JP2011220809A - 金属リングの検査用画像生成装置及び検査用画像生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設定された撮像位置を維持したまま、周長が異なる金属リングの側縁を検査するための画像生成装置を提供する。
【解決手段】画像生成装置１は、第１の一対のローラ６ａ，１０ａ間及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂ間に金属リング２を挟持し、少なくとも一つのローラを回転させることにより金属リング２を周方向に回転させるローラ６ａ，６ｂ，１０ａ，１０ｂと、金属リング２の側縁２ａを定位置Ｐで撮像するカメラ４と、得られた画像を処理して表示する画像処理装置５とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、金属リングの検査用画像生成装置及び検査用画像生成方法に関するものである。

従来より、自動車等の無段変速機の動力伝達のために、複数の金属製環状部材を積層して金属リングを形成し、金属リングを所定形状のエレメントに組み付け保持して構成した無段変速機用ベルトが用いられている。このような金属リングは、製造工程、搬送工程、積層工程等で側縁に傷や打痕等が生じることがあり、側縁に傷等が生じた金属リングは破断するおそれがある。そこで、金属リングを形成したところで、その側縁に対する検査が行われている。

その検査のために、保持部により円形に保持された金属リングを回転テーブルにより回転させ、金属リングの側縁に光を当ててその側縁をカメラで撮像し、金属リングの傷等を検査するための画像を生成する装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００６−１０５８６号公報

しかしながら、特許文献１記載の金属リングの検査用画像生成装置では、検査対象となる金属リングの周長が変わると、それに対応するために、金属リングを保持する回転テーブルの保持部を変更したり、周長の異なる金属リング毎に撮像位置を変更しなければならないという煩わしさがある。

本発明は、かかる背景に鑑みて、検査対象の金属リングの周長が異なっても、設定された撮像位置等を維持したまま、周長の異なる金属リングの側縁を検査できる検査用画像生成方法と、それを実施するための装置とを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の検査用画像生成装置は、無端状に形成された金属リングの側縁を検査するための画像生成装置であって、該金属リングを周方向に回転させる回転手段と、該回転手段により回転されている該金属リングの回転中心軸方向からその側縁を定位置で撮像する撮像手段と、該撮像手段により得られた画像を処理して表示する画像処理手段とを備え、該回転手段は、第１の一対のローラと第２の一対のローラとを該金属リングの周方向に間隔をおいて配置して構成され、該第１の一対のローラ間及び第２の一対のローラ間に該金属リングを挟持し、該第１及び第２の一対のローラのうち少なくとも一つのローラを回転させるようにしたことを特徴とする。

本発明の検査用画像生成装置は、第１の一対のローラ間及び第２の一対のローラ間に金属リングを狭持する構成であるから、金属リングの周長の大きさに関わらず、周長が異なる金属リングを狭持することができる。

そして、検査用画像生成装置は、第１の一対のローラ間及び第２の一対のローラ間に金属リングを狭持し、該金属リングを周方向に回転させると共に、定位置である撮像位置に金属リングの側縁を通過させる。

従って、本発明の検査用画像生成装置によれば、金属リングの周長の大きさに関わらず、設定された撮像位置等を維持したまま撮像し、金属リングの側縁を検査するための画像生成を行うことができる。

本発明の金属リングの検査用画像生成装置において、前記第１及び第２の一対のローラは、該金属リングの側縁を押圧することが好ましい。

本発明によれば、第１及び第２の一対のローラは金属リングの側縁を押圧するので、撮像位置における金属リング、特に、撮像される金属リングの側縁を、基盤に対する所望の高さに確実に設定することができる。

本発明の金属リングの検査用画像生成装置において、前記第１及び第２の一対のローラの各ローラの回転軸は、該金属リングの回転中心軸方向と平行に配設されることが好ましい。

本発明によれば、第１及び第２の一対のローラの各ローラの回転軸は金属リングの回転中心軸方向と平行に配設されるので、各ローラは金属リングの側縁と非接触状態で金属リングを回転させることができる。従って、各ローラが金属リングの側縁に当接することにより、傷等を金属リングの側縁に生じさせることを防止できる。

