JP2001013083A - 球体外観検査装置 - Google Patents
球体外観検査装置Info
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- JP2001013083A JP2001013083A JP11186342A JP18634299A JP2001013083A JP 2001013083 A JP2001013083 A JP 2001013083A JP 11186342 A JP11186342 A JP 11186342A JP 18634299 A JP18634299 A JP 18634299A JP 2001013083 A JP2001013083 A JP 2001013083A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】球体の外表面を自動で検査できる球体外観検査
装置を提供する。 【解決手段】検査対象の球体10を球体回転機構12で
回転させて、球体10の全表面をCCDカメラ26で撮
像する。そして、そのCCDカメラ26で得られた画像
データをコンピュータ28で画像処理することにより、
球体10の外表面に生じているキズや色ムラの有無を検
出する。
装置を提供する。 【解決手段】検査対象の球体10を球体回転機構12で
回転させて、球体10の全表面をCCDカメラ26で撮
像する。そして、そのCCDカメラ26で得られた画像
データをコンピュータ28で画像処理することにより、
球体10の外表面に生じているキズや色ムラの有無を検
出する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、球体外観検査装置
に係り、特に球体の表面に生じているキズ等の有無を検
査する球体外観検査装置に関する。
に係り、特に球体の表面に生じているキズ等の有無を検
査する球体外観検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高速回転体の挙動を決定する要因の一つ
として軸受け等に使用される球体の表面に生じているキ
ズやクラック、色ムラ(セラミックス球の場合、セラミ
ックスが均一に混合されていない場合やベーキング温度
が不均一な場合、あるいは不純物が混合されている場合
などに球体の外表面に色ムラが生じる。)の有無が挙げ
られる。従来、球体の表面に生じているキズやクラッ
ク、色ムラの検査は、オペレータがルーペ等を用いて目
視により検査していた。
として軸受け等に使用される球体の表面に生じているキ
ズやクラック、色ムラ(セラミックス球の場合、セラミ
ックスが均一に混合されていない場合やベーキング温度
が不均一な場合、あるいは不純物が混合されている場合
などに球体の外表面に色ムラが生じる。)の有無が挙げ
られる。従来、球体の表面に生じているキズやクラッ
ク、色ムラの検査は、オペレータがルーペ等を用いて目
視により検査していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
目視による検査では多大な時間を要するため、生産ライ
ン等で順次製造される球体の全てについては測定するこ
とができないという欠点があった。また、オペレータの
検査能力によって結果にムラが生じるという欠点があっ
た。
目視による検査では多大な時間を要するため、生産ライ
ン等で順次製造される球体の全てについては測定するこ
とができないという欠点があった。また、オペレータの
検査能力によって結果にムラが生じるという欠点があっ
た。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、球体の外表面を自動で検査できる球体外観検査
装置を提供することを目的とする。
もので、球体の外表面を自動で検査できる球体外観検査
装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
前記目的を達成するために、球体の外表面を検査する球
体外観検査装置において、前記球体を回転自在に支持す
る支持手段と、前記支持手段に支持された球体の外表面
の一部を撮像する撮像手段と、前記支持手段に支持され
た球体を回転軸を移動させながら回転させて前記撮像手
段によって撮像される前記球体の部位を変化させる回転
手段と、前記撮像手段で撮像して得られた画像データに
基づいて前記球体の外表面を検査する画像データ処理手
段と、からなることを特徴とする。
前記目的を達成するために、球体の外表面を検査する球
体外観検査装置において、前記球体を回転自在に支持す
る支持手段と、前記支持手段に支持された球体の外表面
の一部を撮像する撮像手段と、前記支持手段に支持され
た球体を回転軸を移動させながら回転させて前記撮像手
段によって撮像される前記球体の部位を変化させる回転
手段と、前記撮像手段で撮像して得られた画像データに
基づいて前記球体の外表面を検査する画像データ処理手
段と、からなることを特徴とする。
【0006】本発明によれば、支持手段に支持された球
体を回転手段で回転させることにより、撮像手段によっ
て撮像される球体の部位を変えて球体の全表面を撮像す
る。そして、その得られた画像データを画像データ処理
手段で画像処理することにより、球体の外表面を検査す
る。これにより、球体の外表面を自動で検査でき、ま
た、その検査内容の質も常に一定に保つことができる。
体を回転手段で回転させることにより、撮像手段によっ
て撮像される球体の部位を変えて球体の全表面を撮像す
る。そして、その得られた画像データを画像データ処理
手段で画像処理することにより、球体の外表面を検査す
る。これにより、球体の外表面を自動で検査でき、ま
た、その検査内容の質も常に一定に保つことができる。
【0007】また、請求項2に係る発明は、前記目的を
達成するために、請求項1記載の球体外観検査装置にお
いて、前記回転手段は、前記支持手段に支持された球体
の外表面に当接する第1摩擦車と、前記第1摩擦車を回
