JP2010071980A - 熱交換器のフィン抽出検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器のコアのフィン検査方法を提供する。
【解決手段】撮像手段が、フィンとチューブを具備する熱交換器のコアを撮像して、画像処理装置に、撮像データを入力して記憶させるステップと、前記撮像データにおいて、前記コア全体が撮像されている第１の領域を設定するとともに、全ての前記チューブの少なくとも一部が撮像されている第２の領域を設定して前記チューブの位置情報を特定するステップと、前記特定された前記チューブの位置情報に基づいて隣り合うチューブ間にフィン検出用の第３領域を設定するステップと、前記第３領域内において動的２値化処理及びノイズ除去処理をしてフィンの画像を求め、該フィンの画像からチューブ長手方向に亘るフィンのエッジ位置情報を特定するステップと、前記フィンのエッジ位置情報に基づいてピッチ間隔の統計処理を行い、フィン不良を判別するステップからなるフィン検査方法。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱交換器の検査方法に係り、特に車両用ヒータ等に使用されるフィンアンドチューブタイプの熱交換器のフィン抽出検査方法に関する。

図１は、車両用ヒータ等に使用される一般的なフィンアンドチューブタイプの熱交換器１０を図解的に示す。図２は、９０度回転して、フィンとチューブを拡大した図解図である。熱交換器１０は熱交換部であるコア１１を具備しており、コア１１は、熱交換媒体となる流体が通る複数のチューブ１２と、それらのチューブ表面に取り付けられて伝熱面積を増大させる多数のフィン１３とを具備する。１４はタンク部、１５はサイドプレート、１６はシートメタルである。

フィンアンドチューブタイプの熱交換器１０のコア１１は、直線状のチューブ１２とその表面にジャバラ状に取り付けられたフィン１３とを具備し、１列のチューブ１２とフィン１３の単位要素構造を、規則的に繰り返して複数つなぐことにより形成される。この１列の単位要素構造において、フィン１３は、平板をＳ字状に折り返し、これを繰り返してジャバラ状に形成されており、折り返し部である複数のフィンＲ部を具備する。この様な熱交換器のチューブ１２及びフィン１３の不良品は、かなりの割合が外観検査により検出可能である。この様な外観検査に関して、自動化、省力化、更には精度を上げるための改善が実施されてきており、近年、画像処理の手法を使用した検査方法が導入されている。

このような画像処理の手法を使用した検査方法として、従来、特許文献１に示されるような検査方法が知られている。
この検査方法によれば、チューブとフィンの２つの繰り返し的パターンを有する熱交換器コア面の外観検査において、画像処理による欠陥検出手法を適用するにあたり、被検部の画像を、１枚は明るさを制御してフィン成分を抑制したフィン検査画像として撮像し、もう１枚はフィン検査可能な明るさで撮像した画像を検査画像とする。そして、チューブ、又はフィンの検査画像を２次元フーリエ変換し空間周波数領域での検査画像を得る。その上で、例えば、入力画像の一部を利用して、良品サンプルのマスク画像データを作成し、良品の周波数成分を除去した後に、更に２次元フーリエ逆変換して、欠陥検出画像を得るものである。

しかしながら、上記従来技術により、フィンの検査を行う場合、次のような課題が生じていた。すなわち、フィンを抽出するためにチューブ及びフィンにそれぞれに適した明るさで別の画像を少なくとも２枚撮像する必要がある。光量の強弱を調整して撮像するため、ワークの表面状態の違いが誤検出要因として影響を与えていた。

フィンの検査において周波数解析（ＦＦＴ）を行なう場合、自分自身の画像の正常フィン部の周波数変換画像と自分自身の画像の周波数変換画像との差分で不良を見つける方法であって、フィンがすべて等ピッチの場合でないと精度良く検出できない。また、コア全体を周波数処理することで、誤検出要因が生じると共に、データ量が膨大となり、ＦＦＴの場合正逆の２回行なわないと不良が検出できず、処理スピードの低下を来たしていた。さらに、検査処理が周波数解析の場合、寸法閾値による判定が困難であった。
後述する座屈したフィンは、等ピッチで発生している場合があるため、これまでの方法では、このような場合に座屈したフィンを精度良く検出できない恐れが生じていた。

