(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面加工された検査対象物の加工表面である検査面の性状を検査する装置であって、
前記検査面に入射する光の濃淡の形態に対して、前記検査対象物の検査面での反射光による生じる濃淡の形態が、検査面の性状により異なるように、前記検査面に濃淡の光を照射する照明装置を設け、前記検査対象物の前記照明装置で照明された検査面を撮像する撮像装置を設け、この撮像装置で撮像された画像を、表面性状の判別を容易化した画像に処理する画像処理手段を設け、この画像処理手段で処理された画像の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、この特徴量抽出手段の抽出結果によって表面性状の判別を行う判別手段とを設け、前記照明装置が、前記無数の淡部が複数の線上に並ぶ濃淡の光を照射するものであって、前記特徴量抽出手段が、画像の淡部または濃部をカウントするものであることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
請求項１において、前記照明装置は、無数の淡部が分散した濃淡の光を照射するものとした外観検査装置。
【請求項３】
請求項２において、前記照明装置は、前記無数の淡部が複数の線上に並ぶ濃淡の光を照射するものとした外観検査装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記照明装置は、光源と、光の透過部を分散して有する遮光部材とを備えた外観検査装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記照明装置は、個々の淡部をそれぞれ生じさせる複数の半導体発光素子を有する外観検査装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記照明装置は、光源が、検査面と撮像装置を結ぶ直線上以外に、単数、又は、複数、配置されて、前記検査面を撮像可能に設けた外観検査装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記撮像装置で撮像された画像を表示する表示装置を設けた外観検査装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記判別手段は、表面粗さの違いを検出するものである外観検査装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記判別手段は、前記検査対象物の検査面における、疵、素材欠陥、および加工不良の少なくともいずれか１つを判別するものである外観検査装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記検査対象物の検査面が、機械加工された部材の加工表面である外観検査装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記機械加工された部材は軸受部品である外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、機械等で表面加工を施された検査対象物の加工表面を検査する外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加工表面の仕上げ加工を人手により行う場合には、この加工表面の検査を目視にて行うことが一般的になされている。また、仕上げ加工を機械加工により行う場合は、例えば、模範となる加工表面を予め一般的な照明下で撮像しておく。この撮像した画像または画像の特徴量を見本データとして記憶しておき、この見本データと、仕上げ加工が施されたワークの加工表面が撮像された画像データとを比較することにより、その仕上げ度合いを評価する等の方法がとられている。
【０００３】
