特許 6016515 プレス部品用検査装置

(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】6016515

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】プレス部品用検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/95 20060101AFI20161013BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/95 Z

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-178795(P2012-178795)

(22)【出願日】2012年8月10日

(65)【公開番号】特開2014-37977(P2014-37977A)

(43)【公開日】2014年2月27日

【審査請求日】2015年5月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】590000721

【氏名又は名称】株式会社キーレックス

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山根 稔正

(72)【発明者】

【氏名】山根 義昭

【審査官】 小野寺 麻美子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０６４７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９１８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１５３５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２４３９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２１４１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０８８３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ − Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００ − Ｇ０１Ｂ １１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面部及び該平面部周縁に連続する側面部からなるパネル状のプレス部品を上記平面部が搬送方向に沿う姿勢で載置して一定速度で直線状に搬送するコンベアと、
上記プレス部品を搬送方向と直交する上方から撮影可能に配置され、上記コンベアによって搬送される上記プレス部品が撮影領域を横切る際、当該プレス部品を撮影するカメラと、
該カメラの側方に配置され、当該カメラの撮影領域に入ったプレス部品の平面部に対し光を垂直に照射する第１光源と、
該第１光源の側方に配置され、上記カメラの撮影領域に入ったプレス部品の平面部に対し光を斜めに照射する第２光源と、
上記カメラで撮影したプレス部品の画像を演算する演算部、及びプレス部品の表面仕上がり状態の基準データが予め記憶された記憶部を有し、上記演算部で処理されたプレス部品の演算データと上記基準データとを比較して上記プレス部品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プレス部品用検査装置。

【請求項2】

請求項１に記載のプレス部品の検査装置において、
上記第１及び第２光源の照明色が異なっていることを特徴とするプレス部品用検査装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のプレス部品の検査装置において、
上記第１光源は、上記カメラ周りに所定の間隔をあけて環状に複数配置され、
上記第２光源は、上記各第１光源の外側方で、且つ、上記カメラ周りに所定の間隔をあけて環状に複数配置されていることを特徴とするプレス部品用検査装置。

【請求項4】

請求項３に記載のプレス部品の検査装置において、
上記第２光源は、外側方に行くにつれて次第に上記コンベアに接近していることを特徴とするプレス部品用検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレス成形後にプレス部品が良品であるか不良品であるかを検査するプレス部品用検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、プレス部品の生産ラインには、プレス成形後のプレス部品に傷や割れ等があるか否かを検査する検査装置が配置されている。例えば、特許文献１に開示されている検査装置は、成形後のパネル状のプレス部品を搬送するコンベアを備え、該コンベアは、載置されたプレス部品をパネル表面が上を向く姿勢で水平方向に搬送している。上記コンベアには、上記プレス部品の平面部を検査する平面部検査エリアと該平面部周縁に連続する側面部を検査する側面部検査エリアとが搬送方向に並設され、上記各エリアには、照明手段及び撮影手段が上記コンベアを挟んで対向配置されている。上記照明手段は、光源と該光源から照射される光を反射させる反射手段とを備え、上記光源が搬送方向と直交する水平方向及び上下方向に移動可能となっていて、上記光源の下方に上記反射手段が配置されている。該反射手段は回動可能となっていて、上記光源からプレス部品へ照射される光の照射方向を変更可能となっている。一方、上記撮影手段は、上記パネル部品を撮影するカメラを備え、該カメラが搬送方向と直交する水平方向及び上下方向に移動可能となっている。このカメラには、当該カメラを回動させて撮影方向を変更させるカメラ回動手段が設けられている。

【0003】

そして、コンベアでプレス部品を順次上記平面部検査エリア及び曲面部検査エリアに間欠的に搬送し、上記各エリアでプレス部品を停止させた状態で、光源の照射位置及び照射方向を変更しつつカメラの撮影位置及び撮影方向を変更してプレス部品を撮影するようになっていて、コンベアの搬送方向下流側両サイドに設けられた画像処理機により、撮影した画像を演算するとともに演算データをプレス部品の表面仕上がり状態の基準データと比較してプレス部品の良否を判定するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−３９９４６号公報（段落００２１〜００４１欄、図１〜図３）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１の検査装置は、プレス部品の平面部及び側面部をそれぞれ別のエリアで撮影しているので、生産ラインにおいて設置スペースを広く占有してしまう。また、特許文献１の如き検査装置は、複雑で大掛かりであり、コストが嵩んでしまう。

