechende Linie 81 sicher extrahiert werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist die minimale Öffnungsbreite der als Defekte zu detektierenden Fehlerstellen 80 auf 80 μm festgelegt, und der Extrahier-Grenzwinkel γth ist auf der Grundlage eines experimentellen Ergebnisses von 5 auf 9 [Grad] festgelegt.
Die Kreuzschraffurwinkel α und β werden durch Verarbeitungsbedingungen, wie den Bohrungsdurchmesser, den Hub, die Frequenz, die Drehzahl, etc. in dem Bohrwerk unter Verwendung des Bohrwerkzeugs festgelegt, und unter denselben Verarbeitungsbedingungen werden im Wesentlichen dieselben Kreuzschraffurwinkel α und β geliefert. Bei dieser Ausführungsform sind unter der Bedingung, dass der Bohrungsdurchmesser gleich etwa 80 mm beträgt, der Hub gleich etwa 80 mm ist, die Frequenz gleich 2,5 Hz bis 3 Hz ist und die Drehzahl gleich 420 Umdrehungen pro Minute bis 600 Umdrehungen pro Minute ist, die Kreuzschraffurwinkel α und β als 18° und –18° festgelegt. Dies heißt, dass bei dieser Ausführungsform die Verlaufsrichtung M der Fehlerstelle 80, die dem Polierrest entspricht, auf etwa ± 18° geschätzt wird.
Bei der Linienextrahierverarbeitung dieser Ausführungsform wird die horizontale Richtung K auf die Liniendetektierrichtung festgelegt, und Fehlerstellen 80, die sich in der Liniendetektierrichtung erstrecken, werden extrahiert. Die Verlaufsrichtung M der dem Polierrest entsprechenden Fehlerstelle 80 liegt außerhalb des Bereiches des Extrahier-Grenzwinkels γth = 9[Grad]. Daher wird bei der Linienextrahierverarbeitung, um den Polierrest aus dem digitalen Bild 70 sicher zu detektieren, ein Bild-Rotationswinkel 6 des digitalen Bildes 70 so festgelegt, dass die Verlaufsrichtung M der dem Polierrest entsprechenden Fehlerstelle 80 nicht mehr als der Extrahier-Grenzwinkel γth ist. Dies heißt, dass bei dieser Ausführungsform der Bild-Drehwinkel δ auf Werte von 0°, ± 15° festgelegt ist.
Bei der Linienextrahierverarbeitung wird die Fortsetzung in der horizontalen Richtung K von Punkten 73, die eine Fehlerstelle 80 darstellen, in dem digitalen Bild 70 als eine Linie 81 extrahiert, wie oben beschrieben. Daher werden sie, wenn irgendeine Lücke zwischen den Punkten 73 auftritt, nicht als eine Linie 81 extrahiert. Außerdem werden dann, wenn zwischen Linien 81 eine Lücke auftritt, die Linien 81 getrennt detektiert, und somit kann die Größe der Fehlerstelle 80 ungenau detektiert werden. Daher werden die Linien, wenn die Lücke (Intervallbetrag) zwischen Punkten 73 oder zwischen Linien 81 in der horizontalen Richtung K klein ist, zu einer Linie 81 verbunden, und somit ist der Dehnungs-/Zusammenziehungs-Prozessor 64 zur Ausführung einer Dehnungs-/Zusammenziehungsverarbeitung bereitgestellt.
6 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Dehnungs/Zusammenziehungsverarbeitung zeigt.
