JPH08101029A - ピストン加工溝の評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 評価精度を落とすことなく評価時間を短縮す
ること。 【構成】 ピストン外周面の展開画像を当該ピストンを
回転させながら光学系及びＣＣＤセンサを介して撮像す
ることで画像データを生成する（ステップＳ１）第一の
工程と、当該ピストンの加工溝の幅情報を受け付けて
（ステップＳ２）画像データを当該加工溝の幅で分割す
る（ステップＳ３）第二の工程と、当該分割された画像
データ毎に特徴量を算出する（ステップＳ４）第三の工
程とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ピストン加工溝の評価
方法に係り、特に、ピストンの当たりの自動評価装置に
用いるピストン加工溝の評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ピストンの当たり評価（磨耗状況
検査）は目視により行われるか、必要な部分の精密測定
で行っている。また、画像処理により磨耗状況評価を行
う手法が同一出願人により出願されている（例えば、特
願平５−３４７６６３号，特願平６−５４４６０号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、目視に
よる場合にあっては、評価に個人差が生じ、また評価に
際しても熟練を要し、更に、評価の定量化が困難なもの
となっていた。すなわち、各個人の評価レベルの統一化
ができない、という不都合があった。

【０００４】また、精密測定による場合にあっては、ピ
ストンの全周を隈なく行うには多くの時間と労力を要す
るという不都合があり、一方、熱応力による内部歪みの
問題もあって、精密測定は必ずしも良好なものとはなっ
ていない。

【０００５】特願平５−３４７６６３号の画像処理によ
る評価手法では、分解能が粗く、加工溝が当たりにより
無くなった部分と、加工溝の残っている部分との検出の
みをするものであった。即ち、加工溝の有無のみを評価
する構成となっていて、加工溝の磨耗状況（当たり）を
段階別に検出し定量化することができなかった。そのた
め、長時間運転後のピストンは評価できるが、短時間運
転のピストンは加工溝が全て残っているため、評価がで
きない、という不都合があった。

【０００６】また、特願平６−５４４６０号では、ピス
トン側面の展開画像の取り込みはパーソナルコンピュー
タ（以下ＰＣという）で行っていたが、ＰＣではピスト
ン側面を撮像した大量の画像データを扱うのが困難であ
った。しかも、評価を正確に行うため、加工溝の位置を
全画像について位置決めを行っていたため、この全ての
加工溝の位置の決定処理にかなりの時間が掛かり、エン
ジニアリングワークステーション（以下ＥＷＳという）
を使用しても高速化が望めなかった。つまり、単純なＣ
ＰＵパワーの向上では加工溝の位置決定処理の高速化に
限界が生じた、という不都合があった。

【０００７】また、このピストンの表面評価を可搬性の
ある簡易なシステムで行いたいとの要望があるため、ピ
ストンの磨耗状況評価方法を実施するためのピストン表
面評価装置を新たに開発した（本出願と同日出願のピス
トン表面評価装置）。これに伴い、磨耗状況の評価を簡
易なシステムで実施するピストンの加工溝の評価方法が
求められた。

【０００８】具体的には、ＥＷＳではなくＰＣを用いて
ピストンの磨耗状況評価を行いたい、という必要が生じ
た。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、評価精度を落とすことなく評価時間を短
縮することのできるピストン加工溝の評価方法を提供す
ることを、その目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、ピ
ストン外周面の展開画像を当該ピストンを回転させなが
ら光学系及びＣＣＤセンサを介して撮像することで画像
データを生成する第一の工程と、当該ピストンの加工溝
の幅情報を受け付けて画像データを当該加工溝の幅で分
割する第二の工程と、当該分割された画像データ毎に特
徴量を算出する第三の工程とを備えた、という構成を採
っている。これによって前述した目的を達成しようとす
るものである。

【００１１】ここで、加工溝とは、ピストン側面に横方
向に施された、ピストンの作成時に発生する溝をいう。
また、第三の工程で算出する「分割された画像データ毎
の特徴量」とは、最大値と最小値の差や、平均値等の分
割された画像データ毎の特徴を表す値をいう。この値は
直接に、また特徴量をさらに変換することで加工溝の当
たりの強さとして捉えることができる。

【００１２】

【作用】第一の工程は、ピストン外周面の展開画像を当
該ピストンを回転させながら光学系及びＣＣＤセンサを
介して撮像することで画像データを生成する。次いで、
第二の工程は、まず、当該ピストンの加工溝の幅情報を
受け付ける。これは、撮像した画像をＣＲＴ等に表示し
て画面上で判明しやすい加工溝に基づいて当該加工溝の
幅を入力するようにしても良いし、又予め現物で測定し
ておいて入力するようにしても良い。次に、画像データ
を当該加工溝の幅で分割する。加工溝は螺旋状にピスト
ン側面に付されているが、ここではこの螺旋の角度等に
かかわらず単純に加工溝の幅で分割している。さらに、
第三の工程は、当該分割された画像データ毎にその特徴
量を算出する。ここでは、特徴量として波形の最大値と
最小値の差（波高値）を用いている。この特徴量は加工
溝の幅を単位に抽出した特徴量であるため、隣り合う加
工溝の磨耗状況は類似するという点から、特徴量の大小
を磨耗状況の大小としている。

【００１３】

【実施例】次に本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１４】図１は、本発明によるピストン加工溝の評
価方法の構成を示すフローチャートである。ピストン加
工溝の評価方法は、ピストン外周面の展開画像を当該ピ
ストンを回転させながら光学系及びＣＣＤセンサを介し
て撮像することで画像データ１ａを生成する（ステップ
Ｓ１）第一の工程と、当該ピストンの加工溝の幅情報を
受け付けて（ステップＳ２）画像データ１ａを当該加工
溝の幅で分割する（ステップＳ３）第二の工程と、当該
分割された画像データ３ａ毎に特徴量４ａを算出する
（ステップＳ４）第三の工程とを備えている。

【００１５】これを詳細に説明する。ピストンの当たり
は、特にエンジンの焼き付きに対して事前に予知しピス
トンのプロフィールを決定するための重要な要素であ
り、ピストンの設計にフィードバックされている。しか
し、実際に何処がどの程度当たりによりピストン表面が
磨耗しているかを調べる手段が無いのが実状である。従
来は、目視により感覚的に評価するか、一部を精密測定
によって行っている。

【００１６】本実施例による当たり評価は、ピストンの
作成時に発生する加工溝に注目し、その残量により当た
りの強弱を評価するものである。加工時のバイトは同一
のものを使用しているので、一つのピストンにおいて加
工溝の深さはほぼ均一である。この均一な加工溝に対
し、実際にエンジンを運転するとピストンとシリンダが
擦れ合うことにより、ピストンに当たり（磨耗）が生
じ、その強さにより加工溝の深さが浅くなり、ついには
加工溝自体が磨耗によって、無くなってしまう。従っ
て、この加工溝の残量を測定することにより当たりの強
さを推定することができる。

