JP4302588B2

JP4302588B2 - 金属リングの側縁検査方法

Info

Publication number: JP4302588B2
Application number: JP2004227467A
Authority: JP
Inventors: 聡野條; 亮小原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2024-08-04
Also published as: JP2006047073A

Description

本発明は、自動車用無段変速機（ＣＶＴ）等のベルトに使用される無端状の金属リングについて、その側縁に生じた擦り痕や打痕等を検査する方法に関する。

従来より、自動車等の無段変速機の動力伝達のために、複数の金属リングを積層して積層リングを形成し、該積層リングを所定形状のエレメントに組み付けて保持した無段変速機用ベルトが用いられている。前記金属リングは、製造工程や搬送工程、積層工程などでその側縁に擦り痕や打痕等が生じることがあるが、基準外の擦り痕や打痕があるものは使用することができない。

前記金属リングの側縁を検査するために、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、その画像によって金属リングの擦り痕や打痕等を検出する検査装置が提案されている。前記検査装置は、カメラで撮像された画像の形状が金属リング側縁の断面形状によって異なることを利用し、金属リングの擦り痕や打痕の判断を行っている（特許文献１参照）。

前記金属リングの擦り痕や打痕等としては、例えば、前記金属リングをバレル研磨する際に該金属リングとメディアとの接触により生じるメディア打痕等がある。前記メディア打痕は、小さな凹凸の集団からなるため、単独では基準外とならないような大きさであっても、小さな間隔でいくつかのメディア打痕が集まると、基準外となることがある。

しかしながら、前記の方法では、前記メディア打痕のような打痕に対して、その面積からだけでは基準外とするか否かの判定が難しいという不都合ある。
特開２００４−７７４２５号公報（明細書００１２，００１６、図３，４，５）

本発明は、前記不都合を解消するために、小さな凹凸の集団からなる打痕について、基準外とするべき打痕を確実に検出することができる金属リングの側縁検査方法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、本発明は、無端状に形成された金属リングの側縁を検査する方法であって、前記金属リングの側縁を照明手段により照明した状態で撮像手段により撮像する工程と、撮像された画像を２値化する工程と、２値化された画像内に検査対象部を設定する工程と、該検査対象部の面積を算出する工程と、該検査対象部の面積を所定の第１の基準値と比較して、該検査対象部の面積が第１の基準値より大きければ該検査対象部を基準外と判定し、該検査対象部の面積が第１の基準値以下であり、かつ第１の基準値より小さい所定の第２の基準値より大きければ該検査対象部を連続判定対象とする工程と、各連続判定対象について他の連続判定対象との間隔を所定の第３の基準値と比較して、該間隔が第３の基準値より小さければ、両連続判定対象は連続しているものと見なし、該連続判定対象が所定数以上の他の連続判定対象と連続しているものと見なされるときに基準外と判定する工程とを備えることを特徴とする。

本発明の方法では、まず、前記金属リングの側縁を前記照明手段により照明し、このとき前記撮像手段により撮像された画像を２値化処理する。次に、２値化された画像内の明部像を検査対象部に設定し、該検査対象部の面積を算出する。

前記検査対象部の面積が算出されたならば、次いで、前記検査対象部の面積を所定の第１の基準値と比較する。前記第１の基準値は、例えば、前記検査対象部が単独では基準外とならない面積の最大値である。そして、前記検査対象部の面積が第１の基準値より大きければ該検査対象部を基準外と判定する。

一方、前記検査対象部の面積が第１の基準値以下であっても、該検査対象部の面積がある一定の大きさであれば、このような検査対象部が複数近接して集団をなしていることにより、基準外となることがある。

そこで、次に、前記検査対象部の面積が第１の基準値以下であり、かつ第１の基準値より小さい所定の第２の基準値より大きければ該検査対象部を連続判定対象とする。尚、「連続判定対象」とは、連続性を判定する対象を意味する。また、前記第２の基準値は、単独では基準外とならない前記検査対象部が複数近接して集団をなしても、尚基準外とはならない面積の最大値である。

次に、各連続判定対象について他の連続判定対象との間隔を所定の第３の基準値と比較する。前記第３の基準値は、２つの連続判定対象が不連続であると見なし得る間隔の最小値である。そこで、次に、各連続判定対象について他の連続判定対象との間隔が第３の基準値より小さければ、両連続判定対象は連続しているものと見なす。

