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JP2005121450A - Device for inspecting defect, and method therefor, and method of working inner face of cylindrical object - Google Patents

Device for inspecting defect, and method therefor, and method of working inner face of cylindrical object Download PDF

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JP2005121450A
JP2005121450A JP2003355818A JP2003355818A JP2005121450A JP 2005121450 A JP2005121450 A JP 2005121450A JP 2003355818 A JP2003355818 A JP 2003355818A JP 2003355818 A JP2003355818 A JP 2003355818A JP 2005121450 A JP2005121450 A JP 2005121450A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method and an inspection device for inspecting quickly a defect such as a cavity, a flaw and a stain, even when a machining oil or a cleaning liquid is deposited on an inner face of an inspected cylindrical object such as an engine cylinder. <P>SOLUTION: This device/method is provided with a cleaning part 3 for cleaning a residual liquid left in the inner face of the cylindrical object 1, an optical system 4 for detecting a two-dimensional image of the inner face of the cylindrical object cleaned by the cleaning part, an image processing part 8 for acquiring information of the cavity defect, the defect in the vicinity of a contour in a worked hole, the worked flaw defect, the stain and the like, based on the two-dimensional image detected by the optical system, and an output part for outputting the information of the defect acquired by the image processing part. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エンジンのシリンダや自動車走行系部品などのように、鋳造などにより成形され、その後必要に応じて切削加工された円筒物体の内面などの表面の鋳巣、傷、汚れなどの欠陥を検査する欠陥検査装置及びその方法並びに円筒物体の内面加工方法に関する。   The present invention eliminates defects such as cast holes, scratches, dirt, etc. on the inner surface of a cylindrical object formed by casting or the like and then machined as necessary, such as engine cylinders and automobile running system parts. The present invention relates to a defect inspection apparatus and method for inspecting, and a cylindrical object inner surface processing method.

筒体の内面の損傷などを検査する従来技術としては、特開平3−226659号公報(特許文献1)、特開平8−128960号公報(特許文献2)および特開2002−22671号公報(特許文献3)が知られている。
特許文献1には、検査対象の円筒の内部に配置されるミラーと、前記円筒の内面を前記ミラーで反射させて撮像する一次元CCDカメラと、この一次元CCDカメラと前記ミラーとを一体として前記円筒の中心軸のまわりに回転させる回転駆動部とを備えた円筒内面検査装置が記載されている。
As conventional techniques for inspecting the damage of the inner surface of the cylindrical body, JP-A-3-226659 (Patent Document 1), JP-A-8-128960 (Patent Document 2) and JP-A-2002-22671 (Patent Document) Document 3) is known.
In Patent Literature 1, a mirror disposed inside a cylinder to be inspected, a one-dimensional CCD camera that captures an image by reflecting the inner surface of the cylinder with the mirror, and the one-dimensional CCD camera and the mirror are integrated. A cylindrical inner surface inspection apparatus is described that includes a rotational drive unit that rotates about a central axis of the cylinder.

特許文献2には、円錐面の鏡体とCCDカメラとを有し、筒体の内部を長手方向へ相対移動して筒体の内面全周を撮像する撮像手段と、該撮像手段から転送される円形領域画像信号を展開処理する画像入力部と、該画像入力部で展開処理された画像信号を画像処理する画像処理部とを備えた筒体検査機が記載されている。
特許文献3には、多段に形成した円錐形ミラーと、該多段の円錐形ミラーで反射して得られる光像を撮像する撮像カメラとを備えた円筒内壁面検査装置が記載されている。
Patent Document 2 includes a conical mirror body and a CCD camera, an image pickup unit that moves relative to the inside of the cylinder in the longitudinal direction and images the entire inner surface of the cylinder, and is transferred from the image pickup unit. There is described a cylindrical body inspection machine that includes an image input unit that develops a circular area image signal and an image processing unit that performs image processing on the image signal developed by the image input unit.
Patent Document 3 describes a cylindrical inner wall surface inspection apparatus including a conical mirror formed in multiple stages and an imaging camera that captures an optical image reflected by the multi-stage conical mirror.

特開平3−226659号公報JP-A-3-226659

特開平8−128960号公報JP-A-8-128960 特開2002−22671号公報JP 2002-22671 A

しかしながら、上記従来技術1〜3においては、円筒内面を加工時の加工油が付着している状態での検査や、加工油を洗浄後に洗浄液が付着している状態で欠陥を検査する点について考慮されていなかった。
また、円筒面に加工された穴の周囲の欠陥を検出する点についても考慮されていなかった。
また、表面の加工傷や円筒内面に施したメッキ剥れを検出する点についても考慮されていなかった。
さらに、円筒内面の検査結果に基づいて、加工プロセスへ加工状態をフィードバックするデータを出力して、安定な加工状態を確保する点についても考慮されていなかった。
However, in the above prior arts 1 to 3, consideration is given to the inspection in the state where the processing oil is attached to the inner surface of the cylinder and the inspection of the defect in the state where the cleaning liquid is attached after cleaning the processing oil. Was not.
Moreover, the point which detects the defect around the hole processed into the cylindrical surface was not considered.
Moreover, the point which detects the processing flaw on the surface and the plating peeling applied to the inner surface of the cylinder has not been considered.
Further, it has not been considered to secure a stable machining state by outputting data for feeding back the machining state to the machining process based on the inspection result of the cylindrical inner surface.

本発明の第1の目的は、エンジンシリンダなどの被検査円筒物体の内面における外観欠陥を円筒内面を加工時の加工油や加工油洗浄液が付着していても、検出感度等の検出条件を一定にして、高速で、鋳巣、傷、汚れ等の欠陥を検査できるようににした欠陥検査装置及びその方法を提供することにある。   The first object of the present invention is to maintain constant detection conditions such as detection sensitivity even if processing oil or processing oil cleaning liquid adheres to the inner surface of a cylindrical object to be inspected such as an engine cylinder. Another object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus and method capable of inspecting defects such as cast holes, scratches, and dirt at high speed.

本発明の第2の目的は、エンジンシリンダなどの被検査円筒物体の内面に穴加工がされている場合でも、穴加工によって生じる穴の周囲の欠陥を検出すると共に、検出感度等の検出条件を一定にして、高速で、鋳巣、傷、汚れ等の欠陥を検査できるようにした欠陥検査装置及びその方法を提供することにある。   The second object of the present invention is to detect a defect around a hole caused by drilling and to detect detection conditions such as detection sensitivity even when the inner surface of a cylindrical object to be inspected such as an engine cylinder is drilled. It is an object of the present invention to provide a defect inspection apparatus and method capable of inspecting defects such as cast holes, scratches, and dirt at a high speed at a constant speed.

また、本発明の第3の目的は、被検査円筒物体の内面上に発生した傷や汚れ、メッキ剥れ等の欠陥を、検出感度等の検出条件を一定にして、高速で検査できるようにした欠陥検査装置及びその方法を提供することにある。   In addition, a third object of the present invention is to be able to inspect defects such as scratches, dirt, plating peeling, etc. generated on the inner surface of a cylindrical object to be inspected at a high speed with a constant detection condition such as detection sensitivity. An object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus and method therefor.

また、本発明の第4の目的は、被検査円筒物体の内面上に発生した鋳巣、傷や汚れ、メッキ剥れ等の検査結果の情報を、加工プロセスへフィードバックすることにより、安定な加工状態を確保できるようにした欠陥検査装置及びその方法並びに円筒物体の内面加工方法を提供することにある。   In addition, the fourth object of the present invention is to provide stable processing by feeding back information on inspection results, such as castholes, scratches, dirt, plating peeling, etc., generated on the inner surface of a cylindrical object to be inspected. It is an object of the present invention to provide a defect inspection apparatus and method and a method for machining an inner surface of a cylindrical object that can ensure the state.

上記目的を達成するために、本発明は、被検査円筒物体の内面に残っている残留液を洗浄する洗浄部と、該洗浄部で洗浄した被検査円筒物体の内面の2次元画像を検出する光学系と、該光学系で検出された2次元画像に基づいて欠陥の情報を取得する画像処理部と、該画像処理部で取得された前記欠陥の情報を出力する出力部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置及びその方法である。
また、本発明は、前記洗浄部と前記光学系を有機的に結合して制御する制御装置を設けたことを特徴とする。また、本発明は、前記洗浄部を、流体(ガス(気体)若しくは液体)を前記被検査円筒物体の内面に放射状に噴射するように構成したことを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention detects a cleaning unit that cleans residual liquid remaining on the inner surface of a cylindrical object to be inspected, and a two-dimensional image of the inner surface of the cylindrical object that is cleaned by the cleaning unit. An optical system, an image processing unit that acquires defect information based on a two-dimensional image detected by the optical system, and an output unit that outputs the defect information acquired by the image processing unit A defect inspection apparatus and method thereof.
Further, the present invention is characterized in that a control device for organically coupling and controlling the cleaning unit and the optical system is provided. Further, the present invention is characterized in that the cleaning unit is configured to eject a fluid (gas (gas) or liquid) radially onto the inner surface of the cylindrical object to be inspected.

また、本発明は、内面に穴の加工が施された被検査円筒物体の内面の2次元画像を検出する光学系と、該光学系で検出された2次元画像に対して抽出又は設定された前記加工穴の輪郭近傍の画像に基づいて加工穴の輪郭近傍に生じた欠陥の情報を取得する画像処理部と、該画像処理部で取得された前記欠陥の情報を出力する出力部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置及びその方法である。   Further, the present invention is an optical system for detecting a two-dimensional image of the inner surface of a cylindrical object to be inspected whose inner surface is processed with a hole, and a two-dimensional image detected by the optical system. An image processing unit that acquires information on defects generated in the vicinity of the contour of the processed hole based on an image in the vicinity of the contour of the processed hole, and an output unit that outputs information on the defect acquired by the image processing unit A defect inspection apparatus and method thereof.

また、本発明は、被検査円筒物体の内面の2次元画像を検出する光学系と、該光学系で検出された2次元画像に対して複数の領域に分割し、該分割された領域毎の明るさのバラツキを基づいて加工傷欠陥の情報を取得する画像処理部と、該画像処理部で取得された前記加工傷欠陥の情報を出力する出力部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置及びその方法である。   The present invention also provides an optical system for detecting a two-dimensional image of the inner surface of a cylindrical object to be inspected, and a two-dimensional image detected by the optical system, which is divided into a plurality of regions, and for each of the divided regions. A defect inspection comprising: an image processing unit that acquires information on a processing flaw defect based on variation in brightness; and an output unit that outputs information on the processing flaw defect acquired by the image processing unit Apparatus and method thereof.

また、本発明は、内面に穴の加工が施された被検査円筒物体の内面の2次元画像を検出する光学系と、該光学系で検出された2次元画像に基づいて鋳巣欠陥、加工穴の近傍欠陥及び加工傷欠陥に分類して各欠陥の情報を取得する画像処理部と、該画像処理部で取得された前記各欠陥の情報を出力する出力部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置及びその方法である。   Further, the present invention provides an optical system for detecting a two-dimensional image of the inner surface of a cylindrical object to be inspected with a hole processed on the inner surface, and a defect in a mold cavity and processing based on the two-dimensional image detected by the optical system. An image processing unit that classifies a defect near a hole and a processing flaw defect to acquire information on each defect, and an output unit that outputs information on each defect acquired by the image processing unit A defect inspection apparatus and method thereof.

また、本発明は、前記光学系は、前記被検査円筒物体の内面における軸心方向を向いた線状の領域に照明する照明光学系と、前記線状の領域からの反射光像を前記線状の領域の法線方向に対して所望の検出角度傾斜した方向から検出するように前記線状の領域からの反射光像を反射させて前記軸心方向に向ける反射光学要素と該反射光学要素で反射されて軸心方向に向けた前記線状の領域からの反射光像を線状に結像させる結像光学要素と該結像光学要素で結像された線状の反射光像を受光して画像信号を出力するリニアイメージセンサとからなる検出光学系とを取付けた支持部材を設け、該支持部材を前記被検査円筒物体の内面における軸心を中心にして回転させることによって前記リニアイメージセンサから前記被検円筒物体の内面における2次元画像信号を検出するように構成したことを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the optical system illuminates a linear region facing the axial direction on the inner surface of the cylindrical object to be inspected, and a reflected light image from the linear region is the line. A reflective optical element that reflects a reflected light image from the linear region and directs it in the axial direction so as to detect from a direction inclined at a desired detection angle with respect to the normal direction of the linear region, and the reflective optical element An imaging optical element that linearly forms an image of reflected light from the linear region reflected in the axial direction and received by the imaging optical element and a linear reflected light image formed by the imaging optical element And a linear optical image sensor for outputting an image signal to provide a support member, and the linear image is obtained by rotating the support member around the axial center of the inner surface of the cylindrical object to be inspected. From the sensor to the inner surface of the cylindrical object to be examined Characterized by being configured to detect a two-dimensional image signal that.

また、本発明は、前記画像処理部の前処理部において、前記背景ノイズとしてのクロスハッチの網目状ノイズをマスク処理で除去するように構成したことを特徴とする。また、本発明は、前記画像処理部において、更に、前記前処理部から得られる2次元デジタル画像信号に基いて欠陥候補を抽出し、該抽出された欠陥候補の特徴量を算出し、該算出された特徴量に基いて判定して欠陥の情報を取得する欠陥抽出処理部を有することを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the pre-processing unit of the image processing unit is configured to remove the cross-hatched mesh noise as the background noise by mask processing. According to the present invention, the image processing unit further extracts a defect candidate based on a two-dimensional digital image signal obtained from the preprocessing unit, calculates a feature amount of the extracted defect candidate, and calculates the calculation And a defect extraction processing unit that obtains defect information by making a determination based on the feature amount.

また、本発明は、前記出力部において、前記画像処理部から取得される欠陥の情報としての被検査円筒物体の欠陥マップを表示する表示装置を有することを特徴とする。また、本発明は、前記出力部において、前記画像処理部から取得される欠陥の情報としての被検査円筒物体の投影図、斜視図、展開図、3次元立体図、平面図のいずれか1つ以上の表示画面と、欠陥の大きさ、種類、形状、座標のいずれか1つ以上とを表示する表示装置を有することを特徴とする。   The output unit may further include a display device that displays a defect map of a cylindrical object to be inspected as defect information acquired from the image processing unit. According to the present invention, in the output unit, any one of a projected view, a perspective view, a developed view, a three-dimensional solid view, and a plan view of a cylindrical object to be inspected as defect information acquired from the image processing unit. A display device that displays the above display screen and any one or more of the size, type, shape, and coordinates of the defect is provided.

また、本発明は、円筒物体のボアをボーリング加工機によるボーリング加工によって形成するボーリング加工工程と、該ボーリング加工工程で形成された円筒物体のボア内面にメッキ処理を施すメッキ処理工程と、該メッキ処理工程でメッキ処理が施されたボア内面にホーニング加工機によるホーニング加工によってホーニング目を形成するホーニング加工工程と、該ホーニング加工工程でホーニング目が形成された円筒物体のボア内面を洗浄する第1の洗浄工程と、該第1の洗浄工程で洗浄された円筒物体のボア内面に残っている残留液を洗浄する第2の洗浄工程と、該第2の洗浄工程で洗浄した円筒物体のボア内面の2次元画像を光学系で検出する検出過程と、該検出過程で検出された2次元画像を基づいて欠陥の情報を取得する画像処理過程と、該画像処理過程で取得された前記欠陥の情報を出力する出力過程とを有する欠陥検査工程とを有し、該欠陥検査工程の出力過程で出力された欠陥の情報を前記ボーリング加工工程又はホーニング加工工程又は前記第1の洗浄工程又はメッキ工程にフィードバックすることを特徴とする円筒物体の内面加工方法である。   The present invention also provides a boring process for forming a bore of a cylindrical object by boring with a boring machine, a plating process for plating the bore inner surface of the cylindrical object formed in the boring process, and the plating A honing process for forming a honing eye by honing with a honing machine on the inner surface of the bore that has been plated in the processing process, and a first inner surface for cleaning the bore inner surface of the cylindrical object on which the honing eye has been formed in the honing process Cleaning step, a second cleaning step for cleaning residual liquid remaining on the bore inner surface of the cylindrical object cleaned in the first cleaning step, and a bore inner surface of the cylindrical object cleaned in the second cleaning step A two-dimensional image detected by an optical system, and an image process for acquiring defect information based on the two-dimensional image detected in the detection process. A defect inspection step having a process and an output process for outputting the defect information acquired in the image processing process, and the information on the defect output in the defect inspection process is the boring process Alternatively, the present invention provides a method for processing an inner surface of a cylindrical object, which is fed back to a honing process or the first cleaning process or the plating process.

以上説明したように、本発明によれば、円筒物体などの内壁などの曲面上に発生した鋳巣欠陥、加工穴の輪郭近傍欠陥、加工傷欠陥などの欠陥を安定に自動的に検出することができる効果を奏する。
また、本発明によれば、円筒物体などの内壁などの曲面上に発生した鋳巣欠陥、加工穴の輪郭近傍欠陥、加工傷欠陥などの欠陥を安定に自動的に検出する外観検査において、検出した欠陥の座標(位置)、大きさ、面積など数値化した情報が得られるため、後工程への物流管理や、前工程のプロセスのフィードバックに用いることができ、品質の良い製品を製造することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to automatically and stably detect defects such as a cast hole defect, a defect near the contour of a machining hole, and a machining scratch defect generated on a curved surface such as an inner wall of a cylindrical object. There is an effect that can.
In addition, according to the present invention, in the appearance inspection that automatically and stably detects defects such as a casting hole defect, a defect near the contour of a processing hole, a processing flaw defect, etc. generated on a curved surface such as an inner wall of a cylindrical object or the like. Because it is possible to obtain numerical information such as the coordinates (position), size, and area of the defect, it can be used for logistics management in the subsequent process and feedback of the process in the previous process, and manufacturing a high-quality product Can do.

