JPH0625722B2 - 圧痕径の測定方法 - Google Patents
圧痕径の測定方法Info
- Publication number
- JPH0625722B2 JPH0625722B2 JP59102520A JP10252084A JPH0625722B2 JP H0625722 B2 JPH0625722 B2 JP H0625722B2 JP 59102520 A JP59102520 A JP 59102520A JP 10252084 A JP10252084 A JP 10252084A JP H0625722 B2 JPH0625722 B2 JP H0625722B2
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- Japan
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- measuring
- image
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
- G01N3/42—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ブリネル硬度の測定技術に関し、特に測定対
象の窪みすなわち圧痕を光学的に検知し、その直径を画
像処理によって測定する方法に係る。
象の窪みすなわち圧痕を光学的に検知し、その直径を画
像処理によって測定する方法に係る。
従来技術 ブリネル硬度の測定では、試験片の窪みすなわち圧痕の
直径を測定することが前提となる。通常、生産現場で
は、携帯用の拡大鏡によって圧痕を目視し、その拡大鏡
の目盛から目読によって直径の測定が行われている。こ
のような測定方法では、短時間での連続的な測定が不可
能であるから、生産ライン中の全ての製品についての検
査が不可能となる。
直径を測定することが前提となる。通常、生産現場で
は、携帯用の拡大鏡によって圧痕を目視し、その拡大鏡
の目盛から目読によって直径の測定が行われている。こ
のような測定方法では、短時間での連続的な測定が不可
能であるから、生産ライン中の全ての製品についての検
査が不可能となる。
また、実験室では、顕微鏡を用いて、試験片または顕微
鏡を圧痕の直径方向に移動させ、その移動量から直径を
求めることが行われている。しかし、このような測定方
法では、上記測定方法と同様に、生産ラインに組み込む
ことが不可能であり、また測定に際し圧痕が拡大鏡によ
って拡大されるため、その圧痕の輪郭すなわち境界線が
拡大されて不明確となり、測定精度の低下が免れない。
鏡を圧痕の直径方向に移動させ、その移動量から直径を
求めることが行われている。しかし、このような測定方
法では、上記測定方法と同様に、生産ラインに組み込む
ことが不可能であり、また測定に際し圧痕が拡大鏡によ
って拡大されるため、その圧痕の輪郭すなわち境界線が
拡大されて不明確となり、測定精度の低下が免れない。
発明の目的 したがって本発明の目的は、生産ライン上で、全製品に
ついて短時間で連続的に測定可能な圧痕径の測定方法を
提供することである。
ついて短時間で連続的に測定可能な圧痕径の測定方法を
提供することである。
発明の概要 上記目的のもとに、本発明は、求める圧痕の直径線上
で、圧痕の輪郭曲線の接線を確定し、それぞれの接線位
置と基線との距離およびこの２つの接線の測定時の拡大
鏡の移動距離との関係から計算によって圧痕の直径を求
めるようにしている。
で、圧痕の輪郭曲線の接線を確定し、それぞれの接線位
置と基線との距離およびこの２つの接線の測定時の拡大
鏡の移動距離との関係から計算によって圧痕の直径を求
めるようにしている。
発明の構成 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。
する。
まず、第１図は、本発明の測定方法による測定装置１の
概要を示している。この測定装置１は、光学的な拡大鏡
２、これに連係されたＣＣＤ型のイメージセンサー３を
移動させるための案内装置４、およびこの案内装置４を
駆動するための位置決め制御装置５を備えている。上記
拡大鏡２は、低倍率例えば２倍程度の倍率であり、対物
レンズの側で測定対象のワーク６に向けられており、そ
の上端の接眼レンズ側でＣＣＤ型のイメージセンサ３に
連結されている。このイメージセンサ３は、画像処理装
