JP5743565B2 - Rolling bearing surface inspection equipment - Google Patents

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Description

本発明は、転がり軸受における軌道輪の研磨仕上がりを検査する表面検査装置に関する。   The present invention relates to a surface inspection apparatus for inspecting the polished finish of a bearing ring in a rolling bearing.

転がり軸受における外輪及び内輪等の軌道輪の表面研磨仕上がりが不十分であり欠陥等が存在すると、軸受を組み付けて回転させた際に異音や振動が発生する。このような不良品の軸受を稼働させると、短時間で摩耗が生じたり、壊れたりする可能性が高い。通常、軌道輪に転動体を組み付けた後であっても、最終的に検品が行われるので、このような軸受が出荷されるおそれはないが、軸受として組み付けた後に不良品であることが判明すると、全ての部品が無駄になってしまう。このため、組み付ける前の単体部品の状態で不良品をはじくことが望まれる。   If the surface polishing finish of the race rings such as the outer ring and the inner ring in the rolling bearing is insufficient and there is a defect or the like, abnormal noise and vibration are generated when the bearing is assembled and rotated. When such a defective bearing is operated, there is a high possibility that it will be worn or broken in a short time. Usually, even after the rolling elements are assembled to the race, the inspection is finally performed, so there is no risk that such a bearing will be shipped, but it turned out to be a defective product after being assembled as a bearing. Then, all parts are wasted. For this reason, it is desirable to repel defective products in the state of single parts before assembly.

従来より行われていた、転がり軸受における外輪及び内輪等の単体部品の検査方法は、接触式のセンサを、回転する外輪の内側表面又は内輪の外側表面に当接させてその微少な凹凸を検出するものであった。   The conventional method for inspecting single parts such as outer rings and inner rings in rolling bearings is to contact the sensor on the inner surface of the rotating outer ring or the outer surface of the inner ring to detect minute irregularities. It was something to do.

このような接触式の検査方法によると、部品の表面に傷が付き易く、また、逆に傷の付かない柔軟な接触面を有するセンサによると、センサ側の接触部の摩耗が早くなり、センサの接触部交換を頻繁に行う必要があるため、メンテナンスに多大な手間がかかってしまう。しかも、表面全体に渡って走査しつつ検査することが難しいため、欠陥を見落とす可能性もあった。   According to such a contact-type inspection method, the surface of the component is easily scratched, and conversely, according to the sensor having a flexible contact surface that is not scratched, the wear of the contact portion on the sensor side is accelerated, and the sensor Since the contact part needs to be frequently exchanged, maintenance takes a lot of trouble. In addition, since it is difficult to inspect while scanning the entire surface, there is a possibility that a defect is overlooked.

上述した不都合を解消できる非接触式の表面状態検査方法として、特許文献1及び2には、超音波探傷装置を用いて軸受の軌道輪の表面を検査する技術が記載されている。   As a non-contact type surface state inspection method that can eliminate the above-described inconveniences, Patent Documents 1 and 2 describe a technique for inspecting the surface of a bearing ring using an ultrasonic flaw detector.

特開平11−337530号公報JP-A-11-337530 特開2002−317821号公報JP 2002-317821 A

特許文献1及び2に記載されているごとき超音波エコーを用いた検査技術によれば、軌道輪の表面全体の欠陥を検出することが可能であるが、超音波を使用するため、装置構成が複雑かつ大がかりとなり、水中で検査する必要があるなど、検査処理が簡易化できないのみならず、装置の製造コストが非常に高価になるという問題点がある。   According to inspection techniques using ultrasonic echoes such as those described in Patent Documents 1 and 2, it is possible to detect defects on the entire surface of the raceway. There is a problem that not only the inspection process cannot be simplified, such as being complicated and large and inspecting in water, but also the manufacturing cost of the apparatus becomes very expensive.

また、特許文献1及び2に記載された検査技術を含む従来技術によると、軌道輪表面の仕上がりの良否を簡易にかつ自動的に判断することができなかった。   Moreover, according to the prior art including the inspection techniques described in Patent Documents 1 and 2, the quality of the raceway surface finish cannot be easily and automatically determined.

従って本発明の目的は、軌道輪表面の仕上がりの良否を簡易にかつ自動的に判断可能な、転がり軸受の表面検査装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface inspection device for a rolling bearing that can easily and automatically determine the quality of the raceway surface finish.

本発明の他の目的は、製造コストが安価であると共に検査処理が簡単であり、しかも精度の高い検査が可能である、転がり軸受の表面検査装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a rolling bearing surface inspection apparatus that is low in manufacturing cost, simple in inspection processing, and capable of high-precision inspection.

本発明によれば、転がり軸受の検査すべき軌道輪の表面に対してレーザ光を照射し、軌道輪の表面で反射したレーザ光を受光するレーザ光送受手段と、レーザ光送受手段が受光した反射レーザ光の強度に対応する電気信号を出力する光電変換手段と、レーザ光送受手段の少なくともレーザ光照射部を軌道輪の軸と同軸で回転させる周方向走査を行う周方向走査手段と、レーザ光送受手段を軌道輪の軸に沿って移動する軸方向走査を行う軸方向走査手段と、周方向走査を行った際の周方向の各位置において、光電変換手段から出力される電気信号の信号出力の、軸方向における最大値を取得する最大値取得手段と、取得した最大値のうち、ハレーション(光輝部分)状態に対応する最大値の個数を計数するハレーション個数計数手段と、ハレーション個数計数手段によって計数されたハレーション個数に応じて、軌道輪の良否を判断する判断手段とを備えた転がり軸受の表面検査装置が提供される。   According to the present invention, the laser beam is irradiated on the surface of the raceway to be inspected of the rolling bearing, and the laser beam transmitting / receiving unit that receives the laser beam reflected on the surface of the raceway ring, and the laser beam transmitter / receiver receives the laser beam. A photoelectric conversion means for outputting an electrical signal corresponding to the intensity of the reflected laser light, a circumferential scanning means for performing circumferential scanning for rotating at least a laser light irradiation portion of the laser light transmitting / receiving means coaxially with the axis of the raceway ring, and a laser Axial scanning means for performing axial scanning that moves the light transmitting / receiving means along the axis of the raceway ring, and signals of electrical signals output from the photoelectric conversion means at each circumferential position when the circumferential scanning is performed A maximum value acquisition means for acquiring the maximum value in the axial direction of the output, a halation number counting means for counting the number of maximum values corresponding to the halation (shiny portion) state among the acquired maximum values, and a halley ® emission quantity in accordance with the counted halation number by the counting means, the surface inspection apparatus of a rolling bearing and a determination means for determining the quality of the bearing ring is provided.

転がり軸受の軌道輪の表面で反射されたレーザ光は、受光されて光電変換されることにより、電気信号となる。その際、レーザ光照射部を軌道輪の軸と同軸で回転させる周方向走査を行うと共に、レーザ光送受手段を軌道輪の軸に沿って移動する軸方向走査を行う。周方向走査を行った際の周方向の各位置において、信号出力の、軸方向における最大値を取得し、その最大値のうち、ハレーション状態に対応する最大値の個数が計数される。この計数されたハレーション個数に応じて、軌道輪の良否が判断される。このように、周方向走査及び軸方向走査を行いつつ、レーザ光の照射及び反射光の受光を行っているため、軌道輪の表面全体について、簡単かつ高精度に仕上がりの良否を判断することができる。しかも、このようなレーザ光を走査する構成によれば、検査装置の製造コストを安価とすることができる。特に、本発明によれば、周方向の多くの領域に渡ってハレーション状態の部分があるか否かを、ハレーション状態に対応する最大値の個数で判別して良否を判断しているため、軌道輪表面の仕上がりの良否を精度良く、簡易にかつ自動的に判断することが可能となる。   The laser beam reflected by the surface of the bearing ring of the rolling bearing is received and photoelectrically converted into an electric signal. At that time, circumferential scanning is performed by rotating the laser beam irradiating unit coaxially with the axis of the track ring, and axial scanning is performed by moving the laser beam transmitting / receiving means along the axis of the track ring. At each position in the circumferential direction when the circumferential scanning is performed, the maximum value of the signal output in the axial direction is acquired, and among the maximum values, the number of maximum values corresponding to the halation state is counted. The quality of the race is determined according to the counted number of halation. As described above, since the laser light irradiation and the reflected light reception are performed while performing the circumferential scanning and the axial scanning, it is possible to easily and accurately determine the quality of the finished surface of the raceway. it can. In addition, according to the configuration for scanning with such laser light, the manufacturing cost of the inspection apparatus can be reduced. In particular, according to the present invention, whether or not there is a portion of the halation state over many regions in the circumferential direction is determined by the number of maximum values corresponding to the halation state, so that the quality is determined. It is possible to easily and automatically determine the quality of the ring surface finish with high accuracy.

