(57)【要約】【課題】ボアの内側表面の傷の検出精度を高める。【解決手段】シリンダブロック５に切削加工で形成したボア３の内側表面３Ａに光を照射しながら走査し、前記光の反射光の光量に応じた検出信号Ｓｋを出力するセンサヘッド７と、前記検出信号Ｓｋに基づいて前記内側表面３Ａの傷を検出する検出部５３と、を備え、前記検出部５３は、前記センサヘッド７の走査位置Ｐでの走査方向と前記切削加工の切削加工痕Ｍの方向との交差角度αに応じて前記傷と判定する前記検出信号Ｓｋの傷判定用閾値電圧Ｖｃを変更する表面検査装置９を構成した。【選択図】図１
2010276543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックに切削加工で形成したボアの内側表面に光を照射しながら走査し、前記光の反射光の光量に応じた検出信号を出力するセンサヘッドと、
前記検出信号に基づいて前記内側表面の傷を検出する検出手段と、を備え、
前記検出手段は、前記センサヘッドの走査位置での走査方向と前記切削加工の方向との交差角度に応じて前記傷と判定する前記検出信号の判定用閾値を変更する
ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記検出信号に対し、ノイズに対応する電圧範囲の電圧値を低めてノイズ圧縮するノイズ圧縮手段を有し、
前記ノイズ圧縮手段は、前記電圧範囲を、前記センサヘッドの走査位置での走査方向と前記切削加工の方向との交差角度に応じて変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記センサヘッドの走査位置での走査方向と前記切削加工の方向との交差角度に応じた前記判定用閾値を前記走査位置と対応付けて記憶する記憶手段と、
前記判定用閾値を示す電圧値のアナログ信号を出力するＤ／Ａ変換手段と、を備え、
前記検出手段は、前記Ｄ／Ａ変換手段から出力されたアナログ信号と前記検出信号とを比較する比較器を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工が施されたワークの表面を検査する表面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の製造工程では、エンジンのシリンダブロックにボアを切削加工し、その後、シリンダヘッドやクランクケース等をシリンダブロックに組み付けることが行われる。ボーリング加工では、ボーリング用バイトを回転させながらシリンダブロックに対して進退させてボアを形成するため、ボアの内側表面には螺旋状の加工痕が生じ、エンジンオイルの通り道（オイルピット）として利用されている。
また、ボアの内側表面はピストンの摺動面となるため、摺動抵抗を抑えてエンジンに所望の性能を発揮させるべく、該摺動面を適切な表面粗さ及び面性状に維持する必要がある。そこで、ボーリング加工後には、ボアの内側表面を、オイルピットが残る程度に研磨仕上げするためのホーニング加工が行われる。そして、ホーニング加工後には、摺動抵抗の要因となる研磨残りや砥石傷等の傷を検査するために、ボアの内側表面の平滑状態の検査が行われる。
【０００３】
この検査技術としては、例えば、ボアの内側表面を撮影したデジタル画像の各画素値に基づいて平滑状態を評価する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、ボアの内側表面の撮影には、該ボアの内側表面に光を照射し、該内側表面での反射光を検出するセンサヘッドが広く用いられている。係るセンサヘッドでは、内側表面の凹凸に応じた光量の反射光が得られるため、反射光に基づいてデジタル画像を生成することでボアの内側表面の凹凸を反映した像が得られる。