以下、本発明に係わる円筒内面などの物体表面の欠陥検査方法およびその装置並びに円筒内面の加工方法の実施の形態について図面を用いて説明する。   Embodiments of a defect inspection method and apparatus for an object surface such as a cylindrical inner surface and a processing method for a cylindrical inner surface according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本発明に係る欠陥検査装置(外観検査装置)の一実施例について説明する。図1は一実施例の概略構成を示す図であり、被検査物1としては図2に示すようなエンジンシリンダの内面とする。図2では、シリンダが4個あるエンジンブロックの外観例を示したが、被検査対象1としては、1ブロックあたりのシリンダ数は問わない。また、シリンダの下死点あたりに穴加工13されているシリンダも検査対象としている。   First, an embodiment of a defect inspection apparatus (appearance inspection apparatus) according to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of one embodiment, and the inspection object 1 is an inner surface of an engine cylinder as shown in FIG. In FIG. 2, an example of the appearance of an engine block having four cylinders is shown, but the number of cylinders per block is not limited as the inspection target 1. Further, a cylinder in which holes 13 are formed around the bottom dead center of the cylinder is also an inspection target.

被検査シリンダ(被検査円筒物体)1は、機構制御部7からの制御に基いてX1、X2方向に往復移動可能なワークホルダ2上に位置決めピン(図示せず)などにより所定の精度で載置される。洗浄部3と光学系4は、ステージ5に載置されているベース6に保持され、Z方向に往復移動出来るように、機構制御部7でそれぞれの駆動系を有機的に連結制御している。   A cylinder 1 to be inspected (inspected cylinder object) 1 is mounted with a predetermined accuracy by a positioning pin (not shown) or the like on a work holder 2 that can reciprocate in the X1 and X2 directions based on control from the mechanism control unit 7. Placed. The cleaning unit 3 and the optical system 4 are held by a base 6 placed on a stage 5 and are organically connected and controlled by a mechanism control unit 7 so that they can reciprocate in the Z direction. .

そして、光学系4で検出された画像は画像処理部8に入力される。画像処理部8は、入力された画像に対して画像処理を行って、欠陥種別、欠陥寸法、座標等を算出して全体制御部9に出力する。全体制御部9は、画像処理部8から出力される欠陥種別、欠陥寸法、座標等の検出結果に基づいて良否またはクラス分けの判定を行い、該判定結果を表示装置10に表示すると共に、検査データを出力装置11に入力する。全体制御部9は、機構制御部7、画像処理部8、表示装置10および出力装置(ネットワークおよび記録媒体等を含むものとする。)11を有機的に制御する。ところで、本発明に係る欠陥の情報を出力する出力部としては、表示装置10及び出力装置11を含むものとする。   Then, the image detected by the optical system 4 is input to the image processing unit 8. The image processing unit 8 performs image processing on the input image, calculates a defect type, a defect size, coordinates, and the like and outputs them to the overall control unit 9. The overall control unit 9 determines pass / fail or classification based on the detection result of the defect type, defect size, coordinates, etc. output from the image processing unit 8 and displays the determination result on the display device 10 as well as the inspection. Data is input to the output device 11. The overall control unit 9 organically controls the mechanism control unit 7, the image processing unit 8, the display device 10, and the output device (including a network and a recording medium) 11. By the way, as an output part which outputs the information of the defect which concerns on this invention, the display apparatus 10 and the output device 11 shall be included.

ところで、本発明に係る欠陥検査装置(外観検査装置)は、欠陥検査工程202において、図26〜図28の各々に示すような加工プロセスを経た被検査シリンダのボアの内面の欠陥を検査することになる。図26に示す場合には、欠陥検査工程202で検査の対象となる被検査シリンダ1は、ボーリング加工工程200においてボア内面をボーリング加工装置を用いてボーリング加工し、その後ホーニング加工工程201においてボア内面にホーニング加工機を用いてホーニング目を加工したものとなる。そのため、欠陥検査工程202では、加工液や切り屑等の微量が表面張力により多数の島状に残った被検査シリンダ1のボア内面を検査することになる。図27および図28に示す場合には、欠陥検査工程202で検査の対象となる被検査シリンダ1は、ホーニング加工をした後、洗浄工程203において加工液や切り屑等を除去するために洗浄装置を用いて洗浄されたものとなる。そのため、欠陥検査工程202では、洗浄液等の微量が表面張力により多数の島状に残った被検査シリンダ1のボア内面を検査することになる。このように、加工液や洗浄液等の微量の残留液が表面張力により島状に残ると、光を斜方照射した際影が生じたりして誤検出の原因となる。そこで、本発明に係る欠陥検査装置(外観検査装置)においては、光学系4でボアの内面について画像を検出する前に、洗浄部3で微量の残留液を除去するように構成した。   By the way, the defect inspection apparatus (appearance inspection apparatus) according to the present invention inspects defects on the inner surface of the bore of the cylinder to be inspected through the machining processes as shown in each of FIGS. become. In the case shown in FIG. 26, the inspected cylinder 1 to be inspected in the defect inspection process 202 boring the bore inner surface using a boring apparatus in the boring process 200, and then boring the inner surface in the honing process 201. The honing machine is processed using a honing machine. For this reason, in the defect inspection step 202, the inner surface of the bore of the cylinder 1 to be inspected, in which a small amount of processing fluid, chips, etc. remain in a number of islands due to surface tension, is inspected. In the case shown in FIGS. 27 and 28, the cylinder 1 to be inspected in the defect inspection process 202 is subjected to a honing process, and then a cleaning device for removing processing liquids, chips and the like in the cleaning process 203. It is what was washed using. Therefore, in the defect inspection step 202, the inner surface of the bore of the cylinder 1 to be inspected, in which a small amount of cleaning liquid or the like remains in a number of islands due to surface tension, is inspected. As described above, if a small amount of residual liquid such as a processing liquid or a cleaning liquid remains in an island shape due to surface tension, a shadow may be generated when obliquely irradiating light, which may cause erroneous detection. Therefore, the defect inspection apparatus (appearance inspection apparatus) according to the present invention is configured such that a trace amount of residual liquid is removed by the cleaning unit 3 before the optical system 4 detects an image of the inner surface of the bore.

次に、本発明に係る欠陥検査装置における検査動作を、被検査シリンダ1がNo1〜No4の4つのボアで構成されている場合について説明する。図1は、光学系4でNo1ボアの内面を画像検出し、洗浄部3でNo2ボアの内面の残留液を除去している状態を示す。   Next, the inspection operation in the defect inspection apparatus according to the present invention will be described in the case where the cylinder 1 to be inspected is composed of four bores No1 to No4. FIG. 1 shows a state in which the optical system 4 detects an image of the inner surface of the No. 1 bore and the cleaning unit 3 removes residual liquid from the inner surface of the No. 2 bore.

ボア内面の検査は次の手順で行う。
(1)機構制御部7はZステージ5をZ1方向に移動させながら、洗浄部3によりNo1のボア内面の残留液を除去する。
(2)次に、機構制御部7はZステージ5をZ2方向に移動させて洗浄部3を退避させる。
(3)次に、機構制御部7はワークホルダ2をX1方向にボアのピッチ距離P移動させる。
(4)次に、機構制御部7はZステージ5をZ1方向に移動させながら、洗浄部3によりNo2のボア内面の残留液を除去する。
(5)次に、機構制御部7はZステージ5をZ1方向の所望の位置で停止させ、光学系4でNo1のボア内面の画像を検出して画像処理部8および全体制御部9で欠陥検査を行う。
(6)次に、機構制御部7はZステージ5をZ2方向に移動させて洗浄部3と光学系4を退避させる。
(7)次に、機構制御部7はワークホルダ2をX1方向にボアのピッチ距離P移動させる。
The bore inner surface is inspected according to the following procedure.
(1) The mechanism control unit 7 removes residual liquid on the inner surface of the No. 1 bore by the cleaning unit 3 while moving the Z stage 5 in the Z1 direction.
(2) Next, the mechanism control unit 7 moves the Z stage 5 in the Z2 direction to retract the cleaning unit 3.
(3) Next, the mechanism control unit 7 moves the work holder 2 in the X1 direction by the pitch distance P of the bore.
(4) Next, the mechanism control unit 7 removes residual liquid on the inner surface of the No. 2 bore by the cleaning unit 3 while moving the Z stage 5 in the Z1 direction.
(5) Next, the mechanism control unit 7 stops the Z stage 5 at a desired position in the Z1 direction, detects an image of the inner surface of the No. 1 bore with the optical system 4, and detects defects in the image processing unit 8 and the overall control unit 9. Perform an inspection.
(6) Next, the mechanism control unit 7 moves the Z stage 5 in the Z2 direction to retract the cleaning unit 3 and the optical system 4.
(7) Next, the mechanism control unit 7 moves the work holder 2 in the X1 direction by the pitch distance P of the bore.

以下、順次(4)〜(7)の動作を繰り返して、4つのボアを検査する。
(8)4つのボアを検査した後、全体制御部9は欠陥検査結果を表示装置10、検査結果のデータを出力装置11に出力する。
Thereafter, the operations of (4) to (7) are sequentially repeated to inspect the four bores.
(8) After inspecting the four bores, the overall control unit 9 outputs the defect inspection result to the display device 10 and the inspection result data to the output device 11.

次に、ボア内面を洗浄する洗浄部3の具体的な実施例について図3を用いて説明する。上記洗浄部3は、流体(ガス(例えば空気等の気体)又は液体(例えば揮発性を有する液体))をシリンダ内壁に噴射する機構を備えて構成される。   Next, a specific embodiment of the cleaning unit 3 for cleaning the inner surface of the bore will be described with reference to FIG. The cleaning unit 3 includes a mechanism for injecting a fluid (a gas (for example, a gas such as air) or a liquid (for example, a volatile liquid)) onto the inner wall of the cylinder.

図3(A)、(B)は、洗浄部3として、流体(ガス(例えば空気等の気体)又は液体(例えば揮発性を有する液体))をシリンダ内壁に吹き付けて残留液を吹き飛ばす方法の実施例を示す。   FIGS. 3A and 3B show the implementation of a method of blowing a residual liquid by spraying a fluid (a gas (for example, a gas such as air) or a liquid (for example, a volatile liquid)) on the cylinder inner wall as the cleaning unit 3. An example is shown.

図3(A)は、シリンダ内壁中央を矢印Z方向に往復移動可能な軸21に流体の流路22を形成し、軸21に形成したノズル23の噴出し口24から流体(例えばガス)をシリンダ内壁に放射状に噴出(噴射)して、シリンダ内壁の残留液を吹き飛ばす洗浄部3を示すものである。なお、ノズル23の噴出し口24からの流体の噴射方向を、放射状で且つ重力方向である下向きに傾斜させれば、残留液が重力方向に吹き飛ばされるのでより好ましいことになる。   In FIG. 3A, a fluid flow path 22 is formed in a shaft 21 that can reciprocate in the center of the inner wall of the cylinder in the direction of arrow Z, and fluid (for example, gas) is discharged from an ejection port 24 of a nozzle 23 formed in the shaft 21. A cleaning unit 3 is shown that ejects (injects) radially onto the inner wall of the cylinder and blows off the residual liquid on the inner wall of the cylinder. In addition, it is more preferable to incline the ejection direction of the fluid from the ejection port 24 of the nozzle 23 downward in the radial direction and in the gravitational direction because the residual liquid is blown off in the gravitational direction.

図3(B)は、シリンダ内壁中央を矢印Z方向に往復移動可能で、且つベアリング25で回転可能に支持された軸26に流体の流路27を形成し、噴出し口29を有するノズル28を上記流路27に繋げて構成した洗浄部3を示すものである。この実施例の場合も、軸26を回転させて噴出し口29を回転させることによって、流体をシリンダ内壁に放射状に噴出(噴射)させて、シリンダ内壁の残留液を吹き飛ばすことになる。なお、ノズル28の噴出し口29からの流体の噴射方向を、重力方向である下向きに傾斜させれば、残留液が重力方向に吹き飛ばされるのでより好ましいことになる。   FIG. 3B shows a nozzle 28 having a flow passage 27 formed in a shaft 26 that can reciprocate in the center of the inner wall of the cylinder in the direction of arrow Z and that is rotatably supported by a bearing 25, and has an ejection port 29. The cleaning unit 3 is configured by connecting the above to the flow path 27. Also in this embodiment, by rotating the shaft 26 and rotating the ejection port 29, the fluid is ejected (injected) radially onto the cylinder inner wall, and the residual liquid on the cylinder inner wall is blown away. Note that it is more preferable to incline the fluid ejection direction from the ejection port 29 of the nozzle 28 downward, which is the gravity direction, because the residual liquid is blown off in the gravity direction.

図3(C)は、洗浄部3として、残留液を拭き取る(掃き取る)または吸い取ることによって除去する方式の実施例を示す。この実施例は、シリンダ内壁中央を矢印Z方向に往復移動可能な軸30に固定されているホルダ31に拭き取る部材または吸い取る部材32を保持し、拭き取る部材または吸い取る部材32をシリンダ内壁に接触または近接させてシリンダ内壁の残留液を拭き取る(掃き取る)または吸い取るものである。上記拭き取る部材(例えばブラシ)32は、シリンダ内面に傷が付かないように、軟質で吸水性のある布や樹脂を用いるのが好ましい。   FIG. 3C shows an embodiment of the cleaning unit 3 that removes residual liquid by wiping (sweeping) or sucking off. In this embodiment, a member 31 to be wiped or sucked is held by a holder 31 fixed to a shaft 30 capable of reciprocating in the center of the cylinder inner wall in the direction of arrow Z, and the member to be wiped or sucked member 32 is in contact with or close to the cylinder inner wall. The residual liquid on the inner wall of the cylinder is wiped off (sweeped) or sucked off. As the member (for example, brush) 32 to be wiped off, it is preferable to use a soft, water-absorbing cloth or resin so that the inner surface of the cylinder is not damaged.

この外、洗浄部3の他の実施例としては、加工油からなる透明な薄膜をシリンダの内壁の全面に均一な厚さで形成させる方法が考えられる。この実施例の場合、切り屑は除去されていることになる。   In addition, as another embodiment of the cleaning unit 3, a method of forming a transparent thin film made of processing oil with a uniform thickness on the entire inner wall of the cylinder is conceivable. In this embodiment, the chips are removed.

次に、本発明に係る欠陥検査装置(洗浄部3を除く)の具体的な実施例について図4を用いて説明する。   Next, a specific embodiment of the defect inspection apparatus (excluding the cleaning unit 3) according to the present invention will be described with reference to FIG.

画像検出は、例えば1024画素からなるCCDリニアイメージセンサ105によって行うが、リニアイメージセンサ105およびシリンダ内壁の像をリニアイメージセンサ105のセンサ面上に結像させるための結像レンズ(結像光学要素)104が、一般にシリンダ内に収納できないため、本構成例では、被検査シリンダ1内にミラー(反射光学系)102を設け、そのミラー102でシリンダ内壁からリニアイメージセンサ105までの光路を90度曲げる構成としている。また、光源を含む照明光学系103はシリンダ内壁を照明するものである。   Image detection is performed by a CCD linear image sensor 105 having, for example, 1024 pixels, and an imaging lens (imaging optical element) for forming an image of the linear image sensor 105 and the cylinder inner wall on the sensor surface of the linear image sensor 105. ) 104 generally cannot be accommodated in the cylinder. In this configuration example, a mirror (reflection optical system) 102 is provided in the cylinder 1 to be inspected, and the mirror 102 provides an optical path from the cylinder inner wall to the linear image sensor 105 by 90 degrees. It is configured to bend. An illumination optical system 103 including a light source illuminates the inner wall of the cylinder.

光学系4は、照明光学系103並びに検出光学系100を一体的に支持する支持部材112と、該支持部材112を取り付けてXY方向に微動させるXY微動ステージ106と、該XY微動ステージ106を取り付けて上記支持部材112を回転させるためのθステージ(回転ステージ)107と、該θステージ107を取り付けてワークホルダ2との間で位置調整されるXYZステージ108とによって構成される。   The optical system 4 includes a support member 112 that integrally supports the illumination optical system 103 and the detection optical system 100, an XY fine movement stage 106 that attaches the support member 112 and finely moves it in the XY directions, and attaches the XY fine movement stage 106. The θ stage (rotary stage) 107 for rotating the support member 112, and the XYZ stage 108 that is attached to the θ stage 107 and whose position is adjusted with respect to the work holder 2.

検出光学系100は、ミラー(反射光学要素)102、結像レンズ(結像光学要素)104及びCCDリニアイメージセンサ105から構成される。   The detection optical system 100 includes a mirror (reflection optical element) 102, an imaging lens (imaging optical element) 104, and a CCD linear image sensor 105.

上記構成により、照明光学系103並びにミラー(反射光学要素)102、結像レンズ(結像光学要素)104及びCCDリニアイメージセンサ105からなる検出光学系100は、支持部材112により一体的に支持され、シリンダ円の中心を回転中心とするθステージ(回転ステージ)107により回転される。θステージ107と支持部材112の間のXY微動ステージ106は、後述するようにθステージ107と支持部材112との位置関係を調整するものである。これら照明光学系103並びに検出光学系100は、先に述べた被検査シリンダ1を載置したワークホルダ2との間において、図示されない構造物で位置決めされており、この位置決めを調整するものとして、XYZステージ108がある。特にZステージは、被検査シリンダ1の長さ方向(図1の紙面上下方向)に移動するもので、検出光学系100を被検査シリンダ内に出し入れしたり、図5に示すような検出系の視野幅がシリンダ長に比べて短い場合に、順次Z方向に移動させて被検査シリンダ1の内壁全面を検出したり、必要な場所に位置決めするためのものである。   With the above configuration, the detection optical system 100 including the illumination optical system 103, the mirror (reflection optical element) 102, the imaging lens (imaging optical element) 104, and the CCD linear image sensor 105 is integrally supported by the support member 112. The rotation is performed by a θ stage (rotary stage) 107 having the center of the cylinder circle as the center of rotation. The XY fine movement stage 106 between the θ stage 107 and the support member 112 adjusts the positional relationship between the θ stage 107 and the support member 112 as described later. The illumination optical system 103 and the detection optical system 100 are positioned with a structure (not shown) between the workpiece holder 2 on which the cylinder 1 to be inspected described above is placed, and adjust the positioning. There is an XYZ stage 108. In particular, the Z stage moves in the length direction of the cylinder 1 to be inspected (the vertical direction in FIG. 1), and the detection optical system 100 is taken in and out of the cylinder to be inspected, or the detection system as shown in FIG. When the visual field width is shorter than the cylinder length, it is sequentially moved in the Z direction to detect the entire inner wall of the cylinder 1 to be inspected or to position it at a necessary place.