判断手段は、ハレーション個数の、周方向位置の数に対する比率から軌道輪の良否を判断する手段であることが好ましい。この場合、判断手段は、比率があらかじめ定めた閾値以上の場合に、軌道輪が良品であると判断する手段であることがより好ましい。   The determination means is preferably means for determining the quality of the raceway from the ratio of the number of halation to the number of circumferential positions. In this case, it is more preferable that the determination means is a means for determining that the race is non-defective when the ratio is equal to or greater than a predetermined threshold.

レーザ光送受手段のレーザ光照射部が、軌道輪の表面に略垂直にレーザ光を照射するように構成されていることも好ましい。   It is also preferable that the laser beam irradiation unit of the laser beam transmitting / receiving unit is configured to irradiate the laser beam substantially perpendicularly to the surface of the raceway ring.

軌道輪が外輪であり、レーザ光送受手段が、外輪の軸を中心として外輪の内側を回転することにより外輪の内周面にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、この内周面で反射したレーザ光を受光するレーザ光受光部とを備えていることも好ましい。   The track ring is the outer ring, and the laser beam transmitting / receiving means irradiates the inner ring surface of the outer ring with the laser beam by rotating the inner side of the outer ring around the axis of the outer ring, and the inner ring surface reflects the laser beam. It is also preferable to include a laser beam receiving unit that receives the laser beam.

軌道輪が内輪であり、レーザ光送受手段が、内輪の軸を中心として内輪の外側を回転することにより内輪の外周面にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、この外周面で反射したレーザ光を受光するレーザ光受光部とを備えていることも好ましい。   The track ring is an inner ring, and the laser beam transmitting / receiving means irradiates the outer ring surface of the inner ring with laser light by rotating the outer side of the inner ring about the axis of the inner ring, and the laser reflected by the outer ring surface It is also preferable to include a laser beam receiving unit that receives light.

本発明によれば、軌道輪の表面全体について、簡単かつ高精度に仕上がりの良否を判断することができる。しかも、検査装置の製造コストを安価とすることができる。さらに、軌道輪表面の仕上がりの良否を精度良く、簡易にかつ自動的に判断することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to easily and accurately determine the quality of the finish on the entire surface of the raceway. In addition, the manufacturing cost of the inspection apparatus can be reduced. Furthermore, it is possible to easily and automatically determine the quality of the surface finish of the raceway with high accuracy.

本発明における転がり軸受の表面検査装置の一実施形態の構成を概略的に示す構成図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of one Embodiment of the surface inspection apparatus of the rolling bearing in this invention. 図1の表面検査装置における本体の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the main body in the surface inspection apparatus of FIG. 図1の表面検査装置における処理制御装置の電気的構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the electrical structure of the process control apparatus in the surface inspection apparatus of FIG. 図3の処理制御装置の制御処理内容を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control processing content of the processing control apparatus of FIG. 図1の表面検査装置によって検査される外輪の検査範囲を説明する図である。It is a figure explaining the test | inspection range of the outer ring | wheel test | inspected by the surface inspection apparatus of FIG. 図1の表面検査装置によって検査された外輪の検査画像を表す図であり、(A)は良品の検査画像、(B)は不良品の検査画像をそれぞれ示している。It is a figure showing the test | inspection image of the outer ring | wheel inspected by the surface inspection apparatus of FIG. 1, (A) has shown the test | inspection image of a non-defective product, and (B) has shown the test image of inferior goods, respectively. 図1の表面検査装置によって検査される外輪におけるレーザ光の反射状況を説明する図であり、(A)は良品の場合、(B)は不良品の場合をそれぞれ示している。It is a figure explaining the reflective condition of the laser beam in the outer ring | wheel inspected by the surface inspection apparatus of FIG. 1, (A) shows the case of a non-defective product, and (B) shows the case of a defective product. 図1の表面検査装置において、各周方向位置における反射光強度データの最大値を表す図であり、(A)は良品について横軸に周方向位置を表した場合、(B)は(A)のデータを最大値の小さい順から並び替えて表した場合、(C)は不良品について横軸に周方向位置を表した場合、(D)は(C)のデータを最大値の小さい順から並び替えて表した場合をそれぞれ示している。In the surface inspection apparatus of FIG. 1, it is a figure showing the maximum value of the reflected light intensity data in each circumferential direction position, (A) shows the circumferential direction position on a horizontal axis about a good product, (B) is (A). When (C) shows the position in the circumferential direction on the horizontal axis for defective products, (D) shows the data of (C) in ascending order of maximum values. Each case is shown sorted. 本発明における転がり軸受の表面検査装置の他の実施形態の構成を概略的に示す構成図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of other embodiment of the surface inspection apparatus of the rolling bearing in this invention.

図1は本発明における転がり軸受の表面検査装置の一実施形態の構成を概略的に示しており、図2は図1の表面検査装置の本体の構成を概略的に示している。なお、本実施形態は、転がり軸受の軌道輪のうちの外輪の内側表面の仕上がり状態を検査する表面検査装置に関するものである。また、以下の記載において、「上下方向」とは検査すべき外輪が装着された際にその外輪の軸方向を意味しており、これは中空回転部材の軸方向でもある。「下方向、下方」とはこの軸方向において中空回転部材の先端方向(図1及び図2にて下方向)を意味し、「上方向、上方」とはこの軸方向において中空回転部材の先端とは反対方向(図1及び図2にて上方向)を意味する。また、「水平方向」とはこの軸方向に垂直な方向を意味する。   FIG. 1 schematically shows the configuration of an embodiment of a rolling bearing surface inspection apparatus according to the present invention, and FIG. 2 schematically shows the configuration of the main body of the surface inspection apparatus of FIG. In addition, this embodiment is related with the surface inspection apparatus which test | inspects the finishing state of the inner surface of the outer ring | wheel of the bearing rings of a rolling bearing. Further, in the following description, “vertical direction” means the axial direction of the outer ring when the outer ring to be inspected is mounted, and this is also the axial direction of the hollow rotating member. “Downward and downward” means the distal direction of the hollow rotating member in this axial direction (downward in FIGS. 1 and 2), and “Upward and upward” means the distal end of the hollow rotational member in this axial direction. Means the opposite direction (upward in FIGS. 1 and 2). The “horizontal direction” means a direction perpendicular to the axial direction.

これらの図において、10は表面検査装置の本体であり、11は本表面検査装置の基盤である台座、12は台座11に下方の一端が固着されておりこの台座11から上方に垂直に起立している支柱、13は支柱12に沿って上下方向に直線的に摺動駆動可能な昇降装置、14はこの昇降装置13から水平方向に伸長するアーム、15はこのアーム14の先端に本体10を固着するための取り付け部材をそれぞれ示している。   In these drawings, 10 is a main body of the surface inspection apparatus, 11 is a pedestal which is the base of the surface inspection apparatus, and 12 is fixed to one end of the pedestal 11 and vertically rises upward from the pedestal 11. 13 is a lifting device that can be linearly slidably driven along the column 12, 14 is an arm that extends horizontally from the lifting device 13, and 15 is a body 10 at the tip of the arm 14. An attachment member for fixing is shown.

