特許 5836503 検査装置および検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5836503

(24)【登録日】2015年11月13日

(45)【発行日】2015年12月24日

(54)【発明の名称】検査装置および検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 13/00 20060101AFI20151203BHJP

   G01N 3/00 20060101ALI20151203BHJP

【ＦＩ】

   G01M13/00

   G01N3/00 C

【請求項の数】7

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2014-551958(P2014-551958)

(86)(22)【出願日】2013年11月25日

(86)【国際出願番号】JP2013081631

(87)【国際公開番号】WO2014091913

(87)【国際公開日】20140619

【審査請求日】2014年12月10日

(31)【優先権主張番号】特願2012-270403(P2012-270403)

(32)【優先日】2012年12月11日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】劉 正勇

(72)【発明者】

【氏名】白土 浩司

(72)【発明者】

【氏名】長岡 林太郎

【審査官】 谷垣 圭二

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−８００９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−５７４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２５５２３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ １３／００

Ｇ０１Ｎ ３／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性部品が組み付けられた組立体に対して前記弾性部品の作用方向に負荷を与えるとともに前記負荷と変位量との関係を記述した力波形を取得する力波形検出系と、
前記力波形検出系が取得した力波形のうちの、前記弾性部品の変形過程中の指定点の入力を受け付ける受け付け部と、
前記指定点における前記力波形の局所傾きを算出し、前記指定点とは異なる着目点における局所傾きを算出し、前記着目点における局所傾きと前記指定点における局所傾きとの比較に基づいて前記着目点が力波形の変化点であるか否かを判定する検査部と、
を備え、
前記検査部は、
前記指定点を起点として第１着目点を前記指定点から遠ざかる向きに移動させながら、前記指定点における局所傾きおよび第１パラメータに基づく第１のしきい値に前記第１着目点における局所傾きが達することを少なくとも含む第１条件を最初に満たす第１着目点を探索し、前記第１条件を最初に満たす第１着目点を第１変化点に特定し、
前記第１変化点を起点として第２着目点を前記指定点に近づく向きに移動させながら、前記指定点における局所傾き、または、前記指定点における局所傾きおよび第２パラメータに基づく傾きの範囲内に、前記第２着目点における局所傾きが達することを少なくとも含む第２条件を最初に満たす第２着目点を探索し、前記第２条件を最初に満たす第２着目点を第２変化点に特定する、
ことを特徴とする検査装置。

【請求項2】

前記第１条件は、前記第１着目点を含む予め定められた範囲の力波形のうちの両端のデータにおける負荷の差分が第３パラメータを越える、ことをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

前記第１のしきい値は、前記指定点における局所傾きに前記第１パラメータを乗じて得られる値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項4】

前記指定点における局所傾きおよび第２パラメータに基づく傾きの範囲は、
１から第２パラメータを減算して得られる値を前記指定点における局所傾きに乗じて得られる値から、
１に第２パラメータを加算して得られる値を前記指定点における局所傾きに乗じて得られる値まで、
の範囲である、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項5】

前記検査部は、
前記指定点を挟む２つの第２変化点を特定し、
前記２つの第２変化点の間の力波形に基づいて任意の位置での前記弾性部品の弾性力を算出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の検査装置。

【請求項6】

前記検査部は、
前記指定点を挟む２つの第２変化点を特定し、
前記２つの第２変化点の間の力波形に基づいて前記弾性部品の弾性係数を算出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の検査装置。

【請求項7】

力波形検出系、受け付け部、および検査部を備える検出装置が実行する検査方法であって、
前記力波形検出系が、弾性部品が組み付けられた組立体に対して前記弾性部品の作用方向に負荷を与えるとともに前記負荷と変位量との関係を記述した力波形を取得する第１ステップと、
前記受け付け部が、前記力波形検出系が取得した力波形のうちの、前記弾性部品の変形過程中の指定点の入力を受け付ける第２ステップと、
前記検査部が、前記指定点における前記力波形の局所傾きを算出し、前記指定点とは異なる着目点における局所傾きを算出し、前記着目点における局所傾きと前記指定点における局所傾きとの比較に基づいて前記着目点が力波形の変化点であるか否かを判定する第３ステップと、
を含み、
前記第３ステップは、
前記指定点を起点として第１着目点を前記指定点から遠ざかる向きに移動させながら、前記指定点における局所傾きおよび第１パラメータに基づく第１のしきい値に前記第１着目点における局所傾きが達することを少なくとも含む第１条件を最初に満たす第１着目点を探索し、前記第１条件を最初に満たす第１着目点を第１変化点に特定するステップと、
前記第１変化点を起点として第２着目点を前記指定点に近づく向きに移動させながら、前記指定点における局所傾き、または、前記指定点における局所傾きおよび第２パラメータに基づく傾きの範囲内に、前記第２着目点における局所傾きが達することを少なくとも含む第２条件を最初に満たす第２着目点を探索し、前記第２条件を最初に満たす第２着目点を第２変化点に特定するステップと、
を含むことを特徴とする検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、組立体に組み付けられた状態の弾性部品の特性を検査する検査装置および検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、弾性部品が組み付けられた組立体（以降、ワーク）に対して、外部のアクチュエータで駆動するハンドを移動させることによって弾性部品に負荷（以降、応力、力、または荷重ともいう）をかけ、弾性部品を変形させる検査方法がある。ここで、弾性部品とは、変形に応じた応力の発生源として用いられる部品をいう。弾性部品は、例えばバネまたはゴムを含む。上記検査方法によれば、弾性部品にかける負荷と、ハンドの先端部の移動量とが検出され、これらの検出値に基づいて、弾性部品がワークに組み付けられた状態での弾性部品の特性が検査される。検査対象の特性には、例えば、組み付けられた状態で発生する力（反力）または弾性係数が挙げられる。

【0003】

例えば特許文献１には、炉心支持板プラグの機能部品であるバネのバネ定数を測定する炉心支持板プラグ検査装置が開示されている。この炉心支持板プラグ検査装置は、バネが炉心支持板プラグに装着された状態でアクチュエータを作動させることにより、先端にロードセルを有するピストン（ハンド）をバネに押圧する。そして、炉心支持板プラグ検査装置は、ピストンにかかった荷重をロードセルにより検出し、ピストンの移動量を変位計により検出する。そして、炉心支持板プラグ検査装置は、これらの検出値に基づいて、プラグに装着されたバネのバネ定数を算出する。特許文献１によれば、バネおよびプラグを外す作業が不要となるので炉心支持板プラグの健全性を確認するための作業が容易に実施できるとされている。

【0004】

また、特許文献２には、バネがポンプ本体とハウジングとの間に挟み込まれるように組み付けられた状態でバネ力とバネ定数とを検査する検査システムが開示されている。バネは圧縮された状態で組み付けられており、バネの作用方向のうちのバネが伸長する向きに力を発生した状態となっている。そして、ハウジングの、バネが伸長する向きの所定の位置に雄ネジ部材が配設されており、ポンプ本体の可動範囲のうちのバネが最も伸びる位置が雄ネジ部材により制限されている。この検査システムは、アクチュエータにより駆動されるピストンをポンプ本体に押し付けて、バネ力の作用方向のバネが圧縮される方向に押圧する。そして、検査システムは、押圧による荷重とポンプ本体の端部位置の計測量に基づいて、バネ定数を算出する。算出したバネ定数と、ポンプ本体と雄ネジ部材が離れる地点（すなわちハウジングがバネから受ける力（ハウジング反力）がゼロ値となる地点）の力情報に基づいて、実使用状態でのバネの力を求める。特許文献２によれば、組み付け後の実際のバネ力が設定範囲内であるか否かを判定することができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６１−０８００９１号公報

【特許文献2】特開２００１−２５５２３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

弾性部品の特性を計算する場合には、ハンドにかかった荷重の検出値およびハンドの移動量の検出値から、弾性部品が変形過程にある状態の検出値を特定することが必要となる。

【0007】

一方、ワークの位置決め誤差と、弾性部品の周辺に配設された他の部品の寸法誤差などに起因して、弾性部品の変形開始地点と終了地点は常に一定とはならない。したがって、検査動作毎に弾性部品の変形開始地点および変形終了地点の指定が必要となる。