転させて、前記球体を回転させる第1回転手段と、前記
支持手段に支持された球体の外表面に当接する第2摩擦
車と、前記第2摩擦車を回転させて、前記球体を回転さ
せる第2回転手段と、前記第1回転手段と前記第2回転
手段の駆動を制御することにより、前記第1摩擦車と前
記第2摩擦車の周速度を制御して、前記撮像手段によっ
て撮像される前記球体の部位を変化させる制御手段と、
からなることを特徴とする。
達成するために、請求項1記載の球体外観検査装置にお
いて、前記回転手段は、前記支持手段に支持された球体
の外表面に当接する第1摩擦車と、前記第1摩擦車を回
転させて、前記球体を回転させる第1回転手段と、前記
支持手段に支持された球体の外表面に当接する第2摩擦
車と、前記第2摩擦車を回転させて、前記球体を回転さ
せる第2回転手段と、前記第1回転手段と前記第2回転
手段の駆動を制御することにより、前記第1摩擦車と前
記第2摩擦車の周速度を制御して、前記撮像手段によっ
て撮像される前記球体の部位を変化させる制御手段と、
からなることを特徴とする。
【0008】本発明によれば、球体の外表面に当接する
2つの摩擦車の周速度を調整することにより、撮像手段
によって撮像される球体の部位を変化させる。すなわ
ち、たとえば互いに水平回転する第1摩擦車と第2摩擦
車とを球体の外表面に当接し、その周速度に差を持たせ
て回転させる。これにより、球体は第1摩擦車と第2摩
擦車の回転が伝達されて回転するが、その回転軸は一定
の回転軸ではなく、第1摩擦車と第2摩擦車の周速度の
差に基づく分散ベクトル成分の方向に移動する。したが
って、第1摩擦車と第2摩擦車の周速度を制御すれば、
撮像手段の撮像エリアに球体の任意の部位を位置させる
ことができる。これにより、球体の表面全体をくまなく
撮像することができる。
2つの摩擦車の周速度を調整することにより、撮像手段
によって撮像される球体の部位を変化させる。すなわ
ち、たとえば互いに水平回転する第1摩擦車と第2摩擦
車とを球体の外表面に当接し、その周速度に差を持たせ
て回転させる。これにより、球体は第1摩擦車と第2摩
擦車の回転が伝達されて回転するが、その回転軸は一定
の回転軸ではなく、第1摩擦車と第2摩擦車の周速度の
差に基づく分散ベクトル成分の方向に移動する。したが
って、第1摩擦車と第2摩擦車の周速度を制御すれば、
撮像手段の撮像エリアに球体の任意の部位を位置させる
ことができる。これにより、球体の表面全体をくまなく
撮像することができる。
【0009】また、請求項3に係る発明は、前記目的を
達成するために、請求項2記載の球体外観検査装置にお
いて、前記第1摩擦車の外径と前記第2摩擦車の外径と
が互いに異なることを特徴とする。
達成するために、請求項2記載の球体外観検査装置にお
いて、前記第1摩擦車の外径と前記第2摩擦車の外径と
が互いに異なることを特徴とする。
【0010】本発明によれば、第1摩擦車の外径と第2
摩擦車の外径とが互いに異なっている。これにより、第
1摩擦車と第2摩擦車とを同一回転数で回転させた場合
であっても、第1摩擦車の周速度と第2摩擦車の周速度
とは互いに相違することとなり、この結果、球体の回転
軸は互いの周速度の差に基づく分散ベクトル成分の方向
に移動する。
摩擦車の外径とが互いに異なっている。これにより、第
1摩擦車と第2摩擦車とを同一回転数で回転させた場合
であっても、第1摩擦車の周速度と第2摩擦車の周速度
とは互いに相違することとなり、この結果、球体の回転
軸は互いの周速度の差に基づく分散ベクトル成分の方向
に移動する。
【0011】また、請求項4に係る発明は、前記目的を
達成するために、請求項1、2又は3記載の球体外観検
査装置において、前記撮像手段は、その撮像光軸が前記
球体の軸芯と平行に設置されるとともに、該軸芯に対し
て所定量オフセットされていることを特徴とする。
達成するために、請求項1、2又は3記載の球体外観検
査装置において、前記撮像手段は、その撮像光軸が前記
球体の軸芯と平行に設置されるとともに、該軸芯に対し
て所定量オフセットされていることを特徴とする。
【0012】本発明によれば、撮像手段の撮像光軸を球
体の軸芯と同軸上に配置するのではなく、球体の軸芯に
対して所定量オフセットさせることにより、球体の表面
に生じているキズやクラック、色ムラのコントラストが
明確になり、画像処理が容易になる。
体の軸芯と同軸上に配置するのではなく、球体の軸芯に
対して所定量オフセットさせることにより、球体の表面
に生じているキズやクラック、色ムラのコントラストが
明確になり、画像処理が容易になる。
【0013】また、請求項5に係る発明は、前記目的を
達成するために、請求項1、2、3又は4記載の球体外
観検査装置において、前記画像処理手段は、前記撮像手
段で撮像して得られた画像データに基づいて、前記球体
の外表面に生じているキズ、クラック又は色ムラの有無
を検査することを特徴とする。
達成するために、請求項1、2、3又は4記載の球体外
観検査装置において、前記画像処理手段は、前記撮像手
段で撮像して得られた画像データに基づいて、前記球体
の外表面に生じているキズ、クラック又は色ムラの有無
を検査することを特徴とする。
【0014】本発明によれば、画像処理手段は、撮像手
段で撮像して得られた画像データに基づいて球体の外表
面に生じているキズ、クラック又は色ムラの有無を検査
する。
段で撮像して得られた画像データに基づいて球体の外表
面に生じているキズ、クラック又は色ムラの有無を検査
する。
【0015】また、請求項6に係る発明は、前記目的を
達成するために、請求項5記載の球体外観検査装置にお
いて、前記画像処理手段は、前記キズ、クラック又は色
ムラの大きさを検出することを特徴とする。
達成するために、請求項5記載の球体外観検査装置にお
いて、前記画像処理手段は、前記キズ、クラック又は色
ムラの大きさを検出することを特徴とする。
【0016】本発明によれば、画像処理手段は、撮像手
段で撮像して得られた画像データに基づいて球体の外表