表面検査装置の本体10は、光源部16と、取り付け部材15を介してこの光源部16に連結されているモータ17と、本実施形態ではモータ17の回転軸である中空回転部材18とを備えている。中空回転部材18は、モータ17が駆動されると高速回転(12000rpm以上、例えば、15000rpmで回転)し、その先端部からレーザ光を被検査体である外輪19の内側表面に照射できるように構成されている。   The main body 10 of the surface inspection apparatus includes a light source unit 16, a motor 17 connected to the light source unit 16 via an attachment member 15, and a hollow rotating member 18 that is a rotation shaft of the motor 17 in the present embodiment. ing. The hollow rotating member 18 is configured to rotate at a high speed (12000 rpm or more, for example, 15000 rpm) when the motor 17 is driven, and to irradiate the inner surface of the outer ring 19 that is an object to be inspected from the tip thereof. Has been.

表面検査装置には、さらに、外輪19の内側表面で反射された反射レーザ光を光電変換して電気信号を出力する光電変換器20と、この光電変換器20からの電気信号から外輪19の内側表面の表面仕上がり状態を判断すると共に、モータ17、昇降装置13及びレーザ光源の動作を制御する処理制御装置21が設けられている。   The surface inspection apparatus further includes a photoelectric converter 20 that photoelectrically converts the reflected laser light reflected on the inner surface of the outer ring 19 and outputs an electric signal, and an inner side of the outer ring 19 from the electric signal from the photoelectric converter 20. A processing control device 21 that determines the surface finish state of the surface and controls the operation of the motor 17, the lifting device 13 and the laser light source is provided.

以下、表面検査装置の本体10の構成について、詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the main body 10 of the surface inspection apparatus will be described in detail.

図2にも拡大して示されているように、光源部16には、図示しないレーザ光源から発生したレーザ光を集光するレンズ22が中空回転部材18と同軸に設けられている。このレンズ22の下方には、中空の管材23が中空回転部材18と同軸に設けられている。この管材23内には、レンズ22によって集光されたレーザ光(レーザビーム)を下方に導く中空路である第1の照射光用導光路23aが形成されている。さらに、この管材23の下方には、ギャップ24を介してモータ17の中空回転部材18が設けられており、この中空回転部材18内には、第1の照射光用導光路23aを介して導かれたレーザ光をギャップ24を介して受け取り、下方に導く中空路である第2の照射光用導光路18aが形成されている。   As enlarged in FIG. 2, the light source unit 16 is provided with a lens 22 that condenses laser light generated from a laser light source (not shown) coaxially with the hollow rotating member 18. Below this lens 22, a hollow tube material 23 is provided coaxially with the hollow rotary member 18. In the tube material 23, a first irradiation light guide path 23a, which is a hollow path for guiding laser light (laser beam) collected by the lens 22 downward, is formed. Further, a hollow rotating member 18 of the motor 17 is provided below the tube material 23 via a gap 24. The hollow rotating member 18 is guided into the hollow rotating member 18 via a first light guide 23a for irradiation light. A second light guide 18a for irradiation light, which is a hollow path that receives the laser beam through the gap 24 and guides it downward, is formed.

中空回転部材18の先端部はその周面の一部が切除されており、この切除された部分には第2の照射光用導光路18aを介して導かれたレーザ光を水平方向に反射する平面ミラー25が設けられている。この平面ミラー25は反射面が軸方向に対して45°の角度をなすように取り付けられており、中空回転部材18と共に高速回転するように構成されている。これにより、平面ミラー25で反射されたレーザ光は、中空回転部材18と同軸に装着された外輪19の内側表面に垂直に入射可能となっている。平面ミラー25が外輪19の軸を中心として高速回転することにより、周方向の走査が実行されることとなる。   A part of the peripheral surface of the distal end portion of the hollow rotating member 18 is cut off, and the laser light guided through the second irradiation light guide path 18a is reflected in the cut off portion in the horizontal direction. A plane mirror 25 is provided. The flat mirror 25 is attached such that the reflection surface forms an angle of 45 ° with respect to the axial direction, and is configured to rotate at a high speed together with the hollow rotating member 18. As a result, the laser beam reflected by the plane mirror 25 can be perpendicularly incident on the inner surface of the outer ring 19 mounted coaxially with the hollow rotary member 18. As the flat mirror 25 rotates at high speed about the axis of the outer ring 19, scanning in the circumferential direction is executed.

中空回転部材18内には、第2の照射光用導光路18aの回りに複数の光ファイバが設けられており、これらの光ファイバは、外輪19の内側表面で反射され、平面ミラー25で反射された反射レーザ光を導く第1の反射光用導光路18bを構成している。第1の反射光用導光路18bを構成するこれら複数の光ファイバは、中空回転部材18の内壁に沿って同心円状かつ多層状に配置され接着材で固着されている。   In the hollow rotating member 18, a plurality of optical fibers are provided around the second irradiation light guide path 18 a, and these optical fibers are reflected by the inner surface of the outer ring 19 and reflected by the plane mirror 25. The first reflected light guide path 18b that guides the reflected laser light is configured. The plurality of optical fibers constituting the first reflected light guide path 18b are arranged concentrically and in a multilayer shape along the inner wall of the hollow rotating member 18, and are fixed by an adhesive.

管材23の回りには複数の光ファイバが設けられており、これらの複数の光ファイバは第1の反射光用導光路18bを構成する複数の光ファイバからの反射レーザ光をギャップ24を介して受け取る第2の反射光用導光路23bを構成している。第2の反射光用導光路23bを構成するこれら複数の光ファイバは、下方では管材23の回りに同心円状かつ全体として筒状に配置され接着材で固着されており、その上方では管状にまとめられて光ファイバ束26を構成している。この光ファイバ束26は、本体10から外部に引き出され、その端部は光電変換器20(図1)に接続されている。これにより、外輪19の内側表面で反射されたレーザ光は、平面ミラー25で反射され、第1の反射光用導光路18b、第2の反射光用導光路23b及び光ファイバ束26によって導かれて光電変換器20に入射される。光電変換器20は、入射された反射レーザ光の光強度に応じたアナログ電気信号を出力する。   A plurality of optical fibers are provided around the tube material 23, and the plurality of optical fibers transmits the reflected laser beams from the plurality of optical fibers constituting the first reflected light guide path 18 b through the gap 24. The second reflected light guide path 23b is configured to be received. The plurality of optical fibers constituting the second light guide path for reflected light 23b are arranged concentrically around the tube material 23 in the lower part and fixed in a tubular shape as a whole, and are fixed with an adhesive material, and in the upper part, they are collected in a tubular shape. Thus, an optical fiber bundle 26 is formed. The optical fiber bundle 26 is pulled out from the main body 10 and its end is connected to the photoelectric converter 20 (FIG. 1). As a result, the laser light reflected by the inner surface of the outer ring 19 is reflected by the flat mirror 25 and guided by the first reflected light guide 18b, the second reflected light guide 23b, and the optical fiber bundle 26. Is incident on the photoelectric converter 20. The photoelectric converter 20 outputs an analog electric signal corresponding to the light intensity of the incident reflected laser light.

昇降装置13を駆動制御して、本体10を一定の速度で上方向又は下方向に直線的に移動させることにより、軸方向の走査が実行される。   A scanning in the axial direction is executed by controlling the elevating device 13 to linearly move the main body 10 upward or downward at a constant speed.

図3は本実施形態の表面検査装置における処理制御装置21の電気的構成を概略的に示しており、図4はこの処理制御装置21の制御処理内容を説明しており、図5は本実施形態の表面検査装置によって検査される外輪19の検査範囲を説明している。   FIG. 3 schematically shows an electrical configuration of the processing control device 21 in the surface inspection apparatus of the present embodiment, FIG. 4 explains the control processing contents of the processing control device 21, and FIG. 5 shows the present embodiment. The inspection range of the outer ring 19 inspected by the surface inspection apparatus of the embodiment will be described.