また、本発明の検査用画像生成方法は、無端状に形成された金属リングの側縁を検査するための画像生成方法であって、第１の一対のローラ間及び第２の一対のローラ間に該金属リングを挟持し、該第１及び第２の一対のローラのうち少なくとも一つのローラを回転させることにより該金属リングを周方向に回転させる回転工程と、該回転工程により回転されている該金属リングの回転中心軸方向からその側縁を定位置で撮像する撮像工程と、該撮像工程により得られた画像を処理してモニタに表示する画像処理工程とを備えることを特徴とする。

本発明の検査用画像生成方法の回転工程では、第１の一対のローラ間及び第２の一対のローラ間に金属リングを狭持するため、周長が異なる金属リングを狭持することができる。

そして、回転工程では、第１の一対のローラ間及び第２の一対のローラ間に周長の大きさに関わらず金属リングを狭持し、該金属リングを周方向に回転させると共に、定位置である撮像位置に、撮像する金属リングの側縁を通過させる。

従って、本発明の検査用画像生成方法によれば、撮像工程において周長の大きさに関わらず金属リングを撮像し、画像処理手段において得られた画像を処理してモニタに表示する際にも、設定された撮像位置等を維持したまま、金属リングの側縁を検査するための画像生成を行うことができる。

本発明の第１の実施形態の検査用画像生成装置の概要を示す説明図。 図１の検査用画像生成装置の基盤をカメラ方向から見た説明的平面図。 図２のIII−III線拡大断面図。 画像処理装置の機能的構成を示す説明図。 本発明の第２の実施形態の検査用画像生成装置の概要を示す説明図。 図５の検査用画像生成装置の基盤をカメラ方向から見た説明的平面図。 図６のVII−VII線一部省略断面図。

［第１の実施形態］
図１乃至図４を参照して説明する。第１の実施形態の検査用画像生成装置１は、複数の金属製環状部材が積層された異なる周長の金属リング２を定位置である撮像位置Ｐで撮像し、得られた画像を処理して画像表示するものである。

図１及び図２に示すように、本実施形態の検査用画像生成装置１は、基盤３と、基盤３の上方に設けられたカメラ４と、カメラ４によって撮像位置Ｐで撮影された画像の処理を行う画像処理装置５とを備えている。また、第１の実施形態の検査用画像生成装置１には、カメラ４による撮像位置に光を照射するために、基盤３の上方に設けられた照明装置（図示せず）が設けられている。

基盤３は、第１駆動ローラ６ａ及び第２駆動ローラ６ｂを駆動するモータ（図示せず）を収容する筐体７を備える。筐体７は、昇降用アクチュエータとしてのシリンダ８により上下方向に駆動される支持部材１１と共に基盤３に対して垂直方向に移動することができる。その際、筐体７は、第１駆動ローラ６ａ及び第２駆動ローラ６ｂと一体的に移動する。そして、基盤３は、昇降用アクチュエータ８により筐体７が基盤３に対して垂直方向に移動するために、２本の筐体案内柱９，９を備える。

また、基盤３は、第１駆動ローラ６ａにより押圧される金属リング２に従動回転する第１従動ローラ１０ａと、第２駆動ローラ６ｂにより押圧される金属リング２に従動回転する第２従動ローラ１０ｂとを備える。

第１従動ローラ１０ａ及び第２従動ローラ１０ｂは、各ローラが基盤３に回転自在に埋設され、各ローラの外表面の一部が基盤３から露出するように設けられている。転動する従動ローラ１０ａ，１０ｂの外表面上を金属リング２が移動することにより、金属リング２の側縁２ａが第１従動ローラ１０ａと第２従動ローラ１０ｂの間の基盤３上を摺動して傷付くことを防止する。

第１駆動ローラ６ａと第１従動ローラ１０ａとで第１の一対のローラを構成し、第２駆動ローラ６ｂと第２従動ローラ１０ｂとで第２の一対のローラを構成する。第１の一対のローラ６ａ，１０ａ及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂは、両一対のローラの間に、定位置である撮像位置Ｐを挟むように配設されている。そして、第１の一対のローラ６ａ，１０ａ及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂは、各一対のローラ間に金属リング２を挟持し、周方向に金属リング２を回転させる。