【特許文献１】特特開２００４−１３２９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シリンダブロックへのボアの切削加工時には、シリンダブロックに対するボーリング用バイトの進退速度が常に一定であるとは限らない。このため、ボアの内側表面に形成される螺旋状の加工痕のピッチが進退速度に応じて変化することから、加工痕の方向は一様ではない。
一方、上記センサヘッドの走査で得られる反射光の光量変化は、センサヘッドの走査方向と加工痕の方向との間のズレに依存する。すなわち、センサヘッドを加工痕の方向に沿って走査させた場合には反射光の光量変化は小さく、加工痕の方向と交差する角度が９０度に近づくほど反射光の光量変化が大きくなる。
したがって、係るセンサヘッドの走査で得られた反射光の光量変化に基づいて、ボアの内側表面の凹凸を検出すると、傷の誤検出や検出漏れに繋がるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ボアの内側表面の傷の検査精度を高めることができる表面検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、シリンダブロックに切削加工で形成したボアの内側表面に光を照射しながら走査し、前記光の反射光の光量に応じた検出信号を出力するセンサヘッドと、前記検出信号に基づいて前記内側表面の傷を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段は、前記センサヘッドの走査位置での走査方向と前記切削加工の方向との交差角度に応じて前記傷と判定する前記検出信号の判定用閾値を変更することを特徴とする表面検査装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、ボアの内側表面に対するセンサヘッドの走査方向と切削加工の方向との交差角度に応じて、傷と判定する判定用閾値が変更されるため、走査位置で走査方向と切削加工の方向とに影響を受けずに、ボアの内側表面の傷の検出精度を高めることができる。
【０００８】
上記発明において、前記検出手段は、前記検出信号に対し、ノイズに対応する電圧範囲の電圧値を低めてノイズ圧縮するノイズ圧縮手段を有し、前記ノイズ圧縮手段は、前記電圧範囲を、前記センサヘッドの走査位置での走査方向と前記切削加工の方向との交差角度に応じて変更してもよい。
これによれば、ボアの内側表面に対するセンサヘッドの走査方向と切削加工の方向との交差角度に応じて、ノイズ圧縮する所定の電圧範囲が変更されるため、走査位置での走査方向と切削加工の方向とに影響を受けずに、センサヘッドから出力される検出信号のＳ／Ｎを高めることができる。
【０００９】
上記発明において、前記センサヘッドの走査位置での走査方向と前記切削加工の方向との交差角度に応じた前記判定用閾値を前記走査位置と対応付けて記憶する記憶手段と、前記判定用閾値を示す電圧値のアナログ信号を出力するＤ／Ａ変換手段と、を備え、前記検出手段は、前記Ｄ／Ａ変換手段から出力されたアナログ信号と前記検出信号とを比較する比較器を備えてもよい。
これによれば、比較器に直接、判定用閾値を示す電圧値のアナログ信号が入力されるため、判定用閾値変更時の遅れがなく、高速な表面検査を実現できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボアの内側表面に対するセンサヘッドの走査方向と切削加工の方向との交差角度に応じて、傷と判定する判定用閾値が変更されるため、走査位置での走査方向と切削加工の方向とに影響を受けずに、ボアの内側表面の傷を検出することができる。
