JP7148209B2 - ワーク検査装置 - Google Patents

Description

この発明は、ワークの検査を行うワーク検査装置に関する。

従来から、コードを用いたワークの検査方法が広く使用されている（例えば特許文献１参照）。この検査方法では、事前に、ワークに対して、１次元又は２次元のコード（例えばバーコード又はＱＲコード（登録商標、以下記載を省略する））を印刷又はラベルの貼付けによって設ける。そして、検査ラインを流れるワークをカメラで撮像し、このカメラにより得られた画像からコードを読取ることで、当該ワークの検査を行う。

特開２０１２－１１４８８６号公報

しかしながら、検査を行う品種として、コードを有するワークの他に、コードを有していないワークがある場合には、品種が変更となる段取替えの際に、作業者が手動で検査方法及び設定を切替える必要がある。この場合、段取替えの工程に非常に手間と時間がかかることが多かった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、検査を行う品種としてコードを有するワークとコードを有しないワークとがある場合でも、自動的に検査方法を切替え可能なワーク検査装置を提供することを目的としている。

この発明に係るワーク検査装置は、撮像領域を撮像して画像を得る撮像部と、撮像部により得られた画像から、コードの読取りを行うコード読取り部と、検査の際に、コードが映ったコード画像を用い、コード読取り部による読取り結果に基づいてワークの正否を判定する第１検査部と、検査の際に、撮像部により得られた画像に基づいて、第１検査部とは異なる検査方法で、ワークの正否を判定する第２検査部と、段取替えの際に、撮像部により１つのワークに対して得られた画像のうち、コード読取り部によりコードの読取りに成功した画像がある場合に第１検査部による検査を有効とし、当該コード読取り部によりコードの読取りに成功した画像がない場合に第２検査部による検査を有効とする検査切換え部とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、上記のように構成したので、検査を行う品種としてコードを有するワークとコードを有しないワークとがある場合でも、自動的に検査方法を切替え可能となる。

実施の形態１に係るワーク検査装置の構成例を示す図である。 実施の形態１における処理部の構成例を示す図である。 実施の形態１に係るワーク検査装置が適用される丁合機の構成例を示す図である。 実施の形態１におけるカメラの撮像タイミングの一例を示す図である。 実施の形態１における処理部による段取替えでの動作例を示すフローチャートである。 実施の形態１における処理部による検査動作例を示すフローチャートである。 実施の形態２における処理部による検査動作例を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るワーク検査装置１の構成例を示す図である。
ワーク検査装置１は、ワークの検査を行う。なお、ワークとしては、コードが印刷又はラベルの貼付け等によって設けられたワークと、コードを有していないワークとが存在する。コードの種類としては、例えば、一次元のバーコード、二次元のバーコード、ＱＲコード、ＳＰコード、ベリコード、マキシコード、ＣＰコード、ＤａｔａＭａｔｒｉｘ又はカメレオンコード等が挙げられ、コードリーダであるコード読取り部１０３で読取り可能なものであればよい。

ワーク検査装置１は、図１に示すように、カメラ（撮像部）１０１及び処理部１０２を備えている。
カメラ１０１は、所定の撮像領域を所定の撮像タイミングで撮像する。このカメラ１０１による撮像によって得られた画像を示すデータは、処理部１０２に出力される。
処理部１０２は、カメラ１０１により得られた画像に基づいて、ワークの検査を行う。この処理部１０２は、図２に示すように、コード読取り部１０３、コード画像設定部１０４、コード画像登録部１０５、第１検査部１０６、第２検査部１０７及び検査切換え部１０８を備えている。なお、処理部１０２は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により実現される。

コード読取り部１０３は、カメラ１０１により得られた画像から、コードの読取りを行う。

コード画像設定部１０４は、段取替えの際に、コード読取り部１０３によりコードが読取られた場合に、当該コードが映った画像をコード画像として設定する。

コード画像登録部１０５は、コード画像設定部１０４により設定されたコード画像を示すデータを登録する。

なお、コード画像登録部１０５は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）又はメモリ等によって構成される。
また図１では、コード画像登録部１０５がワーク検査装置１の内部に設けられている。しかしながら、これに限らず、コード画像登録部１０５はワーク検査装置１の外部に設けられていてもよい。

第１検査部１０６は、検査の際に、コード画像登録部１０５に登録されたデータが示すコード画像を用い、コード読取り部１０３による読取り結果に基づいてワークの正否を判定する。この際、第１検査部１０６は、カメラ１０１により１つのワークに対して得られた画像のうち、コード読取り部１０３により読取られたコードがコード画像におけるコードと同一である画像がある場合には、当該ワークは正しいと判定する。一方、第１検査部１０６は、カメラ１０１により１つのワークに対して得られた画像のうち、コード読取り部１０３により読取られたコードがコード画像におけるコードと同一である画像がない場合、又は、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功した画像がない場合には、当該ワークは正しくないと判定する。