図3に示すように、処理制御装置21は、光電変換器20から出力されるアナログ電気信号を設定されたサンプリング周波数(例えば、〜800kHz)でデジタル信号に変換するA/D変換部21aと、A/D変換部21aに接続されたデジタルコンピュータによる処理部21bと、処理部21bに接続された記憶部21cと、処理部21bに接続された表示部21dと、処理部21bに接続された出力ポート21eと、出力ポート21eに接続された、昇降装置13用の駆動回路21fと、出力ポート21eに接続された、モータ17用の駆動回路21gと、出力ポート21eに接続された、光源部16用の駆動回路21hとを備えている。   As illustrated in FIG. 3, the processing control device 21 includes an A / D conversion unit 21 a that converts an analog electric signal output from the photoelectric converter 20 into a digital signal at a set sampling frequency (for example, ˜800 kHz); A processing unit 21b by a digital computer connected to the A / D conversion unit 21a, a storage unit 21c connected to the processing unit 21b, a display unit 21d connected to the processing unit 21b, and an output connected to the processing unit 21b The port 21e, the drive circuit 21f for the lifting device 13 connected to the output port 21e, the drive circuit 21g for the motor 17 connected to the output port 21e, and the light source unit 16 connected to the output port 21e Drive circuit 21h.

次に、表面検査処理について詳細に説明する。   Next, the surface inspection process will be described in detail.

図4に示すように、まず、検査のためのパラメータを設定する(ステップS1)。このパラメータとしては、(1)図5に示すように外輪19の内側表面における軸方向の検査範囲の設定、(2)周方向の走査におけるデータ数の設定、(3)軸方向の走査におけるデータ数の設定、(4)ハレーション(光輝部分)であると認識する閾値の設定、(5)良品及び不良品に関するハレーション率HRの判定閾値の設定等である。   As shown in FIG. 4, first, parameters for inspection are set (step S1). The parameters include (1) setting of the axial inspection range on the inner surface of the outer ring 19 as shown in FIG. 5, (2) setting of the number of data in the circumferential scanning, and (3) data in the scanning in the axial direction. Setting the number, (4) setting a threshold value for recognizing halation (bright part), (5) setting a determination threshold value for the halation rate HR for non-defective products and defective products, and the like.

次いで、光源部16をオン駆動してレーザ光の照射を開始すると共に、モータ17を駆動して中空回転部材18を高速回転させ、さらに、昇降装置13を駆動して本体10を上方向又は下方向に連続的又は断続的に移動する(ステップS2)。   Next, the light source unit 16 is turned on to start laser light irradiation, the motor 17 is driven to rotate the hollow rotating member 18 at a high speed, and the lifting device 13 is driven to move the main body 10 upward or downward. It moves continuously or intermittently in the direction (step S2).

これにより、集光されたレーザ光は、中空回転部材18内の第1の照射光用導光路23a及び第2の照射光用導光路18aを通って平面ミラー25で反射され、外輪19の内側表面に垂直に入射する。この外輪19の内側表面で正反射されたレーザ光は、平面ミラー25で反射され、第1の反射光用導光路18b、第2の反射光用導光路23b及び光ファイバ束26によって導かれて光電変換器20に入射される。その際、モータ17によって中空回転部材18と共に平面ミラー25が外輪19の軸を中心として高速回転することにより周方向の走査が行われ、昇降装置13によって本体10が一定速度で連続的に又は断続的に上方向又は下方向に直線的に移動することにより軸方向の走査が行われる。   Thereby, the condensed laser light is reflected by the plane mirror 25 through the first irradiation light guide path 23 a and the second irradiation light guide path 18 a in the hollow rotating member 18, and inside the outer ring 19. Incident perpendicular to the surface. The laser beam specularly reflected by the inner surface of the outer ring 19 is reflected by the flat mirror 25 and guided by the first reflected light guide path 18b, the second reflected light guide path 23b, and the optical fiber bundle 26. The light enters the photoelectric converter 20. At that time, the motor 17 rotates the flat mirror 25 together with the hollow rotating member 18 around the axis of the outer ring 19 to scan in the circumferential direction, and the lifting / lowering device 13 causes the main body 10 to be continuously or intermittently at a constant speed. Thus, scanning in the axial direction is performed by linearly moving upward or downward.

光電変換器20から得られる電気信号をA/D変換部21aを介して取り込むことにより、周方向及び軸方向の走査における反射レーザ光の光強度に応じたデジタルの反射光強度データを取得する(ステップS3)。この場合のサンプリング周波数は、パラメータとして設定された周方向のデータ数及び軸方向のデータ数に応じた値が選ばれる。例えば、周方向の設定データ数を940とした場合、1回転に対して940回のサンプリングがなされる周波数に設定され、1回転で940個の反射光強度データが取得される。また、軸方向のデータ数を100とした場合、検査領域を移動する間に100回のサンプリングがなされる周波数に設定され、1回の軸方向走査で100個の反射光強度データが取得される。従って、上述のごとくデータ数を設定した場合、1回の走査処理により、100×940個の反射光強度データが取得されることとなる。   By acquiring an electric signal obtained from the photoelectric converter 20 via the A / D converter 21a, digital reflected light intensity data corresponding to the light intensity of the reflected laser light in the circumferential and axial scans is acquired ( Step S3). In this case, the sampling frequency is selected according to the number of circumferential data and the number of axial data set as parameters. For example, when the number of set data in the circumferential direction is 940, the frequency is set to a frequency at which sampling is performed 940 times per rotation, and 940 reflected light intensity data are acquired per rotation. Further, assuming that the number of data in the axial direction is 100, the frequency is set to a frequency at which sampling is performed 100 times while moving in the inspection region, and 100 reflected light intensity data are acquired by one axial scanning. . Therefore, when the number of data is set as described above, 100 × 940 pieces of reflected light intensity data are acquired by one scanning process.

次いで、取得した反射光強度データを、周方向走査における周方向位置及び軸方向走査における軸方向位置と対応させて、記憶部21cに記憶する(ステップS4)。上述の例では、940個の周方向位置毎に、軸方向走査で得られた100個の反射光強度データが記憶部21cに記憶される。周方向位置は、モータ17の回転基準位置をあらかじめ設定しその回転角度から現在位置を求めるようにしても良いし、エンコーダ等の回転角センサを用いて検出するようにしても良い。軸方向位置は、昇降装置13の移動基準位置をあらかじめ設定してその移動距離から現在位置を求めるようにしても良いし、位置センサを用いて検出するようにしても良い。   Next, the acquired reflected light intensity data is stored in the storage unit 21c in association with the circumferential position in the circumferential scanning and the axial position in the axial scanning (step S4). In the above-described example, 100 reflected light intensity data obtained by the axial scanning are stored in the storage unit 21c for every 940 circumferential positions. The circumferential position may be detected by using a rotation angle sensor such as an encoder by setting a rotation reference position of the motor 17 in advance and obtaining the current position from the rotation angle. The axial position may be detected by using a position sensor by setting a movement reference position of the lifting device 13 in advance and obtaining the current position from the movement distance.

次いで、940個の周方向位置毎に、軸方向の走査で得られた全ての反射光強度データを記憶部21cから読み出し、その読み出した反射光強度データの最大値を算出する。940個の周方向位置毎に算出することによって得られた940個の反射光強度データの最大値をこれら周方向位置毎に記憶部21cに記憶する(ステップS5)。   Next, for every 940 circumferential positions, all reflected light intensity data obtained by scanning in the axial direction is read from the storage unit 21c, and the maximum value of the read reflected light intensity data is calculated. The maximum value of the 940 reflected light intensity data obtained by calculating for every 940 circumferential positions is stored in the storage unit 21c for each circumferential position (step S5).

