JP4481094B2 - Metal ring side edge inspection device - Google Patents
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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、その側縁に生じた傷や打痕等を検査する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for inspecting scratches, dents, and the like generated on a side edge of an endless metal ring used for a belt of a continuously variable transmission (CVT) for automobiles.
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傷や打痕等が生じることがある。 Conventionally, a belt for a continuously variable transmission in which a plurality of metal rings are laminated to form a laminated ring and the laminated ring is assembled and held in an element of a predetermined shape for power transmission of a continuously variable transmission such as an automobile. Is used. The metal ring may have scratches or dents on the side edges thereof during the manufacturing process, the transport process, the lamination process, and the like.
そこで、前記金属リングの傷等を検出するために、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傷等を検出する装置が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に開示された検査方法で金属リングの側縁の検査を行ってみると、本来傷等として検出されなければならない箇所があるにもかかわらず、当該傷等が検出されない例が散見された。このように、従来の検査方法では検出することのできない傷等があることが判明した。 However, when the inspection of the side edge of the metal ring is performed by the inspection method disclosed in Patent Document 1, there is an example in which the scratch or the like is not detected even though there is a portion that should be detected as a scratch or the like. It was scattered. Thus, it has been found that there are scratches and the like that cannot be detected by the conventional inspection method.
本願発明者等は、その原因は以下のようなものであることを知見した。まず、従来は照明用の光源として集中光(スポット光)を照射するものを用い単層の金属リングに向けて一方向からスポット光を当てていた。一方、打痕等によって生じる凹部の傾斜面では、光源からの光の方向に対してある程度の角度範囲がないと当該傾斜面で反射された光はカメラに入らない。従って、カメラで前記凹部の存在部分を撮像しても、凹部の略半分程度しか画像に現れず、あとの半分は影になってしまうため、凹部の形状によっては検査時に傷等として認識されない事態が生じうる。 The inventors of the present application have found that the cause is as follows. First, conventionally, a light source that irradiates concentrated light (spot light) is used as a light source for illumination, and spot light is applied from one direction toward a single-layer metal ring. On the other hand, on the inclined surface of the recess caused by a dent or the like, the light reflected by the inclined surface does not enter the camera unless there is a certain angle range with respect to the direction of light from the light source. Therefore, even if the presence of the concave portion is imaged by the camera, only about half of the concave portion appears in the image, and the other half becomes a shadow. Can occur.
本発明は、前記不都合を解消するために、従来よりもさらに精度の高い側縁検査装置を提供することを目的とする。 In order to eliminate the inconvenience, an object of the present invention is to provide a side edge inspection apparatus with higher accuracy than before.
前記目的を達成するために、本発明の金属リングの側縁検査装置は、無端状に形成された金属リングの側縁を検査する装置であって、前記金属リングを周方向に回転させる回転手段と、前記回転手段により回転されている前記金属リングの軸方向から側縁を撮像する撮像手段と、前記金属リングの側縁の前記撮像手段による撮像位置に、前記金属リングの周方向両側から前記金属リングの軸方向に対し周方向に傾いた光を照射する照明手段と、前記撮像手段により得られた画像を処理して前記金属リングの側縁の検査を行う画像解析手段とを備え、前記画像解析手段は、前記撮像手段により得られた画像を所定の2値化閾値で2値化する2値化手段と、2値化された画像に現れる前記金属リングに対応する検査対象部を選択する選択手段と、前記検査対象部における金属リングの接線方向に所定の幅を有する矩形状の検査ウィンドウを前記検査対象部に設定し、前記検査ウィンドウ内の前記検査対象部について前記接線方向に直交する方向の幅を求めつつ前記検査ウィンドウを移動させて幅の最大値を求める幅検出手段と、求められた前記最大値と所定の判定値とを比較して前記最大値が前記判定値以上であるかを判定する判定手段とを有していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a metal ring side edge inspection apparatus according to the present invention is an apparatus for inspecting a side edge of a metal ring formed in an endless manner, and rotating means for rotating the metal ring in a circumferential direction. Imaging means for imaging a side edge from the axial direction of the metal ring rotated by the rotation means, and the imaging position of the side edge of the metal ring by the imaging means from both sides in the circumferential direction of the metal ring. Illumination means for irradiating light inclined in the circumferential direction with respect to the axial direction of the metal ring, and image analysis means for processing the image obtained by the imaging means to inspect the side edges of the metal ring , The image analysis means selects a binarization means for binarizing the image obtained by the imaging means with a predetermined binarization threshold, and an inspection target portion corresponding to the metal ring appearing in the binarized image Selection means to A rectangular inspection window having a predetermined width in the tangential direction of the metal ring in the inspection object portion is set in the inspection object portion, and the width in the direction perpendicular to the tangential direction is set for the inspection object portion in the inspection window. A width detection means for obtaining a maximum width value by moving the inspection window while obtaining, and comparing the obtained maximum value with a predetermined determination value to determine whether the maximum value is equal to or greater than the determination value. And determining means .