詳細は後述するが、以上述べた照明光学系103並びに検出光学系100をθステージ107で一周回転させることにより、リニアイメージセンサ105によりシリンダ内壁の1周分の画像を検出することができる。なお、リニアイメージセンサ105の並び方向についてのシリンダ1の内壁における画素サイズは50〜80μm程度である。これに合わせて結像レンズ104の結像倍率が設定される。   Although details will be described later, by rotating the illumination optical system 103 and the detection optical system 100 described above around the θ stage 107, the linear image sensor 105 can detect an image of one round of the cylinder inner wall. Note that the pixel size on the inner wall of the cylinder 1 in the alignment direction of the linear image sensors 105 is about 50 to 80 μm. In accordance with this, the imaging magnification of the imaging lens 104 is set.

また、シリンダ内壁の1周分の画素数を後述するように2次元フーリエ変換を用いることにより2の冪乗(例えば4096)にする必要がある。そのため、θステージ107の回転速度が決定される。   Further, the number of pixels for one round of the cylinder inner wall needs to be raised to a power of 2 (for example, 4096) by using a two-dimensional Fourier transform as described later. Therefore, the rotational speed of the θ stage 107 is determined.

このようにリニアイメージセンサ105から検出されるシリンダ内壁の1周分の検出画像信号131は、A/D変換器121でデジタル画像信号132に変換され、前処理部122でシェージング補正や明るさ補正および背景ノイズ除去処理が行われて2次元デジタル画像133としてメモリ123に格納される。欠陥抽出処理部124は、メモリ123から読み出された2次元画像データ134を基に例えば2値化処理して鋳巣、傷、汚れなどの欠陥候補を抽出し、該抽出された鋳巣、傷、汚れなどの欠陥候補についての欠陥の特徴量を算出し、該算出された欠陥の特徴量を基に判定して欠陥情報(欠陥の発生座標、欠陥の特徴量、欠陥の個数(被検査シリンダ1毎の内壁欠陥の分布も含む)および欠陥の画像信号等)135を得て主制御部125(8、9)に入力して記憶装置143等に記憶して出力することが可能となる。このように、A/D変換器121、前処理部122、メモリ123及び欠陥抽出処理部124によって画像処理部8が構成される。   Thus, the detected image signal 131 for one round of the cylinder inner wall detected from the linear image sensor 105 is converted into the digital image signal 132 by the A / D converter 121, and the pre-processing unit 122 performs shading correction and brightness correction. Then, background noise removal processing is performed and the two-dimensional digital image 133 is stored in the memory 123. The defect extraction processing unit 124 performs binarization processing, for example, based on the two-dimensional image data 134 read from the memory 123 to extract defect candidates such as a cast hole, a flaw, and dirt, and the extracted cast hole, Defect feature values for defect candidates such as scratches and dirt are calculated, and the defect information (defect occurrence coordinates, defect feature values, defect count (inspected) is determined based on the calculated defect feature values. (Including the distribution of inner wall defects for each cylinder 1) and defect image signals, etc.) 135 can be obtained, input to the main control unit 125 (8, 9), stored in the storage device 143, etc., and output. . As described above, the A / D converter 121, the preprocessing unit 122, the memory 123, and the defect extraction processing unit 124 constitute the image processing unit 8.

主制御部125は、表示装置10、入力手段142、記憶装置143及び出力装置(記録媒体やネットワーク等も含む)11を有し、制御信号138に基いてリニアイメージセンサ105、A/D変換器121前処理部122、メモリ123および欠陥抽出処理部124などを制御し、θステージ制御信号136に基いてθステージ(回転ステージ)107を制御することにより支持部材112に取付けられた照明光学系103並びに検出光学系100のシリンダ内周方向の位置を制御し、検出系位置決め制御信号137に基いてXYZステージ108を制御することにより被検査シリンダ1に対するθステージ107のXYZ方向の位置を制御するものである。   The main control unit 125 includes a display device 10, an input unit 142, a storage device 143, and an output device (including a recording medium and a network) 11. Based on the control signal 138, the linear image sensor 105, A / D converter The illumination optical system 103 attached to the support member 112 is controlled by controlling the θ stage (rotation stage) 107 based on the θ stage control signal 136 by controlling the 121 preprocessing unit 122, the memory 123, the defect extraction processing unit 124, and the like. In addition, the position of the detection optical system 100 in the cylinder inner circumferential direction is controlled, and the XYZ stage 108 is controlled based on the detection system positioning control signal 137 to control the position of the θ stage 107 in the XYZ direction with respect to the cylinder 1 to be inspected. It is.

特に、主制御部125(7、9)は、被検査シリンダ1の内壁一周に亘って一様な感度にするために、XYステージ108を制御してθステージ107の回転中心を被検査シリンダ1の内壁中心(内径中心)に一致させる必要がある。さらに、主制御部125(7、9)は、XY微動ステージ106を制御することにより、被検査シリンダ1の内壁中心(内径中心)から検出点151までの距離L(即ち検出角度θr)を変える調整をすることが可能となる。   In particular, the main controller 125 (7, 9) controls the XY stage 108 to set the rotation center of the θ stage 107 to the cylinder 1 to be inspected in order to make the sensitivity uniform over the entire inner wall of the cylinder 1 to be inspected. It is necessary to match the center of the inner wall (center of the inner diameter). Further, the main controller 125 (7, 9) controls the XY fine movement stage 106 to change the distance L (that is, the detection angle θr) from the inner wall center (inner diameter center) of the cylinder 1 to be inspected to the detection point 151. Adjustments can be made.

また、主制御部125は、照明制御信号139に基いて照明電源126等を制御して照明光源を含む照明光学系103から出射される照明光の明るさ(強度)を制御することが可能となる。なお、照明光学系103から出射される照明光としてスリット状照明光束であってもよい。   Further, the main control unit 125 can control the brightness (intensity) of the illumination light emitted from the illumination optical system 103 including the illumination light source by controlling the illumination power source 126 and the like based on the illumination control signal 139. Become. The illumination light emitted from the illumination optical system 103 may be a slit illumination light beam.

以下、各部の詳細、動作を説明した後、全体の流れについて説明する。   Hereinafter, after describing the details and operations of each unit, the overall flow will be described.

図5は、先に説明した本実施例の内、θステージ107上にXY微動ステージ106を介して支持された支持部材112上に取付けられた検出光学系100及び照明光学系103を示したものである。本実施例では、画像検出センサにCCDリニアイメージセンサを用いているため、検出光学系100をθステージ107で回転させない場合は、図5(b)に示す線状の領域151が検出領域であり、θステージ107で検出光学系100を回転させながら、それに同期させてリニアイメージセンサ105から検出される画像信号131をA/D変換器121でデジタル化して、メモリ122へ格納することにより、図5(b)に示すような被検査シリンダ1の内壁一周の画像を検出することができる。ここで、図6には、リニアイメージセンサ105による検出点151とそこを照明する照明光学系103の位置関係の一実施例を示す。図6は本実施例の検出光学系100のミラー102および被検査シリンダ1を上から見たものである。   FIG. 5 shows the detection optical system 100 and the illumination optical system 103 mounted on the support member 112 supported on the θ stage 107 via the XY fine movement stage 106 in the present embodiment described above. It is. In this embodiment, since a CCD linear image sensor is used as the image detection sensor, when the detection optical system 100 is not rotated by the θ stage 107, a linear area 151 shown in FIG. 5B is a detection area. The image signal 131 detected from the linear image sensor 105 in synchronization with the rotation of the detection optical system 100 by the θ stage 107 is digitized by the A / D converter 121 and stored in the memory 122. An image of one round of the inner wall of the cylinder 1 to be inspected as shown in FIG. 5 (b) can be detected. Here, FIG. 6 shows an example of the positional relationship between the detection point 151 by the linear image sensor 105 and the illumination optical system 103 that illuminates the detection point 151. FIG. 6 is a top view of the mirror 102 and the cylinder 1 to be inspected of the detection optical system 100 of this embodiment.

本実施例では、リニアイメージセンサによる検出位置151、すなわち、図5(b)で示した線状の領域151をシリンダの中心線152から距離Lだけ離した位置とする。また、照明光学系103は、面状、または、ライン状に発光するもので、リニアイメージセンサの検出位置151を照らすように配置する。概ね、図6に示すような配置が望ましい。   In this embodiment, the detection position 151 by the linear image sensor, that is, the linear area 151 shown in FIG. 5B is set to a position separated from the center line 152 of the cylinder by a distance L. The illumination optical system 103 emits light in a planar shape or a line shape, and is arranged so as to illuminate the detection position 151 of the linear image sensor. In general, the arrangement shown in FIG. 6 is desirable.

ここで、リニアイメージセンサ105の線状の検出領域151をシリンダの中心線152から距離Lだけ離した位置とする理由について説明する。なお、結像レンズ(結像光学要素)104の光軸は、図6に示す159上に存在する。即ち、結像レンズ104は、ミラー(反射光学要素)102で反射して得られる図5(b)に示す線状の領域151の光像をリニアイメージセンサ105上に結像させるように構成される。そのため、特に結像レンズ104は、シリンドリカルレンズのように一軸方向には集束させる特性を持っている。ところで、本検査装置で検出する欠陥は、鋳造時に発生する巣など穴状のものや、傷などの様に表面が凹んだり、めくれあがったりしたもの、あるいはシリンダ表面にメッキ処理した場合にはホーニング加工時の偏芯によるメッキ剥れである。また、エンジンの燃焼効率向上のため、ピストン駆動時の下死点近傍に設けたシリンダ側面に加工した穴の周囲に生じるバリや加工傷等である。すなわち、基本的には表面の凹凸を検出することになる。   Here, the reason why the linear detection area 151 of the linear image sensor 105 is set at a position separated from the center line 152 of the cylinder by a distance L will be described. Note that the optical axis of the imaging lens (imaging optical element) 104 exists on 159 shown in FIG. That is, the imaging lens 104 is configured to form on the linear image sensor 105 a light image of the linear region 151 shown in FIG. 5B obtained by being reflected by the mirror (reflection optical element) 102. The Therefore, in particular, the imaging lens 104 has a characteristic of focusing in a uniaxial direction like a cylindrical lens. By the way, the defect detected by this inspection device is honing when there is a hole such as a nest generated at the time of casting, when the surface is recessed or turned up like a scratch, or when the cylinder surface is plated. Plating peeling due to eccentricity during processing. In addition, in order to improve the combustion efficiency of the engine, there are burrs, processing flaws, etc. that occur around the hole processed in the side surface of the cylinder provided near the bottom dead center when the piston is driven. That is, the surface irregularities are basically detected.

表面の凹凸を検出する場合、斜方照明/斜方検出によれば、正常部は明るく検出され、凹凸状の欠陥部は暗く検出され、その結果凹凸状の欠陥部を感度よく検出することが可能となる。すなわち、図7に示すように、被検査シリンダ1の内壁に例えば鋳巣のように穴157が開いた状態の物を検出する場合、被検査シリンダ1の内壁表面にその法線154から、斜めに傾いた方向(θi)から照明し(斜方照明し)、同様に斜めに傾いた方向(θr)から検出する(斜方検出する)ことにより、鋳巣欠陥部157は、リニアイメージセンサ105によって影(暗部)検出範囲158のように暗く検出される。これは、照明による影の部分と検出する際影の部分が生じることによるものである。ここで、照明光学系103及びリニアイメージセンサ105のそれぞれの法線154からの角度θi及びθrを変えることにより、欠陥の検出感度を変えることができ、例えば、法線からの角度θi及びθrを大きくすることにより、穴の深さが浅い、穴の径が大きいものまで検出することができ、逆に角度θi及びθrを小さくすることにより、穴の深さが深い、穴の径が小さなものしか検出しないようにすることができる。   When detecting unevenness on the surface, according to oblique illumination / diagonal detection, the normal part is detected brightly, the uneven defect part is detected darkly, and as a result, the uneven defect part can be detected with high sensitivity. It becomes possible. That is, as shown in FIG. 7, when detecting an object with a hole 157 opened in the inner wall of the cylinder 1 to be inspected, such as a cast hole, the surface of the inner wall of the cylinder 1 to be inspected is inclined from its normal line 154. Illuminating from the direction tilted (θi) (obliquely illuminating), and similarly detecting from the direction tilted obliquely (θr) (detecting obliquely), the defect 157 in the cast hole is detected by the linear image sensor 105. As a result, a shadow (dark part) detection range 158 is detected as dark. This is because a shadow portion due to illumination and a shadow portion occur when detecting. Here, the defect detection sensitivity can be changed by changing the angles θi and θr from the normal lines 154 of the illumination optical system 103 and the linear image sensor 105. For example, the angles θi and θr from the normal line can be changed. By increasing the size, it is possible to detect even a hole having a shallow hole depth and a large hole diameter. Conversely, by decreasing the angles θi and θr, the hole depth is deep and the hole diameter is small. Only detection can be made.

本実施例のように被検査物が、円筒の内壁の場合、図6に示すように、リニアイメージセンサ105の検出領域である線状の領域151をシリンダの中心線152から距離Lだけ離した位置とすることにより、線状の検出領域151を斜めから検出することになり、その角度は、距離Lとシリンダ内壁の直径Rとの関係より求めることができる。すなわち、検出側の法線からの角度θrは、次に示す(1)式から求めることができる。   When the object to be inspected is a cylindrical inner wall as in this embodiment, the linear region 151 that is the detection region of the linear image sensor 105 is separated from the center line 152 of the cylinder by a distance L as shown in FIG. By setting the position, the linear detection region 151 is detected obliquely, and the angle can be obtained from the relationship between the distance L and the diameter R of the cylinder inner wall. That is, the angle θr from the normal line on the detection side can be obtained from the following equation (1).

θr=sin-1(2L/R) (1)
ここで、Rはシリンダ内壁の直径、Lはリニアイメージセンサ105の線状の検出領域151のシリンダの中心線152から距離である。これより、主制御部125は、ある一つの被検査シリンダ内径で欠陥の検出条件(特に検出角度θr)を求めて、検証しておけば、被検査シリンダ1の内径が変わっても、同一の検出条件(特に同一の検出角度θr)を求めることができる。その結果、主制御部125は、XY微動ステージ106を制御してθステージ107の回転中心からの上記距離Lを被検査シリンダ1の内径Rに適するように制御することが可能となる。また、主制御部125は、XY微動ステージ106を制御してθステージ107の回転中心からの距離Lを変更することによって検出側の法線からの角度θrも変えることができることになる。当然、検出光学系100と支持部材112との間に微動機構を設ければ、検出光学系100を支持部材112に対して微動調整することが可能となる。
θr = sin −1 (2L / R) (1)
Here, R is the diameter of the inner wall of the cylinder, and L is the distance from the center line 152 of the cylinder in the linear detection region 151 of the linear image sensor 105. From this, the main control unit 125 obtains and verifies the defect detection condition (especially the detection angle θr) with a certain inspected cylinder inner diameter, and even if the inner diameter of the inspected cylinder 1 changes, the same value can be obtained. Detection conditions (particularly the same detection angle θr) can be obtained. As a result, the main control unit 125 can control the XY fine movement stage 106 so that the distance L from the rotation center of the θ stage 107 is suitable for the inner diameter R of the cylinder 1 to be inspected. The main control unit 125 can also change the angle θr from the normal line on the detection side by controlling the XY fine movement stage 106 and changing the distance L from the rotation center of the θ stage 107. Of course, if a fine movement mechanism is provided between the detection optical system 100 and the support member 112, the detection optical system 100 can be finely adjusted with respect to the support member 112.

ここで、最適な距離Lの一実施例について図8に示す。図8は、距離Lを変えてリニアイメージセンサ105で画像を検出し、後述する背景ノイズの除去処理を行った場合の、背景明るさばらつき、即ち背景ノイズの残留分と、いくつかの欠陥部のコントラストについて求めた実験結果である。図8に示したように、背景の明るさばらつきは、検出光学系100の検出角度θrで15度程度(距離L/直径Rの比が12%程度)で低くなる。一方、欠陥部のコントラストは、欠陥の形状により、検出光学系100の検出角度θrが小さい方がコントラストが大きかったり、また逆の傾向を示すものがあるが、これらの交点はほぼ検出光学系100の検出角度θrで15度程度である。以上の結果より、検出光学系100の検出角度θrは15度程度、即ち距離L/直径Rの比が12%程度が望ましい。また、照明などの光学部品などは、広がり角などに誤差をもつことから、検出光学系100の検出角度θrは15度±5度程度(距離L/直径Rの比は8%から17%)で調整できるように構成する。即ち、入力手段142等を用いて被検査シリンダ1の内径Rを入力すれば、主制御部125は、ミラー(反射光学要素)102、結像レンズ(結像光学要素)104及びリニアイメージセンサ105からなる検出光学系100の検出角度θrが15度±5度程度になるように、XY微動ステージ106を駆動制御してθステージ107の回転中心からの上記距離Lを制御することになる。   Here, an embodiment of the optimum distance L is shown in FIG. FIG. 8 shows a case where an image is detected by the linear image sensor 105 by changing the distance L and background noise removal processing described later is performed. It is the experimental result calculated | required about contrast. As shown in FIG. 8, the brightness variation of the background becomes low at a detection angle θr of the detection optical system 100 of about 15 degrees (distance L / diameter R ratio is about 12%). On the other hand, depending on the shape of the defect, there are cases where the contrast of the defect portion is larger when the detection angle θr of the detection optical system 100 is smaller, and the contrast tends to be opposite. The detection angle θr is about 15 degrees. From the above results, it is desirable that the detection angle θr of the detection optical system 100 is about 15 degrees, that is, the distance L / diameter R ratio is about 12%. In addition, since optical parts such as illumination have errors in the spread angle, the detection angle θr of the detection optical system 100 is about 15 ° ± 5 ° (distance L / diameter R ratio is 8% to 17%). Configure to be able to adjust with. That is, if the inner diameter R of the cylinder 1 to be inspected is input using the input unit 142 or the like, the main control unit 125 causes the mirror (reflection optical element) 102, the imaging lens (imaging optical element) 104, and the linear image sensor 105 to operate. The XY fine movement stage 106 is driven and controlled such that the distance L from the rotation center of the θ stage 107 is controlled so that the detection angle θr of the detection optical system 100 is about 15 ° ± 5 °.

