JP2004101240A - Stacked belt ring inspection method and device - Google Patents

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JP2004101240A
JP2004101240A JP2002260278A JP2002260278A JP2004101240A JP 2004101240 A JP2004101240 A JP 2004101240A JP 2002260278 A JP2002260278 A JP 2002260278A JP 2002260278 A JP2002260278 A JP 2002260278A JP 2004101240 A JP2004101240 A JP 2004101240A
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Japan
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belt ring
face
ring
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moving
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JP2002260278A
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Hiroyoshi Hayashi
林 弘能
Hiroshi Takeda
竹田 博
Keiichi Tsuboi
坪井 桂一
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for surely detecting a very small defect generated in the end face of the stacked belt ring and simultaneously automatically detecting the size of the defect as well. <P>SOLUTION: This inspection device for detecting a defect of the end face of the stacked belt ring includes: a microphotographic camera for imaging the end face of the belt ring and varying the focal distance; and a driving means for moving the microphotographic camera toward the end face of the belt ring. The device further includes: an image processing means for generating three-dimensional image from the imaging data of the microphotographic camera; and a display means for displaying three-dimensional data obtained by relatively circulating and moving the stacked belt ring and the microphotographic camera relatively, and simultaneously moving the focal point of the microscope to image the end face of the belt ring. Thus, the depth and number of defects in the end face of the stacked belt ring can be detected. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は積層ベルトリング検査方法および装置に係り、特にベルト式無断変速機に用いられる金属Vベルトを構成している積層ベルトリング(積層ベルトリング)の端面傷の検査、診断を行うのに好適な方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
Vベルト式無段変速機等に動力伝達用として用いられる金属Vベルトは、無端ベルト状の金属リング部材と、この金属リング部材に沿って支持された多数の金属エレメント部材とからなり、駆動プーリ及び従動プーリ間に掛け渡されて動力を伝達するのに利用される。両プーリはそのV溝幅が可変制御できるようになっており、この両プーリのV溝幅を可変制御することにより両プーリにおける金属Vベルトの巻き掛け半径を変化させ、駆動軸と従動軸間の変速比を無段階に変化させることができるようになっている。前記金属リング部材は、薄肉の金属リングシートを十数枚積層して一体的に構成された積層ベルトリングであり、動力の直接的な伝達部材であるため、所望の強度と耐久性が必要とされる。このために変速機に組み込まれる前に傷の有無が検査される。積層ベルトリングは、板厚が0.1〜0.2mmで板幅が9〜10mmの金属リングシートを十数枚重ねたものであり、重要部品であるため、金属リングシートの端面に小さな傷があっても取り除かなければならない。傷としては数十μmの大きさも大きな影響をもたらすため、この程度の傷を検出できる能力が要求される。
【0003】
現在、上記積層ベルトリング検査は作業者が光学顕微鏡を覗き、2次元画像の観察によって行っている。検査作業者は、積層ベルトリングの端面に反射した光り具合の画像より、積層ベルトリング正常品と傷有り品との識別をなしている。積層ベルトリングの端面の傷とは正確に言うと金属表面の窪みである。金属表面の滑らかな積層ベルトリングの正常品と比べて、窪みのある積層ベルトリング傷有り品では、光が窪みの表面部分で散乱し、正常品とは異なった像が得られるので、識別できる。
これに関連した従来例として特許文献1〜4がある。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−71934号公報
【特許文献2】
特開平7−208958号公報
【特許文献3】
特開平9−304288号公報
【特許文献4】