Entsprechend der Dehnungs-/Zusammenziehungsverarbeitung wird zuerst eine Dehnungsverarbeitung ausgeführt, um Pixel in einem bestimmten Bereich zu Punkten 73 entsprechend einer Fehlerstelle 80 zu ändern, wobei jeder Punkt der der Fehlerstelle 80 entsprechenden Linie 81 als Mitte des Bereichs festgelegt wird. Infolgedessen werden, wie in 6 gezeigt, Linien 81, die durch eine feste Größe einer Lücke 83 in der horizontalen Richtung K voneinander getrennt sind, miteinander verbunden, und es wird eine dicke Linie 81 (der Bereich der Linie ist gedehnt) erzielt. Anschließend wird zweitens eine Zusammenziehungsverarbeitung ausgeführt, um die gedehnte Linie 81 bis zu einer ursprünglichen Dicke unter Beibehaltung des verbundenen Bereichs zusammenzuziehen. Demgemäß ist die Lücke 83 verbunden, und die Linien 81, die in der horizontalen Richtung K voneinander getrennt sind, sind zu einer Linie 81 verbunden. Bei der Dehnungsverarbeitung wird entsprechend der Größe der zu füllenden Lücke 83 festgelegt, in welchem Maß die Linie 81 dick gemacht werden sollte.
Anschließend wird der Oberflächenprüfbetrieb für die Bohrung 3 durch die Oberflächenprüfvorrichtung 9 beschrieben.
7 ist ein Ablaufdiagramm der Oberflächenprüfverarbeitung der Oberflächenprüfvorrichtung 9.
Wie in 7 gezeigt, erzeugt bei der Oberflächenprüfverarbeitung der Bildgenerator 53 zuerst das digitale Bild 70 der Innenfläche 3A der Bohrung 3 in dem Arbeitsspeicher 61 (Schritt S1). Anschließend werden verschiedene Arten von Bildverarbeitung bezüglich des digitalen Bildes 70 mit hoher Geschwindigkeit in dem Arbeitsspeicher 61 ausgeführt. Daraufhin wird die Helligkeit des digitalen Bildes 70 so eingestellt, dass der Bildgenerator 53 die Fehlerstelle 80 durch die Binärumwandlungsverarbeitung (Schritt S2) genau extrahiert.
8 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Helligkeits-Einstellung zeigt.
Bei der Helligkeitseinstellung wird ein Basisbild 75, welches ein Bild ist, das durch Ausschluss einer Fehlerstelle 80 aus dem digitalen Bild 70 erhalten wird, auf der Grundlage von Helligkeitswerten erzeugt, die als Punkte 73 entsprechend der Fehlerstelle 80 betrachtet werden. Anschließend wird die Helligkeitseinstellung so vorgenommen, dass eine Farbschattierung des Basisbildes 75 verschwindet, und dann wird die zuvor ausgeschlossene Fehlerstelle 80 kombiniert, wodurch das digitale Bild 70 erhalten wird, dessen Basis gleichmäßig hell ist.
Zurückkommend auf 7 erzeugt der Binärumwandlungs-Prozessor 62 in dem Arbeitsspeicher 61 ein digitales Bild 70, welches dadurch erhalten wird, dass das in der Helligkeit eingestellte digitale Bild 70 der Binärumwandlungsverarbeitung auf der Grundlage der Helligkeitswerte unterzogen wird, um die Fehlerstelle 80 zu extrahieren (Schritt S3). Danach wird das digitale Bild 70 Ziel, um der Extrahierverarbeitung der der Fehlerstelle 80 entsprechende Linie 81 unterzogen zu werden.
9 ist ein Diagramm, welches die Extrahierverarbeitung der Linie 81 zeigt.
Wie in 9 gezeigt, wird bei der Extrahierverarbeitung der Linie 81 das binär umgewandelte digitale Bild 70 im Gegenuhrzeigersinn und im Uhrzeigersinn gedreht, und die Linie 81 wird in Bezug auf jedes der digitalen Bilder 70 nach den jeweiligen Drehungen extrahiert. Darüber hinaus wird das Extrahieren der Linie 81 auch an einem originalen digitalen Bild 70 ausgeführt, welches nicht gedreht ist. Die Linien 81, die durch die Linienextrahierverarbeitung auf die jeweiligen digitalen Bilder 70 hin erhalten werden, werden miteinander kombiniert, um ein digitales Bild 70 zu erhalten, in welchem die Linien 81 überlagert sind.
