JP2010002232A - 鍛造品の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像処理技術を利用して鍛造品であるリング状素材である被加工品の表面の凹凸を含む形状を測定して判定する方法を提供する。
【解決手段】 図１に示すように、被検査体１のリング状製品の側部側の背後からリング面１ａに照明４を投射した。この投射した照明４による被検査体１のシルエットを、被検査体１に対して照明４と反対側の対称の位置に設置したＣＣＤカメラ５で撮影した。得られたシルエットの画像から被検査体１の要部の外径および幅の寸法並びに外径真円度やダレや凹凸などの形状を測定し、予め規定した被検査体１の要部の公差に基づいて、被検査体１の要部について検査して評価した。これらの評価では、要部のシルエットの画像が公差の範囲のものは合格とし、コンベアで次の工程へ搬送し、公差の範囲から外れるものは規格外品と判定して、コンベアの搬送ルートから排出した。
【選択図】 図１

Description

鍛造品であるリング状素材の外周部の表面欠陥を自動検出する方法、特にリング状素材の外周部の表面の画像をＣＣＤカメラで撮像し、この画像を解析してリング状素材の外周部の表面欠陥を自動検出する方法に関する。

鍛造品をＣＣＤカメラで撮影し、この撮影した画像に基づき鍛造品の形状不良などを検査する検査方法について、テーパーベアリングの鍛造リング素形品の形状不良および疵の検査方法並びにその装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、上記の提案の方法では、コンベア上の一方向からリング状照明具の照明をコンベアに載置した被検査体に当て、同じ方向からＣＣＤカメラで撮影し、被検査体の一方向から見える部分のみの画像を検査する方法であり、他の方向から見える部分の検査を行うことができず、さらに画像のコントラストによる判定のために被検査体に汚れなどがある場合には誤判定が発生し、さらにコンベア上に載置した被検査体をコンベア上の一方向から撮影するために、コンベアの汚れも画像として検出し、誤判定が発生するなどの問題が存在した。

特開２００６−２８４４６５号公報

本発明が解決しようとする課題は、画像処理技術を利用して鍛造品であるリング状素材である被加工品の表面の凹凸を含む形状を測定して判定する方法を提供することである。さらに、被加工品を回転させることで全周面の検査を可能として、被加工品の外周部の外観状態を定量的に評価し、異常品を正確に検出し、リング状素材である被加工品のリング幅寸法、リング外径寸法、外径部の凹凸やダレあるいはリング真円度の検査を一度に実施する方法を提供することである。

上記の課題を解決するための手段は、第１の手段では、鍛造品であるリング状素材からなる被検査体を撮影するためのＣＣＤカメラを被検査体の側部の一方向側に設け、このＣＣＤカメラの撮影方向とは対称の反対方向側から被検査体に照明を当て、照明による被検査体のシルエットをＣＣＤカメラで撮影して被検査体の画像を表出し、該画像により被検査体の表面形状を検査することを特徴とする被検査体の良否の判定方法である。

第２の手段では、上記の方法において、被検査体を回転させることにより、被検査体の異なったシルエットから得られる複数特性の検査、すなわち回転によって表出されるシルエットから得られる被検査体の各外径部の凹凸寸法の変化からの外径部形状の検査もしくは回転時の外径の寸法変化から外径真円度の検査など、被検査体の回転によって被検査体の全体画像を順次に表出し、該画像により被検査体の表面形状を検査することを特徴とする請求項１の手段の被検査体の良否の判定方法である。

上記の方法の手段とすることで、鍛造品であるリング状製品の被検査体のシルエットの画像からあるいは被検査体を回転させ得たシルエットの画像からリング状製品およびその全周の外観を検査して、被検査体を規格の公差に適合した規格品とするか、あるいは公差から外れた規格外品とするかの区別を容易に判別することができる。

本発明を実施するための最良の形態について、表および図面を参照しながら以下に説明する。本発明を実施する段取として、先ず、図１に示すように、鍛造品すなわちリング状製品である被検査体１を倒した状態でコンベアに載置して検査装置の前に送給して検査のためにＣＣＤカメラ５の前方に配置し、検査装置の前で被検査体１を回転駆動用ローラー２とフリーローラー３の間に挟持する。この場合、被検査体１の全ての要部を検査するためには、フリーローラー３で被検査体１を回転駆動用ローラー２に押し付けることで、被検査体１を回転することができる。