また、第１の一対のローラ６ａ，１０ａ及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂの各ローラは、金属リング２の側縁２ａを押圧する。従って、撮像位置Ｐにおける金属リング２、特に、撮像される金属リング２の側縁２ａを、基盤３に対する所望の高さに確実に設定することができる。

ここで、第１駆動ローラ６ａ及び第２駆動ローラ６ｂは、昇降用アクチュエータ８により、筐体７と一体的に基盤３に対して垂直方向に移動する。昇降用アクチュエータ８が筐体７を基盤３に対して垂直方向に上昇することにより、第１の一対のローラ６ａ，１０ａ間及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂ間に金属リング２を挿入できる。

その後、昇降用アクチュエータ８が筐体７を基盤３に対して垂直方向に下降することにより、第１の一対のローラ６ａ，１０ａ間及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂ間に金属リングを挟持することができる。

図１及び図３に示すように、基盤３は、第１の一対のローラ６ａ，１０ａと第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂとの間に、金属リング２の外表面側と内表面側に設けられると共に、撮像位置Ｐを挟む一対のリング案内部１２，１２を備える。一対のリング案内部１２，１２に挿入される金属リング２は、金属リング２の側縁２ａが撮像位置Ｐを通過するように位置決めされる。

さらに、基盤３には、所定範囲の周長の金属リング２に対応して、複数のベアリング１３が配設されている。ベアリング１３は、その外表面の一部が基盤３から露出するように設けられる。金属リング２が回転させられる際、転動するベアリング１３の外表面上を金属リング２が移動することにより、金属リング２の側縁２ａが基盤３上を摺動して傷付くことを防止することができる。

カメラ４は、一般に用いられているＣＭＯＳカメラであり、定位置である撮像位置Ｐにおいて金属リング２の軸方向からその側縁２ａを撮像するものである。また、カメラ４はケーブル１４により画像処理装置５に接続されている。尚、カメラ４は金属リング２の側縁２ａを撮像できるものであれば、ＣＣＤカメラ等の他のカメラを用いてもよい。

画像処理装置５は、図４に示すように、機能的構成として、画像記憶手段１５と、２値化手段１６と、結果表示手段１７とを備えている。また、画像記憶手段１５はカメラ４に接続され、結果表示手段１７が画像処理装置５に内蔵されたモニタ１８に接続されている。

次に、本実施形態の検査用画像生成装置１の作動について説明する。

まず、筐体案内柱９，９に従い、筐体７を基盤３に対して垂直方向に上昇させる。筐体７の基盤３に対する上昇は、昇降用アクチュエータ８によって、筐体７と第１駆動ローラ６ａと第２駆動ローラ６ｂとを一体的に基盤３に対して垂直方向に上昇させることにより行われる。

従って、筐体７の基盤３に対する上昇は、基盤３に対する筐体７の固定を解除すると共に、第１駆動ローラ６ａと第１従動ローラ１０ａとの間、並びに、第２駆動ローラ６ｂと第２従動ローラ１０ｂとの間に、金属リング２を挿入する空間を形成することができる。また、一対のリング案内部１２，１２の間に、金属リング２を挿入することができる。

次に、金属リング２を基盤３上に移送する。金属リング２の基盤３上への移送は、基盤３に配設された複数のベアリング１３と、第１従動ローラ１０ａ及び第２従動ローラ１０ｂとの上に金属リング２を移送して載置すると共に、一対のリング案内部１２，１２の間に金属リング２を挿入することにより行われる。

次に、筐体案内柱９，９に従い、筐体７を基盤３に対して垂直方向に下降させる。筐体７の基盤３に対する下降は、昇降用アクチュエータ８によって、筐体７と第１駆動ローラ６ａと第２駆動ローラ６ｂとを一体的に基盤３に対して垂直方向に下降させることにより行われる。

そして、第１の一対のローラ６ａ，１０ａ間及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂ間に、金属リング２を狭持するまで筐体７を下降させる。