図３は、フィン不良の一例を示す図である。
フィンの不良モードとしては、図３に示すように、フィン短、潰れ、座屈、ピッチムラ、エロージョン、フラックス残渣等が存在する。これらのフィン不良の概念は、以下に示すものであるが、必ずしも厳密なものではない。
フィンの両先端とシートメタル１６との距離は、ある一定範囲以内にあれば正規のフィン長さであり、それ以外の場合に、「フィン短」と称するフィン不良として仕分けされる。フィン短は、フィンが正規の折り返し長さで縮められてない場合や、又は、違うフィン仕様のものを、誤組付したりした正規の長さでないフィンの場合に生じるものである。なお、例えば、フィンが２０段あれば、１段目と２０段目にはサイドプレートがあり、パッキンがくるのでフィンの縮め量が違う。このため、最外列を除外して（１段目と２０段目を除外した２段目から１９段目のこと。これを、以下「最外列以外」という。）、フィン短が生じたものを、フィン短不良として仕分けされる。
「潰れ」とは、フィンを何か上からの力で押さえたときに発生するフィン上下端（図２に表示されたコア面を水平に載置した場合における上下方向の端部）の曲がりのことである。この潰れ量が大きいとフィン間の送風が妨げられる。
「座屈」とは、フィンの段数の先端部（先の例では、１段目と２０段目）に起こる不良でサイドプレートに何かが当たるなどでサイドプレートが変形し、それに伴いフィンも変形してしまったものを指す。
「ピッチムラ」とは、フィンのピッチにおいて、通常の許容範囲を超えて、ムラが出たもので、ここでは、他に分類された不良モード（潰れ等）を除いたものとして定義される。
「エロージョン」とは、フィンが炉内の熱で熔けてしまった不良で、フィンのピッチがその部分大きくなったものである。
「フラックス残渣」とは、フィンにフラックスの残渣等の異物が付着したものである。
これまでは、これらのフィン不良を機械的に識別することができなかった。

特開２００５−３２１３００号公報

本発明は、上記課題に鑑み、フィンアンドチューブタイプの熱交換器のフィン抽出検査方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、フィン（１３）とチューブ（１２）を具備する熱交換器のコア（１１）の検査方法において、撮像手段（３〜５、７）が該コアを撮像して、画像処理装置（２）に、撮像データを入力して記憶させるステップと、前記撮像データにおいて、前記コア全体が撮像されている第１の領域を設定するとともに、全ての前記チューブの少なくとも一部が撮像されている第２の領域を設定して前記チューブの位置情報を特定するステップと、前記特定された前記チューブの位置情報に基づいて隣り合うチューブ間にフィン検出用の第３領域を設定するステップと、前記第３領域内において動的２値化処理及びノイズ除去処理をしてフィンの画像を求め、該フィンの画像からチューブ長手方向に亘るフィンのエッジ位置情報を特定するステップと、前記フィンのエッジ位置情報に基づいてピッチ間隔の統計処理を行い、フィン不良を判別するステップからなる熱交換器のコアの検査方法である。
これにより、フィン検査において、精度の高い検査をすることができるとともに、処理スピードを高めることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第３領域において、前記フィンの画像に対して、チューブ長手方向に直角な方向に輝度を足しこむ処理をチューブ長手方向に亘って行い、チューブ長手方向に亘る波形を得るステップと、前記波形をＷａｖｅｌｅｔ解析して所定周波数範囲の総和を求め、フィン不良を判別するステップをさらに具備する請求項１に記載の熱交換器のコアの検査方法である。
これにより、フィン不良の検査において、フィン不良判定精度を周波数解析により、さらに向上させることができ、不良と判定すべきものを良品としてしまうことを避けることができる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、全ての前記チューブの上部端及び下部端を含むフィン短検出用の第４の領域を設定するステップと、前記第３の領域と前記第４の領域との共通領域において、前記熱交換器のコア（１１）のタンク部と最も近接したフィンエッジ位置との距離を算出して、フィン不良を判別するステップをさらに具備する請求項１に記載の熱交換器のコアの検査方法である。
これにより、請求項１の発明と同様に、精度の高い検査をすることができるとともに、フィン短不良を検査することができる。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、単一チューブ全体を前記撮像データから取り出して、該チューブを囲む最小四角形を求め該チューブの幅を算出してフィン不良を判別するステップをさらに具備する請求項１に記載の熱交換器のコアの検査方法である。
これにより、請求項１の発明と同様に、精度の高い検査をすることができるとともに、フラックス残渣不良検査の精度をより向上させることができる。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記フィン検出用の第３領域をチューブ長手方向の傾き角度により角度補正することを特徴とする。これにより、平行四辺形のコアに対しても精度の高い検査をすることができる。

なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。

車両用ヒータ等に使用される一般的なフィンアンドチューブタイプの熱交換器１０を、図解的に示す図である。 フィンとチューブを拡大した図解図である。 フィン不良の一例を示す図である。 スキャナ７による場合のフィン検査方法の装置概要図である。 ベルトコンベアによる場合のフィン検査方法の装置概要図である。 フィン検査のためのウィンドウ設定を説明する概略図である。 図５の一部拡大図に、フィンの周波数解析画像Ｂを重ね合わせた図である。 フィン短を検出するための処理の説明図である。 本発明の第１の実施態様についてのフローチャートの概略図である。 本発明の第１の実施態様についてのフローチャートの概略図である。 フィンの１部分のみにフィン検査方法を実施した一例の説明図である。 フィンのＷａｖｅｌｅｔ解析の一例を示す図である。（ａ）は、正常なフィンのＷａｖｅｌｅｔ解析結果のグラフであり、（ｂ）は、検査対象のＷａｖｅｌｅｔ解析結果のグラフである。 平行四辺形のコアに対する本発明の第３の実施態様を説明する概略図である。

図４は、スキャナ７による場合のフィン検査方法の装置概要図であり、図５は、ベルトコンベアによる場合のフィン検査方法の装置概要図であり、

以下、図５を参照して、ベルトコンベアによる場合のフィン検査方法について、本発明の実施形態を説明する。
以下の実施態様において、検査対象は自動車のヒータ等に使用されるフィンアンドチューブタイプの熱交換器１０のコア１１である。検査対象であるフィンアンドチューブタイプの熱交換器の要素部分は、図１と同じ参照符号により指定されている。

装置１は、フィンアンドチューブタイプの熱交換器１０のコア上面を検査するための検査方法を行う装置を示す。コア下面検査においても同様の構成の装置１を使用して、同様の作動により検査を実施する。フィン検査方法の装置１は、画像処理装置２、ＣＣＤカメラなどの撮像手段３と、集光・照明手段４と、ベルトコンベア５と、ベルトコンベアの駆動装置に連結付属したエンコーダ６（必ずしも必要ではない）を具備する。

エンコーダ６からの信号に連動して、検査対象物である熱交換器のコア１１を集光・照明手段４により照射し、撮像手段３がコア部のチューブとフィンを撮像して、画像処理装置２に撮像データを送付する。画像処理装置２では、Ａ／Ｄ変換後、画像を２５６階調等の画像データに変換し、原画像データとして蓄積する。
なお、図４に示すようなスキャナ７による場合のフィン検査方法にあっては、以下の処理は、図５のベルトコンベアによる場合のフィン検査方法と同様なものとなる。
図４に見られるように、スキャナ７とコア１１が曲がって置かれた場合は、画像処理装置において適宜撮像データをシートメタル１６、コア外形等の角度を元に角度補正する。

この原画像データのうちで処理すべき範囲を設定するために、まず基準位置を決定して原画像データに対して第１ウィンドウ（第１の領域）を設定する必要がある。第１ウィンドウにおいては、チューブの長手方向をＹ軸として、基準位置を決定する。
基準位置の決定方法としては、一例として、コア１１がベルトコンベア上を搬送ガイドに沿って移送するようにして、撮像手段３がコア１１の先端を検知し、品番情報から得られた既に入力済みの製品寸法データと照合して基準位置を設定することができる。撮像時に位置決めされているのであれば、基準位置は、製品寸法データから算出可能である。その他、画像処理して全体の外形形状を割り出して、基準位置を設定してもよい。