前記連続判定対象は、その面積が第１の基準値以下であるので、他の連続判定対象と連続していると見なし得るとしても、連続していると見なす他の連続判定対象が少数であれば基準外とはならない。そこで次に、前記連続判定対象が何個の他の連続判定対象と連続していると見なされるかを求め、所定数より多くの他の連続判定対象と連続していると見なされるときに、基準外と判定する。

従って、本発明の検査方法によれば、単独では基準外とならないような大きさの検査対象部についても、他の検査対象部との関係から、基準外となるか否かを適切に判定することができ、基準外とするべき打痕等を確実に検出することができる。

次に、本発明の側縁検査方法の実施形態の一例について、図１乃至図７を参照して説明する。図１は本実施形態の検査方法に用いる検査装置の構成を示すシステム構成図、図２は図１に示す画像処理装置と回転テーブル制御装置との機能的構成を示すブロック図、図３は本実施形態の検査方法を示すフローチャートである。また、図４は積層リングの説明的断面図、図５は実施形態の検査方法で撮像された画像を示す説明図、図６は図５に示す画像の２値化画像を示す説明図であり、図７は図６の要部拡大図である。

本実施形態の検査方法に用いる検査装置１は、図１に示すように、回転テーブル２と、回転テーブル２の上方に設けられた照明装置３と、回転テーブル２及び照明装置３の上方に設けられたカメラ４と、カメラ４によって撮影された画像の処理を行う画像処理装置５と、回転テーブル２の回転を制御する回転テーブル制御装置６とを備えている。

回転テーブル２は、複数の金属リング７が積層された積層リング７ａを積層状態で保持して当該積層リング７ａを円周方向に回転させるものである。回転テーブル２には、積層リング７ａの内周面に当接して積層リング７ａを円形の状態で保持する保持部（図示せず）が設けられている。また、回転テーブル２の側方には、積層リング７ａにメディア打痕等が検出された場合、メディア打痕等がある箇所にマーキングを行うマーキング装置８が設けられている。このマーキング装置８は、積層リング７ａに向けて進退自在のマーカー８ａを有している。

照明装置３は、２個のスポット照明９と、スポット照明９に装着された集光レンズ１０と、スポット照明９を角度調節自在に固定する固定板１１と、スポット照明９に光を送る光ファイバ１２とを有しており、光ファイバ１２は光源１３に接続されている。照明装置３は、積層リング７ａの撮像位置Ｐに対して積層リング７ａの周方向両側から所定の角度（例えば、積層リング７ａの側縁が形成する面に対して４０°の俯角）で照明を行うようになっている。カメラ４は、一般に用いられているＣＭＯＳカメラであり、積層リング７ａの軸方向と平行な方向に設けられ、ケーブル１４によって画像処理装置５に接続されている。

画像処理装置５は、図２に示すように、機能的構成として、画像記憶手段１５、２値化手段１６、選択手段１７、面積判定手段１８、連続判定手段１９、結果表示手段２０及び位置通知手段２１とを備え、２値化手段１６、面積判定手段１８、連続判定手段１９はそれぞれ付属のメモリ１６ａ，１８ａ，１９ａ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２０は画像処理装置５に内蔵されたモニタ２２に接続され、位置通知手段２１は回転テーブル制御装置６に接続されている。

回転テーブル制御装置６は、マーキング制御手段６ａを内蔵している。マーキング制御手段６ａはマーキング装置８に接続され、位置通知手段２１から通知される基準外のメディア打痕の位置に関する信号を基にマーキング装置８によって積層リング７ａにマーキングを行う。

次に、図３乃至図７を参照して本実施形態の検査方法について説明する。尚、本実施形態においては、単層の金属リング７ではなく、所定の標準周長を備え、相互に少しずつ周長の異なる複数枚の金属リング７が相互に積層された積層リング７ａについて検査を行う場合について説明する。

まず、図３のＳＴＥＰ１でカメラ４による積層リング７ａの撮像が行われる。積層リング７ａは、図４に示すように、複数枚（本実施形態では１２枚）の金属リング７を積層したものである。各金属リング７は、前述のように所定の標準周長を備え、相互に少しずつ周長が異なっているので、それぞれ隣り合う金属リング７と僅かな隙間を存して積層されている。また、単層の金属リング７の側縁は、図４に示すように角部が面取りされた略円弧状となっている。

