(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具基体の砥粒を散設した面を砥面とし、当該砥面と工作物とを相対的に移動させることにより工作物を研削加工する研削工具の、前記砥面の状態を検査する砥面検査システムにおいて、
前記砥面に対向して配置され、前記砥面を撮像してその画像データを出力する撮像装置と、
前記研削工具と前記撮像装置とを相対的に移動可能に支持する支持装置と、
前記撮像装置及び支持装置に接続された制御装置と
を具備し、
前記制御装置は、
前記支持装置を制御して前記研削工具と前記撮像装置とを相対的に移動させることにより、前記撮像装置による前記砥面の撮像対象領域を可変設定する撮像対象領域設定手段と、
前記設定された砥面の撮像対象領域について前記撮像装置が撮像した画像データを取り込んで記憶する画像取得手段と、
前記記憶された画像データから複数の砥粒切れ刃候補となる画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出された砥粒切れ刃候補となる各画像をもとに、当該砥粒切れ刃候補の研削に関与する切れ刃部分の画像のうち前記砥面の移動方向に対し前面側となるすくい角側稜線部分の形状を検出する第１の解析処理手段と、
前記第１の解析処理手段により検出された研削に関与する切れ刃部分のすくい角側稜線部分の形状を表す二値化画像データを、前記砥面の移動方向と直交する方向において同じ位置にあるものどうしで砥面全域にわたり加算することにより、砥面の移動方向と直交する方向における砥粒切れ刃候補の分布を表すヒストグラムデータを生成するヒストグラム生成手段と
を備えることを特徴とする研削工具の砥面検査シテスム。
【請求項２】
工具基体の砥粒を散設した面を砥面とし、当該砥面と工作物とを相対的に移動させることにより工作物を研削加工する研削工具の、前記砥面の状態を検査する砥面検査システムにおいて、
前記砥面に対向して配置され、前記砥面を撮像してその画像データを出力する撮像装置と、
前記研削工具と前記撮像装置とを相対的に移動可能に支持する支持装置と、
前記撮像装置及び支持装置に接続された制御装置と
を具備し、
前記制御装置は、
前記支持装置を制御して前記研削工具と前記撮像装置とを相対的に移動させることにより、前記撮像装置による前記砥面の撮像対象領域を可変設定する撮像対象領域設定手段と、
前記設定された砥面の撮像対象領域について前記撮像装置が撮像した画像データを取り込んで記憶する画像取得手段と、
前記記憶された画像データから複数の砥粒切れ刃候補となる画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出された砥粒切れ刃候補となる各画像をもとに、当該砥粒切れ刃候補の研削に関与する切れ刃部分の面積と、当該切れ刃部分の画像のうち前記砥面の移動方向に対し前面側となるすくい角側稜線部分の形状のうちの少なくとも一方を算出する第１の解析処理手段と、
前記第１の解析処理手段により算出された研削に関与する切れ刃部分の面積を表す二値化画像データ又はすくい角側稜線部分の形状を表す二値化画像データを、前記砥面の移動方向と直交する方向において同じ位置にあるものどうしで砥面全域にわたり加算することにより、砥面の移動方向と直交する方向における砥粒切れ刃候補の分布を表すヒストグラムデータを生成するヒストグラム生成手段と、
前記抽出された砥粒切れ刃候補となる各画像をもとに、前記砥面全域における当該砥粒切れ刃候補となる各画像の位置を算出する第２の解析処理手段と、
前記第１の解析処理手段により算出された研削に関与する切れ刃部分の面積を表す二値化画像データ又はすくい角側稜線部分の形状を表す二値化画像データをもとに、当該各砥粒切れ刃候補の研削に対する関与の度合いを計算する手段と、
前記第２の解析処理手段により算出された砥粒切れ刃候補となる各画像の位置と、前記計算された各砥粒切れ刃候補の研削に対する関与の度合いをもとに、前記砥面全域における各砥粒切れ刃候補の分布と個々の砥粒切れ刃候補の研削に関与する度合いを表すマップ情報を生成するマップ生成手段と
を備えることを特徴とする研削工具の砥面検査シテスム。
【請求項３】
前記撮像対象領域設定手段は、前記支持装置を制御して、前記撮像装置による前記砥面の撮像対象ラインの位置を当該ラインと直交する方向に一定の間隔でシフトさせると共に、このシフト動作において各ライン間に予め規定された前記砥粒の平均径より大きな幅を有するオーバラップ領域を設定することを特徴とする請求項１又は２記載の研削工具の砥面検査システム。
【請求項４】
前記砥面の撮像対象領域を、当該砥面に対し直交する方向から第１の発光色を有する第１の照明光により照明すると共に、前記砥面の撮像対象領域に対し斜め上方から第１の発光色とは異なる第２の発光色を有する第２の照明光により照明する照明装置を、さらに具備し、
前記抽出手段は、前記記憶された画像データから複数の砥粒切れ刃候補となる画像を抽出する際に、前記画像データに対し前記第２の発光色を含む領域と含まない領域との間の信号レベル差を拡大する処理を行う手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の研削工具の砥面検査システム。
【請求項５】
前記第１の解析処理手段は、
前記抽出された複数の砥粒切れ刃候補から、予め設定したしきい値以上の輝度又は白色度を有する画像領域を有する砥粒切れ刃候補を再抽出する手段と、
前記再抽出された砥粒切れ刃候補の画像を多角形近似して得られる多角形の面積を算出する手段と、
前記多角形近似して得られる多角形内に含まれる欠損領域の面積を算出する手段と、
前記算出された多角形の面積から前記算出された欠損領域の面積を引き算することにより、前記砥粒切れ刃候補の研削に関与する切れ刃部分の面積を算出する手段と
を備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の研削工具の砥面検査システム。
【請求項６】
前記マップ生成手段は、
前記研削に関与する切れ刃部分を有する砥粒を表すマークを、当該砥粒の重心位置に応じて砥面を表す画像上に表示する手段と、
前記多角形近似して得られる多角形の面積に対する、前記研削に関与する切れ刃部分の面積の割合を、砥粒切れ刃候補の研削に対する関与度を表す情報として算出する手段と、
前記算出された関与度を表す情報に応じて、関与度の違いを異なる色で表した表示画像を上記各マークに重ねて表示する手段と
を備えることを特徴とする請求項５に記載の研削工具の砥面検査システム。
【請求項７】
工具基体の砥粒を散設した面を砥面とし、当該砥面と工作物とを相対的に移動させることにより工作物を研削加工する研削工具の、前記砥面の状態を、前記砥面を撮像してその画像データを出力する撮像装置と、前記研削工具と前記撮像装置とを相対的に移動可能に支持する支持装置と、前記撮像装置及び支持装置に接続された制御装置とを備えるシステムを用いて検査する研削工具の砥面検査方法において、
前記制御装置が、前記支持装置を制御して前記研削工具と前記撮像装置とを相対的に移動させることにより、前記撮像装置による前記砥面の撮像対象領域を可変設定する過程と、
