JP2010276347A - 表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】深い機械加工痕の有無を検出し、また、その位置、大きさを推定可能とし、以って、検査時間を短縮可能とする。
【解決手段】シリンダブロック５にボーリング加工により形成され研磨されたボア３の内側表面３Ａのデジタル輝度画像７０に基づいて該内側表面３Ａを検査する表面検査装置９において、前記デジタル輝度画像７０に基づいて前記切削加工痕Ｐの方向と直交する方向の１次元パワースペクトル画像７１を前記切削加工痕Ｐの方向に沿って生成し、これらを並列に並べて評価用画像７３を生成する評価用画像生成部５５と、前記評価用画像７３の各画素の画素値に基づいて、前記ボア３の内側表面３Ａの研磨残りＱの有無を評価する評価部５７と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークの機械加工が施された表面を検査する表面検査装置に関する。

自動車の製造工程では、エンジンのシリンダブロックにボアを切削加工し、その後、シリンダヘッドやクランクケース等をシリンダブロックに組み付けることが行われる。ボーリング加工では、ボーリング用バイトを回転させながらシリンダブロックに対して進退させてボアを形成するため、ボアの内側表面には螺旋状の加工痕が生じ、エンジンオイルの通り道（オイルピット）として利用されている。
また、ボアの内側表面はピストンの摺動面となるため、摺動抵抗を抑えてエンジンに所望の性能を発揮させるべく、該摺動面を適切な表面粗さ及び面性状に維持する必要がある。そこで、ボーリング加工後には、ボアの内側表面を、オイルピットが残る程度に研磨仕上げするためのホーニング加工が行われる。そして、ホーニング加工後には、摺動抵抗の要因となる研磨残りを検査するために、ボアの内側表面の平滑状態の検査が行われる。

この検査技術としては、例えば、ボアの内側表面を撮影したデジタル画像に対して２次元フーリエ変換を施すことにより２次元パワースペクトル画像を生成し、この２次元パワースペクトル画像の各画素値に基づいて、ボアの内側表面の平滑状態を評価する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特特開２００４−１３２９００号公報

しかしながら、パワースペクトル画像を用いた検査においては、ボアの内側表面の全体的な粗さの判定が可能となるものの、パワースペクトル画像には空間的な情報が無いため、該パワースペクトル画像に基づいて研磨残りが見られる範囲や大きさを知ることはできない。したがって、研磨残りの箇所を特定するためには、ボアを撮影したデジタル画像を作業者が目視して研磨残りと推定される箇所を見つけたり、或いは、作業者がボアを直接観察する等の作業が必要となる。そして、作業者が目視で研磨残りと推定される箇所を確認した後、その大きさや形状などを勘案して、オイルピットであるか、或いは、研磨残りであるかといった最終的な判断が下されることとなる。
換言すると、２次元パワースペクトル画像解析は、全方向３６０度に対する周波数成分を、面として統合的に包括的に解析するため、ある目的方向に対する情報や、その目的方向の線分上の位置情報等が欠落してしまう。すなわち、面全体の平滑状態を統合的に評価することには向くが、特定の研磨残りや切削加工痕等の、位置の情報や大きさの情報を得ることができない。そして全方向３６０度を解析することから、処理すべき情報量が多く処理に時間が掛かっている。

