钻头检查装置、钻头检查方法及记录了其程序的记录媒体的制作方法

专利名称：钻头检查装置、钻头检查方法及记录了其程序的记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及对用于在印刷线路板等上开孔的钻头进行才企查的钻头 检查装置、钻头检查方法及记录了其程序的记录媒体。
背景技术：
随着半导体加工工艺细微化的发展，在印刷线路板上开的孔被要 求越来越高的精度。由于孔的大小或形状在钻头刃尖的磨损或者缺损 时将变化，因此必须检查钻头的刃尖，根据需要进行研磨再利用、或 者报废。钻头的研磨或报废的时间点一般根据开孔的个数进行判断。
专利文献1公开了通过对参照值和从钻刃数据求得的值进行比较 来判别好坏的手法。
专利文献1特开平1 - 216752号公报

发明内容
发明所要解决的课题
在以孔数对钻头的研磨或报废的时间点进行判断的情况下，存在 由于开孔基板的硬度或材质等的不同而偏离本来的应该研磨或者报废 的时间点的情况。另外，在人为地对研磨或报废的时间点进行判断的 情况下，需要熟练的检查员，并且作业本身也很烦杂。
本发明是鉴于此情况而提出的，其目的在于提供能够以简单的处 理准确地对钻头的状态进行判定的钻头检查装置、钻头检查方法及记 录了其程序的记录媒体。
用于解决课题的手段
本发明某方式的钻头检查装置包括测定部，其对拍摄的钻头刃 尖图像内的刃尖区域的形状信息进行测定；以及判定部，其根据由所
述测定部测定的形状信息对钻头刃尖的状态进行判定。
另外，以上构成要素的任意组合、将本发明的表现在方法、装置、 系统、记录媒体、计算机程序等之间进行交换，作为本发明的实施方 式也是有效的。
发明的效果
根据本发明，能够以简单的处理准确地对钻头的状态进行判定。


图l是用于对钻头的生命周期上的阶段进行说明的图。
图2A是对处于新品(研磨0次)未使用状态的钻头的刃尖在沿 旋转轴的方向上进行拍摄的图。
图2B是对处于新品(研磨0次)已使用完状态的钻头的刃尖进 行拍摄的图。
图2C是对处于研磨一次后未使用状态的钻头的刃尖进行拍摄的图。
图2D是对处于研磨一次后已使用完状态的钻头的刃尖进行拍摄 的图。
图2E是对处于研磨两次后未使用状态的钻头的刃尖进行拍摄的图。
图2F是对处于研磨两次后已使用完状态的钻头的刃尖进行拍摄 的图。
图2G是对处于缺损状态的钻头的刃尖进行拍摄的图。 图3是示出了本实施方式涉及的钻头检查装置的构成的图。 图4是用于对由包含刃尖区域的图像确定的参数进行说明的图。 图5是在由刃尖区域的形状信息规定的二元参数空间中标绘了采 样数据的图。
图6是用于说明根据开始点信息及结束点信息对钻头的磨损程度 进行确定的第 一处理例的图。
图7是示出了采样数据的纵横比(宽度/长度)和开孔数之间的关
系的图。
图8是用于说明根据开始点信息及结束点信息对钻头的磨损程度
进行确定的第二处理例的图。
图9是示出了显示部显示的钻头检查结果画面的一个例子的图。 图10是示出了本实施方式涉及的钻头检查装置的基本动作的流程图。
图ll是示出了连接刀刃宽度的形状曲线的图。 图12是示出了从连接刀刃宽度的形状曲线求面积的情形的图。 图13是示出了从连接刀刃宽度的形状曲线得到的面积的采样数 据的图。
图14是示出了显示部显示的、多个钻头的检查结果画面的一个例 子的图。
附图标记的iJL明
1钻头、20摄像部、30运算部、34测定部
35设定部、36存储部、38判定部、40显示部、100钻头
检查装置
具体实施例方式
首先，在详细说明本发明的实施方式之前，对钻头的生命周期进 行说明。钻头随着使用次数的增多，各刀刃磨损，在沿着旋转轴的方 向上观察到的刀刃宽度逐渐变细。当刀刃磨损到损害开孔的精度时， 通过研磨使刃尖部分变锋锐进行反复使用来进行延长钻头寿命的作 业。由于这样的研磨可以抑制费用，因此多数情况下在钻头报废之前 可以进行多次。从此观点出发，钻头的生命周期根据研磨次数可以分 为多个阶段。另外，可以将实施了相同次数研磨的钻头分为能够使用 的状态、和因磨损加剧而不应当使用的状态。
图l是用于对钻头的生命周期上的阶段进行说明的图。在图1中， 将研磨0次的状态作为第一阶段、将研磨一次的状态作为第二阶段以 及将研磨两次的状态作为第三阶段。在进一步进行研磨的情况下，阶段进一步发展。以下，在本说明书中对三个阶段的示例进行说明。另 外，在本说明书中将第一阶段、第二阶段及第三阶段的各前半部分称 为前半阶段、各后半部分称为后半阶段。
图2是示出了具有两片刀刃的钻头的刃尖状态的图。图2A是对 处于新品(研磨0次)未使用状态的钻头的刃尖在沿旋转轴的方向上 进行拍摄的图；图2B是对处于新品(研磨0次)已使用完状态的钻 头的刃尖进行拍摄的图；图2C是对处于研磨一次后未使用状态的钻 头的刃尖进行拍摄的图；图2D是对处于研磨一次后已使用完状态的 钻头的刃尖进行拍摄的图；图2E是对研磨两次后的钻头的刃尖进行 拍摄的图；图2F是对处于研磨两次后已使用完状态的钻头的刃尖进行 拍摄的图；图2G是对处于缺损状态的钻头的刃尖进行拍摄的图。在 此，已使用完状态不局限于客观上由于精度达不到而不能使用的状态， 也可以是使用者主观上判定为应该进行研磨的状态。因此，即使钻头 处于客观上经得住使用的状态，也能与已使用完对应。
