JP2008203168A - Visual inspection method for belt - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベルトの表面を検査する外観検査方法および外観検査装置に関する。 The present invention relates to an appearance inspection method and an appearance inspection apparatus for inspecting the surface of a belt.
従来から、ベルトの表面の欠陥を検出する検査装置として、2つのロールに懸架され一定の張力下で走行するベルトの表面にレーザー光を照射し、その反射光をPSD(半導体位置検出素子)を備えた受光部で受光することにより、その表面の欠陥部を検出する方法がある(例えば、特許文献1参照)。PSDを備えた受光部で受光された光エネルギーは、光電流へ変換される。この電流の変位に基づいて、ベルトの表面の欠陥を検出することができる。 Conventionally, as an inspection device for detecting defects on the surface of the belt, a laser beam is irradiated on the surface of the belt that is suspended on two rolls and runs under a constant tension, and the reflected light is applied to a PSD (semiconductor position detection element). There is a method of detecting a defective portion on the surface by receiving light with the provided light receiving portion (see, for example, Patent Document 1). The light energy received by the light receiving unit including the PSD is converted into a photocurrent. Based on this current displacement, a defect on the surface of the belt can be detected.
しかし、特許文献1の検査方法によると、ベルトの表面の凹凸形状が微小であると、前記電流の変位と電子ノイズとの区別がつきにくい。そのため、ベルト表面の微小な凹凸形状の検出が困難であった。
However, according to the inspection method of
そこで、本発明は、ベルトの表面に存在する微小な凹凸形状を検査することが可能なベルトの外観検査方法および外観検査装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a belt appearance inspection method and an appearance inspection apparatus capable of inspecting minute uneven shapes present on the surface of the belt.
請求項1のベルトの外観検査方法は、検査面が外側になるように、複数のロールにベルトを懸架するベルト懸架工程と、前記検査面に対して斜め方向から、レーザー光を前記検査面に照射する照射工程と、前記レーザー光が前記検査面の凹凸形状に照射されることによって生じる明暗パターンを撮影して、その画像データを取得する画像データ取得工程と、前記画像データに基づいてベルトの表面の状態の良否を判定する判定工程とを備えていることを特徴とする。
The method of inspecting the appearance of a belt according to
検査面に対して傾いた方向からベルトの検査面の凹凸形状にレーザー光が照射されると、凸部によりレーザー光が遮断されて影が生じ、凹凸の深さに応じて影は暗くなる。即ち、ベルトの表面の凹凸形状に応じて、ベルトの表面には明暗パターンが形成される。この明暗パターンからなる画像データに基づいてベルトの表面の状態の良否の判定を行うため、ベルト表面の凹凸形状が微小であっても検出できるとともに、ベルトの表面の検査を簡便に且つ精度良く検査することができる。 When laser light is irradiated onto the concave and convex shape of the belt inspection surface from a direction inclined with respect to the inspection surface, the laser light is blocked by the convex portion to generate a shadow, and the shadow becomes dark according to the depth of the unevenness. That is, a light and dark pattern is formed on the surface of the belt according to the uneven shape of the surface of the belt. Since the quality of the surface of the belt is judged based on the image data composed of the light and dark patterns, it can be detected even if the uneven surface of the belt is minute, and the belt surface can be inspected easily and accurately. can do.
請求項2のベルトの外観検査方法は、請求項1における前記ベルト懸架工程において、前記複数のロールを回転させて、前記ベルトを走行させることを特徴とする。
The belt appearance inspection method according to
ベルトを走行させることにより、照射手段の発光位置および撮影手段の位置を変えることなく、ベルトの全周を検査することができる。従って、ベルトを走行させない場合と比較して簡便に全周を検査することができる。 By running the belt, the entire circumference of the belt can be inspected without changing the light emission position of the irradiation means and the position of the photographing means. Therefore, the entire circumference can be inspected more easily than when the belt is not run.
請求項3のベルトの外観検査方法は、請求項1または2における前記照射工程において、前記検査面に対して0.3〜3.0°の角度をなす方向から、前記レーザー光を照射することを特徴とする。 According to a third aspect of the belt visual inspection method of the present invention, in the irradiation step according to the first or second aspect, the laser light is irradiated from a direction that forms an angle of 0.3 to 3.0 degrees with respect to the inspection surface. It is characterized by.
レーザー光を前記照射角度で照射すると、凹凸の高低差が1〜30μmであり、凹凸のピッチが1〜10mmである凹凸形状に対応する明暗パターンを検査面に出現させることができる。従って、ベルトの表面のこのような凹凸形状を、前記照射角度で照射することにより検出することができる。 When the laser beam is irradiated at the irradiation angle, a light / dark pattern corresponding to a concavo-convex shape having a concavo-convex height difference of 1 to 30 μm and a concavo-convex pitch of 1 to 10 mm can appear on the inspection surface. Therefore, such uneven shape on the surface of the belt can be detected by irradiating at the irradiation angle.