また検出信号に対し、ノイズに対応する電圧範囲の電圧値を低めてノイズ圧縮するノイズ圧縮手段を設け、この電圧範囲を、ボアの内側表面に対するセンサヘッドの走査方向と切削加工の方向との交差角度に応じて変更する構成とすれば、走査位置での走査方向と切削加工の方向に影響を受けずに、検出信号のＳ／Ｎを高めることができる。
また、判定用閾値に対応する電圧値のアナログ信号を、検出信号と比較する比較器に直接入力する構成とすれば、判定用閾値変更時の遅れがなく、高速な検査を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るボア内面検査システム１と、検査対象となるボア３が形成されたシリンダブロック５の概略構成を示す図である。
ボア３は、回転軸に設けたボーリングヘッドに切削バイトを径方向に突設し、該ボーリングヘッドを回転させながらワークとしてのシリンダブロック５に対して進退させる、いわゆるボーリング加工により形成される。このボーリング加工により、ボア３の内側表面３Ａには、方向性を有する螺旋状の切削加工痕ができる。その後、ボア３の内側表面３Ａに対して、オイルピットを残しつつ、エンジンの所望の性能を発揮可能な表面粗さ及び面性状を得るべく、ホーニング用砥石を配設した加工ヘッドを用いてホーニング加工が施されている。
【００１２】
ボア内面検査システム１は、ボア３の内側表面３Ａを光で走査して、該内側表面３Ａの傷の有無を評価する。すなわち、ボア内面検査システム１は、ボア３の内側表面３Ａを走査するセンサヘッド７と、このセンサヘッド７の検出信号Ｓｋに基づいて傷を評価する表面検査装置９と、センサヘッド７を移動駆動する駆動機構１１とを備えている。
センサヘッド７は、ボア３に進入可能な円筒状に形成され、中心軸線１２の回りに回転可能かつ中心軸線１２の方向に移動可能に上記駆動機構１１に取り付けられている。センサヘッド７は、周面に設けた開口１５から光をボア３の内側表面３Ａに向けて照射し、切削加工痕の形状に応じた反射光量を検出して検出信号Ｓｋを表面検査装置９に出力する。
具体的には、センサヘッド７は、光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）１７、光ファイバ１９及び集光光学ユニット２１を備え、ＬＥＤ１７の光を光ファイバ１９で集光光学ユニット２１に導き、集光光学ユニット２１で集光して開口１５から光を出射する。また、センサヘッド７は、反射光を受光する受光センサ（ディテクタ）２３を備えるとともに、集光光学ユニット２１を介して戻ってくる反射光を受光センサ２３に導く光ファイバ２５が光ファイバ１９に隣接して配設され、上記受光センサ２３が反射光の受光量に応じた検出信号Ｓｋを出力する。
【００１３】
駆動機構１１は、センサヘッド７を回転させる回転駆動機構３１と、この回転駆動機構３１を進退させる進退機構３３とを備えている。
回転駆動機構３１は、ハウジング３４と、先端に上記センサヘッド７が取り付けられハウジング３４を上下に貫通して設けられたシャフト３５と、表面検査装置９の制御の下、シャフト３５を回転駆動するシャフトモータ３７と、シャフト３５の回転速度および回転角を検出し表面検査装置９に出力するロータリエンコーダ３９とを備えている。
進退機構３３は、送りねじ機構であり、ねじが刻設された軸部４１と、この軸部４１を回転駆動する進退モータ４３と、軸部４１の回転速度および回転角を検出し表面検査装置９に出力するロータリエンコーダ４５とを備える。軸部４１は、ハウジング３４のナット部３６に螺合されており、進退モータ４３を駆動することにより軸部４１が回転し、回転駆動機構３１を進退させる。