图3是示出了本发明实施方式涉及的钻头检查装置100的构成的 图。钻头检查装置100包括摄像部20、运算部30及显示部40。运算 部30包括图像处理部32、测定部34、设定部35、存储部36及判定 部38。运算部30的构成，在硬件方面可以通过任意的计算才几的CPU、 存储器、及其它的LSI来实现；在软件方面通过存储器中载入的图像 处理程序、数值解析程序等来实现，在此对由它们的联合所实现的功 能框图进行了描述。因此，本领域的技术人员应当理解，这些功能框 图能够仅以硬件、仅以软件或者以硬件与软件的组合等很多形式来实 现。另外，运算部30可以通过搭载了摄像部20的观测装置和通用计 算机的联合来实现；也可以将图像处理部32及测定部34包含在观测 装置中，将设定部35、存储部36及判定部38包含在通用计算机中。
摄像部20对钻头10的刃尖在沿旋转轴的方向上进行拍摄。摄像 部20包括CCD ( Charge Coupled Devices:电荷耦合装置)传感器或 者CMOS ( Complementary Metal-Oxide Semiconductor: 互补型金属氧 化物半导体)图像传感器，获取被图中未示出的光源投影的钻头10 的刃尖的图像。在本实施方式中，如后上述，由于使用单纯的参数，
因而低析像度的图像即可，例如以光学3倍左右对①0.5的钻头进行拍 摄。摄像部20将获取的含有钻头10的刃尖的图像变换为电信号，并 输出到图像处理部32。
运算部30参照由摄像部20拍摄的图像内的刃尖映照的区域(以 下称为刃尖区域)来确定预定的参数，根据该参数求出钻头的磨损程 度或者钻头的生命周期上的研磨次数、或者两者都求出。预定的参数 被规定为n(n为自然数)元，包含刃尖区域的长度、宽度、以及由连 接刀刃宽度的形状曲线获得的面积、平均值及方差中的至少之一。另 外，也可以包括由连接刀刃长度的形状曲线获得的面积、平均值及方 差中的任一个。另外，也可以包括刃尖区域的轮廓切线或者角度。另 外，不局限于从刃尖形状得来的信息，也可以包括开的孔数等。后面 将对这些参数的详情进行描述。
图像处理部32对从摄像部20输入的图像的浓度值进行调整。具 体而言，使用预定的阈值对各像素值进行二值化，将刃尖区域调整为 "0"或者"1"、将背景区域调整为"1"或者"0"。
图像处理部32对二值化的图像进行位置对照。例如，使刀刃区域 移动或者旋转，以便图像内的刀刃中心侧的前端(以下在本说明书中 只称为前端)位置以及刀刃外周侧的前端(以下在本说明书中只称为 边缘)位置与预定的基准位置吻合。
测定部34对由图像处理部32处理的图像内的刃尖区域的形状信 息进行测定。形状信息是从上述参数中的刃尖形状中得到的信息。例 如，刃尖区域的长度及宽度。
设定部35将钻头刃尖区域的形状信息的参照数据设定到存储部 36。作为该参照数据例如设定了通过对未使用的钻头的刃尖区域的形 状信息进行多个釆样而生成的开始点信息、和通过对应当使用完的钻 头的刃尖区域的形状信息进行多个采样而生成的结束点信息。上述参 照数据是从多个采样图像中学习而生成的数据。采样图像可以是系统 设计者定型地拍摄的图像，也可以是使用者在实际使用的条件下拍摄 的图像。在后者的情况下，通过以本钻头检查装置100的摄像部20 对使用者应当使用完的钻头的刃尖区域的形状区域进行多次拍摄，从
而形成上述开始点信息及结束点信息中的至少一个。
存储部36对由设定部35设定的、钻头刃尖区域的形状信息的参 照数据进行保持。在由设定部35设定了上述开始点信息及结束点信息 的情况下，将这些信息作为该参照数据进行保持。
判定部38根据由测定部34测定的形状信息和存储部36中保持的 上述开始点信息及结束点信息，对摄像部20拍摄的钻头的磨损程度通 过运算进行确定。例如，判定部38虚拟地形成以构成上述形状信息的 要素为坐标轴的坐标空间，在该坐标空间中，根据上述开始点信息的 开始坐标位置及上述结束点信息的结束坐标位置、与由测定部34测定 的形状信息的输入坐标位置之间的位置关系对拍摄的钻头的磨损程度 进行确定。
在上述坐标空间为由上述刃尖区域的长度及宽度规定的二元空间 的情况下，例如，能够如以下那样生成上述开始点信息及结束点信息。 即，可以从未使用的钻头的多个采样图像中算出刃尖区域的长度及宽 度的各平均值以求出重心等代表点，并将此作为开始点信息。同样地， 可以从应当使用完的钻头的多个采样图像中算出刃尖区域的长度及宽 度的各平均值以求出重心等代表点，并将此作为结束点信息。