以上説明したように、検出光学系100を支持する支持部材112とθステージ107との間にXY微動ステージ106を設けたことにより、θステージ107の回転中心からの上記距離Lを被検査シリンダ1の内径Rに適するように調整(制御)することが可能となり、その結果、被検査円筒物体の大きさなどの条件が変わっても、後述するように、穴加工によって生じる穴の周囲の欠陥を検出すると共に、検出感度等の検出条件を一定にして、高速で、鋳巣、傷、汚れ等の欠陥を検査できることになる。   As described above, by providing the XY fine movement stage 106 between the support member 112 that supports the detection optical system 100 and the θ stage 107, the distance L from the rotation center of the θ stage 107 is set to the cylinder 1 to be inspected. As a result, even if conditions such as the size of the cylindrical object to be inspected change, defects around the hole caused by drilling can be corrected as will be described later. In addition to detection, it is possible to inspect defects such as cast holes, scratches, and dirt at a high speed by making detection conditions such as detection sensitivity constant.

なお、この際、照明光学系103も支持部材112上に取付けられているので、XY微動ステージ106を移動させた際、検出光学系100と一緒に照明光学系103も移動することになるので、照明光学系103と支持部材112との間にXY微動ステージ(図示せず)を設ければ、照明光学系103による照射角度θiを検出光学系100による検出角度θrと独立して調整することが可能となる。   At this time, since the illumination optical system 103 is also mounted on the support member 112, the illumination optical system 103 moves together with the detection optical system 100 when the XY fine movement stage 106 is moved. If an XY fine movement stage (not shown) is provided between the illumination optical system 103 and the support member 112, the irradiation angle θi by the illumination optical system 103 can be adjusted independently of the detection angle θr by the detection optical system 100. It becomes possible.

以上のように配置した検出光学系100をθステージ107を回転駆動して回転させると、リニアイメージセンサ105で検出されてA/D変換器121からは図9(a)に示すような2次元画像161が得られる。被検査シリンダ1の内径中心とθステージ107の回転中心(検出光学系100の回転中心)がずれていないと、図9(b)に示すように、得られる画像の明るさ162bはほぼ一様になるが、ずれている(偏芯している)と、162aで示すように内壁円周方向への明るさむら(明暗)を生じる。ここで、図9(b)に示した投影波形は、各Y座標の画素の明るさの累積値を求めた、一次元データであり、画像のY方向(内壁円周方向)の大局的な明るさの変化が分かるものである。シリンダの内径中心と検出光学系100の回転中心とが合っていないと、先の(1)式において、(R/2)が検出光学系100の回転によって変化することから、検出光学系の検出角度θrが変わるためである。照明光学系103による照明171は、図10に示すような指向性を持っており、θrが変わると照明の指向特性のどの角度の成分が支配的になるか変わるためである。また、θrが変わると先に述べたように欠陥検出感度も変わるため、θrはシリンダ内壁全周にわたって一定が望ましい。すなわち、画像全体に明るさが一定であれば、投影波形は、162bに示すように一定になる。もし、162aのように画像の円周方向に一定以上の明るさの明暗があれば、その明暗の画像での座標から、シリンダ円のどの位置に相当するか分かるため、これによって、XYステージ108によるθステージ107をどのXY方向に補正すればよいか分かる。また、その補正量は予め、ずれ量と明るさのむら量を求めておくことにより、設定することができる。   When the detection optical system 100 arranged as described above is rotated by rotating the θ stage 107, it is detected by the linear image sensor 105 and is two-dimensionally shown in FIG. 9A from the A / D converter 121. An image 161 is obtained. If the center of the inner diameter of the cylinder 1 to be inspected and the rotation center of the θ stage 107 (the rotation center of the detection optical system 100) are not shifted, the brightness 162b of the obtained image is substantially uniform as shown in FIG. However, if it is deviated (eccentric), uneven brightness (brightness) in the circumferential direction of the inner wall occurs as indicated by 162a. Here, the projection waveform shown in FIG. 9B is one-dimensional data obtained by calculating the cumulative value of the brightness of each Y coordinate pixel, and is a global one in the Y direction (inner wall circumferential direction) of the image. You can see changes in brightness. If the center of the inner diameter of the cylinder does not match the rotation center of the detection optical system 100, (R / 2) in the previous equation (1) changes due to the rotation of the detection optical system 100. This is because the angle θr changes. This is because the illumination 171 by the illumination optical system 103 has directivity as shown in FIG. 10, and when θr changes, the angle component of the illumination directivity changes. Further, when θr changes, the defect detection sensitivity also changes as described above. Therefore, θr is preferably constant over the entire inner wall of the cylinder. That is, if the brightness of the entire image is constant, the projection waveform is constant as shown by 162b. If there is a certain level of brightness or darkness in the circumferential direction of the image as in 162a, the position of the cylinder circle can be determined from the coordinates in the light and dark image. It can be seen in which XY direction the θ stage 107 is corrected. Further, the correction amount can be set in advance by obtaining the deviation amount and the uneven brightness amount.

そこで、まず、ワークホルダ2上に位置決めされた被検査シリンダ1の内径中心に対してθステージ107の回転中心を合わせることが必要となる。そのため、被検査シリンダ1をワークホルダ2上に載置する際、位置決めピン等で機械的に位置決めすることで、被検査シリンダ1の内径中心をθステージ107の回転中心に合わせることが可能である。しかし、これでは不充分の場合、例えば支持部材112上にシリンダの内壁との間の距離を測定する距離センサ(図示せず)を取り付け、主制御部125は、θステージ107を回転させて上記距離センサから検出される距離から、被検査シリンダ1の内径中心に対するθステージ107の回転中心の偏芯量を求め、この偏芯量をXYステージ108にフィードバックすることにより、検出光学系100の回転中心を被検査シリンダ1の内径中心に合わせることが可能となる。さらに、主制御部125は、実際の検査を開始するまえに、θステージ107を回転させてA/D変換器121から得られる1周分の2次元画像161或いは前処理部122で前処理されてメモリ123に格納された1周分の2次元画像161を基に、図9(b)に示すように、各Y座標におけるリニアイメージセンサに亘る画素の明るさの累積値を算出し、この算出された累積値が許容範囲にあるか否かの確認をすることが可能となる。もし、許容範囲にない場合には、算出される累積値が許容範囲内に入るように、XYステージ108を制御する。   Therefore, first, it is necessary to align the rotation center of the θ stage 107 with the inner diameter center of the cylinder 1 to be inspected positioned on the work holder 2. Therefore, when the cylinder 1 to be inspected is placed on the work holder 2, it is possible to align the center of the inner diameter of the cylinder 1 to be inspected with the rotation center of the θ stage 107 by mechanically positioning with a positioning pin or the like. . However, if this is insufficient, for example, a distance sensor (not shown) for measuring the distance from the inner wall of the cylinder is mounted on the support member 112, and the main control unit 125 rotates the θ stage 107 to From the distance detected by the distance sensor, the amount of eccentricity of the rotation center of the θ stage 107 with respect to the center of the inner diameter of the cylinder 1 to be inspected is obtained, and this eccentricity is fed back to the XY stage 108 to rotate the detection optical system 100. The center can be matched with the center of the inner diameter of the cylinder 1 to be inspected. Further, the main control unit 125 is pre-processed by the one-dimensional two-dimensional image 161 or the pre-processing unit 122 obtained by rotating the θ stage 107 and starting from the A / D converter 121 before starting the actual inspection. Based on the one-dimensional two-dimensional image 161 stored in the memory 123, as shown in FIG. 9B, the cumulative value of the brightness of the pixels across the linear image sensor at each Y coordinate is calculated. It is possible to check whether or not the calculated cumulative value is within an allowable range. If it is not within the allowable range, the XY stage 108 is controlled so that the calculated cumulative value falls within the allowable range.

以上により、検査開始前の準備ができたことになる。   Thus, preparation before the start of inspection is completed.

次に、実際の検査に入ることになる。照明光学系103から被検査シリンダ1の内壁に斜方照明を施すことにより、リニアイメージセンサ105は、図5(b)で示した線状の領域151の光像を検出角度θr(=15度±5度程度)で検出してミラー102で反射させて結像レンズ104で特にイメージセンサの長手方向と直角方向に集光させて一次元画像131として検出する。そして、θステージ107を回転させることによって、リニアイメージセンサ105からは図9(a)に示す2次元画像信号161が検出され、A/D変換器121によって2次元デジタル画像信号132が得られることになる。163bは、領域163aにおける2次元デジタル画像信号を拡大したものである。165a、165bは異なる大きさの欠陥を示したものである。164は、エンジンなどのシリンダ内壁を潤滑などの目的でホーニング加工されたホーニング加工痕を示す。   Next, the actual inspection will be started. By applying oblique illumination to the inner wall of the cylinder 1 to be inspected from the illumination optical system 103, the linear image sensor 105 detects the light image of the linear region 151 shown in FIG. 5B by a detection angle θr (= 15 degrees). The image is reflected by the mirror 102 and condensed by the imaging lens 104, particularly in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the image sensor, and detected as a one-dimensional image 131. Then, by rotating the θ stage 107, the two-dimensional image signal 161 shown in FIG. 9A is detected from the linear image sensor 105, and the two-dimensional digital image signal 132 is obtained by the A / D converter 121. become. 163b is an enlarged view of the two-dimensional digital image signal in the region 163a. Reference numerals 165a and 165b denote defects having different sizes. Reference numeral 164 denotes a honing mark that has been honed for the purpose of lubricating the inner wall of a cylinder of an engine or the like.

以上のようにして得られた2次元デジタル画像から欠陥を抽出する処理について図11を用いて説明する。図9(a)には、検出した2次元デジタル画像161の例を示す。ここでは、欠陥である鋳巣が暗く検出されているものとして説明する。もちろん、凸欠陥のように周囲に比べて明るく検出される欠陥であっても、以降の説明より容易に適合できるのは言うまでもない。   Processing for extracting defects from the two-dimensional digital image obtained as described above will be described with reference to FIG. FIG. 9A shows an example of the detected two-dimensional digital image 161. Here, a description will be given assuming that a defective casting hole is detected darkly. Of course, it is needless to say that even a defect that is detected brighter than the surroundings, such as a convex defect, can be easily adapted from the following description.

図11には、欠陥抽出処理等の画像処理の流れの一実施例を示す。まず、A/D変換部121からは図9(a)に示す2次元デジタル画像信号161(132)が検出される(ステップS901)。次に、必要に応じて前処理部122においてシェーディング補正を行う(S902)。シェーディング補正は、照明光学系103、検出光学系100の持つ明るさむらなどにより発生する画像の明るさのむらである。これを、予め求めた基準データ、または、検出した画像信号161(132)から補正する。例えば、検出した画像信号161(132)から補正する場合、先に説明した図9(b)に示す投影波形をX方向、Y方向に求め、その投影波形より、それぞれの方向ごとに各画素を正規化することによって、大局的な明るさむらを補正して無くすることができる。   FIG. 11 shows an example of the flow of image processing such as defect extraction processing. First, the two-dimensional digital image signal 161 (132) shown in FIG. 9A is detected from the A / D converter 121 (step S901). Next, shading correction is performed in the preprocessing unit 122 as necessary (S902). The shading correction is uneven brightness of an image caused by uneven brightness of the illumination optical system 103 and the detection optical system 100. This is corrected from reference data obtained in advance or the detected image signal 161 (132). For example, when correcting from the detected image signal 161 (132), the projection waveform shown in FIG. 9B described above is obtained in the X direction and the Y direction, and each pixel is determined for each direction from the projection waveform. By normalizing, global brightness unevenness can be corrected and eliminated.

図9(a)には検出画像163aを拡大したもの163bを示すが、規則的な斜め線が検出されている。これはホーニング加工痕164であり、欠陥ではない。一般にエンジンなどのシリンダ内壁は、潤滑などの目的からホーニング加工により、図9(a)に示したようなクロスハッチの網目状の無数の傷164を形成することがあるが、それにより、表面に線状の凹凸が生じることになり、欠陥部と同じように明暗を生じ、図9(a)に示すような斜め線164として検出される。このため、この検出画像163bから、欠陥部165a、165bを抽出するため、暗い部分、すなわち、あるしきい値以下の明るさの画素を抽出(いわゆる、2値化)しようとすると、この斜め線164も抽出されてしまうことがある。そこで、前処理部122において、この斜め線、いわゆる背景ノイズの除去処理を行う(ステップS903)。この背景ノイズには、斜め線164が周期的であるという特徴がある。   FIG. 9A shows an enlarged 163b of the detected image 163a, and regular diagonal lines are detected. This is a honing mark 164 and not a defect. In general, the inner wall of a cylinder of an engine or the like may form innumerable scratches 164 in a cross-hatched shape as shown in FIG. 9A by honing for the purpose of lubrication or the like. As a result, linear unevenness is generated, and light and dark are produced in the same manner as the defect portion, and are detected as an oblique line 164 as shown in FIG. For this reason, in order to extract the defective portions 165a and 165b from the detected image 163b, a dark portion, that is, a pixel having brightness below a certain threshold value is extracted (so-called binarization). 164 may also be extracted. Therefore, the pre-processing unit 122 performs a process of removing the diagonal line, so-called background noise (step S903). This background noise is characterized in that the diagonal lines 164 are periodic.

一般に画像中の周期的なパターンを除去する方法として、例えば、「田村秀行監修、コンピュータ画像処理入門、143頁から146頁、総研出版発行」に示されるような、フーリエ変換を利用したものがある。本方法では、図9に示すように、まず検出画像161(132)を二次元フーリエ変換して周波数面での画像を生成し(ステップS9031)、この周波数面上で先の斜め線の成分に相当する場所のデータをマスクし(ステップS9032)、この周波数面の画像を二次元逆フーリエ変換によって再び通常の平面の画像に戻すものである(ステップS9033)。こうすることによって、背景ノイズを除去した画像を得ることができる。   In general, as a method for removing a periodic pattern in an image, for example, there is a method using a Fourier transform as shown in “Supervision by Tamura Hideyuki, Introduction to Computer Image Processing, pages 143 to 146, published by Soken Publishing”. . In this method, as shown in FIG. 9, first, a detection image 161 (132) is two-dimensionally Fourier-transformed to generate an image on the frequency plane (step S9031). The data of the corresponding place is masked (step S9032), and the image of the frequency plane is returned to the normal plane image again by the two-dimensional inverse Fourier transform (step S9033). By doing so, an image from which background noise is removed can be obtained.

ここで、マスク画像の作り方としては、例えば、二次元フーリエ変換像(実部と虚部データ)から振幅の絶対値像を生成し、その振幅の絶対値像を適当なしきい値で2値化したものを基準にすることもできる。また、クロスハッチの網目の角度などは決まっているため、その角度から、フーリエ変換像でのマスク形状を求めることもできる。例えば、図12に示すように原画像を表示して、画面上で傷の直線の2点をそれぞれのクロス線について指定(180aと180bの組と181aと181bの組)したり、点線182で示すように、角度の許容できる範囲を指定する。また、ホーニング加工機などの設定から得られる検出画像上でのクロス線の角度に換算しても良い。このとき、角度の許容範囲は、加工機などの誤差と、被検査物の実際の使用時に許容される角度などを勘案して決めても良い。   Here, as a method of creating a mask image, for example, an absolute value image of an amplitude is generated from a two-dimensional Fourier transform image (real part and imaginary part data), and the absolute value image of the amplitude is binarized with an appropriate threshold value. It can also be based on what has been done. Further, since the angle of the mesh of the cross hatch is determined, the mask shape in the Fourier transform image can be obtained from the angle. For example, as shown in FIG. 12, an original image is displayed, and two points of a scratch line on the screen are designated for each cross line (a pair of 180a and 180b and a pair of 181a and 181b), or a dotted line 182 As shown, specify an acceptable range of angles. Moreover, you may convert into the angle of the cross line on the detection image obtained from settings, such as a honing machine. At this time, the allowable range of the angle may be determined in consideration of an error of a processing machine or the like and an angle allowed when the inspection object is actually used.

これらの座標データより二次元フーリエ変換像でのマスクを計算により生成することができる。このように、得られた二次元フーリエ変換像からマスク形状を求めるのではなく、検出画像または加工条件などからマスク形状を決めることにより、その加工時に誤差やミスなど加工時にその条件角度から逸脱した部分を除いてマスク処理をおこなうことができる。その結果、図13(a)に示す原画像に対して所望条件から逸脱した加工傷は図13(b)に示すように除去されずに、後の欠陥検出処理により検出することができ、加工傷の品質も評価することができる結果となる。図13(b)は、主制御部125が背景ノイズを除去した欠陥の画像を表示装置41の画面に表示した場合を示す。   From these coordinate data, a mask in a two-dimensional Fourier transform image can be generated by calculation. In this way, instead of obtaining the mask shape from the obtained two-dimensional Fourier transform image, the mask shape is determined from the detected image or processing conditions, so that errors or mistakes during processing deviate from the condition angle during processing. Mask processing can be performed excluding the portion. As a result, the processing flaw deviating from the desired condition with respect to the original image shown in FIG. 13A can be detected by a subsequent defect detection process without being removed as shown in FIG. 13B. The result is that the quality of the wound can also be evaluated. FIG. 13B shows a case where the main controller 125 displays an image of a defect from which background noise has been removed on the screen of the display device 41.