次いで、この記憶した周方向位置毎の反射光強度データの最大値を記憶部21cから読み出し、読み出した反射光強度データの最大値と、設定されたハレーションであると認識する閾値(ハレーション状態であると本実施形態で規定した「255」より低い値、例えば、「250」)とを比較して、閾値以上であった反射光強度データの最大値の個数を計数する(ステップS6)。   Next, the stored maximum value of the reflected light intensity data for each circumferential position is read from the storage unit 21c, and the maximum value of the read reflected light intensity data and the threshold value (a halation state) for recognizing the set halation. And a value lower than “255” defined in the present embodiment (for example, “250”), and the number of maximum values of reflected light intensity data that is equal to or greater than the threshold is counted (step S6).

このように計数した、ハレーションであると認識する閾値以上である反射光強度データの最大値の個数を用いて、ハレーション率HRを、HR=(周方向における閾値以上である反射光強度データの最大値の個数)/(周方向における反射光強度データの最大値の個数)=(周方向における閾値以上である反射光強度データの最大値の個数)/940から算出する(ステップS7)。   Using the number of reflected light intensity data that is greater than or equal to the threshold value that is recognized as halation, the halation rate HR is calculated as HR = (maximum of reflected light intensity data that is greater than or equal to the threshold value in the circumferential direction). (Number of values) / (number of maximum values of reflected light intensity data in the circumferential direction) = (number of maximum values of reflected light intensity data equal to or greater than a threshold value in the circumferential direction) / 940 (step S7).

次いで、算出したハレーション率HRを、設定されているその判別閾値、例えば50%と比較し、ハレーション率HRがこの判別閾値を越えたかどうか判別する(ステップS8)。越えている場合(YESの場合)はこの外輪19が良品であると判別すると共にその旨を表示部21dに表示する(ステップS9)。越えていない場合(NOの場合)はこの外輪19が不良品であると判別すると共にその旨を表示部21dに表示する(ステップS10)。   Next, the calculated halation rate HR is compared with a set discrimination threshold, for example, 50%, and it is discriminated whether the halation rate HR exceeds the discrimination threshold (step S8). If it exceeds (in the case of YES), it is determined that the outer ring 19 is a non-defective product and a message to that effect is displayed (step S9). When it does not exceed (in the case of NO), it is determined that the outer ring 19 is a defective product and that effect is displayed on the display unit 21d (step S10).

図6は本実施形態の表面検査装置によって検査された外輪の検査画像を表している。同図において横方向は周方向に対応しており、縦方向は軸方向に対応している。各周方向位置及び軸方向位置における反射光強度信号が明暗で表されている(明るいものほど反射光強度が高い)。また、同図(A)は良品の検査画像、同図(B)は不良品の検査画像をそれぞれ示している。   FIG. 6 shows an inspection image of the outer ring inspected by the surface inspection apparatus of the present embodiment. In the figure, the horizontal direction corresponds to the circumferential direction, and the vertical direction corresponds to the axial direction. The reflected light intensity signal at each circumferential position and axial position is expressed in light and dark (the brighter the reflected light intensity is). FIG. 9A shows a non-defective inspection image, and FIG. 10B shows a defective inspection image.

同図(A)のごとく、良品の外輪19の場合は、周方向の全域に渡って、検査範囲の中央(軸方向中央)が際だって明るくなっており、この明るさはほとんど途切れていない。即ち、良品の場合は周方向の全域に渡って検査範囲の中央がハレーション状態となっている。一方、同図(B)のごとく、不良品の外輪19′の場合は、検査範囲の中央(軸方向中央)は良品の場合に比して周方向の一部で暗くなっており周方向の全域が明るくなっていない。即ち、不良品の場合は周方向の一部のみにしかハレーション状態の部分が存在しない。   As shown in FIG. 6A, in the case of a good outer ring 19, the center of the inspection range (center in the axial direction) is remarkably bright over the entire circumferential direction, and this brightness is hardly interrupted. That is, in the case of a non-defective product, the center of the inspection range is in a halation state over the entire circumferential direction. On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the case of the defective outer ring 19 ′, the center of the inspection range (center in the axial direction) is darker in the circumferential direction than in the case of the non-defective product, and the circumferential direction The whole area is not bright. That is, in the case of a defective product, there is a halation portion only in a part in the circumferential direction.

この差異は、外輪研磨における以下の特性に起因している。図7は本実施形態の表面検査装置によって検査される外輪におけるレーザ光の反射状況を説明している。同図(A)のごとく良品の外輪19の場合、内側表面の研磨が非常に精巧に行われているため、外輪の軸と垂直に照射されたレーザ光は軌道表面の曲面で精密に正反射されるので、反射レーザ光は照射部と同じ位置にある受光部には、ほとんど戻ってこない。このため、軌道表面のほとんどの部分で反射レーザ光が戻らないことから暗くなる。しかしながら、軌道表面の軸方向の中央では、照射レーザ光が正反射されるので照射光のほとんどが照射部と同じ位置にある受光部へ戻ることとなり、ハレーション状態を起こす。このハレーション状態は、周方向の全域に渡って連続的に途切れることなく生じる。これに対して、同図(B)のごとく不良品の外輪19′の場合、研磨仕上がりが十分でないため、軌道表面がざらついており、軌道表面のどの部分に照射した場合にも、ある程度の反射光が受光部へ戻るのみである。このため、周方向の一部でのみしかハレーション状態が生じない。   This difference is attributed to the following characteristics in outer ring polishing. FIG. 7 illustrates the reflection state of the laser beam on the outer ring inspected by the surface inspection apparatus of the present embodiment. In the case of a good outer ring 19 as shown in FIG. 6A, the inner surface is polished very finely, so the laser beam irradiated perpendicularly to the axis of the outer ring is accurately reflected regularly on the curved surface of the track surface. Therefore, the reflected laser light hardly returns to the light receiving unit at the same position as the irradiation unit. For this reason, the reflected laser beam does not return on most of the surface of the orbit, so that it becomes dark. However, since the irradiated laser light is regularly reflected at the center in the axial direction of the orbital surface, most of the irradiated light returns to the light receiving portion at the same position as the irradiated portion, causing a halation state. This halation state occurs continuously without interruption throughout the entire circumferential direction. On the other hand, in the case of the defective outer ring 19 ′ as shown in FIG. 5B, since the polishing finish is not sufficient, the surface of the raceway is rough, and any portion of the raceway surface is irradiated with a certain amount of reflection. Only the light returns to the light receiving section. For this reason, the halation state occurs only in a part of the circumferential direction.

本実施形態では、外輪研磨における以上の特性を利用して外輪の内側表面の研磨仕上がり良否を判断しているのである。   In the present embodiment, the quality of the polishing finish on the inner surface of the outer ring is determined using the above characteristics in the outer ring polishing.

図8は本実施形態の表面検査装置において、各周方向位置における反射光強度データの最大値を表す図である。同図において、(A)は良品について横軸に周方向位置、縦軸に軸方向における反射光強度データの最大値を表した場合、(B)は(A)のデータを最大値の小さい順から並び替え、横軸に周方向のデータ数、縦軸に軸方向における反射光強度データの最大値を表した場合、(C)は不良品について横軸に周方向位置、縦軸に軸方向における反射光強度データの最大値を表した場合、(D)は(C)のデータを最大値の小さい順から並び替え、横軸に周方向のデータ数、縦軸に軸方向における反射光強度データの最大値を表した場合をそれぞれ示している。   FIG. 8 is a diagram showing the maximum value of reflected light intensity data at each circumferential position in the surface inspection apparatus of the present embodiment. In the same figure, (A) shows the maximum value of the reflected light intensity data in the circumferential direction on the horizontal axis and the vertical axis on the vertical axis, and (B) shows the data in (A) in ascending order of the maximum value. When the horizontal axis represents the number of data in the circumferential direction, and the vertical axis represents the maximum value of reflected light intensity data in the axial direction, (C) indicates the circumferential position on the horizontal axis and the vertical axis on the vertical axis for defective products. In (D), the data of (C) is rearranged in order of increasing maximum value, the horizontal axis represents the number of data in the circumferential direction, and the vertical axis represents the reflected light intensity in the axial direction. Each case represents the maximum value of the data.