この状態において、請求項１の手段では、被検査体１を回転することなく、被検査体１のリング状製品の側部側の背後からリング面１ａに照明４を投射した。この投射した照明４による被検査体１のシルエットを、被検査体１に対して照明４と反対側の対称の位置に設置したＣＣＤカメラ５で撮影した。得られたシルエットの画像から被検査体１の要部の外径および幅の寸法並びに外径真円度やダレや凹凸などの形状を測定し、図２の（ａ）に示すように、予め規定した被検査体１の各要部の公差に基づいて検査して評価した。これらの評価では、要部のシルエットの画像が公差の上限および下限の範囲内のものは合格とし、これらのものはコンベアで次の工程へ搬送し、公差の上限および下限の範囲から外れるものは規格外品と判定して、コンベアの搬送ルートから外して排出した。なお、図２の（ｂ）において、点線で囲んだ三本の線は寸法規格中心線が寸法規格の公差の中心で、左側の線は公差の下限を示し、右側の線は公差の上限を示す。

さらに、請求項２の手段では、上記の撮影において、被検査体１をフリーローラー３により回転駆動用ローラー２に押し付けて回転させ、この回転により生じる被検査体１の全ての要部のシルエットを順次にＣＣＤカメラで撮影した。これらの全シルエットの画像に対する被検査体１の全ての要部の外径および幅の寸法並びに外径真円度やダレなどによる凹凸などの形状を測定し、図２に示すように、予め規定した要部の公査に基づいて被検査体１の全ての要部について評価した。これらの評価では、全ての要部のシルエットの画像が公差の範囲のものは合格とし、コンベアで次の工程へ搬送し、公差の範囲から外れるものは規格外品と判定して、コンベアの搬送ルートから排出した。

上記の検査工程において、リング状製品である被検査体１の外径は、略１５４ｍｍで、幅は略４１ｍｍであり、使用したＣＣＤカメラは１００万画素であった。ところで、これらにおける判定精度は±０．１ｍｍで実施することができた。このように、リング状製品である被検査体１として、図２に示すテーパーベアリングの内輪レースについて画像による検査を実施し、この検査結果を表１に示す。

表１に見られるように、検査個数１２００個のテーパーベアリングの内輪レースを検査した。この場合、テーパーの大径側の外径（１）は実績はφ１５３〜１５４．４ｍｍで、規格のφ１５３．６±０．７ｍｍに対して、ＮＧ個数は１個であった。テーパーの小径側の外径（２）は実績はφ１３４．６〜１３５．６ｍｍで、規格のφ１３４．７±０．７ｍｍに対して、ＮＧ個数は１個であった。内輪レースの幅は実績はφ４０．５〜４１．２ｍｍで、規格のφ４０．６±０．８ｍｍに対して、ＮＧ個数は０個であった。外径真円度は実績は０．１〜０．６ｍｍで、規格の≦０．８ｍｍに対して、ＮＧ個数は０個であった。内輪レースの凹凸はダレが１個であった。この画像による検査結果の上記のＮＧ品について、その寸法を実測して確認したところ、精度の点で良好な判定が画像の検査で得られることが実証できた。

被検査体をコンベアベルト上の回転駆動用ローラーとフリーローラー間に挟持した平面図である。 （ａ）はテーパーベアリングの内輪レースからなる被検査体の画像と公差の関係を示す模式的側面図で、（ｂ）は公差の範囲を示す図である。

符号の説明

１ 被検査体
１ａ リング面
２ 回転駆動用ローラー
３ フリーローラー
４ 照明
５ ＣＣＤカメラ

Claims (2)

1. 鍛造品からなる被検査体の撮影用のＣＣＤカメラを被検査体の側部の一方向側に設け、該ＣＣＤカメラの撮影方向と対称の反対方向側から被検査体の側部に照明を当て、照明による被検査体のシルエットを該ＣＣＤカメラで撮影して被検査体の画像を表出し、該画像により被検査体の表面形状を検査することを特徴とする被検査体の良否の判定方法。
2. 上記の方法において、被検査体を回転させることにより、回転によって表出されるシルエットから被検査体の各外径部の凹凸寸法の変化や外径真円度の変化などの被検査体の全体画像を順次に表出し、該画像により被検査体の表面形状を検査することを特徴とする請求項１に記載の被検査体の良否の判定方法。

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