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技術 検査装置、信号処理装置及びプログラム

出願人 三菱原子燃料株式会社
発明者 柳沼芳隆
出願日 2002年6月26日 (18年11ヶ月経過) 出願番号 2002-186437
公開日 2004年1月29日 (17年4ヶ月経過) 公開番号 2004-028826
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による材料の調査の特殊な応用 閉回路テレビジョンシステム
主要キーワード マトリックス信号 上位コントロール 信号制御ユニット 過電流センサ 信号発生デバイス 総括情報 特異情報 変形円
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年1月29日)のものです。
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図面 (7)

課題

外観形状が複雑な検査対象物外観検査等を簡単な構成で実現する。

解決手段

5個の信号発生デバイスとしてのカメラ5a〜5eは、検査対象物としての検査対象物としての複雑形状物撮像する。各カメラで撮像されたビデオ信号は、各カメラ毎に4個を1組として5組み設けられた合計20個の信号処理部(画像処理装置)70で処理される。その場合、動作指示部22により各組におけるn個の信号処理部70を分配器21を介して1個ずつ順次指示して環状的に動作させる。その指示された5個の信号処理部70から得られる5つの処理結果情報を結果総括部25で総合的に処理して当該検査対象物についての総括結果情報を出力する。

概要

背景

従来、例えば複雑形状部品製造工程においては、部品の表面にキズ汚れ、しみ、へこみ、つぶれへたりが生じたり、加工ミスや異種寸法部材混入等が生じることがある。このような種々の欠陥の有無を検査する方法として、複雑形状部品を検査時に一定方法で整列させてカメラ撮影し、画像処理によって予め登録しておいた画像と比較して検査する方法がある。
また、複雑形状部品の自動検査総合的な検査仕様にすると処理時間がかかるため、人間の目視検査に頼る場合があった。
また、帯状体等の長尺物の検査は連続的にエンドレスに行うことを要求されるが、従来では、高速でエンドレスに使えるフェルター処理や閾値処理、又は繰り返しパターン比較処理のような単純なロジック欠陥検知を行っていた。

概要

外観形状が複雑な検査対象物外観検査等を簡単な構成で実現する。5個の信号発生デバイスとしてのカメラ5a〜5eは、検査対象物としての検査対象物としての複雑形状物撮像する。各カメラで撮像されたビデオ信号は、各カメラ毎に4個を1組として5組み設けられた合計20個の信号処理部(画像処理装置)70で処理される。その場合、動作指示部22により各組におけるn個の信号処理部70を分配器21を介して1個ずつ順次指示して環状的に動作させる。その指示された5個の信号処理部70から得られる5つの処理結果情報を結果総括部25で総合的に処理して当該検査対象物についての総括結果情報を出力する。    

目的

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、1台の装置ではできない複雑な外観検査等を、検査信号等の複数の入力信号と複数の信号処理手段とをそのシステムの要求に合わせて組み合わせて処理することにより、有機的な判断と高速な処理を可能にすることにより、検査や測定に要求される仕様のものをフレキシブルに組み上げられ、その実体に合わせて小回りの利く処理能力を大幅に上げられる検査装置及び信号処理装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

検査対象物検査検査信号を発生するm個信号発生デバイスと、各信号発生デバイスからの検査信号を処理するようになされ、各信号発生デバイス毎にn個を1組としてm組み設けられたm×n個の信号処理手段と、各組におけるn個の信号処理手段を1個ずつ順次環状的に指示して動作させる動作指示手段と、前記動作指示手段で指示されたm個の信号処理手段から得られるm個の処理結果情報総合的に処理して当該検査対象についての総括結果情報を出力する総括手段とを設けたことを特徴とする検査装置

請求項2

前記動作指示手段は、前記信号処理手段が検査信号を取り込むのに必要な時間に動作指示信号を出力し、この動作指示信号を順次オーバーラップして出力することを特徴とする請求項1記載の検査装置。

請求項3

m個の入力信号を処理するようになされ、各入力信号毎にn個を1組としてm組み設けられたm×n個の信号処理手段と、各組におけるn個の信号処理手段を1個ずつ順次環状的に指示して動作させる動作指示手段と、前記動作指示手段で指示されたm個の信号処理手段から得られるm個の処理結果情報を総合的に処理して総括結果情報を出力する総括手段とを設けたことを特徴とする信号処理装置

請求項4

前記動作指示手段は、前記信号処理手段が前記信号を取り込むのに必要な時間に動作指示信号を出力し、この動作指示信号を順次オーバーラップして出力することを特徴とする請求項3記載の信号処理装置。