特開2000−57345号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の検査は、検査員が積層ベルトリングの端面を撮像した光学顕微鏡の2次元画像を見て行っている。この検査員の視覚による判別作業を、検査員と同程度の時間で自動車の積層ベルトリングの傷(又は打痕)を検査できる装置はなかった。また、人の検査においては、個人差があり、かつ2次元的な画像による傷の有無の検査であるため、傷の深さまでは把握していない。つまり、品質管理を十分行っているとは言い難いという問題があった。
【0006】
本発明は、上記従来の問題点に着目してなされたもので、積層ベルトリングの端面に生じた微小な傷も確実に検出することができ、また、同時に傷の大きさも自動的に検出できるようにした積層ベルトリング検査方法および装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る積層ベルトリング検査方法は、ベルトリングを周回移動させつつベルトリング端面を顕微鏡の焦点を移動させて撮像することにより得た三次元画像により積層ベルトリング端面の傷の深さと傷の大きさを検出することを特徴としている。前記顕微鏡を積層ベルトリングの端面厚さ方向に異なる視野が重複しないように複数並べてベルトリングの1周回移動により一括検査させるようにすることができる。
【0008】
本発明に係る積層ベルトリング検査装置は、前記ベルトリング端面を撮像可能で焦点距離を変更可能とした顕微鏡カメラと、当該顕微鏡カメラの少なくともベルトリング端面の面方向に移動可能とした駆動手段と、前記顕微鏡カメラによる撮像データから三次元画像を生成する画像処理手段と、前記積層ベルトリングと顕微鏡カメラとを相対的に周回移動させつつ顕微鏡の焦点を移動させてベルトリング端面を撮像することにより得た三次元画像により表示する表示手段と、からなり積層ベルトリング端面の傷の深さと傷の大きさの検出可能としたことを特徴としている。前記積層ベルトリングはカートリッジに搭載されて周回移動可能とすればよく、また、前記顕微鏡カメラは積層ベルトリングの端面幅方向に視野をずらして複数設ければよい。
【0009】
上記構成によれば、顕微鏡焦点を移動させることにより焦点があった箇所のクリアな画像を取得することができる。この焦点の合った画像を集積することにより距離画像を得ることができ、三次元画像を生成できる。積層ベルトリングの端面に傷があれば、それが窪みとして把握することができ、距離画像であるので窪みの大きさを算出することができる。顕微鏡視野をベルトリングに沿って周回させることにより、全周に亘って距離画像を取得でき、傷の数も把握することができる。顕微鏡カメラを積層ベルトリングの肉厚方向に移動させることにより、視野が狭くても全周の傷を検査できるが、視野が互いに重複しないように顕微鏡カメラをベルトリング肉厚方向に複数並べておくことにより、リング1周で一括した検査ができるようになる。積層ベルトリングをカートリッジに搭載して周回移動させるようにすれば、顕微鏡カメラとの相対位置を変動させることなく、精度の高い検査が可能となる。
【0010】
このような構成において、顕微鏡カメラは高速で距離画像を生成できるものを利用すればよく、対物レンズを移動させることで焦点距離を高速で変化させる構造のものを採用すればよい。そして、カメラを顕微鏡に取付け、積層ベルトリングの周方向の視野位置を変える回転ステージ、積層ベルトリングの同心円方向に移動できる1軸ステージ、及び、積層ベルトリングを精度よく設置可能なカートリッジを設けた積層ベルトリング検査装置を構築すればよい。また、検査のパターンにより、積層ベルトリングを特定位置に配置するようにカートリッジなどに取付ければよい。
【0011】
これによって、高速で距離画像を生成できるカメラによって、傷の深さを管理し、十分な品質管理を行うことができ、積層ベルトリングを精度よく設置可能なカートリッジを設けることによって、取扱作業性向上、設置精度向上が可能となる。
【0012】
なお、積層ベルトリング検査には1本のリングの検査を行う単品リング検査、リング直径の違う複数本の金属リングシートを同心円状に組み合わせたアセンブリリング検査がある。単品リング検査では積層ベルトリングを特定位置に配置することにより、複数本同時に検査を行える。この積層ベルトリング配置効果によって、高速に積層ベルトリングの検査を行うことができる。
【0013】
このように構成すれば各構成手段はすべて自動制御が可能機構であるため、自動で積層ベルトリング検査を行うことができる。よって、従来の人による検査の問題点であった個人差解消、省力化が図られる。これにより、上記手段を用いて構築された積層ベルトリング検査装置では、人による検査時間と同等の高速な処理が行えるのである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る積層ベルトリングの検査方法と、その検査装置の具体的な実施形態を、図面を参照して、詳細に説明する。
図1は実施形態に係る積層ベルトリング検査装置の全体の概要構成図を示している。図示のように、検査対象の積層ベルトリング10を位置保持するカートリッジ12が回転テーブル14に取付けられている。カートリッジ12としては、積層ベルトリング10の肉厚幅を有する円形リング溝16を形成したものを用い、円形リング溝16内に積層ベルトリング10の一方の側縁部分を嵌合させて装着し、端面を上方に向けた状態で位置保持をなす。したがって、回転テーブル14の回転中心とカートリッジ12の円形リング溝16の中心を一致するように搭載位置を決めておくことにより、テーブル回転をなせば、カートリッジ12に保持された積層ベルトリング10は一定の円軌跡に倣って周回運動をなす。これにより、検査用の顕微鏡カメラ18をベルトリング端面に向けて定位置に配置しておけば、ベルトリング10の全周に亘って端面撮影が可能となる。
【0015】
顕微鏡カメラ18は、図示のように、2軸移動ステージ20を介して撮影面がカートリッジ12に搭載された積層ベルトリング10の端面に向けられるように取付けられている。2軸移動ステージ20は顕微鏡カメラ18を積層ベルトリング10の肉厚方向(リング半径方向)と、幅方向(上下方向)に移動できるように構成されたもので、顕微鏡カメラ18の視野と積層ベルトリング10の各構成金属リングシートとの位置関係や、積層ベルトリング10の端面と距離を調整できるようにしている。
【0016】