【0008】

例えば、特許文献１に記載の技術によれば、アクチュエータを動作させることによりピストンを降下させる際に、バネの変形に応じて変形するシャフトの長さにばらつきがあるため、ピストン先端のロードセルがシャフトと当たる地点がばらつく。すなわち、ロードセルによって取得した情報であってピストンにかかった荷重という情報において、バネの反力の開始地点が一定にはならない。そうした場合、仮にバネの変形区間の開始地点と終了地点を事前に設定されると、開始地点と終了地点との間の反力情報が作業ごとに変わるので、算出結果のばらつきが発生する。また、設定された変形区間にバネ以外の変形区間の情報が含まれる可能性もあるため、バネ定数の算出結果が正しく算出されない可能性がある。バネ定数を正確に算出する際に、ピストンの移動量情報の中からピストンがシャフトと接触する間の情報を切出すため、ピストンがシャフトと接触する地点を検査動作毎に指定することが必要であり、生産性が低く、コストが高いという問題があった。

【0009】

また、特許文献１に記載の技術の目的は、炉心支持板プラグの健全性を確認することである。言い換えると、原子炉の運転中においてプラグの機能的問題の発生を防止するために、バネの反力が炉心支持板の下部と上部との圧力差に耐えるかどうかを確認することである。しかし、シャフトの長さに寸法誤差があったり、シャフト或はプラグの変形が発生したりした場合には、バネの圧縮量が変わるので、バネのバネ定数が同じであることが分かったとしても、バネの反力にばらつきがあるため、結果として炉心支持板プラグの健全性を確保することができない問題もあった。

【0010】

これに対し、特許文献２に記載の技術によれば、検査システムは、プレス装置によりポンプ本体を加圧する。そして、検査システムは、測定した荷重とポンプ本体の端部位置の計測量との関係を記述した力波形からバネ定数を算出し、算出したバネ定数およびハウジング反力がゼロ値となる位置の荷重の測定値とに基づいて実使用状態でのバネの反力を求めることにより、組み付け状態でのバネ力を推定する。これにより、バネを挟み込むための周辺部品は寸法誤差があったり、変形したりすることによるバネのセット長がかわっても、実使用時の実際のバネ力が設定範囲内であるか否かを確認することが可能となる。

【0011】

しかしながら、特許文献２に記載の技術によれば、得られた力波形上におけるハウジング反力がゼロ値となる地点（即ち変形開始地点）を特定する必要があるため、検査システムにハウジング反力を検知するための装置を用意することが必要であり、結果として検査システムのコストが上昇するという問題があった。あるいは、特許文献２に記載の技術によれば、変形開始地点の指定が必要となる。一方、バネを挟み込むための周辺部品に寸法誤差があったり、当該周辺部品が変形したりする場合には、変形開始地点が変化するので、オペレータは、変形開始地点を検査動作毎に設定する必要が生じる。変形開始地点の指定に人手を要する限り、検査動作の効率化には限界が存在する。

【0012】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、弾性部品が組み付けられた組立体にかかる力波形において、前記弾性部品の変形開始地点または変形終了地点を可及的に簡単に特定する検査装置および検査方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、弾性部品が組み付けられた組立体に対して前記弾性部品の作用方向に負荷を与えるとともに前記負荷と変位量との関係を記述した力波形を取得する力波形検出系と、前記力波形検出系が取得した力波形のうちの、前記弾性部品の変形過程中の指定点の入力を受け付ける受け付け部と、前記指定点における前記力波形の局所傾きを算出し、前記指定点とは異なる着目点における局所傾きを算出し、前記着目点における局所傾きと前記指定点における局所傾きとの比較に基づいて前記着目点が力波形の変化点であるか否かを判定する検査部と、を備え、前記検査部は、前記指定点を起点として第１着目点を前記指定点から遠ざかる向きに移動させながら、前記指定点における局所傾きおよび第１パラメータに基づく第１のしきい値に前記第１着目点における局所傾きが達することを少なくとも含む第１条件を最初に満たす第１着目点を探索し、前記第１条件を最初に満たす第１着目点を第１変化点に特定し、前記第１変化点を起点として第２着目点を前記指定点に近づく向きに移動させながら、前記指定点における局所傾き、または、前記指定点における局所傾きおよび第２パラメータに基づく傾きの範囲内に、前記第２着目点における局所傾きが達することを少なくとも含む第２条件を最初に満たす第２着目点を探索し、前記第２条件を最初に満たす第２着目点を第２変化点に特定する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、検査装置は、指定点が入力されるだけで変化点を特定することができるので、検査装置は、弾性部品の変形開始地点または変形終了地点を可及的に簡単に特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の実施の形態１の検査装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、ロボットの構成を説明する図である。

【図3】図３は、検査対象の一例として電磁接触器の構造を説明する図である。

【図4】図４は、励磁コイルに電圧が印加されたときの電磁接触器の構造を説明する図である。

【図5】図５は、励磁コイルに電圧が印加されたときの電磁接触器の構造を説明する図である。

【図6】図６は、ロボットの動作を説明する図である。

【図7】図７は、ロボットの動作を説明する図である。

【図8】図８は、ロボットの動作を説明する図である。

【図9】図９は、ロボットの動作を説明する図である。

【図10】図１０は、ロボットの動作を説明する図である。

【図11】図１１は、力波形の一例を示す図である。

【図12】図１２は、部分波形を説明する図である。

【図13】図１３は、検査動作の概略を説明するフローチャートである。

【図14】図１４は、検査動作に関わる各種の値を説明する図である。

【図15】図１５は、ステップＳ１１の処理を説明するための図である。

【図16】図１６は、実施の形態１におけるステップＳ１２の処理を説明するための図である。

【図17】図１７は、実施の形態１におけるステップＳ１２の処理のさらに詳しい動作を説明するフローチャートである。

【図18】図１８は、ステップＳ１３の処理を説明するための図である。

【図19】図１９は、ステップＳ１３の処理のさらに詳しい動作を説明するフローチャートである。

【図20】図２０は、実施の形態２におけるステップＳ１２の処理を説明するための図である。

【図21】図２１は、実施の形態２におけるステップＳ１２の処理のさらに詳しい動作を説明するフローチャートである。

【図22】図２２は、力波形の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明にかかる検査装置および検査方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0017】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の検査装置の構成を示す図である。検査装置１００は、ロボット２、力取得部３、位置取得部５、取得条件指定部６、検査部番号選択部７、検査パラメータ指定部９、検査範囲指定部１０、切り出し部１１、検査部８、検査出力部１２、および表示部１３を備える。

【0018】

ロボット２、力取得部３および位置取得部５は、協働して、力波形検出系として機能する。力波形検出系は、弾性部品が組み付けられた組立体に対して弾性部品の作用方向に負荷を与え、負荷と変位量との対の集合（以降、力波形）を取得することができる。

【0019】

図２は、ロボット２の構成を説明する図である。ロボット２は、複数の関節にモータ２ａを有する垂直多関節ロボットである。ロボット２は先端近辺（先端部）に力センサ３ａを介してハンド４を備える。力センサ３ａは、ロボット２の手先を原点とした複数の軸の夫々に作用する力および夫々の軸の周りのモーメントを測定することができる。即ち、力センサ３ａは、ハンド４に作用する力およびモーメントを測定することができる。なお、ハンド４は、ロボット２の先端に常時備え付けられていてもよい。また、ロボット２がハンド４よりもロボット２の本体側に開閉ハンドもしくはツールチェンジャーを備え、検査動作を行う場合のみ、ハンド４を開閉ハンドで把持もしくはハンド４をツールチェンジャーに取り付けるようにロボット２を構成してもよい。また、ロボット２は検査作業のみ行うものであってもよいし、搬送や組み付けなどの他の作業を行う最中に検査作業を行うものであってもよい。また、ロボット２は、垂直多関節ロボットではなく、スカラロボット、または、全て直動軸（直線上を動作する軸）で構成される直交ロボットであってもよい。

【0020】

検査装置１００は、ロボット２を駆動して、弾性部品が組み付けられた組立体に前記弾性部品の変形方向にハンド４を押圧して負荷を与えて、負荷と変位量とを対にして測定し、力波形のうちの、前記弾性部品の変形開始地点および変形終了地点におけるデータを特定することができる。