前記制御装置が、前記設定された砥面の撮像対象領域について前記撮像装置が撮像した画像データを取り込んで記憶する過程と、
前記制御装置が、前記記憶された画像データから複数の砥粒切れ刃候補となる画像を抽出する過程と、
前記制御装置が、前記抽出された砥粒切れ刃候補となる各画像をもとに、当該砥粒切れ刃候補の研削に関与する切れ刃部分の画像のうち前記砥面の移動方向に対し前面側となるすくい角側稜線部分の形状を検出する第１の解析処理過程と、
前記制御装置が、前記検出された研削に関与する切れ刃部分のすくい角側稜線部分の形状を表す二値化画像データを、前記砥面の移動方向と直交する方向において同じ位置にあるものどうしで砥面全域にわたり加算することにより、砥面の移動方向と直交する方向における砥粒切れ刃候補の分布を表すヒストグラムデータを生成する過程と
を備えることを特徴とする研削工具の砥面検査方法。
【請求項８】
工具基体の砥粒を散設した面を砥面とし、当該砥面と工作物とを相対的に移動させることにより工作物を研削加工する研削工具の、前記砥面の状態を、前記砥面を撮像してその画像データを出力する撮像装置と、前記研削工具と前記撮像装置とを相対的に移動可能に支持する支持装置と、前記撮像装置及び支持装置に接続された制御装置とを備えるシステムを用いて検査する研削工具の砥面検査方法において、
前記制御装置が、前記支持装置を制御して前記研削工具と前記撮像装置とを相対的に移動させることにより、前記撮像装置による前記砥面の撮像対象領域を可変設定する過程と、
前記制御装置が、前記設定された砥面の撮像対象領域について前記撮像装置が撮像した画像データを取り込んで記憶する過程と、
前記制御装置が、前記記憶された画像データから複数の砥粒切れ刃候補となる画像を抽出する過程と、
前記制御装置が、前記抽出された砥粒切れ刃候補となる各画像をもとに、当該砥粒切れ刃候補の研削に関与する切れ刃部分の面積と、当該切れ刃部分の画像のうち前記砥面の移動方向に対し前面側となるすくい角側稜線部分の形状とのうちの少なくとも一方を算出する第１の解析処理過程と、
前記制御装置が、前記算出された研削に関与する切れ刃部分の面積を表す二値化画像データ又はすくい角側稜線部分の形状を表す二値化画像データを、前記砥面の移動方向と直交する方向において同じ位置にあるものどうしで砥面全域にわたり加算することにより、砥面の移動方向と直交する方向における砥粒切れ刃候補の分布を表すヒストグラムデータを生成する過程と、
前記制御装置が、前記抽出された砥粒切れ刃候補となる各画像をもとに、前記砥面全域における当該砥粒切れ刃候補となる各画像の位置を算出する過程と、
前記制御装置が、前記算出された研削に関与する切れ刃部分の面積又はすくい角側稜線部分の形状を表す画像をもとに、当該各砥粒切れ刃候補の研削に対する関与の度合いを計算する第２の解析処理過程と、
前記制御装置が、前記算出された砥粒切れ刃候補となる各画像の位置と、前記計算された各砥粒切れ刃候補の研削に対する関与の度合いとをもとに、前記砥面全域における各砥粒切れ刃候補の分布と個々の砥粒切れ刃候補の研削に関与する度合いを表すマップ情報を生成する過程と
を具備することを特徴とする研削工具の砥面検査方法。
【請求項９】
前記撮像対象領域を可変設定する過程は、前記支持装置を制御して、前記撮像装置による前記砥面の撮像対象ラインの位置を当該ラインと直交する方向に一定の間隔でシフトさせると共に、このシフト動作において各ライン間に予め規定された前記砥粒の平均径より大きな幅を有するオーバラップ領域を設定することを特徴とする請求項７又は８記載の研削工具の砥面検査方法。
【請求項１０】
前記システムが、前記砥面の撮像対象領域を当該砥面に対し直交する方向から第１の発光色を有する第１の照明光により照明すると共に、前記砥面の撮像対象領域に対し斜め上方から第１の発光色とは異なる第２の発光色を有する第２の照明光により照明する照明装置をさらに具備する場合に、
前記抽出する過程は、前記記憶された画像データから複数の砥粒切れ刃候補となる画像を抽出する際に、前記画像データに対し前記第２の発光色を含む領域と含まない領域との間の信号レベル差を拡大する処理を行うことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の研削工具の砥面検査方法。
【請求項１１】
前記第１の解析処理過程は、
前記抽出された複数の砥粒切れ刃候補から、予め設定したしきい値以上の輝度又は白色度を有する画像領域を有する砥粒切れ刃候補を再抽出する過程と、
前記再抽出された砥粒切れ刃候補の画像を多角形近似して得られる多角形の面積を算出する過程と、
前記多角形近似して得られる多角形内に含まれる欠損領域の面積を算出する過程と、
前記算出された多角形の面積から前記算出された欠損領域の面積を引き算することにより、前記砥粒切れ刃候補の研削に関与する切れ刃部分の面積を算出する過程と
を備えることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の研削工具の砥面検査方法。
【請求項１２】
前記マップ情報を生成する過程は、
前記研削に関与する切れ刃部分を有する砥粒を表すマークを、当該砥粒の重心位置に応じて砥面を表す画像上に表示する過程と、
前記多角形近似して得られる多角形の面積に対する、前記研削に関与する切れ刃部分の面積の割合を、砥粒切れ刃候補の研削に対する関与度を表す情報として算出する過程と、
前記算出された関与度を表す情報に応じて、関与度の違いを異なる色で表した表示画像を上記各マークに重ねて表示する過程と
を備えることを特徴とする請求項１１記載の研削工具の砥面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、研削工具の砥面を撮像してその画像データをもとに砥面の状態を検査する研削工具の砥面検査システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削加工分野においては、研削工具として一般に無気孔砥石と有気孔砥石が使用される。このうち無気孔砥石は、例えば砥石基体の周面に砥粒を結合剤により固着させることにより砥面を形成したものとなっている。このような砥石を使用して研削加工を行う場合には、例えば円盤又は円筒状をなす砥石を高速回転させた状態で、その砥面を被加工物としての工作物の加工面に当接させる。そして、工作物を一定の速度で移動させることにより工作物の表面を研削加工するものとなっている。
【０００３】
ところで、この種の研削加工では、工作物の加工面の仕上げ品質が砥石の砥面の状態によって左右される。砥面の状態は、主として切れ刃として機能する砥粒の表面部分の形状や大きさ、砥粒の突出量によって決まり、これら砥粒の状態によっては工作物の加工面に大きな研削条痕が残ってしまう。したがって、高品質の研削加工を行うには、砥面の状態つまり砥粒の形状や大きさ、突出量等を正確に把握することが重要である。
【０００４】