顕微鏡カメラ18は被写体深度が浅い顕微鏡の焦点距離を高速で動かし、異なる焦点距離での複数の画像を取得することにより、いわゆるピントが合っている複数の画像を合成することで、視野全部に焦点が合っているとともに、被写体の奥行きデータを獲得して、3次元立体画像を得るようにしたものである。焦点が合っているか否かは焦点距離、物体距離、もしくは画像距離を動かしながら撮像した画像の観測点周りの局所空間周波数分析を行い、空間周波数が最大のパラメータが焦点の合ったところとなる。したがって、可変焦点機構を利用して対物レンズを動かして焦点を移動させながら複数の画像フレームを取込み、画像フレームの全ての画素点周辺での局所空間周波数分析を行い、周波数ピークの部分、すなわち焦点があった部分をピクセル単位で各画像から拾い上げ、1枚の画像として結合することにより全焦点画像を得ることができる。各点での焦点距離と画像距離から、その三次元データも得ることができるのである。
【0017】
そのため、顕微鏡カメラ18による撮像データを取込む距離画像生成器22が設けられるとともに、距離画像生成器22は計算機24を介して表示器26に三次元画像を送出して全焦点画像を表示できるようにしている。距離画像生成器22では、顕微鏡カメラ18が撮像する毎秒1000フレームの画像を取込み、ピクセル単位で全焦点画像を上述した処理を行って合成表示する。
【0018】
また、撮像データは周方向ラインデータを含み、これを計算機24にて演算し、予め定められたラインに沿った高さデータを求めるようにしている。これは、画像視野範囲の予め定められたラインに対するリングの円周方向データである。例えば、積層ベルトリング10を構成している各金属リングシート28端面の中央ラインと左右のラインとを定め、このライン上に沿ったデータのみを取得するもので、金属リングシート28肉厚方向の距離画像の左端から1/4を「左」、2/4を「中央」、3/4を「右」として、その位置における周方向のデータを抽出するようにしている。このラインデータにより正常製品と、傷有り製品の判別は可能であり、傷の幅や深さの計量も可能である。図2は積層ベルトリング10と顕微鏡カメラ18の視野との関係を示している。
【0019】
実施形態では、積層ベルトリング10は9.2mm×0.186mm(幅×板厚)の金属リングシート28単体を12枚重ねたものであり、一方、顕微鏡カメラ18の視野30は800μm×800μmである。したがって、一台の顕微鏡カメラ18では金属リングシート28を4枚積層した分しか視野30に入れることができない。そのため、1台の顕微鏡カメラ18で積層ベルトリング10の肉厚方向に視野30a、30b、30cが互いに重複しないように1周ごとに位置移動して検査を行うようにしている。あるいは、3台の顕微鏡カメラ18a、18b、18cを用い、図2のように積層ベルトリング10の肉厚方向に視野30a、30b、30cが互いに重複しないように配置して、一回の周回移動だけで検査できるようにすることもできる。
【0020】
各金属リングシート28の端面に中央ラインと、左右一対のラインを設定すると、図3(a)のようになり、同図(b)は視野30に4本の金属リングシート28が適正に配置されている状態を示し、同図(c)は視野中に設定したラインが金属リングシート28の端面に適正に配置されていない場合示している。同図(c)の場合には、顕微鏡カメラ18を2軸移動ステージ20により視野30の位置調整を行い、同図(b)の状態にすればよい。
【0021】
これらの距離画像とラインデータとを正常品と傷有り製品との各々について求めた結果を図4、図5に示す。
【0022】
実施形態に係る検査装置は、回転テーブル14や2軸移動ステージ20などの駆動系を有しているため、これらの駆動系制御器34に対する制御データをキーボードなどの操作器32により入力して、統括する計算機24を介して駆動系制御器34を作動させるようにしている。
【0023】
このような構成に係る積層ベルトリング検査装置の全体制御フローチャートを図6に示す。検査を開始すると(ステップ100)、最初にリング位置微調整を行う(ステップ102)。これは半径方向(ベルトリング肉厚方向)の1軸ステージ動作であり、顕微鏡カメラ18の視野30に対しリングが検査できる位置にあるように半径方向(肉厚方向)に1軸ステージを微移動させるものである。これは前述し図3(c)に示したように、視野30内に設定したラインが各金属リングシート28の端面の中央位置と左右位置に適正に位置するように調整を行って、図3(b)に示した適正範囲に視野30を配置させるためのものである。その後、回転テーブル14を回転させてカメラ1視野分の距離で移動して停止する(ステップ104,106)。回転テーブルが停止後、顕微鏡カメラ18は対物レンズを高速昇降させながら毎秒1000枚の画像フレームを出力し(ステップ108)、診断処理作業に入る(ステップ110)。画像フレームの取得に際し、顕微鏡カメラ18は30Hz周期で距離画像とトリガ信号を出力する。実際には、カメラのトリガ信号を基準に検査装置の制御を行うようにしている。この一例として、カメラ撮像、回転テーブル14移動、解析診断のタイミングチャートを図8に示す。
【0024】
診断処理作業の具体的フローチャートを図7に示す。カメラ1視野分のデータを取得したことにより診断作業を開始し(ステップ200)、まず、図4〜図5のような全焦点距離画像からラインデータを取得する(ステップ202,204)。次いで、周方向ラインデータの幅と深さが設定値以上であるか否かの判別が行われる(ステップ206)。これはラインデータの高さの最大値と最小値の差分が設定値以上であるか、あるいは、周方向で基準高さよりも低いデータを示すデータ領域長さが設定値以上である場合などを判定基準とすればよく、適宜、閾値を設定することで自動判別が可能となる。この診断の結果、傷があると判定されれば(ステップ208)、傷位置(回転テーブル上の位置、1軸ステージ位置、リングナンバーなど)をメモリに記録して(ステップ210)、作業を終了する(ステップ212)。もちろん、正常と判定されれば(ステップ214)、診断作業を終了する。
【0025】