同図(A)に示すように、良品の場合、軸方向における反射光強度データの最大値は、周方向のほぼ全ての位置において、ハレーション状態であると規定した「255」となっており、同図(B)に示すように、その数は例えば780以上となっている。このため、ハレーション率HRはHR≧780/940≒82.9%となる。一方、同図(C)に示すように、不良品の場合、軸方向における反射光強度データの最大値は、周方向のほとんどの位置において、ハレーション状態である「255」未満であり、同図(D)に示すように、その数は例えば90以下である。このため、ハレーション率HRはHR≦90/940≒9.6%となる。その結果、ハレーション率HRの良品及び不良品の閾値を50%とすれば、良品及び不良品の識別を確実に行うことができる。因みに、本実施形態によって良品及び不良品の判定を行った場合の正答率は、単なる一例であるが、良品については95%、不良品については83%であり、全体では89%であった。   As shown in FIG. 5A, in the case of a non-defective product, the maximum value of the reflected light intensity data in the axial direction is “255” that defines the halation state at almost all positions in the circumferential direction. As shown in FIG. 5B, the number is, for example, 780 or more. For this reason, the halation rate HR is HR ≧ 780 / 940≈82.9%. On the other hand, as shown in FIG. 6C, in the case of a defective product, the maximum value of reflected light intensity data in the axial direction is less than “255” which is a halation state at most positions in the circumferential direction. As shown in (D), the number is 90 or less, for example. For this reason, the halation rate HR is HR ≦ 90 / 940≈9.6%. As a result, if the threshold value of non-defective products and defective products having a halation rate HR is set to 50%, the non-defective products and defective products can be reliably identified. Incidentally, the correct answer rate when the non-defective product and the defective product are determined according to the present embodiment is merely an example, but the non-defective product is 95%, the defective product is 83%, and the total is 89%.

このように、本実施形態では、軸方向における反射光強度データの最大値のうち、周方向において、ハレーション状態であると認識されるものの個数を計数し、その計数した個数からハレーション率HRを求め、このハレーション率HRを閾値と比較することにより良否を判断しているため、外輪内側表面の仕上がりの良否を精度良く、簡易にかつ自動的に判断することが可能となる。また、周方向走査及び軸方向走査を行いつつ、レーザ光の照射及び反射光の受光を行っているため、外輪の内側表面全体について、簡単かつ高精度に仕上がりの良否を判断することができる。しかも、このようなレーザ光を走査する構成によれば、検査装置の製造コストを安価とすることができる。   As described above, in the present embodiment, among the maximum values of the reflected light intensity data in the axial direction, the number of those recognized as being in the halation state in the circumferential direction is counted, and the halation rate HR is obtained from the counted number. Since the halation rate HR is compared with a threshold value to determine whether it is good or bad, it is possible to accurately and easily determine the quality of the outer ring inner surface finish. In addition, since laser light irradiation and reflected light reception are performed while performing circumferential scanning and axial scanning, it is possible to easily and accurately determine the quality of the finish on the entire inner surface of the outer ring. In addition, according to the configuration for scanning with such laser light, the manufacturing cost of the inspection apparatus can be reduced.

図9は本発明における転がり軸受の表面検査装置の他の実施形態の構成を概略的に示している。本実施形態は、転がり軸受の軌道輪のうちの内輪の外側表面の仕上がり状態を検査する表面検査装置に関するものである。また、以下の記載において、「上下方向」とは検査すべき内輪が装着された際にその内輪の軸方向を意味しており、これは中空回転部材の軸方向でもある。「下方向、下方」とはこの軸方向において中空回転部材の先端方向(図9にて下方向)を意味し、「上方向、上方」とはこの軸方向において中空回転部材の先端とは反対方向(図9にて上方向)を意味する。また、「水平方向」とは軸方向に垂直な方向を意味する。   FIG. 9 schematically shows the configuration of another embodiment of the rolling bearing surface inspection apparatus according to the present invention. The present embodiment relates to a surface inspection apparatus that inspects the finished state of the outer surface of an inner ring of rolling bearing raceways. Further, in the following description, “vertical direction” means the axial direction of the inner ring when the inner ring to be inspected is mounted, and this is also the axial direction of the hollow rotating member. “Downward and downward” means the tip direction of the hollow rotating member in this axial direction (downward in FIG. 9), and “Upward and upward” is opposite to the tip of the hollow rotating member in this axial direction. This means the direction (upward in FIG. 9). The “horizontal direction” means a direction perpendicular to the axial direction.

同図において、90は表面検査装置の本体であり、91は本表面検査装置の基盤である台座、92は台座91に下方の一端が固着されておりこの台座91から上方に垂直に起立している支柱、93は支柱92に沿って上下方向に直線的に摺動駆動可能な昇降装置、94はこの昇降装置93から水平方向に伸長するアーム、95はこのアーム94の先端に本体90を固着するための取り付け部材をそれぞれ示している。   In the figure, 90 is a main body of the surface inspection apparatus, 91 is a pedestal which is a base of the surface inspection apparatus, 92 is fixed at one end of the lower side to the pedestal 91, and stands vertically upward from the pedestal 91. The supporting column 93 is a lifting device that can be linearly slidably driven along the supporting column 92, the arm 94 extends horizontally from the lifting device 93, and the main body 90 is fixed to the tip of the arm 94. The attachment member for doing is shown, respectively.

表面検査装置の本体90は、レーザ光源96a及び集光レンズ96bを有する光源部96と、取り付け部材95上に設けられており、光源部96と連結されているモータ97と、本実施形態ではモータ97の回転軸である中空回転部材98とを備えている。中空回転部材98は、モータ97が駆動されると高速回転(12000rpm以上、例えば、15000rpmで回転)し、その先端部からレーザ光を被検査体である内輪99の外側表面に照射できるように構成されている。   The main body 90 of the surface inspection apparatus includes a light source unit 96 having a laser light source 96a and a condenser lens 96b, a motor 97 provided on the mounting member 95 and connected to the light source unit 96, and a motor in this embodiment. 97 and a hollow rotary member 98 which is a rotary shaft. The hollow rotating member 98 is configured to rotate at a high speed (12000 rpm or more, for example, 15000 rpm) when the motor 97 is driven, and to irradiate the outer surface of the inner ring 99 that is the object to be inspected from the tip portion thereof. Has been.

表面検査装置には、さらに、内輪99の外側表面で反射された反射レーザ光を光電変換して電気信号を出力する光電変換器100と、この光電変換器100からの電気信号から内輪99の外側表面の表面仕上がり状態を判断すると共に、モータ97、昇降装置93及びレーザ光源96aの動作を制御する処理制御装置101が設けられている。   The surface inspection apparatus further includes a photoelectric converter 100 that photoelectrically converts the reflected laser light reflected by the outer surface of the inner ring 99 and outputs an electric signal, and an outer side of the inner ring 99 from the electric signal from the photoelectric converter 100. A processing control device 101 is provided for determining the surface finish state of the surface and controlling the operation of the motor 97, the lifting device 93, and the laser light source 96a.

以下、表面検査装置の本体90の構成について、詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the main body 90 of the surface inspection apparatus will be described in detail.

光源部96には、レーザ光源96aから発生したレーザ光を集光するレンズ96bが中空回転部材98と同軸に設けられている。中空回転部材98内には、レンズ96bによって集光されたレーザ光を受け取り、下方に導く中空路である照射光用導光路98aが形成されている。   In the light source unit 96, a lens 96b that condenses the laser light generated from the laser light source 96a is provided coaxially with the hollow rotary member 98. In the hollow rotating member 98, there is formed a light guide path 98a for irradiation light that is a hollow path that receives the laser light collected by the lens 96b and guides it downward.