【００１４】
表面検査装置９は、駆動機構１１を制御してボア３の中でのセンサヘッド７の位置を制御する位置制御部５１と、センサヘッド７の検出信号Ｓｋに基づいて、ボア３の内側表面３Ａの傷を検出する検出部５３と、この検出部５３で使用されるパラメータをセンサヘッド７によるボア３の走査位置に応じて変更するパラメータ設定部５５とを備えている。
【００１５】
表面検査装置９の各部についてより詳細に説明すると、位置制御部５１は、シャフトモータ３７及び進退モータ４３を駆動するサーボ機構を内蔵し、センサヘッド７の中心軸線１２上の位置と回転角を制御する。すなわち、位置制御部５１は、検査開始時に、センサヘッド７をボア３に挿入し、センサヘッド７の開口１５を検査範囲Ｋの下端位置Ｋａに位置させる。そして、センサヘッド７の開口１５が検査範囲Ｋの上端位置Ｋｂに至るまで高さ方向に移動させながら走査し、その後、センサヘッド７を所定の角度（例えば３０度）インチングし、かかるセンサヘッド７の上下動作を繰り返し行い、該センサヘッド７で検査範囲Ｋの全表面を走査する。この検査範囲Ｋは、シリンダとの摺動面として機能する範囲により決定される。
【００１６】
検出部５３は、センサヘッド７の検出信号Ｓｋが入力されると、この検出信号Ｓｋと、傷判定用の閾値電圧である傷判定用閾値電圧Ｖｃとを比較し、比較結果を示す傷判定信号を出力する。この傷判定信号は、検出信号Ｓｋが傷判定用閾値電圧Ｖｃを越えている場合にＨｉレベルとなり、係る傷判定信号にＨｉレベルの信号が含まれているか否かを検出することで傷の有無が特定される。傷の有無の特定結果は、例えば表示装置やプリンタ装置、外部端末等の出力先の装置に出力され、作業者に通知される。
【００１７】
また検出部５３は、検出信号Ｓｋを傷判定用閾値電圧Ｖｃと比較する前に、検出信号Ｓｋに対するノイズ圧縮を行うことで、傷判定精度を高めている。上記傷判定用閾値電圧Ｖｃは、ボア３の内側表面３Ａの研磨残りやホーニング処理時にできるおそれのある砥石傷を検出信号Ｓｋの電圧値との比較から識別可能な電圧値である。
なお、この検出部５３の具体的な構成については、後に詳述する。
【００１８】
パラメータ設定部５５は、ボア３の内側表面３Ａのセンサヘッド７による走査に同期して、検出部５３で使用されるパラメータのうち、ノイズ圧縮に係るパラメータである圧縮範囲電圧Ｖｒと、上記傷判定用閾値電圧Ｖｃとを、センサヘッド７の走査位置Ｐに応じて変更する。
このパラメータ設定部５５の構成について詳述すると、パラメータ設定部５５は、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５８と、Ｄ／Ａ変換用のＤ／Ａボード５９とを備え、また、ＰＬＣ５８には、センサヘッド７の走査位置Ｐと圧縮範囲電圧Ｖｒの値を対応付けたデータであるＰ−Ｖｒ変換データ６０Ａと、センサヘッド７の走査位置Ｐと傷判定用閾値電圧Ｖｃの値を対応付けたデータであるＰ−Ｖｃ変換データ６０Ｂとが格納されている。
【００１９】
パラメータ設定部５５は、係る構成の下、センサヘッド７の走査位置Ｐが位置制御部５１から入力されると、ＰＬＣ５８が走査位置Ｐに対応する圧縮範囲電圧Ｖｒ及び傷判定用閾値電圧Ｖｃの各値を、Ｐ−Ｖｒ変換データ６０Ａ及びＰ−Ｖｃ変換データ６０Ｂに基づいてＤ／Ａボード５９に出力し、これら圧縮範囲電圧Ｖｒ及び傷判定用閾値電圧Ｖｃの各値に対応する電圧値のアナログ信号に変換して検出部５３に入力する。
これにより、検出部５３では、センサヘッド７によるボア３の内側表面３Ａの走査に同期して動的に圧縮範囲電圧Ｖｒ及び傷判定用閾値電圧Ｖｃが走査位置Ｐに応じて変更されることとなる。
【００２０】