請求項5

m個の入力信号は、1〜m種類あることを特徴とする請求項3又は4記載の信号処理装置。

請求項6

前記m,nの個数が変更可能であることを特徴とする請求項3、4又は5記載の信号処理装置。

請求項7

m個の入力信号の1個毎にn個を1組としてm組み設けられたm×n個の信号処理手段における各組の信号処理手段を1個ずつ順次環状的に指示して動作させる動作指示処理と、前記動作指示処理により指示されたm個の信号処理手段により各入力信号を処理する信号処理と、前記信号処理により得られるm個の処理結果情報を総合的に処理して総括結果情報を出力する総括処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム

請求項8

前記動作指示処理により前記信号処理手段が検査信号を取り込むのに必要な時間に動作指示信号を出力し、この動作指示信号を順次オーバーラップして出力することを特徴とする請求項7記載のプログラム。

技術分野

0001

本発明は、複雑な外観を持つ検査対象物検査等に用いて好適な検査装置、この検査装置における信号処理に用いて好適な信号処理装置及び各装置で用いられるプログラムに関するものである。

背景技術

0002

従来、例えば複雑形状部品製造工程においては、部品の表面にキズ汚れ、しみ、へこみ、つぶれへたりが生じたり、加工ミスや異種寸法部材混入等が生じることがある。このような種々の欠陥の有無を検査する方法として、複雑形状部品を検査時に一定方法で整列させてカメラ撮影し、画像処理によって予め登録しておいた画像と比較して検査する方法がある。
また、複雑形状部品の自動検査総合的な検査仕様にすると処理時間がかかるため、人間の目視検査に頼る場合があった。
また、帯状体等の長尺物の検査は連続的にエンドレスに行うことを要求されるが、従来では、高速でエンドレスに使えるフェルター処理や閾値処理、又は繰り返しパターン比較処理のような単純なロジック欠陥検知を行っていた。

0003

しかしながら、上記画像処理による方法では、複雑形状部品を1個1個その向きを認識し、同じ向きに並べ替え撮像しなければならず、その並べ替えに時間がかかり、高速で検査できないために効率が悪かった。
また、複雑形状部品の自動検査で総合的に検査しようとすると処理時間がかかるため人間の目視検査に頼らざるを得なかった。
また、長尺物の連続的なエンドレス検査の場合は、高速でエンドレスに使えるフェルター処理や閾値処理、又は繰り返しパターンの比較処理のような単純なロジックで欠陥処理を行うしかなかった。

0004

近年、画像デバイスの情報量と取り込み速度は上がってきており、検査の高速化は当然のこととして要求されてくる。また、検査の対象物は複雑化し、短期間で変わってくる。当然ながら情報抽出ロジックは難しくなり、複雑化して細かく詳しく解析することが不可欠となってくる。常に新しい要求が増え、新しい検査対象物への対応が短時間でできることが求められてくる。そして、これに対処するための専用プロセッサや専用高速検査装置開発の時間的余裕採算性もなくなってきている。進歩のめざましいCPUの演算パワーで対処できる範囲も増してはいるが、それだけでは追いつかない要求が増しているのが現状である。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、1台の装置ではできない複雑な外観検査等を、検査信号等の複数の入力信号と複数の信号処理手段とをそのシステムの要求に合わせて組み合わせて処理することにより、有機的な判断と高速な処理を可能にすることにより、検査や測定に要求される仕様のものをフレキシブルに組み上げられ、その実体に合わせて小回りの利く処理能力を大幅に上げられる検査装置及び信号処理装置を提供することを目的としている。

0006

上記の目的を達成するために、本発明による検査装置は、検査対象物を検査し検査信号を発生するm個信号発生デバイスと、各信号発生デバイスからの検査信号を処理するようになされ、各信号発生デバイス毎にn個を1組としてm組み設けられたm×n個の信号処理手段と、各組におけるn個の信号処理手段を1個ずつ順次環状的に指示して動作させる動作指示手段と、前記動作指示手段で指示されたm個の信号処理手段から得られるm個の処理結果情報を総合的に処理して当該検査対象についての総括結果情報を出力する総括手段とを設けたものである。

0007

また、本発明による信号処理装置は、m個の入力信号を処理するようになされ、各入力信号毎にn個を1組としてm組み設けられたm×n個の信号処理手段と、各組におけるn個の信号処理手段を1個ずつ順次環状的に指示して動作させる動作指示手段と、前記動作指示手段で指示されたm個の信号処理手段から得られるm個の処理結果情報を総合的に処理して総括結果情報を出力する総括手段とを設けたものである。