以上説明したように、前処理部122からは、シェーディング補正され、背景ノイズが除去された2次元画像133がメモリ123に格納されることになる。次に、欠陥抽出処理部124は、メモリ123から得られる背景ノイズ等が除去された画像信号を適当なしきい値で2値化することによって、欠陥部の候補を抽出することができる(ステップS904)。欠陥抽出処理部124は、さらに、この2値化画像に対して、各候補点の座標、面積、大きさ(最大直径など)などの特徴量を選別して抽出し、この選別して抽出された欠陥の特徴量である例えば大きさにおいて予め定められた大きさ基準より大きなものを欠陥として判定する(ステップS905)。また、欠陥抽出処理部124は、欠陥候補点からの鋳巣等の欠陥の選別に関しては、例えば、図14に示すように、所定の閾値Vthにおける欠陥候補部の面積又は楕円近似の直径Sと、欠陥候補部の明るさの平均値Vmeanとの比(Vmean/S)を用いたり、あるいは欠陥候補部の周囲の明るさV(CIR)meanと欠陥候補部の最も暗い(又は明るい)明るさVmin(又はVmax)との差(V(CIR)mean−Vmin)又は比率(Vmin/V(CIR)mean)を抽出して欠陥候補部における最大明るさレベルBを求め、この最大明るさレベルBと上記欠陥候補部の面積又は楕円近似の直径Sとの比(B/S)を用いることもできる。このように欠陥候補部の面積又は直径Sと欠陥候補部の濃淡値(階調値)レベル(Vmean,B)との比(Vmean/S,B/S)を評価値として用いることによって、欠陥面積が小さく、欠陥濃淡値の平均値若しくは最小値が小さい深い穴状の鋳巣欠陥を欠陥候補点から選別することが可能となる。そして、欠陥抽出処理部124は、判定された欠陥についての欠陥情報(欠陥の発生座標、欠陥の特徴量、欠陥の個数、被検査シリンダ毎の欠陥マップおよび欠陥の画像信号等)135を出力して主制御部125に入力して記憶装置143等に記憶する。主制御部125は、上記欠陥情報135および評価結果(合否判定結果)を表示装置141に表示することができる(ステップS906)。なお、欠陥情報135を表示する際、検出角度θrも同時に表示することができる。   As described above, the two-dimensional image 133 from which the shading correction is performed and the background noise is removed is stored in the memory 123 from the preprocessing unit 122. Next, the defect extraction processing unit 124 can extract a defect candidate by binarizing the image signal obtained by removing background noise and the like obtained from the memory 123 with an appropriate threshold value (step S904). ). The defect extraction processing unit 124 further selects and extracts feature amounts such as coordinates, area, and size (maximum diameter, etc.) of each candidate point from the binarized image. A defect that is larger than a predetermined size standard, for example, the size of the defect is determined as a defect (step S905). Further, for example, as shown in FIG. 14, the defect extraction processing unit 124 selects an area of a defect candidate part or a diameter S of an ellipse approximation at a predetermined threshold Vth. The ratio (Vmean / S) of the average brightness Vmean of the defect candidate part is used, or the brightness V (CIR) mean around the defect candidate part and the darkest (or brightest) brightness of the defect candidate part The difference (V (CIR) mean−Vmin) or ratio (Vmin / V (CIR) mean) with respect to Vmin (or Vmax) is extracted to obtain the maximum brightness level B in the defect candidate portion, and this maximum brightness level B And the ratio (B / S) of the area of the defect candidate part or the diameter S of the elliptical approximation. Thus, by using the ratio (Vmean / S, B / S) between the area or diameter S of the defect candidate portion and the gray level (gradation value) level (Vmean, B) of the defect candidate portion as the evaluation value, the defect It is possible to select a deep hole-like cast hole defect having a small area and a small average value or minimum value of defect density values from defect candidate points. Then, the defect extraction processing unit 124 outputs defect information 135 (defect occurrence coordinates, defect feature amount, number of defects, defect map for each cylinder to be inspected, defect image signal, etc.) 135 for the determined defect. Are input to the main control unit 125 and stored in the storage device 143 or the like. The main control unit 125 can display the defect information 135 and the evaluation result (pass / fail judgment result) on the display device 141 (step S906). When the defect information 135 is displayed, the detection angle θr can be displayed at the same time.

ところで、図1に示すメモリ123および欠陥抽出処理部124の具体的な実現方法としては、リニアイメージセンサ105からの画像信号を入力する画像入力基板を具備した高速の計算機、たとえば、パソコンなどを用いることができる。もちろん、全体、または一部を適当な専用または、汎用のハードウェアの処理系で構築することは、本発明を逸脱するものではない。   By the way, as a specific method for realizing the memory 123 and the defect extraction processing unit 124 shown in FIG. 1, a high-speed computer equipped with an image input board for inputting an image signal from the linear image sensor 105, such as a personal computer, is used. be able to. Of course, it is not deviated from the present invention to construct the whole or a part by a suitable dedicated or general-purpose hardware processing system.

次に、図2に示したシリンダ側面に穴加工13がされている場合の、検査方法について図15、図16、図17を用いて説明する。   Next, an inspection method in the case where the hole processing 13 is performed on the side surface of the cylinder shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 15, 16, and 17.

ピストン駆動の効率を向上するため、ピストンの下死点近傍に穴が設けられている場合がある。ピストン側面から穴加工する際、穴の周囲にバリや加工傷等の欠陥が生じることがあり、これらのバリ等も検査する必要がある。この加工によって生じる穴周辺のバリや傷を検出する方法について説明する。画像は上述した、図4〜図8の方式で検出する。図15の190は穴加工されている場合の被検査シリンダ1の2次元画像である。加工穴からは反射光が検出されないため、加工穴部の画像191は黒、シリンダ側面の画像192は明の画像となる。図15(b)に穴部の拡大を示す。穴部の画像191の周囲193にバリ194が検出される。バリ194も、図7と同様に窪み状になっているため欠陥画像は周囲193に比べ暗く(黒っぽく)検出される。欠陥抽出処理部124等において、上記のように得られた2次元デジタル画像から欠陥を抽出する処理について図16および図17を用いて説明する。   In order to improve the efficiency of driving the piston, a hole may be provided near the bottom dead center of the piston. When drilling holes from the side of the piston, defects such as burrs and processing flaws may occur around the holes, and these burrs need to be inspected. A method for detecting burrs and scratches around the hole caused by this processing will be described. The image is detected by the method shown in FIGS. Reference numeral 190 in FIG. 15 is a two-dimensional image of the cylinder 1 to be inspected when the hole is machined. Since reflected light is not detected from the machining hole, the machining hole image 191 is black and the cylinder side image 192 is a bright image. FIG. 15B shows the enlargement of the hole. A burr 194 is detected around the periphery 193 of the hole image 191. The burr 194 is also recessed like the case of FIG. 7, so that the defect image is detected darker (darker) than the surrounding 193. A process of extracting defects from the two-dimensional digital image obtained as described above in the defect extraction processing unit 124 will be described with reference to FIGS. 16 and 17.

画像検出(ステップS910(画像検出S901、シェーディング・明るさ補正S902および背景ノイズの除去S903が含まれる。))後、予め与えられている加工穴位置情報に基づいて穴部画像領域を切り出し(ステップS911)、2値化処理を行い(ステップS912)、ある閾値以下の明るさ画素を加工穴候補として抽出する。検出される2値画像(図17(a))から、加工穴エッジの候補点を抽出する(ステップS913)。加工穴エッジは、加工穴の概略中心座標(設計データから予め位置情報を得ておく)から画像のx、y方向に探索し、最初に白(2値画像の“1”(白),“0”(黒)の値の1)画素となる点を順次探索して、点座標195として抽出する(図17(b))。次に点座標195を元に楕円近似を行って穴形(穴の輪郭)196を抽出する(ステップS914)。   After image detection (step S910 (including image detection S901, shading / brightness correction S902, and background noise removal S903)), a hole image area is cut out based on pre-given processing hole position information (step (S911) A binarization process is performed (step S912), and brightness pixels below a certain threshold are extracted as processing hole candidates. From the detected binary image (FIG. 17A), a candidate point for the machining hole edge is extracted (step S913). The machining hole edge is searched for in the x and y directions of the image from the approximate center coordinates of the machining hole (position information is obtained in advance from the design data), and is first white (“1” (white), “ Points that are 1) pixels of the value 0 ″ (black) are sequentially searched and extracted as point coordinates 195 (FIG. 17B). Next, ellipse approximation is performed based on the point coordinates 195 to extract a hole shape (hole outline) 196 (step S914).

楕円近似による穴形(穴の輪郭)196を抽出する手法は、例えば、「楕円成長法による円形物体の自動抽出、岡部光男 電子情報通信学会論文誌 D−II Vol.J85−D−II No.12 PP.1823−1831 2002年12月」に示されているような、エッジを検出して、楕円当てはめを繰り返して最適な楕円(円形)を抽出するものがある。この方法により、穴エッジ周辺に生じているバリやカケなどの影響を受けずに、加工された穴形196を正確に抽出することができる(図17(c))。本実施例では加工穴部を抽出する方法に、楕円近似により加工穴の外形を抽出する方法について述べたが、本実施例は加工穴が設計値から位置ずれしていたり、加工穴が変形していても加工穴のエッジを正確に抽出できる特徴がある。加工穴に位置ずれ小さく、欠陥検出に影響無いほど変形が少ない場合には、設計値に基づいて加工穴外形を抽出しても同様な効果が得られる。次に、図17(d)に示すように、加工穴の内部197を非検査領域(加工穴の内部を検査対象の領域としないこと)にするため、加工穴の周囲198の画像(シェーディング、明るさ補正後の画像)で加工穴部(加工穴)への埋め込み処理を行う(ステップS915)。埋め込みはステップS914の楕円近似で得られた円形と中心座標に基づいて画像の埋め込み領域を決定する。そして、画像埋め込み後加工穴の輪郭近傍領域(例えば幅Wの輪帯状領域)からなる欠陥検出領域を設定(ステップS916)して2値化処理を行うことにより図17(e)に示す欠陥候補点199を抽出する(ステップS917)。この欠陥候補点の座標、面積、大きさ等の特徴量を選別、抽出して加工穴の輪郭近傍の欠陥(バリや傷)194を抽出する(ステップ918)。そして、該抽出された加工穴の輪郭近傍の欠陥(バリや傷)の情報を出力、表示することになる(S906)。また、鋳巣と加工穴の輪郭近傍の欠陥(バリや傷)とを区別するため、欠陥候補点の特徴量の一つである加工穴エッジからの距離ΔKに基づいた大きさ(欠陥長さ)で欠陥(バリや傷)を判定識別しても良い。例えば図17(f)に示すように、一定距離Tを基準に欠陥長さΔKがΔK≦Tのとき良品、ΔK>Tのとき欠陥と判定することも出来る。また、加工穴外周から距離W離れた輪郭近傍領域(例えば幅Wの輪帯状領域)内を加工穴の輪郭近傍欠陥として抽出することにより、鋳巣欠陥と識別することも可能である。なお、上記加工穴の形状としては丸穴について説明したが、半丸穴または□穴であってもよい。当然、上記点座標を元に半丸穴または□穴の穴形(穴の輪郭)を抽出する場合には、直線近似を行う部分が生じることになる。   The method of extracting the hole shape (hole outline) 196 by the ellipse approximation is, for example, “Automatic extraction of circular objects by the ellipse growth method, Mitsuo Okabe, D-II Vol. J85-D-II No. 12 PP. 1823-1831 December 2002 ", there is an apparatus that detects an edge and repeats ellipse fitting to extract an optimal ellipse (circular shape). By this method, the processed hole shape 196 can be accurately extracted without being affected by burrs or chips generated around the hole edge (FIG. 17C). In this example, the method of extracting the outer shape of the processed hole by ellipse approximation was described as the method of extracting the processed hole, but in this example, the processed hole is displaced from the design value or the processed hole is deformed. However, the feature is that the edge of the machined hole can be extracted accurately. When the displacement is small in the processed hole and the deformation is small enough not to affect the defect detection, the same effect can be obtained even if the processed hole outline is extracted based on the design value. Next, as shown in FIG. 17D, in order to make the inside 197 of the processed hole a non-inspection area (not to make the inside of the processed hole an inspection target area), an image (shading, An embedding process is performed in the processed hole (processed hole) with the brightness corrected image (step S915). For embedding, an embedding area of the image is determined based on the circle and the center coordinates obtained by the ellipse approximation in step S914. A defect candidate shown in FIG. 17E is set by setting a defect detection area composed of a region near the contour of the processed hole after image embedding (for example, an annular region having a width W) (step S916) and performing binarization processing. A point 199 is extracted (step S917). Features such as coordinates, area, size, and the like of the defect candidate points are selected and extracted to extract defects (burrs and scratches) 194 near the contour of the processed hole (step 918). Then, information on defects (burrs and scratches) in the vicinity of the extracted contour of the processed hole is output and displayed (S906). In addition, in order to distinguish between defects (burrs and scratches) in the vicinity of the contour of the casting hole and the machining hole, the size (defect length) based on the distance ΔK from the machining hole edge, which is one of the feature quantities of the defect candidate points. ) May be used to judge and identify defects (burrs and scratches). For example, as shown in FIG. 17F, it is possible to determine that the defect length ΔK is a non-defective product when ΔK ≦ T with respect to a certain distance T, and a defect when ΔK> T. Further, by extracting the inside of the contour vicinity region (for example, the ring-shaped region having the width W) away from the outer periphery of the processing hole as the defect near the contour of the processing hole, it is possible to identify the defect as a cast hole defect. In addition, although the round hole was demonstrated as a shape of the said process hole, a semicircle hole or a square hole may be sufficient. Naturally, when extracting a semi-circular or square hole shape (hole outline) based on the above point coordinates, there is a portion for performing linear approximation.

次に、図13で示した加工傷欠陥を鋳巣欠陥と識別して検査する場合の一実施例について説明する。加工傷欠陥の種類としては表面の加工荒れ(ホーニング目が正しく加工されない)やメッキ剥れ(アルミ合金などで製作されたシリンダ表面を硬化するためのメッキ処理が部分的に剥れる)など、シリンダ内壁をボーリング加工やホーニング加工時に生じる。これらの加工荒れやメッキ剥れなどの欠陥を抽出する処理について図18および図19を用いて説明する。図11で示した鋳巣や加工傷の欠陥抽出と異なる処理について説明する。検出された2次元デジタル画像(S901)にシェーディング補正、明るさ補正(S902)後、ホーニング痕の背景ノイズの除去(S903)を行う。次に、欠陥抽出処理部124等において、検出領域を分割(S920)することによって欠陥検出評価エリア200を決定する。加工荒れやメッキ剥れは加工時の刃物とシリンダの偏芯や刃物の磨耗などにより生じるため、比較的広い面積で生じる。このため欠陥検出評価領域200を□10mm程度以上の領域に設定しておくと好適である。分割された画像領域200に対して画像の明るさ(階調値若しくは濃淡値(グレースケール))バラツキを抽出する(S921)。これは、それぞれの領域200において画像の明るさの標準偏差(Dev)及び画像の平均明るさ(Ave)を抽出し、特徴量としてその比(Dev)/(Ave)を評価値とすることで、画像のバラツキが抽出できる。この画像の明るさバラツキの値が一定値より大きい領域の場合には、加工傷の欠陥である加工荒れあるいはメッキ剥れ部201が存在する欠陥領域として抽出する(S921)。当然、画像の明るさバラツキの値が一定値より小さく検出される領域には加工傷の欠陥が存在しないことになる。そして、上記抽出された加工荒れあるいはメッキ剥れ部としての加工傷の欠陥情報を出力、表示することになる(S906)。図19は欠陥の画像を表示装置41の画面に表示した場合を示し、検出した画像200を分割して、加工荒れあるいはメッキ剥れ部201と良品部202を示すことが出来る。   Next, an embodiment in which the processing flaw defect shown in FIG. Types of processing flaw defects include cylinders such as rough surface processing (honed eyes are not processed correctly) and plating peeling (plating treatment to harden the cylinder surface made of aluminum alloy etc.) Occurs when boring or honing the inner wall. Processing for extracting defects such as rough processing and peeling of plating will be described with reference to FIGS. A process different from the defect extraction of the cast hole and the processing flaw shown in FIG. 11 will be described. After the shading correction and brightness correction (S902) are performed on the detected two-dimensional digital image (S901), the background noise of the honing trace is removed (S903). Next, in the defect extraction processing unit 124 and the like, the defect detection evaluation area 200 is determined by dividing the detection region (S920). Processing roughness and plating peeling occur due to eccentricity of the blade and cylinder during processing, wear of the blade, and the like, and thus occur in a relatively wide area. Therefore, it is preferable to set the defect detection evaluation area 200 to an area of about 10 mm or more. Variations in image brightness (tone value or gray value) are extracted from the divided image area 200 (S921). This is done by extracting the standard deviation (Dev) and the average brightness (Ave) of the image brightness in each region 200 and using the ratio (Dev) / (Ave) as an evaluation value as a feature amount. , Image variations can be extracted. In the case where the brightness variation value of the image is larger than a certain value, it is extracted as a defective area where there is a rough machining or plating stripped portion 201 that is a defect of a machining flaw (S921). Naturally, there is no defect in the processing flaw in the area where the brightness variation value of the image is detected smaller than a certain value. Then, the defect information on the extracted processing roughness or processing flaw as a plating peeling portion is output and displayed (S906). FIG. 19 shows a case where an image of a defect is displayed on the screen of the display device 41, and the detected image 200 can be divided to show a rough processing or plating stripped part 201 and a non-defective part 202.