従って、昇降用アクチュエータ８が筐体７を基盤３に対して垂直方向に下降させることにより、第１の一対のローラ６ａ，１０ａ間及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂ間に、金属リング２を狭持させることができる。

次に、第１の一対のローラ６ａ，１０ａ間及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂ間に狭持される金属リング２を所定の速度で回転させる。金属リング２は、図示しないモータで第１駆動ローラ６ａ及び第２駆動ローラ６ｂを駆動することにより回転する。金属リング２は、一対のリング案内部１２，１２間を通過するため、定位置である撮像位置Ｐで金属リング２の側縁２ａを確実に撮像することができる。

金属リング２の撮像位置Ｐでは、図示しない照明装置によって拡散光が照射されている。金属リング２が回転され、照明装置によって照明がなされている状態で、カメラ４によって金属リング２の側縁２ａの映像が撮影される。

カメラ４によって撮像された画像は、ケーブル１４を介して画像処理装置５に送られ、画像記憶手段１５に記憶される。画像処理装置５では、画像記憶手段１５に記憶された画像について、２値化手段１６が所定の２値化閾値を用いて２値化処理を行い、さらに２値化された画像のデータは結果表示手段１７に送られる。２値化された画像は結果表示手段１７からモニタ１８に送信されて表示される。

従って、モニタ１８に表示された画像により、金属リング２の側縁２ａの傷や打痕等を目視確認することができる。

そして、本実施形態の検査用画像生成装置１により側縁２ａを目視確認された金属リング２は、傷等がなければ正常な金属リング２として組み付け工程等の次の工程に払い出される。一方、傷等が発見された金属リング２は、再度検査員による検査を行い、検査員による検査によっても不良と判断された場合は、そのような傷等のある金属リング２を取り除く等の作業が行われる。

本実施形態の検査用画像生成装置１では、第１の一対のローラ６ａ，１０ａ間及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂ間に金属リング２を狭持する構成であるので、金属リングの周長の大きさに関わらず、周長が異なる金属リング２を狭持することができる。そして、第１の一対のローラ６ａ，１０ａ間及び第２の一対のローラ６ｂ，１０ｂ間に周長が異なる金属リング２を狭持し、金属リング２を周方向に回転させると共に、定位置である撮像位置Ｐに、撮像する金属リング２の側縁２ａを通過させる。

従って、周長が異なる金属リング２を撮像し、撮像された画像を処理して画像表示する際にも、設定された撮像位置Ｐ等を維持したまま、金属リング２の側縁２ａを検査することができる。また、異なる周長の金属リング２を既に設定された撮像位置Ｐ等を用いて検査できるため、検査用画像生成装置１の設定変更による無駄時間を低減することができ、検査作業の効率化を図ることができる。

尚、本実施形態の検査用画像生成装置１においては、第１及び第２駆動ローラ６ａ，６ｂの２つの駆動ローラを用いたが、金属リング２を回転させることができるものであれば、少なくとも一つの駆動ローラを用いた検査用画像生成装置とすることもできる。

［第２の実施形態］
図５乃至図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態の検査用画像生成装置１と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図５及び図６に示すように、第２の実施形態の検査用画像生成装置２０は、第１の実施形態の検査用画像生成装置１と同様に、基盤３と、基盤３の上方に設けられたカメラ４と、カメラ４によって撮像位置Ｐで撮影された画像の処理を行う画像処理装置５とを備える。

基盤３には、第１駆動ローラ２１ａ及び第２駆動ローラ２１ｂを駆動するモータ２２が載置されている。モータ２２の駆動は、ベルト２３を介して、第１駆動ローラ２１ａ及び第２駆動ローラ２１ｂに伝達される。第１駆動ローラ２１ａ及び第２駆動ローラ２１ｂは、金属リング２が両ローラに当接することにより、金属リング２が撮像位置Ｐを通過するように基盤３上に配設されている。

また、基盤３には、第１駆動ローラ２１ａにより押圧される金属リング２に従動回転する第１従動ローラ２４ａと、第２駆動ローラ２１ｂにより押圧される金属リング２に従動回転する第２従動ローラ２４ｂとを備える。