【００１７】ピストンの撮像（ステップＳ１）は、図２
に示すように、加工溝を詳細に確認するため加工溝と加
工溝の間が１０[dot]以上となるように０．０１４[mm]
の分解能で縦（軸）方向の撮像（測定）を行っている。
横（回転）方向は、１［度］ずつピストンを回転して撮
像するようになっている。そのため、画像データ１ａ
は、縦方向５０００［素子］ｘ横方向３６０［ライン］
の画像となる。このとき、特願平５−３４７６６３号で
示したように、光学系とＣＣＤラインセンサとを結ぶ軸
線の延長線がピストンの中心から幾分ずれるように配置
して撮像すると良好に画像データ１ａを得ることができ
る。このように配置して撮像することで、照明を有効活
用してピストンのような曲面で且つ鏡面に近い物体のデ
ータを良好に取得している。

【００１８】このように撮像したピストンの縦方向のＣ
ＣＤラインセンサの出力を図３に示した。図３（Ａ）は
運転前のピストン側面の加工溝と、これを撮像したＣＣ
Ｄラインセンサの出力波形を示している。図３（Ｂ）は
運転後加工溝が磨耗している場合の加工溝の断面と、そ
のＣＣＤラインセンサの出力波形の一例である。

【００１９】図３（Ａ）に示すように、運転前のピスト
ン側面の加工溝はほぼ均一であるので、そこから得られ
るＣＣＤセンサの波形もほぼ均一な周期と振幅を持つ波
形となる。これに対し、運転後にあっては、当たりによ
りピストン側面が磨耗し、すなわち、徐々に加工溝の山
の部分が磨耗して、ついには山が完全になくなり、加工
溝自体が見えなくなってしまう。この時のＣＣＤセンサ
の波形は、図３（Ｂ）に示すように、当たりにより磨耗
した量により、谷の部分に対応するＣＣＤセンサ波形が
小さくなり、振幅が減少し、ついには均一な明るさにな
る。

【００２０】このようなピストンの縦方向の波形を、１
［度］毎に３６０［度］集積すると、図４に示したよう
に、縦５０００[dot]，横３６０[dot]のピストン側面を
縦方向に拡大した展開画像が得られる。この画像データ
は多階調の画像データ１ａであり、また、当たりの評価
では色合いをみる必要がないうえピストンはアルミの色
であるグレーが多いので、ＣＣＤラインセンサのＲＧＢ
三色の内最も良好な感度が得られた赤（Ｒｅｄ）成分の
濃淡画像で評価を行っている。

【００２１】ピストンの撮像（ステップＳ１）をこのよ
うな方法で行うため、以下の効果を奏する。まず、ＣＣ
Ｄラインセンサを使用しているので、横の奥行き方向の
画像のゆがみを考慮せず円筒物であるピストンの評価を
行うことができる。また、ＣＣＤラインセンサの分解能
が高いので、詳細な画像を得ることができる。また、ピ
ストン以外でも、対象が円筒形であれば処理が可能であ
る。

【００２２】さらに、赤成分の濃淡画像で画像データ１
ａの作成を行うため、ＲＧＢのフルカラーデータを扱う
のに比べて１／３のデータ量となり、このため、画像処
理上処理工程数を減らし、かつ処理時間を短縮すること
ができる。このように、円筒物体の側面の正確な展開画
像を得ることができ、従って、ピストンの当たり評価に
おいては、ピストン側面の展開画像が得られることとな
る。このように、当たり、傷等の認識及びこれらの定量
化を行うための基礎となる画像データ１ａを提供するこ
とができる。このピストン側面の展開画像である画像デ
ータ１ａを生成するピストン表面評価装置については後
述する。

【００２３】次に、この画像データ１ａから加工溝の磨
耗量を判定する手法について説明する。まず、先に出願
した特願平６−５４４６０号（以下、先の出願とい
う。）の加工溝の位置を検出した後に当該加工溝毎に評
価を行う手法について説明し、次いでこれとの対比にお
ける本実施例の手法を詳細に説明する。

【００２４】図５は加工溝の位置の検出を行う処理工程
を示すフローチャートである。先の出願の手法では、ま
ず、画像データ１ａの一定角度分の横方向の画像データ
の積算を行う（ステップＴ３１）。次いで、この積算値
から大まかな加工溝の位置とその幅を求める（ステップ
Ｔ３２）。さらに、この大まかな加工溝の一及びその幅
とから、詳細な加工溝の位置とその波形を求めていた
（ステップＴ３３）。

【００２５】ステップＴ３１では、積算データを、一定
角度分の範囲の縦方向の濃度推移を示す波形の強調され
た平均的形態として扱い、大まかな加工溝幅（eg_wid）
の算出に用いる。この一定角度分の範囲及び位置は、画
像のピストンのセット位置とピストンの形状によって適
切な範囲が設定される。なお、あまり積算幅を大きくす
ると、加工溝はネジ状に存在しているため山と谷が打ち
消しあってしまう。範囲Ｔの設定にはこの点も加味して
行われる。この積算データでは、加工溝の谷の部分（暗
く写る部分）と、山の部分（明るく写る部分）とを強調
される。つまり、画像データ中大きいデータはより大き
く算出され、さらに、加工溝の谷と山の位置を検索する
ことによって、大まかな山と谷の位置を算出できる。

【００２６】ステップＴ３２では、この積算データか
ら、積算局所最大値（S_max[n]）とこのS_max[n]の位置
（S_max_pos[n]）及び積算局所最小値（S_min[n]）とこ
のS_min[n]の位置（S_min_pos[n]）を求める。続いて、
隣接する積算局所最大値の位置S_max_pos[n], S_max_po
s[n+1]からその間隔S_wid[n]を次式１より求める。

【００２７】 S_wid[n] = S_max_pos[n+1] - S_max_pos[n] .......... 式１

【００２８】このようにして求めたS_wid[n], S_wid[n+
1]から、積算データ２４における、大まかな加工溝幅S_
eg_widを、次式２により求める。この式は、積算局所最
大値S_maxがn個である場合である。

【００２９】

【数１】

【００３０】ステップＴ３３では、実際の加工溝を単位
とした階調の画像局所最大値（K_max[n]）の位置（K_ma
x_pos[n]）及び画像局所最小値（K_min[n]）の位置（K_
min_pos[n]）を、画像データ１ａから求める。さらに、
画像データ１ａを当該加工溝に直交する軸に沿ったピス
トン上の場所毎の濃度を示す波形データに変換する。こ
のとき、前述の大まかな加工溝幅（S_eg_wid）を利用し
ている。

【００３１】この処理は、図６に示すように、まず、画
像データ１ａの上端の積算局所最大値の位置（S_max_po
s[1]）及び積算局所最小値の位置（S_min_pos[1]）を呼
び出す（ステップＳ３１）。次に、この積算局所最大値
の位置（S_max_pos[1]）に大まかな加工溝幅（S_eg_wi
d）加算していき、これを画像局所最小値（K_min[n]）
の最小値検索範囲（K_min_srh[n]）とする（ステップＳ
３２）。同様に、呼び出した積算局所最小値の位置（S_
min_pos[1]）に大まかな加工溝幅（S_eg_wid）加算して
いき、これを画像局所最大値（K_max[n]）の各検索範囲
（K_max_srh[n]）とする（ステップＳ３3）。