0008

また、本発明によるプログラムは、m個の入力信号の1個毎にn個を1組としてm組み設けられたm×n個の信号処理手段における各組の信号処理手段を1個ずつ環状的に動作指示する動作指示処理と、前記動作指示処理により指示されたm個の信号処理手段により各入力信号を処理する信号処理と、前記信号処理により得られるm個の処理結果情報を総合的に処理して総括結果情報を出力する総括処理とをコンピュータに実行させるためのものである。

課題を解決するための手段

0009

【作用】
従って、本発明によれば、各組のn個の信号処理手段を1個ずつ順次環状的に動作指示し、指示されたm個の信号処理手段によりm個の信号発生デバイス等から得られる検査信号等の入力信号を処理し、これにより得られるm個の処理結果情報を総合的に処理することにより、検査対象の合否判定結果等を含む総括結果情報を得ることができる。

0010

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態による外観検査装置の構成を示すブロック図である。
図1において、被検査物(検査対象物)としての例えば部品である複雑形状物1が製造されて、搬送ライン2上を所定間隔で例えば毎秒30個の速度で直線状に搬送されるようになされている。複雑形状物1は、図2に示すように底部は略円筒状をなし、その上に変形円プレートを持ち、壁面が曲面になっており、その壁面に2個のへこみが形成されたものである。

0011

搬送ライン2上の検査位置Xの上方にカメラ5aが設置されると共に、検査位置Xの周囲上方に4台のカメラ5b,5c,5d,5eが設置されている。これらのカメラ5a,5b,5c,5d,5eは本発明による信号発生デバイスを構成するものであり、撮像して出力されるビデオ信号を検査信号とする。

0012

カメラ5a〜5eは2次元画像を得られるエリアカメラであり、上方のカメラ5aは複雑形状物1の上面や壁面斜面の2個のへこみの位置や外周部の溝の中を撮像でき、周囲のカメラ5b,5c,5d,5eは、検査位置Xにある複雑形状物1の周囲に互いに約90°間隔で配設されて、複雑形状物1の周面と上部を斜め上からそれぞれ撮影することで、全体で複雑形状物1の周面全周と上面を撮影できる。これらのカメラ5a〜5eは検査信号処理部3に接続されている。

0013

検査位置Xの上方には、ストロボ照明6が複雑形状物1と同軸上に配設されている。このストロボ照明6は、例えば撮像するカメラに対して複雑形状物1の表面でハレーションを起こさないように設定されている。各カメラは、高速で移動する複雑形状物1をストロボ照明6の短時間照射により停止させた状態で撮像するようになされている。また、検査位置Xに到達した複雑形状物1を検出するセンサA7が設けられている。さらに、検査位置Xの前方には搬送ライン2上の不合格とされた複雑形状物1を搬送ライン2から排除して搬送ライン9に移す不合格品選別部4と、その前に合否判定の終わった複雑形状物1を検出するセンサB8が設けられている。

0014

検査信号処理部3は、マルチ信号処理部69が接続された信号制御ユニット20からなる。各カメラ5a〜5eとストロボ照明6とセンサA7,センサB8は検査信号処理部3に接続されている。搬送ライン2上を搬送される複雑形状物1が検査位置Xに到達したことをセンサA7に検知されると、センサA7より検査信号処理部3に撮像トリガ信号37が入力され、後述するように図3の動作指示部22を通って、カメラ5a〜5eとストロボ照明6の動作トリガ信号31となり、それらが同期してストロボ発光と撮影を行う。

0015

各カメラで撮影された複雑形状物1の5つの全撮影画像が検査信号処理部3に入る。検査信号処理部3においては、全カメラからの画像情報を総括処理し、その複雑形状物1の合否判定を行う。判定結果に基づいてセンサB8が不合格品に該当する感知トリガ信号38を出力すると、これに合わせて不合格品選別部4の駆動トリガ信号33出力される。また検査信号処理部3からは総括結果情報61が出力される。

0016

図3は検査信号処理部3の構成を示すもので、信号制御ユニット20とマルチ信号処理部69の構成を示している。
図3において、信号制御ユニット20は、動作指示部22、5つの分配器21、設定・総括部23、結果動作出力部24からなる。設定・総括部23は、結果総括部25、条件設定部17、m×nマトリクス制限部28、情報出力部29からなる。