第１駆動ローラ２１ａと第１従動ローラ２４ａとで第１の一対のローラを構成し、第２駆動ローラ２１ｂと第２従動ローラ２４ｂとで第２の一対のローラを構成する。第１の一対のローラ２１ａ，２４ａ及び第２の一対のローラ２１ｂ，２４ｂは、両一対のローラ間に、定位置である撮像位置Ｐを挟むように配設されている。

ここで、第１駆動ローラ２１ａ及び第２駆動ローラ２１ｂは、金属リング２が第１駆動ローラ２１ａ及び第２駆動ローラ２１ｂに当接すると、金属リング２が撮像位置Ｐを通過するように基盤上に配設されている。従って、第１駆動ローラ２１ａ及び第２駆動ローラ２１ｂ間に金属リング２を狭持することにより、撮像位置Ｐに金属リング２を通過させることができる。

また、第１駆動ローラ２１ａの回転軸２６ａ、第２駆動ローラ２１ｂの回転軸２６ｂ、第１従動ローラ２４ａの回転軸２７ａ並びに第２従動ローラ２４ｂの回転軸２７ｂは、金属リング２の回転中心軸方向と平行に配設されている。従って、各ローラは金属リング２の側縁２ａと非接触状態で金属リング２を回転させることができるため、金属リング２の側縁２ａに各ローラの当接による傷等を生じさせることを防止できる。

尚、金属リング２は、複数のベアリング１３の外周面上に載置され、かつ、第１駆動ローラ２１ａ及び第２駆動ローラ２１ｂに当接するとき、撮像される金属リング２の側縁２ａが撮像位置Ｐに位置決めされる。

基盤３は、第１従動ローラ２４ａと第２従動ローラ２４ｂの各々に対して、従動ローラの回転軸２７ａ，２７ｂを回転可能に保持する保持部材２８，２８が接続されると共に、基盤３に対して直立して回転可能に設けられた支柱２９，２９を備える。

また、基盤３は、支柱２９，２９を中心に回転可能な保持部材２８，２８を駆動ローラ２１ａ，２１ｂ側に押圧することにより、従動ローラ２４ａ，２４ｂを駆動ローラ２１ａ，２１ｂ側に押圧する押圧アクチュエータ３０，３０を備える。

従って、第１の一対のローラ２１ａ，２４ａ間及び第２の一対のローラ２１ｂ，２４ｂ間に金属リング２を挿入した後、第１従動ローラ２４ａを第１駆動ローラ２１ａ側に、並びに、第２従動ローラ２４ｂを第２駆動ローラ２１ｂ側に押圧することにより、第１の一対のローラ２１ａ，２４ａ間及び第２の一対のローラ２１ｂ，２４ｂ間に金属リング２を狭持することができる。

第１の一対のローラ２１ａ，２４ａ及び第２の一対のローラ２１ｂ，２４ｂは、各一対のローラ間に金属リング２を挟持し、周方向に金属リング２を回転させる。ここで、金属リング２は、基盤３に配設された複数のベアリング１３上に載置されているので、図７に示すように、基盤３に対して垂直方向に離間した状態で回転する。従って、撮像位置Ｐにおいても、金属リング２の側縁２ａが基盤３上を摺動して傷付くことを防止することができる。

次に、本実施形態の検査用画像生成装置２０の作動について説明する。

まず、第１従動ローラ２４ａ及び第２従動ローラ２４ｂを、第１駆動ローラ２１ａ及び第２駆動ローラ２１ｂと反対側に移動する。第１従動ローラ２４ａ及び第２従動ローラ２４ｂの移動は、押圧アクチュエータ３０，３０によって、従動ローラ２４ａ，２４ｂの回転軸２７ａ，２７ｂを保持する保持部材２８，２８を、支柱２９，２９を中心に回転させることにより行われる。

第１従動ローラ２４ａ及び第２従動ローラ２４ｂを第１駆動ローラ２１ａ及び第２駆動ローラ２１ｂと反対側に移動させたことにより、第１駆動ローラ２１ａと第１従動ローラ２４ｂとの間、並びに、第２駆動ローラ２１ｂと第２従動ローラ２４ｂとの間に、金属リング２を挿入する空間を形成することができる。