面に生じているキズ、クラック又は色ムラの大きさを検
出する。
段で撮像して得られた画像データに基づいて球体の外表
面に生じているキズ、クラック又は色ムラの大きさを検
出する。
【0017】また、請求項7に係る発明は、前記目的を
達成するために、請求項5又は6記載の球体外観検査装
置において、前記画像処理手段は、前記キズ、クラック
又は色ムラの位置を検出することを特徴とする。
達成するために、請求項5又は6記載の球体外観検査装
置において、前記画像処理手段は、前記キズ、クラック
又は色ムラの位置を検出することを特徴とする。
【0018】本発明によれば、画像処理手段は、撮像手
段で撮像して得られた画像データに基づいて球体の外表
面に生じているキズ、クラック又は色ムラの位置を検出
する。
段で撮像して得られた画像データに基づいて球体の外表
面に生じているキズ、クラック又は色ムラの位置を検出
する。
【0019】また、請求項8に係る発明は、前記目的を
達成するために、請求項7記載の球体外観検査装置にお
いて、前記画像処理手段は、前記キズ、クラック又は色
ムラの位置を緯度と経度を用いて特定することを特徴と
する。
達成するために、請求項7記載の球体外観検査装置にお
いて、前記画像処理手段は、前記キズ、クラック又は色
ムラの位置を緯度と経度を用いて特定することを特徴と
する。
【0020】本発明によれば、画像処理手段は、球体の
外表面に生じているキズ、クラック又は色ムラの位置を
緯度と経度を用いて特定する。
外表面に生じているキズ、クラック又は色ムラの位置を
緯度と経度を用いて特定する。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る球体外観検査装置の好ましい実施の形態について詳
説する。
係る球体外観検査装置の好ましい実施の形態について詳
説する。
【0022】図1は、本実施の形態の球体外観検査装置
の全体構成図である。同図に示すように、検査対象の球
体10は、球体回転機構12によって回転駆動される。
この球体回転機構12は、エアホルダ14、アイドラ1
6、第1ローラ18及び第2ローラ20によって構成さ
れており、これらの各構成部材は、それぞれ点Oを原点
とする三次元直交座標空間O−X,Y,Z の所定の位置に配
設されている。なお、この座標空間O−X,Y,Z のZ軸
は、原点Oを通り鉛直方向に設定されており、X軸は原
点Oを水平方向に設定されている。また、Y軸は原点O
を通りX−Z平面に直交する方向(紙面に対して直交す
る方向)に設定されている。
の全体構成図である。同図に示すように、検査対象の球
体10は、球体回転機構12によって回転駆動される。
この球体回転機構12は、エアホルダ14、アイドラ1
6、第1ローラ18及び第2ローラ20によって構成さ
れており、これらの各構成部材は、それぞれ点Oを原点
とする三次元直交座標空間O−X,Y,Z の所定の位置に配
設されている。なお、この座標空間O−X,Y,Z のZ軸
は、原点Oを通り鉛直方向に設定されており、X軸は原
点Oを水平方向に設定されている。また、Y軸は原点O
を通りX−Z平面に直交する方向(紙面に対して直交す
る方向)に設定されている。
【0023】エアホルダ14は、圧縮エアによって球体
10をフローティング支持し、その支持部14Aは球体
10と略同じ曲率半径の皿状に形成されている。球体1
0は、その支持部14Aの中央に形成されたエア吹出口
14Bから吹き出される圧縮エアによってフローティン
グ支持される。なお、圧縮エアは図示しないエアコンプ
レッサから図示しないエア供給ラインを介して供給され
る。
10をフローティング支持し、その支持部14Aは球体
10と略同じ曲率半径の皿状に形成されている。球体1
0は、その支持部14Aの中央に形成されたエア吹出口
14Bから吹き出される圧縮エアによってフローティン
グ支持される。なお、圧縮エアは図示しないエアコンプ
レッサから図示しないエア供給ラインを介して供給され
る。
【0024】アイドラ16は、エアホルダ14との間で
球体10を保持し、ホルダ16Aと、そのホルダ16A
に転動自在に支持されたボール16Bとから構成されて
いる。このアイドラ16はエアホルダ14と対向するよ
うに設置されている。すなわち、アイドラ16とエアホ
ルダ14とは、座標空間O−X,Y,Z の原点Oを挟んで共
に同一の直線M上に配設されている。ここで、この直線
Mは、原点Oを通るとともに、Z軸に対して所定角度α
傾けられている。球体10は、一端をアイドラ16のボ
ール16Bに点接触で支持されるとともに、他端をエア
ホルダ14から吹き出される圧縮エアによってフローテ
ィング支持される。なお、このアイドラ16は、図示し
ないスライド機構によって横方向にスライド可能に設け
られており、保持位置(図1に示した位置)と待機位置
との間を移動する。
球体10を保持し、ホルダ16Aと、そのホルダ16A
に転動自在に支持されたボール16Bとから構成されて
いる。このアイドラ16はエアホルダ14と対向するよ
うに設置されている。すなわち、アイドラ16とエアホ
ルダ14とは、座標空間O−X,Y,Z の原点Oを挟んで共
に同一の直線M上に配設されている。ここで、この直線
Mは、原点Oを通るとともに、Z軸に対して所定角度α
傾けられている。球体10は、一端をアイドラ16のボ
ール16Bに点接触で支持されるとともに、他端をエア
ホルダ14から吹き出される圧縮エアによってフローテ
ィング支持される。なお、このアイドラ16は、図示し
ないスライド機構によって横方向にスライド可能に設け
られており、保持位置(図1に示した位置)と待機位置
との間を移動する。
【0025】第1ローラ18は、球体10の外周面に当
接して、ころがり接触により球体10に回転運動を伝達
する。この第1ローラ18は円盤状に形成されており、
球体10は、この第1ローラ18の周縁面に当接され
る。また、この第1ローラ18は、その回転軸18Aが
Z軸と平行に設けられており、その回転軸18Aには第
1ローラ駆動モータ22が連結されている。この第1ロ
