JPS61182509A - ぜんまい形状検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ぜんまいの内外径、ぜんまいの内側及び外側
のフック長、フック開口径等を測定するぜんまい形状検
査装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のぜんまいの形状検査は、そのうずまき方向が上面
布巻に載置される場合、上面左巻に載置される場合があ
り、更に、ぜんまい両端部のフック部の位置状態が特定
の位置関係に定置させることが困難なため、人手によっ
て検査を行っていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、人手による検査ではチェック項目が多くなると
、処理できる個数が少なくなり、かつ、それだけぜんま
いの単価が高くなる問題点があった。

そこで、本発明はぜんまいの検査を自動化できるぜんま
い形状ｉ査装置の提供をその課題とするものである。

［問題点を解決するための手段及び作用１本発明は、ぜ
んまい形状を光−電気変換して画像信号を得る画像入力
装置と、前記画像信号をアナログ−ディジタル変換する
Ａ−Ｄ変換装置と、Ａ−Ｄ変換装置で得られたディジタ
ル信号を記憶する画像データ記憶装置と、前記画像信号
の中心点を検出する中心点検出手段と、前記画像信号の
輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、前記中心点検出手段の
出力によって前記輪郭抽出手段で得た画像信号の輪郭を
極座標データに変換する極座標演算手段と、前記極座標
データで画像信号のぜんまい先端を検出する先端部検出
手段と、前記画像データ記憶装置及び中心点検出手段及
び極座標演算手段及び先端部検出手段で得たデータによ
って演算する指定距離演算手段と、前記指定距離演算手
段の出力の大きさを判断する合否判定手段からなること
を特徴とするものである。

［実施例コ 第１図は本発明のぜんまい形状検査装置の実施例の構成
図である。

本実施例のぜんまい形状検査装置では、第２図（ａ）に
示すぜんまいの内外径、ぜんまいの内径のフック長、フ
ック開口径を検査対象とした場合を前提にして、以下の
説明を行う。

テレビカメラ等の撮影装置と検査対象のぜんまいを照明
する照明装置から画像入力装置１が構成される。前記照
明装置とＷＸｉ彰装置との位置関係は、ぜんまいを照射
した反射光を、撮影装置で受光するように配設してもよ
いし、撮影装置と照明装置との間にぜんまいを介在させ
、ぜんまいで遮光して、ぜんまいの投影を撮影装置で受
光するように配設してもよい。或いは、他の二次元の画
像信号を得る手段を用いてもよい。いずれにせよ、公知
の画像入力装置の使用が可能である。

前記画像入力袋＠１の投影装置で撮影されたぜんまいの
画像信号は、公知のＡ−Ｄ　（アナログ−ディジタル）
変換装置２に導き、撮影装置のアナログ信号出力をディ
ジタル化し、撮影装置で受光した最も明るい部分と最も
暗い部分との間を、複数段階に分けて複数階調のディジ
タル信号に変換する。勿論、特定の明るさの画像信号出
力を閾値として、２値（１，Ｏ）に変換してもよい。

前記Ａ−Ｄ変換装置２で階調表現されたディジタル信号
の一画面分を記憶する画像記憶装置３に導く。画像記憶
装置３ではテレビカメラ等の撮影装置でぜんまいの画像
信号を得た場合には、その画素数に応じたメモリに各画
素の階調または２値を記憶する。

画素毎に記憶した階調を基に、中心点検出手段４によっ
て、ぜんまい画像の中心点を検出する。

前記中心点検出手段４は第２図の中心点検出の説明図に
示すように、ぜんまいの中心があろうと思われる箇所付
近の水平及び垂直方向のディジタル信号の状態をみる。

例えば、ぜんまい１０及びリングケース２０の投影を撮
影装置で受光したとすれば、走査線（Ｘ軸または水平方
向）Ｘａにおいては、第２図（ｂ）に示すような画像信
号となる。

即ち、画像信号２０Ｘａはリングケース２０によって遮
光され黒レベルとなった信号であり、画像信号１０Ｘａ
はぜんまい１０によって遮光され黒レベルとなった信号
である。このようにして得られた信号から、ぜんまいの
画像信号１０Ｘａ間の信号距離の最も長い値を有する走
査線方向の位置にぜんまい１０の中心があることがわか
る。勿論、ぜんまい１０の枠体として用いるリングケー
ス２０が円筒形のものであれば、リングケース２０によ
る画像信号２ＯＸａ間の信号の、最も長い値を有する走
査線方向の位置に、ぜんまい１０の中心があるとしても
よい。或いは、ぜんまい１０の内部端のフック部１１等
を含まない信号のパターンによって決定してもよい。こ
のようにして、水平方向のぜんまいのＸ軸方向（走査線
方向）の中心位置ＸＯを、同様にして、垂直方向につい
てもぜんまい１０の信号またはリングケース２０の信号
によってＹ軸方向の中心位置ＹＯを決定する。