請求項4のベルトの外観検査方法は、請求項1〜3の何れかにおいて、前記画像データ取得工程から得られた画像データをグレースケールパターンに変換する画像処理工程を備え、前記判定工程において、前記変換されたグレースケールパターンに基づいてベルトの表面の状態の良否を判定すること特徴とする。
The method of inspecting the appearance of a belt according to
明暗パターンからなる画像データをグレースケールパターンに変換すると、画像データの色調情報が失われ、輝度情報のみが取り出される。従って、このグレースケールパターンに基づいてベルトの表面の凹凸形状について検査することができる。 When image data composed of a light and dark pattern is converted into a gray scale pattern, the tone information of the image data is lost and only luminance information is extracted. Therefore, the uneven shape on the surface of the belt can be inspected based on the gray scale pattern.
請求項5のベルトの外観検査方法は、請求項4における前記変換されたグレースケールパターンから、ベルトの幅方向に延びる複数の画素列に関してグレースケール値の複数の代表値をそれぞれ導出し、前記判定工程において、前記導出された複数の代表値の平均値と各代表値との差を算出し、その差の絶対値の総和を前記グレースケールパターンのベルト長手方向の画素数で割った値をグレースケール値のばらつき評価指標とし、前記ばらつき評価指標を所定の判定値と比較することにより、ベルトの表面の状態の良否を判定することを特徴とする。
The belt appearance inspection method according to claim 5 derives, from the converted grayscale pattern according to
ベルト幅方向に関して凹凸の分布が大きく変わらない凹凸形状を有するベルトの表面にレーザー光を照射すると、この凹凸形状に起因して生じる明暗パターンの明暗の分布もベルト幅方向に関して大きく変わらない。従って、ベルト幅方向に延びる画素列ごとに、グレースケール値の代表値を導出し、この複数の代表値を用いることにより、ベルトの表面の凹凸形状について検査をすることができる。また、グレースケール値は、表面の凹凸に対応した値であり、グレースケール値のばらつき評価指標は、複数の代表値の平均値と各代表値とのずれの平均を表すものである。そのため、グレースケール値のばらつき評価指標に基づいて、ベルトの表面の凹凸形状について良否を判定することができる。 When laser light is irradiated on the surface of a belt having a concavo-convex shape in which the distribution of concavo-convexity does not change significantly in the belt width direction, the light / dark distribution of the light / dark pattern caused by this concavo-convex shape does not change significantly in the belt width direction. Therefore, for each pixel column extending in the belt width direction, a representative value of the gray scale value is derived, and by using the plurality of representative values, the uneven shape of the belt surface can be inspected. Further, the gray scale value is a value corresponding to the unevenness of the surface, and the variation evaluation index of the gray scale value represents the average of the deviation between the average value of the plurality of representative values and each representative value. Therefore, it is possible to determine the quality of the irregular shape on the surface of the belt based on the grayscale value variation evaluation index.
請求項6のベルトの外観検査方法は、請求項5において、前記代表値が、ベルト幅方向の画素列のグレースケール値の平均値であることを特徴とする。 A belt appearance inspection method according to a sixth aspect of the present invention is the belt visual inspection method according to the fifth aspect, wherein the representative value is an average value of gray scale values of pixel rows in the belt width direction.
ベルト幅方向の画素列のグレースケール値の平均値を代表値として用いることにより、ベルト幅方向に関して凹凸の分布が大きく変わらない場合であって、ベルトの表面の一部にその分布とは異なる凹部または凸部が形成されている場合、その異なる凹部または凸部に対応するグレースケール値の影響を低減し、ベルト表面の凹凸形状を検査することができる。また、レーザー光の反射によって特に明るく形成された部分や、微小なゴミが付着した部分に対応するグレースケール値の影響も低減し、ベルト表面の凹凸形状を検査することができる。 By using the average value of the gray scale values of the pixel rows in the belt width direction as a representative value, the unevenness distribution in the belt width direction does not change greatly, and a concave portion different from the distribution is formed on a part of the belt surface. Or when the convex part is formed, the influence of the gray scale value corresponding to the different concave part or convex part can be reduced, and the uneven | corrugated shape of a belt surface can be test | inspected. In addition, the influence of the gray scale value corresponding to a portion that is particularly brightly formed by reflection of laser light or a portion to which minute dust is attached can be reduced, and the uneven shape of the belt surface can be inspected.