先行技術として、検査対象物の加工表面を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、画像信号の輝度に基づく画像信号処理により変換処理された画像情報をフーリエ変換すると共に、フーリエ変換された結果に基づいて加工表面の表面粗さを定量化する数値演算処理手段と、を備えた装置により、加工表面を検査する手法が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１６００５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の加工表面の検査を目視にて行う方法では、個人差、体調、疲労等の要因から検査を実施する人または検査を実施する時間によって、検査の合否判定基準が異なり正確な検査結果が得られないという問題がある。
この検査を実施するには、加工表面を目視で判断できるようになるための充分な経験が必要とされ、加工表面を検査できる人が制限されるといった問題がある。
【０００６】
フーリエ変換による画像解析手法では、加工表面の状態により周波数フィルタ等の検査パラメータを検証評価する必要があり、画像処理やその処理方法に精通したオペレータが必要となる問題がある。また、画像処理装置においては、専用のフーリエ変換機能を有する機能が必須となるため、コストが上がる問題も発生する。
さらに、フーリエ変換による画像解析手法では、加工目を直接拡大し撮像する必要があり、一度に撮像できる視野の範囲が限定される。このため、検査対象物の検査面が広い場合は、何度も撮像判定する必要がある。
【０００７】
この発明の目的は、画像処理等に精通したオペレータを必要とすることなく、検査対象物の検査面の性状を簡単且つ正確に検査することができ、コスト低減を図ることができる外観検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の外観検査装置は、表面加工された検査対象物の加工表面である検査面の性状を検査する装置であって、前記検査面に入射する光の濃淡の形態に対して、前記検査対象物の検査面での反射光による生じる濃淡の形態が、検査面の性状により異なるように、前記検査面に濃淡の光を照射する照明装置を設けたことを特徴とする。なお、反射光により生じる濃淡の形態の違いは、直接の目視で識別できる程度であることが望ましい。
【０００９】
この構成によると、照明装置で濃淡の光が照射された検査面は、検査面の表面粗さ等の性状によって乱反射と正反射の状態が異なることから、反射光で生じる濃淡の形態が、検査面の性状によって異なる。そのため、反射光で生じる濃淡の形態から、検査面の性状を検査することができる。例えば、精度の高い超仕上げ加工面のように、検査面の表面粗さがＲａ０．０１μｍオーダーのものは、入射光の濃部と淡部とが完全に映り込んだ、鏡に映し込んだ状態となり、一般的な超仕上げ加工面のように表面粗さがＲａ０．１μｍオーダーのものは、正反射と乱反射とが混じって見える状態となる。そのため、検査面の表面粗さ等の性状が検出できる。また、検査面の加工目の状態そのものを撮像して検査するものではなく、濃淡の光を照射によって検査面に映り込む形態で検査するため、検査面の性状によって明確な差が生じ、加工面の直接の目視や、撮像画像の目視、または自動判別のいずれの場合において、検査面の性状を簡単かつ正確に検査することができる。これらのため、画像処理等に精通したオペレータを必要とすることなく、検査対象物の検査面の性状を簡単且つ正確に検査することができ、コスト低減を図ることができる。
【００１０】
この発明において、前記照明装置は、無数の淡部が分散した濃淡の光を照射するものとしても良い。無数の淡部が分散した濃淡の光を照射することにより、検査面の性状による正反射と乱反射の違いで生じる反射光の濃淡の形態の違いが明確となる。
この場合に、前記照明装置が、前記無数の淡部が複数の線上に並ぶ濃淡の光を照射するものとした場合は、反射光で生じる濃淡の形態は、表面性状によっては明るい線と暗い線とでなる、線状に見える形態となる。そのため、検査面の性状による反射光の濃淡の形態の違いが、より一層明確となる。
【００１１】
この発明において、前記照明装置は、光源と、光の透過部を分散して有する遮光部材とを備えたものであっても良い。遮光部材を設けると、希望の濃淡の形態の光の照射が簡単に行える。
