JP7415264B2 - Gear inspection equipment - Google Patents

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JP7415264B2 JP2019207628A JP2019207628A JP7415264B2 JP 7415264 B2 JP7415264 B2 JP 7415264B2 JP 2019207628 A JP2019207628 A JP 2019207628A JP 2019207628 A JP2019207628 A JP 2019207628A JP 7415264 B2 JP7415264 B2 JP 7415264B2
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Description

本発明は、撮像手段と照明手段とを用いて歯車の歯の片側面の状態を判定する歯車の検査装置に関する。 The present invention relates to a gear inspection device that uses an imaging device and an illumination device to determine the condition of one side of a tooth of a gear.

従来より、自動車用変速機に用いられるヘリカルギヤ等の歯車は、強度や静粛性等が要求されることから、鍛造された歯車素材の外周を切削加工して外周歯を形成する歯切工程と、バリを除去する面取工程と、歯車表面に残留圧縮応力を付与するために焼入れを行う熱処理工程と、熱処理に伴う熱歪(焼入れ歪)を除去すると共に歯面を仕上加工する研磨工程と、寸法や形状等をチェックする検査工程等の手順に従って製作されている。そして、最終の検査工程では、歯車の大きさ、打痕、及び軸偏心に起因した振れを判定する寸法検査、及び研磨工程における酸化被膜(黒皮)の削り残し(荒残り)を判定する荒残り検査が行われる。 Conventionally, gears such as helical gears used in automobile transmissions are required to have strength and quietness, so there has been a gear cutting process in which the outer periphery of a forged gear material is cut to form outer peripheral teeth. A chamfering process for removing burrs, a heat treatment process for hardening to impart residual compressive stress to the gear surface, and a polishing process for removing thermal distortion (quenching distortion) caused by heat treatment and finishing the tooth surface. It is manufactured according to procedures such as an inspection process that checks dimensions, shapes, etc. In the final inspection process, a dimensional inspection is performed to determine the size of the gear, dents, and run-out due to shaft eccentricity, and a roughness inspection is performed to determine the remaining oxide film (black scale) left in the polishing process. The remaining tests will be carried out.

作業者が、歯車の検査工程を全項目行う場合、サイクルタイムが長期化する上、判定基準に個人差が生じる虞がある。そこで、検査工程の自動化技術が提案されている。
特許文献1の検査装置は、歯車の歯先に形成された面取り部に正対するように対向配置されたカメラ(撮像手段)と、平行光を面取り部に垂直に照射する照射部(照明手段)と、カメラによる撮像画像と欠陥のない正常な面取り部の画像との比較に基づき歯車の欠陥を判定する判定部とを有している。面取り部に正対する方向から対象領域を撮像するため、判定画像中に欠陥がないにも拘らず暗くなる領域の発生を回避している。
If an operator performs all the gear inspection steps, the cycle time will become longer and there is a risk that individual differences will occur in the judgment criteria. Therefore, techniques for automating the inspection process have been proposed.
The inspection device of Patent Document 1 includes a camera (imaging means) that is arranged to face the chamfer formed on the tooth tip of a gear, and an irradiation unit (illumination means) that irradiates parallel light perpendicularly to the chamfer. and a determining unit that determines whether the gear is defective based on a comparison between an image captured by the camera and an image of a normal chamfered portion with no defects. Since the target area is imaged from the direction directly facing the chamfer, it is possible to avoid the occurrence of areas that become dark even though there are no defects in the determination image.

特開2014-115222号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-115222

特許文献1の検査装置は、ヘリカルギヤのように歯筋がつるまき線状であっても、判定画像から暗くなる領域を排除することができ、欠陥の誤検出を回避することができる。
歯車の欠陥検査と同様に、荒残り検査についても画像処理技術を適用して自動化を図ることが考えられる。しかし、荒残り検査に上記のような画像処理技術を適用した場合、製造工程上、歯に残留する荒残りと歯先と歯端の面取り部に形成された酸化被膜との識別が懸念される。
The inspection device of Patent Document 1 can eliminate dark areas from the determination image even if the tooth traces are in a helical line shape, such as in a helical gear, and can avoid erroneous detection of defects.
Similar to gear defect inspection, it is conceivable to apply image processing technology to automate rough remaining inspection. However, when applying the above-mentioned image processing technology to roughness inspection, there is a concern in the manufacturing process that it may be difficult to distinguish between the roughness remaining on the tooth and the oxide film formed on the tooth tip and the chamfered part of the tooth edge. .

図8(a)に示すように、歯筋がつるまき線状に形成されているヘリカルギヤGは、歯面に対向する方向から照明手段によって光が照射された場合、図8(b)に示すように、撮像対象領域中の歯面の歯端部に隣り合う歯が映り込み、影部A2が形成される。
また、通常、研磨工程では、歯先と歯端の面取り部は研磨されないため、研磨工程が終了されても、面取り部に相当する部分には酸化被膜A1が残留している。
As shown in FIG. 8(a), the helical gear G in which the tooth traces are formed in a helical line shape is shown in FIG. 8(b) when light is irradiated by the illumination means from the direction facing the tooth surface Thus, the teeth adjacent to the tooth ends of the tooth surfaces in the imaging target area are reflected, forming a shadow area A2.
Further, in the polishing process, the chamfered portions of the tooth tip and the tooth end are usually not polished, so even after the polishing process is finished, the oxide film A1 remains on the portions corresponding to the chamfered portions.

図9(a)~図9(c)に、赤色光を照射したヘリカルギヤGの歯面状態を示す。尚、(a)は、撮像画像、(b)は、領域設定画像、(c)は、判定画像である。
図9(a),図9(b)に示すように、撮像画像中には、歯面に残る荒残り部A3に加えて面取り部の酸化被膜A1及び歯端部に映り込んだ影部A2の存在が認識される。
それ故、図9(c)に示すように、画像処理された判定画像中に黒色の酸化被膜A1が黒色の荒残り部A3と同時に存在することから、判定画像中から所定の評価基準値を用いて荒残り部A3のみを抽出することは難しく、歯面の良否判定の自動化は困難である。
即ち、研磨加工終了後、撮像手段と照明手段を用いた歯車の自動検査は容易ではない。
FIGS. 9(a) to 9(c) show the state of the tooth surface of the helical gear G irradiated with red light. Note that (a) is a captured image, (b) is a region setting image, and (c) is a determination image.
As shown in FIGS. 9(a) and 9(b), in addition to the rough remaining part A3 remaining on the tooth surface, the oxide film A1 of the chamfered part and the shadow part A2 reflected on the tooth end are shown in the captured image. existence is recognized.
Therefore, as shown in FIG. 9(c), since the black oxide film A1 exists at the same time as the black rough remaining part A3 in the image-processed judgment image, a predetermined evaluation reference value is determined from the judgment image. It is difficult to extract only the rough remaining portion A3 using this method, and it is difficult to automate the quality determination of the tooth surface.
That is, after the polishing process is completed, it is not easy to automatically inspect the gear using an imaging means and an illumination means.

本発明の目的は、研磨加工を終了した歯車の荒残り部を自動検査可能な歯車の検査装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a gear inspection device that can automatically inspect the rough remaining portion of a gear that has been polished.