在上述坐标空间中，判定部38可以在该开始坐标位置和该结束坐 标位置之间划插入线，然后从该输入坐标位置对该插入线划垂线，才艮 据该交点的位置来确定该磨损的程度。能够通过上述交点在该插入线 上处于什么样的比例位置来确定该磨损的程度。例如，在上述交点位 于将该插入线分割成3 : 7的位置的情况下，能够将磨损的程度确定为 30%。另外，对于进行分割的单位，可以是100份，也可以是10份， 也可以是其它。
在上述中，设想了插入线为直线的情况，但也可以使用更接近实 体的推移线。在此情况下，存储部36还保持有表示从未使用状态到已 使用完状态的、上述刃尖区域的形状信息的推移状态的推移函数。判 定部38根据从该推移函数导出的推移线与上述输入坐标位置之间的 位置关系对上述磨损的程度进行确定。后面将描述该处理的详情。
到此为止，对生命周期上的阶段为一个的情况，即能够适用于一
次性钻头的实施例进行了说明，接下来对以生命周期上的阶段是多个 的情况为前提的实施例进行说明。
存储部36对与钻头的研磨次数对应的、生命周期上的多个阶段的 每一个保持上述参照数据例如上述开始点信息及结束点信息。判定部 38根据由测定部34测定的形状信息对拍摄的钻头的相应阶段及该阶 段的磨损程度进行确定。
例如，可以如下那样对钻头相应的阶段进行确定。即，在此情况 下，存储部36虚拟地形成以构成上述形状信息的要素为坐标轴的坐标 空间，在该坐标空间中，对每一阶段保持上述开始点信息的开始坐标 位置及上述结束点信息的结束坐标位置。判定部38根据由测定部34 测定的形状信息在该坐标轴空间中的输入坐标位置来确定在每一阶段 保持的开始坐标位置及结束坐标位置中距离最近的坐标位置，并将该 坐标位置隶属的阶段确定为拍摄的钻头相应的阶段。
例如，可以如下那样对钻头相应阶^:的磨损程度进行确定。即， 在此情况下，存储部36还以阶段为单位保持由钻头的使用引起的、以 上述刃尖区域的形状信息例如长度及宽度规定的变化特性。判定部38 通过对由测定部34测定的形状信息例如长度及宽度与存储部36中保 持的变化特性进行对照，求出钻头相应阶段的磨损程度。可以使用上 述插入直线或者上述推移线作为该变化特性。
在此，变化特性也可以根据实际的采样数据来生成。例如，可以 在同 一环境下对同一对象进行连续开孔的使用状态中，在开孔数增加 的方向对上述形状信息的变化特性进行多次采样，使用该平均的特性。
到此为止，说明了对拍摄的钻头的磨损程度进行确定的实施例，
明的实施例也是有效的。下面，就此进行说明。
判定部38 4艮据由测定部34测定的形状信息对钻头相应的反映研 磨次数的生命周期上的阶段进行确定。此阶段可以是与研磨次数对应 的阶段，也可以是对其进行了对半分的前半阶段或者后半阶段。
可以使用刃尖区域的长度及宽度以作为该形状信息。在此情况下， 存储部36对反映了钻头生命周期上的研磨次数的每一阶段保持该钻
头刃尖区域的长度及宽度的参照数据。在该参照数据中，可以使用上
述开始点信息及结束点信息。判定部38通过对由测定部34测定的刃 尖区域的长度及宽度与存储部36中保持的每一阶段的参照数据进行 对照，从而对检查对象钻头相应的阶段进行确定。在上述的实施例中， 对与研磨次数对应的阶段进行了确定，但在此也可以对是位于该阶段 的前半阶段还是位于后半阶段进行确定。例如，测定的刃尖区域的长 度及宽度在第N (N为自然数)阶段的开始点信息时距离最近的情况 下，可以确定为第N阶段的前半阶段。
另外，可以通过如下方法确定是位于第N阶段的前半阶段还是后 半阶段。即，在上述二元空间中对从各研磨次数的未使用钻头及应当 使用完的钻头的采样图像得来的刃尖区域的形状信息进行标绘。根据 该结果来构筑预定的线性识别器或者非线性识别器，例如神经元网络 或者支持向量机等。这样，能够将上述二元空间区域分割为被分别分 为前半阶段及后半阶段的第一阶段~第M (M-最大研磨次数+l )阶 段。在此情况下，各区域的边界线等用于确定各区域的数据成为上述 参照数据。另外，对上述二元空间进行区域分割时也可以包含缺损阶 段。可以根据从缺损状态的钻头的图像得到的刃尖区域的形状信息对 缺损阶段进行确定。另外，也可以确定第一阶段 第M阶段的各阶段
的外延，将它们之间的区域作为缺损阶^a。例如，可以在第一阶^殳和
第二阶段之间的区域，或者第二阶段和第三阶段之间的区域之间设置 缺损阶段。如后所述，对于由三个以上参数规定的空间也是一样的。
作为上述形状信息，除了刃尖区域的长度及宽度之外还可以增加 通过预定手法求得的面积。在此情况下，存储部36将上述刃尖区域包 含的刀刃宽度在纵向上从该刀刃的边缘开始进行预定长度的积分得到 面积作为上述参照数据的一部分并且以阶段为单位进行保持。测定部 34对检查对象钻头的刃尖区域包含的刀刃宽度在纵向上至少上述预 定的长度进行测定。判定部38通过对由测定部34测定的刀刃宽度进 行积分来求出面积，并将存储部36中保持的参照数据与测定部34测 定的长度、宽度及该面积进行对照。
