JP2003042737A - 切削加工品の検査方法 - Google Patents
切削加工品の検査方法Info
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Abstract
あっても、螺旋状の溝だけを精度良く検出可能にする切
削加工品の検査方法及び装置を提供する。 【解決手段】 連続螺旋状の円形に切削加工された切削
加工品1の切削面を画像入力手段4に入力し、その画像
データの濃淡変化を画像強調手段51により特定の周波
数成分で強調し、2次元直交変換手段52により2次元
直交変換を行い空間周波数データに変換した後、周波数
解析手段53により該空間周波数データを空間周波数解
析により特定のピッチで形成された螺旋状パターンを検
知し、該螺旋状パターンから切削加工品1の切削表面の
異常の有無を判別する。
Description
法及び装置に関し、さらに詳しくは、特にコンタクトレ
ンズの製造工程で発生する切削異常を検出する切削加工
品の検査方法及び装置に関する。
のプラスチック原料の表面を切削機で切削し、次いで、
切削後の表面を研磨機で研磨して所定の湾曲面形状に成
形するように行われる。切削加工は円柱状プラスチック
を回転させながら切削工具の刃先を表面に当て、外周か
ら半径方向中心に移動させるようにして行われる。この
切削加工では、切削表面に螺旋状の凹凸溝が生じるが、
この溝は切削表面を研磨することによって除去される。
しかし、この切削加工において刃先に何らかの異常があ
ると、切削表面の螺旋状の凹凸が大きくなって研磨後に
も螺旋状の溝が残るため、そのコンタクトレンズは不良
品となる。
調べる検査方法としては、切削・研磨後の表面を微分干
渉顕微鏡で撮像し、螺旋状の溝を明暗変化として映像化
することにより検査していた。すなわち、映像化した画
像データをフィルタ処理して溝部分の暗部を強調した後
に2値化し、その暗部の面積を測定して、その面積の大
小により異常の有無を判別するようにしていた。
には、本来検出したい螺旋状の溝以外の凹凸部分も包含
されている。例えば、コンタクトレンズ自体の曲面形状
や塵の付着などによる凹凸部分が含まれているため、こ
れら凹凸部分も明暗変化になって映像化されている。こ
のようなコンタクトレンズ自体の形状や塵によって生ず
る明暗変化は、フィルタ処理するだけでは除去されない
ため、2値化し面積を測定すると、その測定面積内に含
まれることによって誤差を生ずる要因になっていた。
のような従来技術の問題を解消し、本来検出したい螺旋
状の溝(切削傷)以外の凹凸部分が存在しても、実質的
に螺旋状の溝だけを精度良く検出可能にする切削加工品
の検査方法及び装置を提供することにある。
本発明の切削加工品の検査方法は、螺旋状に切削された
加工品の切削表面を撮像し、その画像データの濃淡変化
を特定の周波数成分で強調し、2次元直交変換を行い空
間周波数データに変換した後、該空間周波数データを空
間周波数解析により特定のピッチで形成してなる螺旋状
パターンとして検知し、該螺旋状パターンから前記切削
表面の異常の有無を判別することを特徴とするものであ
る。
螺旋状に切削加工された加工品の切削表面を撮像する画
像入力手段と、該画像入力手段から入力した画像データ
を処理する画像処理手段を有し、該画像処理手段が画像
強調手段と2次元直交変換手段と空間周波数解析手段と
から構成されることを特徴とするものである。
に対し、特定の周波数成分の濃淡変化を強調し、2次元
直交変換を行い画像データを空間周波数データに変換し
た後、空間周波数解析によって切削加工時に出来る螺旋
状溝に基づく特定ピッチの螺旋状パターンを検知するよ
うにしたので、螺旋状パターン以外の画像の影響を受け
にくくすることができ、切削工具の不具合から生ずる研
磨後の螺旋状の溝の有無を精度良く検知することができ
る。
ズに対して本発明の検査方法を実施する装置を例示す
る。
ンズを示す。このコンタクトレンズ1は、円柱状プラス
チック原料を切削機で切削し、研磨機で研磨することに
より所定の曲面形状に成形されたものである。
転させながら切削工具の刃先を表面に当て、外周から中
心に向けて移動させるるように行われているため、連続
螺旋状に切削されながら円形湾曲面になる。もし、この
切削加工において、切削工具の刃先に何らかの異常があ
ると、切削加工面に大きな螺旋状の溝(切削傷)が生
じ、研磨工程で研磨しても除去されずに残るため、その
コンタクトレンズは不良品にされる。
に支持され、上方にセットした高さ測定手段3により切
削加工面が測定される。高さ測定手段3が測定した切削
加工面の映像は画像入力手段4により電気信号に変換さ
れ、画像処理手段5へ入力される。画像処理手段5は、
以下に説明するような処理を行って、コンタクトレンズ
1の切削加工面に螺旋状の溝(傷)が残っているか否か
を検知する。
手段であれば特に限定されるものではなく、例えば微分