このように、従来の技術においては、ボアの内側表面の全体的な粗さの程度が分かるのみであり、研磨残りの範囲や大きさが分からないため、結局は、作業者が研磨残りの箇所を見つけ出して目視で確認して判断する必要があり、検査に時間を要する、という問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ワークの機械加工が施された表面において深い機械加工痕の有無を検出し、かつ、その位置、大きさを推定可能とし、以って、検査時間を短縮することができる表面検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ワークの機械加工が施された表面のデジタル画像に基づいて該表面を検査する表面検査装置において、前記デジタル画像に基づいて前記機械加工の方向と直交する方向の１次元パワースペクトル画像を前記機械加工の方向に沿って生成し、これらを並列に並べて評価用画像を生成する評価用画像生成手段と、前記評価用画像の各画素の画素値に基づいて、前記表面を評価する評価手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、機械加工の方向に直交する方向を１次元方向とした１次元パワースペクトル画像を生成することで、機械加工痕の反射光の明暗の差に応じた画素値が現れた画像が、該機械加工痕のピッチに対応した箇所に１次元パワースペクトル画像として得られる。この明暗の差が大きいときは切削加工痕が深い場合が多い。そして、この１次元パワースペクトル画像を並列に並べることで、並列方向を機械加工方向と一致させた画像が評価用画像として得られる。
なお、画素値とは、輝度画像の信号の強度を表したものであり、すなわち反射光の輝度変化の振幅の激しさを表したものであり、換言すると、輝度の明暗の差の大きさを表したものである。
したがって、評価用画像の画素値に基づいて深い機械加工痕のみならず、浅い加工痕も、ある周期的に生じた加工痕は、そのの有無を容易に検出することができる。また、その機械加工痕の位置が特定し易くなる。さらに、機械加工痕を示す画素値の並列方向への広がりに基づいて、該機械加工痕の大きさ（延びる長さ）を推定することができる。これにより、作業者は目視せずとも深い機械加工痕ないし浅い加工痕の有無を検出でき、その箇所及び大きさを推定することが可能となる。また作業者が実際に目視で確認する場合でも該機械加工痕の箇所が絞り込めるため検査時間を短縮することができる。

また上記目的を達成するために、本発明は、シリンダブロックに切削加工により形成され研磨されたボアの内側表面のデジタル画像に基づいて該内側表面を検査する表面検査装置において、前記デジタル画像に基づいて前記切削加工の方向と直交する方向の１次元パワースペクトル画像を前記切削加工の方向に沿って生成し、これらを並列に並べて評価用画像を生成する評価用画像生成手段と、前記評価用画像の各画素の画素値に基づいて、前記ボアの内側表面の研磨残りを評価する評価手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、切削加工の方向に直交する方向を１次元方向とした１次元パワースペクトル画像を生成することで、切削加工のピッチに対応した箇所に、切削加工痕の深さに応じた画素値が現れた画像が１次元パワースペクトル画像として得られる。このため、研磨残りの評価に必要な切削加工痕の周波数成分のみを効率良く抽出することができる。また、この１次元パワースペクトル画像を並列に並べることで、並列方向を切削加工方向に一致させた画像が評価用画像として得られる。
したがって、評価用画像の画素値に基づいて、切削加工痕の研磨残りだけを効率よく評価することができ、また、その研磨残りの位置が特定し易くなる。さらに、研磨残りを示す画素値の並列方向への広がりに基づいて、研磨残りの大きさ（延びる長さ）を推定することができる。これにより、作業者は目視せずとも研磨残りを検出し、その箇所及び大きさを推定することが可能となる。また実際に作業者が目視で確認する場合でも該研磨残りの箇所が絞り込めるため検査時間を短縮することができる。

また上記目的を達成するために、本発明は、ワークの機械加工が施された表面のデジタル画像に基づいて該表面を検査する表面検査装置において、前記デジタル画像に基づいて１次元パワースペクトル画像を所定方向に沿って順次生成し並列に並べた画像を生成するとともに、前記所定方向を前記デジタル画像に対して所定角度ずつ回転させ、それぞれの回転角度で前記画像を生成し、各画像の中からスペクトラム信号を最も多く含む画像を評価用画像に選択する評価用画像生成手段と、前記評価用画像生成手段により選択された評価用画像の各画素の画素値に基づいて表面を評価する評価手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、１次元パワースペクトル画像を所定方向に沿って順次生成し並列に並べた画像を、該所定方向をデジタル画像に対して所定角度ずつ回転させたそれぞれ生成し、各画像の中からスペクトラム信号を最も多く含む画像を評価用画像に選択するため、機械加工方向を取得せずとも、該機械加工方向に直交した１次元パワースペクトル画像から成る画像を評価用画像に選択することができ、また、これにより、機械加工方向を特定することもできる。
さらに、評価用画像の画素値に基づいて深い機械加工痕ないし浅い加工痕の有無を検出することができ、また、それら加工痕の位置が特定し易くなる。さらに、これら加工痕を示す画素値の並列方向への広がりに基づいて、加工痕の大きさ（延びる長さ）を推定することができる。これにより、作業者は目視せずとも深い機械加工痕ないし浅い加工痕の有無を検出することができ、その箇所及び大きさを推定することが可能となる。また作業者が実際に目視確認する場合でも該機械加工痕の箇所が絞り込めるため検査時間を短縮することができる。

