積層リングの検査方法
【課題】無端状の金属リングを複数積層して形成される積層リングを光学的に検査する方法であって、各金属リングの側縁の状態に加えて、金属リングの積層状態も検査できるようにする。
【解決手段】撮像手段２により撮像された積層リングの側縁の画像を２値化し、２値化された画像に表れる各金属リングに対応する各リング像に基づいて各金属リングの側縁の状態を検査し、また、複数のリング像間の相対位置関係に基づいて金属リングの積層状態を検査する。積層検査工程では、２値化された画像から隣接する各２個のリング像を順に選択し、金属リングの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択された２個のリング像の重心間距離と２個のリング像の重心間距離のＸ軸方向における変化量との内の１つ以上を夫々の閾値と比較して金属リングの積層状態を判別する
【解決手段】撮像手段２により撮像された積層リングの側縁の画像を２値化し、２値化された画像に表れる各金属リングに対応する各リング像に基づいて各金属リングの側縁の状態を検査し、また、複数のリング像間の相対位置関係に基づいて金属リングの積層状態を検査する。積層検査工程では、２値化された画像から隣接する各２個のリング像を順に選択し、金属リングの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択された２個のリング像の重心間距離と２個のリング像の重心間距離のＸ軸方向における変化量との内の１つ以上を夫々の閾値と比較して金属リングの積層状態を判別する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用無段変速機のベルト等に使用される、無端状の金属リングを複数積層して形成される積層リングの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機用のベルトは、所定形状に形成された多数のエレメントと、これらエレメントを環状に結束するリング部材とで構成される。そして、リング部材は、一般に、無端状の薄肉の金属リングを複数積層して形成される積層リングで構成されている。ここで、金属リングには、製造工程、搬送工程、積層工程等に際し、その側縁に打痕等の傷部を生ずることがある。
【０００３】
そこで、従来、金属リングの積層工程前に、単層の金属リングの側縁に光を当てて側縁をカメラにより撮像し、その画像から金属リングの側縁の傷部を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
然し、この従来例では単層の金属リングの検査しか行わないため、積層工程で金属リングの側縁に傷部が発生してもこれを検出できず、また、積層工程で金属リング間にゴミ等の異物が噛み込む等の積層不良を生じてもこれを検出できない。
【特許文献１】特開２００４−７７４２５号公報（００１２，００１６、図３〜５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、各金属リングの側縁の傷部に加えて積層不良も検出できるようにした積層リングの検査方法を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、無端状の金属リングを複数積層して形成される積層リングの検査方法であって、積層リングの側縁を照明手段により照明した状態で撮像手段により撮像する撮像工程と、撮像された積層リングの側縁の画像を２値化する２値化工程と、２値化された画像に表れる各金属リングに対応する各リング像に基づいて各金属リングの側縁の状態を検査する側縁検査工程と、複数のリング像間の相対位置関係に基づいて金属リングの積層状態を検査する積層検査工程とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、側縁検査工程において、各リング画像から各金属リングの側縁の傷部を検出することができる。また、金属リングの積層工程で異物の噛み込み等の積層不良を生ずると、隣接するリング像間の間隔が変化する。従って、積層検査工程において、リング像間の相対位置関係に基づいて金属リングの積層不良を検出することができる。
【０００８】
ここで、積層検査工程は、２値化された画像から隣接する各２個のリング像を順に選択する工程と、金属リングの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択された２個のリング像の重心間のＹ軸方向距離と、選択された２個のリング像のＸ軸方向各位置での重心間のＹ軸方向距離のＸ軸方向における変化量との内の１つ以上を夫々の閾値と比較して金属リングの積層状態を判別する工程とを備えることが望ましい。
【０００９】
金属リングの側縁は断面アール形状に面取りされており、撮像手段に入る金属リングの側縁からの反射光は側縁の厚さ方向中央部から離れるに従って漸減する。そのため、２値化前のリング像のＹ軸方向両側の境界は明瞭には現われず、２値化画像に現れるリング像のＹ軸方向両側の明暗境界線（リング像の縁）の位置はＹ軸方向に多少ともばらつく。そのため、隣接する２個のリング像の内側縁間の距離を計測した場合、金属リング間の実際の隙間は正常でも、各リング像の内側縁が相対的に遠ざかるように変位して、２個のリング像の内側縁間の距離が閾値以上になってしまうことがある。また、金属リングの軸方向へのずれにより、２値化画像に現われるリング像のＹ軸方向幅が変化し、２個のリング像の内側縁間の距離が閾値以上になってしまうこともある。これに対し、２値化画像のリング像の重心（リング像のＹ軸方向幅の中心）は金属リングの厚さ方向の中心にほぼ一致する。従って、２値化画像の２個のリング像の重心間距離（重心間のＹ軸方向距離）は２個の金属リング間の隙間量を正確に表すパラメータになり、この重心間距離に基づいて異物噛み込み等による積層不良の有無を正確に判別できる。また、金属リングの曲がりや金属リング間への微小な異物の噛み込み等により金属リング間の隙間量が局部的に変化することもあるが、２個のリング像の重心間距離のＸ軸方向における変化量に基づいて、このような金属リング間の隙間量の局部的な変化も検出できる。
【００１０】
また、側縁検査工程は、２値化された画像から各１個のリング像を順に選択する工程と、金属リングの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択されたリング像について、リング像のＹ軸方向幅、面積、重心及びＹ軸方向における明暗変化数の内の１つ以上をＸ軸方向の各位置で計測する工程と、リング像のＹ軸方向幅と平均幅との偏差、リング像のＹ軸方向幅のＸ軸方向における変化量、リング像の面積の最小値、リング像の面積のＸ軸方向における変化量、リング像の重心のＸ軸方向における変化量及び明暗変化数の内の１つ以上を夫々の閾値と比較して金属リングの側縁の状態を判別する工程とを備えることが望ましい。
【００１１】
ここで、金属リングの側縁に生ずる可能性がある傷部の大きさ形状は多種多様であり、画像に表れる傷部の形態も多様になり、パターンマッチング等の一様な画像処理では見逃されてしまう傷部も出てくる。上記の如くリング像のＹ軸方向幅と平均幅との偏差、リング像のＹ軸方向幅のＸ軸方向における変化量、リング像の面積の最小値、リング像の面積のＸ軸方向における変化量、リング像の重心のＸ軸方向における変化量及び明暗変化数という多様な項目の判定を行うことにより、傷部の検出漏れを防止することができる。
【００１２】