そこで従来では、例えばカメラを装着した高倍率の金属顕微鏡を用いて砥石の砥面を撮像し、この撮像された画像データに所定の画像処理を施すことで砥粒部分を他の部分と区別して表示した画像を作成して検査に供する技術が研究されている。また、砥面を撮像する際に焦点位置をステップ的に可変しながら撮像を行い、その各画像データをもとに砥粒の突出量を求める研究もなされている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−４５０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、砥面の状態をさらに正確に把握するには、砥粒の突出量を計測するだけでは不十分であり、砥粒の形状やその分布状態についてさらに詳しく解析する必要があった。
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、砥粒の状態を新たな解析パラメータを用いてより詳しく解析し、これにより砥面の状態をさらに正確に検査できるようにした研削工具の砥面検査システム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためにこの発明の一つの観点は、工具基体の砥粒を散設した面を砥面として当該砥面と工作物とを相対的に移動させることにより工作物を研削加工する研削工具の上記砥面の状態を検査するシステムにおいて、前記砥面に対向して配置され、前記砥面を撮像してその画像データを出力する撮像装置と、前記研削工具と前記撮像装置とを相対的に移動可能に支持する支持装置と、前記撮像装置及び支持装置に接続された制御装置とを具備する。そして制御装置において、先ず前記支持装置を制御して前記研削工具と前記撮像装置とを相対的に移動させることにより、前記撮像装置による前記砥面の撮像対象領域を可変設定し、この設定された砥面の撮像対象領域について前記撮像装置が撮像した画像データを取り込んで記憶する。次に、この記憶された画像データから複数の砥粒切れ刃候補となる画像を抽出し、この抽出された砥粒切れ刃候補となる各画像をもとに、当該砥粒切れ刃候補の研削に関与する切れ刃部分の画像のうち前記砥面の移動方向に対し前面側となるすくい角側稜線部分の形状を抽出する。そして、この抽出された研削に関与する切れ刃部分のすくい角側稜線部分の形状を表す二値化画像データを、前記砥面の移動方向と直交する方向において同じ位置にあるものどうしで砥面全域にわたり加算することにより、砥面の移動方向と直交する方向における砥粒切れ刃候補の分布を表すヒストグラムデータを生成する。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、砥面全域に渡ってその画像データを自動的に取得することが可能となる。また、上記画像データから抽出された各砥粒候補の画像をもとに、当該切れ刃部分の前面側となるすくい角側稜線部分の形状を定量化することができる。そして、この解析パラメータをもとに、砥面の幅方向における砥粒の切れ刃部分の面積又は当該切れ刃部分の前面側となるすくい角側稜線部分の形状のヒストグラムを生成するようにしたので、砥石の幅方向における砥粒の分布のばらつき度合いや分布の粗密の間隔を解析することができ、これらの解析データを研削加工の制御にフィードバックすることで、工作物の仕上げ精度を向上させることが可能となる。  
すなわちこの発明によれば、砥粒の状態を新たな複数の解析パラメータを用いてより詳しく解析でき、これにより砥面の状態をさらに正確に検査することができる研削工具の砥面検査システム及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の一実施形態に係る砥面検査システムの全体構成を示す図。
【図２】検査対象となる砥石の構成の一例を示す平面図。
【図３】図２に示した砥石の砥面の一部を拡大して示した斜視図。
【図４】図１に示した砥面検査システムの制御装置の機能構成を示すブロック図。
【図５】図４に示した制御装置による検査制御手順とその処理内容を示すフローチャート。
【図６】砥石の砥面撮像方法を説明するための図。
【図７】図６に示す砥面撮像方法における１回の撮像範囲を示す図。
【図８】図４に示した検査制御手順における砥粒抽出処理の処理手順と処理内容を示すフローチャート。
【図９】図８に示した砥粒抽出処理の過程で得られる画像の一例を示す図。
【図１０】図４に示した検査制御手順における砥粒解析処理の処理手順と処理内容を示すフローチャート。
【図１１】図１０に示した砥粒解析処理により得られる解析画像の一例を示す図。
【図１２】図１０に示した砥粒解析処理によるすくい角側稜線形状の検出処理を説明するための図。
【図１３】図４に示した検査制御手順のうち砥粒分布ヒストグラム生成処理の処理内容を説明するための図。
【図１４】砥粒分布ヒストグラムのうち砥石幅に対する砥粒すくい角側稜線の分布を表すヒストグラムの生成処理を説明するための図。
【図１５】砥粒分布ヒストグラムのうち砥石幅に対する砥粒面積の分布を表すヒストグラムの生成処理を説明するための図。
【図１６】砥石幅に対する砥粒面積の分布を表すヒストグラムの生成結果の一例を示す図。
【図１７】砥石幅に対する砥粒すくい角側稜線の分布を表すヒストグラムの生成結果の一例を示す図。
【図１８】工作物仕上げ面の形状の解析結果の一例を示す図。
【図１９】図４に示した検査制御手順のうち三次元マップ生成処理により生成される、砥面全体における砥粒分布の三次元マップの一例を示す図。
【図２０】図４に示した検査制御手順のうち三次元マップ生成処理により生成される個々の砥粒の三次元画像の一例を示す図。
【図２１】図８に示した砥粒抽出処理により抽出される砥粒切れ刃候補の種類を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。  
［一実施形態］
（構成）
図１は、この発明の一実施形態を示す砥面検査システムの全体構成を示す図であり、図中１，２はＸＹテーブルを示している。このＸＹテーブル１，２はＸ軸駆動部２１及びＹ軸駆動部２２を有している。これらのＸ軸駆動部２１及びＹ軸駆動部２２は後述する制御装置１０の制御の下で駆動され、ＸＹテーブル１，２上に固定された被検査工具としての砥石３をＸＹ方向、つまり水平方向に移動させる。
【００１１】
砥石３は、例えば図２に示すようにリング状をなす円盤からなり、その砥石基材３１の面上に例えばダイヤモンドからなる多数の砥粒３２，３２，…を結合剤により固着させてこれを砥面としたものである。各砥粒３２，３２，…の頂部は、図３に示すように平坦面を形成するように加工されている。
【００１２】
また、上記ＸＹテーブル１，２上には支柱４が立設されており、この支柱４にはアーム５を介してカメラ６が下向きに取付けられている。上記アーム５はＺ軸駆動部２３により支柱４に対しＺ方向、つまり上下方向に移動可能に構成されており、これにより砥石３の砥面に対するカメラ６の焦点位置を可変できるようになっている。上記Ｚ軸駆動部２３も先に述べたＸ軸駆動部２１及びＹ軸駆動部２２と同様に制御装置１０の制御の下で駆動制御される。カメラ６は、高倍率の金属顕微鏡にディジタルラインカメラを装着したもので、制御装置１０からの駆動指示に従い砥石３の砥面を所定の倍率で撮像し、その撮像画像データを制御装置１０へ出力する。