【0006】

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プレス部品の良否を判定できる低コストでコンパクトなプレス部品用検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明は、搬送手段により搬送されるプレス部品に対して２方向から光を照射してカメラで撮影するようにしたことを特徴とする。

【0008】

すなわち、第１の発明では、平面部及び該平面部周縁に連続する側面部からなるパネル状のプレス部品を上記平面部が搬送方向に沿う姿勢で載置して一定速度で直線状に搬送するコンベアと、上記プレス部品を搬送方向と直交する上方から撮影可能に配置され、上記コンベアによって搬送される上記プレス部品が撮影領域を横切る際、当該プレス部品を撮影するカメラと、該カメラの側方に配置され、当該カメラの撮影領域に入ったプレス部品の平面部に対し光を垂直に照射する第１光源と、該第１光源の側方に配置され、上記カメラの撮影領域に入ったプレス部品の平面部に対し光を斜めに照射する第２光源と、上記カメラで撮影したプレス部品の画像を演算する演算部、及びプレス部品の表面仕上がり状態の基準データが予め記憶された記憶部を有し、上記演算部で処理されたプレス部品の演算データと上記基準データとを比較して上記プレス部品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。

【0009】

第２の発明では、第１の発明において、上記第１及び第２光源の照明色が異なっていることを特徴とする。

【0010】

第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記第１光源は、上記カメラ周りに所定の間隔をあけて環状に複数配置され、上記第２光源は、上記各第１光源の外側方で、且つ、上記カメラ周りに所定の間隔をあけて環状に複数配置されていることを特徴とする。

【0011】

第４の発明では、第３の発明において、上記第２光源は、外側方に行くにつれて次第に上記コンベアに接近していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

第１の発明では、カメラの撮影領域を通過するプレス部品の平面部を撮影すると、第１光源の光によってプレス部品の平面部が照明されてカメラの撮影画像が鮮明になるとともに、平面部に傷等が発生している場合には、平面部に対して斜めに照射された第２光源の光が乱反射することで傷等が明瞭に撮影される。一方、カメラの撮影領域を通過するプレス部品の側面部を撮影すると、第２光源の光によってプレス部品の側面部が照明されてカメラの撮影画像が鮮明になるとともに、側面部に傷等が発生している場合には、側面部に対して斜めに照射された第１光源の光が乱反射することで傷等が明瞭に撮影される。したがって、光源の照射位置及び照射方向とカメラの撮影位置及び撮影方向とを変えることなくプレス部品の平面部及び側面部の仕上がり状態を明瞭に撮影することができ、特許文献１のように平面部の撮影と側面部の撮影とを異なるエリアで行う必要がなく、設備の省スペース化を図ることができる。また、光源の照射位置及び照射方向とカメラの撮影位置及び撮影方向とを変更する複雑な機構を設ける必要がなく、低コストな検査装置にできる。さらに、プレス部品をコンベアで搬送しながらカメラの撮影を行うことができるので、特許文献１の如きカメラの撮影時にプレス部品を停止させるという必要がなく、検査時間を短縮することができる。

【0013】

第２の発明では、カメラで撮影される傷等の部分と傷等でない部分とが光の明暗だけでなく色差も生じるようになるので、画像処理によって傷等の部分と傷等でない部分とをさらに明瞭にできる。

【0014】

第３の発明では、カメラの撮影領域をプレス部品が通過する際、プレス部品の全側面部が第２光源で照明されるようになり、プレス部品の側面部に発生する傷等を確実に見つけ出すことができる。

【0015】

第４の発明では、カメラの撮影領域をプレス部品が通過する際、プレス部品の全側面部が第３の発明よりもさらに明るく照明されるようになり、カメラで撮影する画像がさらに鮮明になって確実に傷等を撮影することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】（ａ）は、本発明の実施形態１に係る検査装置の全体構成を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ矢視図である。

【図2】（ａ）は、プレス部品の搬送方向前側の側面部を検査している状態を、（ｂ）は、プレス部品の平面部を検査している状態を、（ｃ）は、プレス部品の搬送方向後側の側面部を検査している状態を示す図である。

【図3】本発明の実施形態２の図１相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
《発明の実施形態１》
図１は、本発明のプレス部品用検査装置１を示す。該検査装置１は、所定の板材から平面部１０ａ及び該平面部１０ａ周縁に連続する側面部１０ｂからなるパネル状のプレス部品１０をプレス成形する車両の生産ラインに配置され、プレス部品１０のパネル表面に発生する傷、割れ、しわ等を検査する装置である。