本発明の側縁検査装置では、前記照明手段が前記撮像位置の両側から光を照射するため、打痕等によって生じた凹部の傾斜面のすべてを照射することができる。従って、前記撮像手段によって得られた画像には前記凹部の全体が現れるため、前記画像解析手段によって従来のように傷等を見落とすことなく検出することができる。尚、本願において周方向とは、撮像位置の接線方向を含む概念である。 In the side edge inspection apparatus of the present invention, since the illuminating unit emits light from both sides of the imaging position, it is possible to irradiate all of the inclined surfaces of the recesses caused by dents or the like. Accordingly, since the whole of the concave portion appears in the image obtained by the image pickup means, the image analysis means can detect the image without overlooking a scratch or the like as in the prior art. In the present application, the circumferential direction is a concept including a tangential direction of the imaging position.
また、本発明の側縁検査装置においては、前記照明手段は、拡散光を照射する面状の発光部を有し、前記発光部が前記撮像位置から見て前記金属リングの周方向から前記金属リングの軸方向に傾斜した所定の角度範囲に亘って延在していることが好ましい。金属リングの側縁に生じる打痕等の凹部はその傾斜面の角度も様々であるが、本発明の側縁検査装置では前記撮像位置に前記発光部からの拡散光が所定の角度に亘って照射されるため、これらの様々な角度の傾斜も前記撮像手段で撮像することができる。従って、前記画像解析手段によりもれなく傷等を検出することができる。 Moreover, in the side edge inspection apparatus of this invention, the said illumination means has a planar light emission part which irradiates diffused light, and the said light emission part sees the said metal ring from the circumferential direction of the said metal ring seeing from the said imaging position. It preferably extends over a predetermined angular range inclined in the axial direction of the ring. The concave portion such as a dent formed on the side edge of the metal ring has various angles of the inclined surface. However, in the side edge inspection device of the present invention, the diffused light from the light emitting unit is spread over a predetermined angle at the imaging position. Since it is irradiated, the inclination of these various angles can be imaged by the imaging means. Therefore, scratches and the like can be detected without any leakage by the image analysis means.
次に、本発明の側縁検査装置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。本実施形態の側縁検査装置1は、図1及び図2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。
Next, an example of an embodiment of the side edge inspection apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the side edge inspection apparatus 1 according to the present embodiment is provided with a rotary table 2, an illumination device 3 provided above the rotary table 2, and above the rotary table 2 and the illumination device 3. A provided
回転テーブル2は、図2に示すように、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に傷等が検出された場合、傷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。
As shown in FIG. 2, the
照明装置3は、図2に示すように、2個の平面発光部9と、これらの平面発光部9を支持する支持板10と、支持板10を角度調節自在に固定する固定板11と、平面発光部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。平面発光部9は、図2に示すように正方形であり、本実施形態では30mm四方のものを使用している。この平面発光部9では、その全面から拡散光が照射される。また、平面発光部9は、積層リング7aの撮像位置Pから見ると、図3に示すように積層リング7aの周方向から積層リング7aの軸方向に向けて14゜から84゜の範囲に延在している。
As shown in FIG. 2, the illuminating device 3 includes two planar
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、即ち金属リング7の軸方向からその側縁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。
The
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、2値化手段16、選択手段17、幅検出手段18、判定手段19、結果表示手段20及び傷位置検出手段21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20は画像処理装置5に内蔵されたモニタ22に接続され、傷位置検出手段21は回転テーブル制御装置6に接続されている。
As shown in FIG. 4, the
回転テーブル制御装置6は、図4に示すように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、傷位置検出手段21から通知される傷等がある箇所の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ものである。
The rotary table control device 6 incorporates a marking control means 6a as shown in FIG. The marking control means 6a is connected to the
積層リング7aは、図5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5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。