中空回転部材98の先端部はその周面の一部が切除されており、この切除された部分には照射光用導光路98aを介して導かれたレーザ光を水平方向に反射する第1の平面ミラー105が設けられている。また、中空回転部材98の先端部には、円板部材107がこの中空回転部材98と同軸に取り付けられている。円板部材107の外周部には、第1の平面ミラー105と同期して回転する第2の平面ミラー108が設けられている。この第2の平面ミラー108の下方の固定位置には、円錐台ミラー109が中空回転部材98と同軸に配置されている。   A part of the peripheral surface of the distal end portion of the hollow rotating member 98 is cut away, and the cut-off portion reflects the laser light guided through the irradiation light guide path 98a in the horizontal direction. A plane mirror 105 is provided. In addition, a disc member 107 is attached to the distal end portion of the hollow rotating member 98 coaxially with the hollow rotating member 98. A second plane mirror 108 that rotates in synchronization with the first plane mirror 105 is provided on the outer periphery of the disk member 107. A truncated cone mirror 109 is disposed coaxially with the hollow rotary member 98 at a fixed position below the second plane mirror 108.

本実施形態においては、モータ97自体が、回転軸として、高速回転可能な中空回転部材98を有しており、光源部96からの光ビームが中空回転部材98を通過することができる。なお、独立した中空回転部材を別個に配置されたモータによって回転駆動させるように構成しても良い。   In the present embodiment, the motor 97 itself has a hollow rotating member 98 that can rotate at a high speed as a rotating shaft, and a light beam from the light source unit 96 can pass through the hollow rotating member 98. In addition, you may comprise so that an independent hollow rotation member may be rotationally driven by the motor arrange | positioned separately.

円板部材107は、一定の半径を有し、中空回転部材98の端部にこの中空回転部材98と同軸に固着されている。   The disc member 107 has a certain radius, and is fixed to the end of the hollow rotary member 98 coaxially with the hollow rotary member 98.

第1の平面ミラー105は、中空回転部材98の軸方向に対して45°の傾きでこの軸から離れる方向に向いた平坦な鏡面を有しており、中空回転部材98の端部の中心軸上に設置されている。従って、この第1の平面ミラー105は、中空回転部材98の軸方向の入射光を、この軸に対して垂直な放射方向に進む反射光を生成する。   The first plane mirror 105 has a flat mirror surface inclined at an angle of 45 ° with respect to the axial direction of the hollow rotating member 98 and facing away from this axis, and the central axis at the end of the hollow rotating member 98 It is installed on the top. Accordingly, the first plane mirror 105 generates reflected light that travels in the radial direction perpendicular to the axis of the incident light in the axial direction of the hollow rotating member 98.

第2の平面ミラー108は、中空回転部材98の軸方向に対して45°の傾きでこの軸に近づく方向に向いた平坦な鏡面を有しており、中空回転部材98の軸に垂直な水平平面からなる円板部材107の外周部に配置され固着されている。この第2の平面ミラー108及び第1の平面ミラー105は、互いの鏡面が対向するように固定された位置関係を有しており、従って、第2の平面ミラー108は、第1の平面ミラー105と同期して回転する。その結果、第1の平面ミラー105から反射された水平方向の光ビームが第2の平面ミラー108に入射し、中空回転部材98の軸方向と平行な方向に反射されて第1の平面ミラー105とは反対側の位置、即ち図にて下方に設けられた円錐台ミラー109に入射する。   The second flat mirror 108 has a flat mirror surface that is inclined at 45 ° with respect to the axial direction of the hollow rotating member 98 and is directed toward the axis, and is horizontal to the axis of the hollow rotating member 98. It arrange | positions and is fixed to the outer peripheral part of the disk member 107 which consists of a plane. The second plane mirror 108 and the first plane mirror 105 have a fixed positional relationship such that their mirror surfaces face each other. Therefore, the second plane mirror 108 is the first plane mirror. Rotates in synchronization with 105. As a result, the horizontal light beam reflected from the first plane mirror 105 enters the second plane mirror 108 and is reflected in a direction parallel to the axial direction of the hollow rotating member 98 to be reflected to the first plane mirror 105. Is incident on a truncated cone mirror 109 provided at a position opposite to that in FIG.

円錐台ミラー109は、中空回転部材98と同軸に配置されており、回転する第2の平面ミラー108からの光ビームを内輪99の外側表面に反射するためのものである。この円錐台ミラー109の光入射面である円錐面(斜面)と水平面(底面)との間の角度は45°に近いか大きい角度に設定されている。円錐台ミラー109を用いることで、互いに同期して回転する第1の平面ミラー105及び第2の平面ミラー108を介して入射される光が反射され、内輪99の外側表面の周囲を周方向に移動しながらこの外側表面に水平に近い入射角度で照射される。   The truncated cone mirror 109 is disposed coaxially with the hollow rotary member 98 and reflects the light beam from the rotating second plane mirror 108 to the outer surface of the inner ring 99. The angle between the conical surface (slope), which is the light incident surface of the truncated cone mirror 109, and the horizontal surface (bottom surface) is set to an angle close to or larger than 45 °. By using the truncated cone mirror 109, light incident through the first plane mirror 105 and the second plane mirror 108 rotating in synchronization with each other is reflected, and the outer surface of the inner ring 99 is circumferentially surrounded. The outer surface is irradiated with an incident angle close to horizontal while moving.

第1の平面ミラー105、円板部材107及び第2の平面ミラー108は、中空回転部材98と共に高速回転するように構成されている。これにより、周方向の走査が実行されることとなる。   The first plane mirror 105, the disk member 107, and the second plane mirror 108 are configured to rotate at a high speed together with the hollow rotary member 98. As a result, scanning in the circumferential direction is executed.

円錐台ミラー109に対して第2の平面ミラー108とは反対側の位置、即ち下方には、複数の光ファイバ106aの受光端部がリング状に配置されている。複数の光ファイバ106aはそれぞれの先端部をヘッド部110の開口部において環状に揃えて受光部を形成する。ここで、反射光を捉えやすくするために、光ファイバ106aの受光端の端面が反射光に向かうように設置されている。また、複数の光ファイバ106aが束にまとまった状態で光ファイバ導出部106より外部へ導出され、その他端は光電変換器100に接続されている。これにより、内輪99の外側表面で反射されたレーザ光は、光ファイバ106a及び光ファイバ束106によって導かれて光電変換器100に入射される。   The light receiving end portions of the plurality of optical fibers 106a are arranged in a ring shape at a position opposite to the second flat mirror 108 with respect to the truncated cone mirror 109, that is, below. The plurality of optical fibers 106 a form a light receiving portion by aligning the respective tip ends in an annular shape at the opening of the head portion 110. Here, in order to make it easy to capture the reflected light, the end face of the light receiving end of the optical fiber 106a is installed so as to face the reflected light. In addition, a plurality of optical fibers 106 a are bundled together and led out from the optical fiber lead-out unit 106, and the other end is connected to the photoelectric converter 100. Thereby, the laser light reflected by the outer surface of the inner ring 99 is guided by the optical fiber 106 a and the optical fiber bundle 106 and is incident on the photoelectric converter 100.

上述した受光手段は、ヘッド部110と共に円錐台ミラー109に対して軸方向(上下方向)に移動可能とされる。ヘッド部110のこの軸方向移動手段は、図示されていないが、手動又は自動の移動機構を用いることが考えられる。   The light receiving means described above is movable in the axial direction (vertical direction) with respect to the truncated cone mirror 109 together with the head portion 110. Although this axial movement means of the head part 110 is not shown, it is conceivable to use a manual or automatic movement mechanism.

昇降装置93を駆動制御して、本体90を一定の速度で上方向又は下方向に直線的に移動させることにより、軸方向の走査が実行される。なお、変更態様として、台座91に上下方向に移動する昇降装置を設け、内輪99を昇降させて軸方向の走査を実行するように構成しても良い。   A scanning in the axial direction is executed by driving and controlling the elevating device 93 to linearly move the main body 90 upward or downward at a constant speed. In addition, as a change aspect, you may comprise the raising / lowering apparatus which moves to the base 91 to an up-down direction, and the inner ring | wheel 99 is raised / lowered and an axial scan is performed.