【００１３】
さらに、上記砥石３の斜め上方には第１の照明光源７及び第２の照明光源８が配置され、またカメラ６と砥石３との間にはハーフミラー９が配置されている。第１の照明光源７は例えば白色ＬＥＤを用いたもので、白色光を上記ハーフミラー９により反射させて砥石３の砥面上に垂直落射光として照射させる。第２の照明光源８は例えば赤色ＬＥＤを用いたもので、砥石３の砥面に対し赤色光を斜め上方から照射する。なお、第２の照明光源８は、赤色ＬＥＤに限らず、青色ＬＥＤ等の白色以外の有色光を発光するものであれば如何なるものを用いてもよい。
【００１４】
ところで、制御装置１０は例えばパーソナル・コンピュータからなり、以下のように構成される。図４はその機能構成を示すブロック図である。  
すなわち、制御装置１０は入出力インタフェースユニット１１と、制御ユニット１２と、記憶ユニット１３とを備えている。入出力インタフェースユニット１１は、先に述べたＸＹＺ各軸の駆動部２１〜２３及びカメラ６との間で制御信号や画像データの入出力処理を行うと共に、入力デバイス２４及び出力デバイス２５との間で入力データ及び出力データの入出力処理を行う。
【００１５】
記憶ユニット１３は、記憶媒体として例えばハードディスクやＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の随時書込み読出しが可能な不揮発性メモリを用いたもので、この実施形態を実施するために必要な記憶部として、撮像画像記憶部１３１と、砥粒抽出結果記憶部１３２と、砥粒解析結果記憶部１３３と、砥粒分布ヒストグラム記憶部１３４と、三次元マップ記憶部１３５を備えている。
【００１６】
制御ユニット１２は中央処理ユニット（Central Processing Unit；ＣＰＵ）を有し、この実施形態を実施する上で必要な制御機能として、ＸＹＺ駆動制御部１２１と、撮像制御部１２２と、砥粒抽出処理部１２３と、砥粒解析処理部１２４と、砥粒分布ヒストグラム生成処理部１２５と、三次元マップ生成処理部１２６と、検査データ出力制御部１２７を備えている。
【００１７】
ＸＹＺ駆動制御部１２１は、砥石３の砥面を撮像する際に、撮像制御部１２２による撮像制御と同期してＸＹＺ各軸の駆動部２１〜２３を駆動制御するもので、Ｘ軸駆動部２１及びＹ軸駆動部２２をそれぞれ制御して砥面に対するカメラ６のＸＹ方向におけるライン撮像位置を可変設定すると共に、Ｚ軸駆動部２３を制御して砥面に対するカメラ６のＺ方向における焦点距離をステップ的に可変設定する処理を行う。
【００１８】
撮像制御部１２２は、上記ＸＹＺ駆動制御部１２１により砥面に対するカメラ６のＸＹ方向における撮像位置及びＺ方向における焦点距離が設定されるごとに、カメラ６により撮像された砥面のライン画像データを取り込んで上記撮像画像記憶部１３１に記憶させる処理を行う。
【００１９】
砥粒抽出処理部１２３は、上記撮像画像記憶部１３１からライン画像データを読込み、この読込んだライン画像データに対し予め用意された複数種類のフィルタリング処理を実施し、このフィルタリング処理後の画像データについて予め設定したしきい値に従い二値化処理を行うことにより、上記ライン画像データから砥粒の切れ刃候補となる画像データを抽出する。そして、この抽出された砥粒の切れ刃候補となる画像データに対しラベリング処理を行った後、上記砥粒解析結果記憶部１３３に記憶させる。上記フィルタリング処理には、先に述べた第２の照明光源８の照明光色（赤色）を利用した色フィルタリング処理と、平滑化フィルタリング処理と、縮小処理と、Ｌｏｇフィルタリング処理と、最大値フィルタリング処理と、最小値フィルタリング処理が含まれる。
【００２０】
砥粒解析処理部１２４は、上記砥粒解析結果記憶部１３３から各砥粒切れ刃候補の画像データを読込み、この読込んだ砥粒切れ刃候補の画像データをもとに当該候補ごとに以下の解析パラメータを求める処理を実行する。  
(1) 砥面全域における各砥粒切れ刃候補の重心の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸）を算出する処理。  
(2) 凸多角形近似及び円形度を算出する処理。  
(3) 内部欠損及び外部欠損を検出する処理。  
(4) 面積及び欠損度を算出する処理。  
(5) 砥面の回転方向に対するすくい角側の稜線形状を検出する処理。  
そして砥粒解析処理部１２４は、上記求められた各解析パラメータのデータを上記砥粒解析結果記憶部１３３に記憶させる処理を行う。
【００２１】
砥粒分布ヒストグラム生成処理部１２５は、上記砥粒解析結果記憶部１３３から各砥粒切れ刃候補の面積、すくい角側稜線形状の検出データを読込む。そして、これらの解析パラメータの各々について、その値を砥石３の幅方向において同じ位置にあるものどうしで砥面全面にわたり加算することにより、砥石３の幅方向における面積及びすくい角側稜線形状の各分布を表すヒストグラムデータを生成する。そして、この生成された各ヒストグラムデータを上記砥粒分布ヒストグラム記憶部１３４に記憶させる処理を行う。
【００２２】
三次元マップ生成処理部１２６は、上記砥粒解析結果記憶部１３３から、各砥粒切れ刃候補の重心の座標と、凸多角形近似の面積のデータを読込み、この読込んだ解析パラメータをもとに砥石３の砥面全域における砥粒の分布状態を三次元的に表した三次元マップを生成する。そして、この生成した三次元マップデータを上記三次元マップ記憶部１３５に記憶させる処理を行う。
【００２３】
検査データ出力制御部１２７は、入力デバイス２４により検査データの出力指示が入力されたことを入出力インタフェースユニット１１を介して認識した場合に、上記砥粒分布ヒストグラム記憶部１３４及び三次元マップ記憶部１３５から砥粒分布のヒストグラムデータ及び三次元マップデータを読み出す。そして、この読み出された砥粒分布のヒストグラムデータ及び三次元マップデータを、入出力インタフェースユニット１１を介して出力デバイス２５へ出力する処理。
【００２４】
出力デバイス２５は、ディスプレイ、プリンタ又は外部記憶装置等を備え、上記制御装置１０から出力された砥粒分布のヒストグラムデータ及び三次元マップデータを表示、印刷或いは記憶する。なお、上記出力デバイス２５とは別に制御装置１０内又は装置外に通信インタフェースユニットを追加することで、上記砥粒分布のヒストグラムデータ及び三次元マップデータを通信ネットワークを介して他の情報処理装置等に送信することも可能である。
【００２５】
（動作）
次に、以上のように構成された砥面状体検査システムの動作を、制御装置１０の制御手順に従い説明する。図５は、制御装置１０による制御手順とその処理内容を示すフローチャートである。  
（１）検査用パラメータの初期設定
制御装置１０において、制御ユニット１２は先ずステップＳ１１において、検査者が入力デバイス２４を操作して入力した検査用パラメータを入出力インタフェースユニット１１を介して取り込み、この検査用パラメータを制御ユニット１０内の制御用メモリに格納する。