另外，作为上述形状信息，除了刃尖区域的长度及宽度之外还可
以增加通过预定手法求得的形状曲线。在此情况下，存储部36还把上 述刃尖区域中包含的刀刃宽度在纵向上连成的形状曲线作为上述参照 数据的一部分并以阶段为单位进行保持。测定部34对检查对象钻头的 刃尖区域包含的刀刃宽度在纵向上连接成的形状曲线进行测定。判定 部38将存储部36中保持的参照数据与由测定部34测定的长度、宽度 及该形状曲线进行对照。另外，也可以使用刃尖区域的长度、宽度、 上述面积及上述形状曲线作为上述形状信息。后面将描述这些处理的 详情。
显示部40对由判定部38确定的磨损程度进行显示。或者，对由 判定部38确定的、检查对象钻头相应的生命周期上的阶段进行显示。 例如，可以显示为位于第N阶段，也可以显示为位于第N阶段的前半 阶段或者后半阶段。或者，显示部40对由判定部38确定的、检查对 象钻头相应的生命周期上的阶段及该阶段的磨损程度进行显示。磨损 程度为前半阶段占0~50%、后半阶段占51 ~ 100%、整个阶段为0~ 100%。
另外，显示部40也可以显示向检查员告知刃尖的状态、催促研磨 或者报废的信息。另外，也可以对摄像部20拍摄的刃尖区域的图像进 行显示。或者，也可以在将多个刃尖汇集在卡盘上进行检查的情况下， 将各钻头的状态以表格等形式进行显示。
图4是用于对由包含刃尖区域的图像确定的参数进行说明的图。
最尖位置的纵向坐标值间的长度来规定。该长度L与钻头刃的直径大 致一致。刃尖区域的宽度W在两片刀刃的情况下用最向外侧膨胀位置 的横向坐标值间的长度来规定。图4中的两坐标轴用像素数来规定。 此像素数能够通过参照拍摄倍率和图像处理中的放大率或缩小率来变 换为实际的长度。
测定部34除了测定刃尖区域的长度及宽度之外，还可以对各刀刃 的宽度Xl Xm (m为自然数)在纵向上每一行地进行测定。另外，也 可以对各刀刃的长度Yl ~ Yp (p为自然数)在横向上每一列地进行测 定。如果连接各刀刃每一行的宽度Xl Xm,那么就可以得到后述的与
宽度Xl Xm相关的形状曲线。
图5是在由刃尖区域的形状信息规定的二元参数空间中标绘采样 数据的图。在此二元参数空间中，纵轴为宽度、横轴为长度。对以下 共计七种采样数据分别多次标绘以作为该釆样数据，即(l)处于新 品(研磨0次)未使用状态的钻头的刃尖区域的长度数据及宽度数据； (2)处于新品(研磨0次)已使用完状态的钻头的刃尖区域的长度数 据及宽度数据；(3)处于研磨一次后未使用状态的钻头的刃尖区域的 长度数据及宽度数据；(4)处于研磨一次后已使用完状态的钻头的刃 尖区域的长度数据及宽度数据；(5)处于研磨两次后未使用状态的钻 头的刃尖区域的长度数据及宽度数据；(6)处于研磨二次后已使用完 状态的钻头的刃尖区域的长度数据及宽度数据；以及(7)处于缺损状 态的钻头的刃尖区域的长度数据及宽度数据。
在此，如果对除处于缺损状态的刃尖的长度数据及宽度数据之外 的六种采样数据使用上述线性识别器或者非线性识别器，那么就能够 将该二元参数空间分为六个区域。能够将此各区域设定为各第N阶段 的前半阶段或者后半阶段。
在图5中，可以将第一区域Rl设定为第一阶段的前半阶段、将 第二区域R2设定为第一阶段的后半阶段、将第三区域R3设定为第二 阶段的前半阶段、将第四区域R4设定为第二阶段的后半阶段、将第 五区域R5设定为第三阶段的前半阶段以及将第六区域R6设定为第三 阶段的后半阶段。这样，只要知道检查对象钻头的刃尖区域的长度及 宽度便能够唯一地确定是相当于第N阶段的前半阶段还是后半阶段。
图6是用于说明根据开始点信息及结束点信息对钻头的磨损程度 进行确定的第一处理例的图。在将刃尖区域的长度及宽度分别作为X 轴及Y轴的坐标空间中标绘了开始点Pl及结束点P2。开始点Pl是 对由未使用的钻头的刃尖区域的长度及宽度规定的坐标点进行多次采 样，与这些采样坐标点的重心相当的点。同样地，结束点P2是对由应 当使用完的钻头的刃尖区域的长度及宽度规定的坐标点进行多次采 样，与这些采样坐标点的重心相当的点。
在上述坐标空间中形成了以开始点Pl为中心的未使用区域Cl及
以结束点P2为中心的已使用完区咸C2。未使用区域C1是，分别算 出未使用钻头的多个采样坐标点的每个与重心的偏差，以这些偏差的 平均值作为半径的圆区域。另外，也可以将多个采样坐标点中离重心 最远的坐标点与重心的距离作为半径。已使用完区域C2也可以同样 地形成。
判定部38在对检查对象钻头的磨损程度进行确定时，在开始点 Pl和结束点P2之间划插入直线Ll。然后，将由测定部34测定的该 钻头的刃尖区域的宽度及长度标绘为输入点P3,并从该输入点P3对 插入直线Ll划垂线L2。根据该交点P4在插入直线Ll处于什么样的 比例位置来对磨损程度进行确定。另外，当交点P4在插入直线L1中 位于未使用区域C1内的线段上时，无论是该线段的哪一部分都将磨 损程度判定为0%。同样地，当交点P4在插入直线Ll中位于已使用 完区域C2内的线段上时，无论是该线段的哪一部分都将磨损程度判 定为100%。