図２は、検出部５３の構成を示すブロック図である。なお、この図には、センサヘッド７の構成の模式図を併せて示している。
センサヘッド７には、上記受光センサ２３が複数設けられている。受光センサ２３のそれぞれは、図２に示すように、光電（Ｏ／Ｅ）変換素子２３Ａと、増幅器２３Ｂとを有し、ボア３の内側表面３Ａでの反射光の光量に応じた電圧の検出信号Ｓｋを検出部５３に出力する。
【００２１】
検出部５３は、大別すると、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）部６１と、ノイズ圧縮部６３と、閾値判定部６５と、ＯＲ回路６７とを備えている。ＡＧＣ部６１、ノイズ圧縮部６３及び閾値判定部６５は、２つの上記受光センサ２３のそれぞれに設けられており、受光センサ２３の各々の検出信号Ｓｋに対して個別に傷判定用閾値電圧Ｖｃとの比較が行われる。各々の比較結果の論理和がＯＲ回路６７により演算されて出力される。
【００２２】
ＡＧＣ部６１は、センサヘッド７の検出信号Ｓｋが入力される信号入力Ｉ／Ｆ部７１と、信号平滑用の平滑部７３と、ＡＧＣ増幅器７５とを備え、このＡＧＣ増幅器７５によって、受光センサ２３の検出信号Ｓｋの電圧レベルが変動しても一定の電圧レベルとなるように検出信号Ｓｋがフィードバック制御される。これにより、図３に示すように、センサヘッド７が出力した検出信号Ｓｋの電圧レベルが所定のＡＧＣ基準電圧Ｖｒｅｆに揃えられて出力される。ＡＧＣ増幅器７５には、図２に示すように、ＡＧＣ基準電圧Ｖｒｅｆを設定するＡＧＣ設定器７７が接続されており、該ＡＧＣ基準電圧Ｖｒｅｆを所望の電圧値に設定可能に構成されている。
【００２３】
ノイズ圧縮部６３は、センサヘッド７の検出信号Ｓｋに含まれるノイズ成分を圧縮するノイズ圧縮フィルタ７９と、ノイズ圧縮後の検出信号Ｓｋを増幅して閾値判定部６５に出力する増幅器８１とを備えている。ノイズ圧縮フィルタ７９は、図４に示すように、入力信号Ｖ０に対して電圧範囲Ｃｒの電圧値を低めた出力信号Ｖを出力する回路である。この電圧範囲Ｃｒは、ノイズとすべき電圧成分の範囲に相当する。したがって、このノイズ圧縮フィルタ７９に、センサヘッド７の検出信号Ｓｋが入力されることで、図５に示すように、電圧範囲Ｃｒに相当するノイズ成分の電圧が圧縮された出力波形が出力され、Ｓ／Ｎ比を高めた検出信号Ｓｋが得られる。
【００２４】
またノイズ圧縮フィルタ７９には、図２に示すように、ノイズ圧縮値設定器８３及び外部ノイズ圧縮値入力器８５が選択スイッチ８７を介して択一的に接続可能に設けられている。ノイズ圧縮値設定器８３は、電圧範囲Ｃｒの上限及び下限を規定する上記圧縮範囲電圧Ｖｒを所望の固定値に設定するための回路である。また、外部ノイズ圧縮値入力器８５は、センサヘッド７の走査位置Ｐに応じた圧縮範囲電圧Ｖｒを入力する回路であり、この圧縮範囲電圧Ｖｒは、上記パラメータ設定部５５から外部ノイズ圧縮値入力器８５に入力される。ノイズ圧縮値設定器８３は、圧縮範囲電圧Ｖｒをセンサヘッド７の走査位置Ｐに応じて動的に変更せずに固定値を使用する場合のために設けられている。
【００２５】
閾値判定部６５は、＋（プラス）側比較器８９と、−（マイナス）側比較器９１と、ＯＲ回路９３と、パルス幅伸張器９５とを備えている。＋側比較器８９及び−側比較器９１は、それぞれセンサヘッド７の検出信号Ｓｋと傷判定用閾値電圧Ｖｃとを比較し、＋側比較器８９にあっては、図６に示すように、検出信号Ｓｋの正電圧が傷判定用閾値電圧Ｖｃを越える期間に亘り、また、−側比較器９１にあっては、検出信号Ｓｋの負電圧が傷判定用閾値電圧Ｖｃの負符号値を下回る期間に亘り、それぞれ所定電圧の出力信号ＳｇをＯＲ回路９３に出力する。傷判定用閾値電圧Ｖｃは、ボア３の内側表面３Ａに傷が存在すると判定する閾値を与える電圧であり、＋側比較器８９及び−側比較器９１から上記出力信号Ｓｇが出力されることで、ボア３の内側表面３Ａに傷があることが示される。
