JPH07117394B2 - 板金加工検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ターレットパンチプレ
ス（ＴＰＰ）及びレーザー加工機にような板金加工にお
ける加工状態の検査の自動化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、板金業界における製品の検査
の方法としては、目視検査，スケールによる測定検査，
ノギスによる測定検査，ハイトゲージによる測定検査，
スコアー測定検査，分度計測定検査等の方法によってい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】シャーリング切断等に
対する寸法検査の場合には、スケールによる測定検査，
ノギスによる測定検査，スコアー測定検査等の検査方法
で容易に検査できるが、ターレットパンチプレス（ＴＰ
Ｐ）及びレーザー加工機による加工の場合には、加工穴
の径が大小まちまちであり、穴の形状が円形，三角形，
多角形，長円形，長方形等種々の形状となり、ワーク一
枚当たりの加工穴の数も、数千〜一万個と多数のものも
あるので、従来の人手による検査方法では、長時間を要
するという問題があった。中には一日に１〜２枚しか検
査できない場合もある。

【０００４】このようなワークの場合には特に、検査の
見落としも多くなりやすくなる。検査初期において加工
不良を発見した場合には、集中力も維持できるが、始め
の30％において加工不良が発見されなかった場合には、
残りの部分も不良はないであろうとの意識ができ、注意
力が散漫となりやすく、加工不良を見落としやすくな
る。

【０００５】このように、人手による検査方法では、時
間がかかるという点と、信頼性が低いという点で問題が
あった。また、最初に加工不良を発見した場合でも、不
良箇所を修正する間は加工処理を止めておかなければな
らないので、例えば、一分間あたり100 円〜250 円程度
のコストを要するＴＴＰ装置を、半日とか一日とか止め
ておくことは、大きな損失となるという問題があった。

【０００６】一方、検査結果を待たずに、多数のワーク
に対する加工を進めると、検査結果が不良となった時点
では、多数の不良品が発生することになるという問題が
あった。また、板金加工の方法は、ＣＡＤ，ＣＡＭ等の
コンピュータ化によって加工の能率，信頼性，精度は向
上したが、一つのワークに対して適切な加工がなされた
からといって、全てのワークに対しても適切な加工が保
証されるわけではない。

【０００７】それは、加工処理のプログラムの選択，設
定のミス、ワークのセット位置のミス、金型のサイズの
間違い、金型ステーションのセット間違い、金型クリア
ランスの間違い、ハードプログラムの指定ミス等の様々
な要因で、加工不良が発生する危険性がある。このよう
な不良に対しては、目視検査が効果的な場合がある。な
お、近年においては、画像処理の技術を検査に応用する
技術が実開平３−６５０５号公報や、特開昭６１−１０
２５０７号公報に開示されている。前者は、カメラを、
板金品に沿って、その一端から他端まで移動させながら
撮影することによって、板金品の穴等の位置を計測する
技術である。後者は、ＣＣＤラインセンサを用いた１次
元カメラを用いたものであり、ラインセンサの下方を小
刻みに移動させ、そのタイミングに応じて撮像データの
位置を把握してメモリ上に加工製品の映像を生成し、別
途入力された基準製品の映像と比較して、良否を判定す
る技術である。しかし、前者は、ステッピングモータの
パルスを係数することによって、カメラの移動量を把握
して、検出した穴の位置を計測するものであり、広い領
域の画像を一度に撮像できないため、処理が遅いという
問題がある。また、カメラを広い領域を撮像できる２次
元カメラとしても、照明装置が、カメラの光軸の側方か
らの照明であるので、視野の中で明るさが均一にならな
いという問題がある。また、穴の数や、位置、およびそ
の大きさは計測できるが、板金の形状までは計測できる
技術は開示されていない。仮に、板金の形状まで計測で
きる画像処理を備えたとしても、カメラを移動させなが
ら板金を撮像し、その形状を計測するためには、時間を
要するので、迅速な処理が困難であるという問題があっ
た。また、後者は、基準製品の映像と比較することはで
きるが、ＣＣＤラインセンサを用いた１次元カメラを用
いたものであるため、前者同様に、広い領域の画像を一
度に撮像できないため、処理が遅いという問題がある。
また、板金の形状までは計測するためには、多量の演算
処理が必要であるので、迅速な処理が困難であるという
問題があった。