請求項1の歯車の検査装置は、研削加工を終了した歯車の歯の片側面を含む撮像対象領域を撮像可能な撮像手段と、前記撮像対象領域に対向して配設され且つ前記撮像対象領域に光を照射可能なパネル状照明手段と、前記撮像手段が撮像した撮像情報に基づき前記歯車の歯の片側面の状態を判定する判定手段とを備えた歯車の検査装置において、前記パネル状照明手段が、前記撮像対象領域に対向する領域であって照射光の透過が禁止された遮光部と、前記遮光部に対して前記歯車の回転軸心方向一方側及び他方側に夫々配設され且つ照射光の透過が一部制限された1対の第1減光部と、前記遮光部に対して前記歯車の回転軸心直交方向一方側及び他方側に夫々配設され且つ照射光の透過が一部制限された1対の第2減光部と、前記パネル状照明手段の四隅領域であって照射光の透過が制限されない全透過部とを有し、前記遮光部で照射光の透過を禁止することで歯車の荒残り部のハレーションを防止し、前記第1,第2減光部からの照射光により歯車の面取り部の酸化被膜のハレーションを誘発し、前記全透過部からの照射光により歯車の回転軸心方向両側の歯端部を照明するように構成し、前記撮像手段は、前記歯車の回転軸心直交方向一方側に配設されて歯車の歯の片側面を含む一側撮像対象領域を撮像可能な一側撮像手段と、前記歯車の回転軸心直交方向他方側に配設されて歯車の歯の他側面を含む他側撮像対象領域を撮像可能な他側撮像手段とを有し、前記パネル状照明手段は、赤色光を照射可能な赤色フラット照明と、前記遮光部と第1,第2減光部を有する十字状のマスク部とを備え、前記赤色フラット照明における前記歯車回転軸心方向一端部分及び他端部分に夫々配設され且つ前記赤色フラット照明の照射光を反射可能な1対の反射板を設けたことを特徴としている。 A gear inspection apparatus according to a first aspect of the present invention includes: an imaging means capable of imaging a region to be imaged including one side surface of a tooth of a gear that has been subjected to grinding; In a gear inspection apparatus, the gear inspection apparatus includes a panel-shaped illumination unit capable of irradiating light to a surface of the gear, and a determination unit that determines a state of one side of a tooth of the gear based on imaging information captured by the imaging unit. The means includes a light-shielding portion that is an area facing the imaging target region and prohibits transmission of irradiation light, and a means is disposed on one side and the other side of the rotational axis direction of the gear with respect to the light-shielding portion, respectively; a pair of first light attenuating parts in which the transmittance of the irradiated light is partially limited; and a pair of first light attenuating parts each disposed on one side and the other side of the light shielding part in a direction perpendicular to the rotational axis of the gear, and transmitting the irradiated light. a pair of second light attenuating parts whose rate is partially restricted, and a total transmission part which is a four corner area of the panel-shaped illumination means and where transmission of the irradiated light is not restricted; By prohibiting transmission, halation of the rough remaining part of the gear is prevented, and the irradiated light from the first and second light reduction parts induces halation of the oxide film on the chamfered part of the gear, and the light from the completely transparent part is prevented. The irradiation light is configured to illuminate tooth ends on both sides of the gear in the direction of the rotation axis, and the imaging means is disposed on one side in the direction perpendicular to the rotation axis of the gear and includes one side surface of the teeth of the gear. one-side imaging means capable of imaging a region to be imaged on one side; and another-side imaging device disposed on the other side in the direction orthogonal to the rotational axis of the gear and capable of imaging a region to be imaged on the other side including the other side surface of the teeth of the gear; The panel-shaped illumination means includes a red flat illumination capable of emitting red light, and a cross-shaped mask portion having the light shielding portion and first and second light reduction portions, The present invention is characterized in that a pair of reflecting plates are provided at one end and the other end of the gear in the direction of the rotation axis of the illumination, respectively, and are capable of reflecting the irradiation light of the red flat illumination.

この歯車の検査装置では、前記パネル状照明手段が、前記撮像対象領域に対向する領域であって照射光の透過が禁止された遮光部と、前記遮光部に対して前記歯車の回転軸心方向一方側及び他方側に夫々配設され且つ照射光の透過が一部制限された1対の第1減光部と、前記遮光部に対して前記歯車の回転軸心直交方向一方側及び他方側に夫々配設され且つ照射光の透過が一部制限された1対の第2減光部とを有するため、パネル状照明手段と撮像対象領域との距離に比例して照射光の透過量を制限することができ、歯の片側面に存在する荒残り部に生じるハレーションを抑制しつつ、歯の片側面に形成された面取り部の酸化被膜に生じるハレーションを積極的に促進することができる。パネル状照明手段が、前記パネル状照明手段の四隅領域であって照射光の透過が制限されない全透過部を有するため、影部を形成することなく歯端部に照射光を到達させることができる。
これにより、撮像画像を2値化した判定画像から面取り部の酸化被膜及び影部を除去することができ、荒残り部のみを自動で判定することができる。
In this gear inspection device, the panel-shaped illumination means includes a light-shielding portion that is an area opposite to the imaging target region and that prohibits transmission of irradiation light, and a light-shielding portion in a direction of the rotational axis of the gear with respect to the light-shielding portion. a pair of first light attenuating parts disposed on one side and the other side and partially restricting transmission of irradiated light; and a pair of first light attenuating parts disposed on one side and the other side, respectively, and on one side and the other side in a direction orthogonal to the rotation axis of the gear with respect to the light shielding part. Since it has a pair of second light attenuating portions which are respectively disposed at the sides and partially restrict the transmission of the irradiation light, the amount of transmission of the irradiation light can be reduced in proportion to the distance between the panel-shaped illumination means and the imaging target area. This makes it possible to actively promote halation that occurs in the oxide film of the chamfered portion formed on one side of the tooth while suppressing halation that occurs in the rough remaining portion that exists on one side of the tooth. Since the panel-shaped illumination means has fully transparent parts in the four corner areas of the panel-shaped illumination means in which transmission of the irradiation light is not restricted, the irradiation light can reach the tooth end without forming a shadow part. .
Thereby, it is possible to remove the oxide film and the shadow part of the chamfered part from the judgment image obtained by converting the captured image into a binary value, and it is possible to automatically judge only the rough remaining part.

そして、撮像手段が、一側撮像手段と他側撮像手段とを有するため、歯車の歯の片側面及び他側面を同時に撮像することができ、サイクルタイムを短縮化することができる。
パネル状照明手段が、赤色フラット照明であり、十字状のマスク部を備えているため、歯面の正常部分と黒色の荒残り部とのコントラストを協調することができ、簡単な構成で荒残り部のハレーションを抑制しながら面取り部のハレーションを促進することができる。 また、赤色フラット照明の照射光を反射可能な1対の反射板を設けたため、反射板からの反射光を隣り合う歯を避けて上下方向から歯端部の両側部分に到達させることができ、確実に歯端部の影部を消去することができる。
Since the imaging means includes the one side imaging means and the other side imaging means, it is possible to simultaneously image one side and the other side of the tooth of the gear, thereby shortening the cycle time.
The panel-shaped illumination means is red flat illumination and has a cross-shaped mask part, so the contrast between the normal part of the tooth surface and the black remaining rough part can be coordinated, and the rough remaining part can be adjusted with a simple configuration. Halation of the chamfered portion can be promoted while suppressing halation of the chamfered portion. In addition, since a pair of reflectors that can reflect the irradiation light of the red flat illumination is provided, the reflected light from the reflectors can avoid adjacent teeth and reach both sides of the tooth end from the upper and lower directions. It is possible to reliably eliminate the shadows at the tooth ends.

請求項2の発明は、請求項の発明において、前記第1,第2減光部は、前記全透過部の2/3~3/4の照射光を透過させることを特徴としている。
この構成によれば、確実に荒残り部のハレーションを抑制しながら面取り部のハレーションを促進することができる。
The invention according to claim 2 is characterized in that in the invention according to claim 1 , the first and second light attenuation parts transmit 2/3 to 3/4 of the irradiation light of the total transmission part.
According to this configuration, it is possible to promote halation in the chamfered portion while reliably suppressing halation in the rough remaining portion.

請求項の発明は、請求項1又は2の発明において、前記歯車を前記回転軸心回りに回転させながら歯車の大きさ、打痕、歯振れのうち少なくとも1つを検査するギヤ試験手段を有し、前記撮像手段は、前記ギヤ試験手段の作動中に撮像することを特徴としている。
この構成によれば、寸法検査と荒残り検査を並行して実行でき、一層サイクルタイムを短縮化することができる。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2 , further comprising a gear testing means for inspecting at least one of the size, dents, and tooth runout of the gear while rotating the gear around the rotation axis. and the imaging means is characterized in that it takes an image while the gear testing means is in operation.
According to this configuration, the dimension inspection and the remaining roughness inspection can be performed in parallel, and the cycle time can be further shortened.