前記照明装置は、個々の淡部をそれぞれ生じさせる複数の半導体発光素子を有するものであっても良い。半導体発光素子は、例えば発光ダイオード等とする。このように複数の半導体発光素子を用いると、遮光部材を設けることなく、濃淡の形態の光の照射が行え、構成の簡素化が可能となる。
【００１２】
前記検査対象物の前記照明装置で照明された検査面を撮像する撮像装置を設ける。撮像装置を設けると、撮像結果を表示装置の画面で表示したり、撮像した画像を処理して自動判別に用いることができる。
【００１３】
前記撮像装置を設ける場合に、前記照明装置は、光源が、検査面と撮像装置を結ぶ直線上以外に、単数、又は、複数、配置されて、前記検査面を撮像可能に設けても良い。
このように光源が、検査面と撮像装置を結ぶ直線上以外に配置されて前記検査面を撮像するようにした場合、照明装置が邪魔となることなく、撮像装置を検査面に正対させて撮像することができる。そのため、乱反射と正反射を利用する検査面の性状検査が適切に行える。
【００１４】
この発明において、前記撮像装置を設けた場合に、この撮像装置で撮像された画像を表示する表示装置を設けても良い。
撮像装置と表示装置とを用いると、検査面を直接に目視する場合よりも、検査面の性状の違いによる反射光の濃淡の形態の違いを、より明確に、見やすく表示することが可能であり、検査が一層簡単となる。また、検査対象物から離れた位置で検査画像を目視したり、また画像を保存しておいて後に検査することも可能となる。
【００１５】
前記検査対象物の前記照明装置で照明された検査面を撮像する撮像装置を設けた場合に、前記撮像装置で撮像された画像を、表面性状の判定を容易化した画像に処理する画像処理手段を設ける。画像処理は、２値化処理や、グレースケール処理、明暗を強調する処理、または濃淡部の領域を計算する処理など、いずれの処理であっても良い。画像処理によって、表面性状による濃淡形態の違いが、より一層明確化することができ、また判別の自動化も可能となる。
【００１６】
画像処理手段を設けた場合に、その画像処理手段で処理された画像を、記憶手段に登録された模範の画像と比較して表面性状の判定を行う判別手段を設けても良い。模範の画像と比較することで、表面性状の判別が容易に行える。
上記模範の画像は、表面性状が既知の検査対象物の撮像結果から得た画像であっても良く、またコンピュータ等で生成した画像であっても良い。模範の画像は一つであっても、複数であっても良い。
【００１７】
画像処理手段を設けた場合に、前記画像処理手段で処理された画像の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、この特徴量抽出手段の抽出結果によって表面性状の判定を行う判別手段とを設ける。画像の特徴量を抽出することで、表面性状の判別が、容易に精度良く行える。
【００１８】
前記照明装置が、前記無数の淡部が複数の線上に並ぶ濃淡の光を照射するものである場合に、前記特徴量抽出手段が、画像の淡部または濃部をカウントするものである。
照明装置が、無数の淡部が複数の線上に並ぶ濃淡の光を照射するものである場合、表面性状によって、反射光の濃淡の形態は線状に現れる。そのため、画像の淡部または濃部をカウントすることで、容易に表面性状の違いを判別できる。
【００１９】
前記判別手段は、表面粗さの違いを検出するものであっても良い。前述のように、表面粗さが異なると、反射光の濃淡の形態が異なるようになるため、表面粗さの違いを判別することができる。
【００２０】
前記判別手段は、前記検査対象物の検査面における、疵、素材欠陥、および加工不良の少なくともいずれか１つを判別するものであっても良い。これら、疵、素材欠陥、および加工不良の場合も、反射光の濃淡の形態が異なるようになるため、表面粗さの違いを判別することができる。
【００２１】
この発明において、前記検査対象物の検査面が、機械加工された部材の加工表面であっても良い。機械加工された部材の加工表面は、量産時の調整や制御、あるいは信頼性維持のため、検査することが必要な場合が多く、この発明における簡単に精度良く表面性状の違いが検出できるという効果が、より効果的に発揮される。
特に、前記機械加工された部材は軸受部品である場合、超仕上げ加工する場合が多い。このような超仕上げ加工の場合に、反射光による生じる濃淡の形態の違いよる表面性状の検出が、より適切に行える。