【００２６】
検査用パラメータとしては、砥石３の検査対象となる砥面の範囲を表す座標と、砥面をラインカメラで撮像するときの各撮像ライン間のオーバラップ幅Ｌw と、砥粒３２の高さを測定するときのカメラ６の上下方向への最大移動量とステップ幅が挙げられる。このうち撮像ライン間のオーバラップ幅Ｌw は、例えば図７に示すようにＪＩＳ規格により規定される砥粒の平均径より少し広い値に設定される。
【００２７】
（２）砥面の撮像
検査に先立ち、検査者は検査対象の砥石３をＸＹテーブル１，２上の所定の位置にセットする。そして、この砥石３のセット完了後に入力デバイス２４から検査開始指示を入力する。  
制御ユニット１２は、ステップＳ１２により検査開始指示の入力を監視している。そして、この状態で検査開始指示の入力を検出すると、ＸＹＺ駆動制御部１２１の制御の下で、先ずステップＳ１３によりＸＹ各軸の駆動部２１，２２を駆動制御して、砥石３の砥面の最初の検査対象領域がカメラ６の直下になるように位置を初期設定する。また、それと共にＺ軸駆動部２３を駆動して、砥石３の砥面に対するカメラ６の光軸方向の位置、つまり焦点位置を初期設定する。このとき、焦点の初期位置は、砥粒３の先端部（頂部）より十分にカメラ６寄りの位置となるように設定する。
【００２８】
続いてＸＹＺ駆動制御部１２１及び撮像制御部１２２の制御の下で、ステップＳ１４によりＸＹ各軸の駆動部２１，２２を制御してＸＹテーブル１，２を移動させながらカメラ６を動作させることで、カメラ６により砥面の検査対象領域を例えば図６に示すようにライン状に順次撮像する。そして、この撮像制御により得られた各ラインＬ１〜Ｌ６の画像データをステップＳ１５により撮像画像記憶部１３１に順次格納する。
【００２９】
ここで、上記各ラインＬ１〜Ｌ６の幅はカメラ６の撮像視野により決まり、また各ラインＬ１〜Ｌ６間のオーバラップ幅Ｌw は事前に設定した検査用パラメータにより決まる。このオーバラップ幅Ｌw は、先に述べたようにＪＩＳ規格により規定される砥粒の平均径より少し広い値に設定されている。このため、各ラインＬ１〜Ｌ６間にオーバラップ幅Ｌw を設けたことにより、各ラインＬ１〜Ｌ６間に位置する砥粒を漏れなく撮像することが可能となる。
【００３０】
上記焦点の初期位置における各ライン撮像処理が終了すると、制御ユニット１２はステップＳ１３に戻って、Ｚ軸駆動部２３を駆動することによりカメラ６の焦点位置を予め定めたステップ量だけ光軸方向に移動させる。そして、この状態でＸＹテーブル１，２を移動させながらカメラ６を動作させることにより、上記検査対象領域に対し上記した各ラインＬ１〜Ｌ６の撮像処理を行い、そのライン画像データを撮像画像記憶部１３１に格納する。以後同様に、ステップＳ１３〜Ｓ１５において、カメラ６の焦点位置を光軸方向に一定量移動させるごとに、上記検査対象領域に対し各ラインＬ１〜Ｌ６の撮像処理を行ってそのライン画像データを撮像画像記憶部１３１に格納する。
【００３１】
そうしてすべての焦点距離におけるライン撮像処理が終了すると、制御ユニット１２は次にＸＹＺ駆動制御部１２１及び撮像制御部１２２の制御の下でＸＹテーブル１，２を制御し、砥面上のまだ検査が行われていない検査対象領域がカメラ６の直下になるように位置を設定する。そして、この検査対象領域に対し、先に述べたようにカメラ６の光軸方向の位置（焦点位置）をステップ的に移動させるごとにライン撮像処理を行い、そのライン画像データを撮像画像記憶部１３１に順次格納する。  
以上の撮像処理は、砥面のすべての検査対象領域について焦点位置別のライン画像データが得られた時点で終了となる（ステップＳ１６）。
【００３２】
（３）砥粒抽出処理
上記撮像処理が終了すると制御ユニット１２は、次にステップＳ１７により砥粒抽出処理部１２３を起動し、この砥粒抽出処理部１２３の制御の下で、上記撮像画像記憶部１３１に記憶された各ライン画像データから研削に関与する砥粒３２の候補となる画像を抽出するための処理を以下のように実行する。図６はその抽出処理の手順と処理内容を示すフローチャートである。
【００３３】
（３−１）平滑化及び色フィルタリング処理
すなわち、上記撮像画像記憶部１３１からライン画像データを順次読み出し、この読み出された各ライン画像データに対し先ずステップＳ２１により平滑化処理を行う。平滑化処理は、画像の輝度値を平らに滑らかにする処理であり、画像中のノイズを除去するために行われる。図９（ａ）は上記読み出された原画像の一例を、また図９（ｂ）は平滑化フィルタ処理後の画像の一例とその輝度分布を示す図である。
【００３４】
また、この平滑化処理に先立ち砥粒抽出処理部１２３は、ライン画像データに対しその色に着目したフィルタリング処理を以下のように実行する。すなわち、砥石３の砥粒３２の頂部は図３に示したように平坦でかつ凹凸が少なく鏡面に近い状態となっているのに対し、砥粒３２が設けられていない砥石基材３１面は平坦であっても凹凸が多い。この点に着目し、図１に示したように砥石３の検査対象領域に対し、第１の照明光源７により白色光を垂直落射光として照明すると同時に、第２の照明光源８により斜め上方から赤色光を照明する。
【００３５】
このようにすると、砥粒３２の頂部では白色光が強く反射されてカメラ６に入射するが、赤色光はその大部分が第２の照明光源８に対し反対側の斜め上方に反射されるためカメラ６には入射しない。これに対し砥石基材３１面では、その凹凸により赤色光が乱反射してその一部が白色照明の反射光と共にカメラ６に入射する。したがって、カメラ６により撮像された砥面の画像の色は、砥粒３２の頂部では白色が支配し、砥石基材３１面では白色と赤色が混在した色となる。そこで、ライン画像データに対し赤色領域の輝度を抑圧するフィルタリング処理を施すことで、砥石基材３１面に対し砥粒３２の頂部が強調された画像を得ることができる。
【００３６】
（３−２）縮小処理
次に砥粒抽出処理部１２３は、ステップＳ２２において、上記平滑化及び色フィルタリング処理後のライン画像データに対し、検出誤差に影響がでない程度に画素を減らす処理を行う。この処理はそれ以降の画像処理に対する制御ユニット１１のデータ処理量を減らして処理時間を短縮するためのものである。なお、制御ユニット１１のＣＰＵの処理能力が十分に高ければ、必ずしも実行しなくてもよい。
【００３７】
（３−３）Ｌｏｇフィルタ
続いて砥粒抽出処理部１２３は、ステップＳ２３において、上記縮小処理後のライン画像データに対し、砥粒３２部分のエッジを検出するための処理を行う。このエッジ検出処理にはＬｏｇフィルタが使用される。Ｌｏｇフィルタは、ガウシアンフィルタとラプラシアンフィルタを組み合わせたもので、ガウシアンフィルタにより平滑化した後、ラプラシアンフィルタにより２次微分と同様の処理を行い、これにより値が＋から−に変化するゼロ交差点をエッジとして検出する。そして、このＬｏｇフィルタにより処理された後の画像データＡをステップＳ２４で制御ユニット１１内のメモリに一旦保存する。図９（ｃ）はこのＬｏｇフィルタ処理後の画像の一例とその輝度分布を示す図である。
【００３８】