請求項の発明は、請求項1又は2の発明において、前記歯車がヘリカルギヤであることを特徴としている。
この構成によれば、ヘリカルギヤにおいて、歯面の撮像画像を2値化した判定画像から面取り部の酸化被膜及び影部を除去することができ、荒残りのみを自動で判定することができる。
The invention according to claim 4 is characterized in that in the invention according to claim 1 or 2 , the gear is a helical gear.
According to this configuration, in the helical gear, the oxide film and shadow portion of the chamfered portion can be removed from the determination image obtained by binarizing the captured image of the tooth surface, and only the roughness remaining can be automatically determined.

本発明の歯車の検査装置によれば、面取り部の酸化被膜をハレーションを用いて除去することにより、研磨加工を終了した歯車の荒残り部を撮像情報に基づき自動検査することができる。 According to the gear inspection device of the present invention, by removing the oxide film on the chamfered portion using halation, the rough remaining portion of the gear after polishing can be automatically inspected based on image information.

実施形態1に係るヘリカルギヤの製造方法のステップチャートである。3 is a step chart of a method for manufacturing a helical gear according to Embodiment 1. FIG. へリカルギヤの検査装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a helical gear inspection device. レフ板を省略した検査装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the inspection device with a reflex plate omitted. レフ板を省略した検査装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the inspection device with a reflex plate omitted. 照明手段の正面図である。FIG. 3 is a front view of the illumination means. 実施形態1に係る撮像画像、領域設定画像及び判定画像を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a captured image, a region setting image, and a determination image according to the first embodiment. 検査工程に係る処理手順のステップチャートである。It is a step chart of the processing procedure concerning an inspection process. ヘリカルギヤに係る課題の説明図である。It is an explanatory view of a problem concerning a helical gear. 従来技術に係る撮像画像、領域設定画像及び判定画像を示す図である。It is a figure which shows the captured image, area setting image, and determination image based on a prior art.

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. The following description of preferred embodiments is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention, its applications, or its uses.

以下、本発明の実施形態について図1~図7に基づいて説明する。
歯車の検査装置及び検査方法の説明に先立ち、図1に基づき、ヘリカルギヤG(図8(a)参照)の製造方法について説明する。尚、Si(i=1,2…)は各工程を示すステップである。
Embodiments of the present invention will be described below based on FIGS. 1 to 7.
Prior to explaining the gear inspection apparatus and inspection method, a method for manufacturing the helical gear G (see FIG. 8(a)) will be explained based on FIG. Note that Si (i=1, 2, . . . ) is a step indicating each process.

図1に示すように、完成品(最終製品)であるヘリカルギヤGは、歯切工程S1と、面取工程S2と、熱処理工程S3と、研磨工程S4と、検査工程S5を経て製造される。
歯切工程S1では、歯車素材に完成品における歯の寸法形状を形成する。
歯車素材は、焼入用合金鋼(機械構造用炭素鋼)であり、例えば、クロム鋼(SCR420HZ)である。歯は、ホブ盤によるホブ切り、或いはピニオンカッタ等を用いた歯切りによって切削加工される。ホブの回転と共に一定比率で歯車素材を回転させ、同時にホブをギヤ軸方向に送り出すことで創成歯切りが行われる
As shown in FIG. 1, the helical gear G, which is a completed product (final product), is manufactured through a gear cutting process S1, a chamfering process S2, a heat treatment process S3, a polishing process S4, and an inspection process S5.
In the gear cutting step S1, the dimensions and shape of the teeth in the finished product are formed on the gear material.
The gear material is alloy steel for hardening (carbon steel for machine structures), for example, chrome steel (SCR420HZ). The teeth are cut by hobbing using a hobbing machine or by gear cutting using a pinion cutter or the like. Generating gear cutting is performed by rotating the gear material at a fixed ratio as the hob rotates, and simultaneously feeding the hob in the direction of the gear axis.

面取工程S2では、被削歯車の歯端に形成されたバリ部を切削する。
ホブ盤により歯車素材から粗歯切りされた被削歯車は、歯端部にバリ部が存在するため、歯端部をフレージングカッタ等の面取り加工装置(図示略)を用いて面取加工を行う。また、面取加工と合せて、シェービング加工装置(図示略)を用いて歯面をシェービング加工しても良い。
In the chamfering step S2, burrs formed on the tooth ends of the gear to be cut are cut off.
The gear to be cut, which has been roughly cut from the gear material using a hobbing machine, has burrs on the tooth end, so the tooth end is chamfered using a chamfering device (not shown) such as a phrasing cutter. . In addition to chamfering, the tooth surface may be shaved using a shaving device (not shown).

熱処理工程S3では、被削歯車の浸炭焼入れを行う。
面取工程S2を終えた被削歯車を、例えば、900~950℃の温度範囲に加熱し、1.5~4時間保持して浸炭及び拡散処理を行う。その後、850℃まで温度を下げて所定時間温度を保持した後、200~250℃のソルトバスに所定時間浸漬させて焼入れを行う。
この熱処理工程S3の終了後、被削歯車の表面には一様に酸化被膜(黒皮)が形成されている。
In the heat treatment step S3, the gear to be cut is carburized and hardened.
After the chamfering step S2 has been completed, the gear to be cut is heated to, for example, a temperature range of 900 to 950° C. and held for 1.5 to 4 hours to perform carburization and diffusion treatment. Thereafter, the temperature is lowered to 850°C and held for a predetermined time, and then quenched by immersing it in a salt bath at 200 to 250°C for a predetermined time.
After this heat treatment step S3 is completed, an oxide film (black crust) is uniformly formed on the surface of the gear to be cut.

研磨工程S4では、被削歯車の歯面を仕上げ加工する。
歯車状に形成された研削工具と被削歯車をそれら回転軸線が交差するように配置し、研削工具を被削歯車に沿って転動させる。歯面研削加工終了後、被削歯車は洗浄され、完成品のヘリカルギヤGとして検査工程S5に送られる。
In the polishing step S4, the tooth surface of the gear to be cut is finished.
A gear-shaped grinding tool and a gear to be cut are arranged so that their rotation axes intersect, and the grinding tool is rolled along the gear to be cut. After the tooth surface grinding process is completed, the gear to be cut is cleaned and sent to the inspection step S5 as a completed helical gear G.

検査工程S5では、ヘリカルギヤGの寸法や形状等を評価基準値と比較する。
この検査工程S5では、歯車の寸法を判定するマスタギヤgとの噛み合わせ検査と、研磨工程における酸化被膜の削り残し(荒残り)を判定する荒残り検査とが行われる。評価基準値を満足するヘリカルギヤGは、良品として後工程の組立工程に搬送され、評価基準値を満足しないヘリカルギヤGは、不良品として手直し工程に搬送される。
In the inspection step S5, the dimensions, shape, etc. of the helical gear G are compared with evaluation reference values.
In this inspection step S5, an engagement inspection with the master gear g is performed to determine the dimensions of the gear, and a roughness inspection is performed to determine the uncut portion (roughness) of the oxide film in the polishing step. A helical gear G that satisfies the evaluation standard value is transported to a subsequent assembly process as a non-defective product, and a helical gear G that does not satisfy the evaluation standard value is transported to a rework process as a defective product.