【００２２】
参考提案例の外観検査方法は、表面加工された検査対象物の加工表面である検査面の性状を検査する方法であって、前記検査面に濃淡の光を照射し、前記検査面に入射する光の濃淡の形態に対する、前記検査対象物の検査面での反射光で生じる濃淡の形態の、検査面の性状による異なりから、前記検査面の性状を検査することを特徴とする。
この方法によると、この発明の外観検査装置につき前述したと同様に、画像処理等に精通したオペレータを必要とすることなく、検査対象物の検査面の性状を簡単且つ正確に検査することができ、コスト低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の外観検査装置は、表面加工された検査対象物の加工表面である検査面の性状を検査する装置であって、前記検査面に入射する光の濃淡の形態に対して、前記検査対象物の検査面での反射光による生じる濃淡の形態が、検査面の性状により異なるように、前記検査面に濃淡の光を照射する照明装置を設け、前記検査対象物の前記照明装置で照明された検査面を撮像する撮像装置を設け、この撮像装置で撮像された画像を、表面性状の判別を容易化した画像に処理する画像処理手段を設け、この画像処理手段で処理された画像の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、この特徴量抽出手段の抽出結果によって表面性状の判別を行う判別手段とを設け、前記照明装置が、前記無数の淡部が複数の線上に並ぶ濃淡の光を照射するものであって、前記特徴量抽出手段が、画像の淡部または濃部をカウントするものであるため、画像処理等に精通したオペレータを必要とすることなく、検査対象物の検査面の性状を簡単且つ正確に検査することができ、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】参考提案例に係る外観検査装置の概略構成図である。
【図２】同外観検査装置の照明装置の断面図である。
【図３】同照明装置の遮光部材の正面図である。
【図４】検査面に入射する光の濃淡の形態を示す図である。
【図５】加工表面の加工精度の違いによる表面画像の例を示す図である。
【図６】加工表面の加工精度の違いによる表面画像の例を示す図である。
【図７】加工表面の加工精度の違いによる表面画像の例を示す図である。
【図８】（Ａ）は、他の参考提案例に係る外観検査装置の概略構成図、（Ｂ）は、この発明の実施形態に係り、同外観検査装置の一部を部分的に変更した構成のブロック図である。
【図９】検査対象物として円筒ころを適用した例を示し、円筒ころの端面を本願の外観検査装置によって検査する方法を示す図である。
【図１０】同外観検査装置で検査された円筒ころ、内輪、および外輪等を用いて組立てられた単列の円筒ころ軸受の断面図である。
【図１１】同円筒ころ軸受に組込まれる円筒ころの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
参考提案例を図１ないし図７と共に説明する。
この参考提案例に係る外観検査装置は、例えば、研磨加工や超仕上げ加工等の機械加工を施された検査対象物の加工表面である検査面の性状を検査する装置に適用される。機械加工された検査対象物として、軸受部品が適用される。軸受部品は、内輪、外輪、保持器、および転動体の少なくともいずれか一つを含む。以下の説明は、外観検査方法についての説明をも含む。
図１に示すように、外観検査装置は、照明装置１と、撮像装置２と、表示装置３とを有する。照明装置１と撮像装置２とは、互いに共通のフレーム（図示せず）に取付けられていても、独立したものであっても良い。撮像装置２と表示装置３とは電気的に接続されている。表示装置３は、例えば、液晶表示装置等のように画像を画面上に表示可能な装置である。
【００２７】
照明装置１は、検査対象物Ｗの検査面Ｗａに、濃淡の光を照射するものであり、検査面Ｗａに入射する光の濃淡の形態に対して、前記検査面Ｗａでの反射光により生じる濃淡の形態が、検査面の性状により異なるように、前記検査面Ｗａに濃淡の光を照射する。この例では、照明装置１は、図４に検査面Ｗａ上の入射光を示すように、無数の淡部９が分散した濃淡の光を照射するものとしている。同図４において、光の濃淡のうち濃部８をハッチングにて表記し、淡部９をハッチングのない白抜きにて表記する。なお、淡部９は、明るい部分、つまり照度の高い部分を示し、濃部８は、暗い部分、つまり照度の低い部分を示す。