図20および図21は、鋳巣、加工穴部の近傍の欠陥、加工荒れ、メッキ剥れ欠陥をそれぞれ識別して欠陥検査する場合を示す。図20の2次元デジタル画像検出(S930(S901〜S903))後、検査領域を切り出す(S931)。検査領域は検出画素寸法とシリンダ内面の直径R、長さにより決定され、例えば直径R=Φ70mm、長さ50mmとした場合、内径を展開した面積は219.9mm×50mmとなる。検出画素寸法を概略0.1mmとすると、2048画素×512画素の検査領域でほぼ全面を検出することが可能であり、この領域で検査処理を行う。最初に加工穴部欠陥検出処理(S932(S911〜S917))及び該加工穴部欠陥検出処理で検出された欠陥候補点についての特徴量抽出・選別(S933(S918))を図16で示した手順で行い、加工穴の輪郭近傍の欠陥(バリや傷)を抽出する。その後、鋳巣欠陥検査処理(S934(S904))及び該鋳巣欠陥検査処理で検出された欠陥候補点についての特徴量抽出・選別(S935(S905))を図11で示した手順で行い、鋳巣の欠陥を抽出する。本実施例では加工穴部があった場合加工穴部欠陥検出処理で加工穴を埋め込み処理を行うため、鋳巣欠陥検査処理時に加工穴を欠陥として抽出することが無く、高精度な検査が実現できる。鋳巣欠陥を抽出後(S935(S905))、検出領域を分割し、分割された領域毎に画像の明るさの標準偏差(Dev)及び画像の平均明るさ(Ave)を抽出する処理(加工荒れ、メッキ剥れ検出処理)(S936(S920〜S921))を行い、その結果特徴量として画像の明るさバラツキ((Dev)/(Ave))を抽出し(S937(S921))、それぞれの結果に基づいて加工傷が存在する欠陥領域の情報を出力、表示する(S906)。   20 and 21 show a case where a defect is detected by identifying each of a defect in the vicinity of a cast hole, a processed hole, a rough processing, and a plating peeling defect. After the two-dimensional digital image detection (S930 (S901 to S903)) in FIG. 20, the inspection area is cut out (S931). The inspection area is determined by the detection pixel size and the diameter R and length of the cylinder inner surface. For example, when the diameter R = Φ70 mm and the length 50 mm, the area where the inner diameter is developed is 219.9 mm × 50 mm. If the detection pixel size is approximately 0.1 mm, almost the entire surface can be detected in the inspection area of 2048 pixels × 512 pixels, and the inspection process is performed in this area. FIG. 16 shows the first processing hole defect detection process (S932 (S911 to S917)) and feature amount extraction / selection (S933 (S918)) for defect candidate points detected by the processing hole defect detection process. Follow the procedure to extract defects (burrs and scratches) near the contour of the processed hole. Then, the defect extraction / selection (S935 (S905)) for the defect candidate point detected in the casting hole defect inspection process (S934 (S904)) and the defect defect inspection process is performed according to the procedure shown in FIG. Extract defects in the casting cavity. In this embodiment, if there is a machined hole, the machined hole is embedded in the machined hole defect detection process, so that the machined hole is not extracted as a defect during the hole defect inspection process, and high-precision inspection is realized. it can. After extracting the voids (S935 (S905)), the detection area is divided, and the standard deviation (Dev) of the image brightness and the average brightness (Ave) of the image are extracted for each divided area (processing) Roughness and plating peeling detection process) (S936 (S920 to S921)) is performed, and as a result, the brightness variation of the image ((Dev) / (Ave)) is extracted (S937 (S921)). Based on the result, information on the defect area where the processing flaw exists is output and displayed (S906).

図21は欠陥検査装置全体の機能ブロック図を示すもので、洗浄部3においてシリンダ内面を洗浄後、光学系4によりシリンダ内面の画像を検出し、画像処理部8内の機能画像処理部8a、8b,8cの各々において、鋳巣検査、加工穴近傍の欠陥検査、加工荒れ、メッキ剥れ欠陥をそれぞれ検出して、欠陥位置の特定、分布を抽出し、欠陥を判定、表示、記憶、結果を添付出力できるようにしている。また検出された結果を全体制御部9の解析装置9aに入力し、欠陥頻度や種類を日毎、部位毎に集計解析して、図26、図27及び図28に示す前工程201、203、204の加工機や設計情報にフィードバックできるようにしている。   FIG. 21 shows a functional block diagram of the entire defect inspection apparatus. After the cylinder inner surface is cleaned by the cleaning unit 3, an image of the cylinder inner surface is detected by the optical system 4, and the functional image processing unit 8a in the image processing unit 8 is detected. In each of 8b and 8c, casting hole inspection, defect inspection near the processing hole, processing roughness, plating peeling defect are detected, defect position specification and distribution are extracted, and defect is determined, displayed, stored, and result Can be output as an attachment. Further, the detected results are input to the analysis device 9a of the overall control unit 9, and the defect frequencies and types are tabulated and analyzed for each day and each part, and the pre-processes 201, 203, and 204 shown in FIG. 26, FIG. 27, and FIG. It is possible to feed back to the processing machine and design information.

次に、光学系4の全体動作について図4を用いて説明する。図2に示すように4個の被検査シリンダ1を有するエンジンブロックを検査する場合について説明する。まず、被検査エンジンブロック12をワークホルダ2に載置する。このとき、被検査エンジンブロックは、図示されないワークホルダ2上の位置決めピン(図示せず)などにより所定の精度で載置されるか、または、図示されない画像センサなどによりその位置を測定して、正規の位置からのずれ量を適宜、XYZステージ108のXY軸へフィードバックする。   Next, the overall operation of the optical system 4 will be described with reference to FIG. The case of inspecting an engine block having four inspected cylinders 1 as shown in FIG. 2 will be described. First, the engine block 12 to be inspected is placed on the work holder 2. At this time, the engine block to be inspected is placed with a predetermined accuracy by a positioning pin (not shown) on the work holder 2 (not shown), or the position thereof is measured by an image sensor (not shown), The amount of deviation from the normal position is fed back to the XY axes of the XYZ stage 108 as appropriate.

次に、XYZステージ108のZ軸を移動し、検出光学系100及び照明光学系103を取付けた支持部材112の一部を被検査エンジンブロックの被検査シリンダ1へ挿入し、θステージ107を1回転させることにより、シリンダ内壁の1周分の画像をリニアイメージセンサ105で検出してA/D変換器121でデジタル画像信号に変換し、前処理をしてメモリ123に格納する。このとき、θステージ107は、回転の加減速が必要なため、実際には1回転以上回転することもある。メモリ123に格納された画像は、欠陥抽出処理部124により、先に詳細を述べた処理を行い欠陥情報135を抽出する。シリンダの長さが、1回の画像検出幅よりも長い場合は、XYZステージ108のZ軸を移動し、未検出部について、画像検出、欠陥抽出処理を繰り返す。この場合、各シリンダの内面に対する光学系4による画像検出を若干オーバラップさせると、画像検出の境界部に存在した欠陥を見逃すことはない。   Next, the Z axis of the XYZ stage 108 is moved, a part of the support member 112 to which the detection optical system 100 and the illumination optical system 103 are attached is inserted into the cylinder 1 to be inspected of the engine block to be inspected, and the θ stage 107 is set to 1 By rotating, an image for one round of the inner wall of the cylinder is detected by the linear image sensor 105, converted to a digital image signal by the A / D converter 121, preprocessed, and stored in the memory 123. At this time, since the θ stage 107 needs to be accelerated and decelerated, it may actually rotate one or more times. The image stored in the memory 123 is subjected to the processing described in detail above by the defect extraction processing unit 124 and the defect information 135 is extracted. When the length of the cylinder is longer than one image detection width, the Z axis of the XYZ stage 108 is moved, and image detection and defect extraction processing are repeated for the undetected portion. In this case, if image detection by the optical system 4 on the inner surface of each cylinder is slightly overlapped, a defect present at the boundary of image detection is not overlooked.

以上のようにして、シリンダ1個分の検査が完了すると、XYZステージ108のZ軸を移動し、検出光学系100をシリンダ内から抜き取り、XYZステージ108のXYステージまたはワークホルダ2の移動手段により、隣のシリンダ部が検査できる位置に検出光学系100及び照明光学系103、または、被検査エンジンブロック1を移動する。これを繰り返すことにより、4個のシリンダ内の内壁の検査を行うことができる。   When the inspection for one cylinder is completed as described above, the Z axis of the XYZ stage 108 is moved, the detection optical system 100 is extracted from the cylinder, and the XY stage of the XYZ stage 108 or the moving means of the work holder 2 is used. Then, the detection optical system 100 and the illumination optical system 103 or the engine block 1 to be inspected are moved to a position where the adjacent cylinder part can be inspected. By repeating this, the inner walls in the four cylinders can be inspected.

主制御部125(9)は、以上により検出された、これらの欠陥情報135を基に1エンジンブロックの検査結果として、図22に示すように表示装置41の画面上にマップ形式や欠陥部拡大画像(欠陥部位172を含む)で出力表示することが可能となる。この検査結果は、4気筒の例では、4つのボア分をマップ形式で表示している。この欠陥マップは、単独で発生しているもの(×:単独巣)、ある程度近い距離で発生しているもの(●:密集巣)、加工傷(△:)等を弁別して表示する。その結果、欠陥位置の偏りの傾向や欠陥種の頻度を把握することができる。図22では、1ブロック分を表示しているが、複数のエンジンブロックの検査結果を重ね合わせて表示しても良い。その場合、ロットばらつきや時間、日毎の欠陥発生の傾向をつかみ易くすることができる。図22の右側の四角は、欠陥部の拡大画像(原画像又は処理画像(欠陥画像))を表示するエリアで、例えば左側の欠陥マップにおいて欠陥部を指定すると表示される。検出した欠陥部の拡大画像上に、欠陥として抽出された部位を丸印172で囲ったり、その傍らに最大直径(例えば0.24mm)、面積(例えば0.03mm)などを表示することも可能である。欠陥は、必ずしも円形とはならないので、最大直径および面積を表示するようにした。このような表示を行うことにより、検査条件(例えば検出角度θrや照明光の強度等)の設定がしやすくなったり、欠陥の発生する部位の確認が分かりやすく、直感的に判断することができる。 As shown in FIG. 22, the main control unit 125 (9) expands the map format and the defective part on the screen of the display device 41 as the inspection result of one engine block based on the defect information 135 detected as described above. It is possible to output and display an image (including a defective portion 172). As for this inspection result, in the example of four cylinders, four bores are displayed in a map format. This defect map is displayed by discriminating one that has been generated alone (×: single nest), one that has been generated at a certain distance (●: dense nest), processing flaw (Δ :), and the like. As a result, it is possible to grasp the tendency of defect position bias and the frequency of defect types. Although one block is displayed in FIG. 22, the inspection results of a plurality of engine blocks may be displayed in a superimposed manner. In that case, it is possible to easily grasp the lot variation, the time, and the tendency of defect occurrence every day. The square on the right side of FIG. 22 is an area for displaying an enlarged image (original image or processed image (defect image)) of the defective part, and is displayed when, for example, the defective part is specified in the defect map on the left side. A part extracted as a defect may be surrounded by a circle 172 on the enlarged image of the detected defect portion, or the maximum diameter (for example, 0.24 mm), area (for example, 0.03 mm 2 ), or the like may be displayed on the side. Is possible. Since the defect is not necessarily circular, the maximum diameter and area are displayed. By performing such display, it becomes easy to set inspection conditions (for example, detection angle θr, intensity of illumination light, etc.), and confirmation of a site where a defect occurs is easy to understand and intuitive determination can be made. .

図23は、主制御部125(9)が検査結果である透視マップ形式で鋳巣、加工荒れ、穴加工異常の欠陥種別と、それぞれの欠陥数、ボア良否の判定結果とを、表示装置10に表示しているのを示す図である。この欠陥マップは実際の形状に対応した位置での欠陥発生状況が分かるため、現品との照合や欠陥位置の偏りの傾向や欠陥種の頻度をより明確に把握することができる。図24は、主制御部125(9)が検査結果の詳細な情報を出力した一例を示す図で、図23のNo2ボアを表示した場合を示す。鋳巣の大きさを直径(例えばΦ1.6mm)で示し、加工荒れを面積(例えば25mm×80mm)で示し、図17(f)に示すように加工穴異常を幅J×高さΔK(例えば1.5mm×3mm)で示している。また、それぞれの座標(H,ω)も、Zステージとリニアイメージセンサの座標によって求まる高さH(mm)とθステージ106の回転角度から求まる回転角度ω(°)で表示している。   FIG. 23 shows the defect type of the cast hole, rough machining, and hole machining abnormality, the number of defects and the determination result of the bore quality in the perspective map format that is the inspection result by the main control unit 125 (9). It is a figure which shows what is displayed. Since this defect map shows the defect occurrence status at the position corresponding to the actual shape, it is possible to more clearly grasp the tendency of the comparison with the actual product, the defect position bias, and the defect type. FIG. 24 is a diagram showing an example in which the main control unit 125 (9) outputs detailed information of the inspection result, and shows a case where the No. 2 bore in FIG. 23 is displayed. The size of the cast hole is indicated by a diameter (for example, Φ1.6 mm), the processing roughness is indicated by an area (for example, 25 mm × 80 mm), and an abnormality in a processing hole is indicated by width J × height ΔK (for example, as shown in FIG. 17F). 1.5 mm × 3 mm). Each coordinate (H, ω) is also represented by a height H (mm) obtained from the coordinates of the Z stage and the linear image sensor and a rotation angle ω (°) obtained from the rotation angle of the θ stage 106.

また、主制御部125(9)は、検出された欠陥情報135および評価結果(合否判定結果)を基に1日とか1週間分を集計した検査結果の集計表を、例えば、図25に示すように表示装置141の画面上において出力することができる。即ち、検査日、検査時間、ブロックNo.、ボアNo.、欠陥数、巣や加工傷等の欠陥の種別、欠陥の大きさ(最大径)(mm)、欠陥の面積(mm)及び欠陥の座標(X,Y)、並びに評価結果(ボア毎の合否およびブロック毎の総合合否)が表示装置141の画面上に表示される。これにより、検査結果の詳細を知ることができる。 Further, the main control unit 125 (9), for example, shows a tabulation table of inspection results obtained by tabulating one day or one week based on the detected defect information 135 and the evaluation result (pass / fail judgment result), for example, as shown in FIG. Thus, it can be output on the screen of the display device 141. That is, the inspection date, inspection time, block No. Boa No. , Number of defects, type of defects such as nests and processing flaws, defect size (maximum diameter) (mm), defect area (mm 2 ) and defect coordinates (X, Y), and evaluation results (for each bore) Pass / fail and total pass / fail for each block) are displayed on the screen of the display device 141. Thereby, the details of the inspection result can be known.

図26〜図28は各々エンジンシリンダ製造工程および全体制御部9から前工程の加工機へ検査結果をフィードバックする流れを説明する図である。図2に示したエンジンブロック12は、材料が鋳鉄で製造されたり、アルミ鋳物で製造されている。製造工程も種々あり、図26は鋳造工程(ボーリング加工工程200及びホーニング加工工程201)で製造されボア内面を洗浄しない場合、図27は鋳造工程で製造されたボア内面を洗浄装置を用いて洗浄する洗浄工程203を有する場合、図28はアルミ鋳物工程で製造され、ボーリング加工後表面をメッキ処理工程204でメッキ処理して硬度を高めた後、ホーニング加工工程201でホーニング加工を行い、洗浄工程203でボア内面を洗浄した後検査する場合を示す。   FIGS. 26 to 28 are diagrams for explaining the engine cylinder manufacturing process and the flow of feeding back inspection results from the overall control unit 9 to the processing machine in the previous process. The engine block 12 shown in FIG. 2 is made of cast iron or aluminum casting. There are various manufacturing processes. FIG. 26 shows a case where the inner surface of the bore manufactured in the casting process (boring process 200 and honing process 201) is not cleaned, and FIG. 27 shows that the inner surface of the bore manufactured in the casting process is cleaned using a cleaning device. 28 is manufactured in the aluminum casting process, and after the boring process, the surface is plated in the plating process 204 to increase the hardness, and then the honing process 201 is performed to perform the honing process. 203 shows the case of inspecting the inner surface of the bore after cleaning.

図26はボア内面に対してボーリング加工装置を用いてボーリング加工を行い(200)、その後ホーニング加工機を用いてホーニング目を加工し(201)、図1で示した欠陥検査装置を用いてボア内面を検査する(202)場合を示す。欠陥検査工程202において、欠陥検査装置で検査した結果、加工荒れが生じていたり、徐々に増加してきたり、面積が多くなってきた場合には、ホーニング加工機に加工異常の情報をネットワーク等の出力装置11を用いて出力する(フィードバックする)。加工不良の原因としては、ボーリング加工機の芯ずれ、ホーニング加工機の往復ストロークの不均一、砥石の拡張量の不均一、砥石の目詰まりの不均一、砥石の切込み量の不均一等が考えられる。そこで、本発明に係る欠陥検査装置は、これらの加工条件(ボーリング加工機の芯ずれ、並びにホーニング加工機の往復ストローク、砥石の拡張量、砥石の目詰まり、砥石の切込み量等)を最適化するための情報をホーニング加工機等に欠陥検査情報をフィードバックすることによって提供することが可能となる。   26, boring is performed on the bore inner surface using a boring machine (200), and then a honing eye is machined using a honing machine (201), and the bore inspection is performed using the defect inspection apparatus shown in FIG. The case where the inner surface is inspected (202) is shown. In the defect inspection process 202, when processing roughness has occurred, gradually increased, or the area has increased as a result of inspection by the defect inspection apparatus, information on processing abnormality is output to the honing machine, such as a network. It outputs using the apparatus 11 (feeds back). Possible causes of processing failure include misalignment of boring machine, non-uniform reciprocation stroke of honing machine, non-uniform expansion of grinding wheel, non-uniform clogging of grinding wheel, non-uniform cutting amount of grinding wheel, etc. It is done. Therefore, the defect inspection apparatus according to the present invention optimizes these processing conditions (such as boring machine misalignment, honing machine reciprocating stroke, grinding wheel expansion, grinding wheel clogging, grinding stone cutting amount, etc.). It is possible to provide information for performing this by feeding back defect inspection information to a honing machine or the like.