次に、図2~図5に基づき、検査工程S5で使用される検査装置1について説明する。
図3,図4に示すように、検査装置1は、検査対象のヘリカルギヤGを鉛直軸回りに回転可能に保持するギヤ保持機構10と、寸法検査用マスタギヤgを鉛直軸回りに回転可能に保持するマスタギヤ保持機構20と、ヘリカルギヤGを撮像する撮像機構30と、撮像機構30が撮像した撮像画像の画像処理、各種作動機器の制御、及び検査結果を判定するコントローラ2(判定手段)と、検査結果を表示するモニタ3等を備えている。
以下、図において、矢印F方向を前方、矢印L方向を左方、矢印U方向を上方として説明する。
Next, the inspection apparatus 1 used in the inspection step S5 will be explained based on FIGS. 2 to 5.
As shown in FIGS. 3 and 4, the inspection device 1 includes a gear holding mechanism 10 that holds a helical gear G to be inspected rotatably around a vertical axis, and a master gear G for dimension inspection that holds a master gear G rotatably around a vertical axis. a master gear holding mechanism 20 that takes an image of the helical gear G; a controller 2 (judgment means) that processes images taken by the imaging mechanism 30, controls various operating devices, and determines inspection results; It is equipped with a monitor 3 etc. for displaying the results.
Hereinafter, in the drawings, an explanation will be given assuming that the direction of arrow F is forward, the direction of arrow L is leftward, and the direction of arrow U is upward.

まず、ギヤ保持機構10について説明する。
図2~図4に示すように、ギヤ保持機構10は、基台4に固定された下側支持部11と、この下側支持部11と協働してヘリカルギヤGの回転軸心を挟持可能な上側支持部12とを備えている。下側支持部11は、ヘリカルギヤGの回転軸心に対して下側から嵌合可能に形成され、頂部にヘリカルギヤGを載置した状態で鉛直軸回りに回転可能に構成されている。上側支持部12は、下側支持部11の前側近傍位置に上方に延びる支柱5に昇降可能に設けられている。
First, the gear holding mechanism 10 will be explained.
As shown in FIGS. 2 to 4, the gear holding mechanism 10 has a lower support part 11 fixed to the base 4, and can hold the rotation axis of the helical gear G in cooperation with the lower support part 11. and an upper support part 12. The lower support part 11 is formed to be able to fit from below to the rotational axis of the helical gear G, and is configured to be rotatable around a vertical axis with the helical gear G placed on the top. The upper support part 12 is movably provided on a column 5 extending upward at a position near the front side of the lower support part 11 .

上側支持部12は、ヘリカルギヤGの回転軸心に対して上側から嵌合可能に形成され、下側支持部11と協働してヘリカルギヤGを挟持する。それ故、下側支持部11から所定距離上方である初期位置に待機した上側支持部12は、ヘリカルギヤGを下側支持部11にセット後、駆動モータ(図示略)により下降移動される。下降移動した上側支持部12は、ヘリカルギヤGの回転軸心を下側支持部11と協働して挟持した状態で鉛直軸線回りに回転駆動される。 The upper support part 12 is formed to be able to fit from above to the rotational axis of the helical gear G, and cooperates with the lower support part 11 to sandwich the helical gear G. Therefore, the upper support part 12 which is waiting at the initial position which is a predetermined distance above the lower support part 11 is moved downward by a drive motor (not shown) after the helical gear G is set on the lower support part 11. The upper support portion 12 that has moved downward is driven to rotate around the vertical axis while cooperating with and holding the rotation axis of the helical gear G between the lower support portions 11 .

次に、マスタギヤ保持機構20について説明する。
検査装置1は、噛み合わせ検査を行う際、正規寸法及び歯面を備えたマスタギヤgをヘリカルギヤGと噛合駆動させる。それ故、マスタギヤgは、マスタギヤ保持機構20によって、ヘリカルギヤGから離隔した初期位置と、ヘリカルギヤGと噛合駆動する作動位置との間を移動する。マスタギヤ保持機構20は、ギヤ試験手段の主要構成要素の1つである。
Next, the master gear holding mechanism 20 will be explained.
The inspection device 1 drives a master gear g having regular dimensions and tooth surfaces to mesh with a helical gear G when performing a meshing inspection. Therefore, the master gear g is moved by the master gear holding mechanism 20 between an initial position where it is separated from the helical gear G and an operating position where it engages with the helical gear G and is driven. The master gear holding mechanism 20 is one of the main components of the gear testing means.

図3,図4に示すように、マスタギヤ保持機構20は、第1可動テーブル21と、この第1可動テーブル21を左右方向に移動させる第1アクチュエータ22と、第1可動テーブル21に固定され且つマスタギヤgを保持可能なマスタギヤ支持部23等を備えている。
左右に延びるように前後1対のガイド24が基台4上に配設されている。第1可動テーブル21は、1対のガイド24に対して摺動可能に構成されている。第1アクチュエータ22のロッドが伸長したとき、マスタギヤgは作動位置(噛合位置)に配置され、第1アクチュエータ22のロッドが収縮したとき、マスタギヤgは初期位置に配置される。
マスタギヤ支持部23は、頂部に保持されたマスタギヤgを、例えば20rpmの回転速度で回転駆動するモータ23aを有している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the master gear holding mechanism 20 includes a first movable table 21, a first actuator 22 that moves the first movable table 21 in the left-right direction, and a first movable table 21 that is fixed to the first movable table 21. A master gear support portion 23 and the like capable of holding the master gear g are provided.
A pair of front and rear guides 24 are arranged on the base 4 so as to extend left and right. The first movable table 21 is configured to be slidable with respect to the pair of guides 24 . When the rod of the first actuator 22 is extended, the master gear g is placed in the operating position (meshing position), and when the rod of the first actuator 22 is retracted, the master gear g is placed in the initial position.
The master gear support section 23 includes a motor 23a that rotates the master gear g held at the top at a rotational speed of, for example, 20 rpm.

次に、撮像機構30について説明する。
撮像機構30は、第2可動テーブル31と、この第2可動テーブル31を前後方向に移動する第2アクチュエータ32と、第2可動テーブル31に固定され且つヘリカルギヤGの撮像対象領域を照射可能な照明33(照明手段)と、第2可動テーブル31に固定され且つヘリカルギヤGの撮像対象領域を撮像可能な左右1対のカメラ34(撮像手段)と、照明33を挟んで上下に配設された上下1対のレフ板35(反射板)等を備えている。
撮像対象領域は、マスタギヤgとヘリカルギヤGとの噛合領域に対してヘリカルギヤGの回転軸心回りに90°移行した部分に設定されている。
Next, the imaging mechanism 30 will be explained.
The imaging mechanism 30 includes a second movable table 31, a second actuator 32 that moves the second movable table 31 in the front-back direction, and an illumination device that is fixed to the second movable table 31 and can illuminate the imaging target area of the helical gear G. 33 (illumination means), a pair of left and right cameras 34 (imaging means) fixed to the second movable table 31 and capable of imaging the imaging target area of the helical gear G, and upper and lower cameras arranged above and below with the illumination 33 in between. A pair of reflectors 35 (reflectors) and the like are provided.
The imaging target area is set at a portion shifted by 90 degrees around the rotation axis of the helical gear G with respect to the meshing area between the master gear g and the helical gear G.

前後に延びるようにガイド36が基台4上に配設されている。第2可動テーブル31は、ガイド36に対して摺動可能に構成されている。第2アクチュエータ32により第2可動テーブル31が前進したとき、撮像機構30はヘリカルギヤGを撮像可能な作動位置に配置され、第2アクチュエータ32により第2可動テーブル31が後退したとき、撮像機構30はヘリカルギヤGから所定距離(例えば、150mm)離隔した初期位置に配置される。 A guide 36 is arranged on the base 4 so as to extend back and forth. The second movable table 31 is configured to be slidable with respect to the guide 36. When the second movable table 31 is moved forward by the second actuator 32, the imaging mechanism 30 is placed in an operating position where it can image the helical gear G, and when the second movable table 31 is moved backward by the second actuator 32, the imaging mechanism 30 is It is arranged at an initial position separated from the helical gear G by a predetermined distance (for example, 150 mm).