【００３２】続いて、画像データ１ａから、この最小値
検索範囲（K_min_srh[n]）内における、画像局所最小値
（K_min[n]）を検索し、このK_min[n]の位置（K_min_po
s[n]）を算出する。同様に、最大値検索範囲（K_max_sr
h[n]）内の、画像局所最大値（K_max[n]）を検索し、こ
のK_max[n]の位置（K_max_pos[n]）を算出する。この、
画像局所最大値（K_max_pos[n]）及び画像局所最小値
（K_min_pos[n]）を図７に示した。

【００３３】さらに、このように算出した画像局所最大
値の位置（K_max_pos[n]）から画像局所最小値の位置
（K_min_pos[n]）までを一つの加工溝に対する波形とす
る。

【００３４】図７に示すように、先の出願の手法による
と詳細な加工溝の位置を検出することができる。また、
この手法によると加工溝についての情報がなんら与えら
れなくても情報処理によってのみその位置を検出し得
る。しかしながら、上述したように複雑な処理工程であ
るとともにその処理には時間が掛かるため、ＥＷＳなど
でなければ実施することができなかった。従って、ＰＣ
などの簡易なシステムでは実用的な時間内で処理を行う
ことができない、という不都合が生じた。また、この手
法では加工溝の磨耗の程度が大きい場合や、ピストン表
面の汚れ等によっては、加工溝の位置の確定に誤差を生
じる、という不都合があった。

【００３５】これに対し、本実施例では、加工溝のピッ
チ（幅）はピストンにより一定であることから、事前に
求めておくか、加工溝のはっきり見える部分をＣＲＴ等
に表示し、そこから加工溝のピッチを求めることとし
た。ＣＲＴに表示して目視により計測することにより、
図６及び図７に示した手法より高速で克つ高精度に画像
データ上の加工溝のピッチを求めることができる。

【００３６】また、本実施例では、加工溝の磨耗状況の
評価についても飛躍的に単純化したため、まず先の出願
における加工溝の当たりの強さの算出手法について説明
し、次いで本実施例の技術的思想及び課題を解決するた
めの具体的手段について説明する。

【００３７】図８は先の出願における加工溝の当たりの
強さの処理工程を示すフローチャートである。ここで
は、まず、加工溝毎に波形データの階調の最大値（k_ma
x）を検索する（ステップＴ４１）。次に、この階調の
最大値（k_max）から一定割合（sh_lev）を算出する
（ステップＴ４２）。

【００３８】この一定割合（sh_lev）は、（K_max）の
何％かであり、当たり評価の対象であるピストン及びそ
の加工溝の種類によって適切な値に定められる。一つの
ピストンの評価においては、この一定割合（sh_lev）
は、全画像データの階調の最大値（K_max）から求めら
れ、このステップＴ４２で固定される。この一定割合
を、以下スレッシュレベル（sh_lev）という。続いて、
波形データをスレッシュレベル（sh_lev）でカットする
（ステップＴ４３）。

【００３９】さらに、このスレッシュレベルでカットし
たレベル以上の、すなわち、スレッシュレベルに該当す
る階調から、波形データによる最大値の階調までに含ま
れる画素（ドット）の数（m_wid[n]）を、加工溝の幅を
単位に算出する（ステップＴ４４）。この画素の数（m_
wid[n]）は、加工溝の当たりの縦方向の幅と同一視する
ことができる。そのため、この画素の数（m_wid[n]）か
ら当該加工溝の削られた高さ（hi[n]）を推定する（ス
テップＴ４５）。この加工溝の削られた高さ（hi[n]）
は、ピストンの加工溝の磨耗量として扱うことができ
る。このスレッシュレベルによるカットと磨耗量の関係
を図９及び図１０に示した。

【００４０】加工溝の多くは三角形であり、画素の数
（m_wid[n]）と加工溝の削られた高さ（hi[n]）とは相
似関係にあるため比例する。この関係を利用し、加工溝
の頂点の鋭さ毎に画素の数（m_wid[n]）と加工溝の削ら
れた高さ（hi[n]）の相関直線を求めておくことで、ス
テップＴ４５における推定を行っていた。この画素の数
と加工溝の削られた高さの相関関係を図１１に示した。

【００４１】このように先の出願では、スレッシュレベ
ルに基づいて磨耗量の大小の評価を行うため、ＣＣＤラ
インセンサの出力から適切にかつ正確に磨耗量を求める
ことができた。

【００４２】しかしながら、この先の出願の手法では、
加工溝の位置を詳細に検出しておかなければならない点
と、加工溝の位置の検出及び当たりの評価において画像
に対する最大値及び最小値の検索処理が多いため、どう
しても処理時間を長く必要としてしまう、という不都合
があった。しかも、中間的なデータを多く必要とするた
めメモリ容量の大きい装置が必要とされた。そのため、
ＥＷＳなどのＣＰＵパワー及び大容量のメモリ管理能力
のあるハードウエア資源を用いなければ加工溝の当たり
評価を実施することができない、という不都合が生じ
た。そのため、ＰＣなどの簡易なシステムで加工溝の当
たり評価を実施したいという課題を解決することができ
ない、という不都合が生じた。

【００４３】そこで、本実施例では、加工溝の幅はＣＲ
Ｔでの表示等で予め計測しておくとすると共に、この加
工溝の幅（eg_wid）で画像データ１ａを単純に分割した
上、この分割した画像データ（波形）の特徴量を求める
ことにより加工溝の当たりの強さを算出することとし
た。本実施例では、特徴値としてその平均値と波高値
（最大値と最小値の差）を使用している。

【００４４】これを詳細に説明する。図１２はピストン
断面とそのＣＣＤセンサによる出力波形を示す説明図
で、図１３は図１２に示したＣＣＤセンサ出力波形の拡
大図である。

【００４５】図１２に示すように、ピストン側面の加工
溝からの反射によりＣＣＤセンサの出力は加工溝の山の
高さに応じた大きさの波形を出力する。当たりのない状
態では、図１２のようにほぼ揃ったＣＣＤ出力波形を得
ることができるが、当たりが強くなるに従って、この波
形が乱れ、何処から何処までが一つの加工溝に対応した
波形であるかを確定することが困難になる。

【００４６】しかしながら、図１３に示すように隣り合
う加工溝は大きな差がないので、加工溝のピッチ（eg_w
id）が解っていれば適正の位置（eg_wid-1）での特徴量
(MAX1, MIN1, M.H1, A.V.1)とずれた位置（eg_wid-2）
での特徴量(MAX2, MIN2, M.H2, A.V.2)はほぼ同じ値で
ある。従って、評価対象領域が確定されていれば、単純
に（eg_wid）で分割し、分割した部分毎に特徴量を求め
ることで当たりの評価が可能となる。ここでは、特に波
高値（M.H[n]）を用いてこれをピストン加工溝の磨耗量
に対応する特徴値として用いている。

【００４７】また、本実施例では加工溝がピストン側面
に螺旋状に存在することにかかわらず、単純に加工溝の
幅（eg_wid）で分割するようにしている。従って、ピス
トン側面の左右方向で加工溝波形の切り出し位置が異な
ることとなるが、評価結果には影響を与えていない。