このような診断作業がカメラ1視野データで終了したならば、もとのフローに戻り、顕微鏡カメラ18の視野30に入る4本の金属リングシート28の画像計測が正常に終了したか否かが判定される(ステップ112)。これは、金属リングシート28の高さ方向のずれ(アセンブルリング12本の高さのずれ、回転テーブル14の精度の高さずれ、リング設置ずれなど)により、距離が正常に出力できない場合があるので、対象とする本数分正しい結果が出るまで、顕微鏡カメラ18の高さを変更して距離画像の収集とリング傷のチェックを行うものである。異常終了であれば顕微鏡カメラ18の高さ方向の調整移動を行って(ステップ114)、再度ステップ108に戻ってデータを取得する。正常に終了したならば、顕微鏡カメラ18を高さ方向にリセット移動させて初期位置に戻し(ステップ116)、1周の検査が終了したか否かの判別をなし(ステップ118)、完全に1周するまで繰り返す。規定本数の検査すなわち、12本の金属リングシート28の全部を検査したか否かが行われ(ステップ120)、終了していない場合には半径方向(肉厚方向)に1軸ステージ移動をなし(ステップ122)、ステップ108から同様のデータ取得と検査を繰り返すのである。最終的に判定結果を表示器26に出力して表示し(ステップ124)、作業を終了する(ステップ126)。
【0026】
このように、本実施形態に係る積層ベルトリングの検査方法および装置によれば、積層ベルトリング10の各金属リングシート28の端面に生じた微小な傷も確実に検出することができ、また、同時に傷の大きさも自動的に検出できることができるので、従来の人的作業に拠っていた不確実性の高い検査の精度を向上させることができるとともに、検査作業効率を大幅に向上できる。特に、顕微鏡カメラ18の視野30が狭いので、顕微鏡カメラ18を積層ベルトリング10の肉厚方向に複数配列してリングの1周単位で一括検査できるようにすれば、より作業効率を向上させることができる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、積層ベルトリングの端面傷の検査方法であって、ベルトリングを周回移動させつつベルトリング端面を顕微鏡の焦点を移動させて撮像することにより得た三次元画像データにより積層ベルトリング端面の傷の深さと数を検出するように構成したので、人による検査時間と同等の高速な処理が行える。また、自動で積層ベルトリング検査を行うことができることで、省力化が期待できる。さらに、機械での検査によって従来の人による検査での問題点であった個人差の解消が図られる。加えて、3次元画像である距離画像による計測を行うことによって傷の深さを管理し、十分な品質管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る検査装置の構成ブロック図である。
【図2】積層ベルトリングと顕微鏡カメラの視野との関係を示す図である。
【図3】顕微鏡カメラの視野と検査ライン、金属リングシートとの関係を示す説明図である。
【図4】正常品の距離画像とラインデータである。
【図5】傷有り製品の距離画像とラインデータである。
【図6】検査作業の全体処理フローチャートである。
【図7】診断作業のフローチャートである。
【図8】作業のタイミングチャートである。
【符号の説明】
10………積層ベルトリング、12………カートリッジ、14………回転テーブル、16………円形リング溝、18………顕微鏡カメラ、20………2軸移動ステージ、22………距離画像生成器、24………計算機、26………表示器、28………金属リングシート、30………顕微鏡カメラ視野、32………操作器、34………駆動系制御器。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting a laminated belt ring, and is particularly suitable for inspecting and diagnosing an end surface flaw of a laminated belt ring (laminated belt ring) constituting a metal V-belt used in a belt type continuously variable transmission. Method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
A metal V-belt used for power transmission in a V-belt type continuously variable transmission or the like is composed of an endless belt-shaped metal ring member and a number of metal element members supported along the metal ring member. And is used to transmit power by being bridged between driven pulleys. The V-groove width of both pulleys can be variably controlled. By variably controlling the V-groove width of both pulleys, the winding radius of the metal V-belt on both pulleys is changed, and the distance between the drive shaft and the driven shaft Can be changed steplessly. The metal ring member is a laminated belt ring that is integrally formed by laminating dozens of thin metal ring sheets and is a direct power transmission member, and thus requires a desired strength and durability. Is done. For this purpose, it is checked for flaws before being incorporated into the transmission. The laminated belt ring is formed by laminating dozens of metal ring sheets each having a thickness of 0.1 to 0.2 mm and a width of 9 to 10 mm, and is an important component. Must be removed, if any. Since a size of several tens of μm has a great influence as a flaw, the ability to detect such a flaw is required.