図2~図5に示すように、照明33は、波長の長い赤色光をヘリカルギヤGの撮像対象領域に照射可能な略矩形状のバックライト式赤色フラット照明によって構成されている。
作動位置に移動された照明33は、ギヤ保持機構10に保持されたヘリカルギヤGの撮像対象領域に後方から対向(正対)するように配置されている。
撮像対象領域の歯の歯端部に影部を形成させないため、照明33の上下寸法は、ヘリカルギヤGの幅(回転軸心方向寸法)の略3~10倍に設定することが好ましい。本実施形態では、略9倍に設定している。
As shown in FIGS. 2 to 5, the illumination 33 is constituted by a substantially rectangular backlight-type red flat illumination that can irradiate the imaging target area of the helical gear G with red light having a long wavelength.
The illumination 33 that has been moved to the operating position is arranged to face (directly face) the imaging target area of the helical gear G held by the gear holding mechanism 10 from behind.
In order to prevent the formation of shadows at the tooth ends of the teeth in the imaging target region, the vertical dimension of the illumination 33 is preferably set to approximately 3 to 10 times the width of the helical gear G (dimension in the rotational axis direction). In this embodiment, it is set to approximately 9 times.

図2,図5に示すように、照明33の表面には、十字状のマスク部37が設けられている。照明33は、マスク部37によって9つの正方形状の領域に分けられ、これら9つの領域は、照射光の透過が略禁止された遮光部33eと、照射光の透過が一部制限された第1,第2減光部33b,33d,33f,33hと、照射光の透過が制限されない全透過部33a,33c,33g,33iの3つに分類されている。 As shown in FIGS. 2 and 5, a cross-shaped mask portion 37 is provided on the surface of the illumination 33. The illumination 33 is divided into nine square areas by the mask part 37, and these nine areas are divided into a light shielding part 33e where the transmission of the irradiation light is substantially prohibited, and a first part where the transmission of the irradiation light is partially restricted. , second light attenuating parts 33b, 33d, 33f, and 33h, and fully transmitting parts 33a, 33c, 33g, and 33i where transmission of irradiated light is not restricted.

遮光部33eは、ヘリカルギヤGの撮像対象領域に最も近接した照明33の中心領域に形成されている。これにより、照射光による荒残り部のハレーションを防止している。
第1減光部33b,33hは、遮光部33eの上部及び下部に夫々隣接形成され、第2減光部33d,33fは、遮光部33eの右部及び左部に夫々隣接形成されている。第1,第2減光部33b,33d,33f,33hは、ヘリカルギヤGの撮像対象領域に対して鉛直及び水平方向から直線距離にて比較的近接した領域に設定されている。
The light shielding portion 33e is formed in the center region of the illumination 33 closest to the imaging target region of the helical gear G. This prevents halation of the rough remaining portion due to irradiation light.
The first light reducing parts 33b and 33h are formed adjacent to the upper and lower parts of the light shielding part 33e, respectively, and the second light reducing parts 33d and 33f are formed adjacent to the right and left parts of the light shielding part 33e, respectively. The first and second light attenuating parts 33b, 33d, 33f, and 33h are set in areas relatively close to the imaging target area of the helical gear G in a straight line distance from the vertical and horizontal directions.

全透過部33a,33c,33g,33iは、マスク部37が配置されない領域、所謂照明33の四隅部分に対応しているため、照射光が斜め方向から直接歯端部に到達する。
第1,第2減光部33b,33d,33f,33hは、全透過部33a,33c,33g,33iの2/3~3/4の照射光を透過するように構成されている。これにより、荒残り部A3のハレーションを抑制しながら面取り部の酸化被膜A1のハレーションを積極的に誘発している(図6参照)。
The fully transparent parts 33a, 33c, 33g, and 33i correspond to areas where the mask part 37 is not placed, so-called four corner parts of the illumination 33, so that the irradiation light directly reaches the tooth end from an oblique direction.
The first and second light attenuation parts 33b, 33d, 33f, and 33h are configured to transmit 2/3 to 3/4 of the irradiation light of the total transmission parts 33a, 33c, 33g, and 33i. Thereby, halation of the oxide film A1 of the chamfered portion is actively induced while suppressing halation of the rough remaining portion A3 (see FIG. 6).

1対のカメラ34は、照明33を左右から挟んでヘリカルギヤGの後方に配設され、例えば、CCD(Charge Coupled Device)によって夫々構成されている。一方のカメラ34は、ヘリカルギヤGの撮像対象領域内に存在する歯の片側面を撮像し、同時に、他方のカメラ34は、ヘリカルギヤGの撮像対象領域内に存在する別の歯の他側面を撮像しているため、一方のカメラ34がヘリカルギヤGの歯の片側面について全て撮像を終えたタイミングで他方のカメラ34がヘリカルギヤGの歯の他側面について全て撮像を終える。1対のカメラ34が撮像した画像信号は、コントローラ2に出力される。本実施形態では、噛み合わせ検査として行われる寸法検査において、ヘリカルギヤGが回転駆動されているタイミングに同期してカメラ34による撮像を行っている。 The pair of cameras 34 are disposed behind the helical gear G across the illumination 33 from the left and right sides, and are each configured by, for example, a CCD (Charge Coupled Device). One camera 34 images one side of a tooth existing within the imaging target area of the helical gear G, and at the same time, the other camera 34 images the other side of another tooth existing within the imaging target area of the helical gear G. Therefore, at the timing when one camera 34 finishes capturing images of one side of the teeth of the helical gear G, the other camera 34 finishes capturing images of the other side of the teeth of the helical gear G. Image signals captured by the pair of cameras 34 are output to the controller 2. In this embodiment, in the dimension inspection performed as the meshing inspection, the camera 34 captures an image in synchronization with the timing when the helical gear G is rotationally driven.

図2に示すように、1対のレフ板35は、作動位置に移動された照明33からヘリカルギヤGの撮像対象領域に対応した位置に亙って夫々配設されている。下側レフ板35は、基台4に固定され、上側レフ板35は、上側支持部12に固定されて昇降可能に構成されている。これらレフ板35は、照明33からの拡散光を反射してヘリカルギヤGの歯面に上方或いは下方から照射光を到達させている。これにより、歯端部に隣接する歯による影部A2を形成することなく、歯端の影部を解消している。 As shown in FIG. 2, the pair of reflex plates 35 are respectively disposed from the illumination 33 moved to the operating position to a position corresponding to the imaging target area of the helical gear G. The lower reflex plate 35 is fixed to the base 4, and the upper reflex plate 35 is fixed to the upper support part 12 and is configured to be movable up and down. These reflex plates 35 reflect the diffused light from the illumination 33 and allow the irradiated light to reach the tooth surface of the helical gear G from above or below. Thereby, the shadow part of the tooth end is eliminated without forming the shadow part A2 due to the tooth adjacent to the tooth end part.

コントローラ2は、画像処理部を備えている。
画像処理部では、1対のカメラ34から入力された対象領域の撮像画像(図6(a)参照)から検査領域に対応した領域設定画像(図6(b)参照)を抽出する。
抽出された領域設定画像の画像信号を256階調の濃度(輝度)に分けて濃淡画像を作成し、この濃淡画像を所定輝度に基づき二値化して二値化画像を作成する。
コントローラ2は、荒残り部A3等の黒色部分が白色表示されると共に白色部分が黒色表示される判定画像(図6(c)参照)を作成し、作成された判定画像中の白色領域(荒残り部A3)と予め設定された評価基準値(良否判定用面積値)とを比較している。白色領域が評価基準値未満の場合、良判定され、白色領域が評価基準値以上の場合、不良判定される。
The controller 2 includes an image processing section.
The image processing unit extracts a region setting image (see FIG. 6(b)) corresponding to the inspection region from the captured image of the target region inputted from the pair of cameras 34 (see FIG. 6(a)).
The image signal of the extracted region setting image is divided into 256 gradations (brightness) to create a grayscale image, and this grayscale image is binarized based on a predetermined brightness to create a binary image.
The controller 2 creates a determination image (see FIG. 6(c)) in which black parts such as the rough remaining portion A3 are displayed in white and white parts are displayed in black, and the white area (roughness) in the created determination image is The remaining portion A3) is compared with a preset evaluation reference value (area value for quality determination). If the white area is less than the evaluation reference value, it is determined to be good, and if the white area is greater than or equal to the evaluation reference value, it is determined to be defective.