【００４８】このような方法で加工溝の位置の確定と各
加工溝の特徴量を求めることで、従来使用していたＥＷ
Ｓのような中型機種のコンピュータ以下のＰＣ程度でも
当たりの評価を精度を落とすことなく高速で処理するこ
とができる。また、ピストン表面評価システムを用いた
場合の処理工程については、ピストン表面評価システム
についての説明の後に再度フローチャートを用いて説明
する。

【００４９】次に、上述したピストン加工溝の評価方法
を実施するピストン表面評価システムの実施例について
詳細に説明する。

【００５０】図１４はピストン表面評価システムの構成
を示すブロック図である。このうち、データ入力装置３
０は同日出願のピストン撮像装置に動作制御部分を付加
したものである。ピストン表面評価システムは、ピスト
ン側面の展開画像を生成するデータ入力装置３０と、こ
のデータ入力装置３０からの展開画像に基づいてピスト
ン表面の評価を行うデータ処理装置３１と、当該データ
処理装置が行った表面評価の結果を外部出力する結果出
力装置３２とを備えている。

【００５１】しかも、データ入力装置３０は、ＣＣＤか
らのデータを処理するデータ入力部３０Ａと、回転ステ
ージを駆動制御するステージコントロール部３０Ｂとを
備えている。

【００５２】さらに、データ入力部３０Ａは、ＣＣＤセ
ンサ８の動作を制御して光電変換した信号をＡ／Ｄコン
バータ３０ｂに出力するＣＣＤドライバ３０ａと、ＣＣ
Ｄドライバからのアナログ信号をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄコンバータ３０ｂと、ピストン側面の展開画像
の画像データの大きさに対応した容量を持つメモリ３０
ｃとを備えている。

【００５３】ピストン加工溝の評価方法を実施する装置
としては、本実施例では、パーソナルコンピュータに各
種のボードを加えたデータ処理装置３１で実現してい
る。データ処理装置３１は、市販のＰＣにフルカラーデ
ータの処理用の画像ボードとデータ取り込み装置とのイ
ンタフェースのためのＰＩＯボードを加えたものであ
る。従って、処理時間はＰＣの処理能力によって異な
る。

【００５４】データ処理装置３１で行ったピストン側面
の評価については、評価結果を表示出力する手段が必要
となる。この結果出力装置３２は、評価結果のデータの
保存及び評価結果の表示出力を行う。評価結果を保存し
ておくためのディスク３２Ａには、色々なものが考えら
れるが、画像データが大きいことから、通常のフロッピ
ーディスク１枚には数データしか保存できない。これに
対し、ハードディスク、高密度フロッピーディスク、光
磁気ディスク等を用いることにより、データの捕存効率
を上げることができる。また、結果の出力に対しても、
数値のみを出力するのであれば、通常のプリンタで充分
であるが、画像データを出力するには、フルカラー対応
のプリンタ３３Ｃが必要になる。従って、用途に応じて
決定するものとして処理ソフトをそれらと対応可能なも
のとする。

【００５５】図１５は本実施例によるピストン撮像装置
の構成を示す正面図である。ピストン撮像装置は、ピス
トンの大きさを吸収するためのピストン固定治具１と、
このピストン固定治具１が固着される回転ステージベー
ス３と、この回転ステージベース３を回転駆動する回転
ステージ用モータ５と、レンズ７及びＣＣＤセンサ８を
有するカメラ６と、このカメラ６からピストン固定治具
１に固定されたピストン２までの距離を調整する位置調
整シャフト１１とを備えている。

【００５６】しかも、カメラ６をピストン固定治具１側
に付勢するカメラ用引っ張りバネ９と、位置調整シャフ
ト１１のピストン固定治具１側に位置し当該ピストン固
定治具１に当接する滑合部材１０とを備えている。ここ
では、この滑合部材１０はピストン固定治具１のピスト
ン支持部１Ｂ側面に当接する回転用ベアリングである。
また、カメラ６には、ピストン１の反対方向にリンク機
構部１７を介してカメラ位置を後方にロックするカメラ
ロック機構が設けられている。

【００５７】図１６は図１５に示したピストン撮像装置
の構成を示す平面図である。カメラ６は、装置ベース１
３上のスライドレール１２に位置しており、カメラ用引
っ張りバネ９によってピストン２側に引かれる（図６の
符号Ａ）と、このスライドレール１２上を移動する。そ
のため、カメラの移動は直線運動となる。また、カメラ
６は、ピストン固定治具１にかかわらず、カメラ最前位
置１２Ａで停止するようになっている。

【００５８】図１７は本実施例によるピストン固定治具
の構成を示している。図１７（ａ）はピストン固定治具
の正面図で、図１７（ｂ）はその断面図である。ピスト
ン固定治具１は、固定するピストン２と同径で円筒状の
ピストン支持部１Ｂと、ピストン支持部１Ｂの一端に位
置しピストンの装着を受け付けるピストンセット部１Ａ
とを備えている。ピストン支持部１Ｂは、その直径が撮
像しようとするピストンの直径と同一となるように構成
されている。

【００５９】図１８はピストン２がピストンセット部１
Ａに設置された状態を示す断面図である。図中仮想線は
ピストン２を示しており、ピストン２が、ピストンセッ
ト部１Ａに設置されると、ピストン２の側面はピストン
固定治具１の側面と同一面となる。ここでは、ピストン
セット部１Ａは、乗せられたピストン２を固定するよう
に構成されている。ピストンの種類によってピストンセ
ット部１Ａの高さを変更することで、良好にピストンを
固定している。

【００６０】図１９はピストン固定治具１の回転ステー
ジベースへの固着を示す断面図である。ピストン固定治
具１の内部は有底穴１Ｃとなっていて、この有底穴１Ｃ
によってステージベース３のピストン固定治具セット部
３Ａに装着されるようになっている。さらに、ピストン
固定治具１の側面に設けられた受け穴１Ｄと回転ステー
ジベース３に装着されるボールプランジャ４の先端部と
の結合によって、ピストン固定治具１と回転ステージベ
ース３とが固着される。また、ボールプランジャ４及び
ボールプランジャの受け穴３Ｄはネジが切られており、
これによって回転ステージベース３とボールプランジャ
４とが固着される。

【００６１】図２０はピストン固定治具１が回転ステー
ジベース３に装着された状態を示す図で、図２０（ａ）
は平面図で、図２０（ｂ）は右側面図である。ピストン
固定治具１には、治具確認シャッタ１Ｅが設けられてい
る。治具確認シャッタ１Ｅを設けることで、回転ステー
ジベース３の原点位置との回転角の差で治具の種類を判
別することができる。ピストン固定治具はピストンの形
状に合わせた構成となっているため、ピストン固定治具
の種類を判別することで、セットしたピストンの種類を
判別することができる。一方、回転ステージベース３に
も原点確認シャッタ３Ｅが設けられていて、これらのシ
ャッタ１Ｅ，３Ｅは図示しない光センサによってその位
置を検出するようにしている。