ＯＲ回路９３は、＋側比較器８９及び−側比較器９１の出力信号Ｓｇの論理和をパルス幅伸張器９５に出力し、パルス幅伸張器９５は、出力信号Ｓｇが入力されるごとに所定時間幅のパルス信号を傷判定信号として生成しＯＲ回路６７に出力する。
【００２６】
また、＋側比較器８９及び−側比較器９１のそれぞれには、図２に示すように、閾値設定器９７及び外部閾値入力器９９が選択スイッチ１０１を介して択一的に接続可能に設けられている。閾値設定器９７は、上記傷判定用閾値電圧Ｖｃを所望の固定値に設定するための回路である。また、外部閾値入力器９９は、センサヘッド７の走査位置Ｐに応じた傷判定用閾値電圧Ｖｃを入力する回路であり、係る傷判定用閾値電圧Ｖｃは、上記パラメータ設定部５５から外部閾値入力器９９に入力される。閾値設定器９７は、傷判定用閾値電圧Ｖｃをセンサヘッド７の走査位置Ｐに応じて動的に変更せずに固定値を使用する場合のために設けられている。
【００２７】
ＯＲ回路６７は、センサヘッド７の２つの受光センサ２３がそれぞれ出力する各検出信号Ｓｋに対して各閾値判定部６５から出力された傷判定信号の論理和を出力する。この傷判定信号が出力され、この傷判定信号に基づいて傷の有無が特定可能になる。このように複数の受光センサ２３の検出信号Ｓｋごとに個別に傷の判定を行い、判定結果の論理和により最終的に傷の有無の判定を行うことで、傷の検出漏れを防ぐことができる。
【００２８】
次いで、センサヘッド７の走査位置Ｐと、圧縮範囲電圧Ｖｒ及び傷判定用閾値電圧Ｖｃとの関係について以下に説明する。
センサヘッド７の検出信号Ｓｋのレベルは、ボア３の内側表面３Ａの切削加工痕Ｍ（図７）の形状に依存し、切削加工痕Ｍが深い、あるいは、幅が広いほどレベルが高くなる。また、ボア３の切削加工痕Ｍは螺旋状痕であるため、切削加工痕Ｍが延びる方向には方向性がある。したがって、図７に示すように、切削加工痕Ｍの延在方向に対するセンサヘッド７の走査方向に応じても検出信号Ｓｋのレベルが変化する。すなわち、センサヘッド７の走査方向が切削加工痕Ｍの延在方向と直交している場合に検出信号Ｓｋのレベルが高くなり、この走査方向と切削加工痕Ｍの延在方向との交差角度αが小さくなる（０度に近づく）ほど、検出信号Ｓｋのレベルが小さくなる。
【００２９】
一方、ボア３のボーリング加工では、ボーリングヘッドの進退速度は常に一定ではなく、図８に示すように、ボーリングヘッドが加減速される。このようなボーリングヘッドの加減速により、ボア３の内側表面３Ａに形成される螺旋条の切削加工痕Ｍのピッチは一様ではなく、ボーリングヘッドの加減速度が大きく変化する端部領域Ｒａでは、図９（Ａ）に示すように、ピッチが比較的狭い切削加工痕Ｍが形成され、また、ボーリングヘッドの加減速度が比較的緩やかに変化する中間領域Ｒｂでは、図９（Ｂ）に示すように、ピッチが比較的広い切削加工痕Ｍが形成される。
【００３０】
このように、ボア３の切削加工痕Ｍのピッチが場所によって異なるため、センサヘッド７をボア３の中で回転させて１周に亘り内側表面３Ａを走査した際には、端部領域Ｒａと中間領域Ｒｂとで、センサヘッド７の走査方向と切削加工痕Ｍの延在方向との交差角度αが異なることとなる。すなわち、正常な内側表面３Ａをセンサヘッド７で走査した場合であっても、端部領域Ｒａと中間領域Ｒｂとでセンサヘッド７の検出信号Ｓｋのレベルが異なり、例えば図１０に示すように、端部領域Ｒａの方が中間領域Ｒｂよりもレベルが高くなることがある。このようなレベルの高低傾向は、正常な内側表面３Ａを走査したときに限らず、ホーニング処理時に付いた図９に示す砥石傷１０３や研磨残りについても、図１０に示すように同様に生じる。