図27は、図26に示す製造工程に洗浄工程203を追加し、欠陥検査工程202の欠陥検査装置が洗浄工程203の洗浄装置にフィードバックする場合を追加した図である。洗浄工程203の洗浄装置において、機械加工後の切粉等は、エンジンブロックを洗浄液に浸して超音波振動等により除去されている。この洗浄を長時間、多数のエンジンブロックに施すと、洗浄液が汚れ、エンジンブロックに汚れが再付着することになる。このように汚れが再付着した状態で、図1に示す欠陥検査装置の洗浄部3で洗浄しても、シリンダ表面の水滴や大きい異物は除去できるが、シリンダ表面に付着している微小な粉塵切粉は除去できずに欠陥検査装置において鋳巣欠陥と一緒に欠陥として検出される。また、上記洗浄装置において、洗浄液が流れ落ちる際に切粉が付着するため、欠陥検査装置においてエンジンブロックが載置される下面側に欠陥が多く発生する特徴もある。欠陥検査装置においてこれら特徴的な検査結果が生じた場合、洗浄工程203における洗浄装置の洗浄能力が低下してきたため、シリンダ内面に汚れが付着し、鋳巣の欠陥数が大幅に増加してきたと判断できる。そこで、本発明に係る欠陥検査装置が、欠陥検査の結果得られた欠陥数などの情報を洗浄工程203の洗浄装置にフィードバックすることにより、洗浄装置は異常の可能性を推定することができる。   FIG. 27 is a diagram in which the cleaning process 203 is added to the manufacturing process shown in FIG. 26 and the defect inspection apparatus in the defect inspection process 202 feeds back to the cleaning apparatus in the cleaning process 203. In the cleaning apparatus of the cleaning process 203, machined chips and the like are removed by ultrasonic vibration or the like by immersing the engine block in a cleaning solution. If this cleaning is applied to a large number of engine blocks for a long time, the cleaning liquid becomes dirty, and the dirt reattaches to the engine block. In this state where dirt is reattached, even if cleaning is performed by the cleaning unit 3 of the defect inspection apparatus shown in FIG. 1, water droplets and large foreign matter on the cylinder surface can be removed, but minute dust adhering to the cylinder surface can be removed. Chips cannot be removed and are detected as defects together with the defects in the defect inspection apparatus. Further, in the above-described cleaning apparatus, chips are attached when the cleaning liquid flows down, so that a defect is often generated on the lower surface side on which the engine block is placed in the defect inspection apparatus. When these characteristic inspection results are generated in the defect inspection apparatus, it can be determined that the cleaning performance of the cleaning apparatus in the cleaning step 203 has decreased, so that dirt has adhered to the cylinder inner surface, and the number of defects in the casting hole has increased significantly. . Therefore, the defect inspection apparatus according to the present invention feeds back information such as the number of defects obtained as a result of the defect inspection to the cleaning apparatus in the cleaning step 203, so that the cleaning apparatus can estimate the possibility of abnormality.

図28は、ボーリング加工工程200でボア内面をボーリング加工装置を用いてボーリング加工を行い、その後メッキ処理工程204においてメッキ処理装置を用いて表面にメッキ処理し、ホーニング加工工程201でホーニング目を加工し、洗浄工程203で洗浄後、図1で示した欠陥検査装置を用いてボア内面を検査する場合を示す。そして、本発明に係る欠陥検査装置は、メッキ処理工程204においてアルミ鋳物などにメッキ処理を施すメッキ処理装置にも加工荒れに関する情報を提供する場合を示している。メッキ厚が不足していたり、部分的にメッキが施されていなかったり、メッキの密着力が低下したりすると、加工後に検査されたシリンダ内面には加工荒れが異常に多く、広い面積で発生したり、明るさばらつきの評価値が大きくなったりする。これらの加工荒れに関する情報をメッキ処理装置のメッキ処理条件にフィードバックして工程管理を行うことが出来る。   In FIG. 28, the bore inner surface is bored using a boring machine in the boring process 200, and then the surface is plated using a plating apparatus in the plating process 204, and the honing is processed in the honing process 201. Then, the case where the inner surface of the bore is inspected using the defect inspection apparatus shown in FIG. The defect inspection apparatus according to the present invention shows a case in which information related to processing roughness is also provided to a plating processing apparatus that performs plating processing on an aluminum casting or the like in the plating processing step 204. If the plating thickness is insufficient, the plating is not applied partially, or the adhesion of the plating is reduced, the inner surface of the cylinder inspected after processing is abnormally rough and occurs in a large area. Or the evaluation value of brightness variation increases. Process management can be performed by feeding back the information on the processing roughness to the plating process conditions of the plating apparatus.

以上説明したように、本発明に係る欠陥検査工程202における欠陥検査装置は、ホーニング加工機、洗浄装置及びメッキ処理装置などに欠陥検査結果をフィードバックすることにより、エンジンシリンダ製造工程において処理あるいは加工条件を適正に保つことが可能となり、製品歩留まりを向上することが出来る。   As described above, the defect inspection apparatus in the defect inspection process 202 according to the present invention feeds back a defect inspection result to a honing machine, a cleaning apparatus, a plating processing apparatus, etc., thereby processing or processing conditions in the engine cylinder manufacturing process. Can be maintained appropriately, and the product yield can be improved.

また、本発明に係る欠陥検査装置は、得られた欠陥情報および評価結果(合否判定結果)を、上位の管理システムへオンラインまたはオフラインで転送することにより、上位の管理システムは、後工程への物流管理や、前工程のプロセスのフィードバックに用いることが可能となる。   In addition, the defect inspection apparatus according to the present invention transfers the obtained defect information and the evaluation result (pass / fail judgment result) to the upper management system online or offline so that the upper management system It can be used for logistics management and feedback of processes in the previous process.

以上説明したように、本実施の形態によれば、円筒物体などの内壁などの曲面上に発生した凹凸、傷などの欠陥を安定に自動的に検出することができる効果を奏する。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to stably and automatically detect defects such as irregularities and scratches generated on a curved surface such as an inner wall of a cylindrical object.

また、本実施の形態によれば、円筒物体などの内壁などの曲面上に発生した凹凸、傷などの欠陥を安定に自動的に検出する外観検査において、検出した欠陥の座標(位置)、大きさ、面積など数値化した情報が得られるため、後工程への物流管理や、前工程のプロセスのフィードバックに用いることができ、品質の良い製品を製造することが可能となる。   Further, according to the present embodiment, the coordinates (position) and size of the detected defect in the appearance inspection for automatically and stably detecting defects such as irregularities and scratches generated on a curved surface such as an inner wall of a cylindrical object or the like. In addition, since the information such as the area is digitized, it can be used for physical distribution management in the subsequent process and feedback of the process in the previous process, and it becomes possible to manufacture a product with good quality.

本発明に係る被検査円筒物体の内面に発生した欠陥を検査する欠陥検査装置の一実施例の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of one Example of the defect inspection apparatus which test | inspects the defect which generate | occur | produced in the inner surface of the to-be-inspected cylindrical object which concerns on this invention. 被検査円筒物体の外観説明図である。It is external appearance explanatory drawing of a to-be-inspected cylindrical object. 図1に示す欠陥検査装置に備えられた被検査円筒物体の内面を洗浄する洗浄部の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the Example of the washing | cleaning part which wash | cleans the inner surface of the to-be-inspected cylindrical object with which the defect inspection apparatus shown in FIG. 本発明に係る洗浄部を除いた欠陥検査装置の一実施例を示す具体的構成図である。It is a concrete block diagram which shows one Example of the defect inspection apparatus except the cleaning part which concerns on this invention. 本発明に係る欠陥検査装置における被検査円筒物体と、θステージ(回転ステージ)にXY微動機構を介して支持される支持部材上に取付けられる照明光学系及び検出光学系との関係を説明するための図である。To describe the relationship between a cylindrical object to be inspected in a defect inspection apparatus according to the present invention and an illumination optical system and a detection optical system mounted on a support member supported by a θ stage (rotation stage) via an XY fine movement mechanism. FIG. 被検査円筒物体の内面における検出光学系であるミラー及びリニアイメージセンサによる画像検出位置の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship of the image detection position by the mirror which is a detection optical system in the inner surface of a to-be-inspected cylindrical object, and a linear image sensor. 凹欠陥を例に欠陥部の顕在化原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manifestation principle of a defect part by making a concave defect into an example. 検出角度θr及び距離L/直径Rの比と欠陥部のコントラスト及び背景ばらつき(正規化値)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between ratio of detection angle (theta) r and distance L / diameter R, the contrast of a defective part, and background dispersion | variation (normalization value). リニアイメージセンサで被検査円筒物体の内面から検出される2次元画像と芯ずれによるリニアイメージセンサで検出される明るさの変動とを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the two-dimensional image detected from the inner surface of a to-be-inspected cylindrical object with a linear image sensor, and the fluctuation | variation of the brightness detected with the linear image sensor by center shift. 照明光学系による照明の指向特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the directional characteristic of the illumination by an illumination optical system. 図1に示す画像処理部での欠陥抽出処理を含めた画像処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the image process including the defect extraction process in the image process part shown in FIG. 背景ノイズとしてのクロスハッチの網目状ノイズを除去するためのマスク画像生成のためのデータ指定の一実施例を説明する図である。It is a figure explaining one Example of the data designation | designated for the mask image generation for removing the cross-hatch mesh noise as background noise. 検出された原画像と検査結果として表示する欠陥画像とを示した図である。It is the figure which showed the detected original image and the defect image displayed as a test result. 欠陥候補から抽出される画像信号の特徴量に基づいて深い鋳巣等の欠陥を抽出する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of extracting defects, such as a deep cast hole, based on the feature-value of the image signal extracted from a defect candidate. リニアイメージセンサでシリンダ側面に穴加工された被検査円筒物体の内面から検出される2次元画像を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the two-dimensional image detected from the inner surface of the to-be-inspected cylindrical object by which the hole was machined in the cylinder side surface with the linear image sensor. 図15に示す画像での加工穴の輪郭近傍欠陥の抽出処理を含めた画像処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the image process including the extraction process of the outline vicinity defect of the processed hole in the image shown in FIG. 図15に示す画像での加工穴の輪郭近傍欠陥の抽出の画像処理手順を示す図である。It is a figure which shows the image processing procedure of extraction of the outline vicinity defect of the processed hole in the image shown in FIG. 加工荒れやメッキ剥れ等の加工傷欠陥の抽出処理を含めた画像処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of an image process including the extraction process of a process flaw defect, such as process roughening and plating peeling. 加工荒れやメッキ剥れ等の加工傷欠陥の抽出例を示す図である。It is a figure which shows the example of extraction of the process flaw defect, such as process roughening and plating peeling. 鋳巣欠陥、加工穴の輪郭近傍欠陥、加工傷欠陥をそれぞれ識別して欠陥検査する場合の画像処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of an image process in the case of identifying and inspecting a casting hole defect, a defect near the outline of a processing hole, and a processing flaw defect. 鋳巣欠陥、加工穴の輪郭近傍欠陥、加工傷欠陥をそれぞれ識別して欠陥検査する場合の欠陥検査装置の一実施例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows one Example of a defect inspection apparatus in the case of identifying and inspecting a casting hole defect, a defect near the outline of a processing hole, and a processing flaw defect, respectively. 1エンジンブロックにおける欠陥検査結果の表示の一実施例(4つのボアの欠陥マップ)を説明する図である。It is a figure explaining one Example (defect map of four bores) of the display of the defect inspection result in 1 engine block. 1エンジンブロックにおける欠陥検査結果の表示の他の一実施例(4つのボアの欠陥マップ)を説明する図である。It is a figure explaining other one Example (defect map of four bores) of the display of the defect inspection result in 1 engine block. 図23で示す1エンジンブロックにおける欠陥検査結果の詳細な表示の一実施例(1つのボアの欠陥マップ)を説明する図である。FIG. 24 is a diagram for explaining an example (defect map of one bore) of detailed display of defect inspection results in one engine block shown in FIG. 23. 欠陥検査結果の集計表示の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the total display of a defect inspection result. 本発明に係る欠陥検査装置の検査結果を加工工程にフィードバックする製造方法(加工方法)の第1の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Example of the manufacturing method (processing method) which feeds back the test result of the defect inspection apparatus which concerns on this invention to a processing process. 本発明に係る外観検査装置の検査結果を加工工程と洗浄工程にフィードバックする製造方法(加工方法)の第2の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd Example of the manufacturing method (processing method) which feeds back the test result of the external appearance inspection apparatus which concerns on this invention to a process process and a washing process. 本発明に係る外観検査装置の検査結果を加工工程と洗浄工程とメッキ処理工程にフィードバックする製造方法(加工方法)の第3の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd Example of the manufacturing method (processing method) which feeds back the test result of the external appearance inspection apparatus which concerns on this invention to a process process, a washing process, and a plating process.

符号の説明Explanation of symbols

1…被検査シリンダ(被検査円筒物体)、2…ワークホルダ、3…洗浄部、4…光学系、5…ステージ、6…ベース、7…機構制御部、8…画像処理部、9…全体制御部、10…表示装置、11…出力装置、21、26、30…軸、22、27…流体の流路、23、28…ノズル、24、29…噴出し口、31…ホルダ、32…拭き取る部材または吸い取る部材、102…ミラー(反射光学要素)、103…照明光学系、104…結像レンズ(結像光学要素)、105…リニアイメージセンサ、106…XY微動ステージ、107…θステージ(回転ステージ)、108…XYZステージ、100…検出光学系、112…支持部材、121…A/D変換器、122…前処理部、123…メモリ、124…欠陥抽出処理部、125…主制御部、126…照明電源、142…入力手段、143…記憶装置、151…ラインセンサによる線状の検出領域(検出点)、200…ボーリング加工工程、201…ホーニング加工工程、202…欠陥検査工程、203…洗浄工程、204…メッキ処理工程。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder to be inspected (cylindrical object to be inspected), 2 ... Work holder, 3 ... Cleaning part, 4 ... Optical system, 5 ... Stage, 6 ... Base, 7 ... Mechanism control part, 8 ... Image processing part, 9 ... Whole Control unit, 10 ... display device, 11 ... output device, 21, 26, 30 ... shaft, 22, 27 ... fluid flow path, 23, 28 ... nozzle, 24, 29 ... outlet, 31 ... holder, 32 ... Wiping member or wiping member, 102 ... mirror (reflection optical element), 103 ... illumination optical system, 104 ... imaging lens (imaging optical element), 105 ... linear image sensor, 106 ... XY fine movement stage, 107 ... θ stage ( Rotating stage), 108 ... XYZ stage, 100 ... detection optical system, 112 ... support member, 121 ... A / D converter, 122 ... pre-processing unit, 123 ... memory, 124 ... defect extraction processing unit, 125 ... main control unit , 26 ... Illumination power supply, 142 ... Input means, 143 ... Storage device, 151 ... Linear detection area (detection point) by the line sensor, 200 ... Boring process, 201 ... Honing process, 202 ... Defect inspection process, 203 ... Washing process, 204 ... plating process.