Die oben beschriebene Verarbeitungsprozedur wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Wie in 7 gezeigt, dreht der Rotations-Prozessor 63 zuerst das digitale Bild 70 lediglich um einen Bilddrehwinkel δ im Gegenuhrzeigersinn (Schritt S4). Der Dehnungs-/Zusammenziehungs-Prozessor 64 führt die Dehnungs-/Zusammenziehungs-Verarbeitung in dem digitalen Bild 70 aus, welches im Gegenuhrzeigersinn gedreht worden ist (Schritt S5), und der Linienextrahier-Prozessor 65 führt die Linienextrahierverarbeitung in dem digitalen Bild 70 aus, welches der Dehnungs-/Zusammenziehungsverarbeitung unterzogen worden ist (Schritt S6). Bei dieser Linienextrahierverarbeitung wird eine Fehlerstelle 80, die sich in dem digitalen Bild 70 in der horizontalen Richtung erstreckt, als ein Detektierziel festgelegt.
Dies heißt, dass eine Stelle, an der die Punkte 73, die Helligkeitswerte aufweisen, welche eine Fehlerstelle 80 darstellen, in der horizontalen Richtung fortlaufend miteinander sind, als eine Linie 81 extrahiert wird. Zu dieser Zeit wird eine Fehlerstelle 80, die sich erstreckt, um in Bezug auf die horizontale Richtung einen Gradienten aufzuweisen, ebenfalls mit hoher Genauigkeit detektiert, wenn der Gradient 81 mehr als der Extrahier-Grenzwinkel γth beträgt.
Dies heißt, dass in einem Fall, in welchem die Punkte 73 auch in der vertikalen Richtung fortlaufend miteinander sind und ein Anordnungsbereich der Punkte 73 in der vertikalen Richtung eine Breite aufweist, dann, wenn die Breite in der vertikalen Richtung des Anordnungsbereiches der Punkte 73 innerhalb des Bereiches der Öffnungsbreite (80 μm bei dieser Ausführungsform) einer Fehlerstelle 80 festgelegt ist, die als ein Defekt zu extrahieren bestimmt ist, eine Fehlerstelle 80, die sich innerhalb des Bereiches des Extrahier-Grenzwinkels γth (±9° bei dieser Ausführungsform) in Bezug auf die horizontale Richtung erstreckt, ebenfalls detektiert wird.
Infolgedessen wird, wie in 9 gezeigt, eine einer Fehlerstelle 80 entsprechende Linie 81, welche die horizontale Richtung unter einem Winkel des Extrahier-Grenzwinkels γth oder weniger aus vielen Fehlerstellen 80 schneidet, aus dem im Gegenuhrzeigersinn gedrehten digitalen Bild 70 sicher extrahiert.
Anschließend dreht der Rotations-Prozessor 63, um eine Linie 81 aus dem im Uhrzeigersinn gedrehten digitalen Bild 70 zu extrahieren, das digitale Bild 70 um lediglich den Bilddrehwinkel δ (Schritt S7) im Uhrzeigersinn, und der Dehnungs/Zusammenziehungs-Prozessor 64 führt die Dehnungs/Zusammenziehungsverarbeitung des im Uhrzeigersinn gedrehten digitalen Bildes 70 (Schritt S8) aus, wie in 7 gezeigt. Sodann führt der Linienextrahier-Prozessor 65 die Linienextrahierverarbeitung in dem digitalen Bild aus, welches der Dehnungs-/Zusammenziehungsverarbeitung (Schritt S9) unterzogen worden ist.
Um eine Linie 81 aus dem digitalen Bild 70 vor der Drehung zu extrahieren, führt der Dehnungs-/Zusammenziehungs-Prozessor 64 die Dehnungs-/Zusammenziehungsverarbeitung bezüglich des digitalen Bildes 70 vor der Drehung (Schritt S10) aus, und der Linienextrahier-Prozessor 65 führt die Linienextrahierverarbeitung bezüglich des digitalen Bildes 70 aus, welches der Dehnungs-/Zusammenziehungsverarbeitung (Schritt S11) unterzogen worden ist.
