JP2004125396A - 駆動伝達ベルトの検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト端面に存在する磨耗疵、加工疵、打痕疵などを高速度で正確に検査することができるＣＶＴベルト等の駆動伝達ベルトの検査方法を提供する。
【解決手段】回転テーブル１に駆動伝達ベルトをセットし、高輝度光源を備えた照明装置からの照明が正反射する位置に設置された二次元カメラあるいはラインセンサカメラによりベルト端面を撮影する。その画像を補正処理したうえベルト端面プロフィルと画像輝度との関係を利用した疵自動検出ロジックを用いて、磨耗疵、加工疵、打痕疵などを検出する。疵の位置はマーキングされ、二次検査が行われる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶＴベルト等の駆動伝達ベルトの製造工程において、ベルト端面に発生する欠陥を自動検出するための駆動伝達ベルトの検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の無段変速機に組み込まれるＣＶＴベルトは、金属製のベルトを１０枚程度積層したものである。これらの金属ベルトは予めバレル研磨により表面研磨されたうえで積層されるが、ベルト端面に磨耗疵、加工疵、打痕疵、スリ疵などが発生すると、使用中に疵を起点としてベルト破断に至ることがある。
【０００３】
そこで従来は、単層のＣＶＴベルトまたは積層されたＣＶＴベルトを回転テーブルに載せて低速度で回転させながらベルト端面を拡大鏡により撮影し、モニタに表示された画像を見ながら検査員が検査を行なっていた。検査員は疵を発見すると回転テーブルを停止して該当箇所にマーキングを施し、片面の検査が終了したらベルトを反転して反対面についても同様に検査を行なう。そして両端面の検査が終了すると、マーキングされた箇所について実体顕微鏡を用いて疵の深さ情報を加味した二次検査を行ない、良否の判定を行なっていた。
【０００４】
しかしこの従来方法は、検査員がモニターに表示された画像を目視して行なうために回転テーブルの回転速度を上げることができず、１本のベルトの検査に長時間を要するという問題があった。また、積層後のＣＶＴベルトを検査する場合には、積層工程でベルト間に入り込んだゴミ等の異物を疵として誤検出することがあり、検査精度を低下させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、ベルト端面に存在する磨耗疵、加工疵、打痕疵などを高速度で正確に検査することができる駆動伝達ベルトの検査方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明の駆動伝達ベルトの検査方法は、回転テーブルにセットされた駆動伝達ベルトの端面を二次元カメラあるいはラインセンサカメラにより撮影し、その画像をエッジ補正処理したうえ、ベルト端面プロフィルと画像輝度との関係を利用した疵自動検出ロジックを用いて良否の判定を行なうことを特徴とするものである。なお、二次元カメラあるいはラインセンサカメラを、高輝度光源を備えた照明装置からの照明が駆動伝達ベルトの端面で正反射する位置に設置して撮影を行なうことが好ましい。また請求項３の発明の駆動伝達ベルトの検査方法は、請求項１または２記載の検査方法によって疵が検出された駆動伝達ベルトにつき、ベルト端面の高さ変位を厚み方向に計測したプロフィルをベルト周方向に自動測定し、より正確な検査を行なうことを特徴とするものである。
【０００７】
以下に説明する実施形態に示すように、本発明の駆動伝達ベルトの検査方法によれば、光学的な検査技術によって単層の駆動伝達ベルトの端面疵を１本あたり１〜５秒程度の高速度で精度良く自動検査することができる。以下に示す実施形態では駆動伝達ベルトはＣＶＴベルトであるが、本発明は、印刷機、複写機、ロボット、ＯＡプリンターなどの精密機器駆動用ベルト、半導体部品、電子・電気部品などの精密部品搬送用ベルト、乾燥炉や加熱炉などの高温部での搬送用ベルト、焼成部品などの高温部品の搬送用ベルト、食品、化学薬品、医薬品などの衛生品搬送用ベルト、精密検査搬送用ベルトなどの各種の駆動伝達ベルトの検査に適用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明をＣＶＴベルトの検査に適用した実施形態を示す。
図１は請求項１の発明の実施形態を示すもので、１は外周長がＣＶＴベルトの内周長にほぼ等しい回転テーブルであり、検査対象となるＣＶＴベルトＢ（積層前の単層のＣＶＴベルト）を図示のように端面が上側になるように外周にセットする。この実施形態ではＣＶＴベルトＢの長さは５００〜７００ｍｍである。