尚、２値化の手法として、２値化画像に現われる像の形・大きさが撮像画像の輝度のばらつきで大きく変わることを防止するため、それ以上の輝度の部分を明部とする明部用閾値と、それ以下の輝度の部分を暗部とする暗部用閾値との２つの閾値を用い、明部用閾値と暗部用閾値との間の輝度の部分を輝度に応じた明度のグレーになるように２値化する方法がある。この場合、２値化された画像のグレー部分を明部と看做して連続した明部の部分を各１個のリング像としてラベリングするのが妥当である。そして、側縁検査工程でリング像の面積を計測する場合、リング像に含まれるグレー部分の面積を実際の面積にグレー部分の明度に応じた係数を乗算した値として算出すれば、金属リングの側縁の浅い窪み状の傷部に対応するグレーの傷像がリング像に含まれているときに、リング像の面積が傷像の部分で小さくなり、リング像の面積の最小値やリング像の面積のＸ軸方向における変化量に基づいて傷像の存在を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１を参照して、１は回転テーブルであり、この回転テーブル１上に、図３に示す如く無端状の金属リングＷを複数（図示例では１２個）積層して成る積層リングＷ´をセット自在としている。尚、各金属リングＷは夫々隣り合う金属リングＷと僅かな隙間を存して積層されている。また、各金属リングＷの側縁は断面アール形状に面取りされている。回転テーブル１の上方には、積層リングＷ´の側縁に対向するように、撮像手段２と照明手段３とから成る撮像ユニットが配置されている。また、撮像手段２で撮像された画像の処理を行う画像処理装置４と、回転テーブル１の回転を制御する回転テーブル制御装置５とが設けられており、これら回転テーブル１と撮像ユニットと画像処理装置４と回転テーブル制御装置５とで積層リングＷ´の検査装置が構成される。
【００１４】
回転テーブル１には、図示しないが、積層リングＷ´の内周面に当接して積層リングＷ´を円環状に保持する保持具が設けられている。また、回転テーブル１の側方には、積層リングＷ´に向けて進退するマーカ６ａを有するマーキング装置６が設けられている。
【００１５】
撮像手段２は、ＣＭＯＳカメラ等のデジタルカメラで構成され、ケーブルを介して画像処理装置４に接続されている。照明手段３は、光拡散フィルタ３１ａを装着したリング状照射ヘッド３１と、該照射ヘッド３１に光ファイバ３２を介して接続される光源３３とで構成され、光源３３からの光がリング状照射ヘッド３１から積層リングＷ´の側縁に向けて照射される。撮像手段２は、リング状照射ヘッド３１の内周空間を通して積層リングＷ´の側縁を撮像する。
【００１６】
画像処理装置４は、図２に示すように、機能的構成として、画像記憶手段４１、２値化手段４２、側縁検査手段４３、積層検査手段４４、結果表示手段４５及び位置通知手段４６を備えている。結果表示手段４５は画像処理装置４に設けられたモニタ４７に接続され、位置通知手段４６は回転テーブル制御装置５に接続されている。
【００１７】
回転テーブル制御手段５は、マーキング装置６に接続されるマーキング制御手段５１を内蔵している。そして、金属リングＷの傷部や積層不良が検出された場合、位置通知手段４６から送信される傷部等の位置情報に基づき、回転テーブル１の回転で傷部等が存在する積層リングＷ´の部分がマーキング装置６に正対したところでマーカ６ａが動作するようにマーキング装置６を制御し、積層リングＷ´の傷部等が存在する部分にマーキングを施す。
【００１８】
次に、積層リングＷ´の検査手順について説明する。積層リングＷ´の検査に際しては、先ず、積層リングＷ´を回転テーブル１に載置した状態で回転テーブル制御装置５により回転テーブル１を所定速度で回転させ、撮像手段２により積層リングＷ´の側縁を連続的に撮像する（図４のＳＴＥＰ１）。この撮像は、例えば標準周長６１５ｍｍの金属リングＷを複数積層した積層リングＷ´である場合、積層リングＷ´の周長の６ｍｍを１画像とし、各画像が１ｍｍのラップ代を持つようにして、全周を１２３の分割画像とするようにして行う。
【００１９】
撮像手段２による撮像は照明手段３により積層リングＷ´の側縁を照明した状態で行う。これにより撮像手段２の画像には、積層リングＷ´を構成する複数の金属リングＷに対応する明るい帯状の複数の像が現われる。尚、金属リングＷの側縁は上記の如く断面アール形状に面取りされているため、金属リングＷの側縁の厚さ方向側方部分に入射された光は撮像手段２側には反射されず、明るい帯状の像の間の部分は暗くなる。撮像手段２の画像は順次画像処理装置４に送られ、画像記憶手段４１に記憶される。
【００２０】
次に、画像記憶手段４１に記憶されている画像が２値化手段４２により２値化される（図４のＳＴＥＰ２）。この２値化処理では、明部（白）用閾値（これ以上の輝度の部分を２値化で白にする閾値）と、暗部（黒）用閾値（これ以下の輝度の部分を２値化で黒にする閾値）とを用い、明部用閾値と暗部用閾値との間の輝度の部分は輝度に応じた明度のグレーになるように画像を２値化している。２値化画像には、図５に示す如く、各金属リングＷの側縁に対応する各リング像ｗが明部となって現われる。尚、２値化画像にはグレーの部分も表れるが、図５では便宜上、グレー部分を含む明部を白、暗部（黒）を網掛けで表している。また、２値化手段４２は、２値化画像に現われたリング像ｗに対するラベリング処理を行う。尚、ラベリング処理では、グレー部分を明部と看做して連続する明部の一つの纏まりを１個のリング像ｗとして、各リング像ｗに対するラベリングを行う。また、後記する図６でも特に断らない限り網掛け部分は暗部を表している。
【００２１】
次に、側縁検査手段４３により、各金属リングＷの側縁の状態をリング像ｗに基づいて検査する側縁検査処理を実行する。側縁検査処理では、先ず、ラベリングされた複数のリング像ｗから所定の順序で１個のリング像ｗを選択する（図４のＳＴＥＰ３）。そして、２値化画像における金属リングＷの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングＷの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択されたリング像ｗのＸ軸方向長さを計測し（図４のＳＴＥＰ４）、この長さが所定の閾値未満であるか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ５）。図６（ａ）に示す如く、金属リングＷの割れや傷等でリング像が＃１のリング像ｗと＃２のリング像ｗに分断され、リング像ｗのＸ軸方向長さが短くなることがあり、この場合は不合格とされる（図４のＳＴＥＰ３２）。尚、図６（ａ）の＃３のリング像ｗのＸ軸方向長さが正規の長さである。
【００２２】
リング像ｗのＸ軸方向長さが所定の閾値以上であれば、次に、１画像をＸ軸方向に等幅（例えば、１画素幅）で複数に区分して、各区分でのリング像ｗの面積を計測する。尚、リング像ｗにグレー部分が含まれる可能性があることを考慮し、白を１、黒を０とする明度に応じた明度係数を設定し、各部の面積にその部分の明度に対応する明度係数を乗算して、リング像ｗの面積を求めるようにしている。次に、全区分のうちの最低面積を求め（図４のＳＴＥＰ６）、リング像ｗの最低面積が所定の閾値未満であるか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ７）。金属リングＷの側縁に打痕・欠け・削れ等の傷部が存在すると、図６（ｂ）に示す如く、傷部に対応する暗部像たる傷像ｗａがリング像ｗに入り込み、リング像ｗの面積が小さくなって不合格とされる。尚、面積が最低になる区分以外の区分でも面積が閾値未満になることはあるが、処理時間の短縮化のため、最低面積以外は合否の判別対象にしていない。ここで、検査処理は、積層リングＷ´の全周を上記の如く１２３分割した各分割部分の画像に対し実行されるものであり、或る画像の検査で不合格とされたときは、この画像に対応する積層リングＷ´の分割部分にマーキングして、後工程で目視検査するようにしており、この分割部分の最低面積以外の部分にも傷部が存在する場合、この傷部は目視検査で容易に確認できるため、最低面積のみを合否の判別対象としても実用上問題はない。