基準位置は、コア１１の中心と設定し、フィン検査のためのウィンドウ設定の仕方の例について、以下に述べる。図６は、フィン検査のためのウィンドウ設定を説明する概略図である。図６の写真はやや不鮮明であるが、中心部の十字は基準位置を表し、中央のＸ軸方向の細長い白枠は、第２ウィンドウであり、上部と下部のＸ軸方向の細長い白枠は第４ウィンドウであり、Ｙ軸方向に並んだ白線はチューブを表している。図６は、図１の図解図のコア１１が９０度回転した状態である。図６においては、紙面上、上部端と下部端に、それぞれタンク部１４、及びシートメタル１６が存在し、左右端部に、それぞれにサイドプレートが存在している。
なお、以下の説明におけるウィンドウの設定に際しては、すべてチューブ長手方向をＹ軸として、Ｘ−Ｙ座標を設定する。

まず、チューブを検出するための第２ウィンドウ（第２の領域）について説明する。このウィンドウは、後述するフィン検出用の第３ウィンドウ（第３の領域）を設定するために必要なウィンドウである。第２ウィンドウは、図６に示すように、基準位置を中心として、Ｘ軸方向に細長い四角形（横の幅Ｌ１、縦の長さＬ２）のウィンドウである。第２ウィンドウは、基準位置からＬ１、Ｌ２の１／２の大きさで、画素単位で指定するとよい。

次に、第２ウィンドウ内において、各チューブのＸ軸方向の両側のエッジを見つけるため、周知のエッジ検出処理を行い、各チューブの両側のエッジ（左エッジ及び右エッジ）のＸ軸方向の座標を記憶する。あるいは、第２ウィンドウＷ内において、小領域に分割して小領域ごとにグレー値の平均化処理（例えば、チューブ幅が１０画素程度とすれば、上記小領域は、Ｘ軸方向に３０画素、Ｙ軸方向に１画素としたものが挙げられる。）を行って平均化画像を得て、上記平均化画像と原画像の明るさの差分をとり、ある明るさを持つ画像を原画像から抽出してチューブの画像を取り出し、白黒境界部の特定座標を各チューブの両側のエッジとしてもよい。
第２ウィンドウにおける各チューブの両側のエッジからエッジ座標を算出する。さらに、チューブ間ピッチ、チューブ本数、チューブ幅も算出できる。

次に、第４ウィンドウ（第４の領域）について説明する。このウィンドウは、後述するフィン短検出用に必要なウィンドウである。第４ウィンドウは、Ｘ軸方向に細長い四角形（横の幅Ｌ１、縦の長さＬ３）のウィンドウである。第４ウィンドウは、画素単位の品番情報から、基準位置からの距離を指定して、図６に示すように、タンク部１４、及びシートメタル１６が存在する上部、下部に設定する。シートメタル１６の位置座標は、あらかじめ品番情報から既知である。

図７は、図６の一部拡大図に、フィンの周波数解析画像Ｂを重ね合わせた図である。画像Ａはチューブを示している。
第２ウィンドウにおいて、上記各チューブの両側のエッジの座標を基に、Ｙ軸方向に細長い第３ウィンドウ（第３の領域）を作成する。第３ウィンドウは、フィン検査用ウィンドウであって、隣り合うチューブの中間部に、上部端と下部端のタンク部１４を含んで設定されている。第３ウィンドウは、全ての隣り合うチューブの中間部に設定されている。

第３ウィンドウが設定されたら、各個別の第３ウィンドウ内のフィンを検知するために画像処理を行う。動的２値化処理をして閾値でフィンの画像を取り出す。このフィンの画像は、ノイズ除去の処理を行う。この際、第４ウィンドウ内と重なる領域においては、ノイズ除去のためクロージング処理を行った後、フィンの先端とシートメタル１６とのＹ軸方向の隙間を検出するために前記閾値とは異なる閾値を用いることが好ましい。

以上でフィンの画像が取り出せたので、次にフィン不良を判別するために次の処理を行う。得られたフィンの画像を基に、第３ウィンドウにおいて、Ｙ軸方向から見たフィンのエッジを抽出する。図７においては、第３ウィンドウの十字線（上方エッジ）が、黒から白になる境界部として抽出されている。白から黒になるエッジ（フィンの板厚分だけ下方の下方エッジ）位置や、上下のエッジ数も求めておく。これらフィンの上下のエッジの位置座標等をもとに良否判別を行う。
また、フィンの上下のエッジ位置からは、フィン板厚（ＦｉｎＷｉｄ）を求めることができるので、この最小値（ＦｉｎＷｉｄＭｉｎ）と最大値（ＦｉｎＷｉｄＭａｘ）でフィン不良を判定することができる。

