JP2017111009A - 検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設備のサイズアップを抑えつつ、転動体領域に転動体が配置されているか否かを精度よく検査することのできる検査装置を提供する。【解決手段】転がり軸受の検査装置１００は、検査対象である転がり軸受８の複数の転動体を軸受中心線８３周りに回転させるための回転装置４を有する。カメラ２は、転がり軸受のすべての転動体領域のうちの一部の転動体領域を含む範囲を撮影範囲とする位置に配置され、回転により一部の転動体領域が撮影範囲を通るたびに当該一部の転動体領域を撮影する。検査装置は、撮影画像それぞれに規定数の転動体が含まれているか否かを判定する。【選択図】図１

Description

この発明は検査装置および検査方法に関し、特に、転がり軸受に設けられた、各転動体が配置されるべき領域である転動体領域の全てに転動体が配置されているか否かを検査する検査装置および検査方法に関する。

玉軸受などの転がり軸受は、外輪と内輪との間に形成される空間に規定数の転動体（玉やころ）を配置し、保持器で転動体を保持することで形成される。

転がり軸受の検査装置は、一例として、特開２００８−２６１７９７号公報（特許文献１）に開示された検出方法を採用することができる。この方法は、軸受を回転させながら、軸受の軸方向側方にボール（転動体）に対向するように配置されたセンサによってボールまでの距離を計測し、その値に基づいてボールの頂点位置を判断することによって玉軸受けのボール位置を検出する方法である。
また、転がり軸受の検査装置の他の例として、転動体の欠落（いわゆるボール抜け）を検査するための検査装置がある。この検査装置は、転がり軸受全体を軸（軸受中心線）方向から撮影し、撮影画像中に当該転がり軸受に配置されるべき数の転動体があるか否かを画像解析にて判定する。

特開２００８−２６１７９７号公報

ところで、検査対象である転がり軸受にはさまざまなサイズのものがある。
転がり軸受のサイズが大きい場合、転がり軸受からカメラまでの距離が近すぎると転がり軸受全体が撮影されなくなる。また、カメラの視野角によっては、転動体が内輪や保持器に隠れて適切に撮影されない場合もある。このような事態を回避するためにサイズが大きな転がり軸受を想定してカメラを検査対象から離れた位置に固定すると、転がり軸受のサイズが大きいほど検査対象からカメラが離れるために設備のサイズが大きくなってしまう。

また、カメラの位置を固定すると、転がり軸受のサイズが小さい場合に転がり軸受からカメラまでの距離が離れすぎる場合が生じる。この場合、撮影画像の解像度が低下することによって検査精度の低下につながるおそれがある。

本発明の目的は、設備のサイズアップを抑えつつ、転動体領域に転動体が配置されているか否かを精度よく検査することのできる検査装置を提供することである。また、他の目的は、設備のサイズアップを抑えつつ、転動体領域に転動体が配置されているか否かを精度よく検査することのできる検査方法を提供することである。

この発明にかかる検査装置は、複数の転動体を有する転がり軸受を検査対象とし、各転動体がそれぞれ配置されるべき領域である複数の転動体領域のそれぞれに、転動体が配置されているか否かを検査するための検査装置である。この検査装置は、検査対象である転がり軸受の複数の転動体を軸受中心線周りに回転させるための回転装置と、すべての転動体領域のうちの一部の転動体領域を含む範囲を撮影範囲とすると共に、回転装置による回転により一部の転動体領域が撮影範囲を通るたびに当該一部の転動体領域を撮影するカメラと、カメラによって撮影された画像を取得し、当該画像それぞれに規定数の転動体が含まれているか否かを判定する制御装置と、を備える。
このような構成によれば、カメラの撮影範囲は、検査対象の転がり軸受の有するすべての転動体領域を一つの撮影範囲とする場合と比較して小さい。このため、カメラを検査対象である転がり軸受に近い位置に設置することができる。それゆえ、検査装置全体を小型化することができる。また、カメラを、その撮影範囲が検査対象の転がり軸受の有するすべての転動体領域のうちの一部を含む位置に設置することから、カメラと当該転がり軸受との距離が上記撮影範囲の撮影に適した距離となるようにカメラを設置しておくことで、検査対象の転がり軸受のサイズが変化した場合であっても検査に適した撮影画像が得られる。それ故、検査精度を向上させることができる。

好ましくは、制御装置は、すべての転動体領域の画像を複数の画像に分けて取得して当該複数の画像それぞれについて判定を行い、規定数の転動体が含まれていると判定された画像における当該規定数の合計が、検査対象である転がり軸受が有するべき転動体の数と一致するか否かを検査結果として出力する。
このような構成によって、検査対象である転がり軸受に規定数の転動体が配置されているか否かが判定される。