ーラ18は、この第1ローラ駆動モータ22を駆動する
ことにより水平回転する。なお、この第1ローラ駆動モ
ータ22は、コンピュータ28からの駆動信号に基づい
て運転される。
接して、ころがり接触により球体10に回転運動を伝達
する。この第1ローラ18は円盤状に形成されており、
球体10は、この第1ローラ18の周縁面に当接され
る。また、この第1ローラ18は、その回転軸18Aが
Z軸と平行に設けられており、その回転軸18Aには第
1ローラ駆動モータ22が連結されている。この第1ロ
ーラ18は、この第1ローラ駆動モータ22を駆動する
ことにより水平回転する。なお、この第1ローラ駆動モ
ータ22は、コンピュータ28からの駆動信号に基づい
て運転される。
【0026】一方、第2ローラ20も第1ローラ18と
同様に球体10の外周面に当接して、ころがり接触によ
り球体10に回転運動を伝達する。この第2ローラ20
は、前記第1ローラ18よりも小径の円盤状に形成され
ており、球体10は、この第2ローラ20の周縁面に当
接される。また、この第2ローラ20は、その回転軸2
0AがZ軸と平行に設けられており、回転軸20Aには
第2ローラ駆動モータ24が連結されている。第2ロー
ラ20は、この第2ローラ駆動モータ24を駆動するこ
とにより水平回転する。なお、第2ローラ20は、図示
しないスライド機構によって横方向にスライド可能に設
けられており、保持位置(図1に示した位置)と待機位
置との間を移動する。また、第2ローラ駆動モータ24
は、コンピュータ28からの駆動信号に基づいて運転さ
れる。
同様に球体10の外周面に当接して、ころがり接触によ
り球体10に回転運動を伝達する。この第2ローラ20
は、前記第1ローラ18よりも小径の円盤状に形成され
ており、球体10は、この第2ローラ20の周縁面に当
接される。また、この第2ローラ20は、その回転軸2
0AがZ軸と平行に設けられており、回転軸20Aには
第2ローラ駆動モータ24が連結されている。第2ロー
ラ20は、この第2ローラ駆動モータ24を駆動するこ
とにより水平回転する。なお、第2ローラ20は、図示
しないスライド機構によって横方向にスライド可能に設
けられており、保持位置(図1に示した位置)と待機位
置との間を移動する。また、第2ローラ駆動モータ24
は、コンピュータ28からの駆動信号に基づいて運転さ
れる。
【0027】ここで、前記第1ローラ18と前記第2ロ
ーラ20とは、座標空間O−X,Y,Zの原点Oに対して点
対称の位置に配設されている。すなわち、第1ローラ1
8と第2ローラ20とは、互いの球体10との接点p、
qが共に同一の直線N上に位置するように配設されてい
る。そして、この直線Nは、原点Oを通るとともに、Z
軸に対して所定角度β傾けられている。また、この直線
Nは、直線MとZ軸とを含む平面に対して所定角度傾け
られている(図1においては、説明の便宜上、直線N
は、直線MとZ軸とを含む平面上に記載されてい
る。)。
ーラ20とは、座標空間O−X,Y,Zの原点Oに対して点
対称の位置に配設されている。すなわち、第1ローラ1
8と第2ローラ20とは、互いの球体10との接点p、
qが共に同一の直線N上に位置するように配設されてい
る。そして、この直線Nは、原点Oを通るとともに、Z
軸に対して所定角度β傾けられている。また、この直線
Nは、直線MとZ軸とを含む平面に対して所定角度傾け
られている(図1においては、説明の便宜上、直線N
は、直線MとZ軸とを含む平面上に記載されてい
る。)。
【0028】以上のように構成された球体回転機構によ
って球体10は、その中心が座標空間O−X,Y,Z の原点
Oと一致した状態で回転自在に保持される。そして、第
1ローラ18と第2ローラ20とを回転させると、球体
10は、その回転軸が移動しながら回転する。すなわ
ち、第1ローラ18と第2ローラ20とを異なる周速度
で回転させると、図2に示すように、回転軸Tは、その
周速度の相違に基づく分散ベクトルの方向に移動しなが
ら回転する。したがって、この第1ローラ18と第2ロ
ーラ20の周速度を調整することにより、球体10の表
面上の一点を任意の位置に移動させることができる。
って球体10は、その中心が座標空間O−X,Y,Z の原点
Oと一致した状態で回転自在に保持される。そして、第
1ローラ18と第2ローラ20とを回転させると、球体
10は、その回転軸が移動しながら回転する。すなわ
ち、第1ローラ18と第2ローラ20とを異なる周速度
で回転させると、図2に示すように、回転軸Tは、その
周速度の相違に基づく分散ベクトルの方向に移動しなが
ら回転する。したがって、この第1ローラ18と第2ロ
ーラ20の周速度を調整することにより、球体10の表
面上の一点を任意の位置に移動させることができる。
【0029】前記のごとく構成された球体回転機構12
の上方位置には、球体回転機構12に保持された球体1
0の表面を撮像するCCDカメラ26が設置される。こ
のCCDカメラ26は、その撮影光軸Lが、座標空間O
−X,Y,Z のZ軸と平行に配設されるとともに、そのZ軸
から所定距離d離れた位置に設置されている。このよう
に、撮影光軸LをZ軸から離して設置することにより、
球体10の表面に生じているキズやクラック、色ムラの
コントラストを明確にできる。
の上方位置には、球体回転機構12に保持された球体1
0の表面を撮像するCCDカメラ26が設置される。こ
のCCDカメラ26は、その撮影光軸Lが、座標空間O
−X,Y,Z のZ軸と平行に配設されるとともに、そのZ軸
から所定距離d離れた位置に設置されている。このよう
に、撮影光軸LをZ軸から離して設置することにより、
球体10の表面に生じているキズやクラック、色ムラの
コントラストを明確にできる。
【0030】CCDカメラ26で撮像された球体10の
画像データは、コンピュータ(画像データ処理装置)2
8に取り込まれる。コンピュータ28は、その取り込ん
だ画像データを画像処理して球体10の外表面を検査す
る。すなわち、球体10の外表面に生じているキズやク