そして、画像記憶装置３のディジタル情報を基に輪郭抽
出手段５で画像の輪郭を抽出する。輪郭抽出手段５は、
第２図（ｂ）で示した黒レベル領域と白レベル領域との
境界線を抽出する手段としては、第３図に示す３×３の
マスクを用いる手段、２Ｘ２のマスクを用いる手段等が
公知であり、そのいずれの手段を用いてもよい。或いは
、画素の微分により、黒レベルから白レベルに反転した
とき、及び、白レベルから黒レベルに反転したときを抽
出してもよい。

第５図は３×３のマスクを用いる手段によって輪郭線を
抽出する手段の説明図である。

まず、第４図に示す水平方向の走査によって、最初の画
像上の黒レベルの１点ａを抽出する。この走査線（Ｙ軸
位置）をメモリに記憶し、前記メモリにａまでのＸ軸方
向の距離を対応付けて記憶する。そして、ａ点を中心に
第３図に示す３×３の画素のマスクを考え、ａ点を中心
に左廻り方向にみて、次の走査線の黒レベル開始点すを
得る。

このとき、ａ点を中心とした、上のマスク（１゜２．３
）及び左のマスク（４）は黒レベルではないから、当然
、次の走査線における画素の状態をみることになる。ｂ
点の走査線（Ｙ軸位置）をメモリに記憶し、それに対応
するＸ軸の距離を前記走査線に対応付けて記憶する。前
記す点を中心として３×３の画素マスクを考え、前記と
同様に黒レベル開始点をみて０点を得る。０点について
も同様にそれをメモリに記憶する。

上記の様に最外部の黒レベル開始点のプロットが完了す
ると、ａ点に戻り、最外郭線の追跡を終了する。その後
、内線の輪郭線を同様にプロットして全輪郭線の追跡を
完了する。

上記の如く輪郭抽出手段５で抽出した輪郭線の直交座標
系（Ｘ軸、Ｙ軸）で抽出されたデータを基に、極座標演
算手段６でぜんまいの中心（ＸＯｌＹＯ）を中心とする
極座標系ｆ　（ｒ、θ）とする角度θ及び距１ｉ１ｒを
演算する。

但し、 θ＝ｊａｎ”（（Ｙ−ＹＯ）／　（Ｘ−ＸＯ）　）そし
て、演算した角度θ及び距離ｒを走査線（Ｙ軸）及びＸ
軸距離に対応するアドレスのメモリに記憶する。　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　・：□ 前記極座標演算手段６で得た角度θの変化及び距離ｒの
値により、ぜんまい両端部のフック部端部の位置を先端
部検出手段７によって検出する。

即ち、第６図のフック部端部の検出説明図に示すように
、輪郭線を矢印のように抽出したとすると、Ａ点とＢ点
で角度θの増加から減少、減少から増加へと切替わる変
曲点となる。前記変曲点Ａ点、Ｂ点のうち、中心点（Ｘ
Ｏ、ＹＯ）との距離ｒの最も短い点を選択することによ
って、ぜんまいの内側のフック端部の８点（ｒｌ、θ１
）を決定することができる。次の距離ｒの大きさの変曲
点でＡ点（ｒ３．θ２）を決定できる。

同様に、角度θ変曲点で中心点（ＸＯ、ＹＯ）との距離
ｒの最大値を選択すれば、ぜんまいの外側のフック端部
を決定することができる。

フック端部が決定されると、ぜんまいの内側のフック開
口径Ｌ１及びフック長Ｌ２を、次の様にして得ることが
できる。

ぜんまいの内側のフック端部のＢ点の極座標系の角度θ
１及び距離ｒ１によって、それらのメモリから、直角座
標系のＸ軸及びＹ軸のＸＢ　、　ＹＢを得ることができ
る。そして、同一極座標系の角度θ１を同一とし、その
距１ｒｉより一廻り大きい値の距離ｒ２を特定すること
により、Ｄ点の直角座標ＸＤ、ＹＤが決定される。