請求項7のベルトの外観検査方法は、請求項5において、前記代表値が、前記グレースケールパターンから抽出されたベルト長手方向の任意の一画素列における各画素のグレースケール値であることを特徴とする。 A belt appearance inspection method according to a seventh aspect of the present invention is the belt visual inspection method according to the fifth aspect, wherein the representative value is a grayscale value of each pixel in an arbitrary pixel row in the belt longitudinal direction extracted from the grayscale pattern. And
グレースケールパターンから、ベルト長手方向の任意の一画素列を抽出し、その画素列の各画素のグレースケール値を代表値として用いることにより、ベルト幅方向に関して凹凸の分布が大きく変わらない凹凸形状を有するベルトの表面を検査することができる。 By extracting an arbitrary pixel row in the belt longitudinal direction from the gray scale pattern and using the gray scale value of each pixel in the pixel row as a representative value, the uneven shape in which the uneven distribution does not change greatly in the belt width direction is obtained. The surface of the belt it has can be inspected.
請求項8のベルトの外観検査方法は、請求項1〜7の何れかにおいて、前記ベルトがVリブドベルトであって、前記検査面がVリブドベルトのリブ部の先端面または側面であることを特徴とする記載のベルトの外観検査方法。
The method for inspecting the appearance of a belt according to claim 8 is characterized in that in any one of
一般的に、Vリブドベルトの製造工程において、回転した環状のV型砥石を、走行させたベルトの表面に当接させることにより、ベルトの表面を研磨し、リブ部を形成する。この研磨によって、リブ部の先端面および側面には、ベルト幅方向に延在し、且つ、ベルト長手方向に凹凸が交互に形成された微小な凹凸形状(研磨縞)が生じやすい。本発明の検査方法により、この研磨縞を有するVリブドベルトのリブ部の先端面または側面の検査を、簡便に且つ精度良く行うことができる。 In general, in the manufacturing process of a V-ribbed belt, the surface of the belt is polished to form a rib portion by bringing a rotated annular V-shaped grinding wheel into contact with the surface of the belt that has traveled. By this polishing, a minute concavo-convex shape (polishing stripes) extending in the belt width direction and having concavo-convex alternately formed in the belt longitudinal direction is likely to occur on the front end surface and the side surface of the rib portion. By the inspection method of the present invention, it is possible to easily and accurately inspect the front end surface or the side surface of the rib portion of the V-ribbed belt having the polishing stripes.
請求項9のベルトの外観検査装置は、検査面が外側になるようにベルトが懸架される複数のロールと、前記検査面に対して斜め方向から、レーザー光を前記検査面に照射する照射手段と、前記レーザー光が前記検査面の凹凸形状に照射されることによって生じる明暗パターンを撮影して、その画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データに基づきベルトの表面の状態の良否を判定する判定手段とを備えていることを特徴とする。 The belt appearance inspection apparatus according to claim 9 is a plurality of rolls on which the belt is suspended so that the inspection surface is on the outside, and irradiation means for irradiating the inspection surface with laser light from an oblique direction with respect to the inspection surface. And image data acquisition means for capturing a light and dark pattern generated by irradiating the concavo-convex shape of the inspection surface with the laser light, and acquiring the image data, and the quality of the surface state of the belt based on the image data And a judging means for judging whether or not.
この外観検査装置によって、ベルト表面の凹凸形状が微小であっても検出できるとともに、ベルトの表面の検査を簡便に且つ精度良く検査することができる。 With this appearance inspection device, it is possible to detect even a minute uneven shape on the belt surface, and it is possible to easily and accurately inspect the surface of the belt.