第２検査部１０７は、検査の際に、カメラ１０１により得られた画像（検査画像）に基づいて、第１検査部１０６とは異なる検査方法により、ワークの正否を判定する。この際、第２検査部１０７は、例えばパターンマッチング又は画像における外観検査等を用いて、ワークの正否を判定する。

第２検査部１０７による検査方法としては、コード読取り部１０３として使用している装置を入力機器として使用した検査方法が考えられる。例えば、コード読取り部１０３がレーザを使用している場合、レーザによるコードのスキャン及びワークのスキャンを同時に行い、第１検査部１０６によるコードを用いた検査と第２検査部１０７によるレーザを用いた外観検査とを併用する。また、第２検査部１０７による検査方法として、レーザによるスキャンの代わりに、ラインスキャナ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラ等を用いて、画像検査を行う方法も考えられる。

検査切換え部１０８は、段取替えの際に、コード読取り部１０３によるコードの読取り結果に基づいて、第１検査部１０６による検査及び第２検査部１０７による検査を有効又は無効とする。この際、検査切換え部１０８は、カメラ１０１により１つのワークに対して得られた画像のうち、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功した画像がある場合には、第１検査部１０６による検査を有効とし、第２検査部１０７による検査を無効とする。一方、検査切換え部１０８は、カメラ１０１により１つのワークに対して得られた画像のうち、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功した画像がない場合には、第２検査部１０７による検査を有効とし、第１検査部１０６による検査を無効とする。

なお、ワークが有するコードの種類が複数種類考えられる場合には、ワーク検査装置１は、段取替え時のコード読取り処理をその種類分だけ繰り返し行うこともできる。

次に、実施の形態１に係るワーク検査装置１の動作例について説明する。以下では、実施の形態１に係るワーク検査装置１が図３に示す丁合機２に適用された場合を示す。
丁合機２は、図３に示すように、搬送路２０１及び複数のストッカ（駒）２０２を備えている。搬送路２０１は、コンベア機構等である。ストッカ２０２は、搬送路２０１に沿って設けられ、折丁５（ワーク）が収納されている。この丁合機２では、搬送路２０１の搬送速度に合わせて、各ストッカ２０２にそれぞれ収納された折丁５が例えば最上部のものから１枚ずつ抜き出されて搬送路２０１上に供給される。これにより、丁合機２では、搬送路２０１の上流側から順に折丁５が重ねられ、丁合機２は最終的に折丁５を製本機に供給する。
この丁合機２に対し、ワーク検査装置１が有するカメラ１０１が、ストッカ２０２の上方にそれぞれ設けられている。そして、ワーク検査装置１が有する処理部１０２は、カメラ１０１により得られた画像から、折丁５の検査を行う。図３では処理部１０２の図示は省略している。また以下では、図４に示すように、カメラ１０１は、ストッカ２０２から抜き出される折丁５の搬送速度（抜き出し速度）に応じて、１枚の折丁５に対して撮像領域の位置を変えながら所定の大きさの画像を複数枚に渡って得るように動作が制御される。例えば、カメラ１０１は、４ｃｍ×４ｃｍの撮像領域を４８０画素×４８０画素から成る画像とし、１枚の折丁５に対して計８枚（♯１～♯８）の画像を得る。

まず、実施の形態１における処理部１０２による段取替えでの動作例について、図５を参照しながら説明する。なお、カメラ１０１は、所定の撮像領域を所定の撮像タイミングで撮像することで、ストッカ２０２から抜き出された折丁５を撮像する。上記の例では、カメラ１０１は、１枚の折丁５に対して計８枚（♯１～♯８）の画像（ティーチング画像）を得る。このカメラ１０１による撮像によって得られたティーチング画像を示すデータは、処理部１０２に出力される。

処理部１０２による段取替えでの動作例では、図５に示すように、まず、コード読取り部１０３は、カメラ１０１により得られたティーチング画像から、コードの読取りを行う（ステップＳＴ５０１）。なお、コードの読取り領域のサイズは、事前に設定される。

次いで、コード読取り部１０３は、カメラ１０１により１枚の折丁５に対して得られたティーチング画像のうち、コードの読取りに成功した画像があるかを判定する（ステップＳＴ５０２）。

このステップＳＴ５０２において、コード読取り部１０３がコードの読取りに成功した画像があると判定した場合には、コード画像設定部１０４は、当該コードが映った画像をコード画像として設定し、コード画像登録部１０５は当該コード画像を示すデータを登録する（ステップＳＴ５０３）。