好ましくは、撮影範囲は、撮影範囲の中心と転がり軸受の中心とを結ぶ直線方向の長さが、その方向に直交する方向の長さよりも大きく設定されている。
このような構成によって、転動体領域がカメラの撮影範囲を通過できる転がり軸受を検査対象にすることができる。そのため、この検査装置では様々なサイズの転がり軸の検査が可能となる。

好ましくは、検査装置は撮影範囲を照らすための照明装置をさらに備える。制御装置は、カメラによる撮影のタイミングと同期して撮影範囲を照らすように照明装置を制御する。
このような構成によって、検査精度を向上させることができると共に、検査時の消費電力を抑えることができる。

この発明にかかる検査方法は、複数の転動体を有する転がり軸受を検査対象とし、各転動体がそれぞれ配置されるべき領域である複数の転動体領域のそれぞれに、転動体が配置されているか否かを検査する方法である。この方法は、検査対象である転がり軸受の複数の転動体を軸受中心線周りに回転させるステップと、すべての転動体領域のうちの一部の転動体領域を含む範囲を撮影範囲とするカメラによって、上記回転により一部の転動体領域が撮影範囲を通るたびに当該一部の転動体領域を撮影するステップと、カメラによって撮影された画像それぞれに規定数の転動体が含まれているか否かを判定するステップと、を備える。
このような構成によれば、検査対象の転がり軸受の有するすべての転動体領域を一つの撮影範囲とする場合よりもカメラの撮影範囲を小さくできる。このため、検査対象である転がり軸受に近い位置に設置されたカメラによって撮影された画像を用いて、検査対象である転がり軸受の転動体領域に転動体が配置されているか否かを判定することができる。それ故、カメラを含む検査装置全体を小型化することができる。

好ましくは、転動体を回転させるステップでは、複数の転動体を転がり軸受の内輪および外輪と一体として回転させる。
このような構成によって、検査の際の演算を簡易化することができる。

この発明によると、検査用の設備のサイズアップを抑えつつ、転がり軸受について転動体領域に転動体が配置されているか否かを精度よく検査することができる。

実施の形態にかかる検査装置の構成を説明するための概略図である。 検査装置に含まれるカメラの撮影範囲を説明するための図である。 検査装置に含まれるカメラでの、検査対象の転がり軸受の撮影を説明するための図である。 検査装置に含まれる制御装置のハードウェア構成の一例を表したブロック図である。 制御装置の機能構成の具体例を表したブロック図である。 初期位置を決定するためにカメラによって撮影された画像に対して二値化処理を施して得られた二値化画像の一例を表した図である。 制御装置で検査を実行する際の制御装置での制御の流れを表したフローチャートである。

以下に、図面を参照しつつ、好ましい実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。

［第１の実施の形態］
＜全体構成＞
図１は、本実施の形態にかかる検査装置の構成を説明するための概略図である。図１を参照して、検査装置１００は、制御装置１と、カメラ２と、検査対象である転がり軸受８を保持すると共に当該転がり軸受８を回転させるための回転装置４とを含む。好ましくは、検査装置１００は、カメラ２による撮影範囲２ａを照らすための照明装置５をさらに含む。

制御装置１はカメラ２に接続されて、カメラ２での撮影を制御する。より詳しくは、制御装置１はカメラ２での撮影のタイミングを判断し、そのタイミングでカメラ２に対して撮影を指示する制御信号を出力する。また、制御装置１は、カメラ２から撮影された画像の入力を受け付ける。カメラ２は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＯＭＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子を含み、白黒またはカラーで撮像する。

制御装置１は回転装置４にさらに接続されて、回転装置４による転がり軸受８の回転を制御する。より詳しくは、制御装置１は、回転装置４での回転の開始および終了ならびに回転速度を制御する。

回転装置４は、たとえばサーボモータを含むことによって、制御装置１からの制御信号に従う回転速度を保って、保持した転がり軸受８を回転させる。
回転装置４は、上部に検査対象である転がり軸受８を保持可能な凸部３を有する。凸部３はたとえば直径が可変の円筒形であって、その直径を検査対象とする転がり軸受８の内輪８１の内径と同じ大きさとすることで転がり軸受８の内輪の内側に嵌め合わせることができる。好ましくは、凸部３にはＯリングがセットされて、嵌め合わせた転がり軸受８の内輪８１の内側とＯリングとの間の摩擦力によって、回転装置４は転がり軸受８を保持する。
回転装置４は、制御装置１の制御にしたがって稼動することで、保持した転がり軸受８を、回転中心Ｏを通る垂直軸である、当該転がり軸受８の回転軸周りに回転させる。一例として、回転装置４が転がり軸受８を回転させることで、転がり軸受８全体が一体となって当該転がり軸受８の回転軸周りに回転する。転がり軸受８の回転軸は軸受中心線８３とも呼ばれる。
転がり軸受の内輪８１と外輪８２との間に形成される空間には、複数の転動体８４が周方向に等ピッチ（中心角度）で配置されている（図３参照）。各転動体をそれぞれ配置するための領域を転動体領域８５と称する（図３参照）。複数の転動体領域８５もまた周方向に等ピッチ（中心角度）で配置されている（図３参照）。回転装置４によって転がり軸受８が回転することによって、転がり軸受８の複数の転動体領域８５もまた軸受中心線８３周りに回転する。