[0003]
At present, the above-mentioned inspection of the laminated belt ring is performed by an operator looking into an optical microscope and observing a two-dimensional image. The inspection operator distinguishes a normal product and a damaged product from the image of the degree of light reflected on the end face of the laminated belt ring. Scratch on the end face of the laminated belt ring is exactly a depression on the metal surface. Compared to the normal product with a smooth metal surface, the product with a dent in the dent has a light scattering at the surface of the dent, resulting in a different image from the normal product. .
Patent Documents 1 to 4 disclose related examples related to this.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-71934 [Patent Document 2]
JP-A-7-208958 [Patent Document 3]
JP-A-9-304288 [Patent Document 4]
JP 2000-57345 A [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional inspection, an inspector looks at a two-dimensional image of an optical microscope obtained by imaging an end face of the laminated belt ring. There is no device capable of inspecting the laminated belt ring of a vehicle for scratches (or dents) in the same time as the inspector in the visual inspection work of the inspector. In addition, in human inspection, since there is an individual difference and an inspection for the presence or absence of a scratch using a two-dimensional image, it is not grasped at the depth of the scratch. That is, there is a problem that it is difficult to say that quality control is sufficiently performed.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is possible to reliably detect even a minute flaw generated on the end face of the laminated belt ring, and also to automatically detect the size of the flaw at the same time. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for inspecting a laminated belt ring.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for inspecting a laminated belt ring according to the present invention is directed to a method for inspecting a laminated belt ring by using a three-dimensional image obtained by moving a focal point of a microscope and imaging the end face of the belt ring while moving the belt ring around. It is characterized in that the depth and the size of the flaw on the end face are detected. A plurality of the microscopes can be arranged so that different fields of view are not overlapped in the thickness direction of the end surface of the laminated belt ring, and collectively inspected by moving the belt ring once.
[0008]
The laminated belt ring inspection device according to the present invention is a microscope camera capable of changing the focal length and capable of imaging the belt ring end face, and a driving unit capable of moving at least in the plane direction of the belt ring end face of the microscope camera, Image processing means for generating a three-dimensional image from the image data obtained by the microscope camera, and moving the focal point of the microscope while moving the lamination belt ring and the microscope camera relatively around to obtain an image of the belt ring end face. And a display means for displaying a three-dimensional image. The depth and the size of the flaw on the end face of the laminated belt ring can be detected. The laminated belt ring may be mounted on a cartridge so as to be able to move around, and a plurality of microscope cameras may be provided with their fields of view shifted in the width direction of the end face of the laminated belt ring.
[0009]
According to the above configuration, a clear image of the focused portion can be obtained by moving the microscope focal point. By integrating the focused images, a distance image can be obtained, and a three-dimensional image can be generated. If the end face of the laminated belt ring has a flaw, it can be grasped as a dent, and since it is a distance image, the size of the dent can be calculated. By rotating the visual field of the microscope along the belt ring, a distance image can be obtained over the entire circumference, and the number of scratches can be grasped. By moving the microscope camera in the thickness direction of the laminated belt ring, flaws can be inspected all around even if the field of view is narrow, but multiple microscope cameras should be arranged in the thickness direction of the belt ring so that the fields of view do not overlap each other. Thereby, a batch inspection can be performed in one round of the ring. By mounting the laminated belt ring on the cartridge and moving it around, a highly accurate inspection can be performed without changing the relative position with respect to the microscope camera.
[0010]
In such a configuration, a microscope camera capable of generating a distance image at high speed may be used, and a microscope camera having a structure in which a focal length is changed at high speed by moving an objective lens may be used. The camera was attached to a microscope, and a rotary stage for changing the position of the visual field in the circumferential direction of the laminated belt ring, a uniaxial stage capable of moving in the concentric direction of the laminated belt ring, and a cartridge capable of accurately installing the laminated belt ring were provided. What is necessary is just to construct a laminated belt ring inspection apparatus. Further, the laminated belt ring may be attached to a cartridge or the like so that the laminated belt ring is arranged at a specific position according to an inspection pattern.
