特開 2024-180122 検査支援装置及び検査支援方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024180122

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】検査支援装置及び検査支援方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/06 20060101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

G01B11/06 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023099586

(22)【出願日】2023-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】515086908

【氏名又は名称】株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100114306

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 史郎

(74)【代理人】

【識別番号】100148655

【弁理士】

【氏名又は名称】諏訪 淳一

(72)【発明者】

【氏名】椛島 治樹

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA30

2F065BB01

2F065BB17

2F065CC12

2F065DD06

2F065FF46

2F065GG24

2F065HH12

2F065JJ03

2F065JJ08

2F065JJ26

2F065LL22

2F065PP22

2F065QQ03

(57)【要約】

【課題】金型に転写された付着剤の膜厚を効率良く計測することが課題。
【解決手段】検査支援装置２０は、２枚の金型６０を圧着させて部品のプレス成形を行う場合に、１枚の金型６０に赤色の付着剤３０（例えば、レッドタッチスプレー）を塗布し、金型６０を開閉させる。そして、付着剤３０を塗布しなかったもう１枚の金型６０に転写された付着剤３０に対し、光源装置２４から白色光Ｗを照射し、金型６０に転写された赤色の付着剤３０の膜厚に基づいた反射光を、青色の光成分を透過させる青色透過フィルタ２３ｂを透過させ、青色の反射光Ｂの画像を撮像部２３ａで撮像し、画像の各画素の画素値に基づいて膜厚を算定し、さらに膜厚からカラーマップ２５ｂを参照してカラー画像を生成し、表示制御するようにした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の撮像部により計測対象となる金型の画像を撮像し、撮像した金型に付着した付着剤の膜厚を所定の表示部に表示制御する検査支援装置であって、
前記付着剤が付着された金型に向けて白色光を照射する光源装置と、
前記金型の表面で反射した特定の波長帯域の光を透過させるフィルタと、
前記フィルタを透過した前記特定の波長帯域の光に基づく画像を撮像する撮像装置と、
前記画像を形成する各画素の画素値に基づいて、各画素に対応する膜厚を算定する膜厚算定部と
を備えたことを特徴とする検査支援装置。

【請求項2】

前記付着剤は、
赤色の付着剤であることを特徴とする請求項１に記載の検査支援装置。

【請求項3】

前記フィルタは、
青色の波長帯域の青色光を透過させるフィルタであることを特徴とする請求項２に記載の検査支援装置。

【請求項4】

前記フィルタは、
前記付着剤の表面で反射した赤色光と、前記付着剤を透過して前記金型の表面で反射した緑色光とを遮断することを特徴とする請求項３に記載の検査支援装置。

【請求項5】

前記膜厚算定部は、
前記撮像装置で撮像された画像を形成する各画素の画素値に基づいて膜厚を算定することを特徴とする請求項１に記載の検査支援装置。

【請求項6】

前記膜厚算定部により算定された各画素に対応する膜厚に応じた色付けを行った画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を所定の表示部に表示制御する表示制御部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の検査支援装置。

【請求項7】

所定の撮像部により計測対象となる金型の画像を撮像し、撮像した金型に付着した付着剤の膜厚を所定の表示部に表示制御する検査支援装置における検査支援方法であって、
前記付着剤が付着された金型に向けて光源装置から白色光を照射する照射工程と、
前記金型の表面で反射した反射光のうちフィルタを介して透過した特定の波長帯域の光に基づく画像を撮像する撮像工程と、
前記画像を形成する各画素の画素値に基づいて、各画素に対応する膜厚を算定する膜厚算定工程と
を含むことを特徴とする検査支援方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金型に転写された付着剤からなる膜の厚み（以下、単に「膜厚」と言う）を効率良く計測することができる検査支援装置及び検査支援方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車のバンパー等は、金型を用いたプレス加工により金属プレートを変形して製造されることが多い。ここで、上金型と下金型との圧着面の面圧を均一にするための従来技術が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、金型の合わせ面上に任意厚さの高分子フィルムとその上面に粘着剤とを挿入し、金型を一旦閉じた後、開き、合わせ面同士の接触状態を、高分子フィルムの移着によって定量化する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９－３１４６０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１のものは、使用する高分子フィルムの厚みが適正なものでなければならない。例えば、金型の合わせ面の隙間が０．０３ｍｍである場合に、０．０１ｍｍの厚みの高分子フィルムを用いたとしても、高分子フィルムの移着が起こらず、他の厚みの高分子フィルムを用いて同様の処理を繰り返さねばならないという問題が生ずる。