図２に示すように、この照明装置１は、照明装置本体４と、複数の半導体発光素子５ａから成る光源５と、遮光部材６とを有する。この実施形態では、半導体発光素子５ａとして、発光ダイオード（Light Emitting Diode; ＬＥＤ）を用いている。照明装置本体４はリング状に形成される。照明装置本体４の正面４ａは、内径側が凹む円錐面状、すなわちテーパ形状の凹面に形成される。前記光源５が、検査面Ｗａと撮像装置２とを結ぶ直線上以外に、複数配置されて、前記撮像装置２は前記検査面Ｗａを撮像可能に設けたものとしても良い。
【００２８】
この照明装置本体４のテーパ形状の正面４ａに、複数の半導体発光素子５ａを、円周方向一定間隔おきで且つ径方向一定間隔おきに配設し、検査対象物Ｗの検査面Ｗａ（図１）に対し光を照射可能に構成されている。つまり図１に示すように、検査対象物Ｗの検査面Ｗａに対し所定間隔をあけて、複数の半導体発光素子５ａが設けられた照明装置本体４の正面４ａを向けて、これら半導体発光素子５ａから検査面Ｗａに対し光を照射し得る。照明装置本体４の中央部には、光源５で照明された検査面Ｗａの状態を前記撮像装置２で撮像可能な光透過窓４ｂが形成されている。したがって照明装置１は、照明装置本体４に、複数の半導体発光素子５ａが環状に配置されてこれら半導体発光素子５ａの配置の内部が光透過窓４ｂとされている。
【００２９】
図２、図３に示すように、照明装置本体４の正面４ａにおける外周縁部には、検査面Ｗａ（図１）に所望の光の濃淡を生じさせ得る前記遮光部材６が設けられている。この遮光部材６は、円板状の板状部材から成り、検査面Ｗａに対向するように設けられる。図３に示すように、遮光部材６は、放射状に分散して形成される複数の透過部６ａと、中央部に形成される開口孔６ｂとを有する。この例では、各透過部６ａは、板状部材に円形の貫通孔を形成したものである。ただし、透過部６ａは貫通孔に限定されるものではなく、不透明の板状部材の一部を透明としたものであっても良い。
【００３０】
複数の透過部６ａは、例えば、複数（この例では５個）の透過部６ａが径方向一定間隔おきに形成され、これら５個の透過部６ａが円周方向一定間隔おきに形成される。円周方向に隣接する５個の透過部６ａ間に、３個の透過部６ａが形成される。これら３個の透過部６ａは外径側寄りに設けられ、且つ３個の透過部６ａの径方向間隔は、５個の透過部６ａの径方向間隔と同一ピッチに規定されている。これにより照明装置１は、図４に検査面Ｗａ上の入射光を示すように、無数の淡部９が複数の線Ｌ上に並ぶ濃淡の光を照射するものとしている。照明装置１にこのような透過部６ａを有する遮光部材６を設けると、透過部６ａの配置の工夫により、検査面Ｗａに対し、希望の濃淡の形態の光の照射が簡単に行える。
【００３１】
図１に示すように、撮像装置２は、検査対象物Ｗの照明装置１で照明された検査面Ｗａを撮像する。検査対象物Ｗに対し、順次、照明装置１、撮像装置２が一直線に並ぶように配置される。検査面Ｗａが照明装置１で照明された状態で、撮像装置２のレンズ７を検査面Ｗａに向け、照明装置本体４の光透過窓４ｂを通して検査面Ｗａを撮像するようになっている。検査員は、撮像されて表示装置３に映し出された画像を見て目視により検査面Ｗａの性状を検査する。
【００３２】
以上説明した外観検査装置によると、照明装置１で濃淡の光が照射された検査面Ｗａは、検査面Ｗａの性状によって乱反射と正反射の状態が異なることから、反射光で生じる濃淡の形態が、検査面Ｗａの性状によって異なる。そのため、反射光で生じる濃淡の形態から、検査面Ｗａの表面粗さ等の性状を検査することができる。図５乃至図７は、加工精度の違いによる表示装置３に映し出された検査面Ｗａの画像の例を示す。
