JPH0611318A - 金型成型品の品質検査方法及びそれを用いた品質検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチック成型や金型プレスにおける成型
品の品質を精度良く判定する品質検査方法及び装置を提
供することを目的とする。 【構成】 検査対象の成型品が付着する可動金型または
固定金型に対して、該可動金型と固定金型の相対移動方
向より所定の斜め方向から点光源を照射し、型開による
成型品の移動にともなって該成型品の形状に沿ってでき
る点光源の移動軌跡を撮像し、該移動軌跡の画像データ
を予め決められた基準の移動軌跡の画像データと比較・
照合して、予め決められた条件内での一致性が品質の良
否を判定することとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック成型や金
型プレスにおける成型品の品質検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の品質検査装置としては、
例えば、特願平２−２２５４９６号のように、金型にス
リット光を当て、成型品の形状に応じて変化するスリッ
ト模様を解析することによって、該成型品の良否を判断
したり、特願平３−１２６４２８号のように、金型に光
を照射し、成型品の形状に応じた輝度の変化を解析する
ことによって、該成型品の良否を判断するものが知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来の品質検査装置にあっては、金型を開いて成型品
の型取り前のタイミングで、即ち、可動金型内に成型品
が存在する状態で品質検査する場合に、該可動金型が予
め決められた位置に来るのに同期して、ビデオカメラ等
の撮像機器によって画像を撮像し、これによって得られ
る画像データを信号処理することとなるが、可動金型の
駆動機構の機械精度等に起因して、上記可動金型が決め
られた位置に来るのに同期して撮像することは極めて困
難であり、常に同じ条件下で得られた画像データを解析
することとならないために、検査精度の低下を招いてい
た。

【０００４】また、特願平２−２２５４９６号の品質検
査装置にあっては、精度の良いスリット光を実現するこ
とが極めて困難であり、例えば、大掛りなプロジェクタ
を必要とするなどの問題があった。また、特願平３−１
２６４２８号の品質検査装置にあっては、該品質検査装
置が設置される場所の室内照明による明るさの変化や、
成型品の材料の違い、例えば、プラスチック樹脂や鉄板
などの色の変化によって検査精度がばらつく等の問題が
あった。

【０００５】本発明は、この様な従来の問題点に鑑みて
成されたものであり、金型成型による成型品の外観不良
等を精度良く検査する品質検査装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この様な目的を達成する
ために本発明は、検査対象の成型品が付着する可動金型
または固定金型に対して、該可動金型と固定金型の相対
移動方向より所定の斜め方向から点光源を照射し、型開
による成型品の移動にともなって該成型品の形状に沿っ
てできる点光源の移動軌跡を撮像し、該移動軌跡の画像
データを予め決められた基準の移動軌跡の画像データと
比較・照合して、予め決められた条件内での一致性から
品質の良否を判定することとした。

【０００７】

【作用】かかる構成の品質検査装置によれば、可動金型
又は固定金型に付着する成型品が型開によって移動する
のに伴って、点光源が成型品上を点走査し、該点走査に
よって現われる移動軌跡が成型品の実際の形状を表わ
し、この移動軌跡と予め決められた移動軌跡との画像デ
ータを比較・照合することによって、成型品の良否のみ
ならず不良部分の判定も可能となる。

【０００８】特に、撮像のための撮像カメラの画角内
に、検査対象全体が収まる様に予め設定しておけば、比
較的厳格でないタイミングで撮像を行っても、金型と成
型品の検査対象範囲が決まるので、従来の様な厳密な金
型の位置制御が不要となる。また、点光源による軌跡を
認識するので、簡単な２値化処理で形状の判断が可能と
なり、外部照明等の外的要因によって検査精度が変動し
ない。