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態の外観検査装置1は、ベルト100の表面を検査するものであって、駆動ロール2、従動ロール3、レーザー照射装置(照射手段)4、デジタルカメラ5、制御装置6を備えている。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, an
ベルト100は、図2に示すように、プーリとの接触面側にベルトの長手方向に延びるV字形のリブ部101を複数有するVリブドベルトである。ベルト100は、例えば、ゴムを主成分とするものである。
As shown in FIG. 2, the
一般的に、Vリブドベルトの製造工程では、加硫した円筒状のゴムスリーブを駆動ロールと従動ロールに懸架して所定の張力下で走行させ、同時に、環状V型砥石を有する回転した研磨ホイールを走行中のゴムスリーブに当接させる。これにより、ゴムスリーブの表面に複数のV状溝部(リブ部)が形成される。そして、このゴムスリーブを所定の幅に切断することにより、個々のVリブトドベルトに仕上げられる。そのため、Vリブドベルトのリブ部101の先端面101Aおよび側面101Bには、研磨によって、ベルトの幅方向に延在し、且つ、ベルト長手方向に凹凸が交互に形成された微小な凹凸形状(研磨縞)が形成されやすい。この研磨縞を有するベルトをプーリに使用すると、凸部がプーリの表面と周期的に当接することにより異音が発生する場合がある。本実施形態の外観検査装置1は、このリブ部101の先端面(以下、検査面とする)101Aの凹凸形状について検査を行う。
In general, in the manufacturing process of a V-ribbed belt, a vulcanized cylindrical rubber sleeve is suspended between a driving roll and a driven roll and travels under a predetermined tension, and at the same time, a rotating polishing wheel having an annular V-shaped grindstone is used. Contact the rubber sleeve while running. Thereby, a plurality of V-shaped groove portions (rib portions) are formed on the surface of the rubber sleeve. Then, the rubber sleeve is cut into a predetermined width to finish each V-ribbed belt. For this reason, the
図1に示すように、駆動ロール2と従動ロール3には、検査面101Aが外側になるように、ベルト100が懸架される。駆動ロール2と従動ロール3は、互いの回転軸が平行且つ同じ高さになるように配置されている。駆動ロール2は、モーター7に連結されており、モーター7は制御装置6に接続されている。モーター7により駆動ロールが図1の矢印方向(時計回りの方向)に回転駆動されると、その回転によりベルト100が走行する。
As shown in FIG. 1, the
レーザー照射装置4は、検査面101Aに対して角度θ1の方向であって、且つ、ベルト100の幅方向に垂直な方向から、検査面101Aにレーザー光を照射するように配置されている。照射角度θ1は、表面の凹凸形状に応じて適切な値に設定される。この照射角度θ1については、後に詳しく説明する。レーザー照射装置4の一例としては、波長400〜800nmの半導体レーザーを挙げることができる。
The
図3に示すように、検査面101Aの凹凸形状の勾配の角度よりも小さい角度θ1をなす方向からレーザー光が照射されると、凸部によってレーザー光が遮断され、凸部のレーザー発光源と反対側の面に影が生じる。その影の明るさの強弱は凹凸の高低差に対応する。即ち、検査面101Aの凹凸形状に応じて明暗パターンが形成される。また、ベルト100の検査面101Aが研磨縞を有しており、その凹凸形状がベルト幅方向に延在し、且つ、ベルトの長手方向に交互に形成されている場合、明暗パターンの明暗もベルト幅方向に延在し、且つ、ベルトの長手方向に交互に発現する。
As shown in FIG. 3, when the laser beam is irradiated from a direction that forms an angle θ1 smaller than the angle of the concavo-convex shape of the
デジタルカメラ5は、明暗パターンが形成されている検査面101Aに対して垂直上方に設置されている。デジタルカメラ5は、検査面101Aに形成された明暗パターンを撮影し、その画像データを取得する。また、デジタルカメラ5は、所定の検査範囲の画像データを取得できるようにその視野が調整されている。検査範囲の一例として、ベルトの長手方向の長さが50〜100mmの範囲が設定される。
The digital camera 5 is installed vertically above the
制御装置6は、検査装置1全体の制御を行う。制御装置6は、ロール制御部10と、レーザー制御部11と、カメラ制御部12と、記憶部13と、画像処理部14と、判定部15を備えており、これらはCPU、ROM、RAM等から構成される。
The
ロール制御部10は、モーター7を制御し、駆動ロール2の回転、即ち、ベルト100の走行速度を制御する。
The
レーザー制御部11は、レーザー照射装置4をオン状態またはオフ状態とする制御を行う。カメラ制御部12は、ベルト100の走行速度に応じたタイミングで、デジタルカメラ5が撮影を行うように制御する。これにより、デジタルカメラ5およびレーザー照射手段4の位置を動かさなくても、ベルトの全周を検査することができる。そのため、ベルト100が走行していない場合と比較して検査を簡便に行うことが可能になる。
The laser control unit 11 performs control to turn the
記憶部13は、デジタルカメラ5により取得された画像データを記憶する。画像処理部14は、記憶部13に記憶された画像データの画像処理を行う。判定部15は、画像処理部14によって画像処理されたデータに基づいてベルト100の表面の状態の良否の判定を行う。
The storage unit 13 stores image data acquired by the digital camera 5. The
次に、本実施形態の外観検査装置1を用いた外観検査方法について説明する。まず、ベルト100を表面101Aが外側になるように、駆動ロール2及び従動ロール3に懸架する(ベルト懸架工程)。そして、モーター7により駆動ロール2を回転駆動させ、ベルト100を走行させる。ロール制御部10によりモーター7の回転速度を一定に制御することで、ベルト100の張力を一定に保つことができる。次に、レーザー照射装置4によって、ベルト100の検査面101Aにレーザー光を照射する(照射工程)。すると、検査面101Aに凹凸形状に応じた明暗パターンが出現する。そして、デジタルカメラ5によって、検査面101Aの明暗パターンを撮影し、画像データを取得する(画像データ取得工程)。そして、その画像データに基づいて、検査面101Aの状態の良否を判定する(判定工程)。
Next, an appearance inspection method using the
以下、デジタルカメラ5によって画像データが取得されてから、検査面101Aの良否を判定するまでの具体的な手法について詳細に説明する。図4は、デジタルカメラ5によって画像データを取得した後の検査の手順を示すフローチャートである。記憶部13と画像処理部14と判定部15の動作手順について図4を用いて説明する。
Hereinafter, a specific method from when the image data is acquired by the digital camera 5 to when the quality of the
まず、ステップS1において、デジタルカメラ5によって取得された画像データを記憶部13に記憶する。 First, in step S <b> 1, image data acquired by the digital camera 5 is stored in the storage unit 13.