エッジの位置情報から、画像情報から得られたフィンピッチ総数が得られる。これを品番情報から得られるフィンピッチ総数と比較すれば不良が判別できる。
ｎ番目のエッジのＹ座標とｎ＋１番目のエッジのＹ座標の差を取ればフィンピッチの１／２の値が得られる。このフィンピッチを統計処理して、平均（ＦｉｎＧａｐＭｅａｎ）、標準偏差（ＦｉｎＧａｐＳｔｄ）、最小値（ＦｉｎＧａｐＭｉｎ）、最大値（ＦｉｎＧａｐＭａｘ）を求めて良否判別を行う。以下、この統計処理を、フィンの「ピッチ間隔の統計処理」という。最小値（ＦｉｎＧａｐＭｉｎ）、最大値（ＦｉｎＧａｐＭａｘ）、平均（ＦｉｎＧａｐＭｅａｎ）については、これらが経験的に得られた所定値の範囲内に入っていれば良品とする。標準偏差（ＦｉｎＧａｐＳｔｄ）については、フィンピッチに異常があれば、所定値から外れるので判別することができる。

次にフィンの周波数解析について説明する。この目的は、上記の判別と合わせて検査することによって、フィンピッチ不良に関連した不良モードの検査精度向上を狙うことにある。基となる波形の作り方を、図７の画像Ｂを参照して説明する。
第３ウィンドウにおいて、既に得られたフィンの画像に対して、Ｘ軸方向に輝度の投影（水平方向に輝度を足しこんだもの）を行うと、画像Ｂに示すように、サイン波が得られる。正常の場合きれいなサイン波を示すが、不良がある場合この波形が崩れる。よって波形の周波数成分を調べることによって良否判定が可能となる。図７の画像Ｂにおいて、Ｙ軸方向の離散的線列が示す波形は、Ｙ軸方向が位置、Ｘ軸方向が輝度の累積和を表している。

このような周波数成分の検査方法は、Ｗａｖｅｌｅｔ解析手法で行うことができる。図１２は、フィンのＷａｖｅｌｅｔ解析の一例を示す図である。（ａ）は、正常なフィンのＷａｖｅｌｅｔ解析結果のグラフであり、（ｂ）は、検査対象のＷａｖｅｌｅｔ解析結果のグラフである。フィンのＷａｖｅｌｅｔ解析を行うと、縦軸にフィンの輝度累積和波形の周波数、横軸はフィンの位置を示すものが得られる。グラフの波形はフィンの周波数の強弱を色で表わすことができる。カラーで表示した場合には、赤は周波数成分が強い部分を表示し、青は周波数成分が弱い部分を表示する。白黒で表示した場合には、白は周波数成分が強い部分を表示し、黒は周波数成分が弱い部分を表示する。正常なフィンの周波数部分は既知であるので、その部分の成分の総和を足し込んだ値が、所定値以上なら良品、所定値以下なら不良として、良否判定（ピッチムラ等）をすることができる。周波数成分の強弱の有無によって、判別してもよく（正常なフィンの周波数部分において周波数成分有の部分の面積）、また、周波数成分の値を考慮して判別しても良い（正常なフィンの周波数部分におけるいわば体積）。
周波数のばらつきを解析すれば、座屈の場合は結果的にピッチの乱れが認められるため、座屈不良を識別することができる。

フィン短を検出するための処理を説明する。フィン短とは、既に説明したとおり、フィンの両先端とシートメタル１６との距離が異常なもの不良である。この不良を検知するために、第４ウィンドウを設定すると、該第４ウィンドウと前記第３ウィンドウとの共通部分において、フィン先端の画像が取り出されている。そこで、シートメタル１６の位置は、既知であるので、シートメタル端部から一番目のフィンのエッジをフィンの最先端として、シートメタル端部と一番目のフィンとの距離（ＦｉｎＵＰＧａｐ、ＦｉｎＢｏｔｔｏｍＧａｐ）を求め、その距離を所定値と比較して良否を判別する（最外列以外で判別する。）。設定したウィンドウ内で、最小値、最大値が所定範囲以内かを見て判別してもよい。図８はフィン短を検出するための処理の説明図である。この場合は、白矢印の部分において、ＦｉｎＵＰＧａｐが正常値以下となっている。なお、第４ウィンドウの両端部については、サイドプレート１５があるので、フィン短不良の判別は行わない。