【0018】

上記検査装置１は、上記プレス部品１０を平面部１０ａが上を向く姿勢で載置して例えば０．７ｍ／ｓで略水平方向Ｘに、つまり、平面部１０ａが搬送方向に沿う姿勢で一定速度で直線状に搬送するベルト式のコンベア２を備えている。

【0019】

該コンベア２の上方には、例えば０．２ｍｓｅｃの撮影速度を有するＣＣＤカメラ３が下を向く姿勢で固定され、上記コンベア２で搬送されるプレス部品１０が撮影領域を横切る際、上記ＣＣＤカメラ３で上方（搬送方向と直交する方向）から撮影される。

【0020】

上記ＣＣＤカメラ３の側方には、当該ＣＣＤカメラ３を囲う平面視で環状の第１照明具４が配置されている。

【0021】

該第１照明具４は、環状の樹脂製第１ケース４ｂを備え、該第１ケース４ｂには、下方に開口する環状凹部４ｄが形成されている。

【0022】

該環状凹部４ｄには、白色ＬＥＤ４ａ（第１光源）が、上記環状凹部４ｄに沿って環状に複数配設され、上記第１ケース４ｂの開口は、上記各白色ＬＥＤ４ａから照射される白色の光を拡散させて照明ムラを抑える環状の樹脂製第１環状拡散板４ｃで塞がれている。

【0023】

上記各白色ＬＥＤ４ａは、約１万ルクスの輝度を有し、図２（ｂ）に示すように、上記ＣＣＤカメラ３の撮影領域に入ったプレス部品１０の平面部１０ａに対して光を垂直に照射する一方、図２（ａ），（ｃ）に示すように、上記ＣＣＤカメラ３の撮影領域に入ったプレス部品１０の側面部１０ｂに対して光を斜めに照射するようになっている。

【0024】

上記第１照明具４の外側方には、図１（ａ），（ｂ）に示すように、８つの第２照明具５が平面視で上記第１照明具４周りに等間隔で放射状に延びるように配置され、各第２照明具５は、外側方に行くにつれて下傾している。尚、各第２照明具５の下端と上記プレス部品１０の平面部１０ａとの間の距離Ｈは、約５０〜１００ｍｍに設定されている。

【0025】

上記各第２照明具５は、直線状の樹脂製第２ケース５ｂを備え、該第２ケース５ｂには、下方に開口する直線状凹部５ｄが形成されている。

【0026】

該直線状凹部５ｄには、赤色ＬＥＤ５ａ（第２光源）が、上記直線状凹部５ｄに沿って直線状に複数配設され、上記第２ケース５ｂの開口は、上記各赤色ＬＥＤ５ａから照射される赤色の光を拡散させて照明ムラを抑える樹脂製第２拡散板５ｃで塞がれている。

【0027】

すなわち、上記赤色ＬＥＤ５ａは、平面視で上記各白色ＬＥＤ４ａの外側方で、且つ、ＣＣＤカメラ３周りに所定の間隔をあけて環状に複数配置されている。また、上記赤色ＬＥＤ５ａは、外側方に行くにつれて次第に下方に位置するように（コンベア２に接近するように）所定の間隔をあけて複数配置されている。

【0028】

そして、上記各赤色ＬＥＤ５ａは、約１万ルクスの輝度を有し、図２（ｂ）に示すように、上記ＣＣＤカメラ３の撮影領域に入ったプレス部品１０の平面部１０ａに対して光を斜めに照射する一方、図２（ａ），（ｃ）に示すように、上記ＣＣＤカメラ３の撮影領域に入ったプレス部品１０の側面部１０ｂに対して光を垂直に照射するようになっている。

【0029】

上記ＣＣＤカメラ３には、当該ＣＣＤカメラ３の撮影を制御するとともに撮影した画像を取り込む制御盤６（判定手段）が接続されている。

【0030】

該制御盤６は、上記ＣＣＤカメラ３で撮影した画像を演算する演算部６ａを有し、取得した撮影画像を演算して画像の明暗及び色差から演算データを生成するようになっている。

【0031】

また、上記制御盤６は、各種データを記憶する記憶部６ｂを有し、該記憶部６ｂは、プレス部品１０が良品時の表面仕上がり状態の基準データを予め記憶している。

【0032】

そして、上記制御盤６は、上記演算部６ａで処理されたプレス部品１０の演算データと上記基準データとを比較して上記プレス部品１０の良否を判定するようになっている。例えば、撮影画像に傷と考えられる箇所が１つでもあれば、不良品であると判定するようになっている。