カメラ２は、図１に表されたように回転装置４に保持された転がり軸受８上面から高さＨの位置に、転がり軸受８に向かう方向を撮影方向として固定されている。高さＨは、カメラ２の撮影範囲２ａに基づいて特定される。

図２は、カメラ２の撮影範囲２ａを説明するための図である。図２を参照して、撮影範囲２ａは、回転装置４に保持された転がり軸受８のすべての転動体領域を含む範囲よりも小さい範囲であって、すべての転動体領域の一部を含む。カメラ２は、撮影範囲２ａが上記の範囲となる、回転装置４に保持された転がり軸受上面からの高さＨ、および位置に設置される。つまり、カメラ２は、回転装置４に保持された転がり軸受の転動体領域の上方であって、撮影範囲２ａにすべての転動体領域の一部のみを含む高さＨに設置される。これにより、カメラ２の設置高さＨは、撮影範囲２ａに複数の転動体領域のすべてを含むように設置される場合の高さよりも低くすることができる。つまり、検査装置１００全体のサイズダウンを図ることができる。

図２において、ラインＭＡＸは、当該検査装置１００で検査対象とする最大径サイズの転がり軸受が回転装置４に保持されたときの外輪の外周を表している。ラインＭＩＮは、当該検査装置１００で検査対象とする最小径サイズの転がり軸受を回転装置４が保持したときの内輪の内周を表している。すなわち、当該検査装置１００で検査対象とするすべての直径サイズの転がり軸受は、回転装置４に保持されるとラインＭＡＸとラインＭＩＮとで挟まれた範囲内に収まる。
好ましくは、撮影範囲２ａは、その中心を通り、転がり軸受の中心と一致する回転中心Ｏに向かう方向の長さの方が、その方向に直交する方向の長さよりも長く設定されている。より好ましくは、図２に表されたように、撮影範囲２ａが矩形区画である場合、撮影範囲２ａの中心が図２において上下方向に延びる中心線Ａ１上に位置し、中心線Ａ１と平行な方向（縦方向と称する）の撮影範囲２ａの長さＬ１が、ラインＭＩＮからラインＭＡＸまでの幅Ｗ１より長く設定されている。撮影範囲２ａは矩形区画に限定されず、他の例として楕円区画であってもよい。この場合も、撮影範囲２ａの縦方向の長さが横方向の長さよりも長く設定されている。
これにより、当該検査装置１００で検査対象とする様々なサイズの転がり軸受が回転装置４に保持された場合であっても、セットされた転がり軸受の一部がカメラ２によって撮影される。つまり、検査対象とする転がり軸受のサイズの汎用性を向上できる。

また、好ましくは、撮影範囲２ａの上記縦方向と直交する方向（横方向と称する）の長さＬ２はラインＭＡＸの半径Ｗ２より短い。また好ましくは、撮影範囲２ａの横方向の長さＬ２は、当該検査装置１００で検査対象とする転がり軸受のうちの転動体領域の周方向の長さの最小値よりも長い。これにより、当該検査装置１００で検査対象とするどのようなサイズの転がり軸受が回転装置４に保持された場合であっても、複数の転動体領域のすべては撮影範囲２ａに収まらず、必ず一部は撮影範囲２ａに収まる。

図３は、カメラ２での転がり軸受８の撮影を説明するための図である。図３を参照して、カメラ２の撮影範囲２ａは、回転装置４に保持された転がり軸受８の有する複数の転動体領域のうちの一部を含む。回転装置４が転がり軸受８を回転させることによって、転がり軸受８の複数の転動体領域は、順にカメラ２の撮影範囲２ａを通過する。したがって、転動体領域が周方向ピッチ分回転するたびにカメラ２が撮影することによって、転動体領域ごとにカメラ２によって撮影される。すなわち、カメラ２による撮影画像には転動体領域の画像が１つずつ含まれることになる。
たとえば図３の例の場合、検査対象の転がり軸受８は２０の転動体領域８５を有し、合計２０個の転動体８４が配置されるべきものである。この転がり軸受８を検査対象として、転動体領域８５が周方向ピッチである１８°（＝３６０°／２０）回転するたびにカメラ２が撮影することによって、転動体領域８５ごとにカメラ２により撮影される。そして、転がり軸受８が一回転する間の２０回、上記の撮影ピッチでカメラ２が撮影することによって、当該転がり軸受８の有する２０の転動体領域８５それぞれが、各撮影画像に含まれる。