このような積層リング７ａは、前工程で各金属リング７が積層された後、図示しない移送装置により回転テーブル２上に移送され、回転テーブル２の保持部により円形に保持されている。このとき、回転テーブル２は回転テーブル制御装置６によって所定の速度で回転しており、回転テーブル２と共に回転している積層リング７ａの撮像位置Ｐをカメラ４によって連続的に撮像する。前記撮像は、例えば標準周長６１５ｍｍの金属リング７が複数枚積層された積層リング７ａの場合、積層リング７ａの周長の６ｍｍを１画像とし、各画像が１ｍｍのラップ部を持つようにして、全周を１２３の分割画像とするようにして行う。

前記撮像は、積層リング７ａの撮像位置Ｐが、照明装置３によって照明されている状態で行う。前記照明は、積層リング７ａの周方向（本実施形態においては撮像位置Ｐにおける積層リング７ａの接線方向）から撮像位置Ｐを挟む両側に配置されたスポット照明９により行われる。前記撮像により、例えば、図５にその一部として示すような画像２３が得られる。

金属リング７は、前述のようにその側縁の角部が面取りされて断面視で略円弧状となっているため、前記照明により撮像すると、画像２３のように、各金属リング７の厚さ方向の中心付近は反射によってカメラ４まで到達する光の量が多いため明るくなり、面取りされた部分は反射角度が大きくなって反射光がカメラ４に到達しないため暗くなる。また、各金属リング７にメディア打痕２４ａ，２４ｂ等の凹部がある場合、該凹部も反射によってカメラ４まで到達する光の量が多いため明るくなる。

尚、前記スポット照明９は、集光レンズ１０を装着することにより、一定方向の光軸を得ることができるため、金属リング側縁の必要な部分だけを照明することができ、傷だけを光らせることができる。また、２つのスポット照明９を用いることにより、前記略円弧状の断面を備える金属リング７の頂部のみならず、該頂部の側方まで照明することができ、検査範囲を拡げることができる。

このようにしてカメラ４により撮像された画像２３は、ケーブル１４を介して順次画像処理装置５に送られ、画像記憶手段１５に記憶される。

次に、図３のＳＴＥＰ２で、画像記憶手段１５に記憶されている画像２３が、２値化手段１６により所定の閾値を用いて２値化される。この結果、２値化された画像の一部として、例えば、図６に示すような画像２３ａが得られる。画像２３ａは、前記閾値を適切に設定することにより、メディア打痕２４ａ，２４ｂのみが明部像２５となり、他の部分は暗部像となる。尚、前記暗部像は黒となるが、添付の図面では便宜上、前記暗部像を黒ではなく網掛けで表している。また、２値化手段１６は、得られた明部像２５のそれぞれにラベリング処理を行い、２値化手段１６に付属するメモリ１６ａに記憶する。

次に、図３のＳＴＥＰ３で、選択手段１７によりメモリ１６ａに記憶されている明部像２５の選択が行われ、複数のメディア打痕２４ａ，２４ｂに係る明部像２５の１つを検査画像として選択する。選択手段１７により選択された明部像２５は、次に、図３のＳＴＥＰ４で、面積判定手段１８により面積が算出される。面積判定手段１８は、次いでＳＴＥＰ５で、明部像２５の面積を所定の第１の基準値と比較する。本実施形態では、第１の基準値は、明部像２５が単独では基準外とならない面積の最大値に設定されている。

例えば、複数のメディア打痕が明らかに連続して１つの大きなメディア打痕２４ａを形成していて、メディア打痕２４ａの明部像２５の面積が第１の基準値より大きいと判断されたときはＳＴＥＰ２３に進み、前記明部像２５に係るメディア打痕２４ａを基準外として、検査を終了する。

一方、ＳＴＥＰ５で、複数のメディア打痕２４ｂが相互に間隔を存して存在していて、個々のメディア打痕２４ｂに係る明部像２５の面積が、第１の基準値より小さいと判断されたときはＳＴＥＰ６に進み、さらに面積判定手段１８により該明部像２５の面積を第１の基準値より小さい所定の第２の基準値と比較する。本実施形態では、第２の基準値は、単独では基準外とならない明部像２５が複数近接して集団をなしても尚、基準外とはならない面積の最大値に設定されている。

この結果、ＳＴＥＰ６で面積判定手段１８により、前記明部像２５の面積が第２の基準値より大きいと判断されたときは、該明部像２５に係るメディア打痕２４ｂが他のメディア打痕２４ｂと近接して集団を形成すると基準外となり得るものとして、ＳＴＥＰ７で該明部像２５を連続判定対象として面積判定手段１８に付属するメモリ１８ａに記憶し、ＳＴＥＰ８に進む。一方、ＳＴＥＰ６で面積判定手段１８により、前記明部像２５の面積が第２の基準値より小さいと判断されたときは、該明部像２５を連続判定対象とすることなく、直ちにＳＴＥＰ８に進む。