【００２３】
リング像ｗの最低面積が所定の閾値以上であれば、次に、上記各区分のリング像面積とこれに隣接する区分のリング像面積との差をリング像面積のＸ軸方向における変化量として算出し、１画像におけるリング像面積のＸ軸方向変化量の最大値（面積最大変化量）を求め（図４のＳＴＥＰ８）、この面積最大変化量が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ９）。金属リングＷの側縁に浅い窪み状の傷部が存在する場合、図６（ｃ）に示す如く、リング像ｗ内に傷部に対応するグレーの傷像ｗｂが現われることがある。尚、図６（ｃ）では暗部を黒、グレー部分を網掛けで表している。傷像ｗｂの部分では、上記の如く明度係数を乗算して面積が算出されるため、傷像ｗｂが存在する部分でリング像ｗの面積が減少し、傷像ｗｂの境界部でリング像面積のＸ軸方向変化量が大きくなる。そして、面積最大変化量が上記閾値を上回った場合は不合格とされる。
【００２４】
面積最大変化量が閾値以下であれば、次に、上記各区分のリング像ｗの重心（面積重心）の位置を求め、各区分の重心位置とこれに隣接する区分の重心位置との差をリング像ｗの重心のＸ軸方向における変化量として算出し、１画像におけるリング像ｗの重心のＸ軸方向変化量の最大値（重心最大変化量）を求め（図４のＳＴＥＰ１０）、この重心最大変化量が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ１１）。金属リングＷに製造機器との干渉等で曲がりを生じていると、図６（ｄ）に示す如くリング像ｗが屈曲し、この屈曲部分で重心変化量が大きくなる。そして、重心最大変化量が上記閾値を上回った場合は不合格とされる。
【００２５】
重心最大変化量が閾値以下であれば、次に、上記各区分のリング像ｗのＹ軸方向幅（リング像幅）を計測する。尚、リング像幅の計測に際しては、グレー部分も明部と看做し、Ｙ軸方向最下方の明部と暗部の境界からＹ軸方向最上方の明部と暗部の境界までのＹ軸方向距離を求め、これをリング像幅とする。そして、各区分のリング像幅とこれに隣接する区分のリング像幅との差をリング像幅のＸ軸方向における変化量として算出し、１画像におけるリング像幅のＸ軸方向変化量の最大値（幅最大変化量）を求め（図４のＳＴＥＰ１２）、この幅最大変化量が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ１３）。この場合、傷部の形状によっては図６（ｅ）に示す如くリング像ｗが幅広になり、この部分で幅変化量が大きくなる。そして、幅最大変化量が上記閾値を上回った場合は不合格とされる。また、傷部の中央部が浅く窪んでいる場合、図６（ｅ）に示す如くリング像ｗの幅広部にグレー部分ｗｃが現われることがある。尚、図６（ｅ）では暗部を黒、グレー部分を網掛けで表している。この場合、リング像ｗの面積は、グレー部分ｗｃで明度係数を乗算するため左程大きくならず、上記した面積最大変化量に基づく判別では傷部が見落とされてしまう可能性がある。従って、幅最大変化量に基づく判別を行うことは、傷部の見落としを防止する上で役立つ。
【００２６】
幅最大変化量が閾値以下であれば、次に、上記各区分においてＹ軸方向における明暗変化数を計測する（図４のＳＴＥＰ１４）。明暗変化数の計測に際しては、グレー部分も明部と看做し、各区分をＹ軸方向上方から下方に走査して、暗部から明部に移行したとき及び暗部から明部に移行したときに夫々明暗変化数のカウンタに１宛加算する。通常、明暗変化数は２になるが、リング像ｗに図６（ｆ）に示す如く暗部となる傷像ｗｄが入り込んでいると、同図の矢印線に沿って走査したとき明暗変化数は４になる。そして、明暗変化数が閾値たる２を上回る区分が存在するか否かを判別し（図４のＳＴＥＰ１５）、明暗変化数が３以上になる区分が存在するときは不合格とされる。尚、明部から暗部に移行して更に明部に移行したときにカウント数を１とし、カウント数が１の区分が存在するときに不合格とするようにしても良い。
【００２７】
明暗変化数が２以下であれば、次に、上記各区分のリング像幅の全区分における平均値（平均幅）を求め（図４のＳＴＥＰ１６）、各区分のリング像幅のうち平均幅より大きなものについて平均幅との偏差（＋方向幅偏差）を算出し（図４のＳＴＥＰ１７）、＋方向幅偏差が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ１８）。金属リングＷの側縁にハンドリングミス等による側方への張り出し傷が存在する場合、図６（ｇ）に示す如く、リング像ｗに張り出し傷に対応するＹ軸方向への張り出し部ｗｅが現われ、張り出し部ｗｅの部分で＋方向幅偏差が大きくなる。そして、＋方向幅偏差が上記閾値を上回った場合は不合格とされる。
【００２８】
＋方向幅偏差が閾値以下であれば、次に、各区分のリング像幅のうち平均幅より小さなものについて平均幅との偏差（−方向幅偏差）を算出し（図４のＳＴＥＰ１９）、−方向幅偏差が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ２０）。図６（ｈ）に示す如くリング像ｗに金属リングＷの側縁の傷部に対応する暗部となる傷像ｗａが入り込んでいる場合、傷像ｗａの部分で−方向幅偏差が大きくなる。そして、−方向幅偏差が上記閾値を上回った場合は不合格とされる。
【００２９】
ここで、平均幅に対するリング像幅の偏差に基づく合否判別を行うのは、金属リングＷの軸方向へのずれに対する対策である。即ち、何れかの金属リングＷが軸方向上方（撮像手段２に接近する方向）にずれていた場合、この金属リングＷに対応するリング像ｗの幅が広がり、リング像ｗの面積が傷像ｗａの存在箇所でも比較的大きくなる。従って、ＳＴＥＰ７での最低面積に基づく判別では不合格とされない可能性がある。これに対し、平均幅に対するリング像幅の偏差に基づく判別を行うことにより、金属リングＷのずれによるリング像幅の変化の影響で傷部の存在が見落とされることを可及的に回避できる。
【００３０】
−方向幅偏差が閾値以下であれば、次に、検査したリング像ｗの数をカウントするリングカウンタに１を加算した後（図４のＳＴＥＰ２１）、全てのリング像ｗの検査が完了したか否かを判別し（図４のＳＴＥＰ２２）、全てのリング像ｗの検査が完了するまではＳＴＥＰ３に戻り、上記の側縁検査処理を繰り返す。
【００３１】
全てのリング像ｗの検査が完了したときは、リングカウンタのカウント数が積層リングＷ´として積層すべき金属リングＷの数（リング本数＝１２）と一致しているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ２３）。何れかの金属リングＷが抜け落ちていたり、金属リングＷが余分に積層されている場合、カウント数はリング本数に一致せず、この場合は不合格とされる。
【００３２】