モニタ3は、コントローラ2から出力された各種画像情報及び各種判定結果を表示可能に構成されている。判定画像が表示される場合には、荒残り部A3に相当する白色領域と評価基準値との比較結果とが表示されている。 The monitor 3 is configured to be able to display various image information and various determination results output from the controller 2. When the determination image is displayed, the comparison result between the white area corresponding to the rough remaining portion A3 and the evaluation reference value is displayed.

次に、図7に基づき、ヘリカルギヤGの検査工程の処理手順について説明する。尚、Si(i=11,12…)は各工程を示すステップである。 Next, based on FIG. 7, the processing procedure of the inspection process of the helical gear G will be explained. Note that Si (i=11, 12, . . . ) is a step indicating each process.

まず、評価基準値等検査条件に係る各種情報を取得する(S11)。
予め、十字状マスク部37が配設された赤色フラット照明33等を準備し、検査工程の開始前に、検査対象であるヘリカルギヤGを下側支持部11にセットすると共に、マスタギヤgをマスタギヤ支持部23にセットする。
S11の終了後、第2可動テーブル31がヘリカルギヤGに接近するように前進移動する(S12)。具体的には、照明33の遮光部33eがヘリカルギヤGの撮像対象領域から水平方向直線距離で80mm離隔して対向する地点まで前進する
First, various information related to inspection conditions such as evaluation reference values are acquired (S11).
A red flat illumination 33 equipped with a cross-shaped mask section 37 is prepared in advance, and before the start of the inspection process, the helical gear G to be inspected is set on the lower support section 11, and the master gear G is set on the master gear support. 23.
After S11 ends, the second movable table 31 moves forward so as to approach the helical gear G (S12). Specifically, the light shielding part 33e of the illumination 33 moves forward to a point opposite to the imaging target area of the helical gear G at a distance of 80 mm in a horizontal direction.

次に、上側支持部12が初期位置から下降移動する(S13)。上側支持部12は、下側支持部11と協働してヘリカルギヤGを挟持する位置で停止する。
S13の終了後、第1可動テーブル21が右方向に移動する(S14)。第1可動テーブル21は、マスタギヤgの歯がヘリカルギヤGの歯に噛合い、一定の力で押し付けられた状態でヘリカルギヤGの回転駆動を開始する(S15)。マスタギヤ支持部23のモータ23aが、20rpmの回転速度で回転する。
Next, the upper support part 12 moves downward from the initial position (S13). The upper support part 12 cooperates with the lower support part 11 and stops at a position where the helical gear G is held between them.
After S13 ends, the first movable table 21 moves to the right (S14). The first movable table 21 starts rotating the helical gear G in a state where the teeth of the master gear g mesh with the teeth of the helical gear G and are pressed with a constant force (S15). The motor 23a of the master gear support section 23 rotates at a rotational speed of 20 rpm.

次に、寸法検査(S16)と荒残り検査(S17)とが並行して実行される。
S16では、ヘリカルギヤGの大きさ、歯面の打痕、回転軸の偏心を検出する。これらの検査結果は、モニタ3に順次出力される。
Next, a dimension inspection (S16) and a rough remaining inspection (S17) are performed in parallel.
In S16, the size of the helical gear G, dents on the tooth surface, and eccentricity of the rotating shaft are detected. These test results are sequentially output to the monitor 3.

S17では、研磨工程S4が終了したにも拘らず看過できない荒残り部A3が歯面に存在するか否かを検査する。S17は、照明33によってヘリカルギヤGの歯の片側面を含む撮像対象領域を撮像するステップと、撮像された撮像情報に基づきヘリカルギヤGの歯の片側面の状態を判定するステップから構成される。
ヘリカルギヤGの外周(歯)全域を網羅する複数の撮像対象領域が設定され、カメラ34が各々の撮像対象領域を撮像する。各撮像対象領域の撮像画像は、領域設定画像を経て判定画像に処理され、評価基準値を用いた判定が行われる。これらの判定結果は、モニタ3に順次出力される。
In S17, it is inspected whether or not there is a rough remaining portion A3 on the tooth surface that cannot be overlooked even though the polishing step S4 has been completed. S17 includes a step of imaging an imaging target area including one side of the teeth of the helical gear G using the illumination 33, and a step of determining the state of one side of the teeth of the helical gear G based on the captured image information.
A plurality of imaging target regions covering the entire outer periphery (teeth) of the helical gear G are set, and the camera 34 images each imaging target region. The captured image of each imaging target area is processed into a determination image via a region setting image, and a determination is made using the evaluation reference value. These determination results are sequentially output to the monitor 3.

S16及びS17の終了後、歯当り検査結果及び荒残り検査結果を表示する(S18)。
モニタ3は、コントローラ2から出力された検査結果をオペレータの要求に応じて表示する。例えば、所定の撮像対象領域について、撮像画像の表示が指示された場合、検査結果と合せて図6(a)の画像を表示し、判定画像の表示が指示された場合、検査結果と合せて図6(c)の画像を表示する。
After completing S16 and S17, the tooth contact test results and rough remaining test results are displayed (S18).
The monitor 3 displays the test results output from the controller 2 in response to an operator's request. For example, when an instruction is given to display a captured image for a predetermined imaging target area, the image shown in FIG. The image in FIG. 6(c) is displayed.

S18の終了後、マスタギヤ支持部23のモータ23aが停止され、第1,第2可動テーブル21,31及び上側支持部12が初期位置に復帰して検査工程を終了する(S19)。 After S18 ends, the motor 23a of the master gear support section 23 is stopped, the first and second movable tables 21, 31, and the upper support section 12 return to their initial positions, and the inspection process ends (S19).

次に、上記歯車の検査装置及び検査方法の作用、効果について説明する。
この検査装置によれば、照明33が、撮像対象領域に対向する領域であって照射光の透過が禁止された遮光部33eと、遮光部33eに対してヘリカルギヤGの回転軸心方向である上側及び下側に夫々配設され且つ照射光の透過が一部制限された1対の第1減光部33b,33hと、遮光部33eに対してヘリカルギヤGの回転軸心直交方向である右側及び左側に夫々配設され且つ照射光の透過が一部制限された1対の第2減光部33d,33fとを有するため、照明33と撮像対象領域との距離に比例して照射光の透過量を制限することができ、歯の片側面に存在する荒残り部A3に生じるハレーションを抑制しつつ、歯の片側面に形成された面取り部の酸化被膜A1に生じるハレーションを積極的に促進することができる。照明33が、照明33の四隅領域であって照射光の透過が制限されない全透過部33a,33c,33g,33iを有するため、影部A2を形成することなく歯端部に照射光を到達させることができる。これにより、撮像画像を2値化した判定画像から面取り部の酸化被膜A1及び影部A2を除去することができ、荒残り部A3のみを自動で判定することができる。
Next, the functions and effects of the gear inspection apparatus and inspection method described above will be explained.
According to this inspection device, the illumination 33 is located at the light shielding portion 33e, which is a region facing the imaging target region and prohibits transmission of irradiation light, and at the upper side, which is in the direction of the rotation axis of the helical gear G with respect to the light shielding portion 33e. and a pair of first light attenuating parts 33b and 33h, which are respectively disposed on the lower side and partially restrict the transmission of the irradiated light, and a right side which is orthogonal to the rotation axis of the helical gear G with respect to the light shielding part 33e. Since it has a pair of second light attenuating parts 33d and 33f, which are respectively disposed on the left side and partially restrict transmission of the irradiation light, the transmission of the irradiation light is reduced in proportion to the distance between the illumination 33 and the imaging target area. The amount can be limited, and while suppressing the halation that occurs in the rough remaining part A3 existing on one side of the tooth, it actively promotes the halation that occurs in the oxide film A1 of the chamfered part formed on one side of the tooth. be able to. Since the illumination 33 has fully transparent parts 33a, 33c, 33g, and 33i which are the four corner areas of the illumination 33 and the transmission of the irradiation light is not restricted, the irradiation light can reach the tooth end without forming the shadow part A2. be able to. Thereby, the oxide film A1 and the shadow area A2 of the chamfered portion can be removed from the determination image obtained by binarizing the captured image, and only the rough remaining area A3 can be automatically determined.