フィン不良のうち、ピッチムラ、エロージョン、潰れ、又は、座屈については、概ね、ピッチ間隔の統計処理によりはじき出されて来る。
潰れについては、フィン上下端が曲がっているので光を反射し、明るい（画像処理後は白輝度）部分の塊となるので、それを見つけるために正常フィンの細い部分を消去（正常フィンをオープニング処理により消去）し、残った部分がフィン潰れであるとして判別してもよい。

座屈不良については、第２ウィンドウでの解析でチューブ位置が既知であるので、サイドプレート１５から数本（一例として３本分）のチューブの範囲において、各チューブ間距離を算出し、正常値（第２ウィンドウ内のチューブピッチの平均値、製品寸法データから得られる値等に、正常範囲とすべき所定値を加減した値）と比較し、全て異常でなければ座屈していないと判定することができる。すなわち、サイドプレート１５付近（必ずしも３本分に限らない）の第２ウィンドウでのチューブピッチに異常値が出れば、座屈と判定する。
後述の第５ウィンドウでのチューブ画像を用いて、サイドプレート１５付近のチューブ長手方向全長のチューブピッチを算出すれば、より精度良くチューブピッチの異常を検出することができる。

フラックス残渣不良については、フィンピッチ総数を、品番情報から得られるフィンピッチ総数と比較すればこの不良が判別できる。あるいは、フィンの上下のエッジ位置から得られたフィン板厚の最大値（ＦｉｎＷｉｄＭａｘ）が所定値以上になった場合に、このフィン不良と判定してもよい。

フラックス残渣不良を、チューブの太さ異常から見つけてもよい。この場合は、第１ウィンドウ内において、単位チューブ毎の第５ウィンドウ（第５の領域）を設定して、該ウィンドウ内で小領域に分割して小領域ごとにグレー値の平均化処理を行い、この平均化画像と原画像の明るさの差分をとり、ある明るさを持つ画像を原画像から抽出すると、チューブのみの画像となる。ノイズ取りのために、オープニング処理を実施した後、第５ウィンドウにおいて、チューブを囲む最小四角形を求め、Ｘ軸方向の幅ｔを算出する。幅ｔが、フラックス残渣不良と認められるような所定値以上ならば、フラックス残渣不良と判定してもよい。

図９、１０は、本発明の第１の実施態様についてのフローチャートの概略図である。以上述べたフィン不良について、図９、１０のフローチャートの概略図に沿って説明する。
ステップＳ１０１において、第１、第２、第４、第５ウィンドウを設定する。ステップＳ１０２において、第２ウィンドウにおいて、各チューブの両側のエッジからチューブエッジ座標、チューブ本数、チューブ幅等が算出できる。また、第５ウィンドウにおいては、各チューブのＹ軸方向に亘るチューブ幅の最大値が得られる。ステップＳ１０３において、既に各チューブの両側のチューブエッジ座標がわかっているので、第３ウィンドウを設定することができる。

ステップＳ１０４において、第３ウィンドウにおけるフィンの画像を画像処理して、フィンを取り出すとともにフィン波形をＷａｖｅｌｅｔ解析する。ステップＳ１０２からＳ１０４の処理は、第１ウィンドウ内のすべてのチューブ、フィンについて行う。ステップＳ１０５、Ｓ１０６において、フィン諸元、フィンのピッチ間隔の統計処理を行う。
ステップＳ１０７において、まず、チューブ本数、フィンピッチ総数、チューブ幅（第５ウィンドウでの処理で得られたチューブ幅）、フィン板厚等が、品番情報から得られるものと比較して、正常範囲値か否か判別する。ＮＯならば、ステップＳ１０７において、フラックス残渣、潰れ不良としての処理に入る。ＹＥＳならば、ステップＳ１０９において、座屈不良の判別に入り、座屈不良と判別されれば、ステップＳ１１０に行き、そうでなければ、ステップＳ１１１に行く。