ここで上記発明において、前記評価用画像に対して、画素値が所定画素値を超える画素を、該画素を含んでいた前記１次元パワースペクトル画像の各画素とともに色分けしても良い。こうすることで、深い機械加工痕ないし浅い加工痕が存在する範囲が明確になる。

本発明によれば、機械加工痕のピッチに対応した箇所に該機械加工痕の深さに応じた画素値が現れた画像が１次元パワースペクトル画像として得られ、この１次元パワースペクトル画像を並列に並べることで、並列方向を機械加工方向と一致させた評価用画像が得られる。したがって、評価用画像に基づいて深い機械加工痕ないし浅い加工痕の有無を検出可能とし、さらに位置及び大きさを推定することができ、検査時間を短縮することができる。
また、シリンダブロックのボアの内側表面を検査する際には、切削加工痕の研磨残りを効率良く判定することができ、また、その位置及びの大きさを推定することができる。
また、１次元パワースペクトル画像を所定方向に沿って順次生成し並列に並べた画像を、該所定方向をデジタル画像に対して所定角度ずつ回転させたそれぞれ生成し、各画像の中からスペクトラム信号を最も多く含む画像を評価用画像に選択する構成とすることで、機械加工方向を取得せずとも、該機械加工方向に直交した１次元パワースペクトル画像から成る画像を評価用画像に選択することができる。
また、評価用画像に対して、画素値が所定画素値を超える画素を、該画素を含んでいた１次元パワースペクトル画像の各画素とともに色分けすることで、深い機械加工痕ないし浅い加工痕が存在する範囲を明確にできる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るボア内面検査システム１と、検査対象となるボア３が形成されたシリンダブロック５の概略構成を示す図である。
ボア３は、回転軸に設けたボーリングヘッドに切削バイトを径方向に突設し、該ボーリングヘッドを回転させながらワークとしてのシリンダブロック５に対して進退させる、いわゆるボーリング加工により形成される。このボーリング加工により、ボア３の内側表面３Ａには、方向性を有する螺旋状の切削加工痕ができる。その後、ボア３の内側表面３Ａに対して、オイルピットを残しつつ、エンジンの所望の性能を発揮可能な表面粗さ及び面性状を得るべく、ホーニング用砥石を配設した加工ヘッドを用いてホーニング加工が施されている。

ボア内面検査システム１は、ボア３の内側表面３Ａを撮影したデジタル画像に基づいて、研磨残しの有無を評価する。すなわち、ボア内面検査システム１は、ボア３の内側表面３Ａを走査するセンサヘッド７と、このセンサヘッド７の出力信号に基づいてデジタル画像を生成し該デジタル画像に基づいて研磨残しを評価する表面検査装置９と、センサヘッド７を移動駆動する駆動機構１１とを備えている。
センサヘッド７は、ボア３に進入可能な円筒状に形成され、中心軸線１２の回りに回転可能かつ中心軸線１２の方向に移動可能に上記駆動機構１１に取り付けられている。センサヘッド７は、周面に設けた開口１５からレーザ光をボア３の内側表面３Ａに向けて照射し、切削加工痕の形状に応じた反射光量を検出して表面検査装置９に出力する。
具体的には、センサヘッド７は、光源としてのＬＤ（レーザダイオード）１７、光ファイバ１９及び集光光学ユニット２１を備え、ＬＥＤ１７の光を光ファイバ１９で集光光学ユニット２１に導き、集光光学ユニット２１で集光して開口１５からレーザ光を出射する。また、センサヘッド７は、反射光を受光する受光センサ２３を備えるとともに、集光光学ユニット２１を介して戻ってくる反射光を受光センサ２３に導く複数の光ファイバ２５が光ファイバ１９に隣接して配設されている。

駆動機構１１は、センサヘッド７を回転させる回転駆動機構３１と、この回転駆動機構３１を進退させる進退機構３３とを備えている。
回転駆動機構３１は、ハウジング３４と、先端に上記センサヘッド７が取り付けられハウジング３４を上下に貫通して設けられたシャフト３５と、表面検査装置９の制御の下、シャフト３５を回転駆動するシャフトモータ３７と、シャフト３５の回転速度および回転角を検出し表面検査装置９に出力するロータリエンコーダ３９とを備えている。
進退機構３３は、送りねじ機構であり、ねじが刻設された軸部４１と、この軸部４１を回転駆動する進退モータ４３と、軸部４１の回転速度および回転角を検出し表面検査装置９に出力するロータリエンコーダ４５とを備える。軸部４１は、ハウジング３４のナット部３６に螺合されており、進退モータ４３を駆動することにより軸部４１が回転し、回転駆動機構３１を進退させる。