【0006】

本発明は、上記従来技術による問題点（課題）を解決するためになされたものであって、金型に転写された付着剤の膜厚を効率良く計測することができる検査支援装置及び検査支援方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するため、所定の撮像部により計測対象となる金型の画像を撮像し、撮像した金型に付着した付着剤の膜厚を所定の表示部に表示制御する検査支援装置であって、前記付着剤が付着された金型に向けて白色光を照射する光源装置と、前記金型の表面で反射した特定の波長帯域の光を透過させるフィルタと、前記フィルタを透過した前記特定の波長帯域の光に基づく画像を撮像する撮像装置と、前記画像を形成する各画素の画素値に基づいて、各画素に対応する膜厚を算定する膜厚算定部とを備えた。

【0008】

また、本発明は、上記発明において、前記付着剤は、赤色の付着剤である。

【0009】

また、本発明は、上記発明において、前記フィルタは、青色の波長帯域の青色光を透過させるフィルタである。

【0010】

また、本発明は、上記発明において、前記フィルタは、前記付着剤の表面で反射した赤色光と、前記付着剤を透過して前記金型の表面で反射した緑色光とを遮断する。

【0011】

また、本発明は、上記発明において、前記膜厚算定部は、前記撮像装置で撮像された画像を形成する各画素の画素値に基づいて膜厚を算定する。

【0012】

また、本発明は、上記発明において、前記膜厚算定部により算定された各画素に対応する膜厚に応じた色付けを行った画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成された画像を所定の表示部に表示制御する表示制御部とをさらに備えた。

【0013】

また、本発明は、所定の撮像部により計測対象となる金型の画像を撮像し、撮像した金型に付着した付着剤の膜厚を所定の表示部に表示制御する検査支援装置における検査支援方法であって、前記付着剤が付着された金型に向けて光源装置から白色光を照射する照射工程と、前記金型の表面で反射した反射光のうちフィルタを介して透過した特定の波長帯域の光に基づく画像を撮像する撮像工程と、前記画像を形成する各画素の画素値に基づいて、各画素に対応する膜厚を算定する膜厚算定工程とを含む。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、金型に転写された付着剤の膜厚を効率良く計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、実施形態に係る検査支援装置の概要を示す図である。

【図2】図２は、図１に示した検査支援装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、膜厚に基づく画素値を説明する説明図である。

【図4】図４は、基準厚データの一例を示す図である。

【図5】図５は、カラーマップの一例を示す図である。

【図6】図６は、図２に示した検査支援装置の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】図７は、図２に示した検査支援装置の表示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、本発明に係る検査支援装置及び検査支援方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0017】

＜検査支援装置２０の概要＞
本実施形態に係る検査支援装置２０の概要について説明する。図１は、実施形態に係る検査支援装置２０の概要を示す図である。本実施形態に係る検査支援装置２０は、２枚の金型６０を圧着させて部品のプレス成形を行う場合に、１枚の金型６０に赤色の付着剤３０（例えば、レッドタッチスプレー）を塗布し、金型６０を開閉させる。そして、付着剤３０を塗布しなかったもう１枚の金型６０に転写された付着剤３０の膜厚を、撮像装置２３により金型６０の画像を撮像し、画像を形成する各画素の画素値に基づいて膜厚を算定することにより、金型６０に転写された付着剤３０の膜厚を効率良く計測することができる装置である。

【0018】

図１（ａ）に示すように、検査支援装置２０は、光源装置２４から金型６０に白色光を照射する（Ｓ１）。金型６０には、別の金型６０に付着剤３０を塗布し、２枚の金型６０を開閉させ転写された付着剤３０が付着している。そして、検査支援装置２０は、撮像装置２３により金型６０の画像を撮像する（Ｓ２）。なお、撮像装置２３は、撮像部２３ａと青色の光を透過させる青色透過フィルタ２３ｂを有し、撮像部２３ａは、光源装置２４から照射された白色光のうち、青色透過フィルタ２３ｂを透過した青色の波長帯域の反射光の画像を撮像することとなる。

【0019】

その後、検査支援装置２０は、画像を形成する各画素の画素値から膜厚を算定する（Ｓ３）。そして、検査支援装置２０は、算定された膜厚から後述するカラーマップを参照し、ＲＧＢコードを特定する（Ｓ４）。その後、検査支援装置２０は、金型６０に転写された付着剤３０の膜厚をカラー画像として表示部に表示制御する（Ｓ５）。