【0021】

力取得部３は、ハンド４に作用する力を力センサ３ａから取得する。力取得部３は、取得した力を力検出値として、ロボット２および切り出し部１１を経由して検査部８および表示部１３に供給する。力センサ３ａが６軸の力センサである場合、力検出値は、３軸方向の力と各軸周りのモーメントとを含む。また、力センサ３ａが５軸以下の力センサである場合、力検出値は、３軸方向の力と各軸周りのモーメントのうち、計測できるモーメントを含む。力取得部３において力センサ３ａは例えば軸毎およびモーメント毎に設けられ、各力センサ３ａは、それぞれ力検出値を検査部８および表示部１３に供給する。

【0022】

位置取得部５は、ハンド４の先端の位置を取得する。具体的には、位置取得部５は、モータ２ａの位置を測定する位置センサ５ａを含んで構成される。位置センサ５ａは、例えばエンコーダまたはレゾルバが該当する。位置取得部５は、位置センサ５ａを用いてモータ２ａの位置を検出するとともに検出したモータ２ａの位置に対して座標変換を行うことで、ロボット２の先端の位置（ハンド４の先端の位置）を取得する。位置取得部５は、取得された位置を位置検出値として、ロボット２および切り出し部１１を経由して検査部８および表示部１３へ供給する。

【0023】

取得条件指定部６は、力取得部３および位置取得部５による力または位置のサンプリング周期、検出開始地点、および検出終了地点を指定する。取得条件指定部６は、例えば、ロボット２の動作を記述するロボットプログラムが含む命令に基づいて指定を実行する。例えば、取得条件指定部６は、次のような命令に基づいて指定を実行する。
ＦｓＴＣｏｎｄ Ｏｎ，１
ここで、「ＦｓＴＣｏｎｄ Ｏｎ」は検出開始地点を指定するためのロボット言語（命令）で、「１」はサンプリング周期を指定する番号である。例えば、番号が「１」の場合、サンプリング周期は1.0ミリ秒である。

【0024】

また、取得条件指定部６は、次のような命令に基づいて指定を実行する。
ＦｓＴｅｓｔ Ｏｎ，３０
ここで、「ＦｓＴｅｓｔ Ｏｎ」はハンド４の動作開始地点から動作終了地点までの移動距離に対する割合を用いて検出開始地点を指定するためのロボット言語（命令）で、「３０」は組み付け動作開始地点から３０％の地点を検出開始地点に指定することを意味する。

【0025】

また、取得条件指定部６は、次のような命令に基づいて指定を実行する。
ＦｓＴｅｓｔ Ｏｆｆ，５０
ここで、「ＦｓＴｅｓｔ Ｏｆｆ」はハンド４の動作開始地点から動作終了地点までの移動距離に対する割合を用いて検出終了地点を指定するためのロボット言語（命令）で、「５０」は組み付け動作開始地点から５０％の地点を検出終了地点に指定することを意味する。

【0026】

なお、この実施の形態では動作開始地点からの移動距離の割合を用いて検出開始地点および検出終了地点が指定されるものとするが、指定手法はこれに限定されない。例えば、動作終了地点までの移動距離の割合、動作開始地点からの移動距離、動作終了地点までの移動距離、または動作開始からの経過時間が指定手法として採用可能である。

【0027】

検査部番号選択部７は、検査の対象となる軸を指定するとともに、ロボット２に行わせる作業の種類に応じて検査部番号を選択する。検査部番号は、検査部８に実行させる検査動作を指定する番号を含む。また、検査部番号選択部７は、検査の対象となる軸の情報をその指定した検査部８へ供給するとともに、検査部番号を検査パラメータ指定部９へ供給する。検査部番号選択部７は、ロボットプログラムまたはオペレータからの入力に基づいて、検査の対象となる軸の指定および検査部番号の選択を行う。

【0028】

例えば、ロボット２に行わせる作業が電磁開閉器嵌め込みの場合、検査部番号選択部７は、検査部番号として「５１」を選択する。また、ロボット２に行わせる作業が電磁開閉器のバネのバネ定数を測定する検査動作の場合、検査部番号選択部７は、検査部番号として「５２」を選択する。

【0029】

また、例えば、ロボット２に行わせる作業がバネのバネ定数を測定する検査動作の場合、検査部番号選択部７は、ロボットプログラム内の下記の命令を実行することによって検査部番号の選択および軸の指定を行う。
ＦｓＴＡｌｇｏ，５２，３
ここで、「ＦｓＴＡｌｇｏ」は検査部番号および軸の指定を行うためのロボット言語（命令）であり、「５２」は検査部番号であり、「３」は検査対象となる軸としてＺ軸を指定することを意味する。

【0030】

検査パラメータ指定部（受け付け部）９は、検査部番号を検査部番号選択部７から受ける。記憶部１は、検査パラメータの組合せを検査部番号毎に予め記憶している。検査パラメータの値は、例えばオペレータなどにより予め設定される。検査パラメータ指定部９は、記憶部１を参照することによって、検査部番号選択部７から受け取った検査部番号に対応した検査パラメータの組合せを取得する。検査パラメータ指定部９は、取得した検査パラメータの組合せを検査部８に供給（設定）する。検査パラメータの詳細は後ほど明らかになる。

【0031】

なお、この実施の形態においては、検査パラメータ指定部９は検査部番号に対応する検査パラメータを取得し、設定するものとしているが、検査パラメータの組合せがロボットプログラムに直接記載されて設定されるようにしてもよい。

【0032】

検査範囲指定部１０は、検出開始地点から検出終了地点までの区間について得られた力／位置検出値の対のうちから、検査部８に供給すべき範囲を指定する。即ち、検査範囲指定部１０は、力波形における物理特性変化点（変化点）を特定するための検査範囲を指定する。ここで、物理特性変化点とは、力波形において傾きが変化する箇所をいう。変形開始地点および変形終了地点は、ともに物理特性変化点に該当する。例えば検査部８が弾性部品の弾性係数または弾性部品が組み付けられた状態において発生する力を測定する場合には、弾性部品の変形開始地点および変形終了地点が特定される必要がある。その場合には、弾性部品の変形開始地点から変形終了地点までの区間を全部含み、変形開始地点および変形終了地点を特定するための十分な範囲の区間が検査範囲指定部１０によって指定される。なお、検査範囲指定部１０によって指定される範囲の始めの地点を検査処理開始地点、終わりの地点を検査処理終了地点ということとする。検査処理開始地点および検査処理終了地点は、切り出し部１１に供給される。

【0033】

検査処理開始地点および検査処理終了地点の指定は、ロボット２の直交座標位置で指定されることが可能である。本実施の形態では、検査動作を反復する場合に対応するために、検出された力波形の先頭（検出開始地点）から最後（検出終了地点）までの総移動量（指定した軸の位置データ間の移動量絶対値を累積したもの）を１００％として、検査処理開始地点および検査処理終了地点の指定は、総移動量に対する割合で指定されるものとする。検査の対象となる軸の位置データの先頭が０％となり、最後が１００％となる。例えば、検査処理開始地点および検査処理終了地点の指定は、ロボットプログラムに記述された下記のような命令に基づいて検査処理開始地点および検査処理終了地点を指定することができる。
ＦｓＴＢａｔ，７０，１００
ここで、「ＦｓＴＢａｔ」は検査処理開始地点および検査処理終了地点を総移動量に対する割合で指定するためのロボット言語（命令）であって、「７０，１００」は位置取得部５により検出された位置検出値の総移動量の７０％の位置を検査処理開始地点、１００％の位置を検査処理終了地点に指定する意味を有する。

【0034】

切り出し部１１は、力取得部３および位置取得部５により検出された力波形から、検査範囲指定部１０により指定された範囲の波形を切り出して、切り出した波形を検査部８に供給する。検出された力波形から特性の測定には不必要な情報を切り出し部１１が除外するので、検査処理にかかる時間を短縮することができる。

【0035】

検査部８は、切り出し部１１によって切り出された力波形と、検査パラメータ指定部９によって指定された検査パラメータとに基づいて、弾性部品の特性を測定する。検査部８が検査対象とする軸は、検査部番号選択部７により指定される。また、検査部８が実行する検査動作は検査部番号毎に異なっている。例えば、特性として弾性係数（弾性部品がバネである場合にはバネ定数）を算出するための検査動作を後述する。