ＳＴＥＰ８では、画像２３ａにおける全てのメディア打痕２４ａ，２４ｂに係る明部像２５について、第１の基準値、第２の基準値との比較が完了したか否かが確認される。そして、第１の基準値、第２の基準値との比較が行われていない明部像２５が残っているときには、ＳＴＥＰ３〜８の手順が繰り返される。

ＳＴＥＰ８で、全ての明部像２５について、第１の基準値、第２の基準値との比較が完了したことが確認されたならば、次にＳＴＥＰ９で、連続判定手段１９によりメモリ１８ａに記憶されている連続判定対象の有無が確認される。ここで、メモリ１８ａに記憶されている連続判定対象が無いときには、ＳＴＥＰ２４に進み、前記明部像２５に係るメディア打痕２４ｂを基準内として、検査を終了する。

一方、ＳＴＥＰ９でメモリ１８ａに記憶されている連続判定対象が確認されたときは、連続判定手段１９はＳＴＥＰ１０でメモリ１８ａに記憶されている前記連続判定対象の１つ（例えば連続判定対象ａとする）を選択し、ＳＴＥＰ１１で該連続判定対象ａの連続数を０にする。尚、「連続数」とは、連続判定対象ａと連続していると見なされる他の連続判定対象の数であり、連続判定手段１９に付属するメモリ１９ａに記憶される。

次に、連続判定手段１９はＳＴＥＰ１２でメモリ１８ａに記憶されている前記連続判定対象の他の１つ（例えば連続判定対象ｂとする）を選択し、ＳＴＥＰ１３で連続判定対象ａと連続判定対象ｂとの距離を第３の基準値と比較する。本実施形態では、第３の基準値は、２つの連続判定対象が不連続であると見なし得る間隔の最小値である。

前記連続判定対象ａと連続判定対象ｂとの距離は、図７に画像２３ａの一部を拡大して示すように、両連続判定対象の明部像２５が横方向に離間している場合は、両者の横方向の距離ｙを測定することにより行われる。或いは、両連続判定対象の明部像２５の重心間距離ｄを測定することによって行ってもよい。さらに、図示しないが、両連続判定対象の明部像２５が縦方向に離間している場合は、両者の縦方向の距離を測定することにより行ってもよい。

次に、ＳＴＥＰ１３で、連続判定対象ａと連続判定対象ｂとの距離が第３の基準値よりも小さいと判断されたときは、連続判定手段１９はＳＴＥＰ１４で連続判定対象ａの連続数に１を加算して、ＳＴＥＰ１５に進む。一方、連続判定対象ａと連続判定対象ｂとの距離が第３の基準値よりも大きいと判断されたときは、連続判定手段１９は連続判定対象ａの連続数に１を加算することなく、直ちにＳＴＥＰ１５に進む。

ＳＴＥＰ１５では、連続判定対象ａ以外の、メモリ１８ａに記憶されている他の連続判定対象の全てについて、連続判定対象ａとの距離と第３の基準値との比較が完了したか否かが確認される。そして、連続判定対象ａとの距離と第３の基準値との比較が行われていない連続判定対象が残っているときには、ＳＴＥＰ１２〜１５の手順が繰り返され、これにより連続判定対象ａの連続数が求められる。

ＳＴＥＰ１５で、他の連続判定対象の全てについて、連続判定対象ａとの距離と第３の基準値との比較が完了したことが確認されたならば、次にＳＴＥＰ１６で、メモリ１８ａに記憶されている連続判定対象の全てについて、連続数が求められたか否かが確認される。そして、連続数が求められていない連続判定対象が残っているときには、ＳＴＥＰ１０〜１６の手順が繰り返され、これにより全ての連続判定対象の連続数が求められる。

ＳＴＥＰ１６で、全ての連続判定対象について連続数が求められたことが確認されたならば、次に連続判定手段１９はＳＴＥＰ１７で最大連続数を１にする。尚、「最大連続数」とは、メモリ１９ａに記憶されている連続数の最大値である。