【０００９】更に、点光源は、レーザ光や比較的簡単な
光学系で容易に実現できるので、スリット光を適用する
従来技術と比較すると、より適用性に優れた品質検査装
置を提供できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。まず、図１に基づいて検査装置の全体構成を説明す
る。プラスチック射出成型や鉄板プレス成型機などに適
用されるものである。１はこれら成型機の可動側金型、
２は固定側金型であり、例えばプラスチック射出成型機
においては、可動側金型１が固定側金型２に合わさった
状態でプラスチック樹脂を注入・固化し、次に、可動側
金型１を外す型開動作を行った後に、可動側金型１から
成型品３を離脱させ、再び可動側金型１を固定側金型２
に合わせて同じ処理を繰返す。また、型開時などにおい
て可動側金型１は、固定側金型２に対して常に対向しな
がら平行移動する。

【００１１】４は検査装置の点光源であり、可動金型１
が移動する方向Ｘに対して、予め決められた角度θの斜
め方向から、焦点の絞られた細い光を可動側金型１の通
過点に向けて照射する。尚、点光源４は検査装置に固定
され、常に静止している。５は可動側金型１の内側を撮
像するためのビデオカメラであり、可動側金型１が固定
側金型２に対して進退移動しても、予め決められた画角
範囲内に、可動側金型１に付着する成型品３の像が入る
様に画角設定されている。

【００１２】この様な構成によれば、可動側金型１が型
金時に固定側金型２から次第に離れる様に移動すると、
可動側金型１が固定側金型２に近い所定地点ｘ１から点
光源４の光が可動側金型１の内側端に当たり始め、可動
側金型１が次第に遠ざかるに連れて、照射部分が可動側
金型１の内側面を上から下へ走査しながら移動する。
尚、実施例では、この走査が縦方向に対してのみ行なわ
れる様にするために、点光源４は、可動側金型１の移動
方向に対して鉛直上の位置に設置されている。

【００１３】この結果、図２に示す様に、型開時に可動
側金型１の内側に付着している成型品３のある部分を縦
方向に走査すると、成型品３の形状に応じた点光源の軌
跡パターンがビテオカメラ５によって撮像される。次
に、ビテオカメラ５によって撮像された点光源の軌跡パ
ターンの画像信号は、図３に示す構成の信号処理部によ
って処理される。即ち、ビテオカメラ５によって撮像期
間毎に入力されるアナログの画像信号は、２値化処理部
７内のＡ／Ｄ変換器７ａにおいて、ビテオカメラ５の点
順次走査に基づく画素毎に８ビットのデジタル信号に変
換され、更に、コンパレータ７ｂが予め設定されたしき
い値Ｖｔｈと比較することによって、論理値“１”と
“０”の２値のデジタルデータに変換される。そして、
各画素毎の２値のデジタルデータは、上記点順次走査の
タイミングに同期して、画像処理部８内の画像記憶メモ
リ８ａに格納される。したがって、点光源４が当たって
できた軌跡パターンの形状をくずすことなく、２値のデ
ータとして、画像記憶メモリ８ａに記憶される。

【００１４】ここで、コンパレータ７ｂのしきい値Ｖｔ
ｈは、後述するキーボード等からマニュアル走査で入力
したり、あるいは、画像処理装置８がＡ／Ｄ変換器６か
らの全画像データを、一旦、他の画像記憶メモリ８ｂに
格納し、全画像データの上位Ｎ％を区切る様に計算され
たしきい値Ｖｔｈを自動的に決める自動調整によって設
定され、このマニュアル入力と自動調整をキーボードか
らのコマンド指定で行うことができる様になっている。

【００１５】また、Ａ／Ｄ変換器７ａから出力されたデ
ジタル信号を２値化するのに、コンパレータ７ｂの代り
に、画像処理装置８のソフトウエアで処理する様に構成
しても良い。更に、画像処理装置８には、予め基準とな
る２値化された軌跡パターンのデータを格納する画像デ
ータ記憶部８ｃを内蔵している。

