JP5202437B2 - Surface inspection device - Google Patents

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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。   The present invention relates to a surface inspection apparatus that inspects a surface of a workpiece that has been machined.

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。
In an automobile manufacturing process, a bore is cut in a cylinder block of an engine, and then a cylinder head, a crankcase, and the like are assembled to the cylinder block. In boring, the bore is formed by moving the boring tool back and forth with respect to the cylinder block, forming a bore on the inner surface of the bore, which is used as an engine oil passage (oil pit). ing.
In addition, since the inner surface of the bore becomes the sliding surface of the piston, it is necessary to maintain the sliding surface with an appropriate surface roughness and surface properties in order to suppress the sliding resistance and to exert the desired performance on the engine. is there. Therefore, after the boring process, a honing process is performed to polish and finish the inner surface of the bore so that oil pits remain. Then, after the honing process, in order to inspect the polishing residue that causes the sliding resistance, an inspection of the smooth state of the inner surface of the bore is performed.

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
As this inspection technique, for example, a two-dimensional Fourier transform is performed on a digital image obtained by photographing the inner surface of the bore to generate a two-dimensional power spectrum image, and based on each pixel value of the two-dimensional power spectrum image. A technique for evaluating the smooth state of the inner surface of the bore is known (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Publication No. 2004-132900

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。
However, in the inspection using the power spectrum image, although it is possible to determine the overall roughness of the inner surface of the bore, there is no spatial information in the power spectrum image. It is not possible to know the range or size of the polishing residue. Therefore, in order to specify the remaining polishing location, the operator visually looks at the digital image obtained by photographing the bore to find a location that is estimated to be polished or the operator directly observes the bore. Is required. Then, after the operator visually confirms the portion estimated to be the polishing residue, the final judgment is made as to whether it is an oil pit or the polishing residue in consideration of its size and shape. The Rukoto.
In other words, since the two-dimensional power spectrum image analysis comprehensively analyzes frequency components for 360 degrees in all directions as a plane, information on a target direction, position information on a line segment in the target direction, etc. Is missing. That is, although it is suitable for integrated evaluation of the smooth state of the entire surface, it is impossible to obtain position information and size information such as specific polishing residue and cutting traces. Since 360 degrees in all directions are analyzed, the amount of information to be processed is large and the processing takes time.

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。
Thus, in the prior art, only the degree of the overall roughness of the inner surface of the bore can be known, and the range and size of the remaining polishing is not known. There is a problem that it is necessary to find and judge by visual inspection, and it takes time for inspection.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can detect the presence or absence of deep machining traces on the surface of a workpiece that has been machined, and can estimate the position and size thereof. An object of the present invention is to provide a surface inspection apparatus capable of shortening the inspection time.

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。   In order to achieve the above object, the present invention provides a surface inspection apparatus for inspecting a surface based on a digital image of a machined surface of a workpiece, and orthogonal to the direction of machining based on the digital image. Based on the pixel value of each pixel of the evaluation image generating means for generating the evaluation image by generating a one-dimensional power spectrum image in the direction along the machining direction and arranging them in parallel And an evaluation means for evaluating the surface.

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。
According to the present invention, by generating a one-dimensional power spectrum image in which the direction orthogonal to the machining direction is a one-dimensional direction, an image in which pixel values corresponding to the difference in brightness of the reflected light of the machining trace appears. Is obtained as a one-dimensional power spectrum image at a location corresponding to the pitch of the machining trace. When this difference in brightness is large, cutting traces are often deep. Then, by arranging the one-dimensional power spectrum images in parallel, an image in which the parallel direction coincides with the machining direction is obtained as an evaluation image.
The pixel value represents the intensity of the signal of the luminance image, that is, the intensity of the amplitude of the luminance change of the reflected light. In other words, the pixel value represents the magnitude of the difference between the luminance brightness and the darkness. It is a representation.
Therefore, based on the pixel value of the evaluation image, it is possible to easily detect the presence or absence of not only deep machining traces but also shallow machining traces generated periodically. Moreover, it becomes easy to specify the position of the machining trace. Furthermore, the size (extending length) of the machining trace can be estimated based on the spread of the pixel value indicating the machining trace in the parallel direction. Thereby, the operator can detect the presence or absence of deep machining traces or shallow machining traces without visual observation, and can estimate the location and size. Further, even when the worker actually confirms visually, the inspection time can be shortened because the portion of the machining trace can be narrowed down.