【0036】

検査部８は、基準特性算出部８１と、特性変化点認識部８２と、特性算出部８３とを有する。基準特性算出部８１は、切り出された力波形から基準特性（後述する）を算出する。特性変化点認識部８２は、算出された基準特性に基づいて物理特性変化点を特定し、２つの物理特性変化点の間の区間を特定する。なお、以降、２つの物理特性変化点の間の区間を特性区間ということもある。特性算出部８３は、特性区間の力波形に基づいて特性を算出する。特性算出部８３は、算出した特性を検査出力部１２および表示部１３に供給する。特性算出部８３は、特性とともに、特性区間または物理特性変化点を検査出力部１２および表示部１３に供給してもよい。

【0037】

検査出力部１２は、検査部８から供給された情報をＩ／Ｏなどを通じて外部の制御装置に通知することができる。外部の制御装置は、通知された情報を用いて、生産管理を行うことができる。具体的には、外部の制御装置が、弾性部品の弾性定数が定格範囲に入っているかを確認して、弾性定数が定格範囲に入っていない場合には不良品であると判定することができる。また、例えば、ワークの組み付け作業の直後に検査作業が実施される場合には、外部の制御装置は、特性区間の起点および終点の力検出値、位置検出値またはその両方を、組み付け作業が正常に完了した場合の起点および終点の力検出値、位置検出値またはその両方と比較することにより、組み付け作業が成功したか否かを確認することが出来る。

【0038】

表示部１３は、例えばＬＣＤなどのディスプレイである。また、表示部１３は、入力された情報を所定のプログラムに従って加工して表示する、プログラマブル表示器であってもよい。表示部１３は、力取得部３および位置取得部５が検出した力波形をグラフ表示したり、検査部８から入力された情報を表示したりする。

【0039】

なお、記憶部１、検査部番号選択部７、検査パラメータ指定部９、検査範囲指定部１０、切り出し部１１、検査部８、検査出力部１２、および表示部１３のうちの一部または全部は、記憶装置、演算装置、入力装置および表示装置を有するコンピュータにより実現されるようにしてもよい。例えば、記憶装置は、ＲＯＭ、ＲＡＭまたはその組み合わせにより構成され、検査プログラムを予め記憶する。また、記憶装置は、記憶部１として機能する。演算装置は、記憶装置が記憶する検査プログラムを実行することによって記憶部１、検査部番号選択部７、検査パラメータ指定部９、検査範囲指定部１０、切り出し部１１、検査部８および検査出力部１２のうちの一部または全部として機能する。入力装置は、例えばマウスやキーボードであって、オペレータからの入力情報を演算装置に送る。表示装置は、例えばＬＣＤなどのディスプレイであって、表示部１３として機能する。なお、このコンピュータは、ロボット２を制御するロボットコントローラに内蔵されてもよい。

【0040】

次に、本発明の実施の形態の検査装置１００の検査対象を説明する。図３は、検査対象の一例として電磁接触器の構造を説明する図である。

【0041】

電磁接触器２００は、ハウジング上部１４、可動接点１５、固定接点１６、可動鉄心１７、板１８、励磁コイル１９、固定鉄心２０、ハウジング下部２１、押すバー２２、接触バネ２３、可動接触子２４、および引外しバネ２５を備えている。可動鉄心１７は、可動鉄心中部１７ａを備えている。また、押すバー２２は窓２２ａを備えている。なお、図３は、励磁コイル１９が励磁されていない状態の電磁接触器２００の構造を示している。

【0042】

ハウジング上部１４とハウジング下部２１とは固定部品（例えばネジ）で固定されている。ハウジング下部２１の内側には、励磁コイル１９が配置されている。励磁コイル１９は固定鉄心２０の内部に保持されている。励磁コイル１９の上部には板１８が取り付けられている。可動鉄心１７は、固定鉄心２０との間に所定間隔をあけて、固定鉄心２０に対向するように配置されている。固定鉄心２０と可動鉄心１７との間には、引外しバネ２５が設けられている。引外しバネ２５は、可動鉄心中部１７ａに巻き付くように配置されている。引外しバネ２５は、板１８と可動鉄心１７との間に挟み込まれている。引外しバネ２５は、伸びる向きに力を発生し続けるように常時圧縮された状態となっている。また、可動鉄心１７の上部には、押すバー２２が設けられている。押すバー２２と可動鉄心１７とは固定されている。押すバー２２および可動鉄心１７は、一体として上下方向に摺動可能なように、ハウジング上部１４およびハウジング下部２１によって、ガイドされる。なお、ハウジング上部１４は、穴があけられており、ハンド４は穴から挿入されることで押すバー２２を下方（即ち引外しバネ２５をさらに圧縮する向き）に変位せしめることができる。

【0043】

押すバー２２の中ほどには、窓２２ａが設けてある。窓２２ａには、可動接触子２４が保持されている。可動接触子２４は、圧縮コイルバネからなる接触バネ２３によって下方に付勢されており、窓２２ａに沿って摺動可能である。可動接触子２４の両端には、可動接点１５が取り付けてある。また、可動接点１５は、所定間隔をあけて固定接点１６に対向するように、配置されている。固定接点１６は、ハウジング上部１４の一部に取り付けてある。

【0044】

図４および図５は、励磁コイル１９に電圧が印加されたときの電磁接触器２００の構造を説明する図である。励磁コイル１９に電圧が印加されると、励磁コイル１９に電流が流れ、励磁コイル１９は磁束を発生する。固定鉄心２０と可動鉄心１７との間には励磁コイル１９が発生した磁束に応じた吸引力が生じる。この吸引力が引外しバネ２５による付勢力を超えると、可動鉄心１７および押すバー２２が下方に移動し、引外しバネ２５が圧縮される。可動鉄心１７は押すバー２２に取り付けてあることから、押すバー２２の移動に起因して、可動接点１５と固定接点１６とが接触する。図４は、可動接点１５と固定接点１６とが接触した瞬間の状態の電磁接触器２００の構造を示している。

【0045】

図５は、可動接点１５と固定接点１６とが接触した状態でさらに強い電圧が印加された状態の電磁接触器２００の構造を示している。可動鉄心１７と固定鉄心２０との間隔は、可動接点１５と固定接点１６との間隔よりも大きく設定されている。そのため、可動接点１５と固定接点１６とが接触した状態で更に強い電圧が印加されると、押すバー２２は、可動接点１５と固定接点１６とが接触した状態で更に下方に移動する。これにより、接触バネ２３の圧縮が開始されるとともに、引外しバネ２５が更に圧縮される。接触バネ２３による可動接触子２４への付勢力は、可動接点１５と固定接点１６との接触圧力となる。

【0046】

可動接点１５と固定接点１６とが接触することによって、電磁接触器２００の閉動作が完了する。即ち、外部の電気回路が接続される。励磁コイル１９に対する電圧の印加が停止すると、可動鉄心１７と固定鉄心２０の間の吸引力は消滅する。このため、引外しバネ２５の付勢力により可動鉄心１７および押すバー２２は図中上方に移動し、可動接点１５と固定接点１６とが離れる。これにより、開動作が完了する。即ち、外部の電気回路が切断される。

【0047】

ここで、可動接点１５と固定接点１６との接触圧力を適正に保つ必要がある。可動接点１５と固定接点１６とが接触する際に、接触力が不足する場合には、可動接点１５と固定接点１６との間の接触状態が不安定となる。接触状態の不安定化は、接触不良の原因となる。逆に可動接点１５と固定接点１６とが接触する際に、接触力が高すぎる場合には、可動接点１５または固定接点１６が圧力によって変形を起し、可動接点１５または固定接点１６の寿命が短くなる。可動接点１５と固定接点１６との間に適切な接触力を加えるためには、励磁コイル１９に印加した電圧による可動鉄心１７と固定鉄心２０の間の吸引力と、引外しバネ２５のバネ力との管理が必要である。

【0048】

次に、本発明の実施の形態１の検査装置１００の動作を説明する。

【0049】

図６〜図１０は、ロボット２の動作を説明する図である。ロボット２は、ロボットプログラムによる制御に基づいて駆動せしめられる。ロボット２は、検査動作においては、ハンド４の手先を用いて電磁接触器２００の押すバー２２を押し下げる。即ち、ロボット２は、引外しバネ２５の作用方向のうちの引外しバネ２５が圧縮する向きに押すバー２２を押す。