ステップＳ１１１において、ピッチ間隔の統計処理で得られた最大値（ＦｉｎＧａｐＭａｘ）を、経験的に得られた正常な範囲の限界とすべき所定値ａ１と比較しそれより小であって、かつ、最小値（ＦｉｎＧａｐＭｉｎ）を、経験的に得られた正常な範囲の限界とすべき所定値ａ２と比較しそれより大であるならば、ステップＳ１１３に行く。そうでなければ、ステップＳ１１２で、エロージョン、潰れ不良の処理に入る。
ステップＳ１１３、Ｓ１１５において、平均（ＦｉｎＧａｐＭｅａｎ）、標準偏差（ＦｉｎＧａｐＳｔｄ）を、これらが経験的に得られた正常範囲値内に入っているか否かをみて、入っていれば、ステップＳ１１６に行く。そうでなければ、ステップＳ１１４でピッチムラの不良処理に入る。

ステップＳ１１６において、Ｗａｖｅｌｅｔ解析手法で、フィンの周波数成分部分は既知であるのでその部分の成分の総和を足し込んだ値が、所定値ｃ以上なら良品として、良否判別を行う。ＮＯならばステップＳ１１４でピッチムラの不良処理に入る。ステップＳ１１６の処理は省略して、ステップＳ１１７に行ってもよい。
ステップＳ１１７において、フィン短不良の判別に入り、フィン短不良と判別されれば、ステップＳ１１８に行き、そうでなければ、ステップＳ１１９に行き、ステップＳ１２１で処理を終了する。ステップＳ１０５からステップＳ１１８までの処理は、隣り合うチューブ間の１列のフィン毎に行ってもよいし、所定数の列のフィン毎や、全てのフィンついて行ってもよい。

ステップＳ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１１４、Ｓ１１８の不良処理は、それぞれの特徴に応じて定めればよく、すべて同一の不良処理を行ってもよい。また、不良判別の精度に応じて、一部は自動的に不良品とし、その他は目視検査に入って人手による選別工程、補修工程に入ってもよい。

第２の実施態様として、熱交換器の能力に特に影響するフィンの通風エリアの一部にフィン不良の判別を限定してもよい。その他任意の一部分のみにフィン検査方法を実施してもよい。図１１は、フィンの１部分のみにフィン検査方法を実施した一例の説明図である。本発明は、車両用ヒータとして説明したが、一般的なラジエータの検査に適用してもよい。

第３の実施形態として、平行四辺形のコアの場合の第３ウィンドウの設定の仕方について説明する。図１３は、平行四辺形のコアに対する本発明の第３の実施態様を説明する概略図である。
製造工程によっては、正四角形ではない、平行四辺形のコアが、出来る場合がある。平行四辺形のコアであっても、許容角度範囲内であれば、機能的に問題なく良品と扱われる。これまで説明してきた検査方法によると、チューブ、フィンはそれぞれ垂直であるとして検査されており、平行四辺形のコアに対しては、チューブ、フィンが垂直でないためチューブは結果的に幅が広くなり不良判定されることが生じていた。また、フィンの検出ウィンドウも角度が考慮されていないので隣のチューブに重なったりしたり、干渉しないようにウィンドウ自体の幅を狭くする必要が出たりして、フィンの不良を見逃したり、精度が落ちるという不具合が発生した。

このためチューブを検出する場合、チューブの傾き角度も計測し、その角度を基に第３のウィンドウに角度を持たせる。これにより、フィンの検査するウィンドウに角度補正を行うことで、正四角形のコアと同様、平行四辺形のコアも精度良く計測可能である。
チューブの角度を計測するやり方としては、様々な方法がある。一例として、前述の第２ウィンドウにおける各チューブの両側のエッジのエッジ座標を利用することができる。第２ウィンドウにおける各チューブの両側のエッジからエッジ座標を求めた後、それらの中心座標を、チューブ長手方向に亘って算出し、最小２乗近似で中心軸を算出して、中心軸のＸ軸に対する傾きからチューブの傾き角度を計測しても良い。

前述の第５ウィンドウを設定したときに、最小四角形として、チューブを垂直方向（Ｘ、Ｙ軸方向）から長方形で囲み、何れかのチューブの点が長方形に接するまで、長方形の各辺を最小化した時の長方形を作成した。チューブの傾き角度を計測するその他のやり方としては、このような単一チューブ全体を囲む最小四角形から求めても良い。
すなわち、Ｘ、Ｙ軸方向から垂直にチューブ外形を囲う最小四角形でなく、チューブを囲う最小四角形に角度を持たせて、単一チューブ全体を囲む最小四角形を求め、そのときの角度を持たせた最小四角形から、チューブの傾き角度を計測することができる。