0017

マルチ信号処理部69には、信号発生デバイス5としてのm=5台のカメラ5a〜5eの1デバイス(1カメラ)当たりn=4個の信号処理部(ここでは画像処理装置が用いられている)70が設けられている。即ち、信号処理部70は、m個の信号発生デバイスからの検査信号(ビデオ信号)を処理するようになされ、各信号発生デバイス毎にn個を1組としてm組み(=m×n個)が設けられている。
従って、本実施の形態による検査信号処理部3は、1つの動作指示部22と1つの結果総括部段23に対して5つの分配器21からなる信号制御ユニット20に、5×4=20個の信号処理部(画像処理装置)70を接続した構成となっている。

0018

次に、上記構成による動作について説明する。
搬送ライン2上を搬送される被検査物である複雑形状物1が検査位置Xに到達するとセンサA7に検知され、センサA7から検査信号処理部3に撮像トリガ信号37が入力される。この撮像トリガ信号37は動作指示部22を通ってカメラ5a〜5eとストロボ照明6の動作トリガ信号31となり、それらが同期してストロボ発光と撮影を行う。これと同時に、動作指示部22からは、結果動作出力部24にトリガ信号17が出されると共に、分配器21と信号処理部70と結果総括部25に対して特定の部分を動作させるための動作指示信号12,15,16が出される。

0019

上記動作指示信号12は、1つのカメラ5からの検査信号としてのビデオ信号35を処理するために20台の信号処理部70における各組の一つをそれぞれ指示する。その指示された信号処理部70に対して分配器21を経てビデオ信号35が送られる。指示された信号処理部70はこのビデオ信号35を受信してその解析処理を行い、その処理結果情報13を結果総括部25に送る。

0020

これを例えば1台のカメラ5aの処理系について説明すると、動作トリガ信号31に基づいてカメラ5aで撮影された1番目の複雑形状物1の撮影画像Aは分配器21aを介して動作指示信号12aで指示された画像の信号処理部70aアに取り込まれる。2番目の複雑形状物1の撮影画像Aは分配器21aを介して動作指示信号12aで指示された画像の処理処理部70aイに取り込まれ、3番目の撮影画像Aは分配器21aを介して動作指示信号12aで指示された画像の信号処理部70aウに取り込まれる。同様にして4番目の撮影画像Aは信号処理部70aエに取り込まれる。そして、5番目の複雑形状物1の撮影では、動作指示信号12aがアに戻り、画像は動作指示信号12aで指示された信号処理部70aアに取り込まれる。同様に6番目の撮影では、画像は画像処理装置70aイに取り込まれる。このようにして各カメラについて4個の信号処理部70がア…エ…ア…と順次環状的に動作指示されることにより、複雑形状物1の検査が1個ずつ行われる。

0021

上記の動作が各カメラ毎に平行に実施され、これを終了まで繰り返す。信号処理部70aでは、予め検査位置Xに標準被検物として代表的な無欠陥の標準複雑形状物を配置して図1に示す位置で予め各カメラで撮影した各方向画像と、設計3次元CADからカメラ5aの光学系と複雑形状物1の検査物位置光学位置関係と光反射ファクタ割り出された撮像特性条件で撮影画像Aを解析処理し、複雑形状物1の異常部及び形状情報を割り出す。この割り出された異常部及び形状情報を処理結果情報13として結果総括部25に送る。

0022

また、同時に他のカメラ5b,5c,5d,5eで得られた撮影画像B,C,D,Eについても上記と同様に行われる。そして、各画像A,B,C,D、Eを画像処理する信号処理部70a,70b,70c,70d,70eから得られた5種類の各撮影画像A,B,C,D、E毎の異常部及び形状情報等の処理結果情報13を結果総括部25に送る。

0023

結果総括部25において、予め設定されたソフトコンピューテングソフトで5つのカメラ画像すべての処理結果情報13の評価が行われ、総合的に被検査物である複雑形状物1の合否が決定され、総合結果信号14を出力する。結果動作出力部24は、センサB8からの感知トリガ信号38と動作指示信号17を受けて、総合結果信号14が不合格時には当該検査物1の搬送タイミングに合わせて駆動トリガ信号33を出力する。この駆動トリガ信号33に応じて不合格品選別部4により搬送ライン2からの不合格品の排除が行われ、不合格品排出ライン9に乗り移り排出される。

0024

同時に予め設定されたソフトコンピューテングソフトで5つのカメラ画像すべての処理結果情報13の評価が行われ、総合的に被検物である複雑形状物1の総括情報61が得られ、情報出力部29で図示しない次の工程の管理システムに送られ、工程の製造機パラメータ調整等に使われる。
尚、m×nマトリクス制限部28は、分配器21をマトリクス制限信号18で制御すると共に、結果総括部25をマトリクス制限信号19で制御する。