【0033】

上記制御盤６には、モニタ７が接続され、該モニタ７は、上記制御盤６からの指令により、上記ＣＣＤカメラ３で撮影したプレス部品１０の各画像、演算部６ａでの処理結果、記憶部６ｂに記憶された各データ及び判定結果を表示させるようになっている。

【0034】

次に、上記検査装置１による上記コンベア２で搬送中のプレス部品１０の検査について説明する。

【0035】

図２（ａ）に示すように、プレス成形後のプレス部品１０は、コンベア２で検査装置１まで搬送され、まず最初に、上記ＣＣＤカメラ３の撮影領域にプレス部品１０の搬送方向前側の側面部１０ｂが入る。このとき、上記各白色ＬＥＤ４ａが側面部１０ｂに対して光を斜めに照射する一方、上記搬送方向前側に位置する各赤色ＬＥＤ５ａが側面部１０ｂに対して光を垂直に照射する。

【0036】

そして、搬送方向前側に位置する側面部１０ｂは、上記各白色ＬＥＤ４ａ及び各赤色ＬＥＤ５ａから光が照射されている状態で上記ＣＣＤカメラ３で撮影される。

【0037】

その後、撮影された撮影画像は、上記制御盤６で処理されて基準データと比較され、プレス部品１０の搬送方向前側に位置する側面部１０ｂの良否が判定される。

【0038】

次に、図２（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラ３の撮影領域にプレス部品１０の搬送方向前側の平面部１０ａが入る。このとき、上記各白色ＬＥＤ４ａが平面部１０ａに対して光を垂直に照射する一方、上記搬送方向前側に位置する各赤色ＬＥＤ５ａが平面部１０ａに対して光を斜めに照射する。

【0039】

そして、平面部１０ａは、上記各白色ＬＥＤ４ａ及び各赤色ＬＥＤ５ａから光が照射されている状態で上記ＣＣＤカメラ３で撮影される。

【0040】

その後、撮影された撮影画像は、上記制御盤６で処理されて基準データと比較され、プレス部品１０の平面部１０ａの良否が判定される。

【0041】

最後に、図２（ｃ）に示すように、ＣＣＤカメラ３の撮影領域にプレス部品１０の搬送方向後側の側面部１０ｂが入る。このとき、上記各白色ＬＥＤ４ａが側面部１０ｂに対して光を斜めに照射する一方、上記搬送方向後側に位置する各赤色ＬＥＤ５ａが側面部１０ｂに対して光を垂直に照射する。

【0042】

そして、搬送方向後側に位置する側面部１０ｂは、上記各白色ＬＥＤ４ａ及び各赤色ＬＥＤ５ａから光が照射されている状態で上記ＣＣＤカメラ３で撮影される。

【0043】

その後、撮影された撮影画像は、上記制御盤６で処理されて基準データと比較され、プレス部品１０の搬送方向後側に位置する側面部１０ｂの良否が判定される。

【0044】

以上より、本発明の実施形態１によると、ＣＣＤカメラ３の撮影領域を通過するプレス部品１０の平面部１０ａを撮影すると、白色ＬＥＤ４ａの光によってプレス部品１０の平面部１０ａが照明されてＣＣＤカメラ３の撮影画像が鮮明になるとともに、平面部１０ａに傷等が発生している場合には、平面部１０ａに対して斜めに照射された赤色ＬＥＤ５ａの光が乱反射することで傷等が明瞭に撮影される。一方、ＣＣＤカメラ３の撮影領域を通過するプレス部品１０の側面部１０ｂを撮影すると、赤色ＬＥＤ５ａの光によってプレス部品１０の側面部１０ｂが照明されてＣＣＤカメラ３の撮影画像が鮮明になるとともに、側面部１０ｂに傷等が発生している場合には、側面部１０ｂに対して斜めに照射された白色ＬＥＤ４ａの光が乱反射することで傷等が明瞭に撮影される。したがって、光源の照射位置及び照射方向とＣＣＤカメラ３の撮影位置及び撮影姿勢とを変えることなくプレス部品１０の平面部１０ａ及び側面部１０ｂの仕上がり状態を明瞭に撮影することができ、特許文献１のように平面部１０ａの撮影と側面部１０ｂの撮影とを異なるエリアで行う必要がなく、設備の省スペース化を図ることができる。また、白色ＬＥＤ４ａ、赤色ＬＥＤ５ａの照射位置及び照射方向とＣＣＤカメラ３の撮影位置及び撮影方向とを変更する複雑な機構を設ける必要がなく、低コストな検査装置１にできる。さらに、プレス部品１０をコンベア２で搬送しながらＣＣＤカメラ３の撮影を行うことができるので、特許文献１の如きカメラの撮影時にプレス部品１０を停止させるという必要がなく、検査時間を短縮することができる。