【００１６】９は、成型機の制御部（図示せず）と接続
して、検査開始信号や品質検査の判定結果の信号の授受
を行わせるインターフェースであり、可動金型１の移動
動作と検査開始との同期をとったり、品質不良等の判定
結果に対して成型動作を停止させる等の処理を自動化さ
せるためにある。１０は上記キーボードやプリンタなど
の入出力機器を画像処理装置８に接続して各種のコマン
ド入力や検査結果の印字を行なわせるインターフェース
である。

【００１７】次にかかる構成の品質検査装置の処理動作
を図４のフローチャートに基づいて説明する。まず、実
際の検査を開始する前に、前記基準となる軌跡パターン
の作成及び、コンパレータ７ｂのしきい値Ｖｔｈの設定
並びに、検査領域の設定のための初期化処理を行う。

【００１８】即ち、ステップＳ１において、通常の成型
動作を行い、型開時に可動金型１が移動する際に、点光
源４によって成型品３上にできる点模様の軌跡をヒデオ
カメラ５で撮像する。そして、Ａ／Ｄ変換器７ａで各画
素毎にデジタル化し、画像処理装置８内に画像データ記
憶メモリ８ｂに格納し、演算部が全画像データの上位Ｎ
％を区切る様に計算されたしきい値Ｖｔｈを自動的に決
めて、この値Ｖｔｈをコンパレータ７ｂのしきい値とす
る。

【００１９】更に、演算部は、画像データ記憶メモリ８
ｂの夫々の画素の画像データとしきい値Ｖｔｈとを比較
し、しきい値Ｖｔｈより大きな値の画素を論理値
“１”、小さな値の画素を論理値“０”とすることによ
り、点光源４の照射によってできる点模様を論理値
“１”として得る。次に、ステップＳ２において、点模
様の重心座標を求め、これらの重心座標をつなぐことに
よってできる軌跡を、基準の軌跡パターンデータとし
て、画像データ記憶メモリ８ｃに格納する。

【００２０】次に、走査者が、金型が開いた状態の画像
をモニターで見ながら、検査範囲を決め、キーボード等
によって、検査範囲の座標を画像処理装置８の演算部に
指示する。この様に、ステップＳ１〜Ｓ３の処理を行な
うことによって、予め良品の成型品についての所定のデ
ータを設定しておく。

【００２１】次に、実際の検査を開始する。まず、ステ
ップＳ４において、成型機から成型機用インターフェー
ス９を介して成型開始信号が入力されるのに同期して、
検査処理を開始し、点光源４の光照射とビテオカメラ５
による撮像を行ない、可動金型１の型開時に撮像した画
像データをＡ／Ｄ変換器７ａ及びコンパレータ７ｂによ
って２値の論理値の画像データに変換する。

【００２２】次に、ステップＳ５において点模様の重心
座標を演算し、ステップＳ６において可動金型１の型開
時の移動動作が完了したことを確認するまで繰返す。し
たがって、図２に示した様な複数の点模様の夫々の重心
座標が求まる。次に、ステップＳ７において、夫々の重
心座標を時系列に結ぶことにより点模様６の軌跡パター
ンを示すデータを作成し、メモリ８ａに格納する。

【００２３】次に、ステップＳ８とＳ９において、予め
画像記憶メモリ８ｃに格納されている基準の軌跡パター
ンのデータと検査時に得られたメモリ８ａ内の軌跡パタ
ーンのデータとを比較・照合することにより、相互の一
致性を判断し、所定基準以上の一致性がある場合には、
成型品に異常がないと判定する。更に、一致性判断の処
理を図５に基づいて説明すると、基準の軌跡パターンＬ
Ｃは仮想座標上の線幅のない折れ曲がった線であり、こ
の軌跡パターンＬＣについて一定の幅を設けることによ
って基準の領域ＡＣを決める。