図１に表されたように検査装置１００にさらに照明装置５が含まれる場合、照明装置５は、少なくともカメラ２の撮影範囲２ａを照明する位置に設置される。好ましくは、照明装置５は、図１に表されたように回転装置４に保持された転がり軸受８の下方（転動体領域の下方）より、撮影範囲２ａを上向きに照らす。

検査装置１００にさらに照明装置５が含まれる場合、制御装置１は照明装置５にさらに接続されて、照明装置５による照明を制御する。より詳しくは、制御装置１は、照明装置５での照明のタイミングを判断し、そのタイミングに従って照明装置に点灯を指示する制御信号および消灯を指示する制御信号を出力する。制御装置１は、少なくともカメラ２で撮影するタイミングを含む期間、照明装置５を点灯させる。
好ましくは、制御装置１は、カメラ２での撮影のタイミングに同期して照明装置５が撮影範囲２ａを照らすように照明装置５での照明を制御する。つまり、好ましくは、制御装置１は、カメラ２に撮影の制御信号を出力するタイミングに応じて照明装置５に点灯の制御信号を出力する。そして、制御装置１は、その後に速やかに照明装置５に消灯の制御信号を出力する。これにより、検査実行中のすべての期間、照明装置５を点灯する場合と比較して、消費電力を抑えることができる。

＜制御装置の装置構成＞
制御装置１は、カメラ２、回転装置４、および照明装置５と通信可能であって、これら装置を制御可能な装置であればどのような装置であってもよい。制御装置１は、たとえばＰＣ（パーソナルコンピュータ）などから構築される。制御装置１は、たとえば有線または無線で接続された２台以上の装置から構成されて、これらが協働するものであってもよい。

図４は、制御装置１のハードウェアの一例を表したブロック図である。図４を参照して、制御装置１は、装置全体を制御するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、ＣＰＵ１０で実行されるプログラムを記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１１と、ＣＰＵ１０でプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、後述する検査結果などの各種情報を記憶するためのＨＤＤ（Hard Disc Drive）１３とを含む。
また、制御装置１は、マウスやキーボードなどの操作入力部１４と、ディスプレイ１８などの情報を出力するための構成とを含む。操作入力部１４は、タッチパネルやボタンやなどであってもよい。また、操作入力部１４は、他の装置と通信することで、当該他の装置に対して行われた操作内容の入力を受け付けてもよい。ディスプレイ１８は情報を出力するための構成の一例である。情報を出力するための構成は、たとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含むランプやスピーカなどであってもよい。
また、制御装置１は、カメラ２と接続するためのカメラＩ／Ｆ（インタフェース）１５と、回転装置４と接続するための回転装置Ｉ／Ｆ１６と、照明装置５と接続するための照明Ｉ／Ｆ１７とをさらに含む。

＜機能構成＞
図５は、転がり軸受の検査を実行するための制御装置１の機能構成の具体例を表したブロック図である。図５の各機能は、制御装置１のＣＰＵ１０がＲＯＭ１１に記憶されている制御用のプログラムをＲＡＭ１２上に読み出して実行することで、主にＣＰＵ１０によって実現されてもよい。または、少なくとも一部の機能が、図４に表されたハードウェア、または専用の電子回路などの図示されていないハードウェアによって実現されてもよい。

図５を参照して、制御装置１のＣＰＵ１０は、特定情報入力部１０１と、撮影ピッチ決定部１０２と、カメラ２から撮影画像の入力を受け付けるための撮影画像入力部１０３と、初期位置を決定するための初期位置決定部１０４と、カメラ２に制御信号を出力することによって撮影を指示するための撮影指示部１０５と、カメラ２による撮影画像それぞれに規定数の転動体画像が含まれているか否かを判定するための判定部１０６と、回転装置４に制御信号を出力することによって保持された転がり軸受の回転を指示するための回転指示部１０７と、判定部１０６における判定結果をディスプレイ１８などの出力装置で出力する処理を行うための判定結果出力部１０８とを含む。

特定情報入力部１０１は、検査対象の転がり軸受８に配置されるべき転動体８４の総数を特定可能な情報の入力を、操作入力部１４に対するユーザの操作などによって受け付ける。特定可能な情報は、転動体の総数そのものであってもよいし、転がり軸受８の型番などの識別情報であってもよい。特定情報入力部１０１は検査対象の転がり軸受８に配置されるべき転動体８４の総数を特定する。たとえば、特定情報入力部１０１が識別情報と転動体の総数との対応を記憶している場合、または特定のメモリ装置から読出可能である場合、特定情報入力部１０１は、上記の特定可能な情報として入力された識別情報に対応した転動体の総数を読み出すことによって検査対象の転がり軸受８に配置されるべき転動体８４の総数を特定する。