[0011]
This enables a camera that can generate distance images at high speed, manages the depth of scratches, performs sufficient quality control, and improves handling efficiency by providing a cartridge that can accurately install the laminated belt ring. Thus, the installation accuracy can be improved.
[0012]
The laminated belt ring inspection includes a single ring inspection for inspecting one ring and an assembly ring inspection in which a plurality of metal ring sheets having different ring diameters are concentrically combined. In the single product ring inspection, a plurality of belt belt rings can be simultaneously inspected by arranging the belt belt ring at a specific position. Due to the arrangement effect of the laminated belt ring, the inspection of the laminated belt ring can be performed at high speed.
[0013]
With this configuration, all of the constituent units are mechanisms capable of automatic control, so that the inspection of the laminated belt ring can be automatically performed. Therefore, it is possible to eliminate individual differences and labor saving, which are problems of the conventional inspection by a person. As a result, in the laminated belt ring inspection device constructed using the above means, high-speed processing equivalent to the inspection time by a human can be performed.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of a method for inspecting a laminated belt ring according to the present invention and an inspection apparatus therefor will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the entirety of the laminated belt ring inspection apparatus according to the embodiment. As shown in the figure, a cartridge 12 for holding a position of a laminated belt ring 10 to be inspected is attached to a rotary table 14. As the cartridge 12, a circular ring groove 16 having a thickness width of the laminated belt ring 10 is formed, and one side edge portion of the laminated belt ring 10 is fitted into the circular ring groove 16 and mounted. The position is held with the end face facing upward. Therefore, by determining the mounting position so that the center of rotation of the rotary table 14 and the center of the circular ring groove 16 of the cartridge 12 coincide with each other, if the table is rotated, the laminated belt ring 10 held by the cartridge 12 will be constant. Makes a circular motion following the circular locus. Thus, if the microscope camera 18 for inspection is arranged at a fixed position toward the end face of the belt ring, the end face can be photographed over the entire circumference of the belt ring 10.
[0015]
The microscope camera 18 is attached so that the photographing surface is directed to the end surface of the laminated belt ring 10 mounted on the cartridge 12 via the biaxial movement stage 20 as shown in the figure. The biaxial movement stage 20 is configured to move the microscope camera 18 in the thickness direction (ring radius direction) and the width direction (vertical direction) of the laminated belt ring 10. The positional relationship between the ring 10 and the constituent metal ring sheets and the distance from the end surface of the laminated belt ring 10 can be adjusted.
[0016]
The microscope camera 18 moves the focal length of the microscope having a shallow depth of field at high speed, acquires a plurality of images at different focal lengths, and synthesizes a plurality of in-focus images, thereby focusing on the entire field of view. And the depth data of the subject is obtained to obtain a three-dimensional stereoscopic image. Whether the object is in focus or not is determined by performing a local spatial frequency analysis around the observation point of the captured image while moving the focal length, the object distance, or the image distance, and the parameter where the spatial frequency is the maximum is in focus. Therefore, a plurality of image frames are captured while moving the objective lens by moving the objective lens using the variable focus mechanism, and a local spatial frequency analysis is performed around all the pixel points of the image frame. An omnifocal image can be obtained by picking up a portion where there is a pixel from each image and combining them as one image. The three-dimensional data can be obtained from the focal length and the image distance at each point.
[0017]
For this purpose, a distance image generator 22 for capturing image data from the microscope camera 18 is provided, and the distance image generator 22 transmits a three-dimensional image to a display 26 via a computer 24 so that an omnifocal image can be displayed. I have to. The distance image generator 22 captures an image of 1000 frames per second captured by the microscope camera 18 and performs the above-described processing on the omnifocal image in pixel units to display the combined image.
[0018]
The imaging data includes circumferential line data, which is calculated by the computer 24 to obtain height data along a predetermined line. This is the circumferential data of the ring for a predetermined line of the image field range. For example, a center line and left and right lines of the end face of each metal ring sheet 28 constituting the laminated belt ring 10 are determined, and only data along these lines is acquired. From the left end of the distance image, 1/4 is set to “left”, 2/4 is set to “center”, and 3/4 is set to “right”, and data in the circumferential direction at that position is extracted. From the line data, a normal product and a product with a flaw can be distinguished, and the width and depth of the flaw can be measured. FIG. 2 shows the relationship between the laminated belt ring 10 and the field of view of the microscope camera 18.