对于不能对插入直线Ll划垂线L2的输入点P3判定为错误。另 外，为了减少错误，也可以在未使用区域C1的增加方向側延长插入 直线L1，并设定界限。也可以在已使用完区域C2的减少方向侧延长 插入直线Ll。
图7是示出了采样数据的纵横比(宽度/长度)与钻头在同一环境 对同一对象的开孔数之间关系的图。纵轴表示采样数据的纵横比、横 轴表示开孔数。在图7中，在以位于第一阶段的钻头开0个孔、1000 个孔、2000个孔、4000个孔；以位于第二阶段的钻头开0个孔、1000 个孔、2000个孔、3333个孔；以位于第三阶段的钻头开0个孔、1000 个孔及2000个孔总计11种的各状态中，标绘采样的多个纵横比。在 此，将上述的应当使用完的状态设定为在第一阶段中开4000个孔、在 第二阶段中开3333个孔、在第三阶段中开2000个孔的状态。
在图7中，对每一上述状态求出平均值，并在第一阶段、第二阶 段及第三阶段的各阶段中导出连接各平均值的推移线。在此，如果观 察各推移线就可以知道在开始开孔的初期时期磨损大，接近应当使用 完时的开孔数磨损变小。
图8是用于说明根据开始点信息及结束点信息对钻头的磨损程度 进行确定的第二处理例的图。在图6所示的第一处理例中，在开始点 Pl和结束点P2之间用插入直线进行连接，在第二处理例中，在它们 之间用如图7所示的手法求得的推移线L3进行连接。该推移线L3在 接近开始点Pl的区域中宽度磨损大，随着接近结束点P2宽度的摩损 逐渐变小。在图8中用推移曲线进行了表示，但也可以用直线对如图 7所示的各状态中的代表点(例如，平均点)分别进行连接。
判定部38能够根据推移线L3和输入点P3的位置关系对检查对 象钻头的磨损程度进行确定。例如，从输入点P3划垂直于上述插入直 线Ll的线，求得该线与该推移线L3的交点P5。可以根据该交点P5 在该推移线L3上位于什么样的比例位置对磨损的程度进行确定。
图9示出了显示部40中显示的钻头的检查结果画面50的一个例 子。该画面50至少对检查对象钻头相应的阶段及该阶段的磨损度进行 显示。阶段栏52表示检查对象钻头相应的当前阶段，在图9的示例中 示出了第二阶段相应的阶段。利用状况栏54表示该钻头的利用状况， 显示未使用、使用中及不可利用的任一个。第一磨损度栏56用数值对 该阶段、在此为第二阶段的磨损度进行显示。第二磨损度栏58用量规 对该阶段的磨损度进行显示。
图IO是示出了本实施方式涉及的钻头检查装置IOO的基本动作的 流程图。图像处理部32对由摄像部20拍摄的钻头刃尖图像的浓度值 进行调整(S60)。图像处理部32对调整了浓度值并二值化的图像进行 位置对照(S62)。另外，也可以不进行浓度值的调整而使用原图像进 行以后的处理。测定部34对由图像处理部32处理的图像内的刃尖区 域的形状信息进行测定(S64)。判定部38将测定的刃尖区域的形状信 息和存储部36中登记的参照数据进行对照(S66)。判定部38判定对 照的结果、检查对象钻头的刃尖状态(S68)。例如，对该钻头处于生 命周期上的什么阶段进行确定。
如以上所述，根据本实施方式，能够以简单的处理对钻头的状态 准确地进行判定。即，由于能够使用刃尖区域的长度及宽度等形状信 息对检查对象钻头相应的生命周期上的阶段定量地进行判定，因而能
够对研磨或者报废的时间点准确地进行判定。由于能够定量地进行判 定，因而与依赖于孔数的研磨及报废的时间点的判定相比，能够更高 精度地进行判定。
另外，由于把由刃尖区域的长度及宽度构成的形状信息、这些能 够简单测定的值作为参数使用，因而能够以简单的处理进行判定，可 以高速处理。
另外，在本实施方式中能够推测磨损的程度。上述专利文献l只 进行了检测不良品的处理，不能对磨损的程度进行判定。
另外，如图5所示，以从各状态的采样数据中统计获得的刃尖区 域的形状信息进行分割的区域是用于对阶段进行确定的良好区域，因 而能够对检查对象钻头的相应阶段高精度地进行判定。
以上，通过实施方式对本发明进行了说明。此实施方式只是示例， 本领域的技术人员应当理解，通过组合这些各构成要素或各处理工序 可以有很多变型实施例，另外，这样的变型实施例也处于本发明的范 围内。
下面，对代表性的变型实施例进行说明。本变型实施例在刃尖区 域的长度及宽度的形状信息基础上，通过追加其它的参数来使精度进 一步提高。在本变型实施例中，使用图4所示的、对刃尖区域包含的 刀刃宽度XI ~ Xm在纵向上进行测定而/人连接这些刀刃宽度的形状曲 线得到的参数作为追加参数。更具体而言，使用对刃尖区域包含的刀 刃宽度在纵向上预定行数地进行积分得来的面积作为追加参数。