撮影ピッチ決定部１０２は、特定情報入力部１０１が入力を受け付けた情報に基づいて特定される転動体８４の総数から、検査時のカメラ２による撮影ピッチを決定する。たとえば、撮影ピッチ決定部１０２は、３６０°を転動体８４の総数で除して得られる角度を撮影ピッチとして決定する。

初期位置決定部１０４は、たとえば、カメラ２による撮影画像を二値化して得られる二値化画像からエッジを抽出するなどして当該撮影画像に転動体画像が含まれることを検出すると、その位置を回転装置４に保持された転がり軸受８の撮影開始位置である初期位置と決定する。
図６は、初期位置を決定するためにカメラ２により撮影された画像に対して初期位置決定部１０４によって二値化処理が施された後の画像である。より詳しくは、図６は、転がり軸受８の転動体領域に下方から照明装置５で照らした状態において上方から撮影された画像の二値化画像である。白画素領域は下方からの光を遮るものが存在しない領域、黒画素領域が下方からの光を遮るものが存在する領域を表す。

初期位置決定部１０４は、二値化画像中の、転動体領域位置での横方向の画素値の分布を解析し、分布の変化量がしきい値以上となる箇所を特定する。図６の二値化画像に重ねて表されている曲線は、横軸を横方向の座標値、縦軸を画素値の変化量として画素値の変化量を表した曲線である。制御装置１は横方向の画素値の変化量を算出し、各位置の変化量としきい値とを比較することでエッジと呼ばれる画素値の変化が著しい箇所、つまり、撮影画像中の黒画素領域と白画素領域との切り替わる箇所を検出することができる。撮影画像中の転動体領域位置での黒画素領域と白画素領域との切り替わる箇所は、転動体８４を現した画像である転動体画像の端部を表している。

撮影指示部１０５は、初期位置決定部１０４において初期位置を決定する際にカメラ２に対して撮影を指示するための制御信号を出力する。また、初期位置決定部１０４によって初期位置が決定されると、撮影指示部１０５は、当該位置から撮影ピッチ決定部１０２において決定された撮影ピッチで撮影するよう、カメラ２に制御信号を出力する。

判定部１０６は、撮影画像を解析し、当該画像中に規定された数の転動体画像が含まれるか否かを判定する。具体的には、各撮影画像に転動体領域１つが含まれる場合に、当該撮影画像に１つの転動体画像が含まれるか否かを判定する。
判定部１０６は、たとえば撮影画像の二値化画像における黒画素領域の面積と、基準値として記憶されている、規定された数（たとえば１つ）の転動体画像が含まれる場合の黒画素領域の面積とを比較することで、当該画像中に規定された数の転動体画像が含まれるか否かを判定する。

好ましくは、回転指示部１０７は、初期位置を決定する際には第１の回転速度で回転装置４に転がり軸受８を回転させ、初期位置が決定されて上記撮影ピッチでの撮影が開始されると第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で転がり軸受８を回転させる。これにより、検査を高速化することができる。
なお、転がり軸受の検査は、転がり軸受製作時の注油工程において注油と並行して行われてもよい。この場合、第２の回転速度は、注油のための回転速度となる。

判定結果出力部１０８は、一例として、判定結果をディスプレイ１８に表示するための処理を行う。判定結果出力部１０８は、他の例として、図示しないスピーカからの音声出力や、図示しないランプの点滅などのための処理を行ってもよい。
判定結果出力部１０８は、判定部１０６によって撮影画像に規定された数（たとえば１つ）の転動体画像が含まれるか否かが判定されるごとに、その判定結果をディスプレイ１８に表示してもよい。判定結果は、規定された数の転動体８４が含まれる（是）か含まれない（否）かのいずれか一方でもよいし、両方でもよい。
または、判定結果出力部１０８は、撮影画像ごとの判定部１０６による判定結果を記憶しておき、規定数の転動体８４が含まれていると判定された画像における当該規定数の合計が、検査対象である転がり軸受８に配置されるべき転動体８４の総数（たとえば２０個）と一致するか否かを検出結果としてディスプレイ１８に表示してもよい。
たとえば図３の転がり軸受８が検査対象である場合、判定結果出力部１０８は、少なくとも２０回、カメラ２から撮影画像を受け取るたびに判定結果を検査結果として出力する。２０回の判定のうち１回でも当該撮影画像に１つの転動体画像が含まれていない（否）という判定がなされている場合、その検査結果は、当該転がり軸受８に配置されるべきすべての転動体８４が配置されていない、つまり当該転がり軸受８がいわゆるボール抜けと呼ばれる不良品であるということを意味する。