【0050】

ロボット２がハンド４を矢印の方向に移動開始してから移動終了するまでのハンド４と電磁接触器２００との位置関係は、図７〜図１０に示される。図７は、検査動作の直前の状態（状態１）のハンド４と電磁接触器２００との位置関係を示す図である。図８は、ハンド４と押すバー２２とが接触する瞬間の状態（状態２）のハンド４と電磁接触器２００との位置関係を示す図である。図９は、可動接点１５と固定接点１６とが接触する瞬間の状態（状態３）のハンド４と電磁接触器２００との位置関係を示す図である。図１０は、検査動作が終了する状態（状態４）のハンド４と電磁接触器２００との位置関係を示す図である。

【0051】

図１１は、ハンド４と電磁接触器２００との位置関係が図７〜図１０の状態に順次至る動作が実行される際に力取得部３および位置取得部５により取得される力波形の一例を示す図である。力波形の縦軸は、力検出値F（単位はＮ）、横軸は、位置検出値S（単位はｍｍ）を夫々示している。

【0052】

図１１において、A点からB点までの区間は、ハンド４と押すバー２２と接触する前の状態（即ち状態１）に対応する。B点は、状態２に対応する。C点からD点までの区間は、可動接点１５と固定接点１６とが接触する前の状態であって、かつ、引外しバネ２５が圧縮される状態に対応する。D点は、状態３に対応する。E点からF点までの区間は、可動接点１５と固定接点１６とが接触した後の状態であって、かつ、接触バネ２３と引外しバネ２５とが同時に圧縮される状態に対応する。F点は、状態４に対応する。

【0053】

また、B点における力検出値とC点における力検出値との差FCBは、励磁コイル１９に電圧が印加されていない場合における引外しバネ２５が発生する力（引外しバネ２５の付勢力）に相当する。D点における力検出値とE点における力検出値との差FEDは、励磁コイル１９に電圧を印加していない場合における接触バネ２３が発生する力（接触バネ２３の付勢力）に相当する。

【0054】

図１１に示すように、引外しバネ２５のバネ定数を得るためには、C点とD点とを特定することが必要となる。また、引外しバネ２５の付勢力を得るためには、B点とC点とを特定することが必要となる。なお、力取得部３および位置取得部５の検出値には夫々測定ノイズ成分が加わるため、力波形は鋸の歯状に波打ったものとなる。

【0055】

次に、検査装置１００が特性を算出する動作を説明する。ここでは、電磁接触器２００が具備する引外しバネ２５のバネ力を検出対象の特性とした場合の動作を説明する。

【0056】

ロボットプログラムに基づいてロボット２が状態１から状態４に至る動作が実行される。その際、検査装置１００は、取得条件指定部６に設定された検出開始地点から検出終了地点までの力波形を取得する。切り出し部１１は、取得した力波形から検査範囲指定部１０に指定された範囲の力波形（以降、部分波形）を切り出して、切り出した部分波形を検査部８に供給する。

【0057】

図１２は、部分波形を説明する図である。図１２のグラフの縦軸は力検出値F、横軸は、検出開始地点から検出終了地点までの総移動量を１００％とした場合の移動量の割合（以降、移動量割合という）を夫々示している。

【0058】

力取得部３および位置取得部５により検出された力検出値Fと位置検出値Sとの対は、設定されたサンプリング周期で収集される離散データである。データ数をnとすると、第i番目のデータにかかる移動量割合は下記の数式１により算出される。
Per(i)={S(i)／S(n)}*100 （ｉ＝1，２，…，n） ・・・（１）

【0059】

図１２の例においては、Per1からPer2までの範囲の力波形が部分波形（部分波形２６）として切り出されている。

【0060】

次に、検査部番号選択部７は、ロボットプログラムに基づき、バネ力を算出する検査動作を示す検査部番号「５３」を選択する。検査部８は、検査部番号「５３」に対応する検査動作を実行する。

【0061】

図１３は、検査部８による検査動作の概略を説明するフローチャートであり、図１４は、検査部８による検査動作に関わる各種の値を説明する図である。

【0062】

図１４において、縦軸は力検出値Fを示し、横軸は移動量割合を示す。L点からR点までの区間は引外しバネ２５の特性区間（特性区間LR）である。L点は特性区間LRの起点の物理特性変化点であり、R点は特性区間LRの終点の物理特性変化点である。なお、L点は、引外しバネ２５の変形開始地点（即ち可動鉄心１７がハウジング上部１４から離れる瞬間の地点）、R点は、状態３に至った地点（引外しバネ２５の単独変形終了地点、即ち接触バネ２３と同時に圧縮される前の地点）に夫々該当する。PM点は、特性区間LRの中間点であり、検査部番号「５３」が選択されたときに設定可能となる検査パラメータである。言い換えると、PM点は、力波形のうちの弾性部品の変形過程中の任意の指定点である。PM点としては、例えば、力検出値が、検査対象の弾性部品である引外しバネ２５が変形開始してから変形終了するまでの力検出値の中間となる大体の位置が移動量割合を用いて設定されることが可能である。SL点はL点の近傍点であり、SR点はR点の近傍点である。SL点はL点よりも移動量が小さい地点であり、SR点はR点よりも移動量が大きい地点である。

【0063】

図１３に示すように、まず、基準特性算出部８１は、部分波形２６を構成する検査範囲内の力検出値Fと位置検出値Sとの対を、データ番号と対応付けて取得する（ステップＳ１０）。そして、基準特性算出部８１は、PM点における傾きkmを算出する（ステップＳ１１）。基準特性算出部８１は、算出した傾きkmを基準特性（以降、基準傾きともいう）として特性変化点認識部８２に供給する。

【0064】

続いて、特性変化点認識部８２は、粗変化点としてのSL点を特定し（ステップＳ１２）、特定したSL点に基づいてL点を特定する（ステップＳ１３）。そして、特性変化点認識部８２は、粗変化点としてのSR点を特定し（ステップＳ１４）、特定したSR点に基づいてR点を特定する（ステップＳ１５）。特性変化点認識部８２は、L点のデータ番号およびR点のデータ番号を特性算出部８３に供給する。

【0065】

続いて、特性算出部８３は、部分波形のうちの特性区間LRのデータに基づいて特性を算出する（ステップＳ１６）。ここでは、特性算出部８３は、例えば、特定区間LRのバネ力の平均値を算出する。特性算出部８３は、算出した特性を検査出力部１２及び表示部１３に供給する。ステップＳ１６の処理の後、検査部８の動作が終了する。

【0066】

なお、バネ力は、例えば次のようにして求めることができる。まず、上記の動作により図１１におけるC点およびD点が特定される。また、A点からB点の区間の任意の１点が指定されることにより、上記と同様の動作によりB点が特定される。A点からB点の区間は、弾性係数が０の変形過程と見なすことができ、B点はその変形過程の変形終了地点と見なすことができるからである。B点とC点とが特定されることにより、引外しバネ２５の付勢力FCBが求まる。また、C点およびD点が特定されることにより、引外しバネ２５の弾性係数としてのバネ定数が求まる。C点、付勢力FCB、および引外しバネ２５のバネ定数により、C点からD点までの任意のバネ力が求まる。

【0067】

次に、ステップＳ１１〜ステップＳ１３の各処理をさらに詳細に説明する。

【0068】

なお、検査パラメータ指定部９により指定される検査パラメータは、PM点の指定の他に、左側傾き倍率SlpL、右側傾き倍率SlpR、および近似窓距離dを含むものとする。ここでは、左側傾き倍率SlpL（第１パラメータ）および右側傾き倍率SlpR（第１パラメータ）は、ともに１よりも大きい。

【0069】

まず、ステップＳ１１においては、基準特性算出部８１は、移動量割合がPM点に一番近いデータを探索する。移動量割合がPM点に一番近いデータのデータ番号をMnとする。

【0070】

図１５は、ステップＳ１１の処理を説明するための図である。データ番号Mnのデータは次のようにして探索される。即ち、基準特性算出部８１は、最初に、PM点より移動量割合が小さく、かつデータ番号が最大のデータ（このデータのデータ番号をN1とする）を求める。基準特性算出部８１は、下記の数式（２）〜（３）を用いることによってデータ番号N1を算出する。なお、PM点の移動割合を「PM」と表記する。
Per(i)≦PM （ｉ＝1，２，…，n） ・・・（２）
N1=max(i) ・・・（３）
ただし、Per(1)=0%、Per(n)=100%の関係が存在する。