【0045】

また、ＣＣＤカメラ３で撮影される傷等の部分と傷等でない部分とが光の明暗だけでなく色差も生じるようになるので、画像処理によって傷等の部分と傷等でない部分とをさらに明瞭にできる。

【0046】

また、上記赤色ＬＥＤ５ａは、平面視で上記各白色ＬＥＤ４ａの外側方で、且つ、ＣＣＤカメラ３周りに所定の間隔をあけて環状に複数配置されているので、ＣＣＤカメラ３の撮影領域をプレス部品１０が通過する際、プレス部品１０の全側面部１０ｂが赤色ＬＥＤ５ａで照明されるようになり、プレス部品１０の側面部１０ｂに発生する傷等を確実に見つけ出すことができる。

【0047】

それに加えて、上記赤色ＬＥＤ５ａは、外側方に行くにつれて次第に下方に位置するように所定の間隔をあけて複数配置されているので、ＣＣＤカメラ３の撮影領域をプレス部品１０が通過する際、プレス部品１０の全側面部１０ｂがさらに明るく照明されるようになり、ＣＣＤカメラ３で撮影する画像が鮮明になって確実に傷等を撮影することができる。
《発明の実施形態２》
図３は、本発明の実施形態２に係る検査装置１である。この実施形態２では、第２照明具５の構造が実施形態１と異なるだけで、その他は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分のみを説明する。

【0048】

実施形態２の第２照明具５は、上記第１照明具４の周りに配置され、下端が開放する碗型状の第２ケース５ｂを備えている。

【0049】

該第２ケース５ｂの内面には、多数の赤色ＬＥＤ５ａが全体に亘って取り付けられ、これら赤色ＬＥＤ５ａは、当該各赤色ＬＥＤ５ａから照射される赤色の光を拡散させて照明ムラを抑える碗型状の樹脂製第２拡散板５ｃで第２ケース５ｂ内側から覆われている。

【0050】

尚、実施形態２の検査装置１によるコンベア２で搬送中のプレス部品１０の検査は、実施形態１の検査装置１によるものと同じであるため、詳細な説明を省略する。

【0051】

以上より、本発明の実施形態２によると、実施形態１の如き各第２照明具５が周方向に離間していないので、実施形態１の検査装置１に比べて、さらにプレス部品１０の全側面部１０ｂを各赤色ＬＥＤ５ａで均一に照明でき、全側面部１０ｂに発生する傷等を確実に見つけ出すことができる。

【0052】

尚、本発明の実施形態１、２では、第１光源を白色、第２光源を赤色としたが、第１光源を赤色、第２光源を白色としてもよい。また、第１及び第２光源はその他の色でもよく、同じ色であってもよい。

【0053】

また、本発明の実施形態１、２では、プレス部品１０の撮影にＣＣＤカメラ３を用いたがＣＭＯＳカメラを用いてもよい。

【0054】

また、本発明の実施形態１、２で使用するＣＣＤカメラ３の撮影速度は、約０．２ｍｓｅｃであるが、プレス部品１０の大きさや搬送速度等を考慮して、その他の撮影速度のＣＣＤカメラを用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、成形後のプレス部品の欠陥の有無を検査するプレス部品用検査装置に適している。

【符号の説明】

【0056】

１ 検査装置
２ コンベア
３ ＣＣＤカメラ
４ａ 白色ＬＥＤ（第１光源）
５ａ 赤色ＬＥＤ（第２光源）
６ 制御盤（判定手段）
６ａ 演算部
６ｂ 記憶部
１０ プレス部品
１０ａ 平面部
１０ｂ 側面部

【図1】

【図2】

【図3】