【０００８】そこで、本発明においては、カメラと画像
処理装置によって、板金の状態を能率よく検査できる装
置を提供することを目的としているものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明において
は、板金加工されたワークを撮影する２次元カメラと、
発光体が前記２次元カメラの光軸回りに円環状に配設さ
れた照明装置と、前記２次元カメラとワークとの距離を
変更する距離変更手段と、前記２次元カメラの撮像エリ
アを変更するカメラ移動手段と、前記ワークの位置を変
更するワーク移動手段と、前記２次元カメラの撮像デー
タからワークの加工穴の数を得る第１段階の画像処理手
段と、第１段階の画像処理手段において得た加工穴の数
と所定の基準数とを比較して、当該ワークに対する板金
加工の良否を判定する第１段階の判定手段と、第１段階
の判定手段によって良品と判定されたワークに対して、
前記２次元カメラの撮像データからワーク形状データを
得る第２段階の画像処理手段と、第２段階の画像処理手
段において得たワーク形状データと所定の基準形状デー
タとを比較して、当該ワークに対する板金加工の良否を
判定する第２段階の判定手段と、前記カメラのピント
と、前記距離変更手段と、前記カメラ移動手段と、ワー
ク移動手段とを制御する制御手段と、を備えるという手
段を講じた。

【００１０】

【作用】上記手段を講じた本発明によれば、板金加工さ
れたワークを２次元カメラで撮影するとき、距離変更手
段によって、前記カメラとワークとの距離を変更し、所
望の大きさでワークの広い領域を撮影する。また、ワー
クの撮影箇所を変更するときは、カメラ移動手段によっ
てカメラ側を移動するとともに、ワーク移動手段によっ
てワーク側も移動させるので、所望の撮像エリアに短時
間で移動して撮影できる。

【００１１】このようにして撮影したデータから第１段
階の画像処理手段によってワークの加工穴の数を得て、
第１段階の判定手段によって、所定の基準数とを比較し
て、当該ワークに対する板金加工の良否を判定するの
で、加工穴の数の一致しないワークの不良は直ちに判定
できる。 この判定を合格したワークに対して、第２段階
の画像処理手段によってワーク形状データを得て、第２
段階の判定手段によって所定の基準形状データとを比較
して、当該ワークに対する板金加工の良否を判定する。
このようにして、簡単な画像処理で判定できる加工穴の
数の一致の判定と、複雑な画像処理を要する形状の判定
とを、分けて処理するので、効率よい判定が可能となっ
ている。 また、円環状の照明装置を備えることによっ
て、視野内の明るさは均一になる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の板金加工検査装置の実施例を
図面に基づいて詳説する。図面において、１は入庫部、
２は切断加工部、３はＴＰＰプレスによる板金加工部、
４は板金検査部、５は曲げ加工部、６は溶接部、７は出
庫部である。

【００１３】図２に前記板金検査部４の詳細を示す。１
０は板金加工されたワーク、１１は該ワーク１０を撮影
するカメラ、１２は支持した前記カメラ１１をＺ軸方向
に移動する１軸テーブル、１３は該１軸テーブル１２が
設けられたＸ−Ｙテーブル、１４はセットされたワーク
１０を水平面内でＸ−Ｙ軸方向に移動するＸ−Ｙテーブ
ルである。なお、前記カメラ１１は２次元カメラに対応
し、前記１軸テーブル１２は距離変更手段に対応し、前
記Ｘ−Ｙテーブル１３はカメラ移動手段に対応し、前記
Ｘ−Ｙテーブル１４はワーク移動手段に対応している。