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。   In order to achieve the above object, the present invention provides a surface inspection apparatus for inspecting an inner surface of a bore formed on a cylinder block by cutting, and based on the digital image. An evaluation image generating means for generating a one-dimensional power spectrum image in a direction orthogonal to the cutting direction along the cutting direction and generating an evaluation image by arranging them in parallel; and the evaluation image Evaluation means for evaluating the polishing residue on the inner surface of the bore based on the pixel value of each pixel.

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。
According to the present invention, by generating a one-dimensional power spectrum image in which the direction orthogonal to the cutting direction is a one-dimensional direction, the position corresponding to the pitch of the cutting process corresponds to the depth of the cutting mark. An image in which pixel values appear is obtained as a one-dimensional power spectrum image. For this reason, it is possible to efficiently extract only the frequency component of the cutting trace necessary for evaluation of the polishing residue. Further, by arranging the one-dimensional power spectrum images in parallel, an image in which the parallel direction matches the cutting direction can be obtained as an evaluation image.
Therefore, it is possible to efficiently evaluate only the polishing residue of the cutting trace based on the pixel value of the evaluation image, and it becomes easy to specify the position of the polishing residue. Furthermore, the size (length extending) of the polishing residue can be estimated based on the spread of the pixel values indicating the polishing residue in the parallel direction. As a result, the operator can detect the polishing residue and visually estimate the location and size without visual inspection. Even when the operator actually confirms visually, the remaining portion of the polishing can be narrowed down, so that the inspection time can be shortened.

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。   In order to achieve the above object, the present invention provides a surface inspection apparatus for inspecting a surface based on a digital image of a surface on which a workpiece is machined, and a one-dimensional power spectrum image based on the digital image. In addition to generating images sequentially generated along a predetermined direction and arranged in parallel, the predetermined direction is rotated by a predetermined angle with respect to the digital image, and the image is generated at each rotation angle. Evaluation image generation means for selecting an image containing the largest amount of spectrum signals as an evaluation image; and evaluation means for evaluating the surface based on the pixel value of each pixel of the evaluation image selected by the evaluation image generation means; It is characterized by providing.

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。
According to the present invention, images in which one-dimensional power spectrum images are sequentially generated along a predetermined direction and arranged in parallel are respectively generated by rotating the predetermined direction by a predetermined angle with respect to the digital image. In order to select the image containing the most spectrum signal from the image for evaluation as the evaluation image, it is possible to select an image composed of a one-dimensional power spectrum image orthogonal to the machining direction as the evaluation image without acquiring the machining direction. It is also possible to specify the machining direction.
Furthermore, the presence or absence of deep machining traces or shallow machining traces can be detected based on the pixel values of the evaluation image, and the positions of these machining traces can be easily identified. Furthermore, based on the spread in the parallel direction of the pixel values indicating these processing marks, the size (extending length) of the processing marks can be estimated. Thereby, the operator can detect the presence or absence of deep machining traces or shallow machining traces without visual observation, and can estimate the location and size. Even when the operator actually confirms visually, the inspection time can be shortened because the portion of the machining trace can be narrowed down.

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。   Here, in the above-described invention, the pixel for which the pixel value exceeds a predetermined pixel value may be color-coded together with each pixel of the one-dimensional power spectrum image that includes the pixel. By doing so, the range in which deep machining traces or shallow machining traces are present becomes clear.