【0020】

また、本実施形態に係る検査支援装置２０は、図１（ｂ）に示すように、光源装置２４から白色光Ｗを金型６０に照射するが、付着剤３０は赤色であるため、白色光Ｗに含まれる赤色の反射光Ｒは、付着剤３０の表面で反射されて青色透過フィルタ２３ｂに入射される。ここで赤色の反射光Ｒは青色の波長帯域以外の反射光であるため、青色透過フィルタ２３ｂで遮断される。また、白色光Ｗに含まれる緑色の波長帯域の照射光Ｇは、赤色の付着剤３０の膜で吸収される。なお、ここでは、緑色の波長帯域の照射光Ｇは、付着剤３０の膜で吸収される場合を説明したが、膜厚が薄い場合は、金型６０の表面で反射し、青色透過フィルタ２３ｂに入射するが、赤色の反射光Ｒと同様に、青色透過フィルタ２３ｂにより遮断される。

【0021】

一方、白色光Ｗに含まれる青色の波長帯域の反射光Ｂも、赤色の付着剤３０の膜で吸収されるが、青色の波長帯域の反射光Ｂの一部は、金型６０の表面で反射し、青色透過フィルタ２３ｂに入射される。ここで、青色透過フィルタ２３ｂは、青色の波長帯域の反射光Ｂを透過させるため、青色透過フィルタ２３ｂの後段に配設された撮像部２３ａに入力され、赤色の付着剤３０が転写された金型６０からの青色の波長帯域の反射光Ｂの画像を撮像することができる。

【0022】

このように、本発明の検査支援装置２０は、２枚の金型６０のうち、１枚の金型６０に赤色の付着剤３０を塗布し、金型６０を開閉させる。そして、付着剤３０を塗布しなかったもう１枚の金型６０に転写された付着剤３０の膜厚を、撮像装置２３により金型６０の画像を撮像し、画像を形成する各画素の画素値に基づいて膜厚を算定することにより、金型６０に転写された付着剤３０の膜厚を効率良く計測することができる。

【0023】

＜検査支援装置２０の構成＞
次に、図１に示した検査支援装置２０の構成を説明する。図２は、図１に示した検査支援装置２０の構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように、検査支援装置２０は、記憶部２５と、制御部２６とを有し、表示部２１と、入力部２２と、撮像装置２３と、光源装置２４とが接続されている。表示部２１は、各種情報を表示する液晶ディスプレイなどの表示デバイスである。入力部２２は、マウスやキーボードなどの入力デバイスである。

【0024】

撮像装置２３は、撮像部２３ａ及び青色透過フィルタ２３ｂを有する。撮像部２３ａは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などのイメージセンサを用いた可視光の複数の波長帯域の光を撮像可能なカメラである。ここでは、撮像部２３ａはモノクロカメラの場合について説明するが、カラーカメラであってもよい。

【0025】

青色透過フィルタ２３ｂは、白色光の波長帯域の光のうち、青色の波長帯域の光を透過させ、それ以外の波長帯域の光を遮断する光学フィルタである。青色透過フィルタ２３ｂは、光学ガラスや色ガラスに光学薄膜を施し実現している。

【0026】

光源装置２４は、ＬＥＤ光源２４ａを有する。ＬＥＤ光源２４ａは、白色光を金型６０に照射する。

【0027】

記憶部２５は、ハードディスク装置や不揮発性メモリなどの記憶デバイスであり、基準厚データ２５ａと、カラーマップ２５ｂと、画像データ２５ｃとを記憶する。基準厚データ２５ａは、撮像部２３ａで撮像した画像の各画素の画素値と付着剤３０の膜厚を対応付けたデータである。カラーマップ２５ｂは、付着剤３０の膜厚とＲＧＢのカラーコードとを対応付けたデータである。画像データ２５ｃは、ＬＥＤ光源２４ａから白色光を照射し、金型６０に付着した付着剤３０から反射された反射光が青色透過フィルタ２３ｂを透過した青色の光を撮像部２３ａで撮像された画像データである。

【0028】

制御部２６は、検査支援装置２０の全体を制御する制御部であり、膜厚データ取得部２６ａと、光源制御部２６ｂと、撮像処理部２６ｃと、膜厚算定部２６ｄと、画像生成部２６ｅと、表示制御部２６ｆとを有する。実際には、これらのプログラムをＣＰＵにロードして実行することにより、膜厚データ取得部２６ａと、光源制御部２６ｂと、撮像処理部２６ｃと、膜厚算定部２６ｄと、画像生成部２６ｅと、表示制御部２６ｆとにそれぞれ対応するプロセスを実行させることになる。