置７および画像処理用のＣＰＵ８に順次接続されてい
る。
概要を示している。この測定装置１は、光学的な拡大鏡
２、これに連係されたＣＣＤ型のイメージセンサー３を
移動させるための案内装置４、およびこの案内装置４を
駆動するための位置決め制御装置５を備えている。上記
拡大鏡２は、低倍率例えば２倍程度の倍率であり、対物
レンズの側で測定対象のワーク６に向けられており、そ
の上端の接眼レンズ側でＣＣＤ型のイメージセンサ３に
連結されている。このイメージセンサ３は、画像処理装
置７および画像処理用のＣＰＵ８に順次接続されてい
る。
そして上記案内装置４は、拡大鏡２およびイメージセン
サ３を三次元空間すなわちＸ・Ｙ・Ｚ方向に移動可能な
状態で保持している。上記位置決め制御装置５は、ワー
ク６の移動および測定動作つまりＣＰＵ８の制御動作と
の関連で、上記拡大鏡２をワーク６の圧痕９の位置まで
移動させる。
サ３を三次元空間すなわちＸ・Ｙ・Ｚ方向に移動可能な
状態で保持している。上記位置決め制御装置５は、ワー
ク６の移動および測定動作つまりＣＰＵ８の制御動作と
の関連で、上記拡大鏡２をワーク６の圧痕９の位置まで
移動させる。
測定動作 上記測定装置１は、以下のような一連の測定動作を繰り
返す。
返す。
まず、測定対象のワーク６がタクトタイム２０秒以内で
連続的に測定ステーションまで運ばれ、そこで位置決め
される。続いて位置決め制御装置５は、案内装置４を移
動させ、拡大鏡２について第１段階の焦点合わせおよび
光量調整を行った後、続いて切削面１０から圧痕９の探
索を行い、拡大鏡２の光軸をその圧痕９の近くに位置決
めした後、自動焦点機能によって最終的な焦点合わせを
行い、続いて落射照明による光量調整を行う。
連続的に測定ステーションまで運ばれ、そこで位置決め
される。続いて位置決め制御装置５は、案内装置４を移
動させ、拡大鏡２について第１段階の焦点合わせおよび
光量調整を行った後、続いて切削面１０から圧痕９の探
索を行い、拡大鏡２の光軸をその圧痕９の近くに位置決
めした後、自動焦点機能によって最終的な焦点合わせを
行い、続いて落射照明による光量調整を行う。
このような焦点合わせ、光量調整および位置決め制御を
行った後に、本発明の測定方法に基づいて、圧痕９の直
径Ｄの測定が開始される。この圧痕９と直径Ｄとの関係
は、第２図に示されている。
行った後に、本発明の測定方法に基づいて、圧痕９の直
径Ｄの測定が開始される。この圧痕９と直径Ｄとの関係
は、第２図に示されている。
最初の位置決めでは、第３図に示すように、拡大鏡２の
圧痕９の輪郭曲線１５の一方に設定されている。ここで
イメージセンサ３および画像処理装置７は、拡大鏡２の
光学像を読取り、Ａ−Ｄ変換の後に、バッファメモリを
介して、または直接に、１フレームの画像データとして
画像メモリ上に記憶し、その位置で輪郭曲線１５の想像
上の接線１１を求め、この接線１１と第１の画面１３ａ
上の基線１４との距離ｘ１を測定する。この測定が完了
した時点で、位置決め制御装置５は、拡大鏡２をＸ軸方
向つまり接線１１に対して直交する方向に適当な移動距
離ｄだけ移動させる。この移動距離ｄは、求める直径Ｄ
との関係で、予め設定されている。このような移動によ
って、拡大鏡２に第２の画面１３ｂまで移動している。
ここでも同様に輪郭曲線１５の接線１２と基線１４との
距離ｘ２が測定される。このような距離ｘ１、ｘ２およ
び移動距離ｄが測定されると、求める圧痕９の直径Ｄ
は、下記の計算式によって求める。
圧痕９の輪郭曲線１５の一方に設定されている。ここで
イメージセンサ３および画像処理装置７は、拡大鏡２の
光学像を読取り、Ａ−Ｄ変換の後に、バッファメモリを
介して、または直接に、１フレームの画像データとして
画像メモリ上に記憶し、その位置で輪郭曲線１５の想像
上の接線１１を求め、この接線１１と第１の画面１３ａ
上の基線１４との距離ｘ１を測定する。この測定が完了
した時点で、位置決め制御装置５は、拡大鏡２をＸ軸方
向つまり接線１１に対して直交する方向に適当な移動距
離ｄだけ移動させる。この移動距離ｄは、求める直径Ｄ
との関係で、予め設定されている。このような移動によ
って、拡大鏡２に第２の画面１３ｂまで移動している。
ここでも同様に輪郭曲線１５の接線１２と基線１４との
距離ｘ２が測定される。このような距離ｘ１、ｘ２およ
び移動距離ｄが測定されると、求める圧痕９の直径Ｄ