表面検査装置９は、駆動機構１１を制御してセンサヘッド７の位置を制御する位置制御部５１と、センサヘッド７の受光信号に基づいてボア３の内側表面３Ａのデジタル画像を生成する画像化部５３と、研磨残りを評価するための評価用画像をデジタル画像に基づいて生成する評価用画像生成部５５と、この評価用画像に基づいて研磨残りを評価する評価部５７とを備えている。かかる表面検査装置９は、例えばパーソナルコンピュータに、各部を実現するためのプログラムを実行させることで構成可能である。

表面検査装置９の各部についてより詳細に説明すると、位置制御部５１は、シャフトモータ３７及び進退モータ４３を駆動するサーボ機構を内蔵し、センサヘッド７の中心軸線１２上の位置と回転角を制御する。すなわち、位置制御部５１は、検査開始時に、センサヘッド７をボア３に挿入し、開口１５を検査範囲Ｋの下端位置Ｋａに位置させる。そして、ボーリング加工時のボーリング用バイトの軌跡に倣うように、センサヘッド７を中心軸線１２の回りに回転させながら上昇させる動作を、センサヘッド７の開口１５が検査範囲Ｋの上端位置Ｋｂに至るまで行い、該センサヘッド７で検査範囲Ｋの全表面を螺旋状に走査する。この検査範囲Ｋは、シリンダとの摺動面として機能する範囲により決定される。

画像化部５３は、センサヘッド７からの受光信号をＡ／Ｄ変換し、輝度を示すデジタル信号として出力するＡ／Ｄ変換ボード５９と、このデジタル信号に基づいて、ボア３の内側表面３Ａの上記検査範囲Ｋについてのデジタル輝度画像７０を構成する画像化部６１とを備えている。
デジタル輝度画像７０は、図２（Ａ）に示すように、ボア３内の各検査位置でセンサヘッド７により得られる反射光強度を該検査位置と対応させて画像化したものであり、本実施形態では、センサヘッド７の高さ位置とセンサヘッド７の回転角をそれぞれ縦軸及び横軸として画像化している。なお、同図のデジタル輝度画像７０における破線は、ボーリング加工時の切削加工痕Ｐを模式的に示している。

評価用画像生成部５５は、図２に示すように、デジタル輝度画像７０に基づいて、切削加工痕Ｐの方向と直交する方向の１次元パワースペクトル画像７１を、切削加工痕Ｐの方向に沿って順次生成し、これらを並列に並べて評価用画像７３を生成する１次元並列パワースペクトル処理部（評価用画像生成手段）６３を備えている。なお、１次元パワースペクトル画像７１及び評価用画像７３については後に詳述する。
評価部５７は、評価用画像７３の各画素の輝度値に基づいてボア３の内側表面３Ａの研磨残りを評価する。

図３は、評価用画像生成部５５による１次元パワースペクトル画像７１の生成過程を示す図である。
評価用画像生成部５５には、デジタル輝度画像７０において１次元パワースペクトル処理を施す領域を規定する窓として、幅Ｗが１ピクセルであり、高さＬが数ピクセル（例えば２００ピクセル）の抽出窓（列）７５が予め設定されている。抽出窓７５の高さ方向が１次元パワースペクトルの一元方向である。
評価用画像生成部５５は、図２（Ａ）に示すように、デジタル輝度画像７０において抽出窓７５を、高さ方向が切削加工痕Ｐの方向に直交するように配置し、図３（Ａ）に示すように、この抽出窓７５に対応した範囲のデジタル輝度画像、すなわち幅Ｗが１ピクセルの１次元デジタル輝度画像７０Ａを抽出する。なお、図３（Ａ）には、ホーニング処理による研磨が足りない切削加工痕Ｐを研磨残りＱとして模式的に示している。