ラック、色ムラの有無を検査し、その位置を特定する。
画像データは、コンピュータ(画像データ処理装置)2
8に取り込まれる。コンピュータ28は、その取り込ん
だ画像データを画像処理して球体10の外表面を検査す
る。すなわち、球体10の外表面に生じているキズやク
ラック、色ムラの有無を検査し、その位置を特定する。
【0031】ここで、球体10の表面に生じているキズ
やクラック又は色ムラの検査は、次のように行われる。
すなわち、CCDカメラ26で球体10の表面を撮像し
たときに、球体10の表面にキズやクラック又は色ムラ
が生じていなければ、球体10の表面は白く撮像され
る。一方、球体10の表面にキズやクラック又は色ムラ
が生じている場合には、その部分が黒く撮像される。コ
ンピュータ28は、CCDカメラ26によって撮像して
得られた画像データに基づいて球体10の表面における
所定明るさ以下の領域の有無を検査する。そして、所定
明るさ以下の領域が検出されれば、その領域をキズ、ク
ラック又は色ムラと判断する。
やクラック又は色ムラの検査は、次のように行われる。
すなわち、CCDカメラ26で球体10の表面を撮像し
たときに、球体10の表面にキズやクラック又は色ムラ
が生じていなければ、球体10の表面は白く撮像され
る。一方、球体10の表面にキズやクラック又は色ムラ
が生じている場合には、その部分が黒く撮像される。コ
ンピュータ28は、CCDカメラ26によって撮像して
得られた画像データに基づいて球体10の表面における
所定明るさ以下の領域の有無を検査する。そして、所定
明るさ以下の領域が検出されれば、その領域をキズ、ク
ラック又は色ムラと判断する。
【0032】また、コンピュータ28は、キズ、クラッ
ク又は色ムラを検出した場合は、その位置を緯度と経度
を用いて特定する。
ク又は色ムラを検出した場合は、その位置を緯度と経度
を用いて特定する。
【0033】前記のごとく構成された本実施の形態の球
体外観検査装置の作用は、次のとおりである。
体外観検査装置の作用は、次のとおりである。
【0034】なお、ここでは軸受け等に使用されるセラ
ミックス製の球体10を検査する場合について説明す
る。前述したように、セラミックス製の球体10は、そ
の製造段階でセラミックスが均一に混合されていない
と、表面に色ムラを発生する。そして、この色ムラの量
が多いと、軸受の寿命が低下する要因となる。この色ム
ラと表面に生じているキズやクラックの有無を検査す
る。
ミックス製の球体10を検査する場合について説明す
る。前述したように、セラミックス製の球体10は、そ
の製造段階でセラミックスが均一に混合されていない
と、表面に色ムラを発生する。そして、この色ムラの量
が多いと、軸受の寿命が低下する要因となる。この色ム
ラと表面に生じているキズやクラックの有無を検査す
る。
【0035】まず、検査対象の球体10を球体回転機構
にセットする。セッティングは、まず、アイドラ16と
第2ローラ20とを待機位置に移動させる。次いで、球
体10をエアホルダ14と第1ローラ18との上に載せ
る。そして、アイドラ16と第2ローラ20とを保持位
置に移動させ、エアホルダ14から圧縮エアを噴射す
る。これにより球体10のセッティングは完了し、球体
10は、その中心が座標空間O−X,Y,Z の原点に位置し
た状態で回転自在に保持される。
にセットする。セッティングは、まず、アイドラ16と
第2ローラ20とを待機位置に移動させる。次いで、球
体10をエアホルダ14と第1ローラ18との上に載せ
る。そして、アイドラ16と第2ローラ20とを保持位
置に移動させ、エアホルダ14から圧縮エアを噴射す
る。これにより球体10のセッティングは完了し、球体
10は、その中心が座標空間O−X,Y,Z の原点に位置し
た状態で回転自在に保持される。
【0036】前記のごとく球体10が球体回転機構12
にセットされると、検査が開始される(ステップS
1)。
にセットされると、検査が開始される(ステップS
1)。
【0037】まず、オペレータが、コンピュータ28の
キーボード30から検査対象である球体10の外径、
第1ローラ18の外径、第2ローラ20の外径、
第1ローラ18の回転数、第2ローラ20の回転数、
第1ローラ18の取付座標(図1において点P(第1
ローラ18の中心)の座標)、第2ローラ20の取付
座標(図1において点Q(第2ローラ20の中心)の座
標)及びCCDカメラ26の画像倍率の各データを入
力する(ステップS2)。コンピュータ28は、入力さ
れたデータに基づいて、第1ローラ18の周速度v1 、
第2ローラ20の周速度v2 、第1ローラ18と球体1
0との接触点pの座標位置、及び、第2ローラ20と球
体10との接触点qの座標位置を算出する。
キーボード30から検査対象である球体10の外径、
第1ローラ18の外径、第2ローラ20の外径、
第1ローラ18の回転数、第2ローラ20の回転数、
第1ローラ18の取付座標(図1において点P(第1
ローラ18の中心)の座標)、第2ローラ20の取付
座標(図1において点Q(第2ローラ20の中心)の座
標)及びCCDカメラ26の画像倍率の各データを入
力する(ステップS2)。コンピュータ28は、入力さ
れたデータに基づいて、第1ローラ18の周速度v1 、
第2ローラ20の周速度v2 、第1ローラ18と球体1
0との接触点pの座標位置、及び、第2ローラ20と球
体10との接触点qの座標位置を算出する。
【0038】次に、コンピュータ28は、入力された画
像倍率値と球体10の外径値とから有効画像取込面積を
計算する(ステップS3)。
像倍率値と球体10の外径値とから有効画像取込面積を
計算する(ステップS3)。
【0039】次に、コンピュータ28は、算出した第1
ローラ18の周速度v1 、第2ローラ20の周速度
v2 、第1ローラ18と球体10との接触点pの座標位
置、及び、第2ローラ20と球体10との接触点qの座
標位置から球体10の回転数と、球体10の回転軸の移
動方向ベクトルを計算する(ステップS4)。