は、下記の計算式によって求める。
Ｄ＝ｄ−ｘ１＋ｘ２ 接線の確定方法 ここで上記接線１１、１２を確定する方法を説明する。
画面１３ａ上では、圧痕９と切削面１０とが明度の差と
して表現されている。しかし、それらの圧痕９の内部に
明るい点が雑音として存在し、また切削面１３の部分に
も逆に暗い点が雑音として存在する。
画面１３ａ上では、圧痕９と切削面１０とが明度の差と
して表現されている。しかし、それらの圧痕９の内部に
明るい点が雑音として存在し、また切削面１３の部分に
も逆に暗い点が雑音として存在する。
そこでまず、第４図のような記憶画像について、雑音除
去のために、領域分割および領域の２値化が行われる。
この領域分割では、第５図に示すように、その領域を１
単位として、全体的な明度つまり領域内の各画素の明度
の総和を基準値と比較し、その比較結果に基づいて、そ
の領域を２値化すなわち白または黒として判別される。
このようにしてその区画領域内での雑音が除去され、圧
痕９と切削面１０との境界部分つまり輪郭曲線１５がそ
の粗い分割領域によって２値的に表現される。このよう
にして粗い分割画面で画像のノイズが消去される。
去のために、領域分割および領域の２値化が行われる。
この領域分割では、第５図に示すように、その領域を１
単位として、全体的な明度つまり領域内の各画素の明度
の総和を基準値と比較し、その比較結果に基づいて、そ
の領域を２値化すなわち白または黒として判別される。
このようにしてその区画領域内での雑音が除去され、圧
痕９と切削面１０との境界部分つまり輪郭曲線１５がそ
の粗い分割領域によって２値的に表現される。このよう
にして粗い分割画面で画像のノイズが消去される。
つぎに、画像上で、求める接線と直交するＸ方向で、隣
り合う黒の画面と白の画面との間で、輪郭曲線１５の範
囲が第６図に示すように、エッジ処理により確定され
る。そしてこの範囲内で、輝度の急変する点が第７図に
示すように、１つの画素単位ごとに光点１６として表現
される。このようにして圧痕９の輪郭曲線１５が不連続
な光点１６によって表現される。もちろんこの光点１６
はイメージセンサ３によって得られる画像の最小単位の
画素と対応している。画像処理装置７での測定精度は、
画素の大きさと対応し、±３／１００（mm）程度とな
る。
り合う黒の画面と白の画面との間で、輪郭曲線１５の範
囲が第６図に示すように、エッジ処理により確定され
る。そしてこの範囲内で、輝度の急変する点が第７図に
示すように、１つの画素単位ごとに光点１６として表現
される。このようにして圧痕９の輪郭曲線１５が不連続
な光点１６によって表現される。もちろんこの光点１６
はイメージセンサ３によって得られる画像の最小単位の
画素と対応している。画像処理装置７での測定精度は、
画素の大きさと対応し、±３／１００（mm）程度とな
る。
続いて求める接線方向つまりＹ方向で、その直線上の画
素つまり光点１６の分布が計数することによって、接線
方向での光点１６の分布総数が求められる。この分布総
数のうち最大値が圧痕９の輪郭曲線１５の接線１１の位
置として求められる。このように記憶画像の境界での画
像処理によって接線１１の位置が確定される。以上の画
像処理は、他方の接線１２についても、同様に行われ
る。
素つまり光点１６の分布が計数することによって、接線
方向での光点１６の分布総数が求められる。この分布総
数のうち最大値が圧痕９の輪郭曲線１５の接線１１の位
置として求められる。このように記憶画像の境界での画
像処理によって接線１１の位置が確定される。以上の画
像処理は、他方の接線１２についても、同様に行われ
る。
このような接線の確定方法では、求める接線位置を接線
１１、１２と同じ方向での光点１６の数として求められ
るから、圧痕９の輪郭を直径方向で直接測定するのに比
較して拡大画像であっても、高い精度のもとに測定でき
る。またこのような測定では、測定値について統計的な
手法が必要とされないから、処理時間が短縮化できる。
１１、１２と同じ方向での光点１６の数として求められ
るから、圧痕９の輪郭を直径方向で直接測定するのに比
較して拡大画像であっても、高い精度のもとに測定でき
る。またこのような測定では、測定値について統計的な
手法が必要とされないから、処理時間が短縮化できる。
発明の変形例 上記実施例では、拡大鏡２を移動距離ｄだけ移動させて