例えば、精度の高い超仕上げ加工面のように、検査面Ｗａの表面粗さがＲａ０．０１μｍオーダーのものは、図５に示すように、いわゆる加工目が無く入射光の濃部８と淡部９（図４）とが、そのまま濃部８Ａと淡部９Ａとして完全に映り込んだ、鏡に映し込んだ鏡面または限りなく鏡面に近い状態となる。図５〜図７において、濃部８Ａをハッチングにて表記し、淡部９Ａをハッチングのない白抜きにて表記する。一般的な超仕上げ加工面のように、検査面Ｗａの表面粗さがＲａ０．１μｍオーダーのものは、いわゆる研削目等の加工目が若干残った状態となっており、図６に示すように、正反射と乱反射とが混じって、入射光の互いに近くの淡部同士および濃部同士が連続したような濃淡模様に見える状態となる。
検査対象物Ｗに、例えば、研磨加工のみ施し、この加工表面の面粗さが１μｍ程度のものは、乱反射が主となり、図７に示すように、照明の濃部，淡部が映り込まず、加工表面に略均一に照明が照射されているように見える状態となる。
【００３３】
そのため、検査面Ｗａの表面粗さ等の性状が検出できる。また、検査面Ｗａの加工目の状態そのものを撮像して検査するのではなく、検査面Ｗａでの反射光で生じる濃淡の形態で検査面Ｗａの性状を検査するため、検査面Ｗａの性状によって図５乃至図７のように明確な差が生じ、撮像画面の目視において、検査面Ｗａの性状を簡単かつ正確に検査することができる。これらのため、画像処理等に精通したオペレータを必要とすることなく、検査対象物Ｗの検査面Ｗａの性状を簡単かつ正確に検査することができ、コスト低減を図ることができる。
照明装置１によって無数の淡部９が分散した濃淡の光を検査面Ｗａに照射することにより、検査面Ｗａの性状による正反射と乱反射の違いで生じる反射光の濃淡の形態の違いが明確となる。したがって、例えば、機械加工、目視検査等の経験がなくても、検査面Ｗａの性状を一目で判別することが可能となる。特に、照明装置１が、無数の淡部９が複数の線Ｌ上に並ぶ濃淡の光を照射するものとしたため、反射光で生じる濃淡の形態は、表面性状によっては図６に示すように明るい線Ｌｒと暗い線Ｌｄとでなる、線状に見える形態となる。そのため、検査面Ｗａの性状による反射光の濃淡の形態の違いが、より一層明確となる。
したがって、人による目視検査であっても、個人差、体調、疲労等の要因から検査を実施する人または検査を実施する時間等によって正確な検査結果が得られないという問題がなくなる。この外観検査装置によると、画像処理装置がなくても検査面Ｗａの性状を簡単に検査できる。画像処理装置を不要とできるため、外観検査装置全体の製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００３４】
前記撮像装置２は、検査対象物Ｗの加工目の状態そのものを撮像しなくて済むため、高倍率のレンズが必要なくなる。これにより撮像装置２のコスト低減を図れる。また、検査面Ｗａを高倍率で撮像しないので、高倍率で撮像することに起因して撮像視野が狭くなることがなく、よって、広い範囲の加工表面を検査することができる。これにより、検査対象物全体を撮像する必要がある検査を、カメラおよびレンズ７を含む撮像装置２を用いて迅速に行うことができる。従来のフーリエ変換による画像解析手法において、検査対象物の検査面が広い場合は、何度も撮像判定する必要があるが、本外観検査装置では、検査対象物Ｗの検査面Ｗａが広い場合であっても同検査面Ｗａを一度撮像すれば足りる。したがって、検査面Ｗａに対し撮像装置等を相対移動させる設備やスペースを不要とできる。つまり省スペース化、および設備コストの低減を図ることが可能となる。
【００３５】
外観検査装置に撮像装置２を設けると、撮像結果を表示装置３の画面で表示したり、後述する画像処理手段により撮像した画像を処理して自動判別に用いることができる。
照明装置１は、光源５が環状に配置されてこの環状の光源５の配置の内部が光透過窓４ｂとされ、撮像装置２はこの光透過窓４ｂを介して検査面Ｗａを撮像可能に設けたため、照明装置１が邪魔となることなく、撮像装置２を検査面Ｗａに正対させて撮像することができる。そのため、乱反射と正反射を利用する検査面Ｗａの性状検査が適切に行える。