次に、連続判定手段１９はＳＴＥＰ１８で、メモリ１９ａに記憶されている各連続判定対象の連続数の１つ（例えば連続判定対象ａの連続数）を選択し、ＳＴＥＰ１９で該連続数を前記最大連続数と比較する。そして、前記選択された連続数が前記最大連続数より大きければ、ＳＴＥＰ２０で該連続数を新たな最大連続数とし、ＳＴＥＰ２１に進む。一方、前記選択された連続数が前記最大連続数以下であるときは、該最大連続数を変更することなくＳＴＥＰ２１に進む。

ＳＴＥＰ２１では、メモリ１９ａに記憶されている全ての連続判定対象について、その連続数と前記最大連続数との比較が完了したか否かが確認される。そして、連続数と前記最大連続数との比較が行われていない連続判定対象が残っているときには、ＳＴＥＰ１７〜２１の手順が繰り返され、これによりメモリ１９ａに記憶されている全ての連続判定対象の連続数のうちの最大値が前記最大連続数として求められる。

次に、連続判定手段１９はＳＴＥＰ２２で、前記最大連続数を、連続していると見なされる他の連続判定対象の数が基準内と判定される最大値としての所定数と比較する。そして、ＳＴＥＰ２２で前記最大連続数が前記所定数よりも大きいと判断されれば、ＳＴＥＰ２３で該最大連続数に係る連続判定対象の集団を基準外と判定し、検査を終了する。一方、ＳＴＥＰ２２で前記最大連続数が前記所定数以下であると判断されれば、ＳＴＥＰ２４で該最大連続数に係る連続判定対象の集団を基準内と判定し、検査を終了する。

図３に示す検査により、基準外とされるメディア打痕２４ａ，２４ｂが発見されると、結果表示手段２０から基準外のメディア打痕２４ａ，２４ｂがある旨が送信されてモニタ２２に表示される。また、基準外とされるメディア打痕２４ａ，２４ｂが発見された場合は、位置通知手段２１から回転テーブル制御装置６にメディア打痕２４ａ，２４ｂの位置に関する信号が送られる。回転テーブル制御装置６では、位置通知手段２１からの信号により回転テーブル２を回転させて積層リング７ａのメディア打痕２４ａ，２４ｂがある箇所をマーキング装置８の位置まで移動させ、マーキング制御手段６ａによりマーカー８ａを積層リング７ａに向けて突出させてマーキングを行う。尚、本実施形態では、各金属リング７毎にはマーキングは行わず、基準外とされるメディア打痕２４ａ，２４ｂが発見された積層リング７ａの外周面にマーキングを行っている。

そして、本実施形態の検査方法により側縁が検査された積層リング７ａは、基準外とされるメディア打痕２４ａ，２４ｂがなければ良品として組み付け工程等の次の工程に払い出される。一方、基準外とされるメディア打痕２４ａ，２４ｂが発見された積層リング７ａは再度検査員による検査に供され、基準外とされるメディア打痕２４ａ，２４ｂが発見された金属リング７を取り除く等の作業が行われる。

尚、前記実施形態においては、金属リング７が積層された積層リング７ａについて検査を行っているが、回転テーブル２に単層の金属リング７をセットすることにより、単層の金属リング７の検査も行うことができる。

本発明の検査方法に用いる検査装置の構成を示すシステム構成図。図１に示す画像処理装置と回転テーブル制御装置との機能的構成を示すブロック図。本発明の検査方法の一実施形態を示すフローチャート。積層リングの説明的断面図。本発明の検査方法で撮像された画像を示す説明図。図５に示す画像の２値化画像を示す説明図。図６の要部拡大図。

符号の説明

３…照明手段、４…撮像手段（カメラ）、７…金属リング、２５…明部像。

Claims

無端状に形成された金属リングの側縁を検査する方法であって、
前記金属リングの側縁を照明手段により照明した状態で撮像手段により撮像する工程と、
撮像された画像を２値化する工程と、
２値化された画像内に検査対象部を設定する工程と、
該検査対象部の面積を算出する工程と、
該検査対象部の面積を所定の第１の基準値と比較して、該検査対象部の面積が第１の基準値より大きければ該検査対象部を基準外と判定し、該検査対象部の面積が第１の基準値以下であり、かつ第１の基準値より小さい所定の第２の基準値より大きければ該検査対象部を連続判定対象とする工程と、
各連続判定対象について他の連続判定対象との間隔を所定の第３の基準値と比較して、該間隔が第３の基準値より小さければ、両連続判定対象は連続しているものと見なし、該連続判定対象が所定数以上の他の連続判定対象と連続しているものと見なされるときに基準外と判定する工程とを備えることを特徴とする金属リングの側縁の検査方法。