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。
According to the present invention, an image in which a pixel value corresponding to the depth of the machining trace appears at a position corresponding to the pitch of the machining trace is obtained as a one-dimensional power spectrum image, and the one-dimensional power spectrum image is parallelized. By arranging them in order, an image for evaluation in which the parallel direction coincides with the machining direction can be obtained. Therefore, it is possible to detect the presence or absence of deep machining marks or shallow machining marks based on the evaluation image, and further to estimate the position and size, thereby shortening the inspection time.
Further, when inspecting the inner surface of the bore of the cylinder block, the polishing residue of the cutting trace can be determined efficiently, and the position and size thereof can be estimated.
Further, an image in which a one-dimensional power spectrum image is sequentially generated along a predetermined direction and arranged in parallel is generated by rotating the predetermined direction by a predetermined angle with respect to the digital image, and a spectrum signal is generated from each image. By selecting the image containing the most as the evaluation image, it is possible to select an image composed of a one-dimensional power spectrum image orthogonal to the machining direction as the evaluation image without acquiring the machining direction. it can.
In addition, deep machining traces or shallow machining traces are present by color-coding pixels whose pixel values exceed a predetermined pixel value together with the pixels of the one-dimensional power spectrum image including the pixels. The range to do can be clarified.

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。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a bore inner surface inspection system 1 according to an embodiment of the present invention and a cylinder block 5 in which a bore 3 to be inspected is formed.
The bore 3 is formed by a so-called boring process in which a cutting tool is provided in a radial direction on a boring head provided on a rotating shaft, and the boring head is advanced and retracted with respect to the cylinder block 5 as a workpiece while rotating. By this boring, a spiral cutting trace having directionality is formed on the inner surface 3A of the bore 3. After that, honing is performed using a machining head provided with a honing grindstone so as to obtain surface roughness and surface properties capable of exhibiting desired engine performance while leaving an oil pit on the inner surface 3A of the bore 3. Processing has been applied.

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。
The bore inner surface inspection system 1 evaluates the presence or absence of a polishing residue based on a digital image obtained by photographing the inner surface 3A of the bore 3. That is, the bore inner surface inspection system 1 generates a digital image based on the sensor head 7 that scans the inner surface 3A of the bore 3, and an output signal of the sensor head 7, and evaluates a polishing residue based on the digital image. An inspection device 9 and a drive mechanism 11 for moving and driving the sensor head 7 are provided.
The sensor head 7 is formed in a cylindrical shape that can enter the bore 3, and is attached to the drive mechanism 11 so as to be rotatable around the central axis 12 and movable in the direction of the central axis 12. The sensor head 7 irradiates laser light toward the inner surface 3 </ b> A of the bore 3 from the opening 15 provided on the peripheral surface, detects the amount of reflected light according to the shape of the cutting trace, and outputs it to the surface inspection device 9.
Specifically, the sensor head 7 includes an LD (laser diode) 17 as a light source, an optical fiber 19, and a condensing optical unit 21, and guides the light from the LED 17 to the condensing optical unit 21 through the optical fiber 19. The light is condensed by the optical unit 21 and emitted from the opening 15. The sensor head 7 includes a light receiving sensor 23 that receives the reflected light, and a plurality of optical fibers 25 that guide the reflected light returning through the condensing optical unit 21 to the light receiving sensor 23 are adjacent to the optical fiber 19. Arranged.

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。
The drive mechanism 11 includes a rotation drive mechanism 31 that rotates the sensor head 7 and an advance / retreat mechanism 33 that advances and retracts the rotation drive mechanism 31.
The rotation drive mechanism 31 includes a housing 34, a shaft 35 provided with the sensor head 7 at the tip and penetrating the housing 34 vertically, and a shaft that rotates the shaft 35 under the control of the surface inspection apparatus 9. A motor 37 and a rotary encoder 39 that detects the rotation speed and rotation angle of the shaft 35 and outputs the detected rotation speed to the surface inspection device 9 are provided.
The advancing / retreating mechanism 33 is a feed screw mechanism, and detects a shaft portion 41 in which a screw is engraved, an advancing / retreating motor 43 that rotationally drives the shaft portion 41, and a rotation speed and a rotation angle of the shaft portion 41 to detect a surface. 9 and a rotary encoder 45 that outputs to N. The shaft portion 41 is screwed into the nut portion 36 of the housing 34, and the shaft portion 41 is rotated by driving the advance / retreat motor 43, so that the rotation drive mechanism 31 is advanced and retracted.

