JPH0762609B2 - 自動外観検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、たとえば軸受のころ等の円筒状物体の輪部
形状を正確、迅速に検査できる自動外観検査方法に関す
る。

＜従来の技術＞ 従来、軸受のころの両端面の外観検査は、目視により行
っていた。しかし、この目視による外観検査では、人に
よりバラツキが有り、また遅いという問題があった。そ
こで、テレビカメラとマイクロコンピュータを用いたパ
ターン認識方法により、ころの両端面の外観検査が試み
られている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、上記テレビカメラとマイクロコンピュータを用
いたディジタル処理によるパターン認識方式では、装置
が大がかりになり、また高価になり、さらに、リアルタ
イムの処理時間に制限があって、高速処理に適さないと
いう問題がある。

そこで、この発明の目的は、コンパクトで安価な装置で
被検査物の輪部形状を確実に検出でき、しかも高速処理
を行うことができる自動外観検査方法を提供することに
ある。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するために、特許請求の範囲第１項に記
載の発明の自動外観検査方法は、駆動ローラにより回転
させられる被検査物の表面にコヒーレント光を照射して
走査し、 上記被検査物の表面からのコヒーレント光の反射光を光
電変換装置で光電変換して、上記被検査物の表面の幅に
対応した幅を有してレベルが変動する光学信号波形を
得、 上記光学信号波形を基準値と比較して、上記被検査物の
表面の幅に対応した幅を有する２値化された信号を得、 上記コヒーレント光走査の同期信号の立ち上がり時また
は立ち下がり時から被検査物表面上の固定された点に対
応する所定の遅延時間までの遅延信号を得、 上記２値化した信号の立ち上がりまたは立ち下がり時か
ら上記遅延信号の立ち上がりまたは立ち下がりまでの時
間に対応する幅を計数し、この計数値と基準値とを比較
して上記被検査物の異常の有無を判定するようにしたこ
とを特徴としている。

また、特許請求の範囲第２項に記載の発明は、上記特許
請求の範囲第１項に記載の自動外観検査方法において、 上記２値化された信号を立上がりまたは立下がり時から
上記遅延信号の立ち上がりまたは立ち下がりまでの時間
の間積分して、この積分値を上記基準値と比較して上記
被検査物の異常の有無を判定するようにしたことを特徴
としている。

また、特許請求の範囲第３項に記載の発明は、上記特許
請求の範囲第１項に記載の自動外観検査方法において、 上記２値化された信号を立上がりまたは立下がり時から
上記遅延信号の立ち上がりまたは立ち下がりまでの間ク
ロックパルスをカウントして、このクロックパルスのカ
ウント値を上記基準値と比較して上記被検査物の異常の
有無を判定するようにしたことを特徴としている。

＜実施例＞ 以下、この発明を図示の一実施例により詳細に説明す
る。

第２図において、１はレーザー、２はミラー、３はミラ
ー２からのレーザー光を一定の速度で走査する光スキャ
ナ、５は集光レンズ、６は被検査物としての軸受の円筒
ころ、７はフレネルレンズ、８は光彩絞り、９は集光レ
ンズ、11はスリット、12は光電変換装置としての光電子
増倍管、14は増幅器である。