いるが、この移動距離ｄは、測定対象のワーク６を移動
させることによっても測定できる。したがってこの移動
距離ｄは、拡大鏡２とワーク６との相対的な移動距離と
して理解されなければならない。また上記実施例は、圧
痕９の直径すなわちほぼ円形状の輪郭を測定することを
対象としているが、この測定方法は、ブリネル硬度の測
定分野以外の窪み、例えば楕円状の輪郭の長軸や短軸、
あるいは二次曲線や三次曲線のような曲線の最大値ある
いは最小値などの極値の間隔を測定する場合にも応用で
きる。
いるが、この移動距離ｄは、測定対象のワーク６を移動
させることによっても測定できる。したがってこの移動
距離ｄは、拡大鏡２とワーク６との相対的な移動距離と
して理解されなければならない。また上記実施例は、圧
痕９の直径すなわちほぼ円形状の輪郭を測定することを
対象としているが、この測定方法は、ブリネル硬度の測
定分野以外の窪み、例えば楕円状の輪郭の長軸や短軸、
あるいは二次曲線や三次曲線のような曲線の最大値ある
いは最小値などの極値の間隔を測定する場合にも応用で
きる。
発明の効果 本発明では、圧痕径の大小にかかわらず、イメージセン
サより得られる画像の分解能の範囲内での測定精度が確
保でき、さらにまた直径の算出が直径線上の接線の位置
との関係によって求められるから、圧痕の輪郭に複雑な
凹凸が形成されていても、信頼性の高い測定結果が得ら
れる。特に、圧痕の輪郭曲線が円形状であるため、ワー
クをＸＹ平面上でＸＹ平面に対する垂直軸を中心として
位置決めする必要がなく、２箇所の接線が円のどこでも
容易に確定できること、また接線に対する光学系の直交
方向の移動によって、一方の接線位置から他方の接線位
置への移動が簡単に行われるため、測定対象物と装置や
カメラなどの間で位置整合をとる必要がなく、検査工程
が簡単となり、自動化も容易となる。また領域分割、２
値化処理およびエッジ処理を行い、境界で接線方向の輪
郭曲線の光点の分布総数の最大値から接線位置を確定す
るから、圧痕の輪郭曲線の境界部分に複雑な凹凸があっ
ても、接線の確定が精度よくでき、信頼性の高い直径を
測定することができる。
サより得られる画像の分解能の範囲内での測定精度が確
保でき、さらにまた直径の算出が直径線上の接線の位置
との関係によって求められるから、圧痕の輪郭に複雑な
凹凸が形成されていても、信頼性の高い測定結果が得ら
れる。特に、圧痕の輪郭曲線が円形状であるため、ワー
クをＸＹ平面上でＸＹ平面に対する垂直軸を中心として
位置決めする必要がなく、２箇所の接線が円のどこでも
容易に確定できること、また接線に対する光学系の直交
方向の移動によって、一方の接線位置から他方の接線位
置への移動が簡単に行われるため、測定対象物と装置や
カメラなどの間で位置整合をとる必要がなく、検査工程
が簡単となり、自動化も容易となる。また領域分割、２
値化処理およびエッジ処理を行い、境界で接線方向の輪
郭曲線の光点の分布総数の最大値から接線位置を確定す
るから、圧痕の輪郭曲線の境界部分に複雑な凹凸があっ
ても、接線の確定が精度よくでき、信頼性の高い直径を
測定することができる。
第１図は本発明を実施する場合の測定装置の概略的ブロ
ック線図、第２図は圧痕部分の断面図、第３図は直径を
算出する場合の説明図、第４図ないし第７図は画面上か
ら接線位置を確定する場合の説明図である。 １……測定装置、２……拡大鏡、３……ＣＣＤ型のイメ
ージセンサ、４……案内装置、５……位置決め制御装
置、６……ワーク、７……画像処理装置、８……ＣＰ
Ｕ、９……圧痕、１０……切削面、１１、１２……接
線、１３ａ，１３ｂ……画面、１４……基線、１５……
輪郭曲線、１６……光点。
ック線図、第２図は圧痕部分の断面図、第３図は直径を
算出する場合の説明図、第４図ないし第７図は画面上か
ら接線位置を確定する場合の説明図である。 １……測定装置、２……拡大鏡、３……ＣＣＤ型のイメ
ージセンサ、４……案内装置、５……位置決め制御装
置、６……ワーク、７……画像処理装置、８……ＣＰ
Ｕ、９……圧痕、１０……切削面、１１、１２……接
線、１３ａ，１３ｂ……画面、１４……基線、１５……