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。   The surface inspection apparatus 9 controls the drive mechanism 11 to control the position of the sensor head 7 and an imaging that generates a digital image of the inner surface 3A of the bore 3 based on the light reception signal of the sensor head 7. A unit 53; an evaluation image generation unit 55 that generates an evaluation image for evaluating the polishing residue based on the digital image; and an evaluation unit 57 that evaluates the polishing residue based on the evaluation image. . The surface inspection apparatus 9 can be configured by causing a personal computer to execute a program for realizing each unit, for example.

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。   The parts of the surface inspection apparatus 9 will be described in more detail. The position control unit 51 includes a servo mechanism that drives the shaft motor 37 and the advance / retreat motor 43, and controls the position and rotation angle of the sensor head 7 on the central axis 12. To do. That is, the position control unit 51 inserts the sensor head 7 into the bore 3 at the start of inspection and positions the opening 15 at the lower end position Ka of the inspection range K. Then, the opening 15 of the sensor head 7 reaches the upper end position Kb of the inspection range K in such a manner that the sensor head 7 is raised while rotating around the central axis 12 so as to follow the trajectory of the boring tool during boring. The sensor head 7 scans the entire surface of the inspection range K in a spiral shape. This inspection range K is determined by a range that functions as a sliding surface with the cylinder.

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。
The imaging unit 53 A / D-converts the light reception signal from the sensor head 7 and outputs it as a digital signal indicating luminance, and the inner surface 3A of the bore 3 based on this digital signal. And an imaging unit 61 that constitutes a digital luminance image 70 for the inspection range K.
As shown in FIG. 2A, the digital luminance image 70 is obtained by imaging the reflected light intensity obtained by the sensor head 7 at each inspection position in the bore 3 in correspondence with the inspection position. In the embodiment, the height position of the sensor head 7 and the rotation angle of the sensor head 7 are imaged with the vertical axis and the horizontal axis, respectively. In addition, the broken line in the digital luminance image 70 in the figure schematically shows the cutting trace P at the time of boring.

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。
As shown in FIG. 2, the evaluation image generation unit 55 generates a one-dimensional power spectrum image 71 in a direction orthogonal to the direction of the cutting trace P along the direction of the cutting trace P based on the digital luminance image 70. And a one-dimensional parallel power spectrum processing unit (evaluation image generation means) 63 that generates the evaluation image 73 by arranging them in parallel. The one-dimensional power spectrum image 71 and the evaluation image 73 will be described in detail later.
The evaluation unit 57 evaluates the polishing residue of the inner surface 3 </ b> A of the bore 3 based on the luminance value of each pixel of the evaluation image 73.

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。
FIG. 3 is a diagram illustrating a generation process of the one-dimensional power spectrum image 71 by the evaluation image generation unit 55.
The evaluation image generation unit 55 is an extraction window having a width W of 1 pixel and a height L of several pixels (for example, 200 pixels) as a window for defining a region to be subjected to one-dimensional power spectrum processing in the digital luminance image 70. (Column) 75 is preset. The height direction of the extraction window 75 is a unified direction of the one-dimensional power spectrum.
2A, the evaluation image generation unit 55 arranges the extraction window 75 in the digital luminance image 70 so that the height direction is orthogonal to the direction of the cutting mark P. ), A digital luminance image in a range corresponding to the extraction window 75, that is, a one-dimensional digital luminance image 70A having a width W of one pixel is extracted. In FIG. 3A, a cutting mark P that is not sufficiently polished by the honing process is schematically shown as a polishing residue Q.