As shown in FIG. 5, the laminated
次に、本実施形態の側縁検査装置1の作動について説明する。ここでは、図5に示すように、撮像位置Pにおける最外周の金属リング7に打痕による凹部23が生じている例について説明する。まず、図示しない積層装置によって複数の金属リング7が積層され、積層リング7aとなる。この積層リング7aは、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る。積層リング7aが回転テーブル2上にセットされた後、回転テーブル制御装置6が回転テーブル2を所定の速度で回転させる。
Next, the operation of the side edge inspection apparatus 1 of this embodiment will be described. Here, as shown in FIG. 5, an example will be described in which a
積層リング7aの撮像位置Pでは、照明装置3によって積層リング7aの周方向(本実施形態においては撮像位置Pにおける接線方向)両側から平面発光部9の拡散光が照射されている。このように、積層リング7aが回転され、照明装置3によって照明がなされている状態で、カメラ4によって積層リング7aの側縁の映像が撮影される。平面発光部9は、上述のように面状の発光部であるため、積層リング7aの積層方向、即ち金属リング7の径方向へも広がりを有している。このため、従来のスポット光とは異なり広い範囲に亘って照明を行うことができる。これにより、金属リング7を積層して積層リング7aとした状態でも検査を行うことができる。
At the imaging position P of the laminated
本実施形態における金属リング7は、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、積層リング7aの側縁に周方向から光を当てて撮像すると、図5の拡大図に示すように、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い画像となり、面取りされた部分は反射角度が大きくなり反射光がカメラ4に到達しないため暗い映像となる。
Since the metal ring 7 in the present embodiment is chamfered at the corners of the side edges and has a substantially arc shape in a cross-sectional view, when light is applied to the side edges of the laminated
このような積層リング7aにおいて、金属リング7の側縁に打痕による凹部23が存在すると、金属リング7の側縁は当該凹部23により一部が潰され、その潰された部分にも平面発光部9の拡散光が当たって反射光がカメラ4に到達する。また、凹部23の形状は様々であるが、本願発明者等が平面発光部9と積層リング7aの周方向との角度を14゜から84゜にしたところ、打痕のみならず、設備等に接触して側縁に傷が付いた場合であっても、カメラ4によってこのような凹部23を認識することができた。
In such a laminated
このカメラ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値化された画像のラベリングを行う。2値化及びラベリングされた画像は、図6に示すように、金属リング7の側縁が緩やかに湾曲した複数の円弧状の明部像7bとして現れ、凹部23は上下に突出する形状23aとして現れる。なお、図6及び図7において、金属リング7の周方向をX軸方向、金属リング7の径方向をY軸方向とする。また、2値化された画像は明部像7bと暗部像とに別れ、暗部像は黒となるが、図6及び図7においては便宜上暗部像を黒ではなく網掛けで表している。
The image captured by the
次に、画像処理装置5は、選択手段17によって2値化及びラベリングされた複数の明部像7bの中から単層の明部像7bを選択する。本実施形態においては、図6に示す各明部像7bを上から順に選択し、幅検出手段18に選択した明部像7bを送信する。
Next, the
幅検出手段18においては、選択手段17によって選択された明部像7bに対し、X軸方向に所定幅を有する検査ウィンドウ24を当てはめ、検査ウィンドウ24内において明部像7bの径方向の幅を求める。この検査ウィンドウ24は、X軸方向には短く、Y軸方向に長く設定されている。そして、この検査ウィンドウ24を図7においてX軸方向の左から右側に移動させながらそれぞれの領域における明部像7bのY軸方向の幅を求めていく。例えば、図7の左側の領域においては明部像7bの太さそのものが幅になる。また、略中央部の領域においては、幅方向に突出する領域23aの幅がY軸方向の幅となる。
In the width detection means 18, an
このように、幅検出手段18では、X軸方向に検査ウィンドウ24を順次移動させ、明部像7bのY軸方向の幅の最大値を検出する。本実施形態においてこのようにX軸方向に短い検査ウィンドウ24を移動させながら明部像7bの幅の検出を行うのは、明部像7b全体の形状は円弧状であるため、その曲がり量を幅として算出しないようにするためである。
As described above, the
幅検出手段18によって検出された金属リング7の径方向の幅の最大値は、次の判定手段19に送信される。判定手段19では、当該幅の最大値と所定の判定値とを比較し、検出された幅の最大値が当該判定値以上の場合は、当該金属リング7は使用不可であると判定する。当該判定結果は、結果表示手段20からモニタ22に送信されて表示される。また、判定手段19により使用不可であると判断された場合は、傷位置検出手段21から回転テーブル制御装置6に凹部23の位置の信号が送られる。
The maximum value of the radial width of the metal ring 7 detected by the
回転テーブル制御装置6では、傷位置検出手段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の打痕等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。また、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、打痕等が検出された積層リング7aの外周面にマーキングを行っている。
In the rotary table control device 6, the rotary table 2 is rotated by a signal from the flaw position detecting means 21 to move the portion where the dents or the like of the
そして、本実施形態の側縁検査装置1により側縁が検査された積層リング7aは、凹部23を含む傷等がなければ正常な積層リング7aとして組み付け工程等の次の工程に払い出される。一方、傷等が発見された積層リング7aは、使用不可品の候補として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使用不可品と判断された場合は、傷等のある金属リング7を取り除く等の作業が行われる。
Then, the
このように本実施形態では、金属リング7を積層した状態で検査を行うことができる。従来は、単層の金属リングの検査を行っていたため、一組の積層リングにおけるすべての金属リングの検査を行うには多くの時間を必要としていたが、本発明では従来に比べて大幅に検査の作業時間の短縮を行うことができる。 Thus, in this embodiment, it can test | inspect in the state which laminated | stacked the metal ring 7. FIG. Conventionally, since a single-layer metal ring was inspected, it took a lot of time to inspect all the metal rings in a set of laminated rings. The work time can be shortened.