【００６２】これを詳細に説明する。カメラ６位置は、
ピストン１の表面とレンズ７及びＣＣＤセンサ８との距
離がピストン１の直径が変わっても常に一定でなければ
ならない。また、ＣＣＤセンサ８の素子面の長さは、本
実施例では７０［ｍｍ］あるので、ガソリンエンジンの
ピストンはほぼ測定可能である。そのため、倍率を１倍
に固定して、且つピストンの位置とカメラの位置を一定
に保つことで、鮮明な画像を得ることができる。

【００６３】カメラ６は、常にカメラ用引っ張りバネ９
によりピストン側（図１６の符号Ａ側）に引っ張られて
おり、測定中にピストン２が回転しても、ピストン固定
治具１と回転用ベアリング１０とが接してピストン１と
カメラ６の距離は一定になる。従って、ピストン２の直
径が変わっても、ピストン固定治具１を新たなピストン
の直径に応じて交換することでピストン２とカメラ６と
の間の距離を一定に保つことができ、良好な画像の取り
込みが可能となる。また、カメラ６は、装置ベース１３
に取り付けられたスライドレール１２上に固定されてお
り、このレール上をスムーズに移動することができるよ
うになっている。

【００６４】上述したように本実施例によるピストン側
面の撮像では、ピストン径の差を吸収することが可能と
なり、従来のカメラステージ、モータ、モータドライバ
等が不要になり、低コスト化と装置の簡略化が可能とな
り、制御の負担も軽減されることとなった。さらに、本
実施例では、専用のカメラを設計したため、レンズの選
択範囲が広がり焦点距離が短く小型でかつセンサの長さ
の画角を投影可能なレンズを使用することができ、シス
テムの小型化と低コストかが可能となった。

【００６５】しかも、回転ステージベース３を新たに設
計したため、ピストン固定治具１をワンタッチで交換で
きる構成とすることができた。これは、図３に示すよう
に、回転ステージ３ベース側に凸部を設け、ボールプラ
ンジャ４をセットすることと、ピストン固定治具１にこ
の凸部に応じた有底穴１Ｃと、ボールプランジャ４の受
け穴１Ｄとを設けることにより、ピストン固定治具１の
上下方向の位置と回転方向の位置の両方を同時に固定す
ることができる。

【００６６】このように、回転ステージベース３をモー
タシャフト５Ａに直接固定し、これにボールプランジャ
４をセットし、この回転ステージベース３にピストン固
定治具１をはめ込み、ボールプランジャ４によりピスト
ン固定治具１の回転方向，上下方向の位置を確定するた
め、脱着が容易でピストン２を固定した際の軸の倒れや
中心位置のオフセットを最小にすることができる。

【００６７】次に、上述した実施例におけるカメラのロ
ック機構について説明する。本実施例では、カメラ用引
っ張りバネ９によりカメラ６は常に位置調整シャフト１
１を介してピストン固定治具１に押しつけられている。
そのため、新たなピストン２を撮像するためにピストン
固定治具１を交換する場合は、また、ピストン撮像装置
を移動する場合には、カメラを後方（図１６中の符号Ｂ
方向）に下げておく必要がある。これを実現しているの
がカメラのロック機構である。

【００６８】カメラのロック機構は、図１５及び図１６
に示すように、一端が回転自在にカメラ６に固着された
平板であるリンク機構部１７と、回転運動によりカメラ
を後方に下げるハンドル１６と、このハンドル１６に付
随して回転する回転プレート１８と、この回転プレート
１８に追随してリンク機構部１７を後方へ移動させる平
板１７Ｂとを備えている。

【００６９】しかも、回転プレート１８には、ボールプ
ランジャ１９の受け穴１８Ａ，１８Ｂがそれぞれ設けら
れている。このボールプランジャ１９の受け穴１８Ａ，
１８Ｂは、カメラのロック位置及びピストン撮像中のカ
メラ位置に対応して設けられている。

【００７０】ピストン測定時（ピストン側面の展開画像
の撮像時）には、回転プレート１８はボールプランジャ
１９によって受け穴１８Ａの位置で固定されている。こ
のとき、カメラ６は、ピストンの直径に応じたピストン
固定治具１の直径によりその位置は前後している。しか
し、リンク機構部１７の遊び部分１７Ａによりロック機
構からはフリーな状態となりカメラ用引っ張りバネ９及
び位置調整シャフト１１によりカメラ位置が決定され
る。

【００７１】しかし、ピストン固定治具１を交換する際
には、カメラを図１６の符号Ｂの方向へ下げておかねば
ならない。そこで、ハンドル１６により回転プレート１
８を図１６中の符号Ｆの方向へ回転させ、受け穴１８Ｂ
でボールプランジャ１９と合わせることで回転プレート
１８をロックする。すると、カメラはリンク機構１７を
介して図１６中の符号Ｂの方向へ移動し、位置調整シャ
フト１１とピストン固定治具１との間隔が広がり、ピス
トン固定治具１の交換が可能となる。

【００７２】図２１は回転プレート１８とリンク機構部
１７の関係を示す平面図である。図中、実線はボールプ
ランジャ１９が受け穴１８Ａで固定されている状態を示
し、二点鎖線は受け穴１８Ｂで固定されているカメラの
ロック状態を示している。

【００７３】ピストン固定治具１の交換中は、このロッ
ク機構の働きによりカメラは後方へ下がったままになっ
ている。ピストン固定治具１の交換が終了したら、ハン
ドルを図１６中の符号Ｅの方向へ回転させ、再び受け穴
１８Ａでロックする。すると、カメラ６は、この回転に
応じて図１６中の符号Ａ方向へカメラ用引っ張りバネ９
の作用で移動し、位置調整シャフト１１がピストン固定
治具１に当たるか、またはカメラ最前位置１２Ａまで移
動する。

【００７４】次に、このピストン撮像装置の制御を図面
を参照して説明する。

【００７５】回転ステージベース３上にセットされたピ
ストン１への照明によって生じるピストン側面からの反
射光は、カラーＣＣＤセンサ８で光電変換される。この
ＣＣＤセンサ８からの出力信号は、ＣＣＤドライバ３０
ａにより増幅され、Ａ／Ｄ変換された上、メモリ３０ｃ
に取り込まれる。メモリ３０ｃは、一周分のデータを保
持できるように、４ＭｂｙｔｅのＳＲＡＭとする。メモ
リ３０ｃに格納されたピストン側面の展開画像はピスト
ン表面評価（ピストン加工溝の評価）を行うデータ処理
装置３１からアクセスされる。

【００７６】ステージコントロール部３０Ｂは、回転ス
テージ用モータ５の動作を駆動制御するモータドライバ
５ｂを備えている。モータドライバ５ｂは、データ取り
込みに際して、データ処理装置３１からの回転要求に基
づいてピストン直径に合った回転角だけステージを回転
させる。回転角は、データ処理装置３１により計算さ
れ、モータドライバ５ｂへの回転角分のパルスが送ら
れ、ステージモータ５を駆動する。