カウント数がリング本数に一致していれば、次に、積層検査手段４４により複数のリング像間の相対位置関係に基づいて金属リングＷの積層状態を検査する積層検査処理を実行する。積層検査処理では、先ず、ラベリングされた複数のリング像ｗから所定の順序でＹ軸方向に隣接する各２個のリング像ｗ，ｗを選択する（図４のＳＴＥＰ２４）。次に、選択した２個のリング像ｗ，ｗの１画像における夫々の重心（面積重心）の位置を求め、一方のリング像ｗの重心と他方のリング像ｗの重心との間のＹ軸方向距離（重心間距離）を算出して（図４のＳＴＥＰ２５）、重心間距離が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ２６）。金属リングＷ，Ｗ間への異物の噛み込みや金属リングＷの曲がりを生ずると、図６（ｉ）に示す如く、異物の噛み込みや曲がりの存在する金属リングに対応する＃１のリング像ｗと＃２のリング像ｗの重心間距離が大きくなる。尚、＃２のリング像ｗと＃３のリング像ｗの重心間距離が正規の大きさである。そして、重心間距離が上記閾値を上回っている場合は不合格とされる。
【００３３】
重心間距離が閾値以下であれば、次に、１画像をＸ軸方向に等幅で複数（例えば６つ）に区分し、各区分における２個のリング像ｗ，ｗの夫々の重心（面積重心）の位置を求めて、各区分での一方のリング像ｗの重心と他方のリング像ｗの重心との間のＹ軸方向距離（重心間距離）を算出する（図４のＳＴＥＰ２７）。そして、各区分での重心間距離とこれに隣接する区分での重心間距離の差として重心間距離のＸ軸方向変化量を算出し、１画像における重心間距離のＸ軸方向変化量の最大値（重心間距離最大変化量）を求め（図４のＳＴＥＰ２８）、この重心間距離最大変化量が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ２９）。金属リングＷの曲がりを生ずると、図６（ｊ）に示す如く重心間距離の変化量が大きくなる。そして、重心間距離最大変化量が上記閾値を上回っている場合は不合格とされる。
【００３４】
尚、隣接する２個のリング像ｗ，ｗの重心位置に代えてリング像ｗ，ｗの隣接方向内側の明暗境界線の位置を計測し、２個のリング像ｗ，ｗの明暗境界線間のＹ軸方向距離やこの距離のＸ軸方向における変化量に基づいて金属リングＷの積層状態を判別することも可能である。然し、２値化画像における各リング像ｗの明暗境界線の位置は撮像手段２の画像の輝度のバラツキで変位し、また、金属リングＷの軸方向へのずれに伴うリング像ｗのＹ軸方向幅の変化よっても変位する。その結果、隣接する２個の金属リングＷ，Ｗ間の隙間が正常であっても２個のリング像ｗ，ｗの明暗境界線間のＹ軸方向距離やこの距離のＸ軸方向における変化量が夫々の閾値を上回って不合格と誤判別されたり、隣接する２個の金属リングＷ，Ｗ間の隙間が不正常であっても２個のリング像ｗ，ｗの明暗境界線間のＹ軸方向距離やこの距離のＸ軸方向における変化量が夫々の閾値以下となって合格と誤判別される可能性がある。これに対し、２値化画像における各リング像ｗの重心位置は、撮像手段２の画像の輝度のバラツキの影響や、金属リングＷの軸方向へのずれに伴うリング像ｗのＹ軸方向幅の変化の影響を左程受けず、各金属リングＷの厚さ方向中心にほぼ一致する。従って、本実施形態のように、隣接する２個のリング像ｗ，ｗの重心位置を計測し、２個のリング像ｗ，ｗの重心間距離及び重心間距離の変化量に基づいて積層状態を判別した方が誤判別を防止する上で有利である。
【００３５】
重心間距離最大変化量が閾値以下であれば、次に、隣接する２個のリング像ｗ，ｗの全ての組み合わせについての検査が完了したか否かを判別し（図４のＳＴＥＰ３０）、完了するまではＳＴＥＰ２４に戻って上記の積層検査処理を繰り返す。このようにして隣接する２個のリング像ｗ，ｗの全ての組み合わせについての積層検査処理を行い、これが完了した段階で不合格と判別されていない場合に合格とされる（図４のＳＴＥＰ３１）。そして、積層リングＷ´を分割して撮像した全ての画像に対し上記の側縁検査処理と積層検査処理を行い、何れの画像の検査でも合格とされたとき、積層リングＷ´が組み付け工程等の次工程に払い出される。一方、何れかの段階で不合格とされた場合には、その旨がモニタに表示されると共に、検査した画像に対応する積層リングＷ´の部分にマーキングが施される。そして、検査員によりマーキングを目印にして積層リングＷ´の目視検査が行われ、傷部等が存在する金属リングＷを取り除いたり、金属リング間に噛み込んだ異物を除去するなどの修正作業を行う。
【００３６】
尚、上記実施形態では、側縁検査処理におけるリング像ｗの面積変化量、重心変化量及び幅変化量を、Ｘ軸方向の各区分とこれに隣接する区分とでのリング像ｗの面積、重心位置及び幅の差として求めているが、各区分とこれからＸ軸方向に所定距離離れた区分とでのリング像ｗの面積、重心位置及び幅の差として求めることも可能である。また、上記実施形態では、照明手段３としてリング状光照射ヘッド３１を用い、積層リングＷ´の側縁の撮像手段２による撮像箇所にその周囲全方向から光が照射されるようにしているが、これに限るものではなく、例えば、リング状照射ヘッド３１からの光に加えて、積層リングＷ´の軸方向に対しその径方向に傾斜した方向からスポット光を照射するようにしても良く、また、リング状照射ヘッド３１を用いずに、積層リングＷ´の軸方向に対しその周方向に傾斜した方向からスポット光や拡散光を照射するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明検査方法に実施に用いる検査装置を示すシステム構成図。
【図２】図１の検査装置の画像処理装置と回転テーブル制御装置の機能的構成を示すブロック図。
【図３】積層リングの一部の切断斜視図
【図４】本発明検査方法の検査手順を示すフロー図。
【図５】図１の検査装置の撮像手段で撮像した積層リングの２値化画像を示す説明図。
【図６】（ａ）〜（ｊ）２値化画像に現われるリング像の各種形態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３８】
Ｗ…金属リング、Ｗ´…積層リング、ｗ…リング像、２…撮像手段、３…照明手段、４…画像処理装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用無段変速機のベルト等に使用される、無端状の金属リングを複数積層して形成される積層リングの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機用のベルトは、所定形状に形成された多数のエレメントと、これらエレメントを環状に結束するリング部材とで構成される。そして、リング部材は、一般に、無端状の薄肉の金属リングを複数積層して形成される積層リングで構成されている。ここで、金属リングには、製造工程、搬送工程、積層工程等に際し、その側縁に打痕等の傷部を生ずることがある。
【０００３】
そこで、従来、金属リングの積層工程前に、単層の金属リングの側縁に光を当てて側縁をカメラにより撮像し、その画像から金属リングの側縁の傷部を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
然し、この従来例では単層の金属リングの検査しか行わないため、積層工程で金属リングの側縁に傷部が発生してもこれを検出できず、また、積層工程で金属リング間にゴミ等の異物が噛み込む等の積層不良を生じてもこれを検出できない。