本実施形態における光電変換器100及び処理制御装置101の構成、動作及び作用効果は図1及び2の実施形態における光電変換器20及び処理制御装置21の構成、動作及び作用効果と全く同様であるため、説明は省略する。   The configurations, operations, and effects of the photoelectric converter 100 and the processing control device 101 in the present embodiment are exactly the same as the configurations, operations, and effects of the photoelectric converter 20 and the processing control device 21 in the embodiments of FIGS. Therefore, explanation is omitted.

なお、上述した図1及び図9の実施形態においては、各周方向位置において軸方向の反射光強度データにおける最大値を求め、ハレーションであると認識する閾値以上の最大値の個数を計数し、計数した個数からハレーション率HRを算出し、算出したハレーション率HRが判別閾値を越えたかどうかにより、良品、不良品の判断を行っている。しかしながら、本発明では、ハレーション率HRを算出したり、ハレーション率HRが判別閾値を越えたかどうか判別したりせずとも、ハレーションであると認識した最大値の個数から、何らかの方法で良品、不良品の判断を行うように処理制御装置を構成することも可能である。   1 and FIG. 9 described above, the maximum value in the reflected light intensity data in the axial direction is obtained at each circumferential position, and the number of maximum values equal to or greater than the threshold value that is recognized as halation is counted. A halation rate HR is calculated from the counted number, and a non-defective product or a defective product is determined depending on whether or not the calculated halation rate HR exceeds a discrimination threshold. However, according to the present invention, a good product or a defective product is determined by any method from the number of maximum values recognized as halation without calculating the halation rate HR or determining whether the halation rate HR exceeds the determination threshold. It is also possible to configure the processing control apparatus so as to make this determination.

以上述べた実施形態は、転がり軸受のうちの玉軸受の表面検査装置に関するものであるが、本発明は、その他の転がり軸受の表面検査装置、例えば円筒ころ軸受の表面検査装置にも適用できることはもちろんである。   Although the embodiment described above relates to a surface inspection device for ball bearings among rolling bearings, the present invention can also be applied to other surface inspection devices for rolling bearings, for example, surface inspection devices for cylindrical roller bearings. Of course.

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。   All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

10、90 本体
11、91 台座
12、92 支柱
13、93 昇降装置
14、94 アーム
15、95 取り付け部材
16、96 光源部
17、97 モータ
18、98 中空回転部材
18a 第2の照射光用導光路
18b 第1の反射光用導光路
19、19′ 外輪
20、100 光電変換器
21、101 処理制御装置
21a A/D変換部
21b 処理部
21c 記憶部
21d 表示部
21e 出力ポート
21f、21g、21h 駆動回路
22、96b レンズ
23 管材
23a 第1の照射光用導光路
23b 第2の反射光用導光路
24 ギャップ
25 平面ミラー
26 光ファイバ束
96a レーザ光源
98a 照射光用導光路
99 内輪
105 第1の平面ミラー
106 光ファイバ束
106a 光ファイバ
107 円板部材
108 第2の平面ミラー
109 円錐台ミラー
110 ヘッド部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,90 Main body 11,91 Base 12,92 Support | pillar 13,93 Lifting device 14,94 Arm 15,95 Mounting member 16,96 Light source part 17,97 Motor 18,98 Hollow rotating member 18a 2nd light guide for irradiation light 18b First light guide for reflected light 19, 19 'Outer ring 20, 100 Photoelectric converter 21, 101 Processing control device 21a A / D conversion unit 21b Processing unit 21c Storage unit 21d Display unit 21e Output port 21f, 21g, 21h Drive Circuit 22, 96b Lens 23 Tube 23a First light guide for irradiated light 23b Second light guide for reflected light 24 Gap 25 Planar mirror 26 Optical fiber bundle 96a Laser light source 98a Light guide for irradiated light 99 Inner ring 105 First plane Mirror 106 Optical fiber bundle 106a Optical fiber 107 Disk member 108 Second plane mirror Over 109 frustoconical mirror 110 head portion

Claims (4)

転がり軸受の検査すべき軌道輪の表面に対してレーザ光を照射し、該軌道輪の表面で反射したレーザ光を受光するレーザ光送受手段と、該レーザ光送受手段が受光した反射レーザ光の強度に対応する電気信号を出力する光電変換手段と、前記レーザ光送受手段の少なくともレーザ光照射部を前記軌道輪の軸と同軸で回転させる周方向走査を行う周方向走査手段と、前記レーザ光送受手段を前記軌道輪の前記軸に沿って移動する軸方向走査を行う軸方向走査手段と、前記周方向走査を行った際の周方向の各位置において、前記光電変換手段から出力される電気信号の信号出力の、軸方向における最大値を取得する最大値取得手段と、該取得した最大値のうち、ハレーション状態に対応する最大値の個数を計数するハレーション個数計数手段と、該ハレーション個数計数手段によって計数されたハレーション個数に応じて、前記軌道輪の良否を判断する判断手段とを備え
前記判断手段は、前記ハレーション個数の、周方向位置の数に対する比率から前記軌道輪の良否を判断する手段であり、前記比率があらかじめ定めた閾値以上の場合に、前記軌道輪が良品であると判断することを特徴とする転がり軸受の表面検査装置。
Laser light transmitting / receiving means for irradiating the surface of the bearing ring to be inspected of the rolling bearing with laser light and receiving the laser light reflected on the surface of the ring, and reflected laser light received by the laser light transmitting / receiving means Photoelectric conversion means for outputting an electrical signal corresponding to intensity, circumferential scanning means for performing circumferential scanning for rotating at least a laser light irradiation part of the laser light transmitting / receiving means coaxially with an axis of the raceway ring, and the laser light An axial scanning unit that performs axial scanning that moves the transmission / reception unit along the axis of the raceway ring, and an electric power that is output from the photoelectric conversion unit at each position in the circumferential direction when the circumferential scanning is performed. A maximum value acquisition means for acquiring the maximum value in the axial direction of the signal output of the signal, and a halation number counting means for counting the number of maximum values corresponding to the halation state among the acquired maximum values; Depending on the counted halation number by halation number counting means, and a determining means for determining acceptability of said bearing ring,
The determining means is means for determining the quality of the raceway from the ratio of the number of halation to the number of circumferential positions, and when the ratio is equal to or greater than a predetermined threshold, the raceway is a non-defective product. A surface inspection device for a rolling bearing characterized by judging .
前記レーザ光送受手段の前記レーザ光照射部は、前記軌道輪の表面に略垂直にレーザ光を照射するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の表面検査装置。  The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the laser beam irradiation unit of the laser beam transmitting / receiving unit is configured to irradiate the laser beam substantially perpendicularly to the surface of the raceway ring. 前記軌道輪が外輪であり、前記レーザ光送受手段が、該外輪の軸を中心として該外輪の内側を回転することにより該外輪の内周面にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、前記内周面で反射したレーザ光を受光するレーザ光受光部とを備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の表面検査装置。   The track ring is an outer ring, and the laser beam transmitting / receiving means irradiates a laser beam on an inner peripheral surface of the outer ring by rotating the inner side of the outer ring about the axis of the outer ring; and The surface inspection apparatus according to claim 1, further comprising a laser beam receiving unit that receives the laser beam reflected by the inner peripheral surface. 前記軌道輪が内輪であり、前記レーザ光送受手段が、該内輪の軸を中心として該内輪の外側を回転することにより該内輪の外周面にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、前記外周面で反射したレーザ光を受光するレーザ光受光部とを備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の表面検査装置。   The track ring is an inner ring, and the laser beam transmitting / receiving means irradiates a laser beam to the outer circumferential surface of the inner ring by rotating the outer side of the inner ring about the axis of the inner ring; The surface inspection apparatus according to claim 1, further comprising a laser beam receiving unit that receives the laser beam reflected by the surface.
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