また、検査切換え部１０８は、第１検査部１０６による検査を有効とし、第２検査部１０７による検査を無効とする（ステップＳＴ５０４）。

一方、ステップＳＴ５０２において、コード読取り部１０３がコードの読取りに成功した画像がないと判定した場合には、検査切換え部１０８は、第２検査部１０７による検査を有効とし、第１検査部１０６による検査を無効とする（ステップＳＴ５０５）。

このように、実施の形態１に係るワーク検査装置１は、段取替えの際に、コードの読取り結果に応じて検査方法を自動で切替え、また、コードが読取れた場合にはコード画像の設定を自動で行うため、段取替えにおける手間と時間を従来に対して削減可能となる。

次に、実施の形態１における処理部１０２による折丁５の検査動作例について、図６を参照しながら説明する。なお図６では、ワーク検査装置１において、第１検査部１０６による検査が有効となっているものとする。また、カメラ１０１は、所定の撮像領域を所定の撮像タイミングで撮像し、得られた画像（検査画像）を示すデータを処理部１０２に出力している。例えば、カメラ１０１は、４ｃｍ×４ｃｍの撮像領域を４８０画素×４８０画素から成る画像とし、１枚の折丁５に対して計８枚の検査画像を得る。

処理部１０２による折丁５の検査動作例では、図６に示すように、まず、コード読取り部１０３は、カメラ１０１により得られた検査画像から、コードの読取りを行う（ステップＳＴ６０１）。

次いで、第１検査部１０６は、コード画像登録部１０５に登録されたデータが示すコード画像を用い、コード読取り部１０３による読取り結果に基づいて折丁５の正否を判定する（ステップＳＴ６０２）。この際、第１検査部１０６は、カメラ１０１により１枚の折丁５に対して得られた検査画像のうち、コード読取り部１０３により読取られたコードがコード画像におけるコードと同一である画像がある場合には、当該折丁５は正しいと判定する。一方、第１検査部１０６は、カメラ１０１により１枚の折丁５に対して得られた検査画像のうち、コード読取り部１０３により読取られたコードがコード画像におけるコードと同一である画像がない場合、又は、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功した画像がない場合には、当該折丁５は正しくないと判定する。

なお上記では、検査切換え部１０８は、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功した画像がある場合に、第１検査部１０６による検査を有効とし、第２検査部１０７による検査を無効としている。しかしながら、これに限らず、検査切換え部１０８は、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功した画像がある場合に、第１検査部１０６による検査を有効とし、且つ、第２検査部１０７による検査も有効としてもよい。このように、実施の形態１に係るワーク検査装置１は、コードの読取りによる検査と他の検査方法による検査とを併用することで、検査の厳密性が向上し、不良品の流出可能性が低減可能となる。

以上のように、この実施の形態１によれば、ワーク検査装置１は、撮像領域を撮像して画像を得るカメラ１０１と、カメラ１０１により得られた画像から、コードの読取りを行うコード読取り部１０３と、検査の際に、コードが映ったコード画像を用い、コード読取り部１０３による読取り結果に基づいてワークの正否を判定する第１検査部１０６と、検査の際に、カメラ１０１により得られた画像に基づいて、第１検査部１０６とは異なる検査方法で、ワークの正否を判定する第２検査部１０７と、段取替えの際に、カメラ１０１により１つのワークに対して得られた画像のうち、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功した画像がある場合に第１検査部１０６による検査を有効とし、当該コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功した画像がない場合に第２検査部１０７による検査を有効とする検査切換え部１０８とを備えた。これにより、実施の形態１に係るワーク検査装置１は、検査を行う品種としてコードを有するワークとコードを有しないワークとがある場合でも、自動的に検査方法を切替え可能となる。

実施の形態２．
実施の形態１では、第１検査部１０６による検査が有効である場合、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功したか否かに関わらず、第１検査部１０６が検査を行う場合を示した。この場合、コードの印刷品質が悪い等の理由によってコードの読取りに失敗した場合に、良品であるにも関わらず不良品と判定してしまい、歩留まりが悪化する可能性がある。そこで、実施の形態２では、上記の課題を解決する方法について示す。実施の形態２に係るワーク検査装置１の構成例は、図１，２に示す実施の形態１に係るワーク検査装置１の構成例と同様である。

なお、実施の形態２における第２検査部１０７は、実施の形態１で示した機能に加え、第１検査部１０６による検査が有効である状態において、検査の際に、カメラ１０１により１つのワークに対して得られた画像のうち、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功した画像がない場合に、当該ワークに対する再検査を行う機能も有する。

次に、実施の形態２における処理部１０２による折丁５の検査動作例について、図７を参照しながら説明する。なお図７では、ワーク検査装置１において、第１検査部１０６による検査が有効となっているものとする。また、カメラ１０１は、所定の撮像領域を所定の撮像タイミングで撮像し、得られた画像（検査画像）を示すデータを処理部１０２に出力している。例えば、カメラ１０１は、４ｃｍ×４ｃｍの撮像領域を４８０画素×４８０画素から成る画像とし、１枚の折丁５に対して計８枚の検査画像を得る。