[0019]
In the embodiment, the laminated belt ring 10 is formed by stacking twelve metal ring sheets 28 each having a size of 9.2 mm × 0.186 mm (width × plate thickness), while the visual field 30 of the microscope camera 18 is 800 μm × 800 μm. is there. Therefore, with one microscope camera 18, only four metal ring sheets 28 can be included in the field of view 30. For this reason, the inspection is performed by moving the position by one rotation in one thickness direction of the laminated belt ring 10 by one microscope camera 18 so that the visual fields 30a, 30b, and 30c do not overlap with each other. Alternatively, three microscope cameras 18a, 18b, and 18c are used, and the visual fields 30a, 30b, and 30c are arranged so as not to overlap with each other in the thickness direction of the laminated belt ring 10 as shown in FIG. Inspection can be made by just using
[0020]
When a center line and a pair of left and right lines are set on the end face of each metal ring sheet 28, the result is as shown in FIG. 3A. In FIG. 3B, four metal ring sheets 28 are appropriately arranged in the field of view 30. FIG. 3C shows a case where the line set in the field of view is not properly arranged on the end face of the metal ring sheet 28. In the case of FIG. 6C, the microscope camera 18 may be adjusted to the position shown in FIG.
[0021]
FIGS. 4 and 5 show the results obtained by obtaining the distance image and the line data for each of the normal product and the damaged product.
[0022]
Since the inspection apparatus according to the embodiment has drive systems such as the rotary table 14 and the two-axis moving stage 20, control data for these drive system controllers 34 is input by the operating device 32 such as a keyboard, The drive system controller 34 is operated via the computer 24 which is supervised.
[0023]
FIG. 6 shows an overall control flowchart of the laminated belt ring inspection apparatus having such a configuration. When the inspection is started (step 100), first, the ring position is finely adjusted (step 102). This is a single-axis stage operation in the radial direction (thickness direction of the belt ring), and the single-axis stage is finely moved in the radial direction (thickness direction) so that the ring can be inspected with respect to the visual field 30 of the microscope camera 18. It is to let. This is done by adjusting the lines set in the visual field 30 so as to be properly positioned at the center position and the left and right positions of the end face of each metal ring sheet 28 as shown in FIG. This is for disposing the visual field 30 in the appropriate range shown in FIG. Thereafter, the rotary table 14 is rotated, moved at a distance corresponding to one visual field of the camera, and stopped (steps 104 and 106). After the rotation table stops, the microscope camera 18 outputs 1000 image frames per second while moving the objective lens up and down at a high speed (step 108), and enters a diagnostic processing operation (step 110). When acquiring an image frame, the microscope camera 18 outputs a distance image and a trigger signal at a cycle of 30 Hz. In practice, the inspection apparatus is controlled based on the trigger signal of the camera. As an example of this, FIG. 8 shows a timing chart of camera imaging, rotation of the rotary table 14, and analysis and diagnosis.
[0024]
FIG. 7 shows a specific flowchart of the diagnostic processing operation. The diagnostic work is started by acquiring data for one field of view of the camera (step 200), and first, line data is acquired from all focal length images as shown in FIGS. 4 and 5 (steps 202 and 204). Next, it is determined whether or not the width and depth of the circumferential line data are equal to or larger than a set value (step 206). This determines whether the difference between the maximum and minimum heights of the line data is greater than or equal to the set value, or if the data area length indicating data that is lower than the reference height in the circumferential direction is greater than or equal to the set value. The reference may be used, and the threshold can be set appropriately to enable automatic discrimination. As a result of this diagnosis, if it is determined that there is a flaw (step 208), the flaw position (position on the rotary table, one-axis stage position, ring number, etc.) is recorded in the memory (step 210), and the operation is completed. (Step 212). Of course, if it is determined that it is normal (step 214), the diagnostic work is terminated.
[0025]
When such a diagnosis operation is completed with the camera 1 visual field data, the flow returns to the original flow, and it is determined whether or not the image measurement of the four metal ring sheets 28 entering the visual field 30 of the microscope camera 18 has been normally completed. A determination is made (step 112). This is because the distance may not be output normally due to a shift in the height direction of the metal ring sheet 28 (a shift in the height of the 12 assembling rings, a shift in the accuracy of the rotary table 14, a shift in the ring installation, etc.). Therefore, the height of the microscope camera 18 is changed to collect distance images and check for ring flaws until a correct result is obtained for the target number. If abnormal termination has occurred, the microscope camera 18 is adjusted and moved in the height direction (step 114), and the process returns to step 108 again to acquire data. If the inspection is normally completed, the microscope camera 18 is reset and moved in the height direction to return to the initial position (step 116), and it is determined whether or not one round of inspection has been completed (step 118). Repeat until it goes around. The specified number of inspections, that is, whether or not all the twelve metal ring sheets 28 have been inspected are performed (step 120). If the inspection has not been completed, the uniaxial stage is not moved in the radial direction (thickness direction). (Step 122) The same data acquisition and inspection are repeated from Step 108. Finally, the determination result is output to and displayed on the display 26 (step 124), and the operation is terminated (step 126).