【特許文献１】特開２００４−７７４２５号公報（００１２，００１６、図３〜５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、各金属リングの側縁の傷部に加えて積層不良も検出できるようにした積層リングの検査方法を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、無端状の金属リングを複数積層して形成される積層リングの検査方法であって、積層リングの側縁を照明手段により照明した状態で撮像手段により撮像する撮像工程と、撮像された積層リングの側縁の画像を２値化する２値化工程と、２値化された画像に表れる各金属リングに対応する各リング像に基づいて各金属リングの側縁の状態を検査する側縁検査工程と、複数のリング像間の相対位置関係に基づいて金属リングの積層状態を検査する積層検査工程とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、側縁検査工程において、各リング画像から各金属リングの側縁の傷部を検出することができる。また、金属リングの積層工程で異物の噛み込み等の積層不良を生ずると、隣接するリング像間の間隔が変化する。従って、積層検査工程において、リング像間の相対位置関係に基づいて金属リングの積層不良を検出することができる。
【０００８】
ここで、積層検査工程は、２値化された画像から隣接する各２個のリング像を順に選択する工程と、金属リングの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択された２個のリング像の重心間のＹ軸方向距離と、選択された２個のリング像のＸ軸方向各位置での重心間のＹ軸方向距離のＸ軸方向における変化量との内の１つ以上を夫々の閾値と比較して金属リングの積層状態を判別する工程とを備えることが望ましい。
【０００９】
金属リングの側縁は断面アール形状に面取りされており、撮像手段に入る金属リングの側縁からの反射光は側縁の厚さ方向中央部から離れるに従って漸減する。そのため、２値化前のリング像のＹ軸方向両側の境界は明瞭には現われず、２値化画像に現れるリング像のＹ軸方向両側の明暗境界線（リング像の縁）の位置はＹ軸方向に多少ともばらつく。そのため、隣接する２個のリング像の内側縁間の距離を計測した場合、金属リング間の実際の隙間は正常でも、各リング像の内側縁が相対的に遠ざかるように変位して、２個のリング像の内側縁間の距離が閾値以上になってしまうことがある。また、金属リングの軸方向へのずれにより、２値化画像に現われるリング像のＹ軸方向幅が変化し、２個のリング像の内側縁間の距離が閾値以上になってしまうこともある。これに対し、２値化画像のリング像の重心（リング像のＹ軸方向幅の中心）は金属リングの厚さ方向の中心にほぼ一致する。従って、２値化画像の２個のリング像の重心間距離（重心間のＹ軸方向距離）は２個の金属リング間の隙間量を正確に表すパラメータになり、この重心間距離に基づいて異物噛み込み等による積層不良の有無を正確に判別できる。また、金属リングの曲がりや金属リング間への微小な異物の噛み込み等により金属リング間の隙間量が局部的に変化することもあるが、２個のリング像の重心間距離のＸ軸方向における変化量に基づいて、このような金属リング間の隙間量の局部的な変化も検出できる。
【００１０】
また、側縁検査工程は、２値化された画像から各１個のリング像を順に選択する工程と、金属リングの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択されたリング像について、リング像のＹ軸方向幅、面積、重心及びＹ軸方向における明暗変化数の内の１つ以上をＸ軸方向の各位置で計測する工程と、リング像のＹ軸方向幅と平均幅との偏差、リング像のＹ軸方向幅のＸ軸方向における変化量、リング像の面積の最小値、リング像の面積のＸ軸方向における変化量、リング像の重心のＸ軸方向における変化量及び明暗変化数の内の１つ以上を夫々の閾値と比較して金属リングの側縁の状態を判別する工程とを備えることが望ましい。
【００１１】
ここで、金属リングの側縁に生ずる可能性がある傷部の大きさ形状は多種多様であり、画像に表れる傷部の形態も多様になり、パターンマッチング等の一様な画像処理では見逃されてしまう傷部も出てくる。上記の如くリング像のＹ軸方向幅と平均幅との偏差、リング像のＹ軸方向幅のＸ軸方向における変化量、リング像の面積の最小値、リング像の面積のＸ軸方向における変化量、リング像の重心のＸ軸方向における変化量及び明暗変化数という多様な項目の判定を行うことにより、傷部の検出漏れを防止することができる。
【００１２】
尚、２値化の手法として、２値化画像に現われる像の形・大きさが撮像画像の輝度のばらつきで大きく変わることを防止するため、それ以上の輝度の部分を明部とする明部用閾値と、それ以下の輝度の部分を暗部とする暗部用閾値との２つの閾値を用い、明部用閾値と暗部用閾値との間の輝度の部分を輝度に応じた明度のグレーになるように２値化する方法がある。この場合、２値化された画像のグレー部分を明部と看做して連続した明部の部分を各１個のリング像としてラベリングするのが妥当である。そして、側縁検査工程でリング像の面積を計測する場合、リング像に含まれるグレー部分の面積を実際の面積にグレー部分の明度に応じた係数を乗算した値として算出すれば、金属リングの側縁の浅い窪み状の傷部に対応するグレーの傷像がリング像に含まれているときに、リング像の面積が傷像の部分で小さくなり、リング像の面積の最小値やリング像の面積のＸ軸方向における変化量に基づいて傷像の存在を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１を参照して、１は回転テーブルであり、この回転テーブル１上に、図３に示す如く無端状の金属リングＷを複数（図示例では１２個）積層して成る積層リングＷ´をセット自在としている。尚、各金属リングＷは夫々隣り合う金属リングＷと僅かな隙間を存して積層されている。また、各金属リングＷの側縁は断面アール形状に面取りされている。回転テーブル１の上方には、積層リングＷ´の側縁に対向するように、撮像手段２と照明手段３とから成る撮像ユニットが配置されている。また、撮像手段２で撮像された画像の処理を行う画像処理装置４と、回転テーブル１の回転を制御する回転テーブル制御装置５とが設けられており、これら回転テーブル１と撮像ユニットと画像処理装置４と回転テーブル制御装置５とで積層リングＷ´の検査装置が構成される。
【００１４】
回転テーブル１には、図示しないが、積層リングＷ´の内周面に当接して積層リングＷ´を円環状に保持する保持具が設けられている。また、回転テーブル１の側方には、積層リングＷ´に向けて進退するマーカ６ａを有するマーキング装置６が設けられている。
【００１５】
撮像手段２は、ＣＭＯＳカメラ等のデジタルカメラで構成され、ケーブルを介して画像処理装置４に接続されている。照明手段３は、光拡散フィルタ３１ａを装着したリング状照射ヘッド３１と、該照射ヘッド３１に光ファイバ３２を介して接続される光源３３とで構成され、光源３３からの光がリング状照射ヘッド３１から積層リングＷ´の側縁に向けて照射される。撮像手段２は、リング状照射ヘッド３１の内周空間を通して積層リングＷ´の側縁を撮像する。
【００１６】
画像処理装置４は、図２に示すように、機能的構成として、画像記憶手段４１、２値化手段４２、側縁検査手段４３、積層検査手段４４、結果表示手段４５及び位置通知手段４６を備えている。結果表示手段４５は画像処理装置４に設けられたモニタ４７に接続され、位置通知手段４６は回転テーブル制御装置５に接続されている。
【００１７】