撮像手段は、ヘリカルギヤGの歯の片側面を含む一側撮像対象領域を撮像可能な左側カメラ34と、ヘリカルギヤGの歯の他側面を含む他側撮像対象領域を撮像可能な右側カメラ34とを有するため、ヘリカルギヤGの歯の片側面及び他側面を同時に撮像することができ、サイクルタイムを短縮化することができる。照明33は、赤色光を照射可能な赤色フラット照明と、遮光部33eと第1,第2減光部33b,33d,33f,33hを有する十字状のマスク部37とを備えているため、歯面の正常部分と黒色の荒残り部A3とのコントラストを協調することができ、簡単な構成で荒残り部A3のハレーションを抑制しながら面取り部のハレーションを促進することができる。また、赤色フラット照明の上端部分及び下端部分に夫々配設され且つ赤色フラット照明の照射光を反射可能な1対のレフ板35を設けたため、レフ板35からの反射光を隣り合う歯を避けて上下方向から歯端部の両側部分に到達させることができ、確実に歯端部の影部A2を消去することができる。 The imaging means includes a left camera 34 that can image a region to be imaged on one side including one side surface of the teeth of the helical gear G, and a right camera 34 that can image a region to be imaged on the other side including the other side surface of the teeth of the helical gear G. Therefore, one side and the other side of the teeth of the helical gear G can be imaged simultaneously, and the cycle time can be shortened. The illumination 33 includes a red flat illumination capable of emitting red light, and a cross-shaped mask portion 37 having a light shielding portion 33e and first and second dimming portions 33b, 33d, 33f, and 33h. The contrast between the normal portion of the surface and the black rough remaining portion A3 can be coordinated, and halation of the chamfered portion can be promoted while suppressing halation of the rough remaining portion A3 with a simple configuration. In addition, since a pair of reflex plates 35 are provided at the upper end and lower end of the red flat illumination and are capable of reflecting the irradiated light of the red flat illumination, the reflected light from the reflex plate 35 is avoided from adjacent teeth. It is possible to reach both side portions of the tooth end from the top and bottom directions, and the shadow portion A2 of the tooth end can be reliably erased.

第1,第2減光部33b,33d,33f,33hは、全透過部33a,33c,33g,33iの2/3~3/4の照射光を透過させるため、確実に荒残り部A3のハレーションを抑制しながら面取り部のハレーションを促進することができる。 The first and second light attenuating parts 33b, 33d, 33f, and 33h transmit 2/3 to 3/4 of the irradiation light of the total transmitting parts 33a, 33c, 33g, and 33i, thereby ensuring that the rough remaining part A3 Halation of the chamfered portion can be promoted while suppressing halation.

ヘリカルギヤGを回転軸心回りに回転させながらヘリカルギヤGの大きさ、打痕、歯振れを検査するマスタギヤ保持機構20を有し、カメラ34は、マスタギヤ保持機構20の作動中に撮像するため、寸法検査と荒残り検査を並行して実行でき、一層サイクルタイムを短縮化することができる。 It has a master gear holding mechanism 20 that inspects the size, dents, and tooth runout of the helical gear G while rotating the helical gear G around the rotation axis. Inspection and rough remaining inspection can be performed in parallel, further shortening cycle time.

歯車がヘリカルギヤGであるため、ヘリカルギヤGにおいて、歯面の撮像画像を2値化した判定画像から面取り部の酸化被膜A1及び影部A2を除去することができ、荒残り部A3のみを自動で判定することができる。 Since the gear is a helical gear G, in the helical gear G, the oxide film A1 and the shadow area A2 of the chamfered part can be removed from the judgment image obtained by binarizing the captured image of the tooth surface, and only the rough remaining part A3 can be removed automatically. can be determined.

上記歯車の検査方法によれば、撮像対象領域に対向する領域であって照射光の透過が禁止された遮光部33eと、遮光部33eに対してヘリカルギヤGの回転軸心方向である上側及び下側に夫々配設され且つ照射光の透過が一部制限された1対の第1減光部33b,33hと、遮光部33eに対してヘリカルギヤGの回転軸心直交方向である右側及び左側に夫々配設され且つ照射光の透過が一部制限された1対の第2減光部33d,33fとを有するマスク部37が配設された赤色フラット照明33を準備するステップを有するため、正常部分と黒色の荒残り部A3とのコントラストを協調することができ、簡単な構成で荒残り部A3のハレーションを抑制しながら面取り部のハレーションを促進することができる。赤色フラット照明33によってヘリカルギヤGの歯の片側面を含む撮像対象領域を撮像するステップと、前記撮像された撮像情報に基づき前記歯車の歯の片側面の状態を判定するステップと、を有するため、撮像画像を2値化した判定画像から面取り部の酸化被膜A1及び影部A2を除去することができ、荒残り部A3のみを自動で判定することができる。 According to the above-mentioned gear inspection method, there is a light shielding part 33e which is an area facing the imaging target area and prohibits transmission of the irradiation light, and an upper and lower side in the direction of the rotation axis of the helical gear G with respect to the light shielding part 33e. A pair of first light attenuating parts 33b and 33h are arranged on the sides and partially restrict transmission of the irradiated light, and a pair of first light reducing parts 33b and 33h are arranged on the right side and the left side, which are perpendicular to the rotation axis of the helical gear G with respect to the light shielding part 33e. Since it includes the step of preparing the red flat illumination 33 in which the mask part 37 having a pair of second dimming parts 33d and 33f each having a pair of second dimming parts 33d and 33f in which the transmission of the irradiated light is partially restricted is provided, the red flat illumination 33 is normally disposed. The contrast between the rough remaining portion A3 and the black rough remaining portion A3 can be coordinated, and halation of the chamfered portion can be promoted while suppressing halation of the rough remaining portion A3 with a simple configuration. The step of imaging an imaging target area including one side surface of the tooth of the helical gear G with the red flat illumination 33, and the step of determining the state of the one side surface of the tooth of the gear based on the captured image information, The oxide film A1 and the shadow area A2 of the chamfered portion can be removed from the determination image obtained by binarizing the captured image, and only the rough remaining area A3 can be automatically determined.

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
1〕前記実施形態においては、ヘリカルギヤGの歯面を検査する例を説明したが、対象歯車は、平歯車、やまば歯車、かさ歯車等何れの歯車にも適用することが可能である。
Next, a modified example in which the above embodiment is partially modified will be described.
1] In the above embodiment, an example was explained in which the tooth surface of the helical gear G is inspected, but the target gear can be applied to any gear such as a spur gear, a helical gear, or a bevel gear.

2〕前記実施形態においては、ギヤ試験手段が、寸法検査にてヘリカルギヤGの大きさ、打痕、及び歯振れを検出する例を説明したが、少なくとも大きさ、打痕、及び歯振れのうち何れか1つを検出できれば良い。また、大きさ、打痕、及び歯振れのうち2つを検査可能にしても良い。 2] In the above embodiment, an example was explained in which the gear testing means detects the size, dents, and tooth runout of the helical gear G in the dimensional inspection. It is sufficient if one of them can be detected. Furthermore, two of the size, dents, and tooth runout may be inspectable.