0025

図4は動作指示部22を含む信号制御ユニット20の構成を示すブロック図である。
動作指示部22に入力された前記撮像トリガ信号37は、アンプ53で整形されて、信号の動作を確実にするようにファンアウト(信号を伝達する能力及び伝達される側の影響をソース側の信号に影響を与えないようにする)を上げて、トリ切替部52を経て、アンプ54とデマルチプレクサ55にトリガ信号32を送る。尚、トリガ切替部52では、外部からの撮像トリガ信号37を使わないで、トリガ条件をプログラムできる内部トリガ発生部51からの信号に切り替えることもできる。

0026

リセット時、リセット部59でデマルチプレクサ55が最初に戻り、最初のトリガ信号32が入ると、アンプ(ア)56アから処理指示信号12アと動作指示信号15アと動作指示信号16アが出力される。次のトリガ信号32でデマルチプレクサ55が1つ進み、アンプ(イ)56イから処理指示信号12イと動作指示信号15イと動作指示信号16イが出力される。次のトリガ信号32でデマルチプレクサ55がまた1つ進み、アンプ(ウ)56ウから処理指示信号12ウと動作指示信号15ウと動作指示信号16ウが出力される。同様に、次のトリガ信号32でアンプ(エ)56エから処理指示信号12エと動作指示信号15エと動作指示信号16エが出力される。

0027

次のトリガ信号32では、5×4の信号制御と制限したため、デマルチプレクサ55が最初に戻り、アンプ(ア)56アから処理指示信号12アと動作指示信号15アと動作指示信号16アが出力する。各アンプ56は同時に動作させるカメラ5a,5b,5c,5d,5eからのラインの各処理指示信号12アと動作指示信号15アと動作指示信号16アがそれぞれa,b,c,d,eの各5出力となる。

0028

動作指示信号12アは撮像指示の動作トリガ信号31と同時に図3の信号処理部70aア、70bア、70cア、70dア、70eアに出力される。この動作指示信号12アを受けた信号処理部70aアは、カメラ5aの画像のビデオ信号35aを分配器21a経由で送られてくるビデオ信号11aアを受信して画像処理する。

0029

トリガ信号32はデマルチプレクサ55に入力されると同時に、アンプ54を通って、カメラ5a〜5eとストロボ照明6の動作トリガ信号31となり、それらが同期してストロボ発光と撮影を行う。同時に、結果動作出力部24にトリガ信号17が出力される。これと平行して動作指示部22から分配器21と信号処理部70と結果総括部25に特定の部分を動作させるための動作指示信号12,15,16が出力される。

0030

この動作指示信号12は、1つの信号発生デバイス(カメラ)5のビデオ信号35を処理する20台の信号処理部70のうちの一つを指示する。その指示された信号処理部70へ分配器21を経てビデオ信号35が送られる。指示された信号処理部70はこのビデオ信号を受信して、その特徴解析を行い、その処理結果情報13を結果総括部25に送る。

0031

次に、本実施の形態による外観検査装置の動作について図5に示すフローチャートを参照して説明する。
・(準備)(ステップS101)
[マトリクスm×n設定]
搬送ライン2上を所定間隔で送られてくる複雑形状物1について外観の合否を検査処理部3で順次検査する。例えば、最小タクト30ミリ秒で撮像は5台のカメラで撮像を行い、各カメラで撮像した画像の解析に最大100ミリ秒の時間を要する。この場合、最小タクトを満たすためには画像の解析に最大100ミリ秒の時間はタクトの4倍未満となる。これを確保するために1台のカメラについて画像解析を行う信号処理部を4個の用意し、画像を1枚ずつ順番リング状に処理をして、5番目の解析処理を要求されるまでに結果を出していくことによって処理が可能となる。

0032

また、この5台のカメラの画像の解析結果を総括して、その被検査物の検査物の合否判定でき、不合格品はその搬送に合わせて排出する。従って、マトリクス5×5の制御ユニットのうち5×4を使うことにより、この検査処理能力が可能となる。このために、5台のカメラとカメラ1台当たり4個の画像処理装置(信号処理部70)合計20台を信号制御ユニット20に接続し、システム化することにより、上記の必要な能力を持たせた外観検査装置を構築できる。

0033

信号制御ユニット20は5×5の範囲内で設定可能としてあるので、m×nマトリクス制限器28により分配器21を増やし、ソフトコンピューテングソフトの入力マトリックスを変えることにより、信号の接続を変え、分配器21の能力を増し、動作指示部22のデマルチプレクサ55の容量とアンプ56の個数を増やすことで、1×20まで拡張可能である。現実的には、5×5を8×8位まで拡張性を持たせることができる。