したがって、端部領域Ｒａと中間領域Ｒｂとの各々で得られた検出信号Ｓｋに対し、同一の傷判定用閾値電圧Ｖｃを適用して傷の判定を行うと、中間領域Ｒｂの検出信号Ｓｋについては正常と判定された場合でも、同じような正常な面を走査しているにも拘わらず、端部領域Ｒａの検出信号Ｓｋについては傷があると誤判定されることがある。これとは逆に、端部領域Ｒａの検出信号Ｓｋについては砥石傷１０３や研磨残り１０５の傷と判定された場合でも、同じような砥石傷１０３や研磨残り１０５の傷が付いた面を走査しているにも拘わらず、中間領域Ｒｂの検出信号Ｓｋについては傷がないと誤判定されることがある。
【００３１】
そこで、図１１に示すように、本実施形態では、傷判定用閾値電圧Ｖｃを、ボア３内でのセンサヘッド７の位置、すなわち、走査位置Ｐに応じて変化させることとしている。このとき、センサヘッド７の走査方向と切削加工痕Ｍの延在方向との交差角度αに応じて傷判定用閾値電圧Ｖｃを変化させるべく、ボア３のボーリング加工時のボーリングヘッドの進退速度の変化に合わせて傷判定用閾値電圧Ｖｃを変化させる。
また、センサヘッド７の走査位置Ｐに応じて検出信号Ｓｋのレベルが変化することから、当該検出信号Ｓｋに含まれるノイズとみなす電圧も変化する。そこで、図１２に示すように、本実施形態では、ノイズ圧縮の電圧範囲Ｃｒの幅を規定する圧縮範囲電圧Ｖｒを、検出信号Ｓｋのレベルが比較的大きくなる端部領域Ｒａに対して中間領域Ｒｂで相対的に小さくなるように変化させる。
【００３２】
このようなセンサヘッド７の走査位置Ｐと圧縮範囲電圧Ｖｒの対応関係、及び、走査位置Ｐと傷判定用閾値電圧Ｖｃの対応関係のそれぞれがＰ−Ｖｒ変換データ６０Ａ及びＰ−Ｖｃ変換データ６０ＢとしてＰＬＣ５８に予め格納される。
そして、ボア３の内側表面３Ａの検査時には、パラメータ設定部５５がボア３の内側表面３Ａのセンサヘッド７による走査に同期して、走査位置Ｐに対応する圧縮範囲電圧Ｖｒ及び傷判定用閾値電圧Ｖｃを検出部５３に出力し、検出部５３が、これら圧縮範囲電圧Ｖｒ及び傷判定用閾値電圧Ｖｃを用いてノイズ圧縮及び傷判定が行われる。
これにより、切削加工痕Ｍの方向に起因して各走査位置Ｐで検出信号Ｓｋのレベルが異なっていても、このレベルの変動に合わせ、例えば図１３に示すように、センサヘッド７の走査位置Ｐに応じて傷判定用閾値電圧Ｖｃが動的に変更されるため、傷の誤判定や検出漏れが防止される。
【００３３】
なお、切削加工痕Ｍのピッチがボア３の各走査位置Ｐで一定となるようにボーリング加工が行われている場合、圧縮範囲電圧Ｖｒ及び傷判定用閾値電圧Ｖｃには、切削加工痕Ｍのピッチに適切な固定値がノイズ圧縮値設定器８３及び閾値設定器９７に設定され、ボア３の内側表面３Ａの検査時には、これらの固定値が検出部５３で使用される。
【００３４】
このように本実施形態によれば、ボア３の内側表面３Ａに対するセンサヘッド７の走査方向と切削加工痕Ｍの方向との交差角度αに応じて、センサヘッド７の検出信号Ｓｋと比較する傷判定用閾値電圧Ｖｃが変更されるため、走査位置Ｐでの走査方向と切削加工痕Ｍの方向とに影響を受けずに、ボア３の内側表面３Ａの傷の検出精度を高めることができる。
【００３５】
また本実施形態によれば、ボア３の内側表面３Ａに対するセンサヘッド７の走査方向と切削加工痕Ｍの方向との交差角度αに応じて、ノイズ圧縮を行う電圧範囲Ｃｒが変更されるため、センサヘッド７の走査位置Ｐでの走査方向と切削加工痕Ｍの方向とに影響を受けずに、センサヘッド７から出力される検出信号ＳｋのＳ／Ｎを高めることができる。