[0026]
As described above, according to the method and the apparatus for inspecting the laminated belt ring according to the present embodiment, it is possible to reliably detect even a minute flaw generated on the end surface of each metal ring sheet 28 of the laminated belt ring 10, and at the same time, Since the size of the flaw can also be automatically detected, the accuracy of the inspection with high uncertainty based on the conventional human work can be improved, and the inspection work efficiency can be greatly improved. In particular, since the field of view 30 of the microscope camera 18 is narrow, if the microscope cameras 18 are arranged in a plurality in the thickness direction of the laminated belt ring 10 so that the inspection can be performed collectively by one round of the ring, the work efficiency is further improved. Can be.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided a method for inspecting an end surface of a laminated belt ring, wherein the tertiary surface obtained by moving the focal point of a microscope and imaging the end surface of the belt ring while orbiting the belt ring. Since the configuration is such that the depth and the number of scratches on the end surface of the laminated belt ring are detected from the original image data, high-speed processing equivalent to the inspection time by a human can be performed. In addition, since the inspection of the laminated belt ring can be performed automatically, labor saving can be expected. Further, the machine-based inspection can eliminate the individual difference which has been a problem in the conventional human inspection. In addition, by performing measurement using a distance image, which is a three-dimensional image, the depth of the flaw can be managed, and sufficient quality control can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration block diagram of an inspection device according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a laminated belt ring and a field of view of a microscope camera.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a visual field of a microscope camera, an inspection line, and a metal ring sheet.
FIG. 4 shows a distance image and line data of a normal product.
FIG. 5 is a distance image and line data of a scratched product.
FIG. 6 is an overall processing flowchart of an inspection operation.
FIG. 7 is a flowchart of a diagnosis operation.
FIG. 8 is a timing chart of work.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 10: laminated belt ring, 12: cartridge, 14: rotary table, 16: circular ring groove, 18: microscope camera, 20: biaxial moving stage, 22: distance Image generator, 24 Computer, 26 Display, 28 Metal ring sheet, 30 Microscope camera field of view, 32 Operating device, 34 Drive system controller.

Claims (5)

積層ベルトリングの端面傷の検査方法であって、ベルトリングを周回移動させつつベルトリング端面を顕微鏡の焦点を移動させて撮像することにより得た三次元画像データにより積層ベルトリング端面の傷の深さと傷の大きさを検出することを特徴とする積層ベルトリング検査方法。A method for inspecting the end face of a laminated belt ring, wherein the depth of the end face of the laminated belt ring is determined by three-dimensional image data obtained by moving the focal point of a microscope and imaging the end face of the belt ring while orbiting the belt ring. And a method for inspecting a laminated belt ring, wherein a size of a wound is detected. 前記顕微鏡を積層ベルトリングの端面厚さ方向に異なる視野が重複しないように複数並べてベルトリングの1周回移動により一括検査させることを特徴とする請求項1に記載の積層ベルトリング検査方法。2. The method according to claim 1, wherein a plurality of the microscopes are arranged so that different fields of view do not overlap in the thickness direction of the end surface of the laminated belt ring, and are inspected at once by moving the belt ring once. 積層ベルトリングの端面傷の検査装置であって、前記ベルトリング端面を撮像可能で焦点距離を変更可能とした顕微鏡カメラと、当該顕微鏡カメラの少なくともベルトリング端面の面方向に移動可能とした駆動手段と、前記顕微鏡カメラによる撮像データから三次元画像を生成する画像処理手段と、前記積層ベルトリングと顕微鏡カメラとを相対的に周回移動させつつ顕微鏡の焦点を移動させてベルトリング端面を撮像することにより得た三次元画像データにより表示する表示手段と、からなり積層ベルトリング端面の傷の深さと傷の大きさの検出可能としたことを特徴とする積層ベルトリング検査装置。An apparatus for inspecting an end face of a laminated belt ring, comprising: a microscope camera capable of capturing an image of the end face of the belt ring and changing a focal length; and a driving unit capable of moving the microscope camera at least in a plane direction of the end face of the belt ring. Image processing means for generating a three-dimensional image from image data obtained by the microscope camera, and moving the focal point of the microscope while relatively rotating the laminated belt ring and the microscope camera to image the end face of the belt ring. And a display means for displaying the three-dimensional image data obtained by the method described above, wherein the depth and the size of the scratch on the end face of the stacked belt ring can be detected. 前記積層ベルトリングはカートリッジに搭載されて周回移動可能とされていることを特徴とする請求項3記載の積層ベルトリング検査装置。4. The apparatus according to claim 3, wherein the laminated belt ring is mounted on a cartridge and is capable of moving around. 前記顕微鏡カメラは積層ベルトリングの端面幅方向に視野をずらして複数設けたことを特徴とする請求項3記載の積層ベルトリング検査装置。4. The apparatus according to claim 3, wherein a plurality of the microscope cameras are provided so as to be shifted in a field of view in an end face width direction of the laminated belt ring.
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