次いで、評価用画像生成部５５は、この１次元デジタル輝度画像７０Ａに対して１次元フーリエ変換を施し、図３（Ｂ）に示すように、１次元パワースペクトルを生成する。この１次元パワースペクトルにおいては、切削加工痕Ｐを示す信号が、該切削加工痕Ｐのピッチに対応した周波数成分として出現する。
詳述すると、図４（Ａ）に示すように、１次元デジタル輝度画像７０Ａにおいて、白黒が１ピクセルごとに変化している場合、各ピクセルの輝度値は図４（Ｂ）のようになり、これを、１次元方向の輝度変化で表すと図４（Ｃ）のような波形が得られる。一方、パワースペクトルで表した場合には、２ピクセルごとに黒と白が入れ替わることから、図４（Ｄ）に示すように、２ピクセル／サイクルに対応した周波数成分の信号が現れる。すなわち、ボーリング加工においては、切削加工痕Ｐが略一定ピッチの螺旋状となるから、１次元パワースペクトルにおいては、切削加工痕Ｐが螺旋のピッチに対応した周波数成分の信号として現れることとなる。このとき、切削加工痕Ｐに照射され、その反射した光の明暗の差が大きいほど、信号の強度は大きくなる。通常、切削加工痕Ｐが深いと、反射した光の明暗の差が大きくなる場合が多く、すなわち、信号の強度は大きくなる。なお、ボア３の内側表面３Ａに切削加工痕Ｐの他に打痕などにより凹凸がある場合には、この凹凸の明暗に応じた強度の信号が他の周波数成分として出現することになる。

図３に戻り、評価用画像生成部５５は、オイルピットに相当する深さの切削加工痕Ｐを除外し、かつ、研磨残りＱと見なせる深さの切削加工痕Ｐだけを抽出するために、切削加工痕Ｐが略一定ピッチで螺旋状であるので、螺旋のピッチに対応した周波数成分の信号として切削加工痕Ｐが現れることとなるから、図３（Ｃ）に示すように、切削加工痕Ｐのピッチに相当する周波数成分以外の周波数成分を強度Ｔｈ以下に減衰させる。このとき、研磨残りＱだけを確実に検出するために、切削加工痕Ｐのピッチに相当する周波数成分だけを増幅させる処理を行い、他の周波数成分と差を付けた上で、強度が所定の閾値を超えている周波数成分だけを抽出してもよい。そして、図３（Ｄ）に示すように、信号の強度が大きいほど輝度値を低くした凡例にしたがって多値化し１次元パワースペクトル画像７１を生成する。なお、凡例とは逆に、信号の強度が大きいほど輝度値を高くして、パワースペクトル画像７１を生成してもかまわない。

評価用画像生成部５５は、図２（Ａ）に示すように、高さ方向Ｌごとに抽出窓７５を切削加工痕Ｐの方向Ａに沿って回転角を０度〜３６０度まで移動させて順次１次元パワースペクトル画像７１を生成し、図２（Ｂ）に示すように、これらを切削加工方向に沿って並列に並べて評価用画像７３を生成する。これにより、センサヘッド７の回転角に対応して１次元パワースペクトルが並列に並んだ画像が得られることとなる。

このようにして得られた評価用画像７３に基づいて評価部５７が研磨残りＱを評価する。詳述すると、評価部５７は、図２（Ｃ）に示すように、オイルピットを除外して研磨残りＱに応じた強度だけをより確実に残すために、該オイルピットを区別可能な所定の輝度閾値で２値化処理を行って２値化画像７８を生成する。
そして、評価部５７は、図２（Ｄ）に示すように、２値化処理で残った各画素に対し、それらの画素を抽出した抽出窓７５（すなわち、該画素を含んでいた１次元パワースペクトル画像７１）を当てはめ該抽出窓７５に対応するエリアを着色により色分けした研磨残り抽出画像７９を生成する。これにより、この研磨残り抽出画像７９においては、研磨残りＱが存在する範囲Ｒが色分けして明示されることとなる。