次に、ステップS2では、記憶部13に記憶された画像データを256階調のグレースケールパターンに変換する。これにより、画像データの明暗パターンが、白色と黒色の濃淡で表され、各画素には明るさの強弱に応じて0〜255のグレースケール値が与えられる。図5(a)は、グレースケールパターンを模式的に3階調で表した図である。前述したように、検査面101Aの凹凸形状がベルトの幅方向に延在し、且つ、ベルト長手方向に交互に形成されている場合、図5(a)に示すように、この凹凸形状に応じて、グレースケールパターンの白黒の濃淡の縞がベルトの幅方向に延在し、これらの縞がベルト長手方向に交互に形成される。
Next, in step S2, the image data stored in the storage unit 13 is converted into a grayscale pattern of 256 gradations. As a result, the light / dark pattern of the image data is represented by shades of white and black, and each pixel is given a gray scale value of 0 to 255 according to the brightness level. FIG. 5A is a diagram schematically illustrating a gray scale pattern with three gradations. As described above, when the concavo-convex shape of the
ステップS3では、グレースケールパターンから、ベルトの長手方向の任意の一画素列を抽出する。この抽出されたベルト長手方向の一画素列のグレースケール値が、ベルト幅方向の複数の画素列に関するグレースケール値の複数の代表値となる。すなわち、このベルト長手方向の一画素列に含まれる各画素のグレースケール値が、ベルト幅方向の各画素列におけるグレースケール値の代表値となる。検査面101Aの凹凸形状が、ベルトの幅方向に関して大きく変わらない場合、図5(a)に示すように、グレースケールパターンの白黒の濃淡の縞も、ベルトの幅方向に関して大きく変わらない。そのため、図5(b)に示すように、ベルトの長手方向の任意の一画素列は、抽出された画素列以外のベルト長手方向の画素列とほぼ同じ白黒の濃淡を表している。従って、グレースケールパターンのベルト長手方向の任意の一画素列を抽出したデータを用いることにより、このような凹凸形状を有する検査面101Aの検査を行うことができる。以上ステップS2からステップS3までが画像処理部14で行われる。
In step S3, an arbitrary pixel row in the longitudinal direction of the belt is extracted from the gray scale pattern. The extracted gray scale value of one pixel column in the belt longitudinal direction becomes a plurality of representative values of gray scale values related to the plurality of pixel columns in the belt width direction. That is, the gray scale value of each pixel included in one pixel column in the belt longitudinal direction becomes a representative value of the gray scale value in each pixel column in the belt width direction. When the uneven shape of the
ステップS4では、画像処理部14によって抽出された一画素列のグレースケール値(グレースケール値の代表値)からグレースケール値のばらつき評価指標Rを算出する。まず、抽出された一画素列のグレースケール値の平均値AVを算出する。一画素列の画素数をP、n番目の画素のグレースケール値をGnとすると、グレースケール値の平均値AVは式1で表される。
In step S <b> 4, a grayscale value variation evaluation index R is calculated from the grayscale value (a representative value of the grayscale value) of one pixel column extracted by the
(式1)
(Formula 1)
次に、各画素のグレースケール値とこの平均値AVとの差の絶対値の合計Tを算出する。この合計Tを全画素数Pで割った値がグレースケール値のばらつき評価指標Rである。この合計Tおよびばらつき評価指標Rは式2および式3で表される。図6(a)、(b)は、具体的に、凹凸形状の異なる2つのベルトに関して、それぞれ画像データを取得し、それぞれについてグレースケール変換を行い、任意の一画素列を抽出した場合のグレースケール値を示した一例である。また、表1のNo.1とNo.2は、図6(a)と図6(b)にそれぞれ対応しており、画素数P、平均値AV、各画素のグレースケール値と平均値AVとの差の絶対値の合計T、ばらつき評価指標Rを示している。
Next, a sum T of absolute values of differences between the gray scale value of each pixel and the average value AV is calculated. A value obtained by dividing the total T by the total number of pixels P is a grayscale value variation evaluation index R. The total T and the variation evaluation index R are expressed by
(式2)
(式3)
(Formula 2)
(Formula 3)
次に、ステップS5で、グレースケール値のばらつき評価指標Rと予め設定された所定の判定値とを比較して良否を判定する。グレースケール値のばらつき評価指標Rが判定値よりも小さければ、ステップS6で良品と判定する。一方、グレースケール値のばらつき評価指標Rが判定値よりも大きければ、ステップS7で不良品と判定する。以上ステップ4からステップ7までを判定部15で行う。なお、判定値の設定の際には、他の計測装置によってばらつき評価指標Rと検査面101Aの表面の凹凸形状との関連性を検証した上で、ベルトを使用した場合に異音が生じない等の性能が確保される値に判定値を適切に設定する。図6および表1に示した2つの具体例の場合には、判定値は8に設定され、良否が判定されている。