【０００９】
２は照明装置、３はこの照明装置２からの照明光がＣＶＴベルトＢの端面で正反射する位置に配置された撮像系である。照明装置２としてはハロゲンランプまたはメタルハライドランプを用いているが、照度が安定しチラツキのない光源であれば、任意のものを用いることができる。ただし照明装置２は高輝度光源を備えたものであることが好ましく、この実施形態では高輝度光源から照射された光線を光ファイバケーブル６により投光器７の凸レンズに導いてＣＶＴベルトの端面上に集光させ、３０万ルクスの高照度を得ている。このような高照度は、以下に述べるＣＶＴベルトＢの高速検査のために有効である。またＣＶＴベルトＢの端面を正確に検査するために、図１（Ａ）中に示した角度αは０°〜３０°程度、好ましくは１０°程度とする。
【００１０】
撮像系３は撮像素子として二次元ＣＣＤ素子あるいはラインセンサ素子を備えた二次元カメラあるいはラインセンサカメラであり、ＣＶＴベルトＢの端面を撮影する。撮像系３は拡大鏡により、ベルト厚み方向及びベルト長手方向に１〜５０μｍとなるようにする。この実施形態ではベルト厚み方向の分解能が３μｍとなるようにレンズ倍率を設定しており、回転テーブル１の停止中はベルト長手方向の分解能も３μｍとなる。しかし実際には回転テーブル１の回転速度によりベルト長手方向の分解能は低下する。
【００１１】
ベルト長手方向の分解能の低下を防止するためには、撮像素子の走査周波数により決まる周期時間よりも回転速度を落とせばよいが、検査時間が長くかかることとなる。そこで検査対象となる疵の画像を劣化させることなく回転テーブル１を速く回転させるために、ここではベルト長手方向の分解能を１０μｍとした。また１０２４ビットのラインセンサ素子を使用し、走査周波数を４０ＭＨｚとし、５００〜７００ｍｍの長さのＣＶＴベルトＢの全周を１〜５秒程度で検査できるようにした。ただし検査対象となる疵のサイズが大きければ、分解能を５０μｍまで落とすことも可能である。
【００１２】
撮像系の画像は、画像処理ボード４によりエッジ補正処理したうえ、ベルト端面プロフィルと画像輝度との関係を利用した疵自動検出ロジックを用いて良否の判定を行なう。そこで先ず、画像補正の内容を説明する。
【００１３】
図１に示すように、回転テーブル１の側方には押えロール５が設けられ、ＣＶＴベルトＢを回転テーブル１の側面に密着させているが、回転テーブル１の偏心や遠心力による隙間変化などによって図２（Ａ）に示すように厚み方向に数μｍの蛇行が発生する。これを補正するため、矢印で示すように先ずベルトの両端面を検出する。この検出を確実に行なうためには、ＣＶＴベルトＢの外側が白く映るように照明装置２と撮像系３との位置を調整することが好ましい。
【００１４】
図３に示すようにＣＶＴベルトＢの両端面には傾斜があり、照明光が正反射しないので黒く映る。そこで両端面外側から一定輝度以下となるポイントを端面として検出する。しかし図２（Ｂ）に示すように端面の疵や凹凸により、そのポイントが真の端面でないことがある。そこで検出された両端面間の距離を演算して実厚みと比較し、一致しておれば真の端面とし、不一致であればそれらのポイントを採用せずに前のポイントを採用する。このようにして、ベルトの蛇行の影響を補正したエッジ補正画像を得ることができる。
【００１５】
次にベルト端面プロフィルと画像輝度との関係について説明する。図３、図４、図５、図６は左側が画像、右側がその厚み方向の断面プロフィルである。図３は正常品の画像であり、両端面から内側の輝度が低く、中心部の輝度が高くなっている。これは両端面部は傾斜しているために正反射光が受光されず、中心部は平坦であるため正反射光が受光されるからである。
【００１６】
図４は加工疵がある場合の画像及び断面プロフィルである。この場合には端面から内側の斜面が荒らされて平坦面になることが特徴で、正反射光が端面近くまで受光されて輝度の高い部分が広がっている。図５は磨耗疵がある場合の画像及び断面プロフィルである。この場合には中心部が削られて斜面になり、正反射光が受光されない輝度の低い部分が発生する。図６は打痕疵がある場合の画像及び断面プロフィルである。これは磨耗疵の範囲が更に広がったもので、中心部の輝度の低い部分が拡大している。
【００１７】