干渉顕微鏡、干渉式高さ計、共焦点式高さ計などの光学
検出手段が使用される。これらの中でも特に微分干渉顕
微鏡が好ましい。微分干渉顕微鏡は、切削加工表面の高
さ変化を明暗変化に変換して映像化する。
れた映像を電気信号に変換し、画像処理手段5に入力す
るためのもので、撮像手段とA/D変換手段から構成さ
れている。撮像手段としては、撮像管、CCDカメラな
ど映像を電気信号に変換するものであればよく、またA
/D変換手段は、撮像手段の電気信号をA/D変換し、
画像処理手段5のメモリ内に画像データとして書き込
む。
次元直交変換手段52と空間周波数解析手段53とから
なる。画像処理手段5による画像データの処理結果、す
なわちコンタクトレンズ1の切削加工面に螺旋状の溝
(欠陥)が存在するか否かの結果は、表示手段6に表示
される。
ータに切削不具合による螺旋状の溝が含まれていると、
その画像データに暗い螺旋状の線が現れる。その溝が深
いほど濃淡の変化が大きくなる。画像データには、この
螺旋状の線のほか、コンタクトレンズ1の形状変化に基
づく大きな暗い部分と、さらに塵などの異物が付着して
いる場合細かな黒い点が現れる。
のように行われる。
に螺旋状の溝が含まれていると、その螺旋状の溝の濃淡
変化が、画像強調手段51により地合が除去されること
により強調される。このような画像強調手段51として
は、特定の周波数を除去する機能を有する周波数フィル
タであれば、特に限定されない。例えば、ロバーツフィ
ルタ、ラブラシアンフィルタ、微分フィルタなどを使用
することができる。
数のフィルタ作用により、画像データから地合の変化が
除去される一方、切削工具の不具合により生じた螺旋状
の溝が強調される。しかし、この画像強調処理では、コ
ンタクトレンズ表面の形状による濃淡変化の濃淡境界部
分や、異物付着による黒点も強調される。これはコンタ
クトレンズの湾曲形状や付着した異物が、螺旋状の溝と
同様の周波数成分を持っているからである。したがっ
て、強調処理後の画像データをそのまま2値化して面積
計測を行っても、コンタクトレンズの形状や異物に基づ
く面積がノイズとなって誤差の原因になる。
形状や付着した異物に基づくノイズの影響を無くすた
め、画像強調手段51で強調した画像データを、2次元
直交変換手段52により2次元直交変換を行い、画像デ
ータに含まれる周波数成分をX軸とY軸との各軸ごとに
計算し、リング状領域の空間周波数データに変換する。
このような作用を行う2次元直交変換手段としては、例
えばFFT(高速フーリエ変換)、フーリエ変換、コサ
イン変換などがある。中でもFFTは計算時間が短くな
るので特に好ましい。
は、コンタクトレンズの切削加工法の性質上等ピッチで
あるから、濃淡変化を強調後の画像データを2次元直交
変換した空間周波数データにも、螺旋状の溝の繰り返し
ピッチの周波数に対応してリング状領域部分の周波数成
分が強く現れる。この溝部分の濃淡変化が大きいほど、
このリング状領域部分の周波数成分も強くなる。
コンタクトレンズの中心を画像データの中央に対応させ
るようにすると、2次元FFTを施して得た画像データ
(空間周波数データ)に示されるリング状領域部分を一
層明確に現すことができる。したがって、2次元直交変
換(FFT)を施す際に、コンタクトレンズの保持手段
2を制御することにより、コンタクトレンズ1の中心を
画像データの中央に対応させるように操作するとよい。
析手段53により上記2次元FFTを施して得た画像デ
ータ(空間周波数データ)を、2値化手段501により
特定のしきい値により2値化する。さらに面積測定手段
502により、この2値化後の画像に対して面積計測を
行い、さらに良否判定手段503により、その計測後の
面積が特定のしきい値を越えている場合は、切削工具の
不具合により螺旋状の溝が発生していると判定する。
手段53を示す。この図3の周波数解析手段53は、2
次元直交変換手段52で変換した空間周波数データ(画
像データ)を、座標変換手段505を使用して、図4に
示すように周波数f1から周波数f2までのリング状領
域で、角度θについて極座標変換を行い、図5に示すよ
うなグラフを得る。さらに図5のグラフについて、積算
処理手段506により角度θ方向に積算処理することに
より、図6のグラフのように、ピーク認識手段507に
より周波数ピーク部分fを認識する。
旋状の溝のピッチを表し、Sは溝部分の濃淡変化、つま
り高さ変化の度合いを表す。この濃淡変化Sに対して、
良否判定手段508により特定のしきい値を設け、この
しきい値を越えている場合に、切削工具の不具合による
螺旋状の溝が発生していると判定する。
データに対し、2次元直交変換を行うことでリング状の
空間周波数データに変換し、2次元直交変換後の画像デ
ータに螺旋状の溝の繰り返しピッチの周波数に対応する
リング状領域の周波数成分を強く現すようにする。した
がって、この空間周波数データのリング状領域を空間周