【0029】

膜厚データ取得部２６ａは、撮像装置２３を用いて付着剤３０の膜厚が分かっている標準サンプルを撮像した画像から得られる各画素の画素値のデータを取得し、付着剤３０の膜厚と対応付けて基準厚データ２５ａとして記憶部２５に記憶する処理部である。

【0030】

光源制御部２６ｂは、白色光を照射する光源装置２４のＬＥＤ光源２４ａのオン／オフ制御を行う処理部である。撮像処理部２６ｃは、光源装置２４から白色光が照射された後に、付着剤３０の付着した金型６０の画像を撮像装置２３により撮像させられるように制御する処理部である。撮像処理部２６ｃにより撮像された画像は、画像データ２５ｃとして記憶部２５に記憶する。

【0031】

膜厚算定部２６ｄは、撮像処理部２６ｃにより取得した画像データ２５ｃの各画素の画素値と基準厚データ２５ａに基づいて、各画素における膜厚を算定する処理部である。画像生成部２６ｅは、カラーマップ２５ｂに基づいて、膜厚算定部２６ｄにおいて算定された膜厚からＲＧＢコードの特定を行う処理部である。表示制御部２６ｆは、画像生成部２６ｅで生成されたカラー画像データを所定の表示部２１に表示制御する処理部である。

【0032】

＜膜厚と画素値の関係について＞
次に、付着剤３０の膜厚と画素値の関係について説明する。図３は、膜厚に基づく画素値を説明する説明図である。なお、ここでは、付着剤３０は、赤色のレッドタッチスプレーを用いた場合を例に説明する。図３（ａ）に示すように、金型６０に白色光Ｗを照射すると、照射された白色光Ｗは、金型６０に付着した付着剤３０の膜で吸収される。ここで、付着剤３０が赤色であるため、赤色の吸収波長の青色の波長成分は、膜厚によって、その吸収量が変化する。

【0033】

付着剤３０の膜厚が大の場合には、照射された白色光Ｗの青色の波長成分は、付着剤３０の膜の中で吸収される量が大きくなるため、青色の波長成分の光の反射光Ｂ１に基づいて撮像された画像の画素値は、小さくなる。一方、付着剤３０の膜厚が小の場合には、付着剤３０の膜の中で吸収される量が小さいため、青色の波長成分の光の反射光Ｂ２に基づいて撮像された画像の画素値は、大きくなる。

【0034】

したがって、付着剤３０の膜厚と青色の反射光の画素値との関係は、図３（ｂ）に示すように、画素値が小さいほど膜厚は厚く、画素値が大きいほど膜厚は薄くなる。なお、ここでは反射光に基づいて撮像された画像の画素値と膜厚との関係を階段状の関数で表現したが、かかる特性は一例であり、階段状の関数でなくともよい。

【0035】

＜基準厚データ２５ａの一例について＞
次に、基準厚データ２５ａについて説明する。図４は、基準厚データ２５ａの一例を示す図である。図４に示すように、基準厚データ２５ａは、画素値「２２５－２５５」では、膜厚「０．００ｍｍ」、画素値「１９５－２２５」では、膜厚「０．０１ｍｍ」、画素値「１６５－１９５」では、膜厚「０．０２ｍｍ」が対応付けられている。

【0036】

また、画素値「１３５－１６５」では、膜厚「０．０３ｍｍ」、画素値「１０５－１３５」では、膜厚「０．０４ｍｍ」、画素値「７５－１０５」では、膜厚「０．０５ｍｍ」が対応付けられている。

【0037】

また、画素値「４５－７５」では、膜厚「０．０６ｍｍ」、画素値「０－４５」では、膜厚「０．０７ｍｍ」が対応付けられている。

【0038】

＜カラーマップ２５ｂの一例について＞
次に、カラーマップ２５ｂについて説明する。図５は、カラーマップ２５ｂの一例を示す図である。図５に示すように、カラーマップ２５ｂは、膜厚「０．００ｍｍ」では、ＲＧＢコード「０，０，２５５」、膜厚「０．０１ｍｍ」では、ＲＧＢコード「０，２５５，２５５」、膜厚「０．０２ｍｍ」では、ＲＧＢコード「１５４，２０５，５０」が対応付けられている。