【００７７】図２２はデータ入力装置３０の電気系の構
成を示すブロック図である。

【００７８】図中の各信号線の仕様は以下の通りであ
る。ＭＯＤＥ： 汚れ評価時には、データ取り込みをＲ
→Ｇ→Ｂ→Ｒ→…の順にＣＣＤセンサ８からの信号を読
み取り、１ライン分のデータをＡ／Ｄコンバータ３０ｂ
へ送る。また、当たり評価時には、Ｒの信号をＲとＧに
分け、Ｒ→Ｇ→Ｒ→…の順にＣＣＤセンサ８からの信号
を読み取り、１ラインのＯＤＤとＥＶＥＮのデータをＡ
／Ｄコンバータ３０ｂに送る。これらの為の切替信号で
ある。本実施例では、当たり評価であることを示す
「Ｈ」信号が流れている。（Ｌ：汚れ，Ｈ：当たり）

【００７９】＃ＢＵＳ．ＣＬＴ： メモリボード上のＲ
ＡＭの書き込み、読み込みのアクセス権を変更する信
号。データの取り込み時は、書き込み可で行い、データ
の書き込みはデータ取り込み装置側が制御を行う。デー
タ処理時には、ＲＡＭはデータ取り込み装置とは切り離
され、ＰＣ側が制御を行い、データの読み込み、書き込
み可の状態で、データへのアクセスを行う。（Ｌ：デー
タ取り込み装置がＲＡＭを制御，Ｈ：ＰＣがＲＡＭを制
御）

【００８０】ＤＡＴＡ： データバスで、１６ｂｉｔの
データを扱う。 ＡＤＲ： アドレスバスで、４Ｍｂｙｔｅのデータアド
レスを扱うために、２４ｂｉｔを使用する。 ＳＴＡＴ： Ａ／Ｄ変換の実行中、Ｈを出力する。 ＲＥＱ： 測定中、Ｈを出力する。 ＬＡＴＣＨ： ＣＣＤセンサの蓄積時間を変更する場合
に使用する。（Ｌ： 初期値） ＤＩＲ： ＰＣ側からＲＡＭへのデータのアクセス方法
を決定する（Ｈ：読み込み，Ｌ：書き込み）。 Ｒ／Ｗ： ＰＣ側からＲＡＭへのデータの書き込みのタ
イミングを示す。（Ｌ： 書き込み開始で、この間にＤ
ＡＴＡを書き込む）

【００８１】ステージモータドライバ： 回転ステージ
を制御する信号である。 ＰＬＵＳ： ステッピングモータの回転パルスを出力す
る。 ＤＥＦ： 回転方向を指定する。 Ｈ．ＯＦＦ： モータ停止時の電流をカットする。 ＴＩＭ： モータのタイミング出力信号。 Ｏ．Ｈ： モータのオーバーヒート出力信号。 ドアセンサ： データ取り込み装置のピストンセット用
のドアの開閉状態をモニタするためのセンサ信号。 ステージセンサ１： 回転ステージの原点位置を検知す
るためのセンサ信号で、原点位置確認シャッタの位置に
基づく。 ステージセンサ２： ピストン固定治具の判別をするた
めのセンサ信号で、治具確認シャッタの位置に基づく。 ロックセンサ： カメラの距離調整部がロックされてい
るか否かのセンサ信号。

【００８２】図２３は各信号の測定時のフローチャート
であり、図２４は、そのタイミングチャートである。次
に、データ処理装置３１が、データ入力部３０Ａのメモ
リ３０ｃへアクセスするタイミングについて説明する。
データ入力部３０Ａのメモリ３０ｃは、Ａ／Ｄコンバー
タ３０ｂ側からもデータ処理部３１ａのＣＰＵ側からも
アクセス可能な使用になっている。そのため、メモリ３
０ｃのコントロールをＡ／Ｄコンバータ３０ｂ側が行う
か、ＣＰＵ側が行うか、読み込みか書き込みかを制御す
る必要がある。この時の各制御信号のタイミングチャー
トを図２５及び図２６に示す。図２５はＣＰＵ側のデー
タの読み込み時を示し、図２６はＣＰＵ側のデータの書
き込み時を示している。

【００８３】次に、データ入力装置３０の前述したメカ
系の仕様を詳細に開示する。図２７はメカ系の構成を示
すブロック図である。光学系２０は、レンズ７，ＣＣＤ
センサ８，センサステー，カメラボディ６，カバーとか
ら構成される。仕様は以下の通りである。なお、市販の
ものについては型式や製造者をも開示しているため、型
式等各社の商標であっても記載している。

【００８４】 ＣＣＤセンサ 型 名 ＴＣＤ１４０Ｃ（東芝） Color 有効画素数 ５０００画素×３ライン 画素サイズ １４μｍ×１４μｍ（１４μｍピッチ） 感光部 高感度 低暗時出力 ｐｎフォトダイオード ライン間距離 １６８μｍ（１２ライン）Ｒ画素−Ｇ画素−Ｂ画素間 パッケージ ２４ピンＤＩＰ（セラミックス） 色フィルタ 赤色，緑色，青色の原色系色フィルタ

【００８５】レンズ系 型 名 ７５［ｍｍ］Ｆ４Ｎ（ニコン） 焦点距離 ７４．９ｍｍ 最小絞り値 ｆ２２ レンズ構成 ３群４枚 基準倍率 ５× 標準使用倍率範囲 ２×〜１０× 画 角 ４８度（５×のとき） 色収差補正波長域 ３８０〜７００ｎｍ

【００８６】 回転ステージ用モータ 型 名 ＵＰＤ５３３ＨＧ２−ＮＡ（オリエンタル） 励磁最大静止トルク ２０ｋｇｃｍ ローター慣性モーメント １２ｇｃｍ2 定格電流 ０．７５Ａ／相 基本ステップ角 ０．００７２度 減速比 １：１００ 許容トルク ２０ｋｇｃｍ 最大トルク ２８ｋｇｃｍ 許容スラスト荷重 １０ｋｇ 許容オーバーハング荷重 ２０ｋｇ モータドライバ ＵＤＸ５１０７Ｎ（オリエンタル）

【００８７】 信号処理回路（Ａ／Ｄコンバー３０ｂタ及びメモリ３０ｃ） 動作周波数 ２５０ｋＨｚ ラインデータ取り込み時間 １０．４ｍｓ Ａ／Ｄ処理部 １２ｂｉｔ メモリ容量 ４Ｍｂｙｔｅ ＰＣインタフェース ６４ｐｉｎハーフピッチケーブル×２ 電源 ５Ｖ，±１２Ｖ

【００８８】照明 形 式 ＨＦ８０１０−Ｎ×２（高周波直管蛍光
灯） ランプ ＦＬ−１３５−Ｌ×２

【００８９】電源 形 式 ＥＲＢ０１Ａ 容量 +5v:5A, +12V:1.5A, -12V:0.5A

【００９０】センサステー 自作 ボディ 自作 カバー 自作

【００９１】スライド機構２０Ｂは、光学系を乗せ、３
０［ｍｍ］程度の移動を可能とする機構である。スライ
ド機構２０Ｂは、スライドレール１２と、カメラ用引っ
張りバネ９とから構成される。仕様は以下の通りであ
る。