ローラ18の周速度v1 、第2ローラ20の周速度
v2 、第1ローラ18と球体10との接触点pの座標位
置、及び、第2ローラ20と球体10との接触点qの座
標位置から球体10の回転数と、球体10の回転軸の移
動方向ベクトルを計算する(ステップS4)。
【0040】次に、コンピュータ28は、算出した有効
画像取込面積から画像データを取り込むのに必要なステ
ップ数を決定する。ここでは、たとえば球体10の表面
を図4に示すように区画して画像データを取り込むもの
としてステップ数を決定する。そして、その決定したス
テップ数に基づいて第1ローラ駆動モータ22と第2ロ
ーラ駆動モータ24とを駆動し、第1ローラ18と第2
ローラ20とを回転させて球体10を回転させる(ステ
ップS5)。このとき、球体10は回転軸を移動させな
がら回転し、この結果、CCDカメラ26の画像取込位
置に位置する球体10の部位が変化してゆく。
画像取込面積から画像データを取り込むのに必要なステ
ップ数を決定する。ここでは、たとえば球体10の表面
を図4に示すように区画して画像データを取り込むもの
としてステップ数を決定する。そして、その決定したス
テップ数に基づいて第1ローラ駆動モータ22と第2ロ
ーラ駆動モータ24とを駆動し、第1ローラ18と第2
ローラ20とを回転させて球体10を回転させる(ステ
ップS5)。このとき、球体10は回転軸を移動させな
がら回転し、この結果、CCDカメラ26の画像取込位
置に位置する球体10の部位が変化してゆく。
【0041】一方、コンピュータ28は、区画した球体
10の表面が、CCDカメラ26の画像取込位置に位置
したところで球体10の回転を一旦停止し、順次画像デ
ータを取り込んでゆく(ステップS6)。
10の表面が、CCDカメラ26の画像取込位置に位置
したところで球体10の回転を一旦停止し、順次画像デ
ータを取り込んでゆく(ステップS6)。
【0042】すなわち、コンピュータ28は、第1ロー
ラ駆動モータ22と第2ローラ駆動モータ24とを駆動
して、区画した球体10の表面を順次CCDカメラ26
の画像取込位置に位置させ、順次画像データを取り込ん
で内蔵するメモリに記録してゆく。そして、球体10の
全表面の画像データの取り込みが完了したところで、第
1ローラ駆動モータ22と第2ローラ駆動モータ24と
に停止信号を出力して、球体10の回転を停止させる
(ステップS7)。
ラ駆動モータ22と第2ローラ駆動モータ24とを駆動
して、区画した球体10の表面を順次CCDカメラ26
の画像取込位置に位置させ、順次画像データを取り込ん
で内蔵するメモリに記録してゆく。そして、球体10の
全表面の画像データの取り込みが完了したところで、第
1ローラ駆動モータ22と第2ローラ駆動モータ24と
に停止信号を出力して、球体10の回転を停止させる
(ステップS7)。
【0043】次に、コンピュータ28は、メモリに記録
された各区画ごとの画像データを読み出し(ステップS
8)、画像処理によって各区画ごとにキズやクラック、
色ムラの有無を検査する(ステップS9)。そして、そ
の検査結果をディスプレイ32上に表示する。
された各区画ごとの画像データを読み出し(ステップS
8)、画像処理によって各区画ごとにキズやクラック、
色ムラの有無を検査する(ステップS9)。そして、そ
の検査結果をディスプレイ32上に表示する。
【0044】表示方法としては、たとえば図5に示すよ
うに、球体の展開図として表示する(図中黒塗り部分が
キズを表す)。これにより、キズ、クラック又は色ムラ
の位置、範囲、大きさを明確に把握できる。なお、区画
した各エリアは、緯度と経度とを用いて特定することが
でき、これにより、キズやクラック又は色ムラの生じて
いる位置を緯度と経度とを用いて把握できる。この検査
結果は、必要に応じてプリンタ(図示せず)にプリント
アウトされ(ステップS10)、これにより、検査が終
了する(ステップS11)。
うに、球体の展開図として表示する(図中黒塗り部分が
キズを表す)。これにより、キズ、クラック又は色ムラ
の位置、範囲、大きさを明確に把握できる。なお、区画
した各エリアは、緯度と経度とを用いて特定することが
でき、これにより、キズやクラック又は色ムラの生じて
いる位置を緯度と経度とを用いて把握できる。この検査
結果は、必要に応じてプリンタ(図示せず)にプリント
アウトされ(ステップS10)、これにより、検査が終
了する(ステップS11)。
【0045】このように、本実施の形態の球体外観検査
装置によれば、球体10の外観検査を自動で行うことが
できる。これにより、製造された球体全てを検査するこ
とができる。また、その検査内容の質も常に一定レベル
に保つことができる。
装置によれば、球体10の外観検査を自動で行うことが
できる。これにより、製造された球体全てを検査するこ
とができる。また、その検査内容の質も常に一定レベル
に保つことができる。
【0046】なお、本実施の形態では、径の異なる二つ
のローラを用いて球体10を回転させるように構成して
いるが、球体10の回転駆動機構は、これに限定される
ものではない。たとえば、径の同じ二つのローラを用
い、その周速度を調整することにより、回転軸を移動さ
せながら回転させてもよい。また、たとえば回転自在に
保持された球体に対してプレートをX−Z平面に沿って
当接し、当該プレートをX−Z平面に沿って移動させる
ことにより、球体を回転させるようにしてもよい。さら
に、回転自在に保持された球体に対して、任意の方向に
回転可能な回転ボールを当接し、当該回転ボールの回転
を球体に伝達して、球体を回転させるようにしてもよ
い。
のローラを用いて球体10を回転させるように構成して
いるが、球体10の回転駆動機構は、これに限定される
ものではない。たとえば、径の同じ二つのローラを用
い、その周速度を調整することにより、回転軸を移動さ
せながら回転させてもよい。また、たとえば回転自在に
保持された球体に対してプレートをX−Z平面に沿って
当接し、当該プレートをX−Z平面に沿って移動させる