単一チューブ全体を、角度を持たせた最小四角形で囲むやり方の一例としては、最小四角形は常にＸ、Ｙ軸方向から垂直にチューブ外形を囲むようにし、チューブ画像の方を微小角度（例えば、０．１度）ごと回転させて、それぞれの角度におけるＸ軸方向の最小四角形の幅が、極小になったときのチューブ画像の回転角で、チューブごとの最小四角形の傾き角度を求めることができる。ここではチューブ画像の方を回転させたが、チューブ画像を回転させず、直接最小四角形の方を回転させて求めても良い。なお、チューブ画像の方を回転する最大角度としては、±２°程度にすれば十分であるので（一例として±２°程度を超えると不良扱いにすることが多い）、高速に処理することができる。チューブの傾き角度が、許容角度範囲を超えれば、平行四辺形のコア不良であるとして不良処理に入る。

チューブごとの最小四角形の傾き角度は違う場合があるので、チューブごとの最小四角形の傾き角度の平均を算出する。そして、算出した傾き角度の平均値をチューブの傾き角度として、これを基に、チューブ画像を回転させずに（回転させる前の画像）、フィン検出用の第３ウィンドウの方を、算出した傾き角度の平均値だけ角度補正して設定し、フィンのエッジ等を第１実施形態と同様に傾き角度に沿って検出する。

角度を持たせた最小四角形は、楕円とパラメータ（長軸、短軸）が共通するので、近似的に、単一チューブを楕円で取り囲んで、そのときの長軸の傾き角度から、チューブの傾き角度を計測しても良い。
以上のようなチューブの傾き角度を基に、第３のウィンドウに角度を持たせることにより、フィン諸元等の算出ができるので、フィンをより精度良く計測できる。

以上述べたように、本発明によれば、フィン検査において、より精度の高い検査をすることができる。

１ フィン検査方法を行う装置
２ 画像処理装置
３ 撮像手段
４ 集光・照明手段
５ ベルトコンベア
６ エンコーダ
７ スキャナ
１０ 熱交換器
１１ コア
１２ チューブ
１３ フィン
１４ タンク部
１５ サイドプレート
１６ シートメタル

Claims (5)

1. フィン（１３）とチューブ（１２）を具備する熱交換器のコア（１１）の検査方法において、
   撮像手段（３〜５、７）が該コアを撮像して、画像処理装置（２）に、撮像データを入力して記憶させるステップと、
   前記撮像データにおいて、前記コア全体が撮像されている第１の領域を設定するとともに、全ての前記チューブの少なくとも一部が撮像されている第２の領域を設定して前記チューブの位置情報を特定するステップと、
   前記特定された前記チューブの位置情報に基づいて隣り合うチューブ間にフィン検出用の第３の領域を設定するステップと、
   前記第３の領域内において動的２値化処理及びノイズ除去処理をしてフィンの画像を求め、該フィンの画像からチューブ長手方向に亘るフィンのエッジ位置情報を特定するステップと、
   前記フィンのエッジ位置情報に基づいてピッチ間隔の統計処理を行い、フィン不良を判別するステップからなる熱交換器のコアの検査方法。
2. 前記第３の領域において、前記フィンの画像に対して、チューブ長手方向に直角な方向に輝度を足しこむ処理をチューブ長手方向に亘って行い、チューブ長手方向に亘る波形を得るステップと、
   前記波形をＷａｖｅｌｅｔ解析して所定周波数範囲の総和を求め、フィン不良を判別するステップをさらに具備する請求項１に記載の熱交換器のコアの検査方法。
3. 全ての前記チューブの上部端及び下部端を含むフィン短検出用の第４の領域を設定するステップと、前記第３の領域と前記第４の領域との共通領域において、前記熱交換器のコア（１１）のタンク部と最も近接したフィンエッジ位置との距離を算出して、フィン不良を判別するステップをさらに具備する請求項１に記載の熱交換器のコアの検査方法。
4. 単一チューブ全体を前記撮像データから取り出して、該チューブを囲む最小四角形を求め該チューブの幅を算出してフィン不良を判別するステップをさらに具備する請求項１に記載の熱交換器のコアの検査方法。
5. 前記フィン検出用の第３の領域をチューブ長手方向の傾き角度により角度補正することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のコアの検査方法。