【００９２】スライドウェー ＳＶＲ ２４−１６０
（ミスミ） スプリング ＡＷＳ １０−６０（ミスミ） スプリングポスト ＡＳＰＯ ８−２５（ミスミ） ＢＳＰＯ８−３５（ミスミ）

【００９３】光学系位置調節機構２０Ｃは、ピストン固
定治具１と光学系２０との間隔を一定に保つ機構であ
る。光学系位置調節機構２０Ｃは、位置調整シャフト１
１と、滑合部材１０とから構成される。仕様は次の通り
である。

【００９４】調整シャフト 自作 ベアリング ＷＢＣ５−１０ＺＺＡ（ＮＯＫ）

【００９５】回転ステージは、ピストン固定治具１を固
定し、ステージ用モータ５のシャフト５Ａに直結する。
回転ステージは、回転ステージベース３と、原点検出機
構と、治具検出機構とから構成される。これらは自作し
た。

【００９６】光学系ロック機構２０Ａは、ピストン固定
治具の交換や装置の移動時に光学系をロックしておくた
めの機構である。このロック機構は自作した。

【００９７】さらに、制御系の仕様の詳細について以下
に開示する。

【００９８】 画像ボード（フレームバッファ３１ｃ） 型 式 ＨｙＰＥＲ−ＦＲＡＭＥ＋（デジタルアーツ） 適用機種 ＰＣ−９８０１シリーズ／ＰＣ−２８６・３８６シリーズ 但し、アナログＲＧＢ出力端子のある機種に限る 画像メモリ ７６８Ｋバイト 表示サイズ ６４０Ｈ×４００Ｖ １画面 表示色数 最大１６７０万色（２４ビット） 量子化ビット ２４（ＲＧＢ各８）ビット： １，６７７，２１６色 １２（ＲＧＢ各４）ビット： ４０９６色 ６（ＲＧＢ各２）ビット： ６４色 ３（ＲＧＢ各１）ビット： ８色 映像出力 アナログＲＧＢ （縦４００ライン：水平同期周波数２４．８３ＫＨｚ固定） 入出力端子 アナログＲＧＢ出力（Ｄサブ１５ピン） アナログＲＧＢ入力（ＤＩＮ６ピン：本体表示入力用） データ入出力 バンク切替方式（Ｉ・Ｏバンク式） Ｉ／Ｏ型（Ｘ，Ｙ，Ｒ，Ｇ，Ｂ）

【００９９】 ＰＩＯボード 型 式 ＰＩＯ−９６Ｗ（９８）Ｋ（ＣＯＮＴＥＣ） 入力形式 非絶縁ＴＴＬレベル入力（正論値） 入力抵抗 １０ＫΩ（１ＬＳ−ＴＴＬ付加） 入力点数 ９６点 （８ポート：8bit単位、４ポート：4bit単位で入出力切り換え） 出力形式 非絶縁ＴＴＬレベル出力（正論理） 出力定格 ＤＣ５Ｖ，１ｍＡ（２ＬＳ−ＴＴＬ負荷） 占有ポート数 １６ポート 消費電流 ＤＣ５Ｖ，６００ｍＡ（ＭＡＸ）

【０１００】次に、ピストン撮像装置の動作制御につい
て、即ち、データ入力装置３０の処理工程について説明
する。まず、特開平６−２０１５９８号公報記載のもの
や、その後に出願した特願平６−５４４６０号等でのピ
ストン側面の展開画像の生成処理を図２８を参照して説
明する。

【０１０１】図２８に示したピストン側面の撮像処理で
は、Ａ／ＤコンバータがＰＣ側のボードにあるため、取
り込んだデータはすぐに全てをＰＣで保存しなければな
らなかった。このためには、１ライン分のデータをＡ／
Ｄボードを介してＡ／Ｄ変換し、ＰＣ側のメモリへ直接
書き込み（Ａ／ＤボードのＤＭＡ機能）、その後、プロ
グラムでデータを読み出し、事前に求めていた補正係数
で、データを補正し、ファイルへ保存し、ピストンを回
転させる行程を一周分のデータに対して行わなければな
らない（ステップＡ１〜Ａ５）。その後、データをＥＷ
Ｓに移行してＥＷＳ上で加工溝の位置の検索等の処理を
行わなければならなかった（ステップＡ６，Ａ７）。

【０１０２】これに対し、本実施例では、図２９に示す
ように、まず、ＣＣＤセンサ８でピストン固定治具１に
セットされたピストン２を撮像することで１ライン分の
データを取り込む（ステップＢ１１）。次いで、Ａ／Ｄ
コンバータ３０ｂは、当該取り込んだ１ライン分のデー
タをＳＲＡＭ３０ｃに保存する（ステップＢ１２）。次
いで、データ処理装置３１は、ＰＩＯ３１ａを介してモ
ータドライバに指令することで、ピストンを１［度］回
転させる（ステップＢ１３）。このステップＢ１１から
Ｂ１３の処理を繰り返すことで（ステップＢ１４）、ピ
ストン側面の展開画像をメモリ３０ｃに蓄積する。

【０１０３】次いで、データ処理装置３１は、各ライン
のデータの補正を行い（ステップＢ１５）、さらに、デ
ータ処理部３１ａ及びメモリ３０ｃとにより当該メモリ
３０ｃに蓄積された画像データ１ａに基づいてピストン
加工溝の評価を行う（ステップＢ１６）。

【０１０４】図３０は、このステップＢ１６の処理の詳
細を示すフローチャートである。データ処理部３１ａ
は、まず、メモリ３０ｃに蓄積された画像データ１ａか
ら評価対象領域を抽出する（ステップＢ２１）。

【０１０５】次いで、データ処理部３１ａは、評価対象
領域内の加工溝の位置を確定する（ステップＢ２２）。
ここでは、まず、ＣＲＴ等に画像データ１ａを表示し
て、目視により確認する加工溝の幅を特定する。これ
は、メモリ３０ｃに蓄積されている画像データ１ａの評
価対象部分をＣＲＴに全体表示し、マウス等のポインテ
ィングデバイスで拡大しようとする位置の入力を受け付
ける。さらに、所定拡大率で当該部分をＣＲＴに再表示
した後、加工溝の位置の選択の入力待ちとする。本装置
の利用者によって加工溝の位置が指定されると、当該指
定された位置のドット数を加工溝の幅としている。従っ
て、本装置の利用者は、評価対象部分のピストン側面の
展開画像から、加工溝の位置を確定するに適した位置を
目視により確認し、さらに、当該部分の拡大表示に対し
て加工溝の幅位置を２点で入力することで加工溝の幅が
確定することができる。

【０１０６】ステップＢ２２では、次いで、当該加工溝
の幅で分割していくことにより評価対象領域内の加工溝
の位置を確定している。次いで、各加工溝毎の波形の特
徴量を求める（ステップＢ２３）。ここでは、波高値を
用いている。さらに、この特徴量に応じて当たりの強さ
を求める（ステップＢ２４）。さらに、必要に応じた精
度で結果を表示出力する（ステップＢ２５）。