【0071】

次に、基準特性算出部８１は、PM点より移動量割合が大きく、かつデータ番号が最小のデータ（このデータのデータ番号をN2とする）を求める。基準特性算出部８１は、下記の数式（４）を用いることによってデータ番号N2を算出する。
N2=N1+1 ・・・（４）

【0072】

そして、基準特性算出部８１は、下記の数式（５）が成立する場合には、Mn＝N1とし、下記の数式（５）が成立しない場合には、Mn＝N2とする。
Per(N2)-PM＞PM-Per(N1) ・・・（５）

【0073】

データ番号Mnのデータを特定した後、基準特性算出部８１は、データ番号Mnのデータを中心とし、かつ、移動量割合の範囲の大きさが近似窓距離dに相当する窓２７に含まれるデータのうち、最小のデータ番号MLおよび最大のデータ番号MRを探索する。具体的には、基準特性算出部８１は、下記の数式（６）〜（７）を用いることによってデータ番号MLを求める。
Ｓ(Mn)−Ｓ(i)≧d/2（ｉ＝Mn-1，Mn-2，…，1） ・・・（６）
ML=min(i) ・・・（７）

【0074】

また、基準特性算出部８１は、下記の数式（８）〜（９）を用いることによってデータ番号MRを求める。
Ｓ(i)−Ｓ(Mn)≧d/2（ｉ＝Mn+1，Mn+2，…，n）・・・（８）
MR=max(i) ・・・（９）

【0075】

続いて、基準特性算出部８１は、窓２７に含まれる全てのデータの近似線の傾きを算出し、算出した傾きを基準傾きkmとする。なお、基準特性算出部８１は、窓２７に含まれる全てのデータについて最小２乗法を適用して基準傾きkmを算出してもよい。

【0076】

図１６は、ステップＳ１２の処理を説明するための図であり、図１７は、ステップＳ１２の処理のさらに詳しい動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１２の処理においては、特性変化点認識部８２は、負の方向（正確には、PM点を起点として負の方向）にSL点の探索を実行する。

【0077】

特性変化点認識部８２は、まず、部分波形２６を構成する検査範囲内の力検出値Fと位置検出値Sとの対を、データ番号と対応付けて取得する（ステップＳ２０）。そして、特性変化点認識部８２は、変数iをMnで初期化し（ステップＳ２１）、変数kを０で初期化する（ステップＳ２２）。

【0078】

続いて、特性変化点認識部８２は、変数iを１だけデクリメントし（ステップＳ２３）、変数kを１だけインクリメントする（ステップＳ２４）。そして、特性変化点認識部８２は、下記の数式（１０）が満たされる否かを判定する（ステップＳ２５）。
Ｓ(i)−Ｓ(i−k)≧d・・・（１０）

【0079】

数式（１０）が満たされない場合には（ステップＳ２５、Ｎｏ）、特性変化点認識部８２は、ステップＳ２４の処理を再び実行する。数式（１０）が満たされる場合には（ステップＳ２５、Ｙｅｓ）、特性変化点認識部８２は、データ番号がi-kからデータ番号がiまでのデータの近似線の傾きを算出する（ステップＳ２６）。特性変化点認識部８２は、算出した傾きを局所傾きkiとする。特性変化点認識部８２は、データ番号がi-kからiまでのデータについて最小２乗法を用いて局所傾きkiを算出するようにしてもよい。

【0080】

続いて、特性変化点認識部８２は、基準傾きkm、左側傾き倍率SlpL、および算出した局所傾きkiを用いて、下記の数式（１１）が満たされるか否かを判定する（ステップＳ２７）。
ki≧SlpL*km・・・（１１）

【0081】

数式（１１）が満たされない場合には（ステップＳ２７、Ｎｏ）、特性変化点認識部８２は、ステップＳ２２の処理を再び実行する。数式（１１）が満たされる場合には（ステップＳ２７、Ｙｅｓ）、特性変化点認識部８２は、SLをi-kとし（ステップＳ２８）、ステップＳ１２の処理にかかる動作を終了する。

【0082】

図１８は、ステップＳ１３の処理を説明するための図であり、図１９は、ステップＳ１３の処理のさらに詳しい動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１３の処理においては、特性変化点認識部８２は、SL点を起点として正の方向にL点の探索を実行する。

【0083】

特性変化点認識部８２は、まず、部分波形２６を構成する検査範囲内の力検出値Fと位置検出値Sとの対を、データ番号と対応付けて取得する（ステップＳ３０）。そして、特性変化点認識部８２は、変数iをSLで初期化し（ステップＳ３１）、変数kを０で初期化する（ステップＳ３２）。

【0084】

続いて、特性変化点認識部８２は、変数iを１だけインクリメントし（ステップＳ３３）、変数kを１だけインクリメントする（ステップＳ３４）。そして、特性変化点認識部８２は、下記の数式（１２）が満たされるか否かを判定する（ステップＳ３５）。
Ｓ(i＋k)−Ｓ(i)≧d・・・（１２）

【0085】

数式（１２）が満たされない場合には（ステップＳ３５、Ｎｏ）、特性変化点認識部８２は、ステップＳ３４の処理を再び実行する。数式（１２）が満たされる場合には（ステップＳ３５、Ｙｅｓ）、特性変化点認識部８２は、データ番号がiからデータ番号がi+kまでのデータの近似線の傾きを算出する（ステップＳ３６）。特性変化点認識部８２は、算出した傾きを局所傾きkiとする。特性変化点認識部８２は、データ番号がiからi+kまでのデータについて最小２乗法を用いて局所傾きkiを算出するようにしてもよい。

【0086】

続いて、特性変化点認識部８２は、基準傾きkmおよび算出した局所傾きkiを用いて、下記の数式（１３）が満たされるか否かを判定する（ステップＳ３７）。
ki≦km・・・（１３）

【0087】

数式（１３）が満たされない場合には（ステップＳ３７、Ｎｏ）、特性変化点認識部８２は、ステップＳ３２の処理を再び実行する。数式（１３）が満たされる場合には（ステップＳ３７、Ｙｅｓ）、特性変化点認識部８２は、Lをiとし（ステップＳ３８）、ステップＳ１３の処理にかかる動作を終了する。

【0088】

このように、特性変化点認識部８２は、PM点とは異なる着目点における局所傾きkiを算出し、着目点における局所傾きkiとPM点における局所傾きkmとの比較に基づいて着目点が物理特性変化点であるか否かを判定している。

【0089】

より詳しくは、特性変化点認識部８２は、着目点をPM点から変形開始地点の向きに移動させながら着目点における局所傾きkiと基準傾きkmに左側傾き倍率SlpLを乗じた値とを比較して、局所傾きkiが基準傾きkmに左側傾き倍率SlpLを乗じた値を最初に達する着目点をSL点とする。そして、特性変化点認識部８２は、SL点から着目点をPM点の向きに移動させながら着目点における局所傾きkiと基準傾きkmとを比較して、局所傾きkiが最初に基準傾きkm以下となる着目点を変形開始地点として特定する。

【0090】

言い換えると、特性変化点認識部８２は、着目点をPM点から変形開始地点の向きに移動させながらPM点における局所傾きである基準傾きkmおよび第１パラメータである左側傾き倍率SlpLに基づく第１のしきい値であるSlpL*kmに局所傾きkiが達するという条件（第１条件）を最初に満たす着目点を探索し、探索された着目点をSL点に特定する。そして、特性変化点認識部８２は、SL点を起点として着目点をPM点に近づく向きに移動させながら、PM点における局所傾きkmに着目点における局所傾きkiが達するという条件（第２条件）を最初に満たす着目点を探索し、探索された着目点を変形開始地点であるL点に特定する。

【0091】

なお、特性変化点認識部８２は、着目点をPM点から変形終了地点の向きに移動させながら着目点における局所傾きkiと基準傾きkmに右側傾き倍率SlpRを乗じた値とを比較して、局所傾きkiが基準傾きkmに右側傾き倍率SlpRを乗じた値を最初に達する着目点をSR点とする。そして、特性変化点認識部８２は、SR点から着目点をPM点の向きに移動させながら着目点における局所傾きkiと基準傾きkmとを比較して、局所傾きkiが最初に基準傾きkm以下となる着目点を変形終了地点として特定する。