次に、金属リング２を基盤３上に移送する。金属リング２の基盤３上への移送は、第１の一対のローラ２１ａ，２４ａ間及び第２の一対のローラ２１ｂ，２４ｂ間に金属リング２を挿入し、基盤３に配設された複数のベアリング１３上に金属リング２を載置することにより行われる。

次に、第１従動ローラ２４ａを第１駆動ローラ２１ａ側に、第２従動ローラ２４ｂを第２駆動ローラ２１ｂ側に移動する。第１従動ローラ２４ａ及び第２従動ローラ２４ｂの移動は、押圧アクチュエータ３０，３０によって、支柱２９，２９を中心に保持部材２８，２８を回転させ、第１の一対のローラ２１ａ，２４ａ間及び第２の一対のローラ２１ｂ，２４ｂ間に、金属リング２を狭持するまで行われる。

金属リング２が基盤３に配設された複数のベアリング１３の外表面上に載置され、かつ、金属リング２が第１の一対のローラ２１ａ，２４ａ間及び第２の一対のローラ２１ｂ，２４ｂ間に狭持されると、金属リング２の側縁２ａが撮像位置Ｐに位置決めされる。

次に、第１の一対のローラ２１ａ，２４ａ間及び第２の一対のローラ２１ｂ，２４ｂ間に狭持される金属リング２を所定の速度で回転させる。金属リング２は、モータ２２の回転力を、ベルト２３を介して、第１駆動ローラ２１ａ及び第２駆動ローラ２１ｂに伝達することにより、回転駆動される。

そして、撮像位置Ｐでカメラ４によって撮像された金属リング２の側縁２ａの画像は、ケーブル１４を介して画像処理装置５に送られ、画像記憶手段１５に記憶される。画像記憶手段１５に記憶された画像は、２値化手段１６により所定の２値化閾値を用いて２値化処理が行われ、さらに２値化された画像のデータは結果表示手段１７に送られる。２値化された画像は結果表示手段１７からモニタ１８に送信されて表示される。

従って、モニタ１８に表示された画像により、金属リング２の側縁２ａの傷や打痕等を目視で確認することができる。

１…検査用画像生成装置、 ２…金属リング、 ２ａ…金属リングの側縁、 ３…基盤、４…カメラ、 ５…画像処理装置。

Claims (4)

1. 無端状に形成された金属リングの側縁を検査するための画像生成装置であって、
   該金属リングを周方向に回転させる回転手段と、
   該回転手段により回転されている該金属リングの回転中心軸方向からその側縁を定位置で撮像する撮像手段と、
   該撮像手段により得られた画像を処理して表示する画像処理手段とを備え、
   該回転手段は、第１の一対のローラと第２の一対のローラとを該金属リングの周方向に間隔をおいて配置して構成され、該第１の一対のローラ間及び第２の一対のローラ間に該金属リングを挟持し、該第１及び第２の一対のローラのうち少なくとも一つのローラを回転させるようにしたことを特徴とする検査用画像生成装置。
2. 請求項１記載の検査用画像生成装置において、
   前記第１及び第２の一対のローラは、該金属リングの側縁を押圧することを特徴とする検査用画像生成装置。
3. 請求項１記載の検査用画像生成装置において、
   前記第１及び第２の一対のローラの各ローラの回転軸は、該金属リングの回転中心軸方向と平行に配設されることを特徴とする検査用画像生成装置。
4. 無端状に形成された金属リングの側縁を検査するための画像生成方法であって、
   第１の一対のローラ間及び第２の一対のローラ間に該金属リングを挟持し、該第１及び第２の一対のローラのうち少なくとも一つのローラを回転させることにより該金属リングを周方向に回転させる回転工程と、
   該回転工程により回転されている該金属リングの回転中心軸方向からその側縁を定位置で撮像する撮像工程と、
   該撮像工程により得られた画像を処理してモニタに表示する画像処理工程とを備えることを特徴とする検査用画像生成方法。
   

Images