ことにより、球体を回転させるようにしてもよい。さら
に、回転自在に保持された球体に対して、任意の方向に
回転可能な回転ボールを当接し、当該回転ボールの回転
を球体に伝達して、球体を回転させるようにしてもよ
い。
【0047】また、本実施の形態では、エアホルダ14
等を用いて球体10を回転自在に保持するようにしてい
るが、球体10の保持機構についても本実施の形態のも
のに限定されるものではない。球体10は、少なくとも
3点を支持することにより回転可能に保持される。
等を用いて球体10を回転自在に保持するようにしてい
るが、球体10の保持機構についても本実施の形態のも
のに限定されるものではない。球体10は、少なくとも
3点を支持することにより回転可能に保持される。
【0048】また、本実施の形態では、画像データを取
り込むエリアを図4に示すように区画しているが、これ
に限定されるものではない。
り込むエリアを図4に示すように区画しているが、これ
に限定されるものではない。
【0049】さらに、本実施の形態では、検査結果を図
5に示すように球体の展開図として表示するようにして
いるが、検査結果の表示法は、この方法に限られるもの
ではない。単に、キズやクラック、色ムラの有無のみを
表示するようにしてもよいし、また、キズや色ムラの位
置のみを表示するようにしてもよい。また、キズや色ム
ラの大きさ(面積)を画像処理により測定し、その結果
やキズや色ムラの大きさの全周面積に対する割合等を表
示するようにしてもよい。
5に示すように球体の展開図として表示するようにして
いるが、検査結果の表示法は、この方法に限られるもの
ではない。単に、キズやクラック、色ムラの有無のみを
表示するようにしてもよいし、また、キズや色ムラの位
置のみを表示するようにしてもよい。また、キズや色ム
ラの大きさ(面積)を画像処理により測定し、その結果
やキズや色ムラの大きさの全周面積に対する割合等を表
示するようにしてもよい。
【0050】また、本実施の形態では、CCDカメラ2
6を座標空間O−−X,Y,Z のZ軸に対して所定距離ズラ
して設置するようにしているが、撮影方式はこの方式に
限定されるものではない。たとえば、CCDカメラ26
をZ軸と同軸上に設置してもよいし、球体10の斜め方
向から撮影するようにしてもよい。また、横方向から撮
影するようにしてもよい。
6を座標空間O−−X,Y,Z のZ軸に対して所定距離ズラ
して設置するようにしているが、撮影方式はこの方式に
限定されるものではない。たとえば、CCDカメラ26
をZ軸と同軸上に設置してもよいし、球体10の斜め方
向から撮影するようにしてもよい。また、横方向から撮
影するようにしてもよい。
【0051】また、本実施の形態の球体外観検査装置
は、軸受け等に使用されるセラミックス製の球体10を
検査する場合に限らず、種々の径、用途の球体の検査に
適用することができる。
は、軸受け等に使用されるセラミックス製の球体10を
検査する場合に限らず、種々の径、用途の球体の検査に
適用することができる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転手段で回転させた球体の全表面を撮像手段で撮像
し、その得られた画像データを画像処理することによ
り、球体の外表面を検査する。これにより、球体の外表
面の検査をを自動で行うことができ、また、その検査内
容の質も常に一定に保つことができる。
回転手段で回転させた球体の全表面を撮像手段で撮像
し、その得られた画像データを画像処理することによ
り、球体の外表面を検査する。これにより、球体の外表
面の検査をを自動で行うことができ、また、その検査内
容の質も常に一定に保つことができる。
【図1】球体外観検査装置の全体構成図
【図2】球体回転機構の作用の説明図
【図3】球体外観検査装置の検査手順を示したフローチ
ャート
ャート
【図4】球体外観検査装置の作用の説明図
【図5】球体外観検査装置の作用の説明図
10…球体、12…球体回転機構、14…エアホルダ、
16…アイドラ、18…第1ローラ、20…第2ロー
ラ、22…第1ローラ駆動モータ、24…第2ローラ駆
動モータ、26…CCDカメラ、28…コンピュータ、
30…キーボード、32…ディスプレイ
16…アイドラ、18…第1ローラ、20…第2ロー
ラ、22…第1ローラ駆動モータ、24…第2ローラ駆
動モータ、26…CCDカメラ、28…コンピュータ、
30…キーボード、32…ディスプレイ
フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA03 AA11 AA49 AA58 BB07 DD00 DD06 FF04 GG04 JJ03 JJ26 KK01 MM04 PP13 QQ00 QQ24 QQ26 QQ28 QQ31 SS01 SS02 2F069 AA03 AA12 AA60 BB09 CC08 DD15 DD16 GG04 GG07 GG62 JJ17 JJ25 MM02 MM15 MM31 PP02 QQ01 QQ05 RR01 2G051 AA90 AB02 AB20 CA03 CA04 CD07 DA08 EA00 FA01
Claims (8)
- 【請求項1】 球体の外表面を検査する球体外観検査装
置において、 前記球体を回転自在に支持する支持手段と、 前記支持手段に支持された球体の外表面の一部を撮像す
る撮像手段と、 前記支持手段に支持された球体を回転させて前記撮像手
段によって撮像される前記球体の部位を変化させる回転
手段と、 前記撮像手段で撮像して得られた画像データに基づいて
前記球体の外表面を検査する画像データ処理手段と、か
らなることを特徴とする球体外観検査装置。 - 【請求項2】 前記回転手段は、 前記支持手段に支持された球体の外表面に当接する第1
摩擦車と、 前記第1摩擦車を回転させて、前記球体を回転させる第
1回転手段と、 前記支持手段に支持された球体の外表面に当接する第2
摩擦車と、 前記第2摩擦車を回転させて、前記球体を回転させる第