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。
Next, the evaluation image generation unit 55 performs a one-dimensional Fourier transform on the one-dimensional digital luminance image 70A to generate a one-dimensional power spectrum as shown in FIG. In this one-dimensional power spectrum, a signal indicating the cutting trace P appears as a frequency component corresponding to the pitch of the cutting trace P.
More specifically, as shown in FIG. 4A, in the one-dimensional digital luminance image 70A, when black and white changes for each pixel, the luminance value of each pixel is as shown in FIG. When this is represented by a change in luminance in a one-dimensional direction, a waveform as shown in FIG. 4C is obtained. On the other hand, when represented by a power spectrum, black and white are interchanged every two pixels, so that a signal of a frequency component corresponding to 2 pixels / cycle appears as shown in FIG. That is, in the boring process, the cutting trace P has a spiral shape with a substantially constant pitch, and therefore, in the one-dimensional power spectrum, the cutting trace P appears as a signal of a frequency component corresponding to the helical pitch. At this time, the intensity of the signal increases as the difference in brightness of the reflected light that is irradiated to the cutting mark P and reflected is larger. Usually, when the cutting mark P is deep, the difference in brightness between reflected light often increases, that is, the signal intensity increases. In addition, when the inner surface 3A of the bore 3 has irregularities due to dents or the like in addition to the cutting trace P, a signal having an intensity corresponding to the brightness of the irregularities appears as another frequency component.

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。   Returning to FIG. 3, the evaluation image generation unit 55 excludes the cutting trace P having a depth corresponding to the oil pit and extracts only the cutting trace P having a depth that can be regarded as the polishing residue Q. Since the cutting trace P is spiral with a substantially constant pitch, the cutting trace P appears as a signal of a frequency component corresponding to the helical pitch. Therefore, as shown in FIG. Frequency components other than the frequency component corresponding to the pitch of P are attenuated to the intensity Th or less. At this time, in order to reliably detect only the polishing residue Q, a process of amplifying only the frequency component corresponding to the pitch of the cutting trace P is performed, and after adding a difference from other frequency components, the strength is predetermined. Only frequency components exceeding the threshold may be extracted. Then, as shown in FIG. 3D, a one-dimensional power spectrum image 71 is generated in a multi-valued manner according to a legend in which the luminance value is lowered as the signal intensity increases. In contrast to the legend, the power spectrum image 71 may be generated by increasing the luminance value as the signal intensity increases.

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。   As shown in FIG. 2A, the evaluation image generation unit 55 moves the extraction window 75 in the height direction L along the direction A of the cutting trace P by moving the rotation angle from 0 degrees to 360 degrees. A one-dimensional power spectrum image 71 is sequentially generated, and as shown in FIG. 2B, these are arranged in parallel along the cutting direction to generate an evaluation image 73. As a result, an image in which one-dimensional power spectra are arranged in parallel corresponding to the rotation angle of the sensor head 7 is obtained.

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。
Based on the evaluation image 73 obtained in this way, the evaluation unit 57 evaluates the polishing residue Q. More specifically, as shown in FIG. 2 (C), the evaluation unit 57 excludes the oil pit and leaves only the strength corresponding to the polishing residue Q more reliably. A binarized image 78 is generated by performing binarization processing with the luminance threshold.
Then, as shown in FIG. 2D, the evaluation unit 57 extracts each pixel remaining in the binarization process from the extraction window 75 (that is, the one-dimensional power including the pixel). By applying a spectral image 71), an unpolished extracted image 79 is generated in which the area corresponding to the extraction window 75 is color-coded by coloring. As a result, in the unpolished extraction image 79, the range R in which the unpolished residue Q exists is clearly indicated by color.