存储部36将对刃尖区域包含的刀刃宽度XI ~Xm在纵向上预定 行数(m行)地进行积分得到的面积作为参照数据的一部分并以阶段 为单位进行保持。在此，预定的行数可以是从各刀刃的边缘至尖端的 全部的像素数，也可以是从呈对称的 一个刀刃边缘到另 一个刀刃边缘 的全部的像素数，还可以是从各刀刃边缘开始的几十个像素数。另夕卜， 两片刀刃中可以对两者求出上述面积，也可以只对一片求出上述面积。
测定部34对检查对象钻头的刃尖区域包含的刀刃宽度在纵向上 至少预定的行数进行测定。
存储部36能够使用上述开始点信息及结束点信息作为该参照数
据。此时，用刃尖区域的长度及宽度再加上该面积的三个参数来对这 些信息进行规定。具体而言，能够从未使用的钻头的多个采样图像算 出刃尖区域的长度、宽度及该面积的各平均值进而求出重心，将其作 为开始点信息。同样地，能够从应当使用完的钻头的多个采样图像算 出刃尖区域的长度、宽度及该面积的各平均值进而求出重心，将其作 为结束点信息。
另外，存储部36还可以对钻头生命周期上的每一阶段保持由该钻 头的使用引起的、以该刃尖区域的长度、宽度及上述面积规定的变化 特性。即使对于此变化特征，也可以扩展并使用以上述由长度及宽度 规定的二元空间中的变化特性进行考察得到的见解。
判定部38对由测定部34测定的4亍数^f分的刀刃宽度Xl Xm进4亍 积分以求得面积。在求解该面积时，通过使用预定的滤波器使连接刀 刃宽度X1-Xm的形状曲线平滑化，从而能够减轻运算量。详情后述。
判定部38通过将存储部36保持的参照数据与由测定部34测定的 长度、宽度及上述面积进行对照来确定检查对象钻头相应的阶段。
例如，在前半阶段的开始点信息及后半阶段的结束点信息按照与 研磨次数对应的每一 阶段作为参照数据进行保持的情况下，可以如下 进行确定。即，判定部38对与由测定的刃尖区域的长度、宽度及求得 的面积规定的三元坐标最近的、由三元坐标规定的开始点信息或者结 束点信息进行确定，并对是位于该开始点信息或者结束点信息所属第 N阶段的前半阶段还是位于后半阶段进行确定。另外，也可以通过以 下手法确定是位于第N阶段的前半阶段还是位于后半阶段。即，在上 述三元空间中，标绘从各研磨次数的未使用钻头及应当使用完的钻头 的采样图像得到的刃尖区域的形状信息。根据该结果构筑预定的线性 识别器或者非线性识别器，例如神经元网络或者支持向量^L等。这样， 能够将上述三元空间区域分割为被分别分为前半阶段及后半阶段的第 一阶段 第M (]^=最大研磨次数+1 )阶段。在此情况下，各区域的 边界线等用于对各区域进行确定的数据成为上述参照数据。
另外，以与在上述由长度及宽度规定的二元空间中对磨损程度进 4亍确定相同的见解，判定部38可以在由长度、宽度及面积^见定的三元
空间中对磨损程度进行确定。
图11是示出了连接刀刃宽度XI ~Xm的形状曲线的图。纵轴用 偏差表示刀刃宽度XI Xm，横轴表示刀刃的纵向的行数。此处的偏 差是各刀刃宽度X1 -Xm减去这些刀刃宽度Xl -Xm的平均值的值。 参照图11可知，刀刃的边缘部分和尖端部分变细。另外，判定部38 能够在出现超出实验地、经验地求得的阈值的偏差的情况下判定为缺 损。另外，也可以在邻接的偏差间存在超出实验地、经验地求得的阈 值的变化的情况下判定为缺损。
图12是示出了从连接刀刃宽度Xl Xm的形状曲线求面积的情 形的图。图12示出了对从边缘开始的40行份、由偏差规定的刀刃宽 度X1 Xm进行积分来求面积的例子。在求此面积的时候，可以使用 高斯滤波器使该形状曲线平滑化。另外，将各偏差值正规化为0至1 之间的值。或者，也可以4吏用标准偏差或方差以替代面积。
图13是示出了从连接刀刃宽度Xl Xm的形状曲线得到的面积 的采样数据的图。在图13中，对于图2所说明的、包含缺损状态的钻 头的七种状态，每一种状态获取七个釆样数据。各面积是对从边缘开 始的40行份进行积分得来的。可知各状态每一个都存在一定的倾向。 当然，不管研磨次数多少，未使用的钻头具有面积大的倾向，磨损加 剧的已使用钻头具有面积变小的倾向。
如上所述，根据本变型实施例，与上述实施方式相比能够进一步 提高检查的精度。即，通过在刃尖区域的长度及宽度基础上还将有利 于对阶段进行确定的上述面积也包含在参数中，由此能够更高精度地 对与哪一阶段相符进行确定。另外，也能够容易地检测缺损状态。
另外，在上述变型实施例中，除刃尖区域的长度及宽度之外还使 用了从连接刀刃宽度X1 Xm的形状曲线求得的面积，但是也可以使 用其它的参数。例如，也可以把连接刀刃宽度X1 Xm的形状曲线本 身作为参数。判定部38可以对构成由测定部34测定的形状曲线的各 点与构成存储部36中存储的形状曲线的对应各点进行比较，对于包含 差分超出实验地、经验地求得的阈值的点的区域，可以判定为缺损。 另外，也可以使用刀刃宽度X1-Xm的平均值、方差或者标准偏差作为参数。另外，也可以使用在从拍摄的图像得到的刃尖区域中包含的