好ましくは、制御装置１のＣＰＵ１０は、照明装置５に制御信号を出力することによって照明装置５の点灯および消灯を指示するための照明指示部１０９をさらに含む。照明指示部１０９は、制御装置１において撮影の開始位置を決定するための撮影をカメラ２に指示する際に照明装置５に点灯を指示する。そして、照明指示部１０９は、転がり軸受８の複数の転動体領域すべてについて、それぞれ少なくとも一部の撮影が完了すると、照明装置５に消灯を指示する。これにより、カメラ２による撮影の開始から終了まで、照明装置５によって撮影範囲２ａが照らされる。
より好ましくは、照明指示部１０９は、カメラ２による撮影のタイミングに同期して照明装置５に点灯および消灯を指示する。具体的には、照明指示部１０９が、カメラ２による撮影の際に照明装置５に点灯を指示し、撮影後に消灯を指示することを、カメラ２による撮影のたびに繰り返す。これにより、カメラ２による撮影ごとに照明装置によって撮影範囲２ａが照らされる。

＜動作フロー＞
図７は、検査装置１００で検査を実行する際の制御装置１での制御の流れを表したフローチャートである。図７のフローチャートに表された制御は、制御装置１のＣＰＵ１０がＲＯＭ１１に記憶されている制御プログラムをＲＡＭ１２上に読み出して実行し、図５の各機能を発揮することによって実現される。

図７を参照して、検査を開始すると、ＣＰＵ１０は、まず、初期位置を決定するためにカメラ２に撮影を指示する（ステップＳ１０１）。ＣＰＵ１０は、カメラ２による撮影画像を解析し、たとえば抽出されたエッジに基づいて初期位置を決定する。
撮影画像からエッジが抽出されずに初期位置が決定されない場合には（ステップＳ１０３でＮＯ）、ＣＰＵ１０は、保持された転がり軸受８を低速である第１の回転速度で回転させるよう回転装置４を制御し（ステップＳ１０５）、動作をステップＳ１０１に戻して再度カメラ２に撮影を指示する。ＣＰＵ１０は、初期位置が決定されるまで、上記ステップＳ１０１からの動作を繰り返す。

ステップＳ１０１で得られた撮影画像に基づいて初期位置が決定されると（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、検査のための撮影を開始する。すなわち、ＣＰＵ１０は、上記第１の回転速度よりも高速の第２の回転速度で転がり軸受８を回転させるよう回転装置４を制御する（ステップＳ１０７）。

ＣＰＵ１０は、検査対象である転がり軸受８に配置されるべき転動体８４の総数に基づいて決定された撮影ピッチ回転するごとに（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、カメラ２に対して撮影を指示し（ステップＳ１１３）、カメラ２から撮影画像の入力を受け付ける（ステップＳ１１７）。
好ましくは、ＣＰＵ１０は、カメラ２に対する撮影の指示よりも前に、または撮影の指示と概ね同時に、照明装置５に点灯を指示する（ステップＳ１１１）。そして、カメラ２での撮影が終了するタイミングに、ＣＰＵ１０は照明装置５に消灯を指示する（ステップＳ１１５）。これにより、カメラ２による撮影のたびに撮影範囲２ａが照明される。

ステップＳ１１７で撮影画像の入力を受け付けると、ＣＰＵ１０は、当該画像を解析して、当該画像に転動体８４を表す画像である転動体画像が規定数（たとえば１つ）含まれるか否かを判定する。一例として、ＣＰＵ１０は、撮影画像を二値化して得られた二値化画像の黒画素領域の面積を算出する（ステップＳ１１９）。そして、ＣＰＵ１０は、算出した黒画素領域の面積が、基準値として記憶されている、規定された数の転動体画像が含まれる場合の黒画素領域の面積と同じ、または同じとみなせる範囲内にある場合（ステップＳ１２１でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は撮影画像に規定数の転動体画像が含まれていると判定する。

算出した黒画素領域の面積が上記基準値と異なる、または大きく乖離している場合（ステップＳ１２１でＮＯ）、ＣＰＵ１０は、当該撮影画像に規定数の転動体画像が含まれていない、つまり異常と判定する。この場合、ＣＰＵ１０は、異常であるこという判定結果をディスプレイ１８に表示（出力）してもよい（ステップＳ１２３）。または、ＣＰＵ１０は、判定結果をメモリに出力し、記憶させてもよい（ステップＳ１２３）。