Next, in step S5, the grayscale value variation evaluation index R is compared with a predetermined determination value set in advance to determine pass / fail. If the grayscale value variation evaluation index R is smaller than the determination value, it is determined as a non-defective product in step S6. On the other hand, if the grayscale value variation evaluation index R is larger than the determination value, it is determined as a defective product in step S7. The
ここで、レーザー光の照射角度θ1について詳しく説明する。照射角度が大きすぎると、レーザー光が凸部によって遮断されないため影が生じない。一方、照射角度が小さすぎると、凸部に遮断されて生じる影の部分の面積が大きく、全体が一様に暗くなる。そのため、検査精度が低下する。従って、照射角度を適切な範囲に設定することにより、凹凸形状に起因する影の明るさの強弱が明確に発現され、検査精度を向上させることができる。適切な照射角度は、凹凸の高低差と凹凸のピッチとによって適宜設定される。 Here, the laser beam irradiation angle θ1 will be described in detail. When the irradiation angle is too large, the laser beam is not blocked by the convex portion, so that no shadow is generated. On the other hand, if the irradiation angle is too small, the area of the shadow portion that is blocked by the convex portion is large, and the whole becomes dark uniformly. Therefore, the inspection accuracy is lowered. Therefore, by setting the irradiation angle to an appropriate range, the brightness of the shadow due to the uneven shape is clearly expressed, and the inspection accuracy can be improved. An appropriate irradiation angle is appropriately set depending on the height difference of the unevenness and the pitch of the unevenness.
図7は、ベルト100の検査面101Aの凹凸形状が正弦曲線状であると仮定したときの、ベルトの長手方向に沿った断面を拡大した図である。ここで、影を生じさせるレーザー光の照射角度のうち最大角度を限界角度θ2とする。凹凸のピッチをAmm、凹凸の高低差をBμmとすると、図7に示すように、正弦曲線は、y=B/2sin(2π/A)xで表すことができる。このとき、限界角度θ2は、正弦曲線のx=0における接線とx軸がなす角度である。図7に示すように、x=0における接線は、y=(Bπ/A)xで表されるため、限界角度θ2は、tanθ2=Bπ/Aで表される。従って、この式より、凹凸のピッチAと凹凸の高低差Bが決まると、限界角度θ2が算出される。即ち、凹凸形状から限界角度θ2が決定される。
FIG. 7 is an enlarged view of a cross section along the longitudinal direction of the belt when it is assumed that the uneven shape of the
ベルト100の検査面101Aが、例えば、凹凸のピッチAが1〜10mmであり、凹凸の高低差Bが1〜30μmである凹凸形状を有するとする。なお、凹凸のピッチとは、ある凸部(凹部)からベルトの長手方向に隣接する次の凸部(凹部)までの間隔のことであり、凹凸の高低差とは、最も高い凸部の頂部と最も低い凹部の底部との高低差のことである。この場合の限界角度θ2の一例として、Aが2.5mmおよび5mmの場合であって、Bが10μm、20μmおよび30μmの場合の限界角度θ2を表2に示す。表2では限界角度θ2は0.36°〜2.16°の範囲となる。従って、前述したような凹凸形状を有するベルトの表面を検査する場合には、照射角度θ1は0.3〜3.0°の範囲に設定されることが好ましい。
It is assumed that the
以上説明した外観検査装置1を用いた外観検査方法によると、次のような効果が得られる。
ベルト100の検査面101Aの凹凸形状に応じた明暗パターンからなる画像データに基づいて、検査面101Aの状態の良否の判定を行う。そのため、検査面101Aの凹凸形状が微小であっても検査が可能であるとともに、簡便且つ精度良く検査することができる。
According to the appearance inspection method using the
The quality of the state of the
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。 Next, modified embodiments in which various modifications are made to the embodiment will be described. However, about the thing which has the structure similar to the said embodiment, the description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.