【００２４】次に、検査によって求めた軌跡パターンＬ
Ａについても同様に一定幅の領域ＡＲを設定する。そし
て両方の領域ＡＣ，ＡＲが重なり合う領域Ｅに含まれる
画素数Ｎｉを求め、予め品質の合格基準として設定した
値Ｎｔｈと比較して、Ｎｉ≧Ｎｔｈの場合には合格品、
Ｎｉ＜Ｎｔｈの場合には不合格品であると判定する。そ
して、判定結果を、ユーザー用インターフェース１０を
介して警報ブザー等へ転送することで通知し、また、成
型機用インターフェース９を介して成型機へも転送す
る。

【００２５】この様に、ステップＳ４〜Ｓ９の処理は、
一回の成形から型開するまでの動作に対して同期して行
ない、次の成形時にも同じ処理を繰返すことで、連続的
に成型品の良否を判定することができる。尚、この実施
例では、一つの点光源４を可動側金型１に対して照射す
るので、微小な部分についてのみの検査を実現するが、
成型品の複数部分を検査する場合には、複数の点光源４
を並列に配置し、夫々の点光源４による軌跡パターン
を、予め設定した複数の基準の軌跡パターンと比較・照
合することによって実現できる。

【００２６】次に、他の実施例を図６と共に説明する。
これは、型開時に、固定側金型に成型品が付着する構造
の成型機に適用する品質検査装置を示す。即ち、可動側
金型１又は可動側金型と一体に移動動作する部材に点光
源４を固定し、型開時の可動側金型１の移動に伴って点
光源４の成型品３に対する照射位置が次第にずれ様に点
光源４の照射角が設定されている。更に、ビテオカメラ
５が固定側金型２の内側に向けられており、上記照射位
置の変化によってできる点模様の軌跡パターンを撮像す
る。

【００２７】そして、撮像によって得られる軌跡パター
ンの画像を、図３に示す画像処理手段で同様に解析する
ことにより、品質の良否を判定する。この実施例によれ
ば、可動側金型１と固定側金型２の相対的移動によって
点光源４が移動して成型品３を走査することとなるの
で、第１の実施例と同じ原理で成型品の良否判定を行う
ことができる。

【００２８】次に、更に他の実施例を図７と共に説明す
る。尚、図７において図３と同一又は相当する部分を同
一符号で示す。この実施例は、点光源４（図１参照）の
照射によりできる点模様の軌跡を一括してビテオカメラ
５で撮像した後、品質の良否判定を行う品質検査装置で
ある。即ち、ビテオカメラ５の前方に画像処理装置８で
開閉制御される電子シャッター１１が設置される。この
電子シャッター１１は、通常は閉じられており、検査開
始のタイミングに同期して、各型開を行う期間中だけ開
放する。したがって、点光源４が成型品を走査している
期間中は連続して開放し、型開以外の動作中は閉じられ
る。

【００２９】更に、ビテオカメラ５は、各型開期間中
は、静止画モードで作動し、該型開期間において１フレ
ーム画を撮像する。したがって、電子シャッター１１が
開放している間に、ビテオカメラ５が点模様の輝度を精
算し、電子シャッター１１が閉じた時に、１フレーム画
の画像信号を２値化処理部７で各画素毎に論理値“１”
又は“０”の画像データに変換し、画像処理部８内のメ
モリに格納する。

【００３０】そして、この２値化された画像データにつ
いて第１の実施例と同じ画像処理を行うことによって、
点模様の軌跡パターンのデータを作成し、正常時に予め
決められた基準の軌跡パターンのデータと比較・照合す
ることによって、成型品の良否を判定する。この実施例
によれば、ビテオカメラ５の撮像素子が光電荷を積算す
る機能を有することを利用したものであり、１フレーム
画から得られる軌跡パターンわ解析するだけで品質検査
が実現するので信号処理のタイミング制御を簡素化でき
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、検
査対象の成型品が付着する可動金型または固定金型に対
して、該可動金型と固定金型の相対移動方向より所定の
斜め方向から点光源を照射し、型開による成型品の移動
にともなって該成型品の形状に沿ってできる点光源の移
動軌跡を撮像し、該移動軌跡の画像データを予め決めら
れた基準の移動軌跡の画像データと比較・照合して、予
め決められた条件内での一致性から品質の良否を判定す
ることとしたので、撮像のための撮像カメラの画角内
に、検査対象全体が収まる様に予め設定しておけば、比
較的厳格でないタイミミングで撮像を行っても、金型と
成型品の検査対象範囲が決まるので、従来の様な厳密な
金型の位置制御が不要となる。