0034

[信号処理部70の処理プログラム処理条件を設定]
送られてくるビデオ信号11の画像を解析処理して特徴情報、異常部等の抽出するための解析プログラムと、予め割り出されている検査条件データの指定又は配信を行い、信号処理部70の処理プログラムと条件を確定する。時系列のア〜エ系の設定は同じものを使い、a〜eのデバイス系列はその画像に応じた設定をする。本実施の形態におけるb〜eはカメラや照明のばらつきの特性差以外は同じ設定となる。

0035

[結果総括部25の処理モードと処理ファクタを設定]
結果総括部25には、ファジー評価、人工知能ニューラルネットワークを総合したソフトコンピューテングエンジンソフトが積まれ、信号処理部70からの各デバイス(カメラ)5の信号11の処理結果情報13が通信で得られた情報を総括する。これらのm×nの情報入力マトリックス入力情報内容と、合否判定に使う判定処理ファクタと結果情報を総括結果情報に処理する情報総括ファクタを設定する。また、個別の総括情報抽出と総括結果情報のトレンド特異データ割り出し送り出す条件設定も行われる。

0036

検査開始のためのリセット]
デマルチプレクサ55をリセットし、信号処理部70と結果総括部25を検査受け入れ可能とする。
・(検査)
検査準備ができたら、センサA7の検知トリガ信号37を待つ。複雑形状物1が検査位置Xに至るとセンサA7で検知され(ステップS102、以下ステップ略)、動作指示部22に撮像のためのトリガ信号37が入力され、カメラ5とストロボ照明6に動作トリガ信号31を送る(S103)。デマルチプレクサ55をリング状にエンドレスでカウントアップし、信号処理部70における当該画像処理装置に動作指示信号12を送る(S121)。ストロボ照明6と各カメラ5a〜5eは動作指示部22から動作トリガ信号31を受け、同期してストロボ照明6が発光すると同時にカメラ5a〜5eで検査位置Xにある複雑形状物1が搬送状態下でぶれていない停止画像として撮影される(S104)。そして、カメラ5aで複雑形状物1の上面から、各カメラ5b,5c,5d,5eによって複雑形状物1の各画像が重複する状態で裏面以外の全周を撮影できる。

0037

カメラ5で撮像された5枚の画像を各カメラ毎にビデオ信号35で転送される(S105)。センサA7で次の検査物1の感知を待ち(S106)、感知したら検査を繰り返す。検査終了指示が入ったら終了する。ビデオ信号35は当該分配器21で分配し、動作指示信号12を受け取り指名されている信号処理部70にビデオ信号11を送る(S122)。指名された信号処理部70はこのビデオ信号11を受け取る(グラブする)(S123)。信号処理部70a,70b,70c,70d,70eによって、それぞれ次に指名されてグラブが終わる前に、それぞれの撮像面の画像信号解析(S124)を終わらせ、この結果を処理結果情報13として結果総括部25に送る。

0038

動作指示部22から動作指示信号16を受けた結果総括部25は、各カメラに該当する信号処理部70からの処理結果情報13を全部受け取り、総括して合否判定を行い(S132)、この結果を総合結果信号14として、結果動作出力部24に送る(S125)。結果動作出力部24は、センサB8からの感知トリガ信号38と動作指示信号17を受けて、当該検査物1が不合格時には当該検査物1の搬送タイミングに合わせて駆動トリガ信号33を出力する。不合格品選別部4は駆動トリガ信号33により駆動され、不合格に判定された検査物1を排除する(ステップ133)。

0039

結果総括部25は、各カメラに該当する同時期の信号処理部70からの処理結果情報13をソフトコンピューテングソフトで総括して、合否判定(S132)と総括結果情報抽出(S135)を行う。総括結果情報抽出(S135)は、予め設定されたソフトコンピューテングソフトで全カメラからの全画像の処理結果情報13の評価が行われ、総合的に被検物である複雑形状物1の総括結果情報61を得て、情報出力部29により図示しない工程の管理システムに送られ、工程の製造機のパラメータ調整等に使われる。総括情報61は個別の総括情報と個別の総括情報のトレンドと不合格要因を含む特徴特異データも含む。

0040

このようにして、搬送ライン2を順次高速搬送される複雑形状物1について信号制御ユニット20に必要数の信号処理部70をつないだ検査信号処理部3によって、例えば1秒間に30個の被検物である複雑形状物1の合否判定し、選別できる外観検査を行うことができる。信号処理部70を各1個追加すれば、1秒間に37個の外観検査装置に拡張できる。