尚、上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。また、平面発光部9の角度は、図3において左右対称としているが、これに限らず、どちらかの角度を変えて異なる角度から光を照射してもよい。また、マーキング装置8によるマーキングは、上記実施形態のように積層リング7aの全体にしてもよく、或いは積層リング7aの側縁に対向するインクジェットプリンタ等を用いて傷等のある金属リング7のみにマーキングを行ってもよい。また、上記実施形態ではカメラ4としてCMOSカメラを使用しているが、CCDカメラ等の他のカメラを用いてもよい。
In the above-described embodiment, the inspection is performed on the
1…側縁検査装置、2…回転手段、3…照明手段、4…カメラ(撮像手段)、5…画像処理装置(画像解析手段)、7…金属リング。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Side edge inspection apparatus, 2 ... Rotating means, 3 ... Illuminating means, 4 ... Camera (imaging means), 5 ... Image processing apparatus (image analysis means), 7 ... Metal ring.
Claims (2)
前記金属リングを周方向に回転させる回転手段と、前記回転手段により回転されている前記金属リングの軸方向から側縁を撮像する撮像手段と、前記金属リングの側縁の前記撮像手段による撮像位置に、前記金属リングの周方向両側から前記金属リングの軸方向に対し周方向に傾いた光を照射する照明手段と、前記撮像手段により得られた画像を処理して前記金属リングの側縁の検査を行う画像解析手段とを備え、
前記画像解析手段は、前記撮像手段により得られた画像を所定の2値化閾値で2値化する2値化手段と、2値化された画像に現れる前記金属リングに対応する検査対象部を選択する選択手段と、前記検査対象部における金属リングの接線方向に所定の幅を有する矩形状の検査ウィンドウを前記検査対象部に設定し、前記検査ウィンドウ内の前記検査対象部について前記接線方向に直交する方向の幅を求めつつ前記検査ウィンドウを移動させて幅の最大値を求める幅検出手段と、求められた前記最大値と所定の判定値とを比較して前記最大値が前記判定値以上であるかを判定する判定手段とを有していることを特徴とする金属リングの側縁検査装置。 An apparatus for inspecting a side edge of an endless metal ring,
Rotating means for rotating the metal ring in the circumferential direction, imaging means for imaging a side edge from the axial direction of the metal ring rotated by the rotating means, and imaging position of the side edge of the metal ring by the imaging means Further, illumination means for irradiating light inclined in the circumferential direction with respect to the axial direction of the metal ring from both sides in the circumferential direction of the metal ring, and processing the image obtained by the imaging means, the side edge of the metal ring Image analysis means for performing inspection ,
The image analysis means includes: binarization means for binarizing the image obtained by the imaging means with a predetermined binarization threshold value; and an inspection target portion corresponding to the metal ring appearing in the binarized image. A selection means for selecting, and a rectangular inspection window having a predetermined width in the tangential direction of the metal ring in the inspection target portion is set in the inspection target portion, and the inspection target portion in the inspection window is set in the tangential direction. A width detection means for obtaining the maximum value of the width by moving the inspection window while obtaining the width in the orthogonal direction, and comparing the obtained maximum value with a predetermined determination value, the maximum value being equal to or greater than the determination value side edge inspection apparatus of the metal ring, characterized in that a determining means for determining is.
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