輪郭曲線、１６……光点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 登志男 富山県東砺波郡福野町二日町1331番地の１ 株式会社ロゼフ内 (72)発明者 上田 健二 富山県東砺波郡福野町二日町1331番地の１ 株式会社ロゼフ内 (56)参考文献 特開 昭55−154435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−19608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−42838（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−133464（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】円形くぼみの圧痕を有するワークを測定ス
テーションで位置決めした後、圧痕を拡大鏡により光学
拡大像とし、その光学拡大像を画像処理装置により画像
データに変換して記憶してから、記憶画像に対する画像
処理により圧痕の輪郭曲線の一方の接線位置で拡大鏡の
基線と接線位置との距離ｘ１を測定し、次に拡大鏡を接
線と直交する方向に移動させて、圧痕の輪郭曲線の他方
の接線位置で拡大鏡の基線と接線位置との距離ｘ２を測
定するとともに、拡大鏡について一方の接線位置での測
定位置から他方の測定位置までの移動距離ｄを測定し、
計算式（ｄ−ｘ１＋ｘ２）から圧痕の直径を求める過程
で、記憶画像について領域分割、領域の２値化およエッ
ジ処理を行い、境界で接線方向の輪郭曲線の光点の分布
総数の最大値から接線位置を確定することを特徴とする
圧痕径の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102520A JPH0625722B2 (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 圧痕径の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102520A JPH0625722B2 (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 圧痕径の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247136A JPS60247136A (ja) | 1985-12-06 |
| JPH0625722B2 true JPH0625722B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=14329618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59102520A Expired - Lifetime JPH0625722B2 (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 圧痕径の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625722B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018142468A1 (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | ヤマハ発動機株式会社 | 部品搭載装置および吸着ノズルの検査方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2917971A1 (de) * | 1979-05-04 | 1980-11-13 | Leitz Ernst Gmbh | Verfahren zur automatischen auswertung von eindruecken bei der haertepruefung von werkstoffen und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
-
1984
- 1984-05-23 JP JP59102520A patent/JPH0625722B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60247136A (ja) | 1985-12-06 |
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