（３−４）最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理
次に砥粒抽出処理部１２３は、ステップＳ２５，Ｓ２６において、上記Ｌｏｇフィルタにより処理された後のライン画像データに対し、砥粒３２部分の範囲を強調するための処理を行う。この実施形態で検査対象とする砥石は、図３に例示したように砥石基材３１上に砥粒３２を独立して突設させているため、その画像は黒いリング内に砥粒３２が存在するものとなります。そこで、このリングの範囲を最大値フィルタ及び最小値フィルタにより強調する。そして、この最大値フィルタ及び最小値フィルタにより処理された後の画像データＢをステップＳ２７で制御ユニット１１内のメモリに一旦保存する。図９（ｄ），（ｅ）はそれぞれ最大値フィルタ及び最小値フィルタによりフィルタリング処理された後の画像の一例とその輝度分布を示している。
【００３９】
（３−４）砥粒切れ刃候補の絞り込み及び抽出処理
続いて砥粒抽出処理部１２３は、ステップＳ２８において、上記Ｌｏｇフィルタ処理後の画像データＡと、上記最大値フィルタ及び最小値フィルタによりフィルタリング処理された後の画像データＢを読み出し、これらの画像データＡ，Ｂをもとに砥粒切れ刃候補の絞り込み及び抽出処理を行う。
【００４０】
先ずステップＳ２８１において、上記Ｌｏｇフィルタ処理後の画像データＡから図９（ｆ）に示すように絶対値が０以上の画素のみを抽出する。これにより砥粒切れ刃候補が絞り込まれる。そして、次にステップＳ２８２において、上記最大値フィルタ及び最小値フィルタにより処理された後の画像データＢとＬｏｇフィルタ処理後の画像データＡとの差分を計算し、この差分画像Ｂ−Ａを予め設定されたしきい値Ｔｈ１と比較して、輝度がしきい値Ｔｈ１以上の部位を抽出する。図９（ｇ）は上記画像データＢ，Ａ間の差分画像の一例とその輝度分布を示し、図９（ｈ）は上記しきい値Ｔｈ１との比較により抽出された画像の一例を示すものである。同図に示すように、図８に示した砥粒抽出処理を実施することにより、原画像（図９（ａ））から砥粒切れ刃の候補となる画像を絞り込むことができる。
【００４１】
（３−５）抽出された砥粒切れ刃候補の保存
砥粒抽出処理部１２３は、上記絞り込まれた砥粒切れ刃候補の画像の各々に対しステップＳ２９によりラベリング処理を行い、このラベリング処理により発行された砥粒識別番号に関連付けて上記絞り込まれた砥粒切れ刃候補の画像データを、ステップＳ３０により砥粒抽出結果記憶部１３２に一旦記憶させる。
【００４２】
（３−６）砥粒切れ刃候補の抽出
砥粒抽出処理部１２３は、最後に、上記絞り込まれた砥粒切れ刃候補の画像がカメラ６の合焦点領域内に存在するか否かを判断するために、上記絞り込まれた砥粒切れ刃候補の画像について輪郭抽出処理を行う。そして、この輪郭抽出処理により抽出された輪郭の円形度を求め、この円形度が予め設定されたしきい値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する。また、上記抽出された輪郭の形状を予め記憶されている砥粒の基本形状と比較することにより輪郭一致度を求め、この輪郭一致度をしきい値Ｔｈ３と比較して、輪郭一致度がしきい値Ｔｈ３以上となる砥粒切れ刃候補の画像を最終的に砥粒切れ刃候補の画像として抽出する。そして、この抽出された砥粒切れ刃候補の画像データを砥粒抽出結果記憶部１３２に記憶させる。
【００４３】
なお、カメラ６の合焦点領域内に存在すると判定された砥粒切れ刃候補には、次の３種類がある。図２１にその例を示す。  
(1) 砥粒の最外面の全面が研削に関与するもの。すなわち、砥粒の頂部全体が切れ刃として機能するもの（図２１（ａ））。  
(2) 砥粒の最外面の一部が研削に関与するもの。すなわち、砥粒の頂部の一部のみが切れ刃として機能するもの（図２１（ｂ））。  
(3) 砥粒の最外面の全面が研削に関与しないもの。すなわち、砥粒の頂部全体が切れ刃として機能しないもの（図２１（ｃ））。
【００４４】
（４）砥粒解析処理
上記砥粒抽出処理が終了すると、制御ユニット１１は次にステップＳ１８により砥粒解析処理部１２４を起動し、この砥粒解析処理部１２４の制御の下で、上記抽出された各砥粒切れ刃候補に対し以下のように砥粒解析処理を実行する。図１０はその処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
【００４５】
（４−１）砥粒切れ刃候補の重心の算出
すなわち、砥粒解析処理部１２４は、先ずステップＳ３１において各砥粒切れ刃候補の画像の重心をＸ、Ｙ、Ｚの各軸について計算し、この計算された重心の値を砥石３の砥面全域における当該砥粒切れ刃候補の位置を表す座標情報として、砥粒解析結果記憶部１３３に記憶させる。
【００４６】
（４−２）砥粒切れ刃候補の凸多角形近似及び円形度の算出
砥粒解析処理部１２４は、次にステップＳ３２により、各砥粒切れ刃候補の画像の各々についてその突出部（角）を直線で結ぶいわゆる凸多角形近似を行う。またそれと共に、上記各砥粒切れ刃候補の画像の円形度を算出する。円形度は、砥粒切れ刃候補の形状がどれだけ円に近いかを表す形状の解析パラメータであり、砥粒切れ刃候補の面積をＳ、周囲長をＬとしたとき、
円形度＝４πＳ／Ｌ2 
として計算できる。
【００４７】
そして砥粒解析処理部１２４は、上記凸多角形近似された画像データ及び上記円形度の算出データを砥粒解析結果記憶部１３３に記憶させる。例えば、いま砥粒３２の原画像を図１１（ａ）とし、上記砥粒抽出処理により抽出された砥粒切れ刃候補の画像が図１１（ｂ）に示すものだったとすると、上記凸多角形近似により図１１（ｃ）に示すような画像が得られる。
【００４８】
（４−３）内部欠損及び外部欠損の検出
砥粒解析処理部１２４は、続いてステップＳ３３，Ｓ３４において、上記凸多角形近似された画像から砥粒頂部の内部欠損及び外部欠損を検出する処理を行う。内部欠損は、凸多角形近似された画像内で正反射していない領域として検出される。外部欠損は、上記凸多角形近似された画像の辺に隣接した正反射していない領域として検出される。そして、この内部欠損及び外部欠損の検出データは、砥粒解析結果記憶部１３３に記憶される。図１１（ｅ）にこの内部欠損及び外部欠損の検出結果の一例を示す。
【００４９】
（４−４）面積及び欠損度の算出
砥粒解析処理部１２４は、続いてステップＳ３５において、上記凸多角形近似された画像の面積Ｓt と、この凸多角形近似された画像の面積Ｓtから上記内部欠損及び外部欠損の面積を差し引いた面積Ｓj を算出する。また、この面積の算出結果から欠損度を算出する。欠損度は、
欠損度＝１−（Ｓj ／Ｓt ）
として算出される。そして、この算出された各面積Ｓj 、Ｓt 及び欠損度は、砥粒解析結果記憶部１３３に記憶される。
【００５０】
ところで、上記面積Ｓt 及びＳj は、砥粒切れ刃候補抽出処理において抽出されたすべての砥粒切れ刃候補について算出される。しかし、この算出対象となった砥粒切れ刃候補には、先に（３−６）において述べたように、砥粒の最外面の全面が研削に関与するもの(1) ばかりでなく、砥粒の最外面の一部のみが研削に関与するもの(2) や、砥粒の最外面が研削にまったく関与しないもの(3) も含まれる。このため、砥粒切れ刃候補によっては、上記面積Ｓj は研削に関与する切れ刃の面積を正確に表したものとはなっていない。