図５は、ボア内面検査システム１によるボア内面検査処理のフローチャートである。
検査対象のボア３が形成されたシリンダブロック５を駆動機構１１の直下の所定位置にセットした後、位置制御部５１によりセンサヘッド７をボア３に進入させ、回転させながら進退させることでボア３の内側表面３Ａを検査範囲Ｋに亘って走査し、この走査によって得られた信号に基づいて画像化部５３により検査範囲Ｋのデジタル輝度画像７０を生成する（ステップＳ１）。次いで、評価用画像生成部５５の１次元パワースペクトル処理部６３により、デジタル輝度画像７０に切削加工痕Ｐに対して直交する方向に延びた抽出窓７５を設定し該抽出窓７５の範囲から１次元デジタル輝度画像７０Ａを抽出する（ステップＳ２）。そして、１次元パワースペクトル処理部６３により、この１次元デジタル輝度画像７０Ａから１次元パワースペクトル画像７１を生成する（ステップＳ３）。検査範囲Ｋの全てについて１次元パワースペクトル画像７１が生成されるまでの間（ステップＳ４がＮｏの間）、デジタル輝度画像７０において抽出窓７５を切削加工痕Ｐに沿って移動させ（ステップＳ５）、１次元パワースペクトル画像７１の生成を繰り返し行う。次いで、１次元パワースペクトル処理部６３により、これらの１次元パワースペクトル画像７１を並列に並べて評価用画像７３を生成する（ステップＳ６）。

次に、評価部５７により、研磨残りＱに応じた強度だけを残すために所定の輝度閾値で評価用画像７３の２値化処理を行って２値化画像７８を生成し（ステップＳ７）、残った画素を抽出した抽出窓７５に相当する範囲（すなわち、残った画素を含んでいた１次元パワースペクトル画像７１の全画素）を着色により色分けして研磨残り抽出画像７９を生成する（ステップＳ８）。次いで、評価部５７は、このようにして生成された研磨残り抽出画像７９に着色範囲が存在しない場合には（ステップＳ９：ＮＯ）、ボア３の内側表面３Ａには研磨残りが無いと評価し（ステップＳ１０）、着色範囲が存在する場合には（ステップＳ９：ＹＥＳ）、研磨残りありと評価する（ステップＳ１１）。

研磨残りがある場合には、研磨残り抽出画像７９を図示せぬモニタ装置に表示することで作業者に提示される。この研磨残り抽出画像７９によれば、着色された範囲の広さから研磨残りＱの大きさを推し量ることができる。さらに、その着色範囲の位置から研磨残りＱが存在する位置も容易に推定することが可能となり、実際に目視で確認する際に研磨残りＱを見つけ出す作業が容易となる。

このように本実施形態によれば、切削加工痕Ｐの方向に直交する方向を１次元方向とした１次元パワースペクトル画像７１を生成した。これにより、１次元パワースペクトルにおいては、切削加工痕Ｐのピッチに対応して周波数成分に該切削加工痕Ｐの深さに応じた信号が得られことから、ボア３の内側表面３Ａの他の凹凸と区別して切削加工痕Ｐのみを効率良く抽出し１次元パワースペクトル画像７１を生成することができる。
また、この１次元パワースペクトル画像７１を並列に並べることで、並列方向が切削加工痕Ｐの方向に対応させた画像が評価用画像７３として得られる。
これにより、評価用画像７３の画素値に基づいて、切削加工痕Ｐの研磨残りＱの有無だけを効率よく評価することができるとともに、その研磨残りＱが存在する範囲Ｒを特定することができる。さらに、この範囲Ｒの並列方向への広がりに基づいて、研磨残りＱの大きさ（延びる長さ）を推定することができる。
したがって、作業者は目視せずとも研磨残りＱの有無、その箇所及び大きさを推定することが可能となり、ボア３の良否の判断が容易となる。また作業者が実際に目視で確認する場合でも該研磨残りＱの箇所が絞り込めるため検査時間を短縮することができる。

また本実施形態によれば、評価用画像７３を二値化してなる研磨残り抽出画像７９に対し、二値化により残った画素を、この画素を含んでいた１次元パワースペクトル画像７１の各画素とともに色分けする構成とした。こうすることで、研磨残りＱが存在する範囲Ｒが明確になり、作業者が実際に目視する際に、研磨残りＱの箇所を見つけ出し易くなる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形可能である。
例えば、実施形態では、ボア３の内側表面３Ａを検査する装置について例示したが、本発明は、ボア３のような穴の機械加工面を検査する装置に限らない。すなわち、図６に示すように、ワーク９０の平面な表面に略等ピッチで同一方向に切削加工が施された機械加工面を検査する装置にも適用可能である。この場合、機械加工面が平面であるため、機械加工面のデジタル輝度画像７０をカメラ９１で全体を１度で撮影することで得ることができる。