Der Kombinations-Prozessor 66 überlagert die Linien 81, die aus den jeweiligen drei digitalen Bildern 70 des im Gegenuhrzeigersinn gedrehten digitalen Bildes, des im Uhrzeigersinn gedrehten digitalen Bildes und des nicht gedrehten digitalen Bildes extrahiert sind, um ein digitales Bild 70 zusammenzusetzen (Schritt S12). Zu dieser Zeit werden in Bezug auf die aus den digitalen Bildern nach der Drehung extrahierten Linien 81 die Linien 81 zurück gedreht und überlagert, um zu bewirken, dass das digitale Bild 70 vor der Drehung als Referenz festgelegt wird. Auf der Grundlage des Zustands der Innenfläche 3A der Bohrung 3 basierend auf dem Vorhandensein oder Fehlen der Linien 81 in dem digitalen Bild 70 und der Länge, der Anzahl, etc. der Linien 81 bestimmt die Schätzeinheit 57, ob die Bohrung fehlerhaft ist oder nicht. Fehlerstellen 80, die sich in verschiedenen Verlaufsrichtungen erstrecken, werden in dem originalen digitalen Bild 70 angezeigt, und diese Fehlerstellen werden in dem digitalen Bild 70 als Linien 81 gezeichnet, welches die Schätzeinheit 57 für die Bestimmung heranzieht. Daher kann die Schätzung unter Heranziehung eines derartigen digitalen Bildes 70 ausgeführt werden, und somit kann die Fehlerhaftigkeit oder Nicht-Fehlerhaftigkeit der Bohrung genau bestimmt werden.
Wie oben beschrieben, dreht der Linienextrahier-Prozessor 65 gemäß dieser Ausführungsform das digitale Bild 70 im Gegenuhrzeigersinn und im Uhrzeigersinn um jeweils um den Bilddrehwinkel δ, während die Liniendetektierrichtung auf die horizontale Richtung K festliegt, und extrahiert die Linien 81 längs der horizontalen Richtung K aus jedem der digitalen Bilder 70 vor und nach der Drehung. Die Schätzeinheit 57 bestimmt den Zustand der Innenfläche 3A der Bohrung 3 auf der Grundlage der aus jedem digitalen Bild 70 vor und nach der Drehung extrahierten Linien 81.
Gemäß diesem Aufbau werden die Linien 81 längs der horizontalen Richtung K aus jedem der digitalen Bilder 70 vor und nach der Drehung extrahiert, wodurch Fehlerstellen 80, die sich in von der horizontalen Richtung K verschiedenen Richtungen erstrecken, detektiert werden können, während Fehlerstellen 80, die sich in der horizontalen Richtung K erstrecken, detektiert werden. Demgemäß wird der Oberflächenzustand auf der Grundlage der jeweiligen Fehlerstellen 80 bestimmt, wodurch die Fehlerhaftigkeit oder Nicht-Fehlerhaftigkeit der Bohrung 3 genau bestimmt werden kann.
Außerdem ist gemäß dieser Ausführungsform in einem Fall, in welchem Linien 81 längs der horizontalen Richtung K aus extrahierbaren Linien 81 extrahiert werden, deren Öffnungsbreiten als Fehlerstellen 80 zu detektieren sind, der Winkel einer Linie 81, welche die horizontale Richtung K, bei dem maximalen Winkel schneidet, als der Extrahier-Grenzwinkel γth festgelegt und das digitale Bild 70 wird auf der Grundlage des Extrahier-Grenzwinkels γth gedreht.
Gemäß diesem Aufbau kann die Drehfrequenz des digitalen Bildes 70 minimiert werden, und die für die Linienextraktion erforderliche Verarbeitungszeit kann weiter verkürzt werden.
Außerdem wird gemäß dieser Ausführungsform das digitale Bild 70 auf der Grundlage seiner Helligkeitswerte einer Binärumwandlungsverarbeitung unterzogen, und dann wird die Extraktion von Linien 81 auf das binär umgewandelte digitale Bild 70 hin ausgeführt.
