JPH08304290A - ベアリングの転動体欠落検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベアリングの転動体の数をより一層正確に計
数するベアリングの転動体欠落検査装置を提供する。 【構成】 転動体欠落検査装置は、コンベア１、照明
４、拡散板５、カメラ３、画像処理装置６、モニタ７な
どを備える。ベアリングとしてのワーク２はカメラ３で
撮影され、二値化処理された画像に対して、ワーク２の
中心と転動体の有無を走査するための領域Ｇが求められ
る。領域Ｇを放射状に走査し、各走査毎に画素を加算し
て射影値を求め、メモリ１３に記憶する。各走査は所定
割出し角で時計廻りに順次一周に亘って行われる。記憶
された一周に亘る射影値に対して所定の演算が施されて
転動体の有無が判定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、転動体の数などを画像
処理によって検査するベアリングの転動体欠落検査装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベアリングの転動体の数を計数す
る方法として、特公平６−２９７１３号公報で示される
方法が提案されている。図６は従来の方法によってベア
リングの転動体の数を計数する検査装置の構成を示す説
明図である。

【０００３】従来の検査装置は、ジグ１ａ、リングライ
ト２ａ、カメラ３ａ、画像処理装置４ａなどから構成さ
れ、ジグ１ａにセットされたベアリング５ａをリングラ
イト２ａで照明し、ＣＣＤ等の撮像素子を有するカメラ
３ａで撮らえた画像を画像処理装置４ａに取り込んで処
理する。画像処理装置４ａは二値化回路１１ａ、画像メ
モリ１２ａ、タイミングコントロール回路１３ａ、ＣＰ
Ｕ１４ａおよびプログラムＲＯＭ１５ａを有する。

【０００４】図７はベアリングの構成要素を示す説明図
である。一般に、ベアリングは外輪部２１ａ、内輪部２
２ａおよび転動体部２３ａから構成されている。さら
に、転動体部２３ａは数個から数十個の転動体２４ａお
よびこの転動体２４ａを保持する保持器２５ａから構成
されている。

【０００５】図８は画像処理装置４ａによって実行され
る画像処理手順を示すフローチャートである。まず、画
像処理装置４ａに取り込まれた画像は、二値化回路１１
ａで二値化処理される（ステップＳ１ａ）。つづいて、
内輪部２２ａと一致する固定円でマスクされる（ステッ
プＳ２ａ）。

【０００６】外輪部２１ａの内側の転動体２４ａを除い
た部分（図９における斜線部分）の面積および重心を求
める（ステップＳ３ａ）。図９は外輪部の内側の転動体
を除いた部分の重心を求める領域を示す説明図である。

【０００７】外輪部２１ａの内側の転動体２４ａを除い
た部分の面積と等価な円の中心と半径Ｒを求める（ステ
ップＳ４ａ）。図１０は固定円による同心状のウインド
ウの決め方を示す説明図である。半径Ｒに対して内外に
オフセット量ａ、ｂを加減算した半径Ｒ１（＝Ｒ＋
ａ）、Ｒ２（＝Ｒ−ｂ）で囲まれた部分、すなわち転動
体部２３ａだけを抽出する（ステップＳ５ａ）。

【０００８】抽出された転動体部２３ａにおいて、転動
体の個々の面積を算出し、予め設定されている面積と比
較することによって転動体の数を判定する（ステップＳ
６ａ）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ベアリングの転動体の数を計数する方法における装置で
は、以下に掲げる問題があった。

【００１０】即ち、第１に、内輪部２２ａと一致する同
心円でマスクしなければならないので、ベアリングを所
定の位置に固定するためのジグが必要となる。

【００１１】第２に、前記ステップＳ２ａで固定円と内
輪部２２ａの間には一般に中心ずれが生じ、転動体部２
３ａの一部までマスクしてしまう虞れがある。さらに、
マスクの中心座標および半径は予め経験的に定めておく
ものとされているが、その基準に普遍性がない。

【００１２】第３に、前記ステップＳ３ａで実際の画像
の外輪部の内側の転動体を除いた部分の重心は、外輪部
の中心と一般に一致しない。特に、転動体部２３ａには
転動体２４ａおよび保持器２５ａがあるために複雑で照
明系の影響を受け易く、重心と外輪部の中心は一致しな
いのが普通である。このような状況はたびたび起こり、
誤判定の原因になる。