また、機械加工方向（切削加工痕Ｐの方向）が予め分かっていなくとも、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示すように、機械加工面のデジタル輝度画像７０を回転させるごとに、１次元パワースペクトル画像７１を、この１次元パワースペクトルの１次元方向（高さ方向）と直交する方向Ｂに沿って順次生成し並列に並べて評価用画像７３を生成する。これにより、１次元パワースペクトルの１次元方向（高さ方向）が切削加工痕Ｐの方向と直交するようにデジタル輝度画像７０を回転させたときに、強いスペクトル信号が最も出現する評価用画像７３が得られることとなり、この評価用画像７３を特定することで機械加工方向を特定することができる。
そして、図６に示すように、このようにして機械加工方向を判定する加工方向判定部９２を備えて表面検査システム１００の表面検査装置１０９を構成することで、切削加工痕Ｐの方向が予め分かっていないワーク９０についても機械加工面を評価可能な表面検査装置１０９を構成することができる。

本発明の一実施形態に係るボア内面検査システムと、検査対象となるボアが形成されたシリンダブロックの概略構成を示す図である。 穴内面検査で生成される画像を、検査の流れに沿って示した図である。 評価用画像生成部による１次元パワースペクトル画像の生成過程を示す図である。 １次元デジタル輝度画像と１次元パワースペクトルの関係を示す図である。 ボア内面検査処理のフローチャートである。 本発明の変形例に係る表面検査システム１００の概略構成を、検査対象のワークとともに示す図である。 加工方向の判定を説明するための図である。

１ ボア内面検査システム
３ ボア
３Ａ 内側表面
５ シリンダブロック
７ センサヘッド
９、１０９ 表面検査装置
５１ 位置制御部
５５ 評価用画像生成部
５７ 評価部
６３ １次元パワースペクトル処理部
７０ デジタル輝度画像
７０Ａ １次元デジタル輝度画像
７１ １次元パワースペクトル画像
７３ 評価用画像
７５ 抽出窓
７８ ２値化画像
７９ 研磨残り抽出画像
９０ ワーク
９１ カメラ
９２ 加工方向判定部
１００ 表面検査システム
Ｐ 切削加工痕
Ｑ 研磨残り

Claims (4)

1. ワークの機械加工が施された表面のデジタル画像に基づいて該表面を検査する表面検査装置において、
   前記デジタル画像に基づいて前記機械加工の方向と直交する方向の１次元パワースペクトル画像を前記機械加工の方向に沿って生成し、これらを並列に並べて評価用画像を生成する評価用画像生成手段と、
   前記評価用画像の各画素の画素値に基づいて、前記表面を評価する評価手段と、
   を備えることを特徴とする表面検査装置。
2. シリンダブロックに切削加工により形成され研磨されたボアの内側表面のデジタル画像に基づいて該内側表面を検査する表面検査装置において、
   前記デジタル画像に基づいて切削加工の方向と直交する方向の１次元パワースペクトル画像を前記切削加工の方向に沿って生成し、これらを並列に並べて評価用画像を生成する評価用画像生成手段と、
   前記評価用画像の各画素の画素値に基づいて、前記ボアの内側表面の研磨残りを評価する評価手段と、
   を備えることを特徴とする表面検査装置。
3. ワークの機械加工が施された表面のデジタル画像に基づいて該表面を検査する表面検査装置において、
   前記デジタル画像に基づいて１次元パワースペクトル画像を所定方向に沿って順次生成し並列に並べた画像を生成するとともに、前記所定方向を前記デジタル画像に対して所定角度ずつ回転させ、それぞれの回転角度で前記画像を生成し、各画像の中からスペクトラム信号を最も多く含む画像を評価用画像に選択する評価用画像生成手段と、
   前記評価用画像生成手段により選択された評価用画像の各画素の画素値に基づいて表面を評価する評価手段と、
   を備えることを特徴とする表面検査装置。
4. 前記評価用画像に対して、画素値が所定画素値を超える画素を、該画素を含んでいた前記１次元パワースペクトル画像の各画素とともに色分けすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表面検査装置。

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