Claims (23)

被検査円筒物体の内面に残っている残留液を洗浄する洗浄部と、該洗浄部で洗浄した被検査円筒物体の内面の2次元画像を検出する光学系と、該光学系で検出された2次元画像に基づいて欠陥の情報を取得する画像処理部と、該画像処理部で取得された前記欠陥の情報を出力する出力部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。   A cleaning unit for cleaning the residual liquid remaining on the inner surface of the cylindrical object to be inspected, an optical system for detecting a two-dimensional image of the inner surface of the cylindrical object to be inspected cleaned by the cleaning unit, and 2 detected by the optical system A defect inspection apparatus comprising: an image processing unit that acquires defect information based on a three-dimensional image; and an output unit that outputs the defect information acquired by the image processing unit. 前記洗浄部は、前記被検査円筒物体の内面に残っている残留液に対して流体を噴射して洗浄するように構成したことを特徴とする請求項1記載の欠陥検査装置。   The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the cleaning unit is configured to inject and clean the residual liquid remaining on the inner surface of the cylindrical object to be inspected. 前記洗浄部は、前記被検査円筒物体の内面に残っている残留液を拭き取るまたは吸い取ることによって洗浄するように構成したことを特徴とする請求項1記載の欠陥検査装置。   The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the cleaning unit is configured to perform cleaning by wiping or sucking off residual liquid remaining on an inner surface of the cylindrical object to be inspected. 内面に穴の加工が施された被検査円筒物体の内面の2次元画像を検出する光学系と、該光学系で検出された2次元画像に対して抽出又は設定された前記加工穴の輪郭近傍の画像に基づいて加工穴の輪郭近傍に生じた欠陥の情報を取得する画像処理部と、該画像処理部で取得された前記欠陥の情報を出力する出力部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。   An optical system for detecting a two-dimensional image of the inner surface of a cylindrical object to be inspected with a hole processed on the inner surface, and the vicinity of the contour of the processed hole extracted or set for the two-dimensional image detected by the optical system An image processing unit that acquires information on defects generated in the vicinity of the contour of the processing hole based on the image of the image, and an output unit that outputs information on the defects acquired by the image processing unit. Defect inspection equipment. 被検査円筒物体の内面の2次元画像を検出する光学系と、該光学系で検出された2次元画像に対して複数の領域に分割し、該分割された領域毎の明るさのバラツキを基づいて加工傷欠陥の情報を取得する画像処理部と、該画像処理部で取得された前記加工傷欠陥の情報を出力する出力部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。   An optical system that detects a two-dimensional image of the inner surface of a cylindrical object to be inspected, and a two-dimensional image detected by the optical system is divided into a plurality of regions, and brightness variations among the divided regions are based on A defect inspection apparatus comprising: an image processing unit that acquires information on a processing flaw defect; and an output unit that outputs information on the processing flaw defect acquired by the image processing unit. 内面に穴の加工が施された被検査円筒物体の内面の2次元画像を検出する光学系と、該光学系で検出された2次元画像に基づいて鋳巣欠陥、加工穴の近傍欠陥及び加工傷欠陥に分類して各欠陥の情報を取得する画像処理部と、該画像処理部で取得された前記各欠陥の情報を出力する出力部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。   An optical system for detecting a two-dimensional image of the inner surface of a cylindrical object to be inspected with a hole processed on the inner surface, and a hole defect, a defect in the vicinity of a processed hole, and processing based on the two-dimensional image detected by the optical system A defect inspection apparatus comprising: an image processing unit that classifies a defect as a defect and acquires information about each defect; and an output unit that outputs information about each defect acquired by the image processing unit. 前記光学系は、
前記被検査円筒物体の内面における軸心方向を向いた線状の領域に照明する照明光学系と、前記線状の領域からの反射光像を前記線状の領域の法線方向に対して所望の検出角度傾斜した方向から検出するように前記線状の領域からの反射光像を反射させて前記軸心方向に向ける反射光学要素と該反射光学要素で反射されて軸心方向に向けた前記線状の領域からの反射光像を線状に結像させる結像光学要素と該結像光学要素で結像された線状の反射光像を受光して画像信号を出力するリニアイメージセンサとからなる検出光学系とを取付けた支持部材を設け、該支持部材を前記被検査円筒物体の内面における軸心を中心にして回転させることによって前記リニアイメージセンサから前記被検円筒物体の内面における2次元画像信号を検出するように構成したことを特徴とする請求項1又は4又は5又は6記載の欠陥検査装置。
The optical system is
An illumination optical system that illuminates a linear region facing the axial direction on the inner surface of the cylindrical object to be inspected, and a reflected light image from the linear region is desired with respect to the normal direction of the linear region The reflection optical element that reflects the reflected light image from the linear region so as to be detected from the direction inclined at the detection angle of the light and directs it in the axial direction, and is reflected by the reflective optical element and directed in the axial direction. An imaging optical element that linearly forms a reflected light image from a linear region, and a linear image sensor that receives the linear reflected light image formed by the imaging optical element and outputs an image signal And a support member attached to the detection optical system, and the support member is rotated about the axial center of the inner surface of the cylindrical object to be inspected, so that 2 on the inner surface of the cylindrical object to be inspected from the linear image sensor. Dimensional image signal is detected Defect inspection apparatus according to claim 1 or 4 or 5 or 6, characterized in that the configuration.
前記光学系において、更に、XYZステージと、該XYZステージ上に設けられて前記支持部材を回転させるための回転ステージと、該回転ステージと前記支持部材との間に設けられ、前記支持部材を前記回転ステージに対してXY方向に微動させるためのXY微動ステージとを備えたことを特徴とする請求項7記載の欠陥検査装置。   The optical system further includes an XYZ stage, a rotary stage provided on the XYZ stage for rotating the support member, and provided between the rotary stage and the support member. 8. The defect inspection apparatus according to claim 7, further comprising an XY fine movement stage for finely moving the rotary stage in the XY direction. 前記画像処理部において、前記光学系から検出された2次元画像信号を2次元デジタル画像信号に変換するA/D変換器と、該A/D変換器から得られる2次元デジタル画像信号に対してシェーディング補正を行い、さらに背景ノイズを除去する前処理部とを有することを特徴とする請求項1又は4又は5又は6記載の欠陥検査装置。   In the image processing unit, an A / D converter that converts a two-dimensional image signal detected from the optical system into a two-dimensional digital image signal, and a two-dimensional digital image signal obtained from the A / D converter 7. The defect inspection apparatus according to claim 1, further comprising a preprocessing unit that performs shading correction and further removes background noise. 前記前処理部において、前記背景ノイズとしてのクロスハッチの網目状ノイズをマスク処理で除去するように構成したことを特徴とする請求項9記載の欠陥検査装置。   The defect inspection apparatus according to claim 9, wherein the pre-processing unit is configured to remove cross-hatch mesh noise as the background noise by mask processing. 前記画像処理部において、更に、前記前処理部から得られる2次元デジタル画像信号に基いて欠陥候補を抽出し、該抽出された欠陥候補の特徴量を算出し、該算出された特徴量に基いて判定して欠陥の情報を取得する欠陥抽出処理部を有することを特徴とする請求項9記載の欠陥検査装置。   The image processing unit further extracts a defect candidate based on the two-dimensional digital image signal obtained from the preprocessing unit, calculates a feature amount of the extracted defect candidate, and based on the calculated feature amount. The defect inspection apparatus according to claim 9, further comprising a defect extraction processing unit that determines and obtains defect information. 前記出力部において、前記画像処理部から取得される欠陥の情報としての被検査円筒物体の欠陥マップを表示する表示装置を有することを特徴とする請求項1又は4又は5又は6記載の欠陥検査装置。   The defect inspection according to claim 1, 4, 5, or 6, wherein the output unit includes a display device that displays a defect map of a cylindrical object to be inspected as defect information acquired from the image processing unit. apparatus. 前記出力部において、前記画像処理部から取得される欠陥の情報としての被検査円筒物体の投影図、斜視図、展開図、3次元立体図、平面図のいずれか1つ以上の表示画面と、欠陥の大きさ、種類、形状、座標のいずれか1つ以上とを表示する表示装置を有することを特徴とする請求項1又は4又は5又は6記載の欠陥検査装置。   In the output unit, one or more display screens of a projection view, a perspective view, a development view, a three-dimensional view, and a plan view of a cylindrical object to be inspected as defect information acquired from the image processing unit; 7. The defect inspection apparatus according to claim 1, further comprising a display device that displays any one or more of the size, type, shape, and coordinates of the defect. 被検査円筒物体の内面に残っている残留液を洗浄する洗浄工程と、
該洗浄工程で洗浄した被検査円筒物体の内面の2次元画像を光学系で検出する検出過程と、該検出過程で検出された2次元画像を基づいて欠陥の情報を取得する画像処理過程と、該画像処理過程で取得された前記欠陥の情報を出力する出力過程とを有する欠陥検査工程とを有することを特徴とする欠陥検査方法。
A cleaning process for cleaning residual liquid remaining on the inner surface of the cylindrical object to be inspected;
A detection process in which an optical system detects a two-dimensional image of the inner surface of the cylindrical object cleaned in the cleaning process, and an image processing process in which defect information is acquired based on the two-dimensional image detected in the detection process; And a defect inspection step having an output step of outputting information on the defect acquired in the image processing step.
内面に穴の加工が施された被検査円筒物体の内面の2次元画像を光学系で検出する検出過程と、該検出過程で検出された2次元画像に対して抽出又は設定された前記加工穴の輪郭近傍の画像に基づいて加工穴の輪郭近傍に生じた欠陥の情報を取得する画像処理過程と、該画像処理過程で取得された前記欠陥の情報を出力する出力過程とを有する欠陥検査工程を有することを特徴とする欠陥検査方法。   A detection process in which an optical system detects a two-dimensional image of the inner surface of a cylindrical object to be inspected whose inner surface has been processed, and the processed hole extracted or set for the two-dimensional image detected in the detection process Defect inspection process comprising: an image processing process for acquiring information on defects generated in the vicinity of the contour of the processed hole based on an image in the vicinity of the contour of the machine; and an output process for outputting information on the defects acquired in the image processing process A defect inspection method characterized by comprising: 被検査円筒物体の内面の2次元画像を光学系で検出する検出過程と、該検出過程で検出された2次元画像に対して複数の領域に分割し、該分割された領域毎の明るさのバラツキを基づいて加工傷欠陥の情報を取得する画像処理過程と、該画像処理過程で取得された前記加工傷欠陥の情報を出力する出力過程とを有する欠陥検査工程を有することを特徴とする欠陥検査方法。   A detection process in which an optical system detects a two-dimensional image of the inner surface of the cylindrical object to be inspected, and the two-dimensional image detected in the detection process is divided into a plurality of areas, and the brightness of each divided area is determined. A defect having a defect inspection step having an image processing process for acquiring information on a processing flaw defect based on variation and an output process for outputting information on the processing flaw defect acquired in the image processing process Inspection method. 内面に穴の加工が施された被検査円筒物体の内面の2次元画像を光学系で検出する検出過程と、該検出過程で検出された2次元画像に基づいて鋳巣欠陥、加工穴の近傍欠陥及び加工傷欠陥に分類して各欠陥の情報を取得する画像処理過程と、該画像処理過程で取得された前記各欠陥の情報を出力する出力過程とを有する欠陥検査工程を有することを特徴とする欠陥検査方法。   Detection process in which an optical system detects a two-dimensional image of the inner surface of a cylindrical object to be inspected with a hole processed on the inner surface, and the vicinity of a casting hole defect and a processed hole based on the two-dimensional image detected in the detection process A defect inspection step comprising: an image processing process for acquiring information on each defect by classifying into defects and processed scratch defects; and an output process for outputting information on each defect acquired in the image processing process. Defect inspection method. 前記欠陥検出工程の検出過程における光学系は、
前記被検査円筒物体の内面における軸心方向を向いた線状の領域に照明する照明光学系と、前記線状の領域からの反射光像を前記線状の領域の法線方向に対して所望の検出角度傾斜した方向から検出するように前記線状の領域からの反射光像を反射させて前記軸心方向に向ける反射光学要素と該反射光学要素で反射されて軸心方向に向けた前記線状の領域からの反射光像を線状に結像させる結像光学要素と該結像光学要素で結像された線状の反射光像を受光して画像信号を出力するリニアイメージセンサとからなる検出光学系とを取付けた支持部材を設け、該支持部材を前記被検査円筒物体の内面における軸心を中心にして回転させることによって前記リニアイメージセンサから前記被検円筒物体の内面における2次元画像信号を検出するように構成したことを特徴とする請求項14乃至17のいずれか一つに記載の欠陥検査方法。
The optical system in the detection process of the defect detection process,
An illumination optical system that illuminates a linear region facing the axial direction on the inner surface of the cylindrical object to be inspected, and a reflected light image from the linear region is desired with respect to the normal direction of the linear region The reflection optical element that reflects the reflected light image from the linear region so as to be detected from the direction inclined at the detection angle of the light and directs it in the axial direction, and is reflected by the reflective optical element and directed in the axial direction. An imaging optical element that linearly forms a reflected light image from a linear region, and a linear image sensor that receives the linear reflected light image formed by the imaging optical element and outputs an image signal And a support member attached to the detection optical system, and the support member is rotated about the axial center of the inner surface of the cylindrical object to be inspected, so that 2 on the inner surface of the cylindrical object to be inspected from the linear image sensor. Dimensional image signal is detected Defect inspection method according to any one of claims 14 to 17, characterized by being configured to.
前記欠陥検査工程の画像処理過程において、前記検出過程から検出された2次元画像信号を2次元デジタル画像信号に変換するA/D変換過程と、該A/D変換過程で変換された2次元デジタル画像信号に対してシェーディング補正を行い、さらに背景ノイズを除去する前処理過程とを含むことを特徴とする請求項14乃至17のいずれか一つに記載の欠陥検査方法。   In the image processing process of the defect inspection process, an A / D conversion process for converting a two-dimensional image signal detected from the detection process into a two-dimensional digital image signal, and a two-dimensional digital signal converted by the A / D conversion process The defect inspection method according to any one of claims 14 to 17, further comprising a pre-processing step of performing shading correction on the image signal and further removing background noise. 前記前処理過程において、前記背景ノイズとしてのクロスハッチの網目状ノイズをマスク処理で除去する除去過程を含むことを特徴とする請求項19記載の欠陥検査方法。   20. The defect inspection method according to claim 19, wherein the preprocessing step includes a removal step of removing the cross-hatch mesh noise as the background noise by mask processing. 円筒物体のボアをボーリング加工機によるボーリング加工によって形成するボーリング加工工程と、
該ボーリング加工工程で形成されたボア内面にホーニング加工機によるホーニング加工によってホーニング目を形成するホーニング加工工程と、
該ホーニング加工工程でホーニング目が形成された円筒物体のボア内面に残っている残留液を洗浄する洗浄工程と、
該洗浄工程で洗浄した円筒物体のボア内面の2次元画像を光学系で検出する検出過程と、該検出過程で検出された2次元画像を基づいて欠陥の情報を取得する画像処理過程と、該画像処理過程で取得された前記欠陥の情報を出力する出力過程とを有する欠陥検査工程とを有し、
該欠陥検査工程の出力過程で出力された欠陥の情報を前記ボーリング加工工程又はホーニング加工工程にフィードバックすることを特徴とする円筒物体の内面加工方法。
A boring process for forming a bore of a cylindrical object by boring with a boring machine;
A honing process for forming a honing eye on the inner surface of the bore formed in the boring process by honing with a honing machine;
A cleaning step of cleaning residual liquid remaining on the bore inner surface of the cylindrical object in which the honing eyes are formed in the honing processing step;
A detection process for detecting a two-dimensional image of the bore inner surface of the cylindrical object cleaned in the cleaning process with an optical system; an image processing process for acquiring defect information based on the two-dimensional image detected in the detection process; A defect inspection step having an output process for outputting information of the defect acquired in the image processing process,
A method of processing an inner surface of a cylindrical object, comprising feeding back information on defects output in an output process of the defect inspection process to the boring process or honing process.
円筒物体のボアをボーリング加工機によるボーリング加工によって形成するボーリング加工工程と、
該ボーリング加工工程で形成された円筒物体のボア内面にホーニング加工機によるホーニング加工によってホーニング目を形成するホーニング加工工程と、
該ホーニング加工工程でホーニング目が形成された円筒物体のボア内面を洗浄する第1の洗浄工程と、
該第1の洗浄工程で洗浄された円筒物体のボア内面に残っている残留液を洗浄する第2の洗浄工程と、
該第2の洗浄工程で洗浄した円筒物体のボア内面の2次元画像を光学系で検出する検出過程と、該検出過程で検出された2次元画像を基づいて欠陥の情報を取得する画像処理過程と、該画像処理過程で取得された前記欠陥の情報を出力する出力過程とを有する欠陥検査工程とを有し、
該欠陥検査工程の出力過程で出力された欠陥の情報を前記ボーリング加工工程又はホーニング加工工程又は前記第1の洗浄工程にフィードバックすることを特徴とする円筒物体の内面加工方法。
A boring process for forming a bore of a cylindrical object by boring with a boring machine;
A honing process for forming a honing eye on a bore inner surface of the cylindrical object formed in the boring process by honing by a honing machine;
A first cleaning step of cleaning the bore inner surface of the cylindrical object in which the honing eyes are formed in the honing processing step;
A second cleaning step of cleaning residual liquid remaining on the inner surface of the bore of the cylindrical object cleaned in the first cleaning step;
A detection process for detecting a two-dimensional image of the bore inner surface of the cylindrical object cleaned in the second cleaning process by an optical system, and an image processing process for acquiring defect information based on the two-dimensional image detected in the detection process And a defect inspection step having an output process for outputting information on the defect acquired in the image processing process,
A method of processing an inner surface of a cylindrical object, comprising feeding back information on defects output in the output process of the defect inspection process to the boring process, honing process, or first cleaning process.
円筒物体のボアをボーリング加工機によるボーリング加工によって形成するボーリング加工工程と、
該ボーリング加工工程で形成された円筒物体のボア内面にメッキ処理を施すメッキ処理工程と、
該メッキ処理工程でメッキ処理が施されたボア内面にホーニング加工機によるホーニング加工によってホーニング目を形成するホーニング加工工程と、
該ホーニング加工工程でホーニング目が形成された円筒物体のボア内面を洗浄する第1の洗浄工程と、
該第1の洗浄工程で洗浄された円筒物体のボア内面に残っている残留液を洗浄する第2の洗浄工程と、
該第2の洗浄工程で洗浄した円筒物体のボア内面の2次元画像を光学系で検出する検出過程と、該検出過程で検出された2次元画像を基づいて欠陥の情報を取得する画像処理過程と、該画像処理過程で取得された前記欠陥の情報を出力する出力過程とを有する欠陥検査工程とを有し、
該欠陥検査工程の出力過程で出力された欠陥の情報を前記ボーリング加工工程又はホーニング加工工程又は前記第1の洗浄工程又はメッキ処理工程にフィードバックすることを特徴とする円筒物体の内面加工方法。
A boring process for forming a bore of a cylindrical object by boring with a boring machine;
A plating process for plating the inner surface of the bore of the cylindrical object formed in the boring process;
A honing process for forming honing eyes on the inner surface of the bore subjected to the plating process in the plating process by honing by a honing machine;
A first cleaning step of cleaning the bore inner surface of the cylindrical object in which the honing eyes are formed in the honing processing step;
A second cleaning step of cleaning residual liquid remaining on the inner surface of the bore of the cylindrical object cleaned in the first cleaning step;
A detection process for detecting a two-dimensional image of the bore inner surface of the cylindrical object cleaned in the second cleaning process by an optical system, and an image processing process for acquiring defect information based on the two-dimensional image detected in the detection process And a defect inspection step having an output process for outputting information on the defect acquired in the image processing process,
A method of processing an inner surface of a cylindrical object, comprising feeding back information on defects output in the output process of the defect inspection process to the boring process, honing process, first cleaning process, or plating process.
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