3〕前記実施形態においては、ヘリカルギヤGの回転軸を上下方向に支持する検査装置1の例を説明したが、ヘリカルギヤGの回転軸を水平方向に支持する検査装置であっても良い。また、照明33が、単一光源である赤色フラット照明に十字状マスク部37を設けた例を説明したが、少なくとも、撮像対象領域に対向する部分を避けて周りに配置された8つの光源を準備し、これらの光源の照光量を調節しても良い。 3] In the embodiment described above, an example of the inspection device 1 that supports the rotation shaft of the helical gear G in the vertical direction has been described, but an inspection device that supports the rotation shaft of the helical gear G in the horizontal direction may be used. In addition, although an example has been described in which the illumination 33 is a single light source, red flat illumination, provided with the cross-shaped mask portion 37, at least eight light sources arranged around the area avoiding the portion facing the imaging target area are used. You may also prepare and adjust the amount of illumination from these light sources.

4〕前記実施形態においては、撮像対象領域が、マスタギヤgとヘリカルギヤGとの噛合領域に対してヘリカルギヤGの回転軸回りに90°移行した部分に設定された例を説明したが、撮像対象領域は、マスタギヤgとヘリカルギヤGとの噛合領域以外であれば何処に設定しても良い。 4] In the above embodiment, an example has been described in which the imaging target area is set at a part shifted by 90° around the rotation axis of the helical gear G with respect to the meshing area between the master gear g and the helical gear G. may be set anywhere other than the meshing area between master gear g and helical gear G.

5〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。 5] In addition, those skilled in the art will be able to implement various modifications to the embodiments described above or combinations of the embodiments without departing from the spirit of the present invention, and the present invention can be implemented in such a manner. It also includes any modifications.

1 検査装置
2 コントローラ
20 マスタギヤ保持機構
33 照明
33a,33c,33g,33i 全透過部
33b,33h 第1減光部
33d,33f 第2減光部
33e 遮光部
34 カメラ
35 レフ板
37 マスク部
G ヘリカルギヤ
1 Inspection device 2 Controller 20 Master gear holding mechanism 33 Lights 33a, 33c, 33g, 33i Fully transparent parts 33b, 33h First dimming part 33d, 33f Second dimming part 33e Light shielding part 34 Camera 35 Reflector plate 37 Mask part G Helical gear

Claims (4)

研削加工を終了した歯車の歯の片側面を含む撮像対象領域を撮像可能な撮像手段と、前記撮像対象領域に対向して配設され且つ前記撮像対象領域に光を照射可能なパネル状照明手段と、前記撮像手段が撮像した撮像情報に基づき前記歯車の歯の片側面の状態を判定する判定手段とを備えた歯車の検査装置において、
前記パネル状照明手段が、前記撮像対象領域に対向する領域であって照射光の透過が禁止された遮光部と、前記遮光部に対して前記歯車の回転軸心方向一方側及び他方側に夫々配設され且つ照射光の透過率が一部制限された1対の第1減光部と、前記遮光部に対して前記歯車の回転軸心直交方向一方側及び他方側に夫々配設され且つ照射光の透過率が一部制限された1対の第2減光部と、前記パネル状照明手段の四隅領域であって照射光の透過が制限されない全透過部とを有し、
前記遮光部で照射光の透過を禁止することで歯車の荒残り部のハレーションを防止し、前記第1,第2減光部からの照射光により歯車の面取り部の酸化被膜のハレーションを誘発し、前記全透過部からの照射光により歯車の回転軸心方向両側の歯端部を照明するように構成し、
前記撮像手段は、前記歯車の回転軸心直交方向一方側に配設されて歯車の歯の片側面を含む一側撮像対象領域を撮像可能な一側撮像手段と、前記歯車の回転軸心直交方向他方側に配設されて歯車の歯の他側面を含む他側撮像対象領域を撮像可能な他側撮像手段とを有し、
前記パネル状照明手段は、赤色光を照射可能な赤色フラット照明と、前記遮光部と第1,第2減光部を有する十字状のマスク部とを備え、
前記赤色フラット照明における前記歯車回転軸心方向一端部分及び他端部分に夫々配設され且つ前記赤色フラット照明の照射光を反射可能な1対の反射板を設けたことを特徴とする歯車の検査装置。
An imaging means capable of imaging a region to be imaged including one side surface of a gear tooth that has been subjected to grinding; and a panel-shaped illumination means disposed opposite to the region to be imaged and capable of irradiating light to the region to be imaged. and a determination means for determining a state of one side of a tooth of the gear based on the imaging information taken by the imaging means,
The panel-shaped illumination means includes a light-shielding part that is an area facing the imaging target area and prohibits transmission of irradiation light, and a light-shielding part on one side and the other side of the gear in the direction of the rotational axis with respect to the light-shielding part, respectively. a pair of first light attenuating parts disposed and having a partially limited transmittance of irradiated light, and a pair of first light attenuating parts disposed on one side and the other side of the light shielding part in a direction orthogonal to the rotation axis of the gear, respectively; a pair of second light attenuating parts in which the transmittance of the irradiated light is partially limited, and a total transmitting part in the four corner areas of the panel-shaped illumination means in which the transmittance of the irradiated light is not limited;
Halation of the rough remaining portion of the gear is prevented by prohibiting transmission of the irradiated light in the light shielding portion, and halation of the oxide film on the chamfered portion of the gear is induced by the irradiated light from the first and second light reduction portions. , configured to illuminate the tooth end portions on both sides of the gear in the rotational axis direction with the irradiated light from the fully transparent portion;
The imaging means includes a one-side imaging means that is disposed on one side in a direction perpendicular to the rotational axis of the gear and is capable of imaging a one-sided imaging target area including one side surface of a tooth of the gear; and another side imaging means that is disposed on the other side in the direction and can image the other side imaging target area including the other side surface of the tooth of the gear,
The panel-shaped illumination means includes a red flat illumination capable of emitting red light, and a cross-shaped mask portion having the light shielding portion and first and second light reduction portions,
A gear characterized in that a pair of reflecting plates are provided at one end portion and the other end portion of the gear in the rotational axis direction of the red flat illumination, respectively, and are capable of reflecting the irradiation light of the red flat illumination. Inspection equipment.
前記第1,第2減光部は、前記全透過部の2/3~3/4の照射光を透過させることを特徴とする請求項に記載の歯車の検査装置。 2. The gear inspection device according to claim 1 , wherein the first and second light attenuation parts transmit 2/3 to 3/4 of the irradiation light of the total transmission part. 前記歯車を前記回転軸心回りに回転させながら歯車の大きさ、打痕、歯振れのうち少なくとも1つを検査するギヤ試験手段を有し、
前記撮像手段は、前記ギヤ試験手段の作動中に撮像することを特徴とする請求項1又は2に記載の歯車の検査装置。
a gear testing means for inspecting at least one of the size, dents, and tooth runout of the gear while rotating the gear around the rotation axis;
3. The gear inspection apparatus according to claim 1, wherein the imaging means takes an image while the gear testing means is in operation.
前記歯車がヘリカルギヤであることを特徴とする請求項1又は2に記載の歯車の検査装置。 The gear inspection device according to claim 1 or 2, wherein the gear is a helical gear.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005315728A (en) 2004-04-28 2005-11-10 Hiroshima Univ Apparatus and method for measuring surface profile
JP2006058170A (en) 2004-08-20 2006-03-02 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Visual confirmation device and inspection system
JP2012063268A (en) 2010-09-16 2012-03-29 Honda Motor Co Ltd Workpiece inspection apparatus and workpiece inspection method
US20170356824A1 (en) 2015-03-13 2017-12-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and Device for Testing Gearwheels

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315728A (en) 2004-04-28 2005-11-10 Hiroshima Univ Apparatus and method for measuring surface profile
JP2006058170A (en) 2004-08-20 2006-03-02 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Visual confirmation device and inspection system
JP2012063268A (en) 2010-09-16 2012-03-29 Honda Motor Co Ltd Workpiece inspection apparatus and workpiece inspection method
US20170356824A1 (en) 2015-03-13 2017-12-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and Device for Testing Gearwheels

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