刀刃宽度X1-Xm、与基准图像的对应刀刃宽度之差的平均值、方差、 标准偏差或者这些差分连接成的曲线的面积。另外，也可以对刀刃长 度Yl Yp使用同样的参数，而不是刀刃宽度XI ~Xm。而且，也可 以将它们组合使用四元以上的参数空间，而不是三元参数空间。
另外，对别的变型实施例进行说明。在本变型实施例中，通过在 刃尖区域的长度及宽度和面积等形状信息基础上还使用其它的参数、 或者使用其它的参数来取代其中的至少 一个来进行判定，使精度进一 步地得到提高。在本变型实施例中，作为追加参数，对刃尖区域的轮 廓的切线及角度进行测定并作为参数使用。以下，示出了具体例子。
如上述图2所示，使用前钻头的刃尖角度锐利，而由于使用而磨 损加剧的刃尖变得平滑。将该性质通过使用加博(Gabor)滤波器作为 方向特性进行提取。即，对刃尖图像使用加博滤波器提取水平方向成 分，对该成分进行霍夫(Hough)变换来提取直线。将该直线的斜率 作为该参数。可以包含该参数作为上述参照数据的一部分。
在此，对加博滤波器进行说明。下述(式1)示出了加博函数。
F(x, y)=e-7T(x2a2 + y2b2)cos(u + v) …(式1)
u = fcos^， v = fsin0， f:步贞率
输出图像F (x, y)考虑到用加博函数的波形来表现输入图像， 从而能够使该波形的范围特性根据参数a、 b进行变化，使该周期特性 根据参数u、 v进行变化。这样，加博滤波器能够通过改变滤波器的方 向而具有方位选择性，并能够通过改变滤波器的频率对从整体特征乃 至局部特征进行提取。
另外，在上述的实施方式中，判定部38在将与开始点信息或结束 点信息对应的坐标与测定得来的坐标进行对照时，算出单纯的欧氏距 离，求出最近的开始点信息或结束点信息。此点，也可以算出考虑了 学习数据的方差即广延的马氏距离。
另外，在上述图9中示出了一个钻头的检查结果画面50的例子。 图14是示出了显示部40显示的、多个钻头的检查结果画面60的一个 例子的图。该画面60是适用于将多个钻头汇集于卡盘进行连续检查的
情况等的显示方法。图14将对4x4卡盘上装有的共计16个钻头进行 连续检查时的检查结果显示在一个画面上。各显示窗口 61表示各钻头 的磨损度。以涂抹区域的大小对磨损度进行视觉上的表示。另外，也 可通过颜色区分对磨损度进行表示。例如，可以是越接近红色表示磨 损度越高的状态的显示方法。也可以使图14的显示形态与图9的显示 形态结合进行显示，以能够在同 一画面中对相应的阶段进^f亍识别。
权利要求
1.一种钻头检查装置，其特征在于包括测定部，其对拍摄的钻头刃尖图像内的刃尖区域的形状信息进行测定；以及判定部，其根据由所述测定部测定的形状信息对所述钻头相应的、反映了研磨次数的生命周期上的阶段进行确定。
2.如权利要求1所述的钻头检查装置，其特征在于还包括 存储部，其对反映了钻头生命周期上的研磨次数的每一阶段保持 该钻头刃尖区域的长度及宽度的参照数据，其中，所述测定部对所述刃尖图像内的刃尖区域的长度及宽度进行测定；所述判定部通过将所述存储部保持的每一阶段的参照数据与由所 述测定部测定的长度及宽度进行对照来确定#企查对象钻头相应的阶 段。
3.如权利要求2所述的钻头检查装置，其特征在于 所述存储部还对由钻头的使用引起的、以所述刃尖区域的长度及 宽度规定的变化特性以所述阶段为单位进行保持；定的长度及宽度进行对照来求所述检查对象钻头相应阶段的磨损程 度。
4.如权利要求2或3所述的钻头检查装置，其特征在于 所述存储部将所述刃尖区域包含的刀刃宽度在纵向上从该刀刃的边缘起进行预定长度的积分得到的面积作为所述参照数据的一部分，并以所述阶段为单位进行保持；所述测定部对所述检查对象钻头的刃尖区域包含的刀刃宽度在纵向上的至少所述预定长度进行测定； 所述判定部对由所述测定部测定的刀刃宽度进行积分求得面积， 将所述存储部保持的参照数据与由所述测定部测定的长度、宽度以及 所述面积进4于对照。
5. 如权利要求1所述的钻头检查装置，其特征在于 所述判定部对被确定的阶段中的磨损程度进行确定， 所述钻头检查装置还包括显示部，对由所述判定部确定的、所述阶段及所述磨损程度进行显示。
6. —种钻头检查方法，其特征在于包括测定步骤，对拍摄的钻头刀尖图像内的刃尖区域的长度及宽度进 4亍测定；判定步骤，根据由所述测定步骤测定的形状信息对所述钻头相应 的、反映了研磨次数的生命周期上的阶段进行确定。
7. 如权利要求6所述的钻头检查方法，其特征在于还包括 登记步骤，对反映了钻头生命周期上的研磨次数的每一阶段预先登记该钻头的刃尖区域的长度及宽度的参照数据，其中，所述测定步骤对所述刃尖图像内的刃尖区域的长度及宽度进行测定；所述判定步骤通过将由所述登记步骤登记的每一阶段的参照数据 与由所述测定步骤测定的长度及宽度进行对照来确定检查对象钻头相 应的阶段。