ＣＰＵ１０は、規定された撮影ピッチごとに上記ステップＳ１１１〜Ｓ１２５を繰り返す。そして、転がり軸受８が１回転する間にカメラ２によって上記撮影ピッチごとに撮影されたすべての画像について上記の判定が終了すると（ステップＳ１２５でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、当該転がり軸受８についての検査を完了する。
または、ＣＰＵ１０は、上記ステップＳ１２１において撮影画像に規定数の転動体画像が含まれていないと判定された時点で、当該転がり軸受８の検査を終了してもよい。

検査が完了した後に、ＣＰＵ１０は、当該転がり軸受８の検査結果を出力してもよい。すなわち、ＣＰＵ１０は、上記ステップＳ１２３で撮影画像中に規定数の転動体画像が含まれているか否かの判定結果を表示すると共に、またはその表示に替えて、検査を完了の後に検査結果を表示（出力）してもよい。

ＣＰＵ１０は、メモリに記憶している上記ステップ１２１の判定結果の数が当該転がり軸受８に配置されるべき転動体８４の総数に達すると、メモリから判定結果を読み出して、すべの判定結果が撮影画像中に規定数の転動体画像が含まれているという判定結果であるか、１つでも規定数の転動体画像が含まれていないという判定結果（異常判定）が含まれるか、を判断する。すなわち、ＣＰＵ１０は、規定数の転動体８４が含まれていると判定された画像における当該規定数の合計が、検査対象である転がり軸受８に配置されるべき転動体８４の総数と一致するか否かを判断する。そして、ＣＰＵ１０は、その判断結果を検査結果としてディスプレイ１８に表示（出力）してもよい。または、ＣＰＵ１０は、いずれか一方の判断結果のみを検査結果として出力してもよい。または、ＣＰＵ１０は、判断結果が後者であった場合には（ステップＳ１２７でＹＥＳ）、当該転がり軸受８に配置されるべき数の転動体８４が配置されていない不良品であると検査結果を出力し（ステップＳ１２９）、前者であった場合には（ステップＳ１２７でＮＯ）、当該転がり軸受８に配置されるべき数の転動体８４が配置された良品であるとの検査結果出力してもよい（ステップＳ１３１）。

＜実施の形態の効果＞
本実施の形態にかかる検査装置１００において、検査対象の転がり軸受８の複数の転動体領域８５のすべてを含む範囲よりも小さい範囲であって、複数の転動体領域８５の一部を含む範囲を撮影範囲２ａとするようにカメラ２が設置されることで、複数の転動体領域８５のすべてを撮影範囲とするように設置されるよりも、転がり軸受８からの高さを低くすることができる。これにより、検査装置１００の設備のサイズを小さくすることができる。また、カメラ２と検査対象の転がり軸受８との距離が上記撮影範囲の撮影に適した距離となる位置にカメラ２を設置しておくことで、検査対象の転がり軸受のサイズが変化した場合であっても検査に適した撮影画像が得られる。それ故、検査精度を向上させることができる。

本実施の形態にかかる検査装置１００では、カメラ２の撮影範囲２ａに検査対象の転がり軸受８の複数の転動体領域８５の一部が含まれるため、複数の転動体領域８５すべてを撮影するために転がり軸受８を回転させながら複数回、カメラ２によって撮影される。複数の撮影画像それぞれに規定された数の転動体画像が含まれるか否かを判定することによって、１回に複数の転動体領域８５のすべてを撮影した撮影画像に当該転がり軸受８に配置されるべき数の転動体画像が含まれているか否かを判定する場合と同様の検査結果が得られる。

本実施の形態にかかる検査装置１００では、カメラ２の撮影範囲２ａがその中心と転がり軸受８の中心とを結ぶ直線方向の長さがその方向に直交する方向の長さよりも長く設定されていることで、検査装置１００で検査対象となる転がり軸受８のサイズの汎用性を向上させることができる。

好ましくは、本実施の形態にかかる検出装置１００では、カメラ２の撮影範囲２ａを照明装置５で照らしてカメラ２での撮影が行われる。これにより、画像解析の精度を向上させることができ、検査精度を向上させることができる。
より好ましくは、本実施の形態にかかる検出装置１００では、カメラ２での撮影のタイミングに同期して照明装置５が点灯する。これにより、検査期間中、照明装置５の点灯状態を維持する場合に比べて消費電力を抑えることができる。

好ましくは、本実施の形態にかかる検出装置１００は、転がり軸受の製造過程の注油工程において検査のための撮影を行う。これにより、転がり軸受の製造全体に要する時間を短縮することができる。