【００３２】また、点光源による軌跡を認識するので、
簡単な２値化処理で形状の判断が可能となり、外部照明
等の外的要因によって検査精度が変動しない。更に、点
光源は、レーザ光や比較的簡単な光学系で容易に実現で
きるので、スリット光を適用する従来技術と比較する
と、より適用性に優れ、且つ精度の良い品質検査装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による品質検査装置の一実施例の構成を
示す構成説明図である。

【図２】カメラに写った画像の例を示す説明図である。

【図３】一実施例の画像処理部の構成を示す説明図であ
る。

【図４】一実施例の動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図５】一実施例の良品判定原理を説明するための説明
図である。

【図６】本発明の他の実施例の構成を示す構成説明図で
ある。

【図７】本発明の更に他の実施例の構成を示す構成説明
図である。

【符号の説明】

１……可動側金型 ２……固定側金型 ３……成型品 ４……点光源 ５……カメラ ６……点模様 ７……２値化装置 ７ａ…Ａ／Ｄ変換器 ７ｂ…コンパレーター ８……画像処理装置 ９……成型機用インターフェース １０……ユーザー用インターフェース １１……電子シャッター

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型成型機の金型内の成型品の品質検査方
   法において、正常状態で前記金型内に大きさを持った点
   状の光を照射し、該点状の光による前記金型内に現われ
   るパターンを撮像して、ビデオ信号に変換すると共に、
   該ビデオ信号を画素毎に二値の画像データーに変換し、
   金型が移動している間連続して入力した該二値化データ
   ーからその軌跡を求めたデーターを基準とし、金型成型
   行程中に、前記金型内に大きさを持った点状の光を照射
   し、該点状の光による前記金型内に現われるパターンを
   撮像して、ビデオ信号に変換すると共に、該ビデオ信号
   を画素毎に二値の画像データーに変換し、金型が移動し
   ている間連続して入力した該二値化データーからその軌
   跡を求めたデーターを被判定データーとし、基準データ
   ーと被判定データーの一致性を識別することによって、
   成型品の品質を判定することを特徴とする金型成型品の
   検査方法。
2. 【請求項２】金型成型機の金型内の成型品の品質検査装
   置において、固定された位置から前記金型内に大きさを
   持った点状の光を照射する手段と、前記点光源によって
   前記金型内に現われるパターンを撮像して、ビデオ信号
   に変換する手段と、該ビデオ信号を画素毎に二値の画像
   データーに変換する二値化手段と、金型が移動している
   間連続して入力した該二値化データーからその軌跡を求
   める手段と、正常状態で前記手段で求めた軌跡のデータ
   ーを基準データーとして記憶する手段と、金型成型行程
   中において前記手段で求めた金型内に現われるパターン
   の軌跡のデーターを被判定データーとして前記基準デー
   ターと比較し、該一致性を識別することによって、成型
   品の品質を判定する判定手段を具備することを特徴とす
   る金型成型品の品質検査装置。
3. 【請求項３】前記点状の光を照射する手段が、可動する
   金型に固定され、前記金型の移動と共に移動することに
   よって、固定側の金型内の成型品を検査を行なうことを
   特徴とする請求項２の金型成型品の品質検査装置。
4. 【請求項４】前記点状の光を照射する手段が、複数個設
   置され、それぞれの軌跡によって判定することを特徴と
   する請求項２又は３の金型成型品の品質検査装置。