Gemäß diesem Aufbau wird ein digitales Bild 70, in welchem lediglich zu extrahierende Fehlerstellen 80 verbleiben, durch die Binärumwandlungsverarbeitung erzielt. Dieses digitale Bild 70 ist Ziel, um der Linienextraktion unterzogen zu werden, wodurch die für die Linienextrahierung erforderliche Verarbeitungszeit weiter verkürzt werden kann, da ein Extrahieren von unnötigen Linien nicht ausgeführt wird.
Überdies werden gemäß dieser Ausführungsform noch von den in dem digitalen Bild 70 angezeigten Fehlerstellen 80 Fehlerstellen 80, die voneinander durch eine feste Größe in der horizontalen Richtung K getrennt sind, miteinander verbunden, und dann wird das Extrahieren der Linie 81 ausgeführt.
Gemäß diesem Aufbau werden sogar dann, wenn eine Fehlerstelle 80, die tatsächlich eine sich erstreckende Fehlerstelle 80 ist, in dem digitalen Bild 70 auf Grund des Abbildungszustands der Binärdarstellungsverarbeitung als getrennte Linien 81 oder Punkte (Punkte 73) angezeigt wird, diese miteinander verbunden und als eine Linie 81 extrahiert. Daher kann die Linie 81, welche die Größe der Fehlerstelle 80 widerspiegelt, genau extrahiert werden.
Die obige Ausführungsform stellt lediglich ein Beispiel der vorliegenden Erfindung dar, und jegliche Modifikation und Anwendung kann damit ohne Abweichung vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
Bei der obigen Ausführungsform wird beispielsweise das digitale Bild 70 gedreht, nachdem die Binärumwandlungsverarbeitung ausgeführt ist. Die vorliegende Erfindung ist auf diese Art jedoch nicht beschränkt, und die Binärumwandlungsverarbeitung kann jeweils ausgeführt werden, wenn das digitale Bild 70 gedreht wird, oder vor der Linienextrahierverarbeitung, wenn das digitale Bild 70 nicht gedreht ist. Demgemäß können sogar dann, wenn die Pixelwerte des digitalen Bildes 70 auf Grund der Drehung des digitalen Bildes 70 variieren können, die Linien 61 extrahiert werden, ohne durch die betroffene Variation beeinflusst zu werden.
Überdies ist bei der obigen Ausführungsform die Frequenz bzw. Häufigkeit der Drehungen auf der Grundlage des Bilddrehwinkels δ des digitalen Bildes 70 auf 1 bei jeder Drehung im Gegenuhrzeigersinn und im Uhrzeigersinn festgelegt. Das digitale Bild 70 kann jedoch in jeder der Gegenuhrzeigersinn- und Uhrzeigersinnrichtungen oder in einer der Richtungen n-mal gedreht werden, während der Bilddrehwinkel δ mit n (n = 2, 3 ...) multipliziert ist.
Weiterhin ist bei der obigen Ausführungsform die Linienextrahierrichtung auf die horizontale Richtung K festgelegt. Die Ausführungsform ist jedoch auf diese Art nicht beschränkt, und die Linienextrahierrichtung kann an den Querschraffurwinkel α, β angepasst sein.
Außerdem ist bei der obigen Ausführungsform eine durch Schneiden eines Zylinders eines Motors gebildete Bohrung als ein Prüfziel der Oberflächenprüfvorrichtung 9 gemäß dieser Erfindung beispielhaft erläutert. Die vorliegende Erfindung ist auf diese Art jedoch nicht beschränk, und die vorliegende Erfindung kann allgemein zur Überprüfung des Oberflächenzustands eines Werkstücks angewandt werden, welches in einer Richtung geschnitten ist, insbesondere zur Inspektion einer Fehlerstellendetektierung.