処理部１０２による折丁５の検査動作例では、図６に示すように、まず、コード読取り部１０３は、カメラ１０１により得られた検査画像から、コードの読取りを行う（ステップＳＴ７０１）。

次いで、コード読取り部１０３は、カメラ１０１により１枚の折丁５に対して得られた検査画像のうち、コードの読取りに成功した画像があるかを判定する（ステップＳＴ７０２）。

このステップＳＴ７０２において、コード読取り部１０３がコードの読取りに成功した画像があると判定した場合には、第１検査部１０６は、コード画像登録部１０５に登録されたデータが示すコード画像を用い、コード読取り部１０３による読取り結果に基づいて折丁５の正否を判定する（ステップＳＴ７０３）。この際、第１検査部１０６は、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功した画像のうち、コードがコード画像におけるコードと同一である画像がある場合には、当該折丁５は正しいと判定する。一方、第１検査部１０６は、コード読取り部１０３によりコードの読取りに成功したティーチング画像のうち、コードがコード画像におけるコードと同一である画像がない場合には、当該折丁５は正しくないと判定する。

一方、ステップＳＴ７０２において、コード読取り部１０３がコードの読取りに成功した画像がないと判定した場合には、第２検査部１０７は、カメラ１０１により得られた検査画像に基づいて、第１検査部１０６とは異なる検査方法により、ワークの正否を判定する（ステップＳＴ７０４）。

このように、実施の形態２に係るワーク検査装置１は、第１検査部１０６による検査が有効となっている状態において、検査の際にコードの読取りに失敗した場合には、第２検査部１０７により再検査を行う。これにより、実施の形態２に係るワーク検査装置１は、実施の形態１における効果に加え、コードの印刷品質が悪い等の理由によってコードの読取りに失敗した場合でも、不良品と判定してしまうことを抑制でき、歩留まりを改善可能となる。

なお実施の形態１，２では、カメラ１０１が、１つのワークに対し、撮像領域の位置が異なる複数枚の画像を得る場合を示した。しかしながら、これに限らず、カメラ１０１は１つのワークに対してワーク全体を撮像した１枚の画像を得てもよい。なお、カメラ１０１が１つのワークに対して得る画像の枚数は、カメラ１０１の分解能と処理時間との関係に応じて適宜設定される。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組合わせ、或いは各実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ ワーク検査装置
２ 丁合機
５ 折丁
１０１ カメラ（撮像部）
１０２ 処理部
１０３ コード読取り部
１０４ コード画像設定部
１０５ コード画像登録部
１０６ 第１検査部
１０７ 第２検査部
１０８ 検査切換え部
２０１ 搬送路
２０２ ストッカ

Claims (5)

1. 撮像領域を撮像して画像を得る撮像部と、
   前記撮像部により得られた画像から、コードの読取りを行うコード読取り部と、
   検査の際に、コードが映ったコード画像を用い、前記コード読取り部による読取り結果に基づいてワークの正否を判定する第１検査部と、
   検査の際に、前記撮像部により得られた画像に基づいて、前記第１検査部とは異なる検査方法で、ワークの正否を判定する第２検査部と、
   段取替えの際に、前記撮像部により１つのワークに対して得られた画像のうち、前記コード読取り部によりコードの読取りに成功した画像がある場合に前記第１検査部による検査を有効とし、当該コード読取り部によりコードの読取りに成功した画像がない場合に前記第２検査部による検査を有効とする検査切換え部と
   を備えたワーク検査装置。
2. 前記撮像部は、１つのワークに対し、撮像領域の位置が異なる複数枚の画像を得る
   ことを特徴とする請求項１記載のワーク検査装置。
3. 段取替えの際に、前記コード読取り部によりコードが読取られた場合に、当該コードが映った画像を、コード画像として設定するコード画像設定部を備え、
   前記第１検査部は、検査の際に、前記コード画像設定部により設定されたコード画像を用いる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のワーク検査装置。
4. 前記検査切換え部は、段取替えの際に、前記撮像部により１つのワークに対して得られた画像のうち、前記コード読取り部によりコードの読取りに成功した画像がある場合に、前記第１検査部による検査に加え、前記第２検査部による検査も有効とする
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載のワーク検査装置。
5. 前記第２検査部は、前記第１検査部による検査が有効である状態において、検査の際に、前記撮像部により１つのワークに対して得られた画像のうち、前記コード読取り部によりコードの読取りに成功した画像がない場合に、当該ワークに対する再検査を行う
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載のワーク検査装置。

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