【0039】

また、膜厚「０．０３ｍｍ」では、ＲＧＢコード「０，２５５，０」、膜厚「０．０４ｍｍ」では、ＲＧＢコード「２５５，０，２５５」、膜厚「０．０５ｍｍ」では、ＲＧＢコード「２５５，２５５，０」、膜厚「０．０６ｍｍ」では、ＲＧＢコード「２５５，１６５，０」、膜厚「０．０７ｍｍ」では、ＲＧＢコード「２５５，０，０」が対応付けられている。

【0040】

＜検査支援装置２０の処理手順について＞
次に、検査支援装置２０の処理手順について説明する。図６は、図２に示した検査支援装置２０の処理手順を示すフローチャートである。図６に示すように、検査支援装置２０は、光源装置２４のＬＥＤ光源２４ａをオンにし、白色光を照射する（ステップＳ１０１）。そして、検査支援装置２０は、撮像装置２３により金型６０の青色の波長帯域の反射光の画像を撮像する（ステップＳ１０２）。

【0041】

その後、検査支援装置２０は、撮像した画像を形成する各画素の画素値に基づいて膜厚を算定する（ステップＳ１０３）。そして、検査支援装置２０は、カラーマップ２５ｂを参照し、膜厚からＲＧＢコードを特定する（ステップＳ１０４）。その後、検査支援装置２０は、所定の表示部２１に画像の表示制御を行い（ステップＳ１０５）、一連の処理を終了する。

【0042】

＜膜厚の表示制御＞
次に、検査支援装置２０の膜厚の表示制御について説明する。図７は、図２に示した検査支援装置２０の表示の一例を示す図である。図７（ａ）に示すように、検査支援装置２０は、光源装置２４のＬＥＤ光源２４ａをオンにし、白色光Ｗを金型６０に照射し、撮像装置２３は、金型６０からの青色成分の反射光に基づいて画像を撮像する。

【0043】

撮像された画像は、金型６０からの反射光強度に基づいて画像を撮像する。具体的には、反射光強度が高い画素の画素値は高く、反射光強度が低い画素の画素値は低くなる。そして、検査支援装置２０は、基準厚データ２５ａを参照し、撮像された画像の各画素の画素値に基づいて膜厚を算定した後、カラーマップ２５ｂを参照し、膜厚からカラー画像を生成し、表示制御する（図７（ｂ））。

【0044】

上述してきたように、本実施形態では、検査支援装置２０は、光源装置２４から白色光Ｗを照射し、金型６０に転写された赤色の付着剤３０の膜厚に基づいた反射光に含まれる青色の波長帯域の反射光を透過させる青色透過フィルタ２３ｂを透過した青色の波長帯域の反射光の画像を撮像部２３ａで撮像し、画像を形成する各画素の画素値に基づいて膜厚を算定し、さらに膜厚からカラーマップ２５ｂを参照してカラー画像を生成し、表示制御するようにしたため、膜厚を効率よく可視化することができる。

【0045】

なお、上記実施形態では、付着剤３０は赤色である場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、赤色以外の付着剤を用いてもよい。また、付着剤３０が赤色以外である場合、フィルタ２３ｂは青色以外の光を透過させるフィルタを用いてもよい。

【0046】

また、上記実施形態では、１枚の金型６０に赤色の付着剤３０を塗布し、金型６０を開閉させた後に、付着剤３０を塗布しなかったもう１枚の金型６０に転写された付着剤３０の膜厚を計測する場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、付着剤３０を塗布した金型６０の付着剤３０の膜厚を計測してもよい。

【0047】

更に、１枚の金型６０に赤色の付着剤３０を塗布し、該付着剤３０の膜厚を計測し、金型６０を開閉させた後に、付着剤３０を塗布した金型６０の付着剤３０の膜厚を再度計測し、金型６０を開閉する前と、後との付着剤３０の膜厚の差分を算出することにより転写された付着剤３０の膜厚を算定してもよい。

【0048】

上記の各実施形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明に係る検査支援装置及び検査支援方法は、金型に転写された付着剤の膜厚を効率良く計測する場合に適している。

【符号の説明】

【0050】

２０ 検査支援装置
２１ 表示部
２２ 入力部
２３ 撮像装置
２３ａ 撮像部
２３ｂ 青色透過フィルタ
２４ 光源装置
２４ａ ＬＥＤ光源
２５ 記憶部
２５ａ 基準厚データ
２５ｂ カラーマップ
２５ｃ 画像データ
２６ 制御部
２６ａ 膜厚データ取得部
２６ｂ 光源制御部
２６ｃ 撮像処理部
２６ｄ 膜厚算定部
２６ｅ 画像生成部
２６ｆ 表示制御部
３０ 付着剤
６０ 金型

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】