Bezugszeichenliste

1: Bohrungsinnenflächen-Prüfsystem
3: Bohrung
3A: Innenfläche
7: Sensorkopf
9: Oberflächenprüfvorrichtung
23: Fotodetektiersensor
31: Drehantriebsmechanismus
33: Vorbewegungs-/Zurückziehungsmechanismus
51: Positions-Steuereinrichtung
53: Bildgenerator
57: Schätzeinheit (Bestimmungseinrichtung)
61: Arbeitsspeicher
62: Binärumwandlungs-Prozessor (Binärumwandlungsverarbeitungseinrichtung)
63: Rotations-Prozessor
64: Dehnungs-/Zusammenziehungs-Prozessor (Kopplungseinrichtung)
65: Linienextrahier-Prozessor (Linienextrahiereinrichtung)
66: Kombinations-Prozessor
70: digitales Bild
80: Fehlerstelle
81: Linie
82: Kreuzschraffur
K: horizontale Richtung (Linienextrahierrichtung)
M: Verlaufsrichtung
γth: Extrahier-Grenzwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004-264054 A [0004]

Claims

Eine Oberflächenprüfvorrichtung, umfassend: Bilderzeugungsmittel, die ein digitales Bild erzeugt, welches durch Abbilden einer Oberfläche eines bearbeiteten Werkstücks erzielt wird; Linienextrahiermittel, die eine Linie entsprechend einer Fehlerstelle längs einer bestimmten Liniendetektierrichtung aus dem digitalen Bild extrahieren; und Bestimmungsmittel, die einen Oberflächenzustand des Werkstücks auf der Grundlage der durch die Linienextrahiereinrichtung extrahierten Linie bestimmen, wobei die Linienextrahiereinrichtung das digitale Bild einmal oder über mehrere Male je bestimmten Winkel dreht, während die Liniendetektierrichtung festliegt, und Linien längs der Liniendetektierrichtung aus jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert, und die Bestimmungseinrichtung den Oberflächenzustand des Werkstücks auf der Grundlage der aus den jeweiligen digitalen Bildern extrahierten Linien vor und nach der Drehung bestimmt.
Die Oberflächenprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Extrahiereinrichtung das digitale Bild auf der Grundlage eines Winkels einer Linie, welche zu der Liniendetektierrichtung bei dem maximalen Winkel unter extrahierbaren Linien schneidet, die bestimmte Dicken aufweisen, dreht, wenn Linien längs der Liniendetektierrichtung extrahiert werden.
Die Oberflächenprüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Binärumwandlungsverarbeitungseinrichtung, die eine Binärumwandlungsverarbeitung auf der Grundlage von Helligkeitswerten des digitalen Bildes ausführt, wobei die Linienextrahiereinrichtung eine Linienextrahierung auf dem binär umgewandelten digitale Bild als ein Ziel ausführt.
Die Oberflächenprüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend eine Verbindungseinrichtung, die Fehlerstellen, welche um eine feste Größe in der Liniendetektierrichtung voneinander getrennt sind, von Fehlerstellen, die in dem Anzeigebild angezeigt werden, verbindet wobei die Linienextrahiereinrichtung die Linienextrahierung in einem digitalen Bild als einem Ziel ausführt, in welchem die Fehlerstellen durch die Verbindungsseinrichtung miteinander verbunden sind.
Ein Oberflächenprüfverfahren, umfassend: einen Linienextrahierschritt, der eine einer Fehlerstelle entsprechende Linie längs einer bestimmten Liniendetektierrichtung aus einem digitalen Bild extrahiert, welches durch Abbilden einer Oberfläche eines bearbeiteten Werkstücks erzielt wird; und einen Bestimmungsschritt, der einen Oberflächenzustand des Werkstücks auf der Grundlage der in dem Linienextrahierschritt extrahierten Linie bestimmt, wobei bei dem Linienextrahierschritt das digitale Bild einmal oder über mehrere Male je bestimmten Winkel gedreht wird, während die Liniendetektierrichtung festliegt, und Linien längs der Liniendetektierrichtung aus jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert werden, und bei dem Bestimmungsschritt der Oberflächenzustand des Werkstücks auf der Grundlage der Linien bestimmt wird, die aus den jeweiligen digitalen Bildern vor und nach der Drehung extrahiert sind.