【００５１】
そこで本実施形態では、当初解析対象とした各砥粒切れ刃候補の中から、研削に関与する切れ刃部分を有する砥粒切れ刃候補を抽出し直し、さらにこの再抽出した砥粒切れ刃候補の各々について、切れ刃部分の実際の大きさに応じて面積Ｓj を計算し直すようにしている。
【００５２】
この砥粒切れ刃候補の再抽出処理と面積Ｓj の再計算処理は、砥粒切れ刃候補の最外面における画像の輝度又は白色度に基づいて行う。  
すなわち、砥粒切れ刃候補の最外面における画像の輝度又は白色度は、図２１に例示したように最外面に面していない部位に比べて高くなる。そこで、最外面における画像の輝度又は白色度と、最外面に面していない部位の画像の輝度又は白色度との間にしきい値を設定し、画像の輝度又は白色度がこのしきい値以上の砥粒切れ刃候補を再抽出する。さらに、この再抽出された砥粒切れ刃候補の画像について、上記しきい値以上の輝度又は白色度を有する部位の外形の面積を上記凸多角形近似等の手法で算出すると共に、この凸多角形近似された画像内の内部欠損及び外部欠損部分をその輝度又は白色度に応じて検出してその面積を算出する。そして、上記凸多角形近似により算出された面積から、上記内部欠損及び外部欠損部分の面積を差し引くことにより、実際に研削に関与する切れ刃部分の面積Ｓj ′を算出し直す。この再計算された砥粒切れ刃候補の切れ刃部分の面積Ｓj ′も砥粒解析結果記憶部１３３に記憶される。
【００５３】
（４−５）すくい角側の稜線形状の検出
砥粒解析処理部１２４は、続いてステップＳ３６において、上記凸多角形近似された画像と、事前に検査用パラメータとして設定された砥石３の回転方向の情報とをもとに、砥面の回転方向に対する上記砥粒切れ刃候補のすくい角側の稜線形状を検出する。例えば、砥石３の回転方向が図１２に示すように設定されていれば、凸多角形近似された各砥粒切れ刃候補についてすくい角側の稜線形状は同図に示す辺３３として検出される。そして、この検出された砥粒切れ刃候補のすくい角側の稜線形状を表す画像データは、砥粒解析結果記憶部１３３に記憶される。図１１（ｄ）はこの検出されたすくい角側の稜線形状を表す画像データの一例を示すものである。
【００５４】
なお、上記すくい角側の稜線形状は、上記面積Ｓt を算出する際に使用した凸多角形近似された画像ではなく、上記最外面における画像の輝度又は白色度をもとに再抽出された砥粒切れ刃候補の画像をもとに検出するようにしてもよい。このようにすると、実際に研削に関与する切れ刃部分のすくい角側の稜線形状を検出することが可能となる。
【００５５】
（５）砥粒分布ヒストグラムの生成
上記砥粒解析処理によりすべての砥粒切れ刃候補についての解析処理が終了すると、制御ユニット１２は次にステップＳ１９により砥粒分布ヒストグラム生成処理部１２５を起動し、この砥粒分布ヒストグラム生成処理部１２５の制御の下で、以下のように砥粒分布ヒストグラムの生成処理を実行する。
【００５６】
すなわち、先ず砥粒解析結果記憶部１３３から上記再計算により求められた実際に研削に関与する切れ刃部分の面積Ｓj ′と、当該切れ刃部分のすくい角側稜線形状の検出データを読込む。そして、これらの検出データの各々について、その画素値を砥石３の幅方向において同じ位置にあるものどうしで砥面全域にわたり累積加算することにより、砥石３の幅方向における砥粒の切れ刃部分の面積Ｓj ′及び当該切れ刃部分のすくい角側稜線形状の各分布を表すヒストグラムデータを生成する。
【００５７】
図１３及び図１５は、切れ刃部分の面積Ｓj ′のヒストグラム生成処理のイメージを示している。また図１４は、切れ刃部分のすくい角側稜線形状のヒストグラム生成処理のイメージを示している。そして、この生成された各ヒストグラムデータを上記砥粒分布ヒストグラム記憶部１３４に記憶させる。
【００５８】
図１６及び図１７は、それぞれ図２に示したリング状をなす円盤型砥石の試供品に対し実際に砥粒切れ刃候補の抽出及び解析処理を行い、その結果に基づいて生成した切れ刃部分の面積Ｓj ′及び切れ刃部分のすくい角側稜線形状のヒストグラムを示すものである。これらの図から分かることは、砥粒の分布は砥石の幅方向の位置によってばらつきがあるということと、砥粒の分布量が円盤型砥石３の内周側より外周側の方が多くなっているということである。
【００５９】
図１８は、同じ円盤型砥石の試供品を用いて工作物を研削加工したときの工作物の仕上げ面形状を示す図である。図１６、図１７と図１８とを比較すると、上記砥粒分布のヒストグラムは工作物の仕上げ面形状と対応していることが分かる。したがって、上記砥粒分布を表すヒストグラムを用いることで工作物の仕上げ面形状を予測することが可能となり、工作物の仕上げ面形状を改善するための種々対策を講じることが可能となる。
【００６０】
例えば、研削加工を行う際に、砥石と工作物の相対位置を、上記ヒストグラムから求められる砥石の幅方向における砥粒分布の間隔に応じて設定したピッチで、砥石の幅方向にシフトするように制御する。このようにすると、無駄な研削を行うことなく効率良く、工作物の仕上げ面に発生する条痕の突出量を減らして仕上げ面をより平坦な面にすることが可能となる。
【００６１】
（６）砥面の三次元マップの生成
上記砥粒解析処理によりすべての砥粒切れ刃候補についての解析処理が終了すると、制御ユニット１２は次にステップＳ２０により三次元マップ生成処理部１２６を起動し、この三次元マップ生成処理部１２６の制御の下で、以下のように砥面の三次元マップを生成する。
【００６２】
すなわち、先ず上記砥粒解析結果記憶部１３３から各砥粒切れ刃候補の重心の座標と、当該砥粒切れ刃候補の凸多角形近似された画像の面積Ｓt と、上記砥粒切れ刃候補のうち研削に関与する切れ刃部分が検出された砥粒切れ刃候補の切れ刃部分の面積Ｓj ′を表す解析パラメータを読込む。そして、この読込んだ解析パラメータをもとに砥石３の砥面全域における砥粒の分布状態を三次元的に表した三次元マップを生成する。そして、この生成した三次元マップデータを上記三次元マップ記憶部１３５に記憶させる処理を行う。
【００６３】
図１９は、生成された三次元マップの一例を示すものである。このマップでは、研削に関与する切れ刃部分が検出された砥粒切れ刃候補を表すマークを、その重心の位置座標に応じて砥面を表す画像上に表示している。そして、当該砥粒切れ刃候補ごとに研削に対する関与度を求め、この関与度の違いを異なる色で上記各マークに重ねて表示している。
【００６４】
関与度は、上記凸多角形近似された画像の面積Ｓt に対する、実際に研削に関与する切れ刃部分の面積Ｓj ′の割合として求めることができる。例えば、図１９では切れ刃部分の面積Ｓj ′が凸多角形近似された画像の面積Ｓtの３０％以上であるか、３０％未満であるか、０％であるかの３段階で表され、それぞれ異なる色、例えば赤、緑、白が割り当てられる。
【００６５】