【0092】

即ち、SR点の探索方向はSL点の探索方向と逆である点と、左側傾き倍率SlpLのかわりに右側傾き倍率SlpRが使用される点とを除いて、ステップＳ１４の処理およびステップＳ１５の処理は、ステップＳ１２の処理およびステップＳ１３の処理と夫々同等であるので、詳細な動作の説明を省略する。

【0093】

以上述べたように、本発明の実施の形態１によれば、検査装置１００は、弾性部品が組み付けられたワークに対して弾性部品の作用方向に負荷を与えるとともに前記負荷と変位量との関係を記述した力波形を取得する力波形検出系（ロボット２、力取得部３および位置取得部５）と、力波形検出系が取得した力波形のうちの、弾性部品の変形過程中の任意の指定点（PM点）の入力を受け付ける受け付け部としての検査パラメータ指定部９と、指定点における力波形の局所傾きを算出し、算出した指定点における局所傾きに基づいて力波形における前記弾性部品の変形開始地点または変形終了地点を含む物理特性変化点を特定する検査部８と、を備える。検査装置１００は、PM点が指定されるだけで物理特性変化点を特定することができるので、物理特性変化点にかかる比較基準の設定を不要とする。即ち、検査装置１００は、弾性部品の変形開始地点または変形終了地点を可及的に簡単に特定することができるようになる。また、弾性部品の変形過程中の１点がPM点として指定されればよいので、各種誤差（組立体の位置決め誤差、または弾性部品の周囲の部品の寸法誤差を含む）に起因して変形開始地点または変形終了地点が組立体毎に変動する場合であっても検査装置１００は変形開始地点または変形終了地点を特定することができる。したがって、検査動作を自動化することができるので、オペレータは、組立体毎に各種設定を行う負担から解放される。

【0094】

なお、検査部番号選択部７は、検査部番号の選択を促す画面を表示部１３に表示してオペレータに検査部番号を選択する入力を行わせしめるようにしてもよい。また、検査パラメータ指定部９は、検査パラメータの入力を促す画面を表示部１３に表示してオペレータに検査パラメータの入力を行わせしめるようにしてもよい。また、取得条件指定部６は、サンプリング周期、検出開始地点または検出終了地点の入力を促す画面を表示部１３に表示してオペレータにサンプリング周期、検出開始地点または検出終了地点の入力を行わせしめるようにしてもよい。

【0095】

また、同一のワークが複数存在し、複数のワークに対して検査動作を行う際に、検査装置１００は、サンプルとして一つのワークを取り上げて、サンプルにかかる、検出開始地点から検出終了地点までの力波形を求め、求めた力波形を表示部１３に表示するとともに検査部番号および検査パラメータの入力を促す画面を表示するようにしてもよい。これにより、オペレータは、サンプルの力波形に基づいて複数のワークの特徴に適合する条件を決定し、入力することができるようになる。

【0096】

実施の形態２．
実施の形態２の検査装置の構成は、実施の形態１と同等であるので、実施の形態１と同様の構成要素および符号を用いて実施の形態２を説明する。

【0097】

実施の形態２においては、検査パラメータとして力ノイズ判定値FNoise（第３パラメータ）が用意されている。検査パラメータ指定部９は、力ノイズ判定値FNoiseの値を記憶部１から読み出して検査部８に供給する。

【0098】

特性変化点認識部８２は、着目点をPM点から変形開始地点の向きに移動させながら近似窓距離dの両端のデータにかかる負荷の差分と力ノイズ判定値FNoiseの値とを比較するとともに着目点における局所傾きkiと基準傾きkmに左側傾き倍率SlpLを乗じた値とを比較する。そして、特性変化点認識部８２は、前記差分が力ノイズ判定値FNoiseの値以上となり、かつ、局所傾きkiが基準傾きkmに左側傾き倍率SlpLを乗じた値を最初に達する着目点をSL点とする。

【0099】

また、特性変化点認識部８２は、着目点をPM点から変形終了地点の向きに移動させながら近似窓距離dの両端のデータにかかる負荷の差分と力ノイズ判定値FNoiseの値とを比較するとともに着目点における局所傾きkiと基準傾きkmに右側傾き倍率SlpRを乗じた値とを比較する。そして、特性変化点認識部８２は、前記差分が力ノイズ判定値FNoiseの値以上となり、かつ、局所傾きkiが基準傾きkmに右側傾き倍率SlpRを乗じた値を最初に達する着目点をSR点とする。

【0100】

図２０は、実施の形態２の検査装置１００におけるステップＳ１２の処理を説明するための図であり、図２１は、実施の形態２の検査装置１００におけるステップＳ１２の処理のさらに詳しい動作を説明するフローチャートである。

【0101】

ステップＳ４０〜ステップＳ４５の処理は、ステップＳ２０〜ステップＳ２５の処理と夫々等しいので、ここでは説明を省略する。ステップＳ４５の判定処理において、数式（１０）が満たされない場合には（ステップＳ４５、Ｎｏ）、特性変化点認識部８２は、ステップＳ４４の処理を再び実行する。数式（１０）が満たされる場合には（ステップＳ４５、Ｙｅｓ）、特性変化点認識部８２は、局所傾きkiを算出するとともに、データ番号がiのデータを構成する力検出値F(i)からデータ番号がi-kのデータを構成する力検出値F(i-k)を減算して差分FsDiffを算出する（ステップＳ４６）。

【0102】

続いて、特性変化点認識部８２は、基準傾きkm、左側傾き倍率SlpL、力ノイズ判定値FNoise、ならびに算出した局所傾きkiおよび差分FsDiffを用いて、下記の数式（１４）〜（１５）がともに満たされるか否かを判定する（ステップＳ４７）。
Ki≧SlpL*Km・・・（１４）
FsDiff≧FNoise・・・（１５）

【0103】

数式（１４）〜（１５）のうちの少なくともひとつが満たされない場合には（ステップＳ４７、Ｎｏ）、特性変化点認識部８２は、ステップＳ４２の処理を再び実行する。数式（１４）〜（１５）がともに満たされる場合には（ステップＳ４７、Ｙｅｓ）、特性変化点認識部８２は、SLをi-kとし（ステップＳ４８）、ステップＳ１２の処理にかかる動作を終了する。

【0104】

このように、実施の形態２によれば、検査装置１００は、力ノイズ判定値FNoiseが指定され、近似窓距離dだけ離れた点の力の変化量が力ノイズ判定値FNoiseよりも小さい場合には、SL点を特定しない。即ち、第２条件は、着目点を含む近似窓距離dの範囲の力波形のうちの両端のデータにおける負荷の差分FsDiffが第３パラメータである力ノイズ判定値FNoiseを越える、という条件をさらに含む。検査装置１００は、ノイズの影響で力の変化量が小さくなった場合、SL点を特定しないこととなるので、変化点を検出する際にノイズの影響を除外することができる。

【0105】

実施の形態３．
傾き倍率（左側傾き倍率SlpL、右側傾き倍率SlpR）の値を１より大きい値とすべきか、１より小さい値とすべきかは、探索方向と特性変化点の前後の傾きの大小に応じて決められる。PM点を起点として探索を開始して特性変化点の前の傾きより後の傾きのほうが大きい場合に、傾き倍率として１より大きい値が設定されたとき、その特性変化点は特定される。また、特性変化点の前の傾きより後の傾きのほうが小さい場合に、傾き倍率として１より小さい値が設定されたとき、その特性変化点は特定される。

【0106】

実施の形態３においては、図２２に示すように、PM点から探索開始して特性変化点の前より特性変化点の後のほうが力波形の傾きが小さいために左側傾き倍率SlpLおよび右側傾き倍率SlpRに夫々１より小さい値が設定される場合について言及する。実施の形態３の検査装置の構成は、実施の形態１と同等であるので、実施の形態１と同様の構成要素および符号を用いて実施の形態３を説明する。

【0107】

検査パラメータ指定部９により指定される検査パラメータは、実施の形態１と同様にPM点の指定の他に、左側傾き倍率SlpL、右側傾き倍率SlpR、および近似窓距離dを含む。左側傾き倍率SlpL（第１パラメータ）および右側傾き倍率SlpR（第１パラメータ）は、ともに１よりも小さい。

【0108】

実施の形態３では、特性変化点認識部８２は、粗変化点としてのSL点を特定する処理（図１７に示す処理）に含まれるステップＳ２７の処理において、数式（１１）に替えて下記の数式（１６）が満たされるか否かを判定する。
ki≦SlpL*km・・・（１６）