そして、レーザー１から出射されたレーザー光はミラー
２、光スキャナ３、集光レンズ５を通り、回転している
円筒ころ６の端面61に中心を含む直線上を一定の速度で
走査される。円筒ころ６が１回転することにより端面61
全体がレーザー光により走査される。この端面61からの
反射光がフレネルレンズ７、光彩絞り８、集光レンズ
９、スリット11を通って光電子増倍管12で光電変換さ
れ、円筒ころ６の端面61の幅に対応した幅を有してレベ
ルが変動する第３図中（ａ）に示す光学信号波形が得ら
れる。すなわち、第４図中（ａ）に示すように、円筒こ
ろ６の端面に欠け62がある場合には、上記光学信号波形
の幅は狭くなる。上記光学信号波形は、増幅器14で増幅
されて第１図に示す演算装置21に入力される。この演算
装置21は比較し、論理積をとるもので、まず、上記光学
信号波形が比較レベルと比較され２値化され、端面61の
幅に対応した第３図中（ｂ）に示す２値化信号が得られ
る。一方、第３図中（ｃ）は光スキャナ３のスキャナ同
期信号を示し、このスキャナ同期信号の立上がり時よ
り、第３図中（ｅ）に示すように、一定遅延時間Tdまで
の遅延信号が演算装置21に入力される。この遅延信号の
立下がりは、固定点の位置に対応し、この固定点は第４
図に示す円筒ころ６の端面61の中心の位置、つまり、端
面61が欠けがない場合の正常な光学信号波形の中央の位
置に対応する。次に、演算装置21は、上記遅延信号（第
３図（ｄ））と２値化信号（第３図（ｂ））との論理積
をとって第３図中（ｅ）に示す端面輪郭形状測定用信号
が得られる。この端面部輪郭形状測定用信号の立上がの
時から立下がり（固定点）までの幅TMが第４図に示す端
面61の半径lMに相当する。次に、第１図に示すセットリ
セット信号発生器から、上記端面部輪郭形状測定用信号
の立下がり時にリセット信号が出力され、初期状態にさ
れている積分器22は端面部輪郭形状測定信号の立下がり
時から、それの積分開始する。すなわち、積分器22は端
面部輪郭形状測定用信号の立上がり時から立下がり時ま
での時間TMが積分されて、その積分結果が第３図中
（ｆ）に示す積分波形として得られる。この積分波形端
面61を走査する毎に得られ、円筒ころ６が１回転すると
端面部輪郭の全周について得られる。次に、第１（サン
プルホールド）用信号発生器26から第１サンプルホール
ド回路25にトリガパルスが入力され、第１サンプルホー
ルドして第３図中（ｇ）に示すサンプルホールド波形Ｉ
を得る。次に、第２サンプルホールド信号発生器28から
の端面部輪郭形状測定用信号立下がり時に出力されるト
リガパルスに第２サンプルホールド回路27がサンプルホ
ールド波形Ｉをサンプルホールドして、そのホールド値
のみを結んだサンプルホールド波形IIが得られる。この
サンプルホールド波形IIがローパスフィルタ29に入力さ
れて、リプル等が取除かれて比較器31に入力される。こ
の比較器31では、サンプルホールド波形IIと基準値とが
比較され、このサンプルホールド波形IIと基準値との偏
差が一定値以上であれば、円筒ころ６の端面61の輪郭形
状が異常と判定される。

このような測定を円筒ころ６の端面61を回転し、その各
半径毎に行って端面61の全周にわたってその異常の有無
を判定する。

このように、端面部輪郭形状測定用信号を積分して、端
面61の半径に相当する積分値をサンプルホールドして、
この積分値と基準値と比較して、端面形状の異常の有無
判定しているので、端面の外観検査を簡単な装置で、迅
速かつ正確に行うことができる。

上記実施例では、円筒ころ６の端面61の輪郭形状を検出
したが、円筒面61の軸方向の長さの異常の有無も同様に
検出できる。

この場合には、円筒面軸方向長さの略中央の位置を固定
点とする。そして、この固定点に遅延信号の立ち下がり
を対応させる等の処理は前述の第３図を参照した説明と
同様である。

第５図は、円筒ころ40の端面41に設けたリセス部42の形
状を示し、このリセス部を上記実施例と同様の外観検査
方法で検査した場合の信号波形を第６図に示す。この自
動外観検査方法は、円筒ころ40の端面41をレーザ光で走
査し、第６図（ａ）で示す光学信号波形を得て、この光
学信号波形をリセス検出用比較レベルと比較して、２値
化し、第６図（ｂ）で示す２値化信号を得た後、リセス
部の中心部に対応する固定点とリセス部の外周との間の
距離、すなわち、第５図中の間隔lRに対応する幅を有す
るリセス部形状測定用信号を得、このリセス部形状測定
用信号を積分し、その積分値を比較器で基準値と比較
し、リセス部の内周辺部の形状の異常の有無を判定す
る。

第７図は、円筒ころの円筒面のクランウニング部を示
し、第８図はこの円筒ころの母線方向に一定速度でレー
ザ光を走査した場合の反射光の光学信号波形を示す。ク
ラウニング検出用の比較レベルと被検査面検出用比較レ
ベルを設ける。そして、光学信号波形をクラウニングの
検出用比較レベルと比較して２値化し、クラウニング部
の幅lCを先の説明と同様に積分して計数し、この積分値
と基準値と比較してクラウニング部の巾の正常または異
常の判定を行う。