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)。
FIG. 5 is a flowchart of the bore inner surface inspection process by the bore inner surface inspection system 1.
After the cylinder block 5 in which the bore 3 to be inspected is formed is set at a predetermined position directly below the drive mechanism 11, the position control unit 51 causes the sensor head 7 to enter the bore 3 and advance and retract while rotating the bore 3. The inner surface 3A is scanned over the inspection range K, and the digital luminance image 70 of the inspection range K is generated by the imaging unit 53 based on the signal obtained by this scanning (step S1). Next, the one-dimensional power spectrum processing unit 63 of the evaluation image generating unit 55 sets an extraction window 75 extending in a direction orthogonal to the cutting mark P in the digital luminance image 70, and sets 1 from the range of the extraction window 75. A dimensional digital luminance image 70A is extracted (step S2). Then, the one-dimensional power spectrum processing unit 63 generates a one-dimensional power spectrum image 71 from the one-dimensional digital luminance image 70A (step S3). Until the one-dimensional power spectrum image 71 is generated for all of the inspection range K (Step S4 is No), the extraction window 75 is moved along the cutting mark P in the digital luminance image 70 (Step S5). The generation of the one-dimensional power spectrum image 71 is repeated. Next, the one-dimensional power spectrum processing unit 63 arranges these one-dimensional power spectrum images 71 in parallel to generate an evaluation image 73 (step 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)。   Next, the evaluation unit 57 generates a binarized image 78 by binarizing the evaluation image 73 with a predetermined luminance threshold in order to leave only the intensity corresponding to the polishing remaining Q (step S7). A range corresponding to the extraction window 75 from which the remaining pixels are extracted (that is, all pixels of the one-dimensional power spectrum image 71 including the remaining pixels) is color-coded by coloring to generate a polishing residual extraction image 79 (step S8). ). Next, the evaluation unit 57 evaluates that there is no polishing residue on the inner surface 3A of the bore 3 when there is no coloring range in the polishing residual extraction image 79 generated in this way (step S9: NO). (Step S10) When there is a coloring range (Step S9: YES), it is evaluated that there is a polishing residue (Step 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。   When there is a polishing residue, the polishing residue extraction image 79 is displayed on a monitor device (not shown) and presented to the operator. According to this polishing residue extraction image 79, the size of the polishing residue Q can be estimated from the width of the colored range. Further, it is possible to easily estimate the position where the polishing residue Q exists from the position of the coloring range, and it becomes easy to find the polishing residue Q when actually checking visually.

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。
Thus, according to the present embodiment, the one-dimensional power spectrum image 71 is generated in which the direction orthogonal to the direction of the cutting trace P is a one-dimensional direction. Thereby, in the one-dimensional power spectrum, a signal corresponding to the depth of the cutting mark P is obtained as a frequency component corresponding to the pitch of the cutting mark P. A one-dimensional power spectrum image 71 can be generated by efficiently extracting only the cutting trace P in distinction from the unevenness.
Further, by arranging the one-dimensional power spectrum images 71 in parallel, an image in which the parallel direction corresponds to the direction of the cutting mark P is obtained as the evaluation image 73.
Thereby, based on the pixel value of the evaluation image 73, only the presence or absence of the polishing residue Q of the cutting trace P can be efficiently evaluated, and the range R where the polishing residue Q exists can be specified. . Further, the size (extended length) of the polishing residue Q can be estimated based on the spread of the range R in the parallel direction.
Therefore, the operator can estimate the presence / absence, the location and size of the polishing residue Q without visual observation, and the quality of the bore 3 can be easily determined. Even when the operator actually confirms visually, the inspection remaining time Q can be narrowed down, so that the inspection time can be shortened.

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。   Further, according to the present embodiment, with respect to the polishing residual extraction image 79 obtained by binarizing the evaluation image 73, the pixels remaining by binarization are each pixel of the one-dimensional power spectrum image 71 including the pixels. In addition, it was configured to be color-coded. By doing so, the range R in which the polishing residue Q exists is clarified, and it becomes easier for the operator to find the portion of the polishing residue Q when actually observing.

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。
In addition, embodiment mentioned above shows the one aspect | mode of this invention to the last, and can change arbitrarily within the scope of the present invention.
For example, in the embodiment, the apparatus for inspecting the inner surface 3 </ b> A of the bore 3 is illustrated, but the present invention is not limited to the apparatus for inspecting the machined surface of the hole like the bore 3. That is, as shown in FIG. 6, the present invention can also be applied to an apparatus for inspecting a machined surface obtained by cutting a plane surface of a workpiece 90 in the same direction at a substantially equal pitch. In this case, since the machined surface is a flat surface, a digital luminance image 70 of the machined surface can be obtained by photographing the entire image with the camera 91 at a time.