波数解析することで、螺旋状の溝部分以外のコンタクト
レンズの形状や異物に基づくノイズ成分の影響を無く
し、一層高精度に螺旋状の溝を検出することが可能にな
る。
ンタクトレンズのみならず、切削機の切削加工により得
られる加工品、例えばプラスチック製の凹面鏡、凸面
鏡、光学レンズなどに対する検査にも適用することがで
きる。
ンズを検査した。
ン社製)を用い、対物レンズは CF IC BD P
lan ELWD DIC 100倍を使用した。画像
入力手段4としては、2次元CCDカメラ(NEC社
製,TI−324A)を使用して、微分干渉顕微鏡で得
られた映像を電気信号に変換し、アパール社製画像取り
込みボードFHC330Aにて画像処理手段5(ファー
スト社製画像処理装置902L)に画像データを取り込
んで画像処理を行った。周波数解析手段53としては、
図3に示す手順に従って処理を行った。その結果、精度
よく良品と不良品との判別をすることができた。
旋状の円形に切削加工された切削加工品の表面の画像デ
ータに対し、特定の周波数成分で濃淡変化を強調し、2
次元直交変換を行い画像データを空間周波数データに変
換した後、これを空間周波数解析により切削加工時の螺
旋状溝に基づく特定のピッチで形成される螺旋状パター
ンを検知するようにしたので、その螺旋状パターン以外
の画像の影響を受けにくくし、切削工具の不具合から生
ずる螺旋状の溝(傷)の有無を精度良く検知することが
できる。
概略図である。
ブロック図である。
示すブロック図である。
化した例を示す図である。
する図である。
タを例示する図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 螺旋状に切削された加工品の切削表面を
撮像し、その画像データの濃淡変化を特定の周波数成分
で強調し、2次元直交変換を行い空間周波数データに変
換した後、該空間周波数データを空間周波数解析により
特定のピッチで形成してなる螺旋状パターンとして検知
し、該螺旋状パターンから前記切削表面の異常の有無を
判別する切削加工品の検査方法。 - 【請求項2】 前記空間周波数解析が、前記空間周波数
データのリング状領域に対して2値計測を行い、得られ
た面積から螺旋状パターンを検知する請求項1に記載の
切削加工品の検査方法。 - 【請求項3】 前記空間周波数解析が、前記空間周波数
データのリング状領域を極座標変換した後、角度軸に対
して周波数データを積算し、得られた周波数成分の強度
から螺旋状パターンを検知する請求項1に記載の切削加
工品の検査方法。 - 【請求項4】 前記加工品がコンタクトレンズである請
求項1,2又は3に記載の切削加工品の検査方法。 - 【請求項5】 螺旋状に切削加工された加工品の切削表
面を撮像する画像入力手段と、該画像入力手段から入力
した画像データを処理する画像処理手段を有し、該画像
処理手段が画像強調手段と2次元直交変換手段と空間周
波数解析手段とから構成される切削加工品の検査装置。 - 【請求項6】 前記加工品がコンタクトレンズである請
求項5に記載の切削加工品の検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001225766A JP2003042737A (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | 切削加工品の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001225766A JP2003042737A (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | 切削加工品の検査方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003042737A true JP2003042737A (ja) | 2003-02-13 |
Family
ID=19058703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001225766A Pending JP2003042737A (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | 切削加工品の検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003042737A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-07-26 JP JP2001225766A patent/JP2003042737A/ja active Pending
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