2回転手段と、 前記第1回転手段と前記第2回転手段の駆動を制御する
ことにより、前記第1摩擦車と前記第2摩擦車の周速度
を制御して、前記撮像手段によって撮像される前記球体
の部位を変化させる制御手段と、からなることを特徴と
する請求項1記載の球体外観検査装置。 - 【請求項3】 前記第1摩擦車の外径と前記第2摩擦車
の外径とが互いに異なることを特徴とする請求項2記載
の球体外観検査装置。 - 【請求項4】 前記撮像手段は、その撮像光軸が前記球
体の中心に対して所定量オフセットされていることを特
徴とする請求項1、2又は3記載の球体外観検査装置。 - 【請求項5】 前記画像処理手段は、前記撮像手段で撮
像して得られた画像データに基づいて、前記球体の外表
面に生じているキズ、クラック又は色ムラの有無を検査
することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の球
体外観検査装置。 - 【請求項6】 前記画像処理手段は、前記キズ、クラッ
ク又は色ムラの大きさを検出することを特徴とする請求
項5記載の球体外観検査装置。 - 【請求項7】 前記画像処理手段は、前記キズ、クラッ
ク又は色ムラの位置を検出することを特徴とする請求項
5又は6記載の球体外観検査装置。 - 【請求項8】 前記画像処理手段は、前記キズ、クラッ
ク又は色ムラの位置を緯度と経度を用いて特定すること
を特徴とする請求項7記載の球体外観検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11186342A JP2001013083A (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 球体外観検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11186342A JP2001013083A (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 球体外観検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001013083A true JP2001013083A (ja) | 2001-01-19 |
Family
ID=16186688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11186342A Pending JP2001013083A (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 球体外観検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001013083A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007248325A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Utsunomiya Univ | 外観検査装置、外観検査方法、外観検査プログラム及びそれを記録した情報記録媒体 |
JP2010510475A (ja) * | 2006-06-23 | 2010-04-02 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | 位置決めデバイス上の物体の位置および運動の光学認識システム |
KR101265224B1 (ko) | 2013-03-20 | 2013-05-27 | 세안기술 주식회사 | 카메라 영상을 이용한 회전체의 진단방법 |
WO2018201424A1 (zh) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | 重庆淏晗科技有限公司 | 一种智能滚动接触疲劳试验***及其测试方法 |
-
1999
- 1999-06-30 JP JP11186342A patent/JP2001013083A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007248325A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Utsunomiya Univ | 外観検査装置、外観検査方法、外観検査プログラム及びそれを記録した情報記録媒体 |
JP2010510475A (ja) * | 2006-06-23 | 2010-04-02 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | 位置決めデバイス上の物体の位置および運動の光学認識システム |
KR101198523B1 (ko) | 2006-06-23 | 2012-11-12 | 더 스와치 그룹 리서치 앤 디벨롭먼트 엘티디 | 포지셔닝 장치상의 대상물의 위치 및 운동에 대한 광학 인식 시스템 |
KR101265224B1 (ko) | 2013-03-20 | 2013-05-27 | 세안기술 주식회사 | 카메라 영상을 이용한 회전체의 진단방법 |
WO2018201424A1 (zh) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | 重庆淏晗科技有限公司 | 一种智能滚动接触疲劳试验***及其测试方法 |
US11408808B2 (en) | 2017-05-04 | 2022-08-09 | Chongqing Hao Han Technology Company Limited | Intelligent rolling contact fatigue testing system and testing method therefor |
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