回転テーブル制御手段５は、マーキング装置６に接続されるマーキング制御手段５１を内蔵している。そして、金属リングＷの傷部や積層不良が検出された場合、位置通知手段４６から送信される傷部等の位置情報に基づき、回転テーブル１の回転で傷部等が存在する積層リングＷ´の部分がマーキング装置６に正対したところでマーカ６ａが動作するようにマーキング装置６を制御し、積層リングＷ´の傷部等が存在する部分にマーキングを施す。
【００１８】
次に、積層リングＷ´の検査手順について説明する。積層リングＷ´の検査に際しては、先ず、積層リングＷ´を回転テーブル１に載置した状態で回転テーブル制御装置５により回転テーブル１を所定速度で回転させ、撮像手段２により積層リングＷ´の側縁を連続的に撮像する（図４のＳＴＥＰ１）。この撮像は、例えば標準周長６１５ｍｍの金属リングＷを複数積層した積層リングＷ´である場合、積層リングＷ´の周長の６ｍｍを１画像とし、各画像が１ｍｍのラップ代を持つようにして、全周を１２３の分割画像とするようにして行う。
【００１９】
撮像手段２による撮像は照明手段３により積層リングＷ´の側縁を照明した状態で行う。これにより撮像手段２の画像には、積層リングＷ´を構成する複数の金属リングＷに対応する明るい帯状の複数の像が現われる。尚、金属リングＷの側縁は上記の如く断面アール形状に面取りされているため、金属リングＷの側縁の厚さ方向側方部分に入射された光は撮像手段２側には反射されず、明るい帯状の像の間の部分は暗くなる。撮像手段２の画像は順次画像処理装置４に送られ、画像記憶手段４１に記憶される。
【００２０】
次に、画像記憶手段４１に記憶されている画像が２値化手段４２により２値化される（図４のＳＴＥＰ２）。この２値化処理では、明部（白）用閾値（これ以上の輝度の部分を２値化で白にする閾値）と、暗部（黒）用閾値（これ以下の輝度の部分を２値化で黒にする閾値）とを用い、明部用閾値と暗部用閾値との間の輝度の部分は輝度に応じた明度のグレーになるように画像を２値化している。２値化画像には、図５に示す如く、各金属リングＷの側縁に対応する各リング像ｗが明部となって現われる。尚、２値化画像にはグレーの部分も表れるが、図５では便宜上、グレー部分を含む明部を白、暗部（黒）を網掛けで表している。また、２値化手段４２は、２値化画像に現われたリング像ｗに対するラベリング処理を行う。尚、ラベリング処理では、グレー部分を明部と看做して連続する明部の一つの纏まりを１個のリング像ｗとして、各リング像ｗに対するラベリングを行う。また、後記する図６でも特に断らない限り網掛け部分は暗部を表している。
【００２１】
次に、側縁検査手段４３により、各金属リングＷの側縁の状態をリング像ｗに基づいて検査する側縁検査処理を実行する。側縁検査処理では、先ず、ラベリングされた複数のリング像ｗから所定の順序で１個のリング像ｗを選択する（図４のＳＴＥＰ３）。そして、２値化画像における金属リングＷの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングＷの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択されたリング像ｗのＸ軸方向長さを計測し（図４のＳＴＥＰ４）、この長さが所定の閾値未満であるか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ５）。図６（ａ）に示す如く、金属リングＷの割れや傷等でリング像が＃１のリング像ｗと＃２のリング像ｗに分断され、リング像ｗのＸ軸方向長さが短くなることがあり、この場合は不合格とされる（図４のＳＴＥＰ３２）。尚、図６（ａ）の＃３のリング像ｗのＸ軸方向長さが正規の長さである。
【００２２】
リング像ｗのＸ軸方向長さが所定の閾値以上であれば、次に、１画像をＸ軸方向に等幅（例えば、１画素幅）で複数に区分して、各区分でのリング像ｗの面積を計測する。尚、リング像ｗにグレー部分が含まれる可能性があることを考慮し、白を１、黒を０とする明度に応じた明度係数を設定し、各部の面積にその部分の明度に対応する明度係数を乗算して、リング像ｗの面積を求めるようにしている。次に、全区分のうちの最低面積を求め（図４のＳＴＥＰ６）、リング像ｗの最低面積が所定の閾値未満であるか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ７）。金属リングＷの側縁に打痕・欠け・削れ等の傷部が存在すると、図６（ｂ）に示す如く、傷部に対応する暗部像たる傷像ｗａがリング像ｗに入り込み、リング像ｗの面積が小さくなって不合格とされる。尚、面積が最低になる区分以外の区分でも面積が閾値未満になることはあるが、処理時間の短縮化のため、最低面積以外は合否の判別対象にしていない。ここで、検査処理は、積層リングＷ´の全周を上記の如く１２３分割した各分割部分の画像に対し実行されるものであり、或る画像の検査で不合格とされたときは、この画像に対応する積層リングＷ´の分割部分にマーキングして、後工程で目視検査するようにしており、この分割部分の最低面積以外の部分にも傷部が存在する場合、この傷部は目視検査で容易に確認できるため、最低面積のみを合否の判別対象としても実用上問題はない。
【００２３】
リング像ｗの最低面積が所定の閾値以上であれば、次に、上記各区分のリング像面積とこれに隣接する区分のリング像面積との差をリング像面積のＸ軸方向における変化量として算出し、１画像におけるリング像面積のＸ軸方向変化量の最大値（面積最大変化量）を求め（図４のＳＴＥＰ８）、この面積最大変化量が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ９）。金属リングＷの側縁に浅い窪み状の傷部が存在する場合、図６（ｃ）に示す如く、リング像ｗ内に傷部に対応するグレーの傷像ｗｂが現われることがある。尚、図６（ｃ）では暗部を黒、グレー部分を網掛けで表している。傷像ｗｂの部分では、上記の如く明度係数を乗算して面積が算出されるため、傷像ｗｂが存在する部分でリング像ｗの面積が減少し、傷像ｗｂの境界部でリング像面積のＸ軸方向変化量が大きくなる。そして、面積最大変化量が上記閾値を上回った場合は不合格とされる。
【００２４】
面積最大変化量が閾値以下であれば、次に、上記各区分のリング像ｗの重心（面積重心）の位置を求め、各区分の重心位置とこれに隣接する区分の重心位置との差をリング像ｗの重心のＸ軸方向における変化量として算出し、１画像におけるリング像ｗの重心のＸ軸方向変化量の最大値（重心最大変化量）を求め（図４のＳＴＥＰ１０）、この重心最大変化量が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ１１）。金属リングＷに製造機器との干渉等で曲がりを生じていると、図６（ｄ）に示す如くリング像ｗが屈曲し、この屈曲部分で重心変化量が大きくなる。そして、重心最大変化量が上記閾値を上回った場合は不合格とされる。
【００２５】
重心最大変化量が閾値以下であれば、次に、上記各区分のリング像ｗのＹ軸方向幅（リング像幅）を計測する。尚、リング像幅の計測に際しては、グレー部分も明部と看做し、Ｙ軸方向最下方の明部と暗部の境界からＹ軸方向最上方の明部と暗部の境界までのＹ軸方向距離を求め、これをリング像幅とする。そして、各区分のリング像幅とこれに隣接する区分のリング像幅との差をリング像幅のＸ軸方向における変化量として算出し、１画像におけるリング像幅のＸ軸方向変化量の最大値（幅最大変化量）を求め（図４のＳＴＥＰ１２）、この幅最大変化量が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ１３）。この場合、傷部の形状によっては図６（ｅ）に示す如くリング像ｗが幅広になり、この部分で幅変化量が大きくなる。そして、幅最大変化量が上記閾値を上回った場合は不合格とされる。また、傷部の中央部が浅く窪んでいる場合、図６（ｅ）に示す如くリング像ｗの幅広部にグレー部分ｗｃが現われることがある。尚、図６（ｅ）では暗部を黒、グレー部分を網掛けで表している。この場合、リング像ｗの面積は、グレー部分ｗｃで明度係数を乗算するため左程大きくならず、上記した面積最大変化量に基づく判別では傷部が見落とされてしまう可能性がある。従って、幅最大変化量に基づく判別を行うことは、傷部の見落としを防止する上で役立つ。