上記実施例では、２値化された端面部輪郭形状測定用信
号等の形状の幅を表わす信号の立上がり時から固定点ま
での間を積分し、この積分値と基準値とを比較して、外
観形状を判定したが、端面部輪郭形状測定用信号等の２
値化された信号でゲートを開閉して、このゲートを通る
クロックパルスをカウントし、このカウント値を基準値
と比較して輪郭形状の異常を判定するようにしてもよ
い。

＜発明の効果＞ 以上の説明より明らかなように、この発明の自動外観検
査方法は、被検査物の表面の幅に対応した幅を有する２
値化された信号と、コヒーレント光走査の同期信号の立
ち上がり時または立り下がり時から所定の遅延時間まで
の遅延信号とを得て、上記２値化された信号の立ち上が
りまたは立ち下がり時から、上記遅延信号の立ち上がり
または立ち下がりまでの時間に対応する幅を計数し、こ
の計数値と基準値とを比較して上記被検査物の異常の有
無を判定する。

したがって、被検査物の表面の幅方向の端点を表してい
る上記２値化された信号の立ち上がりまたは立ち下がり
時から、空間内の固定された点を表している上記遅延信
号の立ち上がりまたは立ち下がり時までの時間に対応す
る幅を計数することによって、上記空間内の固定された
点から上記被検査物の表面の幅方向の端までの寸法を検
出することができる。したがって、この発明によれば、
上記被検査物の表面の輪郭の形状を検出することがで
き、上記計数値を基準値と比較することによって、被検
査物の表面の輪郭の形状が所定の正常な形状と異なって
いるか否かを判定することができる。

したがって、この発明によれば、被検査物の外周の輪郭
形状の検査を、安価な装置で、バラツキなく正確にかつ
高速で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は上
記実施例に用いられる光学系統を示す図、第３図は円筒
ころの端面の輪郭形状に関する波形図、第４図（ａ），
（ｂ）は円筒ころの斜視図および端面図、第５図はリセ
ス部を有する円筒ころの端面を示す図、第６図はリセス
部を有する円筒ころに関する波形図、第７図はクラウニ
ング部の説明図、第８図はクラウニング部を有する円筒
ころの光学信号波形を示す図である。 ６……被検査物、12……光電変換装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動ローラにより回転させられる被検査物
   の表面にコヒーレント光を照射して走査し、 上記被検査物の表面からのコヒーレント光の反射光を光
   電変換装置で光電変換して、上記被検査物の表面の幅に
   対応した幅を有してレベルが変動する光学信号波形を
   得、 上記光学信号波形を基準値と比較して、上記被検査物の
   表面の幅に対応した幅を有する２値化された信号を得、 上記コヒーレント光走査の同期信号の立ち上がり時また
   は立ち下がり時から被検査物表面上の固定された点に対
   応する所定の遅延時間までの遅延信号を得、 上記２値化した信号の立ち上がりまたは立ち下がり時か
   ら上記遅延信号の立ち上がりまたは立ち下がりまでの時
   間に対応する幅を計数し、この計数値と基準値とを比較
   して上記被検査物の異常の有無を判定するようにしたこ
   とを特徴とする自動外観検査方法。
2. 【請求項２】上記特許請求の範囲第１項に記載の自動外
   観検査方法において、 上記２値化された信号を立上がりまたは立下がり時から
   上記遅延信号の立ち上がりまたは立ち下がりまでの時間
   の間積分して、この積分値を上記基準値と比較して上記
   被検査物の異常の有無を判定するようにしたことを特徴
   とする自動外観検査方法。
3. 【請求項３】上記特許請求の範囲第１項に記載の自動外
   観検査方法において、 上記２値化された信号を立上がりまたは立下がり時から
   上記遅延信号の立ち上がりまたは立ち下がりまでの間ク
   ロックパルスをカウントして、このクロックパルスのカ
   ウント値を上記基準値と比較して上記被検査物の異常の
   有無を判定するようにしたことを特徴とする自動外観検
   査方法。