外観検査装置は、撮像装置２で撮像された画像を表示する表示装置３を設けている。このように撮像装置２と表示装置３とを用いると、検査面Ｗａを直接に目視する場合よりも、検査面Ｗａの性状の違いによる反射光の濃淡の形態の違いを、より明確に、見易く表示することが可能であり、検査が一層簡単となる。また、検査対象物Ｗから離れた位置で検査画像を確認したり、また画像を保存しておいて後に検査することも可能となる。
【００３６】
他の参考提案例として、図８（Ａ）に示すように、外観検査装置は、図１の構成に加えて画像処理装置１０を設けた構成としても良い。この画像処理装置１０は、撮像装置２で撮像した画像を表面性状の判定を容易化した画像、つまり画像データに処理する画像処理手段１０ａと、この画像処理手段１０ａで処理された画像データを、登録された模範の画像データと比較して表面性状の判別を行う判別手段１０ｂと、前記模範の画像データが登録される記憶手段１０ｃとを有する。画像処理手段１０ａで実行する画像処理としては、例えば、２値化処理や、グレースケール処理、明暗を強調する処理、または濃淡部の領域を計算する処理など、いずれの処理であっても良い。撮像装置２、表示装置３、および画像処理装置１０は電気的に接続されている。画像処理装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータやマイクロコンピュータ等のコンピュータと、これに実行されるプログラムやデータからなるが、独立して設けられた電子回路であっても良い。
【００３７】
判別手段１０ｂは、例えば、画像処理手段１０ａで処理された画像データを、事前に記憶手段１０ｃに登録つまり記憶させておいた模範の画像データと比較することで、検査面Ｗａの性状を自動的に検査する。
例えば、加工表面の面粗さがＲａ０．０１μｍオーダーの精度が要求される場合、図５に示す入射光の濃部８と淡部９とが完全に映り込む画像の画像データが、模範の画像データとして抽出される。この模範となる画像データは、表面性状が既知の検査対象物Ｗの撮像結果から得た画像データを用いたものであっても良く、またコンピュータ等で生成した画像データであっても良い。この例では、模範の画像データは一つとしているが、複数であっても良い。
【００３８】
この構成によると、画像処理によって、表面性状による濃淡形態の違いが、より一層明確化することができ、また判別の自動化も可能となる。画像処理手段１０ａで処理された画像データを、記憶手段１０ｃに登録させておいた模範の画像データと比較することで、検査面Ｗａの性状を自動的に検査するため、表面性状の判別が容易に行えるうえ、合否判定基準の個人差による違いを無くし、表面性状の判別を客観的に行うことが可能となる。
【００３９】
図８（Ｂ）は、この発明の実施形態に係り、図８（Ａ）の外観検査装置の画像処理装置を変更したものである。
この画像処理装置１０Ａは、画像処理手段１０ａと、この画像処理手段１０ａで処理された画像データの特徴量を抽出する特徴量抽出手段１０ｄと、この特徴量抽出手段１０ｄの抽出結果によって表面性状の判別を行う判別手段１０ｂとを有する。
前述のように、照明装置１が、図４に示すように淡部９が複数の線Ｌ上に並ぶ濃淡の光を照射するものである場合、表面性状によって、図６に示すように反射光の濃淡の形態は線状に現れる。そのため、濃部８または淡部９の線数をカウントすることで、容易に表面性状の違いを自動的に判別できる。
この外観検査装置における、画像処理装置１０Ａ以外の他の構成は、図８（Ａ）の構成と同一構成とする。
この構成によると、画像処理による検査においても、従来の高速フーリエ変換を行う画像処理装置よりも簡単な画像処理装置１０で検査対象物Ｗの検査面Ｗａにおける表面粗さの違いを判別することが可能となる。このように高速フーリエ変換（略称ＦＦＴ）等の機能が無い画像処理でも、検査面Ｗａにおける表面粗さの違いを判別できるため、コスト低減を図れ、判定の安定化が図れる。また、画像処理等に精通したオペレータを必要とせずに検査面Ｗａの性状を簡単かつ正確に検査することができる。
【００４０】
判別手段１０ｂは、検査対象物Ｗの検査面Ｗａにおける、疵、素材欠陥、および加工不良の少なくともいずれか１つを検出可能としたものであっても良い。前記素材欠陥は黒皮残りやクラックを意味し、前記加工不良は砥石の当たり異常を意味する。ただし素材欠陥、加工不良はこれらに限定されるものではない。