【００１４】前記カメラ１１の撮像データは、判定手段
としての画像処理装置１５に入力される。前記カメラ１
１のピント，前記１軸テーブル１２，前記Ｘ−Ｙテーブ
ル１３，前記Ｘ−Ｙテーブル１４は、制御部１６によっ
て制御される。そして、均一な照明を得るために、ドー
ナツ状の蛍光管１７をカメラの周囲に配置した。このカ
メラは円環状に配設された照明装置に対応している。こ
のとき、カメラの昇降による画像の明るさの変化を補償
するために照明装置を制御するとよい。

【００１５】前記画像処理装置１５においては、撮像デ
ータをＡ／Ｄ変換し、位置や照明による明るさの補正等
の前処理，微分処理，２値化処理，膨張処理，細線化処
理，パターンマッチングによる規格化処理等の画像処理
によって、ワーク１０の形状や、加工穴の位置，大き
さ，寸法等の形状データを得る。そのため、図４に示し
たように、前記カメラの撮像データからワークの加工穴
の数を得る第１段階の画像処理回路１５Ａと、第１段階
の画像処理回路１５Ａにおいて得た加工穴の数と所定の
基準数とを比較して、当該ワークに対する板金加工の良
否を判定する第１段階の判定回路１５Ｂと、第１段階の
判定回路１５Ｂによって良品と判定されたワークに対し
て、前記カメラの撮像データからワーク形状データを得
る第２段階の画像処理回路１５Ｃと、第２段階の画像処
理回路１５Ｃにおいて得たワーク形状データと所定の基
準形状データとを比較して、当該ワークに対する板金加
工の良否を判定する第２段階の判定回路１５Ｄと、総合
的な良否の判定結果を表示する判定表示装置１５Ｅとを
備えている。

【００１６】この形状データを、別途指定された基準デ
ータと比較し、一致すれば良品と判定し、一致しなけれ
ば不良品と判定する。このとき、図３のフローチャート
に示したように、始めに、ステップ１において加工穴の
数を読み取り、ステップ２において穴の数の一致／不一
致を比較して、不一致のワークは不良品と判定し、加工
穴の数が一致したものに対しては、ステップ３において
加工穴の位置や大きさ等を読み取り、ステップ４におい
て加工穴の位置や大きさ等を比較し、一致しなければ不
良品と判定し、一致すれば良品と判定する。このよう
に、画像処理の容易な加工穴の数の読み取りと、画像処
理の複雑な加工穴の位置や大きさ等の形状データの読み
取りとを分けたので、効率良い処理が行えて処理速度の
点から好ましい。図３のフローチャートにおいては、ス
テップ１が第１段階の画像処理手段に対応し、ステップ
２が第１段階の判定手段に対応し、ステップ３が第２段
階の画像処理手段に対応し、ステップ４が第２段階の判
定手段に対応している。

【００１７】また、径の小さな加工穴を撮像するとき
は、制御部１６からの近接撮影指令によって、前記１軸
テーブル１２がカメラ１１をワーク１０から所定の距離
に近づける。同時に、制御部１６からのピント調節指令
によって前記所定の距離にピントを合わせる。このよう
に、カメラの位置を変更することにより、ズームレンズ
を用いた方式より正確な撮像データを得ることが可能と
なる。

【００１８】また、ワーク１０の詳細な全体像をカメラ
のフレームに納めることは不適切であるので、基準とな
る原点位置から所定の検査順番に基づいて、カメラを順
次移動させながら、検査対象の加工穴を順次撮影する。
このとき、カメラの水平方向の位置を固定して、ワーク
の方のみを移動させると、移動時間を長く要するので、
前記Ｘ−Ｙテーブル１３でカメラを移動させ，前記Ｘ−
Ｙテーブル１４でワークを移動させることによって、極
めて短時間でワークの全体の撮像データを得ることがで
きる。このときの、前記Ｘ−Ｙテーブル１３と前記Ｘ−
Ｙテーブル１４の操作量は、制御部１６において計算さ
れた移動量に基づいた制御パルスによって制御されてい
る。なお、制御範囲からの逸脱を防止するために、移動
範囲のリミッタを備えている。