0041

上述のように本実施の形態によれば、信号制御ユニット20を使うことにより1台の信号処理部70の数倍の処理能力を確保でき、複数のデバイスからの情報を総括的に判断して合否処理できる。併せて、それら総括結果情報を出力することにより、製造ラインの状態把握、及び高速フィードバック型自動工程自己調整機能情報発信システムとすることができる。

0042

また、前記信号制御ユニットに各デバイスのm個の処理結果情報をソフトコンピューテングソフトで総括する結果総括部を設け、この個別の総括結果情報抽出と総括結果情報のトレンドと特異データを割り出し、送り出すようにしたので、被検査物の複数のデバイスによる総括解析結果とそのトレンドや特異情報上位コントロールする情報として使え、工程の高速フィードバックデータとなり、安定した製品製造コントロールと異常対処を可能にする情報発信部とすることができる。

0043

また、本実施の形態によれば、1つのカメラの信号を複数の処理系に順に渡して処理を行い、それら処理系からそれぞれ結果を返すことによって高速化を図ることができる。また、立体的ものを検査するために、複数のカメラとそれらを複数の処理系で分配して処理を行い、それらを統合して高速に結果を出して選別する検査装置を実現することができる。

0044

また、高速高解像度の装置を小回りが利くソフトで処理する複数の処理装置を、有機的に制御し、信号を分配して割り付けトータル的に高解像度高速な処理システムを作る信号制御を持ち得ることにより、小回りがきく高処理能力を確保することができる。
また、並列指示信号を出す系と直列で結果を受け入れ総合結果を出すマトリックス信号制御を実現することができ、さらに、このマトリックス構成とタイミングは外部から設定、又は制御することができる。

0045

また、この信号制御ユニットにトリガセンサとトリガによって動作する照明と複数のカメラをつけ、画像処理装置(または画像グラブ解析ボード)を複数枚つなぐことにより、1個の信号処理手段ではできない複雑な形状を有する検査対象物等の外観検査等を、複数の信号発生デバイスと複数の信号処理手段をそのシステムの要求に合わせて組み合わせ、制御することにより、有機的な判断と高速な処理を可能にできるようにした検査装置を実現することができる。
また、総括情報出力系に複数のドライバー経由のアクチュエータを使うことにより、自動機器に拡張ができる。

0046

このように、本実施の形態によるm×nの信号制御ユニットは、安価なバッチ処理の情報グラブボードとCPUとを複数組み込むことで、検査や測定に要求される仕様のものをフレキシブルに組み上げることができ、その実体に合わせて小回りの利く処理能力を大幅に上げられる装置を提供することができる。

0047

また動作においては、制御系は画像等を空いている処理装置に取り込む様、各指示信号を出すことができる。また、指示信号を受けた処理装置は、タイミングを同期して画像等の対象データを取り込み、処理して結果を出力することができる。
また、1つの対象物に対する1つまたは複数の全処理結果を収集して、総合的に選別の結論を(ファジーなどの回路で)出し、現物に同期して選別制御信号を出力することができる。

0048

以上は製造ラインでの検査や計測ターゲットを絞って述べたが、この信号制御ユニット20は、交通監視エンジン特性試験自動運転ロボットなど、センサフェードバック自動化装置の新しい有り様を作り出すものとなる。

0049

尚、本実施の形態では、被検物を複雑形状物1にしたが、複雑形状物に限定されることなく、その他の表面カラー模様のある物体等の処理に負荷がかかる表面高速欠陥検査もできるシステムも容易に構築することができる。
また、信号発生デバイス5がカメラである必要はなく、例えば、マイクや超音波センサ等各種のセンサを複数用いた検査システムも容易に構成することができる。

0050

その場合の本発明の第2の実施の形態として、図6に多種類の信号発生デバイスを4個有し、各3つの信号処理部を内蔵した信号制御を使った計測処理装置概略構成を示す。
図6において、信号処理部を内蔵できる5×5まで可能な信号制御ユニット20を使い、信号発生デバイス5としてエリアカメラと変位センサ過電流センサと超音波センサを各1合計4台を付け、1デバイス当たり3つの信号処理部70を内蔵した計測処理装置とする。

0051

従って、本実施の形態による信号処理手段内蔵型計測処理装置は、動作指示部22と結果総括部23各1に分配器22が(拡張用1個含め)5個がある信号制御ユニット20に内蔵型信号処理部70を各3台(計12台)組入れた構成となる。
デバイスやセンサ等の配置は、検査物と要求されるラインの仕様で変わる。分配器21は、信号の帯域などの問題がなければ同じで、帯域特性等その信号に合ったものが必要なら交換する。信号処理部として内蔵型でCPU、及びRAMを搭載した1ボード型の組込信号処理部71を必要枚数組み込む。その他は、前例に準じて各条件をセットし、初期状態に戻してスタートさせれば、4×3の自動計測処理が可能となる。