【００２６】
幅最大変化量が閾値以下であれば、次に、上記各区分においてＹ軸方向における明暗変化数を計測する（図４のＳＴＥＰ１４）。明暗変化数の計測に際しては、グレー部分も明部と看做し、各区分をＹ軸方向上方から下方に走査して、暗部から明部に移行したとき及び暗部から明部に移行したときに夫々明暗変化数のカウンタに１宛加算する。通常、明暗変化数は２になるが、リング像ｗに図６（ｆ）に示す如く暗部となる傷像ｗｄが入り込んでいると、同図の矢印線に沿って走査したとき明暗変化数は４になる。そして、明暗変化数が閾値たる２を上回る区分が存在するか否かを判別し（図４のＳＴＥＰ１５）、明暗変化数が３以上になる区分が存在するときは不合格とされる。尚、明部から暗部に移行して更に明部に移行したときにカウント数を１とし、カウント数が１の区分が存在するときに不合格とするようにしても良い。
【００２７】
明暗変化数が２以下であれば、次に、上記各区分のリング像幅の全区分における平均値（平均幅）を求め（図４のＳＴＥＰ１６）、各区分のリング像幅のうち平均幅より大きなものについて平均幅との偏差（＋方向幅偏差）を算出し（図４のＳＴＥＰ１７）、＋方向幅偏差が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ１８）。金属リングＷの側縁にハンドリングミス等による側方への張り出し傷が存在する場合、図６（ｇ）に示す如く、リング像ｗに張り出し傷に対応するＹ軸方向への張り出し部ｗｅが現われ、張り出し部ｗｅの部分で＋方向幅偏差が大きくなる。そして、＋方向幅偏差が上記閾値を上回った場合は不合格とされる。
【００２８】
＋方向幅偏差が閾値以下であれば、次に、各区分のリング像幅のうち平均幅より小さなものについて平均幅との偏差（−方向幅偏差）を算出し（図４のＳＴＥＰ１９）、−方向幅偏差が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ２０）。図６（ｈ）に示す如くリング像ｗに金属リングＷの側縁の傷部に対応する暗部となる傷像ｗａが入り込んでいる場合、傷像ｗａの部分で−方向幅偏差が大きくなる。そして、−方向幅偏差が上記閾値を上回った場合は不合格とされる。
【００２９】
ここで、平均幅に対するリング像幅の偏差に基づく合否判別を行うのは、金属リングＷの軸方向へのずれに対する対策である。即ち、何れかの金属リングＷが軸方向上方（撮像手段２に接近する方向）にずれていた場合、この金属リングＷに対応するリング像ｗの幅が広がり、リング像ｗの面積が傷像ｗａの存在箇所でも比較的大きくなる。従って、ＳＴＥＰ７での最低面積に基づく判別では不合格とされない可能性がある。これに対し、平均幅に対するリング像幅の偏差に基づく判別を行うことにより、金属リングＷのずれによるリング像幅の変化の影響で傷部の存在が見落とされることを可及的に回避できる。
【００３０】
−方向幅偏差が閾値以下であれば、次に、検査したリング像ｗの数をカウントするリングカウンタに１を加算した後（図４のＳＴＥＰ２１）、全てのリング像ｗの検査が完了したか否かを判別し（図４のＳＴＥＰ２２）、全てのリング像ｗの検査が完了するまではＳＴＥＰ３に戻り、上記の側縁検査処理を繰り返す。
【００３１】
全てのリング像ｗの検査が完了したときは、リングカウンタのカウント数が積層リングＷ´として積層すべき金属リングＷの数（リング本数＝１２）と一致しているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ２３）。何れかの金属リングＷが抜け落ちていたり、金属リングＷが余分に積層されている場合、カウント数はリング本数に一致せず、この場合は不合格とされる。
【００３２】
カウント数がリング本数に一致していれば、次に、積層検査手段４４により複数のリング像間の相対位置関係に基づいて金属リングＷの積層状態を検査する積層検査処理を実行する。積層検査処理では、先ず、ラベリングされた複数のリング像ｗから所定の順序でＹ軸方向に隣接する各２個のリング像ｗ，ｗを選択する（図４のＳＴＥＰ２４）。次に、選択した２個のリング像ｗ，ｗの１画像における夫々の重心（面積重心）の位置を求め、一方のリング像ｗの重心と他方のリング像ｗの重心との間のＹ軸方向距離（重心間距離）を算出して（図４のＳＴＥＰ２５）、重心間距離が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ２６）。金属リングＷ，Ｗ間への異物の噛み込みや金属リングＷの曲がりを生ずると、図６（ｉ）に示す如く、異物の噛み込みや曲がりの存在する金属リングに対応する＃１のリング像ｗと＃２のリング像ｗの重心間距離が大きくなる。尚、＃２のリング像ｗと＃３のリング像ｗの重心間距離が正規の大きさである。そして、重心間距離が上記閾値を上回っている場合は不合格とされる。
【００３３】
重心間距離が閾値以下であれば、次に、１画像をＸ軸方向に等幅で複数（例えば６つ）に区分し、各区分における２個のリング像ｗ，ｗの夫々の重心（面積重心）の位置を求めて、各区分での一方のリング像ｗの重心と他方のリング像ｗの重心との間のＹ軸方向距離（重心間距離）を算出する（図４のＳＴＥＰ２７）。そして、各区分での重心間距離とこれに隣接する区分での重心間距離の差として重心間距離のＸ軸方向変化量を算出し、１画像における重心間距離のＸ軸方向変化量の最大値（重心間距離最大変化量）を求め（図４のＳＴＥＰ２８）、この重心間距離最大変化量が所定の閾値を上回っているか否かを判別する（図４のＳＴＥＰ２９）。金属リングＷの曲がりを生ずると、図６（ｊ）に示す如く重心間距離の変化量が大きくなる。そして、重心間距離最大変化量が上記閾値を上回っている場合は不合格とされる。
【００３４】
尚、隣接する２個のリング像ｗ，ｗの重心位置に代えてリング像ｗ，ｗの隣接方向内側の明暗境界線の位置を計測し、２個のリング像ｗ，ｗの明暗境界線間のＹ軸方向距離やこの距離のＸ軸方向における変化量に基づいて金属リングＷの積層状態を判別することも可能である。然し、２値化画像における各リング像ｗの明暗境界線の位置は撮像手段２の画像の輝度のバラツキで変位し、また、金属リングＷの軸方向へのずれに伴うリング像ｗのＹ軸方向幅の変化よっても変位する。その結果、隣接する２個の金属リングＷ，Ｗ間の隙間が正常であっても２個のリング像ｗ，ｗの明暗境界線間のＹ軸方向距離やこの距離のＸ軸方向における変化量が夫々の閾値を上回って不合格と誤判別されたり、隣接する２個の金属リングＷ，Ｗ間の隙間が不正常であっても２個のリング像ｗ，ｗの明暗境界線間のＹ軸方向距離やこの距離のＸ軸方向における変化量が夫々の閾値以下となって合格と誤判別される可能性がある。これに対し、２値化画像における各リング像ｗの重心位置は、撮像手段２の画像の輝度のバラツキの影響や、金属リングＷの軸方向へのずれに伴うリング像ｗのＹ軸方向幅の変化の影響を左程受けず、各金属リングＷの厚さ方向中心にほぼ一致する。従って、本実施形態のように、隣接する２個のリング像ｗ，ｗの重心位置を計測し、２個のリング像ｗ，ｗの重心間距離及び重心間距離の変化量に基づいて積層状態を判別した方が誤判別を防止する上で有利である。