【００１９】基準データの入力については、キーボード
から直接入力すると、その手間と信頼性に問題があるの
で、記録済の記憶媒体によって入力することが好まし
い。このような記憶媒体としては、板金加工部において
用いられた加工用のデータを検査用の基準データに変換
したものを記録した磁気ディスク，磁気テープ，紙テー
プ等が好ましい。例えば、加工データは、ワークの歪み
発生を抑えるために、打抜きの順番を意図的に変更させ
ているので、検査用のデータとしては、隣接する位置の
検査は連続して検査するように変換するとよいのであ
る。

【００２０】なお、一つの画面の画素数を５１０×３９
０とした場合には、測定分解能が０．０１ｍｍのときの
視野は約５ｍｍ×３ｍｍ、測定分解能が０．１０ｍｍの
ときの視野は約５１ｍｍ×３９ｍｍ、測定分解能が１．
００ｍｍのときの視野は約５１０ｍｍ×３９０ｍｍとな
る。このように、ラインセンサに比して広い視野が一度
に得られるので、短時間でワークの判定が可能となる。

【００２１】ワークに不良箇所が発見されると、直ち
に、板金加工部３による板金加工処理を一時停止させ、
不良品の大量発生を防止する。

【００２２】ワークの撮影にあたっては、複数のカメラ
で分担して撮影して、電気的に一枚の画像データに合成
してもよい。また、立体的なワークの撮影が必要な場合
には、前記Ｘ−Ｙテーブル１４に加えて、回転機能を備
えるとよい。

【００２３】

【発明の効果】このようにして本発明の板金加工検査装
置によれば、板金加工済のワークの撮像データを、第１
段階と第２段階の画像処理に分けて解析して、基準デー
タと比較することによって、板金加工の良否を判定する
ので、複雑な板金加工の検査であっても、極めて短時間
に且つ高い信頼性で検査できるので、加工処理全体の流
れを停止させることなく、また、不良品を多数発生させ
ることなく、板金加工と検査の構成の能率を向上させる
ことができるという効果が得られる。また、照明装置が
円環状であるので、均一な照明が得られ正確な画像処理
が行えるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を備えた加工処理システムの全体構成図
である。

【図２】本実施例の板金加工検査装置の構成図である。

【図３】検査方法の概略フローチャートである。

【図４】 要部の構成図である。

【符号の説明】

１０ ワーク １１ ２次元カメラ １２ 距離変更手段（１軸テーブル） １３ カメラ移動手段（Ｘ−Ｙテーブル） １４ ワーク移動手段（Ｘ−Ｙテーブル）１５Ａ 第１段階の画像処理手段（画像処理装置） １５Ｂ 第１段階の判定手段（画像処理装置） １５Ｃ 第１段階の画像処理手段（画像処理装置） １５Ｄ 第１段階の判定手段（画像処理装置） １６ 制御手段（制御部）１７ 照明装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平３−6505（ＪＰ，Ｕ) 特開 昭61−102507（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−263834（ＪＰ，Ａ) 実公 平４−52645（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板金加工されたワークを撮影する２次元カ
   メラと、発光体が前記２次元カメラの光軸回りに円環状に配設さ
   れた照明装置と、 前記２次元カメラとワークとの距離を変更する距離変更
   手段と、 前記２次元カメラの撮像エリアを変更するカメラ移動手
   段と、 前記ワークの位置を変更するワーク移動手段と、前記２次元カメラの撮像データからワークの加工穴の数
   を得る第１段階の画像処理手段と、 第１段階の画像処理手段において得た加工穴の数と所定
   の基準数とを比較して、 当該ワークに対する板金加工の良否を判定する第１段階
   の判定手段と、 第１段階の判定手段によって良品と判定されたワークに
   対して、前記２次元カメラの撮像データからワーク形状
   データを得る第２段階の画像処理手段と、 第２段階の画像処理手段において得たワーク形状データ
   と所定の基準形状データとを比較して、当該ワークに対
   する板金加工の良否を判定する第２段階の判定手段と、 前記カメラのピントと、前記距離変更手段と、前記カメ
   ラ移動手段と、ワーク移動手段とを制御する制御手段
   と、 を備えたことを特徴とする板金加工検査装置。