によって決定される。

同様にして、変曲度Ｂを起点として、次の変曲度を求め
、変曲度Ａの直角座標ＸＡ　、ＹＡを得ることにより、
ぜんまいの内側のフック長Ｌ２は、によって決定される
。

上記のようにして得られたＡ点（ＸＡ　、　ＹＡ　）、
Ｂ点（ＸＢ、ＹＢ）、Ｄ点（ＸＤ　、　ＶＤ　’）を基
に指定距離演算手段８によって、内側フック開口径Ｌ１
、内側フック長Ｌ２を算出することができる。

同様にすれば、ぜんまいの外側フック開口径Ｌ３、外側
フック長Ｌ４が算出できる。

また、中心点（ＸＯ、ＹＯ）を算出する場合のＸ軸（走
査線）、或いはＹ軸（垂直軸）を用いて、　　゛その内
径の大きい方をもってぜんまいの内径を決定できる。同
様にしてその外径の大きい方をもって外径を決定できる
。

前記指定距離演算手段８によって算出された内側フック
開口径Ｌ１、内側フック長Ｌ２、外側フック開口径、外
側フック長、ぜんまいの内径及び外径、中心点（ＸＯ、
ＹＯ）から内側及び外側フック端部までの距離等の検査
対象の値は、合否判定手段９によって規格値の許容範囲
内にあるが否かを判断し、ぜんまいの品質を管理するこ
とができる。

上記本発明の実施例によれば、ぜんまいを画像入力とし
て画像信号−とした後、指定の測定箇所の値が規格値の
許容範囲内であるが判断できるものであるから、ぜんま
いの生産ラインに設定して、最もぜんまいの品質が良好
な生産工程の制御に使用することもできる。

なお、ぜんまいの内径及び外径のみの長さの測定の場合
には、ぜんまい形状を光−電気変換して画像信号を得る
画像入力装置と、前記画像信号をアナログ−ディジタル
変換するＡ−Ｄ変換装置と、Ａ−Ｄ変換装置で得られた
ディジタル信号を記憶する画像データ記憶装置とを具備
し、前記画像信号の中心点を検出する中心点検出手段に
よって、ぜんまいの内径及び外径を得ることも可能であ
り、その結果の値を合否判定手段９によって規格値の許
容範囲内にあるか否かを判断することも可能である。

［発明の効果］ 以上の様に、本発明は、ぜんまい形状を画像信号に変換
して、画像データ記憶装置及び中心点検出手段及び極座
標演算手段及び先端部検出手段で得たデータを基に、ぜ
んまい形状の検査対象の値の大きさを判断することがで
きるから、ぜんまいの検査を自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のぜんまい形状検査装置の実施例の構成
図、第２図は中心点検出手段の説明図、第３図は輪郭抽
出手段の３×３のマスクの説明図、第４図は輪郭抽出だ
めの走査の説明図、第５図は輪郭抽出の説明図、第６図
はフック部端部の検出の説明図である。 図において、 １・・・画像入力装置、　　　　２・・・Ａ−Ｄ変換装
置、３・・・画像データ記憶装置、　４・・・中心点検
出手段、訃・・輪郭抽出手段、　　　　６・・・極座標
演算手段、７・・・先端部検出手段、 ８・・・指定距離演算手段、 ９・・・合否判定手段、　　　１ｏ・・・ぜんまい、で
ある。 なお、図中、同−符丹及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ぜんまい形状を光−電気変換して画像信号を得る画像入
   力装置と、前記画像信号をアナログ−ディジタル変換す
   るＡ−Ｄ変換装置と、Ａ−Ｄ変換装置で得られたディジ
   タル信号を記憶する画像データ記憶装置と、前記画像信
   号の中心点を検出する中心点検出手段と、前記画像信号
   の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、前記中心点検出手段
   の出力によって前記輪郭抽出手段で得た画像信号の輪郭
   を極座標データに変換する極座標演算手段と、前記極座
   標データで画像信号のぜんまい先端部を検出する先端部
   検出手段と、前記画像データ記憶装置及び中心点検出手
   段及び極座標演算手段及び先端部検出手段で得たデータ
   によって演算する指定距離演算手段と、前記指定距離演
   算手段の出力の大きさを判断する合否判定手段からなる
   ことを特徴とするぜんまい形状検査装置。