次に、上記のような端面プロフィルと画像輝度との関係を利用した疵自動検出ロジックを説明する。図７に示すように、ベルト端面の画像を厚み方向に分割し、それぞれの一定輝度以上、一定輝度以下の部分の連続長さを計算する。この実施形態では画像を厚み方向に７分割し、しかも中心の高輝度部分を細かく調査するため、図示のように中心部を５分割するように不均等に分割した。
【００１８】
磨耗疵については、中心の高輝度部分の一部が欠落することが特徴であるため、中心部を５分割した線上の輝度が一定値より低下した箇所が一定区間続けば磨耗疵であると判断する。この場合、５分割した線上の全てでこの条件が満足されたときに磨耗疵であると判断させれば、過検出はなくなる反面、多少の未検出を許容するロジックとすることができる。また、隣接する３本の線上では連続区間の設定を長くし、残りの２本の線上では短くすれば、未検出をなくし若干の過検出を許容するロジックとすることができる。
【００１９】
打痕疵は上記した磨耗疵がより深く大きくなったものであるから、磨耗疵における低輝度レベルをより低く設定し、かつ低輝度区間をより長く設定すれば、同様のロジックにより検出できる。加工疵は端面から中心部への斜面が削られて平坦化し、照明の正反射光が受光されて高輝度となることが特徴であるため、端面近傍の分割線上の一定輝度以上の区間の長さを求めることにより検出できる。なお以上の説明では輝度の大小を利用したが、輝度の変化を利用しても同様に疵の検出が可能である。
【００２０】
上記した方法により疵が検出されたＣＶＴベルトＢについてはマーキングが施され、二次検査が行なわれる。二次検査は従来法により行なうこともできるが、ベルト端面の高さ変位を厚み方向に計測したプロフィルをベルト周方向に自動測定し、より正確な検査を行なう方法を取ることができる。
【００２１】
図８はその説明図であり、先ず正常なプロフィルを記憶させておき、マーキングが施された部分のプロフィルを端面開始点と端面終点とを合わせて対比する。各位置について両者の差の二乗を積算して一定値に達したときに疵として検出するか、あるいは両者の差の絶対値が一定値を越えたときに疵として検出するロジックを用いれば、自動検出が可能である。
【００２２】
なお本発明の駆動伝達ベルトの検査方法は、回転テーブルへの駆動伝達ベルトの着脱を行うロボット等を用いることにより完全時自動化することができ、例えばＣＶＴベルトの積層装置の前段に組み込んで用いることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば駆動伝達ベルトの両端面に存在する磨耗疵、加工疵、打痕疵などを高速度で正確に自動検査することができ、従来のように長時間をかけて多数の検査員による検査を行なう必要がない。また、疵が検出された駆動伝達ベルトのみをプロフィル測定により二次検査することにより、検査工程の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の実施形態を示す正面図（Ａ）と、要部の左側面図　（Ｂ）　である。
【図２】画像補正の説明図である。
【図３】正常なベルトの画像と断面プルフィルである。
【図４】加工疵のあるベルトの画像と断面プルフィルである。
【図５】磨耗疵のあるベルトの画像と断面プルフィルである。
【図６】打痕疵のあるベルトの画像と断面プルフィルである。
【図７】疵自動検出ロジックのためのベルト端面の画像の分割説明図である。
【図８】請求項３の発明の実施形態を示す断面プルフィルの図である。
【符号の説明】
Ｂ　ＣＶＴベルト（駆動伝達ベルト）
１　回転テーブル
２　照明装置
３　撮像系
４　画像処理ボード
５　押えロール
６　光ファイバケーブル
７　投光器

Claims (4)

1. 回転テーブルにセットされた駆動伝達ベルトの端面を二次元カメラあるいはラインセンサカメラにより撮影し、その画像をエッジ補正処理したうえ、ベルト端面プロフィルと画像輝度との関係を利用した疵自動検出ロジックを用いて良否の判定を行なうことを特徴とする駆動伝達ベルトの検査方法。
2. 二次元カメラあるいはラインセンサカメラを、高輝度光源を備えた照明装置からの照明が駆動伝達ベルトの端面で正反射する位置に設置して撮影を行なう請求項１記載の駆動伝達ベルトの検査方法。
3. 請求項１または２に記載の検査方法によって疵が検出された駆動伝達ベルトにつき、ベルト端面の高さ変位を厚み方向に計測したプロフィルをベルト周方向に自動測定し、より正確な検査を行なうことを特徴とする駆動伝達ベルトの検査方法。
4. 駆動伝達ベルトがＣＶＴベルトである請求項１〜３の何れかに記載の駆動伝達ベルトの検査方法。

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