これら、疵、素材欠陥、および加工不良の場合も、反射光の濃淡の形態が異なるようになるため、表面粗さの違いを判別することができる。
【００４１】
ここで機械加工された検査対象物の例として、軸受部品である「円筒ころ」を適用した一例について説明する。すなわち図９は、検査対象物として円筒ころを適用した例を示し、円筒ころの端面を本願の外観検査装置によって検査する方法を示す図である。図１０は、同外観検査装置で検査された円筒ころ、内輪、および外輪等を用いて組立てられた単列の円筒ころ軸受の断面図である。図１１は、同円筒ころ軸受に組込まれる前記円筒ころの平面図である。
【００４２】
図１１に示すように、円筒ころＷ１は、図示外の研削砥石を用いて、前工程の旋削等により所定形状に成形されてきた円筒ころＷ１の外径面Ｗ１ｂ、端面Ｗ１ａを、研削加工および超仕上加工で仕上げる。この円筒ころＷ１の外径面Ｗ１ｂは、後述する外輪の軌道面に対応した円筒面、端面Ｗ１ａはストレート面である。その後、本実施形態に係る外観検査装置により、円筒ころＷ１を検査する。すなわち、図９に示すように、照明装置１は、円筒ころＷ１の検査面である端面Ｗ１ａ等に、濃淡の光を照射し、この端面Ｗ１ａの表面粗さ等の性状を検査するようになっている。なお、本外観検査装置による検査後、円筒ころＷ１の再加工を行い、再度、外観検査装置による検査を行っても良い。この外観検査装置によると、円筒ころＷ１の端面Ｗ１ａ等の性状を簡単かつ正確に検査することができる。検査に合格した円筒ころＷ１等は図１０に示す円筒ころ軸受に組み込まれる。
【００４３】
同図１０に示す円筒ころ軸受ＢＲは、内輪１１と、外輪１２と、内外輪の転走面１１ａ，１２ａ間に設けられた複数の円筒ころＷ１と、これら円筒ころＷ１を円周方向一定間隔おきに保持する保持器１３とを有する。転動体である円筒ころＷ１の外径面Ｗ１ｂ、軌道輪である内輪１１の転走面１１ａ、およびもう一方の軌道輪である外輪１２の転走面１２ａが被加工面として、仕上げ加工されたものである。これら円筒ころＷ１の外径面Ｗ１ｂ、内輪１１の転走面１１ａ、外輪１２の転走面１２ａも、軸受組立て前に、外観検査装置により検査可能である。この場合にも、各軸受部品の表面性状の判別が容易に行えるうえ、合否判定基準の個人差による違いを無くし、表面性状の判別を客観的に行うことが可能となる。
【００４４】
前記実施形態および参考提案例では、遮光部材６を含む照明装置１を用いているが、このような照明装置１に限定されるものではない。例えば、照明装置が、個々の淡部をそれぞれ生じさせる複数の半導体発光素子を有するものとしても良い。各半導体発光素子には、レーザ光等の照射方向の指向性の強いものが好ましい。この場合、遮光部材を設けることなく、濃淡の形態の光の照射が行え、構成の簡素化が可能となる。
実施形態または参考提案例の照明装置のみからなる外観検査装置としても良い。この場合、加工面を直接目視して、検査面の性状を検査することになるが、撮像画像の目視や自動判別の場合と同様に、検査面の性状を簡単かつ正確に検査することができる。この構成によると、構成の簡素化を一層図り製造コストの低減を図れる。
検査対象物として、軸受部品以外の部品を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１…照明装置
２…撮像装置
３…表示装置
４ｂ…光透過窓
５…光源
５ａ…半導体発光素子
６…遮光部材
６ａ…透過部
８Ａ…濃部
９Ａ…淡部
１０ａ…画像処理手段
１０ｂ…判別手段
１０ｄ…特徴量抽出手段
Ｗ…検査対象物
Ｗａ…検査面
【図１】
0005638327.tif 000002
【図２】
0005638327.tif 000003
【図３】
0005638327.tif 000004
【図４】
0005638327.tif 000005
【図５】
0005638327.tif 000006
【図６】
0005638327.tif 000007
【図７】
0005638327.tif 000008
【図８】
0005638327.tif 000009
【図９】
0005638327.tif 000010
【図１０】
0005638327.tif 000011
【図１１】
0005638327.tif 000012