0052

また、この装置の構成を少し変えることにより、バッチ型装置からエンドレス検査装置になる。
例えば図6のエリアカメラをエンドレスビデオ信号を出すラインセンサに置き換える。動作指示部22の内部トリガ発生に切り替え、組込信号処理部71の動作指示信号12の終わりの部分を次の動作指示信号12の始めの部分とオーバーラップさせる機能も使えるデマルチプレクサ55(図4参照)を使い、次の動作指示信号12にオーバーラップを持たせる。

0053

1ボード型の組込信号処理部71は動作指示信号12が入っている間信号取り込みを続け、動作指示信号12が切れたら信号解析を始めるモードを使う。これにより、信号処理部71はオーバーラップを確保した信号処理ができる。これを環状的に繰り返すことにより、連続的な抜けのないエンドレス検査装置を容易に構築できる。

0054

4台のセンサを使うシート状製品や長尺物をライン上に流して連続的に検査するエンドレス検査装置であれば、12ミリ秒の取得データを2ミリ秒オーバーラップして採る。このとき、デバイス当たり3枚の信号処理部71を設定すると、その該当信号処理部71が26ミリ秒で解析を済ませて処理結果情報13を発信を終えれば良い自動エンドレス装置を構成することができる。

0055

次に、本発明の実施の形態によるプログラムについて説明する。
前述した第1、第2の実施の形態による検査装置(計測処理装置を含む)をコンピュータシステムで構成する場合、図3図6に示す各装置による図5のフローチャートを含む前述した処理を各コンピュータのCPUが実行するためのプログラムは、それぞれ本発明によるプログラムを構成する。また、このプログラムを記録する記録媒体は、本発明による記録媒体を構成する。

0056

この記録媒体としては、光磁気ディスク光ディスク半導体メモリ磁気記録媒体等を用いることができ、これらをROM、RAM、CD−ROMフレキシブルディスクメモリカード等に構成して用いてよい。またこの記録媒体は、インターネット等のネットワーク電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバクライアントとなるコンピュータシステム内部のRAM等の揮発性メモリのように一定時間プログラムを保持するものも含まれる。

0057

また上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されるものであってもよい。上記伝送媒体とは、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体をいうものとする。

0058

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル差分プログラム)であってもよい。

発明を実施するための最良の形態

0059

従って、この記録媒体を図3図6のシステム又は装置とは異なるシステム又は装置において用い、そのシステム又は装置のコンピュータがこの記録媒体に格納されたプログラムを実行することによっても、各実施の形態で説明した機能及び効果と同等の機能及び効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。

図面の簡単な説明

0060

以上説明したように本発明によれば、1個の信号処理手段ではできない複雑な形状を有する検査対象物の外観検査等の信号処理を行う場合に、信号発生デバイスの使用個数入力信号数)と信号処理手段の使用個数とを、その検査内容処理内容等に応じて適宜に組み合わせ、それらを制御し評価する信号制御ユニットを導入することにより、必要最小限の処理で効率的で高速な処理を実現することができる。また、様々なシステム構築が容易に実現できると共に、安価で小回りの利くシステムを実現することができる。
また、信号処理手段に対する動作指示信号をオーバラップさせることにより、長尺物等を連続的に検査するエンドレス検査装置を容易に実現することができる。

図1
本発明の第1の実施の形態による複雑形状物の外観検査装置の構成を示す上面図及び正面図である。
図2
複雑形状物の例を示す上面図及び正面図である。
図3
本発明の第1の実施の形態による外観検査装置の構成を示すブロック図である。
図4
信号制御ユニットの構成を示すブロック図である。
図5
本発明の第1の実施の形態による外観検査装置の動作を示すフローチャートである。
図6
本発明の第2の実施の形態による多種類の信号発生デバイスを4個つけた信号処理手段も併せ持つ信号制御を使った計測処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 複雑形状物
2 搬送ライン
3 検査処理部
5 カメラ(信号発生デバイス)
11 ビデオ信号
12,15,16 動作指示信号
13 処理結果情報
14 総合結果信号
20 信号制御ユニット
22 動作指示部
23 設定・総括部
24 結果動作出力部
25 結果総括部
28 マトリクス制限部
29 情報出力手段
35 ビデオ信号
69 マルチ信号処理部
70 信号処理部(画像処理装置)
71 組込信号処理部

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