【００３６】
また本実施形態によれば、センサヘッド７の検出信号Ｓｋと傷判定用閾値電圧Ｖｃとを比較する＋側比較器８９及び−側比較器９１のそれぞれに、パラメータ設定部５５のＤ／Ａボード５９から直接、傷判定用閾値電圧Ｖｃを示す電圧値のアナログ信号を入力するため、傷判定用閾値電圧Ｖｃの変更時の遅れがなく、高速な表面検査を実現できる。
【００３７】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形可能である。
【００３８】
例えば、表面検査装置９として、センサヘッド７の検出信号Ｓｋを、直接、傷判定用閾値電圧Ｖｃと比較して傷を検出する構成を例示したが、これに限らない。すなわち、センサヘッド７の検出信号Ｓｋと走査位置Ｐとに基づいて、ボア３の内側表面３Ａの各走査位置Ｐでの検出信号Ｓｋの強度を輝度値で示す輝度画像を生成し、この輝度画像と、傷と判定する輝度閾値とを対比して傷を検出するとともに、この輝度閾値を、センサヘッド７の走査位置Ｐでの走査方向と切削加工痕Ｍの方向との交差角度αに応じて変更する構成としてもよい。
この構成によれば、輝度値が輝度閾値を越えている画素の範囲に基づいて、傷の大きさや形状を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係るボア内面検査システムと、検査対象となるボアが形成されたシリンダブロックの概略構成を示す図である。
【図２】検出部の構成を示すブロック図である。
【図３】ＡＧＣ部の動作を示す図である。
【図４】ノイズに対する電圧範囲の圧縮を示す図である。
【図５】ノイズ圧縮部の動作を示す図である。
【図６】閾値判定部の動作を示す図である。
【図７】センサヘッドの走査方向と切削加工痕の方向とに応じた検出信号のレベルの変化を示す図である。
【図８】ボア形成時のボーリングヘッドの進退速度の変化を示す図である。
【図９】ボアの内側表面の切削加工痕を模式的に示す図であり、（Ａ）は切削加工痕のピッチが比較的狭い箇所を示し、（Ｂ）は切削加工痕のピッチが比較的広い箇所を示す。
【図１０】ボアの内側表面の正常な面、砥石傷及び研磨残りを走査したときのセンサヘッドの検出信号の波形を、端部領域及び中間領域のそれぞれについて模式的に示す図である。
【図１１】センサヘッドの走査位置と傷判定用閾値電圧の関係を示す図である。
【図１２】センサヘッドの走査位置に応じた圧縮範囲電圧の変更を示す図である。
【図１３】センサヘッドの走査位置に応じて傷判定用閾値電圧が変更された状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ボア内面検査システム
３  ボア
３Ａ  内側表面
５  シリンダブロック
７  センサヘッド
９  表面検査装置
１７  ＬＥＤ
２３  受光センサ
５１  位置制御部
５３  検出部（検出手段）
５５  パラメータ設定部
５９  Ｄ／Ａボード（Ｄ／Ａ変換手段）
６０Ａ  Ｐ−Ｖｒ変換データ
６０Ｂ  Ｐ−Ｖｃ変換データ
６３  ノイズ圧縮部
６５  閾値判定部
７９  ノイズ圧縮フィルタ
８５  外部ノイズ圧縮値入力器
８９  ＋側比較器
９１  −側比較器
９９  外部閾値入力器
１０３  砥石傷
Ｃｒ  電圧範囲
Ｋ  検査範囲
Ｍ  切削加工痕
Ｐ  走査位置
Ｒａ  端部領域
Ｒｂ  中間領域
Ｓｋ  検出信号
Ｖｃ  傷判定用閾値電圧
Ｖｒ  圧縮範囲電圧
Ｖｒｅｆ  ＡＧＣ基準電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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