【0109】

数式（１６）が満たされない場合には、特性変化点認識部８２は、ステップＳ２２の処理を再び実行する。数式（１６）が満たされる場合には、特性変化点認識部８２は、SLをi-kとし（ステップＳ２８）、ステップＳ１２の処理にかかる動作を終了する。

【0110】

また、特性変化点認識部８２は、SL点に基づいて特性変化点としてのL点を特定する処理（図１９に示す処理）に含まれるステップＳ３７の処理において、数式（１３）に替えて下記の数式（１７）が満たされるか否かを判定する。
ki≧km・・・（１７）

【0111】

数式（１７）が満たされない場合には、特性変化点認識部８２は、ステップＳ３２の処理を再び実行する。数式（１７）が満たされる場合には、特性変化点認識部８２は、Lをiとし（ステップＳ３８）、ステップＳ１３の処理にかかる動作を終了する。

【0112】

このように、実施の形態３では、左側傾き倍率SlpLおよび右側傾き倍率SlpRの値に１より小さい値が設定されることにより、PM点を起点として探索を開始して特性変化点の前の傾きより後の傾きのほうが小さい、例えば図２２に示すような力波形から、特性変化点を抽出することができる。これにより、弾性部品の変形開始地点または変形終了地点を可及的に簡単に特定することが可能となる。

【0113】

なお、PM点を起点として探索を開始して特性変化点の前の傾きより後の傾きのほうが大きい場合に、傾き倍率として１より大きい値が設定されたとき、その特性変化点は特定され、傾き倍率として１より小さい値が設定されたとき、その特性変化点は特定されない。また、特性変化点の前の傾きより後の傾きのほうが小さい場合に、傾き倍率として１より小さい値が設定されたとき、その特性変化点は特定され、傾き倍率として１より大きい値が設定されたとき、その特性変化点は特定されない。ユーザは、特定したい特性変化点に応じて傾き倍率を１より大きい値に設定するか１より小さい値に設定するかを決めることができる。

【0114】

また、傾き倍率は、左側と右側とで独立に設定されてよい。即ち、左側傾き倍率SlpLおよび右側傾き倍率SlpRのうちの一方に１より大きく、他方に１より小さい値が設定されてもよい。

【0115】

また、特性変化点認識部８２は、傾き倍率に設定された値が１より大きいか否かを判定して、判定結果に応じて実施の形態１で説明した動作を実行するか実施の形態３で説明した動作を実行するかを切り替えてもよい。

【0116】

また、検査パラメータ指定部９は、同一の傾き倍率として１より大きい値と１より小さい値との２通りの値を指定することが可能に構成されてもよい。特性変化点認識部８２は、一方の傾き倍率を用いて特性変化点の特定を行い、その後、他方の傾き倍率を用いて特性変化点の特定を行うことで、特性変化点の前後の傾きの大小にかかわらず特性変化点を特定することが可能となる。

【0117】

実施の形態４．
実施の形態４の検査装置の構成は、実施の形態１と同等であるので、実施の形態１と同様の構成要素および符号を用いて実施の形態４を説明する。

【0118】

実施の形態４では、検査パラメータ指定部９により指定される検査パラメータは、PM点の指定、左側傾き倍率SlpL、右側傾き倍率SlpR、近似窓距離d、および調整係数clを含む。そして、特性変化点認識部８２は、SL点に基づいて特性変化点としてのL点を特定する処理（図１９に示す処理）に含まれるステップＳ３５の処理において、数式（１２）に替えて下記の数式（１８）が満たされるか否かを判定する。
Ｓ(i＋k)−Ｓ(i)≧d’・・・（１８）

【0119】

なお、d’は、近似窓距離dとは異なる値であって、正の実数である。d’は、下記の数式（１９）によって定義される。以降、d’を探索窓長という。
d'=c1*d・・・（１９）

【0120】

数式（１８）が満たされない場合には、特性変化点認識部８２は、ステップＳ３４の処理を実行する。数式（１８）が満たされる場合には、特性変化点認識部８２は、データ番号がiからデータ番号がi+kまでのデータの近似線の傾きを算出する（ステップＳ３６）。

【0121】

ここで、c1が１より大きい場合（例えば２）、計算される傾きkiについて、ノイズなどによる影響による終了条件（即ちステップＳ３７、Ｙｅｓと判定されること）の誤検出を低減する効果が得られる。c1は大きいほどノイズに強くなるが、ステップＳ１３における探索精度特性変化点間のデータ数が小さい場合は1より大きい値で、調整される必要がある。

【0122】

一方、c1が１より小さい場合（例えば０．５）、ノイズを受けにくい状況下にあるときに特性変化点を精度良く抽出する効果が得られる。

【0123】

このように、実施の形態４によれば、探索窓長d'を可変とすることで、ノイズが多い場合は誤検出を低減させ、ノイズが小さい場合は変化点検出精度を向上させることが可能となる。また、検査装置が抽出する物理特性（傾き）の精度を向上させることができる。

【0124】

実施の形態５．
実施の形態５の検査装置の構成は、実施の形態１と同等であるので、実施の形態１と同様の構成要素および符号を用いて実施の形態５を説明する。

【0125】

実施の形態５では、検査パラメータ指定部９により指定される検査パラメータは、調整係数SlpL2（第２パラメータ）をさらに含んでいる。そして、特性変化点認識部８２は、SL点に基づいて特性変化点としてのL点を特定する処理（図１９に示す処理）に含まれるステップＳ３７の処理において、数式（１３）に替えて下記の数式（２０）および数式（２１）がともに満たされるか否かを判定する。
ki≦(1+SlpL2)*km・・・（２０）
(1-SlpL2)*km≦ki・・・（２１）

【0126】

数式（２０）または数式（２１）が満たされない場合には、特性変化点認識部８２は、ステップＳ３２の処理を再び実行する。数式（２０）または数式（２１）がともに満たされる場合には、特性変化点認識部８２は、Lをiとし（ステップＳ３８）、ステップＳ１３の処理にかかる動作を終了する。

【0127】

調整係数SlpL2は、局所傾きの判定精度が決まっている場合に０から１の間の実数が設定される。これにより、最終的なＬ点の判定感度を調整することが出来るようになる。ステップＳ１５でも同様の処理を実施しＲ点の判定感度を調整することが出来る。

【0128】

最終的なL点を決定する際に、厳密に一致する精度を必要としていない場合は、基準傾きkmおよび第２パラメータである調整係数SlpL2に基づく傾きの範囲内に着目点における局所傾きkiが達するという条件を最初に満たす着目点をL点に特定する、という以上に説明した手法を用いることで、探索の検出感度を上げることができるようにしても良い。

【0129】

なお、実施の形態１〜５の説明において「変形過程」とは、単体あるいは複数物体から構成される物体が、ある負荷に対して示す変形状態の時間経過を力波形を利用して示すものである。複数物体の場合、物理的な剛性、または、変形状態によって生じる反力は複雑なものになる。これを識別するための区切り目として特性変化点がある。特性変化点は例えば物理的接触状態によって定義され、剛性が同一であるとみなせる場合は同一の状態として取り扱い、状態と状態の区切り目を特性変化点と呼ぶことが出来る。

【産業上の利用可能性】

【0130】

以上のように、本発明にかかる検査装置および検査方法は、組立体に組み付けられた状態の弾性部品の特性を検査する検査装置および検査方法に適用して好適である。

【符号の説明】

【0131】

１ 記憶部、２ ロボット、２ａ モータ、３ 力取得部、３ａ 力センサ、４ ハンド、５ 位置取得部、５ａ 位置センサ、６ 取得条件指定部、７ 検査部番号選択部、８ 検査部、９ 検査パラメータ指定部、１０ 検査範囲指定部、１１ 切り出し部、１２ 検査出力部、１３ 表示部、１４ ハウジング上部、１５ 可動接点、１６ 固定接点、１７ 可動鉄心、１７ａ 可動鉄心中部、１８ 板、１９ 励磁コイル、２０ 固定鉄心、２１ ハウジング下部、２２ 押すバー、２２ａ 窓、２３ 接触バネ、２４ 可動接触子、２５ 引外しバネ、２６ 部分波形、２７ 窓、８１ 基準特性算出部、８２ 特性変化点認識部、８３ 特性算出部、１００ 検査装置、２００ 電磁接触器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】