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。
Even if the machining direction (direction of the cutting mark P) is not known in advance, as shown in FIGS. 7A to 7C, each time the digital luminance image 70 on the machined surface is rotated, A one-dimensional power spectrum image 71 is sequentially generated along a direction B orthogonal to the one-dimensional direction (height direction) of the one-dimensional power spectrum, and arranged in parallel to generate an evaluation image 73. Thereby, when the digital luminance image 70 is rotated so that the one-dimensional direction (height direction) of the one-dimensional power spectrum is orthogonal to the direction of the cutting mark P, the evaluation image 73 in which the strongest spectrum signal appears most. Thus, the machining direction can be specified by specifying the evaluation image 73.
Then, as shown in FIG. 6, the surface inspection device 109 of the surface inspection system 100 is configured by including the processing direction determination unit 92 that determines the machining direction in this way, so that the direction of the cutting mark P is determined in advance. The surface inspection device 109 that can evaluate the machined surface of the workpiece 90 that is not known can be configured.

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。It is a figure which shows schematic structure of the cylinder block in which the bore | bore inner surface inspection system which concerns on one Embodiment of this invention, and the bore | bore used as test object were formed. 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。It is the figure which showed the image produced | generated by the hole inner surface inspection along the flow of inspection. 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。It is a figure which shows the production | generation process of the one-dimensional power spectrum image by the image production | generation part for evaluation. 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。It is a figure which shows the relationship between a one-dimensional digital luminance image and a one-dimensional power spectrum. ボア内面検査処理のフローチャートである。It is a flowchart of a bore | bore inner surface inspection process. 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。It is a figure which shows schematic structure of the surface inspection system 100 which concerns on the modification of this invention with the workpiece | work of inspection object. 加工方向の判定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination of a process direction.

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bore inner surface inspection system 3 Bore 3A Inner surface 5 Cylinder block 7 Sensor head 9, 109 Surface inspection apparatus 51 Position control part 55 Evaluation image generation part 57 Evaluation part 63 One-dimensional power spectrum processing part 70 Digital luminance image 70A One-dimensional digital Luminance image 71 One-dimensional power spectrum image 73 Evaluation image 75 Extraction window 78 Binary image 79 Unpolished extraction image 90 Work 91 Camera 92 Machining direction determination unit 100 Surface inspection system P Cutting mark Q Unpolished

Claims (4)

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。
In a surface inspection apparatus for inspecting a surface based on a digital image of a surface subjected to machining of a workpiece,
Evaluation image generating means for generating a one-dimensional power spectrum image in a direction orthogonal to the machining direction based on the digital image along the machining direction and generating an evaluation image by arranging them in parallel ,
Evaluation means for evaluating the surface based on a pixel value of each pixel of the evaluation image;
A surface inspection apparatus comprising:
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。
In a surface inspection apparatus for inspecting the inner surface based on a digital image of the inner surface of a bore formed and polished in a cylinder block,
An image generation unit for evaluation that generates a one-dimensional power spectrum image in a direction orthogonal to the direction of cutting based on the digital image along the direction of cutting, and generates an evaluation image by arranging them in parallel.
Evaluation means for evaluating the polishing residue of the inner surface of the bore based on the pixel value of each pixel of the evaluation image;
A surface inspection apparatus comprising:
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。
In a surface inspection apparatus for inspecting a surface based on a digital image of a surface subjected to machining of a workpiece,
Based on the digital image, a one-dimensional power spectrum image is sequentially generated along a predetermined direction to generate an image arranged in parallel, and the predetermined direction is rotated by a predetermined angle with respect to the digital image. And generating the image, and an evaluation image generating means for selecting an image containing the most spectrum signal from each image as an evaluation image;
Evaluation means for evaluating the surface based on the pixel value of each pixel of the evaluation image selected by the evaluation image generation means;
A surface inspection apparatus comprising:
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。   The pixel for which the pixel value exceeds a predetermined pixel value with respect to the image for evaluation is color-coded together with each pixel of the one-dimensional power spectrum image that includes the pixel. The surface inspection apparatus described in 1.
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