［第２の実施の形態］
なお、以上の説明では、検査装置１００の回転装置４に保持された転がり軸受８は、外輪８２と内輪８１とが相対回転せず、つまり外輪８２、内輪８１、および転動体８４が一体となって回転装置４によって回転することを前提としている。そのため、第１の実施の形態において制御装置１は、回転装置４による転がり軸受８の回転速度を、転がり軸受８が外輪８２、内輪８１、および転動体８４が一体となって回転し得る速度に制御する。この速度は実験的に求められるものであってもよいし、外輪８２および転動体８４、ならびに内輪８１および転動体８４の間の摩擦力に基づいて算出されてもよい。このように回転させることで、後述するような外輪８２と内輪８１とが相対回転する場合よりも撮影ピッチを容易に決定することができる。

しかしながら、転がり軸受８を回転させる方法はこのような方法に限定されない。つまり、外輪８２と内輪８１とが相対回転してもよい。すなわち、回転装置４を、検査時の第２の回転速度として外輪８２と内輪８１とが相対回転するような（第１の実施の形態よりも）高速で回転させてもよい。またたとえば、外輪８２を固定し、内輪８１のみを回転装置４で回転させてもよい。逆に、内輪８１を固定し、外輪８２のみを回転装置４で回転させてもよい。このように回転させることで、外輪８２と内輪８１とが相対回転しないように回転させるよりも高速で安定して回転させることができる。

この場合、制御装置１は、回転装置４による内輪８１または外輪８２の回転速度と転動体８４の内輪８１または外輪８２に対する回転速度とを考慮して撮影ピッチを決定する。制御装置１は、撮影ピッチを算出するための演算式を予め記憶しておいて転がり軸受８の摩擦係数などのパラメータを当該演算式に代入することで撮影ピッチを算出してもよいし、型番などの転がり軸受８の識別情報ごとに撮影ピッチを予め記憶しておいてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 制御装置、２ カメラ、２ａ 撮影範囲、３ 凸部、４ 回転装置、５ 照明装置、８ 転がり軸受、１０ ＣＰＵ、１１ ＲＯＭ、１２ ＲＡＭ、１３ ＨＤＤ、１４ 操作入力部、１５ カメラＩ／Ｆ、１６ 回転装置Ｉ／Ｆ、１７ 照明Ｉ／Ｆ、１８ ディスプレイ、８１ 内輪、８２ 外輪、８３ 軸受中心線、８４転動体、８５ 転動体領域、１００ 検査装置、１０１ 情報入力部、１０２ 撮影ピッチ決定部、１０３ 撮影画像入力部、１０４ 初期位置決定部、１０５ 撮影指示部、１０６ 判定部、１０７ 回転指示部、１０８ 判定結果出力部、１０９ 照明指示部。

Claims (6)

1. 複数の転動体を有する転がり軸受を検査対象とし、各転動体がそれぞれ配置されるべき領域である複数の転動体領域のそれぞれに、転動体が配置されているか否かを検査するための検査装置であって、
   前記検査対象である転がり軸受の複数の転動体を軸受中心線周りに回転させるための回転装置と、
   すべての前記転動体領域のうちの一部の転動体領域を含む範囲を撮影範囲とすると共に、前記回転装置による回転により前記一部の転動体領域が前記撮影範囲を通るたびに当該一部の転動体領域を撮影するカメラと、
   前記カメラによって撮影された画像を取得し、当該画像それぞれに規定数の転動体が含まれているか否かを判定する制御装置と、を備える、検査装置。
2. 前記制御装置は、すべての前記転動体領域の画像を複数の画像に分けて取得して当該複数の画像それぞれについて前記判定を行い、前記規定数の転動体が含まれていると判定された前記画像における当該規定数の合計が、前記検査対象である転がり軸受が有するべき転動体の数と一致するか否かを検査結果として出力する、請求項１に記載の検査装置。
3. 前記撮影範囲は、前記撮影範囲の中心と前記転がり軸受の中心とを結ぶ直線方向の長さが、前記方向に直交する方向の長さよりも大きく設定されている、請求項１または２に記載の検査装置。
4. 前記撮影範囲を照らすための照明装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記カメラによる撮影のタイミングと同期して前記撮影範囲を照らすように前記照明装置を制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査装置。
5. 複数の転動体を有する転がり軸受を検査対象とし、各転動体がそれぞれ配置されるべき領域である複数の転動体領域のそれぞれに、転動体が配置されているか否かを検査する検査方法であって、
   前記検査対象である転がり軸受の複数の転動体を軸受中心線周りに回転させるステップと、
   すべての前記転動体領域のうちの一部の転動体領域を含む範囲を撮影範囲とするカメラによって、前記回転により前記一部の転動体領域が前記撮影範囲を通るたびに当該一部の転動体領域を撮影するステップと、
   前記カメラによって撮影された画像それぞれに規定数の転動体が含まれているか否かを判定するステップと、を備える、検査方法。
6. 前記転動体を回転させるステップでは、前記複数の転動体を前記転がり軸受の内輪および外輪と一体として回転させる、請求項５に記載の検査方法。