このような三次元マップを生成することで、砥石３の砥面全域にわたって砥粒の分布状態と各砥粒の状態（研削への関与の度合い）を一目で容易に把握することが可能となる。例えば、図１９においてマークが表示されていない場所は砥粒切れ刃候補が抽出できなかったり、また抽出できても研削に関与する切れ刃を持たない砥粒が存在する場所であり、砥粒が大きく欠損したか或いは砥粒自体が脱落した場所であると推測できる。また、マークの色によりその砥粒の研削に対する関与の度合いを一目で把握することが可能となる。なお、上記例では関与度を３０％以上、３０％未満及び０％の３段階に色を異ならせて表示する場合を例示したが、４段階以上に色を異ならせて表示するようにしてもよく、また色以外にマークの形状や大きさ、表示濃度を異ならせるようにしてもよい。
【００６６】
また、本実施形態ではカメラ６の焦点位置をステップ的に可変してそれぞれ画像を撮像し、かつこれらの画像データから砥粒切れ刃候補を抽出してそれぞれ凸多角形近似された図形等を算出するようにしている。そこで、これらの解析パラメータを用いて、個々の砥粒切れ刃候補の三次元画像を生成することもできる。図２０はこの生成された三次元画像の一例を示すものである。この砥粒切れ刃候補の三次元画像を用いると、切れ刃候補として抽出されなかった砥粒の状態を詳しく確認することが可能となる。
【００６７】
（作用効果）
以上詳述したようにこの実施形態では、ＸＹＺ駆動制御部１２１及び撮像制御部１２２の制御の下でカメラ６により砥石３の砥面を撮像してそのライン画像データを取り込み、各ライン画像データに対し砥粒抽出処理部１２３により予め用意された複数のフィルタリング処理を行うことで上記ライン画像データから砥粒切れ刃候補の画像を抽出する。そして、砥粒解析処理部１２４の制御の下で、上記抽出された各砥粒切れ刃候補の画像から、砥面全域における各砥粒切れ刃候補の重心の座標と、凸多角形近似データ及び円形度と、内部欠損及び外部欠損と、面積及び欠損度と、すくい角側の稜線形状をそれぞれ算出又は検出する。そして、この得られた解析パラメータをもとに、砥石３の幅方向における砥粒分布ヒストグラムと、砥石３の砥面全域における砥粒の分布状態を表す三次元マップを生成するようにしている。
【００６８】
したがって、この実施形態によれば以下のような作用効果が奏せられる。  
(1) 砥石３の砥面全域に渡ってその画像データを自動的に取得することが可能となる。その際、ラインカメラの機能を用いて検査対象領域の画像を複数のライン画像データとして得るようにしているので、エリアカメラを用いて１枚の画像データとして得る場合に比べて画像データの取得に要する時間を大幅に短縮し、これにより検査の高速化を図ることが可能となる。しかも、ライン画像データを得る際に、各ラインＬ１〜Ｌ６間にＪＩＳ規格により規定される砥粒の平均径より少し広い値に設定したオーバラップ幅Ｌw を設定しているので、各ラインＬ１〜Ｌ６間に位置する砥粒を漏れなく撮像することが可能となる。
【００６９】
(2) 砥面を撮像する際に、その検査対象領域に対し第１の照明光源７により白色光を垂直落射光として照明すると同時に、第２の照明光源８により斜め上方から赤色光を照明する。そして、この状態で得られたライン画像データに対し、赤色領域の輝度を抑圧するフィルタリング処理を施すようにしている。したがって、カメラ６により撮像された砥面の画像の色は、砥粒３２の頂部では白色が支配し、砥石基材３１面では白色と赤色が混在した色となり、このライン画像データに対し赤色領域の輝度を抑圧するフィルタリング処理を施すことで、砥石基材３１面に対し砥粒３２の頂部が強調された画像を得ることが可能となる。
【００７０】
(3) 抽出された各砥粒切れ刃候補の画像をもとに、砥面全域における各砥粒切れ刃候補の重心の座標と、凸多角形近似データ及び円形度と、内部欠損及び外部欠損と、面積及び欠損度と、すくい角側の稜線形状をそれぞれ自動的に定量化することができる。特に、砥粒切れ刃候補の面積を算出する際には、砥粒切れ刃候補の最外面における画像の輝度又は白色度に基づいて、この画像の輝度又は白色度がしきい値以上の砥粒切れ刃候補を抽出し、この抽出された砥粒切れ刃候補について面積を再計算することで、砥粒切れ刃候補の実際に研削に関与する切れ刃部分の面積Ｓj ′を定量化することができる。
【００７１】
(4) 解析パラメータをもとに、砥石３の幅方向における砥粒切れ刃候補の実際に研削に関与する切れ刃部分の面積Ｓj ′及び当該切れ刃部分のすくい角側稜線形状のヒストグラムを生成するようにしたので、砥石の幅方向における砥粒の切れ刃の分布のばらつき度合いや分布の粗密の間隔等を解析することができ、これらの解析データを研削加工の制御にフィードバックすることで、工作物の仕上げ精度を向上させることが可能となる。
【００７２】
(5) 解析パラメータをもとに、砥石３の砥面全域における砥粒の分布状態と、各砥粒の研削加工に対する関与度を表示した三次元マップを生成するようにしているので、砥石３の砥面全域にわたり砥粒の分布状態と各砥粒の状態（研削に関与の度合い）を一目で容易に把握することが可能となる。
【００７３】
［その他の実施形態］
なお、この発明は上記一実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態ではリング状円盤型砥石を例にとって説明したが、円筒の周面に砥粒を散設した円筒状砥石にもこの発明は適用可能である。要するに、砥石の種類や形状については如何なるものであってもよい。
【００７４】
その他、制御装置の構成をはじめ、ＸＹＺ駆動制御部、撮像制御部、砥粒抽出処理部、砥粒解析処理部、砥粒分布ヒストグラム生成処理部、三次元マップ生成処理部及び検査データ出力制御部の制御手順と処理内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
【００７５】
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…Ｘテーブル、２…Ｙテーブル、３…砥石、４…支柱、５…アーム、６…カメラ、７…第１の照明光源、８…第２の照明光源、９…ハーフミラー、１０…制御装置、１１…入出力インタフェース、１２…制御ユニット、１２１…ＸＹＺ駆動制御部、１２２…撮像制御部、１２３…砥粒抽出処理部、１２４…砥粒解析処理部、１２５…砥粒分布ヒストグラム生成処理部、１２６…三次元マップ生成処理部、１２７…検査データ出力制御部、１３…記憶ユニット、１３１…撮像画像記憶部、１３２…砥粒抽出結果記憶部、１３３…砥粒解析結果記憶部、１３４…砥粒分布ヒストグラム記憶部、１３５…三次元マップ記憶部、２１…Ｘ軸駆動部、２２…Ｙ軸駆動部、２３…Ｚ軸駆動部、２４…入力デバイス、２５…出力デバイス、３１…砥石基材、３２…砥粒、３３…すくい側稜線。
【図１】
0005569883.tif 000002
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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