【０１０７】上述したように本実施例によると、データ
入力装置自体にＡ／Ｄとメモリを搭載することにより、
１ライン分のデータを毎回、補正し、ファイルに保存す
る必要がなくなった。これにより、データの取り込みの
高速化が可能となり、データ取り込み時間が従来の５分
の１以下になった。

【０１０８】また、評価データが大量の画像データであ
るため、図２８に示した処理では、メモリが大きく処理
速度の速いＥＷＳで行っている。このため一度ＰＣ上の
ファイルに落としてからＲＡＭを使用し、データを転送
しなければならなかった。

【０１０９】これに対し本実施例では、データ入力装置
３０に大量のメモリを搭載し、ＰＣでのメモリコントロ
ールを可能にしているため、ＰＣ上で取り込んだ大量の
画像データを扱うことができ、ＰＣとデータ入力装置の
みで評価が可能となった。

【０１１０】次に、ピストン加工溝の評価方法を実施す
るためのＰＣ３１上でのソフトウエアの構成及び動作条
件について開示する。

【０１１１】データ入力ソフトウエア（ピストン撮像装
置の制御手段） 動作条件 ＭＳ−ＤＯＳ Ver 3.x以上（ＭＳ−ＤＯ
Ｓは米マイクロソフト社の登録商標） メインメモリ６４０ｋｂｙｔｅ以上 画像ボード及びＰＩＯボードを追加 マウス及びデータ入力装置３０を接続 設定項目 ピストン形状の固有値をデータ項目として
設定できること。（新種のピストンの追加にも対応可能
とする） データ補正 必要に応じてデータの補正が可能であるこ
と。 データ表示 １ラインデータを表示可能なこと 測定 測定コマンドによりステージのコントロー
ルとデータの取り込みが可能であること。

【０１１２】データ処理ソフトウエア 動作条件 同上 設定項目 同上に加え、各レベルの汚れの境界域も設定
可能なこと。 評価 自己評価が可能で、ユーザによる個別箇所の
評価も可能なこと、 結果 評価結果をプリントアウト（数値のみ、また
はカラー化した画像データのプリントアウト）

【０１１３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、第二の工程が、まず、当該ピスト
ンの加工溝の幅情報を受け付け、画像データを当該加工
溝の幅で分割し、第三の工程が、当該分割された画像デ
ータ毎にその特徴量を算出する。従って、隣り合う加工
溝の磨耗状況は類似するという点から、特徴量の大小を
磨耗状況の大小とすることができる。そのため、加工溝
の位置の検出等の処理工程を経ずに加工溝の磨耗状況を
評価することができる。このように、評価精度を落とす
ことなく評価時間を短縮することのできるピストン加工
溝の評価方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の処理工程を示すフローチャ
ートである。

【図２】図１のステップＳ１で撮像したピストン側面展
開データである原画像データの概念を示す説明図であ
る。

【図３】ピストン側面の加工溝とＣＣＤセンサ波形の関
係を示す説明図であり、図３（Ａ）は運転前のピストン
側面の加工溝と、これを撮像したＣＣＤラインセンサの
出力波形を示す説明図であり、図３（Ｂ）は運転後加工
溝が磨耗している場合の説明図である。

【図４】画像データへの加工溝の表出を示す説明図であ
る。

【図５】先の出願による加工溝の位置の確定手法を示す
フローチャートである。

【図６】図５に示す加工溝の位置の算出処理工程での積
算データと検索範囲との関係の一例を示す説明図であ
る。

【図７】図５に示した加工溝の位置の算出処理による図
２に示した原画像データの一部分（ｗ）上の加工溝の画
像局所最大値の位置及び画像局所最小値の位置を示す説
明図である。

【図８】図５に示した当たりの強さの算出処理における
処理工程の詳細を示す流れ図である。

【図９】図８に示した当たり推定処理（ステップＴ４
５）における波形データとスレッシュレベルの関係を示
す説明図である。

【図１０】加工溝の当たり具合と、波形データと、スレ
ッシュレベルの関係を示す説明図である。

【図１１】図８に示した当たり推定処理（ステップＴ４
４）で算出した画素の数と、当たりの強さの関係を示す
グラフ図である。

【図１２】図１に示した実施例によるピストン断面とＣ
ＣＤセンサ出力波形の関係を示す説明図である。

【図１３】図１２に示したＣＣＤセンサ出力波形を拡大
した図で、図１に示した実施例による加工溝毎の特徴量
の概念を示す説明図である。

【図１４】図１に示したピストン加工溝評価方法を実施
するためのピストン表面評価システムの構成を示すブロ
ック図である。

【図１５】図１４に示したデータ入力装置の主要部であ
るピストン撮像装置の構成を示す正面図である。

【図１６】図１５に示したピストン撮像装置の構成を示
す平面図である。

【図１７】図１７に示したピストン固定治具の構成を示
す図であり、図１７（ａ）はその正面図で、図１７
（ｂ）はその側面図である。

【図１８】図１５に示したピストンセット部１Ａにピス
トン２を設置した状態を示す断面図である。

【図１９】ピストン固定治具の回転ステージベースへの
固着を示す断面図である。

【図２０】ピストン固定治具１が回転ステージベースに
装着された状態を示す図で、図２０（ａ）はその平面図
で、図２０（ｂ）は右側面図である。

【図２１】図１５に示した回転プレート１８とリンク機
構部１７の動作関係を示す平面図である。

【図２２】図１４に示したピストン表面評価システムに
用いるピストン撮像装置の電気系の構成を示すブロック
図である。

【図２３】図２２に示した各信号の測定のフローチャー
トである。

【図２４】図２２に示した構成における動作のタイミン
グチャートである。

【図２５】図２２に示した構成におけるＣＰＵ側のデー
タ読み込み時の制御信号のタイミングチャートを示す図
である。

【図２６】図２２に示した構成におけるＣＰＵ側のデー
タ書き込み時を制御信号のタイミングチャートを示す図
である。

【図２７】図１４に示したメカ系の構成を示すブロック
図である。

【図２８】先の出願によるＰＣ側にＡ／Ｄコンバータを
備えた場合のピストン加工溝の評価の処理工程を示すフ
ローチャートである。

【図２９】図１４に示した場合のピストン加工溝の評価
の処理工程を示すフローチャートである。

【図３０】図２９に示したステップＢ１６の詳細を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ ピストン固定治具 １Ａ ピストンセット部 １Ｂ ピストン支持部 ２ ピストン ３ 回転ステージベース ５ 回転ステージ用モータ ６ カメラ ７ レンズ ８ ＣＣＤセンサ ９ カメラ用引っ張りバネ １０ 滑合部材（回転用ベアリング） １１ 位置調整シャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン外周面の展開画像を当該ピスト
   ンを回転させながら光学系及びＣＣＤセンサを介して撮
   像することで画像データを生成する第一の工程と、当該
   ピストンの加工溝の幅情報を受け付けて前記画像データ
   を当該加工溝の幅で分割する第二の工程と、当該分割さ
   れた画像データ毎に特徴量を算出する第三の工程とを備
   えたことを特徴とするピストン加工溝の評価方法。