【００１３】第４に、前記ステップＳ５ａでオフセット
量ａ、ｂの決定法についての記載がなく、オフセット量
ａ、ｂの値は経験的に求められると推測されるが、その
基準に普遍性がなく、重心と中心とが完全に一致してい
るという前提の上で成り立っている。したがって、重心
と中心とがずれている場合、オフセット量ａ、ｂの値を
調節して中心のずれを吸収しなければならないが、ずれ
が大きい場合にはオフセット量をａ、ｂの値を調節して
も、中心ずれの影響を吸収しきれない場合も起こり得
る。

【００１４】そこで、本発明は、かかる問題を一気に解
決し、ベアリングの転動体の数をより一層正確に計数す
るベアリングの転動体欠落検査装置を提供することを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係るベアリングの転動体欠落検
査装置は、ベアリングの転動体の欠落を検査するベアリ
ングの転動体欠落検査装置において、前記ベアリングを
撮像する撮像手段と、該撮像されたベアリングの画像に
対し、前記ベアリングの中心および該中心から円環状に
前記転動体の有無を走査するための領域を設定する設定
手段と、該設定された領域を半径方向に走査して所定角
度毎に画素データを加算する加算手段と、該所定角度毎
の加算結果に基づいて、前記転動体の数を計数する計数
手段とを備えたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明の請求項１に係るベアリングの転動体欠
落検査装置では、ベアリングの転動体の欠落を検査する
際に、撮像手段により前記ベアリングを撮像し、該撮像
されたベアリングの画像に対し、設定手段により前記ベ
アリングの中心および該中心から円環状に前記転動体の
有無を走査するための領域を設定し、加算手段により該
設定された領域を半径方向に走査して所定角度毎に画素
データを加算し、計数手段により該所定角度毎の加算結
果に基づいて、前記転動体の数を計数する。

【００１７】

【実施例】本発明のベアリングの転動体欠落検査装置の
実施例について説明する。図１は実施例の転動体欠落検
査装置の構成を示す説明図である。

【００１８】転動体欠落検査装置は、コンベア１、照明
４、拡散板５、カメラ３、画像処理装置６、モニタ７な
どを備える。画像処理装置６は、画像処理部１１、ビデ
オインターフェース１２、メモリ１３およびＣＰＵ１４
を有する。

【００１９】かかる構成を有する転動体欠落検査装置で
は、コンベア１の上に載置されて搬送されたベアリング
としてのワーク２はカメラ３の真下に位置決めされる。
位置決め精度はワーク２全体がカメラ３の視野に入って
いればよい。

【００２０】以下に本転動体欠落検査装置を用いた検査
方法について説明する。

【００２１】ワーク２は下からの照明４により拡散板５
を透かしたシルエットとして撮像手段であるカメラ３に
より撮影され、撮影された画像は画像処理装置６に取り
込まれる。一般に、透過光照明の方が反射光照明によっ
て得られる画像よりワーク２の周囲の変化に対して安定
しているので、本実施例では透過光照明を採用してい
る。画像処理装置６に取り込まれた画像は同時にモニタ
７に表示される。

【００２２】図２は画像処理装置６によって実行される
画像処理手順を示すフローチャートである。画像処理装
置６に取り込まれた画像に対し、画像処理部１１は二値
化処理を行う（ステップＳ１）。図３は二値化処理が行
われた画像を示す説明図である。

【００２３】つづいて、周知の方法によりワークの中心
Ｏを求め（ステップＳ２）、設定手段によりワークの中
心Ｏから内輪と外輪を含む円環状の領域Ｇを求める（ス
テップＳ３）。領域Ｇを放射状に走査し、加算手段によ
り黒く見える点を加算して半径方向の射影値を求めてメ
モリ１３に記憶する。この射影値を求める走査を０．５
°の割出し角で時計廻りに一周行う（ステップＳ４）。

【００２４】ステップＳ４の走査によって得られた一周
分（７２０個）の射影値データに対し、１６個単位の移
動平均を行う（ステップＳ５）。

【００２５】図４は射影値を半径方向にその大きさに対
応させて表示する放射状パターンを示す説明図である。
この放射状パターンにおいて、半径方向の山の大きさが
転動体の有無に対応するので、計数手段により周知の閾
値処理を施すことにより転動体の欠落を判定する（ステ
ップＳ６）。図４は転動体の欠落がない場合の放射状パ
ターンを示している。一方、図５は転動体に欠落がある
場合の放射状パターンを示す説明図である。図４と較べ
て、転動体が１個欠落していることが分かる。