【００３５】
重心間距離最大変化量が閾値以下であれば、次に、隣接する２個のリング像ｗ，ｗの全ての組み合わせについての検査が完了したか否かを判別し（図４のＳＴＥＰ３０）、完了するまではＳＴＥＰ２４に戻って上記の積層検査処理を繰り返す。このようにして隣接する２個のリング像ｗ，ｗの全ての組み合わせについての積層検査処理を行い、これが完了した段階で不合格と判別されていない場合に合格とされる（図４のＳＴＥＰ３１）。そして、積層リングＷ´を分割して撮像した全ての画像に対し上記の側縁検査処理と積層検査処理を行い、何れの画像の検査でも合格とされたとき、積層リングＷ´が組み付け工程等の次工程に払い出される。一方、何れかの段階で不合格とされた場合には、その旨がモニタに表示されると共に、検査した画像に対応する積層リングＷ´の部分にマーキングが施される。そして、検査員によりマーキングを目印にして積層リングＷ´の目視検査が行われ、傷部等が存在する金属リングＷを取り除いたり、金属リング間に噛み込んだ異物を除去するなどの修正作業を行う。
【００３６】
尚、上記実施形態では、側縁検査処理におけるリング像ｗの面積変化量、重心変化量及び幅変化量を、Ｘ軸方向の各区分とこれに隣接する区分とでのリング像ｗの面積、重心位置及び幅の差として求めているが、各区分とこれからＸ軸方向に所定距離離れた区分とでのリング像ｗの面積、重心位置及び幅の差として求めることも可能である。また、上記実施形態では、照明手段３としてリング状光照射ヘッド３１を用い、積層リングＷ´の側縁の撮像手段２による撮像箇所にその周囲全方向から光が照射されるようにしているが、これに限るものではなく、例えば、リング状照射ヘッド３１からの光に加えて、積層リングＷ´の軸方向に対しその径方向に傾斜した方向からスポット光を照射するようにしても良く、また、リング状照射ヘッド３１を用いずに、積層リングＷ´の軸方向に対しその周方向に傾斜した方向からスポット光や拡散光を照射するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明検査方法に実施に用いる検査装置を示すシステム構成図。
【図２】図１の検査装置の画像処理装置と回転テーブル制御装置の機能的構成を示すブロック図。
【図３】積層リングの一部の切断斜視図
【図４】本発明検査方法の検査手順を示すフロー図。
【図５】図１の検査装置の撮像手段で撮像した積層リングの２値化画像を示す説明図。
【図６】（ａ）〜（ｊ）２値化画像に現われるリング像の各種形態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３８】
Ｗ…金属リング、Ｗ´…積層リング、ｗ…リング像、２…撮像手段、３…照明手段、４…画像処理装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の金属リングを複数積層して形成される積層リングの検査方法であって、
積層リングの側縁を照明手段により照明した状態で撮像手段により撮像する撮像工程と、
撮像された積層リングの側縁の画像を２値化する２値化工程と、
２値化された画像に表れる各金属リングに対応する各リング像に基づいて各金属リングの側縁の状態を検査する側縁検査工程と、
複数のリング像間の相対位置関係に基づいて金属リングの積層状態を検査する積層検査工程とを備えることを特徴とする積層リングの検査方法。
【請求項２】
前記積層検査工程は、前記２値化された画像から隣接する各２個のリング像を順に選択する工程と、金属リングの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択された２個のリング像の重心間のＹ軸方向距離と、選択された２個のリング像のＸ軸方向各位置での重心間のＹ軸方向距離のＸ軸方向における変化量との内の１つ以上を夫々の閾値と比較して金属リングの積層状態を判別する工程とを備えることを特徴とする請求項１記載の積層リングの検査方法。
【請求項３】
前記側縁検査工程は、前記２値化された画像から各１個のリング像を順に選択する工程と、金属リングの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択されたリング像について、リング像のＹ軸方向幅、面積、重心及びＹ軸方向における明暗変化数の内の１つ以上をＸ軸方向の各位置で計測する工程と、リング像のＹ軸方向幅と平均幅との偏差、リング像のＹ軸方向幅のＸ軸方向における変化量、リング像の面積の最小値、リング像の面積のＸ軸方向における変化量、リング像の重心のＸ軸方向における変化量及び明暗変化数の内の１つ以上を夫々の閾値と比較して金属リングの側縁の状態を判別する工程とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の積層リングの検査方法。
【請求項１】
無端状の金属リングを複数積層して形成される積層リングの検査方法であって、
積層リングの側縁を照明手段により照明した状態で撮像手段により撮像する撮像工程と、
撮像された積層リングの側縁の画像を２値化する２値化工程と、
２値化された画像に表れる各金属リングに対応する各リング像に基づいて各金属リングの側縁の状態を検査する側縁検査工程と、
複数のリング像間の相対位置関係に基づいて金属リングの積層状態を検査する積層検査工程とを備えることを特徴とする積層リングの検査方法。
【請求項２】
前記積層検査工程は、前記２値化された画像から隣接する各２個のリング像を順に選択する工程と、金属リングの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択された２個のリング像の重心間のＹ軸方向距離と、選択された２個のリング像のＸ軸方向各位置での重心間のＹ軸方向距離のＸ軸方向における変化量との内の１つ以上を夫々の閾値と比較して金属リングの積層状態を判別する工程とを備えることを特徴とする請求項１記載の積層リングの検査方法。
【請求項３】
前記側縁検査工程は、前記２値化された画像から各１個のリング像を順に選択する工程と、金属リングの周方向に合致する方向をＸ軸方向、金属リングの径方向に合致する方向をＹ軸方向として、選択されたリング像について、リング像のＹ軸方向幅、面積、重心及びＹ軸方向における明暗変化数の内の１つ以上をＸ軸方向の各位置で計測する工程と、リング像のＹ軸方向幅と平均幅との偏差、リング像のＹ軸方向幅のＸ軸方向における変化量、リング像の面積の最小値、リング像の面積のＸ軸方向における変化量、リング像の重心のＸ軸方向における変化量及び明暗変化数の内の１つ以上を夫々の閾値と比較して金属リングの側縁の状態を判別する工程とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の積層リングの検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−４７１１７（Ｐ２００６−４７１１７Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２８８３１（Ｐ２００４−２２８８３１）
【出願日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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