1]本発明のベルトの外観検査方法によると、Vリブドベルトの先端面101Aだけでなく、側面101B(図2参照)も検査することができる。この場合、レーザー照射装置4は、側面101Bに対して角度θ1の方向であって、且つ、側面101Bの幅方向に垂直な方向から、側面101Bに対してレーザー光を照射するように配置される。また、照射角度θ1は、側面101Bの凹凸形状に応じて適切な値に設定される。
1] According to the belt appearance inspection method of the present invention, not only the
2]また、本発明の外観検査方法で検査することのできるベルトは、Vリブドベルト限られるものではなく、平ベルトや歯付きベルトの表面も検査することができる。 2] The belt that can be inspected by the appearance inspection method of the present invention is not limited to the V-ribbed belt, and the surface of a flat belt or a toothed belt can also be inspected.
3]検査範囲は、所定のベルト幅に限られるものではなく、ベルトの全幅を検査してもよい。そのためには、例えば、レーザー照射装置4およびデジタルカメラ5の位置をベルトの幅方向にそれぞれ移動させてもよい。この場合、レーザー照射装置4およびデジタルカメラ5の位置の制御を、レーザー制御部11およびカメラ制御部12で行う。また、ベルト100が懸架される2つのロール2、3を、それらの回転軸方向(ベルト幅方向)に同じだけ移動させてもよい。
3] The inspection range is not limited to a predetermined belt width, and the entire width of the belt may be inspected. For this purpose, for example, the positions of the
4]ベルトの全周について検査するためには、2つのロール2、3を回転させず、レーザー照射装置4およびデジタルカメラ5の位置を、ベルトの長手方向に移動させてもよい。
4] In order to inspect the entire circumference of the belt, the positions of the
5]また、2つのロール2、3を回転させずに、ベルト100の表面の1点のみを検査してもよい。
5] Further, only one point on the surface of the
6]ベルト100が懸架される複数のロールの数は、2つに限られるものでなく、例えば、3つのロールにベルト100を懸架してもよい。
6] The number of the plurality of rolls on which the
7]レーザー光が照射される方向は、ベルトの幅方向に垂直な方向に限られるものではなく、ベルト表面の凹凸形状に応じて適宜設定される。例えば、ベルトの幅方向に平行な方向から照射してもよい。 7] The direction in which the laser beam is irradiated is not limited to the direction perpendicular to the width direction of the belt, and is appropriately set according to the uneven shape of the belt surface. For example, irradiation may be performed from a direction parallel to the width direction of the belt.
8]グレースケール値のばらつき評価指標を算出するために用いられるベルト幅方向に延びる画素列に関するグレースケール値の代表値は、ベルト長手方向の任意の一画素列の各画素のグレースケール値に限られない。グレースケールパターンのベルト幅方向に延びる各画素列に含まれる複数の画素のグレースケール値の平均値を算出し、代表値としてもよい。検査面の凹凸がベルトの幅方向に関してほぼ同じである場合には、図5(a)に示すように、グレースケールパターンもベルトの幅方向に関してほぼ同じである。そのため、ベルト幅方向の画素列のグレースケール値の平均値は、この画素列の各画素のグレースケール値と大きく変わらない。よって、ベルト幅方向の各画素列のグレースケール値の平均値を用いて、グレースケール値のばらつき評価指標を算出することにより、このような凹凸形状を有するベルトの表面を検査することができる。さらに、検査面の凹凸がベルトの幅方向に関してほぼ同じである場合であって、検査面の一部にその凹凸とは異なる凹部または凸部が形成されている場合、その異なる凹部または凸部に対応するグレースケール値の影響を低減し、ベルトの表面の凹凸形状について検査することができる。また、検査面にレーザー光が反射したことにより特に明るくなった部分や、微小なゴミが付着した部分のグレースケール値の影響も低減し、ベルトの表面の凹凸形状について検査することができる。 8] The representative value of the gray scale value relating to the pixel row extending in the belt width direction used for calculating the gray scale value variation evaluation index is limited to the gray scale value of each pixel in any one pixel row in the belt longitudinal direction. I can't. An average value of gray scale values of a plurality of pixels included in each pixel column extending in the belt width direction of the gray scale pattern may be calculated and used as a representative value. When the unevenness of the inspection surface is substantially the same in the width direction of the belt, as shown in FIG. 5A, the gray scale pattern is also substantially the same in the width direction of the belt. For this reason, the average value of the gray scale values of the pixel rows in the belt width direction is not significantly different from the gray scale value of each pixel of the pixel rows. Therefore, the surface of the belt having such a concavo-convex shape can be inspected by calculating the grayscale value variation evaluation index using the average value of the grayscale values of each pixel column in the belt width direction. Further, when the unevenness of the inspection surface is substantially the same in the width direction of the belt, and a concave or convex portion different from the unevenness is formed on a part of the inspection surface, the different concave or convex portion The influence of the corresponding gray scale value can be reduced, and the uneven shape of the belt surface can be inspected. Further, the influence of the gray scale value of the portion that is particularly brightened by the reflection of the laser beam on the inspection surface or the portion to which minute dust is attached can be reduced, and the uneven surface shape of the belt surface can be inspected.