【００２６】尚、本実施例では詳細については割愛した
が、ワークの中心Ｏを求める操作を多数回行い、その平
均を求めることにより雑音の影響を減している。また、
領域Ｇは内輪と外輪とを含んでさえいればよいので、厳
密に狭い範囲に制限する必要はない。

【００２７】さらに、移動平均長Ｌは各転動体が占有す
るデータのおよその長さから設定される。本実施例のよ
うに、移動平均長Ｌを１６に設定して移動平均を行う
と、射影値の移動平均値は転動体の存在する所で極大と
なり、転動体が存在しない所で極小となるので、転動体
の数を計数する場合に移動平均長Ｌは有効なパラメータ
となる。

【００２８】また、移動平均を行うもう１つの理由は、
データの急激な変動を平滑化するためである。急激な変
動の原因としては、射影値それ自体のばらつきや、ゴミ
などによって黒く写る部分が誤って加算されてしまうこ
となどが挙げられるが、このような影響を減らすためで
ある。

【００２９】さらに、射影値を求める有意性は、内外輪
および保持器がそれぞれ中心ずれを起こしていても、そ
の射影値はその性質上、中心ずれを起こしていない場合
のそれとほとんど変わらないからである。

【００３０】また、実際に撮影された画像は転動体の存
在しない部分でも、内外輪と保持器が接触しているよう
に見える場合も多い（図３参照）。このような場合、内
外輪と保持器の境界が分からないので、従来の方法では
固定円によるウインドウの大きさの決め方が難しいが、
本実施例では前述したように厳密なウインドウ（領域）
を設ける必要がない。

【００３１】さらに、カメラのシャッタ機能を利用して
ベアリングが静止していない状態で検査できるようにし
てもよい。

【００３２】本実施例のベアリングの転動体欠落検査装
置によれば、測定値として射影値を利用することにより
その性質上、内輪、外輪、保持器の中心ずれによる影響
をほとんど受けない。したがって、厳密な位置決め精度
なしに転動体数を正確に計数でき、簡単に転動体の欠落
を検査できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の請求項１に係るベアリングの転
動体欠落検査装置によれば、ベアリングの転動体の欠落
を検査する際に、撮像手段により前記ベアリングを撮像
し、該撮像されたベアリングの画像に対し、設定手段に
より前記ベアリングの中心および該中心から円環状に前
記転動体の有無を走査するための領域を設定し、加算手
段により該設定された領域を半径方向に走査して所定角
度毎に画素データを加算し、計数手段により該所定角度
毎の加算結果に基づいて、前記転動体の数を計数するの
で、検査毎にベアリングの中心を求めることにより特別
のジグを不要にできる。

【００３４】また、円環状に設定された領域を半径方向
に走査して画素データを加算することにより内輪、外
輪、保持器の中心ずれによる影響をほとんど受けず、厳
密な位置決め精度なしに転動体数を正確に計数でき、簡
単に転動体の欠落を検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の転動体欠落検査装置の構成を示す説明
図である。

【図２】画像処理装置６によって実行される画像処理手
順を示すフローチャートである。

【図３】二値化処理が行われた画像を示す説明図であ
る。

【図４】射影値を半径方向にその大きさに対応させて表
示する放射状パターンを示す説明図である。

【図５】転動体に欠落がある場合の放射状パターンを示
す説明図である。

【図６】従来の方法によってベアリングの転動体の数を
計数する検査装置の構成を示す説明図である。

【図７】ベアリングの構成要素を示す説明図である。

【図８】画像処理装置４ａによって実行される画像処理
手順を示すフローチャートである。

【図９】外輪部の内側の転動体を除いた部分の重心を求
める領域を示す説明図である。

【図１０】固定円による同心状のウインドウの決め方を
示す説明図である。

【符号の説明】

２ ワーク ３ カメラ ６ 画像処理装置 １１ 画像処理部 １４ ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベアリングの転動体の欠落を検査するベ
   アリングの転動体欠落検査装置において、 前記ベアリングを撮像する撮像手段と、 該撮像されたベアリングの画像に対し、前記ベアリング
   の中心および該中心から円環状に前記転動体の有無を走
   査するための領域を設定する設定手段と、 該設定された領域を半径方向に走査して所定角度毎に画
   素データを加算する加算手段と、 該所定角度毎の加算結果に基づいて、前記転動体の数を
   計数する計数手段とを備えたことを特徴とするベアリン
   グの転動体欠落検査装置。