8. —种记录了钻头检查程序的记录媒体，其特征在于使计算机执行测定处理，对拍摄的钻头刀尖图像内的刃尖区域的长度及宽度进 行测定；判定处理，根据由所述测定处理测定的形状信息对所述钻头相应 的、反映了研磨次数的生命周期上的阶段进行确定。
9. 一种钻头检查装置，其特征在于包括存储部，其对钻头生命周期上的每一阶段保持由钻头的使用引起 的、以刃尖区域的形状信息规定的变化特征；测定部，其对拍摄的钻头刃尖图像内的刃尖区域的形状信息进行 测定；判定部，其通过将所述存储部保持的变化特性与由所述测定部测 定的形状信息进行对照来求所述钻头相应的阶段及该阶段的磨损程 度。
10. 如权利要求9所述的钻头检查装置，其特征在于 所述变化特性以由所述刃尖区域的长度及宽度规定的推移曲线表示。
11. 一种钻头检查方法，其特征在于包括登记步骤，对钻头的生命周期上的每一阶段预先登记由钻头的使 用引起的、以所述刃尖区域的形状信息规定的变化特征；测定步骤，对拍摄的钻头刃尖图像内的刃尖区域的形状信息进行 测定；判定步骤，通过将由所述登记步骤登记的变化特性与由所述测定 步骤测定的形状信息进行对照来求所述钻头相应的阶段及该阶段的磨 损程度。
12. —种记录了钻头检查程序的记录媒体，其特征在于使计算机 执行登记处理，对钻头的生命周期上的每一阶段预先登记由钻头的使 用引起的、以刃尖区域的形状信息规定的变化特性；测定处理，对拍摄的钻头刃尖图像内的刃尖区域的形状信息进行 测定；判定处理，通过将由所述登记处理登记的变化特性与由所述测定 损程度。
13. —种钻头检查装置，其特征在于包括设定部，其对开始点信息和结束点信息进行设定，所述开始点信 息通过对未使用的钻头的刃尖区域的形状信息进行多次采样来生成， 所述结束点信息通过对应当使用完的钻头的刃尖区域的形状信息进行 多次采样来生成；存储部，其对由所述设定部设定的所述开始点信息及所述结束点信息进行保持；判定部，其根据由所述测定部测定的形状信息、和所述存储部保 持的所述开始点信息及所述结束点信息通过运算来确定所述拍摄的钻 头的磨损程度。
14. 如权利要求13所述的钻头检查装置，其特征在于所述判定部虚拟地形成以构成所述形状信息的要素为坐标轴的坐 标空间，在该坐标空间中，根据所述开始点信息的开始坐标位置及所 述结束点信息的结束坐标位置与由所述测定部测定的形状信息的输入 坐标位置之间的位置关系对所述拍摄的钻头的磨损程度进行确定。
15. 如权利要求14所述的钻头检查装置，其特征在于 所述判定部在所述开始坐标位置和所述结束坐标位置之间划插入线，并从所述输入坐标位置对该插入线划垂线，根据该交点的位置对 所述磨损程度进行确定。
16. 如权利要求14所述的钻头检查装置，其特征在于 所述存储部还对表示从未使用状态到已使用完状态的所述刃尖区域的形状信息的推移状态的推移函数进行保持，所述判定部根据从所述推移函数导出的推移线与所述输入坐标位 置之间的位置关系对所述磨损的程度进行确定。
17. 如权利要求14至16中任一项所述的钻头检查装置，其特征 在于所述坐标空间为以所述刃尖区域的长度及宽度规定的二元空间。
18. 如权利要求14至16中任一项所述的钻头检查装置，其特征 在于所述存储部对与钻头的研磨次数对应的生命周期上多个阶段的每 一个阶段保持所述开始点信息及所述结束点信息；所述判定部根据由所述测定部测定的形状信息对所述拍摄的钻头 相应的阶段及该阶段的磨损程度进行确定。
19. 如权利要求18所述的钻头检查装置，其特征在于 所述存储部虚拟地形成以构成所述形状信息的要素为坐标轴的坐标空间，在该坐标空间中，对所述每一个阶段保持所述开始点信息的 开始坐标位置及所述结束点信息的结束坐标位置，所述判定部根据由所述检测部测定的形状信息在所述坐标空间中 的输入坐标位置来确定在所述每一阶段保持的开始坐标位置及结束坐 标位置中距离最近的坐标位置，并将该坐标位置隶属的阶段确定为所 述拍摄的钻头相应的阶段。
全文摘要
本发明涉及钻头检查装置、钻头检查方法及记录了其程序的记录媒体。为了解决难以无偏差地对钻头的研磨和报废的时间点进行判定的课题，在本发明中，摄像部(20)对钻头刃尖在沿旋转轴的方向上进行拍摄。测定部(34)对由摄像部(20)拍摄的图像内的刃尖区域的形状信息进行测定。存储部(36)对反映了钻头生命周期上的研磨次数的每一阶段保持该钻头刃尖区域的形状信息的参照数据。判定部(38)根据由测定部(34)测定的形状信息对钻头刃尖的状态进行判定。例如，通过将存储部(36)保持的每一阶段的参照数据与由测定部(34)测定的形状信息进行对照来确定检查对象钻头相应的阶段。
文档编号G01B11/26GK101368820SQ20081009696
公开日2009年2月18日 申请日期2008年5月12日 优先权日2007年5月28日
发明者助川武史, 段桂芳, 陈延伟 申请人:株式会社瑞米克斯珀因特;学校法人立命馆