9]デジタルカメラ5によって取得された画像データを画像処理する方法は、グレースケール変換に限られるものではなく、他の画像処理技術によって画像処理してもよい。 9] The method of performing image processing on the image data acquired by the digital camera 5 is not limited to gray scale conversion, and image processing may be performed by other image processing techniques.
1 外観検査装置
2 駆動ロール
3 従動ロール
4 レーザー照射装置
5 カメラ(画像データ取得手段)
6 制御装置
14 画像処理部
15 判定部
100 ベルト
101 リブ部
101A 先端面(検査面)
101B 側面
DESCRIPTION OF
6
101B side
Claims (9)
前記検査面に対して斜め方向から、レーザー光を前記検査面に照射する照射工程と、
前記レーザー光が前記検査面の凹凸形状に照射されることによって生じる明暗パターンを撮影して、その画像データを取得する画像データ取得工程と、
前記画像データに基づいてベルトの表面の状態の良否を判定する判定工程と
を備えていることを特徴とするベルトの外観検査方法。 A belt suspension process of suspending the belt on a plurality of rolls so that the inspection surface is on the outside;
An irradiation step of irradiating the inspection surface with laser light from an oblique direction with respect to the inspection surface;
An image data acquisition step of capturing a light and dark pattern generated by irradiating the uneven shape of the inspection surface with the laser light, and acquiring the image data;
And a determination step of determining whether the state of the surface of the belt is good or not based on the image data.
前記判定工程において、前記変換されたグレースケールパターンに基づいてベルトの表面の状態の良否を判定すること特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のベルトの外観検査方法。 An image processing step of converting the image data obtained from the image data acquisition step into a grayscale pattern;
The belt appearance inspection method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the determination step, the quality of the surface state of the belt is determined based on the converted gray scale pattern.
前記判定工程において、前記導出された複数の代表値の平均値と各代表値との差を算出し、その差の絶対値の総和を前記グレースケールパターンのベルト長手方向の画素数で割った値をグレースケール値のばらつき評価指標とし、前記ばらつき評価指標を所定の判定値と比較することにより、ベルトの表面の状態の良否を判定することを特徴とする請求項4に記載のベルトの外観検査方法。 In the image processing step, a plurality of representative values of gray scale values are derived from the converted gray scale pattern for a plurality of pixel columns extending in the belt width direction,
In the determination step, a difference between the average value of the derived representative values and each representative value is calculated, and a sum of absolute values of the differences is divided by the number of pixels in the belt longitudinal direction of the gray scale pattern. 5. The belt appearance inspection according to claim 4, wherein the quality evaluation of the belt surface is determined by comparing the variation evaluation index with a predetermined determination value. Method.
前記検査面に対して斜め方向から、レーザー光を前記検査面に照射する照射手段と、
前記レーザー光が前記検査面の凹凸形状に照射されることによって生じる明暗パターンを撮影して、その画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記画像データに基づきベルトの表面の状態の良否を判定する判定手段と
を備えていることを特徴とするベルトの外観検査装置。 A plurality of rolls on which the belt is suspended so that the inspection surface is on the outside;
Irradiation means for irradiating the inspection surface with laser light from an oblique direction with respect to the inspection surface;
Image data acquisition means for capturing a light and dark pattern generated by irradiating the uneven shape of the inspection surface with the laser light, and acquiring the image data;
A belt appearance inspection apparatus, comprising: a determination unit that determines whether the state of the surface of the belt is good based on the image data.
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