CN111886474A - 检查装置 - Google Patents

Abstract

一种控制装置，其基于由拍摄部投影指定的光学图案并进行拍摄而获得的工件的图像对工件的三维表面形状进行测量。控制装置对所测量到的工件的三维表面形状和表示与工件相对应的合格品的三维表面形状的基准形状数据进行对照，并检测出工件中被识出显示形状与合格品的三维表面形状不同的部位，以作为成型不良部位候选。控制装置仅将检测到的成型不良部位候选中的形状尺寸在表示成型不良部位基准的判定基准值以上的候选确定为成型不良部位。

Description

检查装置

相关申请的交叉引用

本国际申请要求2017年6月16日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2017-118775号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过引用而并入本文。

技术领域

本公开涉及检查成型品中的成型不良部位的检查装置。

背景技术

以往，通过目视或手动操作测量仪器对利用冲压加工或注射成型等成型加工生产的成型品是否存在成型不良部位进行检查。在此所述的成型不良部位是符合包括在成型的过程中产生的瑕疵、压痕、部分缺损、毛刺、裂纹、浮渣、以及镀层剥落等在内的成型不良的部位。目视或手动操作测量仪器进行检查的方法在检查一个成型品时需要较长的时间。因此，对于大量生产的成型品，有时无法接受进行全数检查所需的时间和成本。在无法接受进行全数检查所需的时间或成本的情况下，只能采用从全部总量中抽取一部分进行检查的抽样检查。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-114309号公报

发明内容

发明要解决的问题

此外，作为以高速且以高精度地测量对象物的表面形状的方法，已知有例如专利文献1记载的三维图像测量方法。因此，发明人锐意进取开发了一种系统，该系统能够使用这种三维图像测量方法高速且以高精度地检查成型品中是否存在成型不良部位，从而能够实现对大量生产的成型品进行全数检查。本公开的一个方面优选能够使用三维图像测量高速且以高精度地检查成型品中是否存在成型不良部位。

解决问题的技术方案

本公开的一个方面的检查装置具有投影部、拍摄部、测量部、比较检测部、以及不良确定部。投影部构成为对规定的拍摄范围投影指定的光学图案。拍摄部构成为对图像进行拍摄，该图像包含对处在拍摄范围内的检查对象物进行投影而形成的光学图案。测量部构成为基于拍摄部所拍摄到的图像中所包含的光学图案来测量检查对象物的三维表面形状。

比较检测部对测量部所测量到的三维表面形状和给定的基准形状数据进行对照，其中，给定的基准形状数据表示与检查对象物相对应的合格品的三维表面形状。并且，比较检测部构成为，检测出检查对象物的三维表面形状中被识别出显示形状与合格品的三维表面形状不同的部位，并将该部位连同该部位的形状尺寸一起作为成型不良部位候选。不良确定部构成为，仅将比较检测部检测到的成型不良部位候选中的形状尺寸在规定的判定基准值以上的候选确定为成型不良部位，其中，规定的判定基准值表示成型不良部位的基准。

根据本公开的检查装置，能够使用三维图像测量高速且高精度地检查成型品中是否存在成型不良部位。具体而言，本公开的检查装置能够通过对利用三维图像测量方法测量到的检查对象物的三维表面形状和表示合格品的三维表面形状的基准形状数据进行对照而检测出存在于检查对象物中的成型不良部位候选。

并且，除上述构成之外，本公开的检查装置还构成为，仅将检测到的成型不良部位候选中尺寸在作为成型不良部位的判定基准值以上的候选确定为成型不良部位。在三维图像测量中，例如在拍摄部所拍摄的图像的分辨率充分高的情况下，甚至连作为产品不会构成缺陷的微小瑕疵都可以检测到。然而，作为产品若将不会构成缺陷的微小瑕疵都全部被判定为成型不良部位则会导致作为检查而要求的品质过剩。因此，如上所述，通过从成型不良部位的对象中排除小于基准值的微小瑕疵，而能够确切地仅检测出具有作为产品会构成缺陷的大小的成型不良部位。

此外，本公开的检查装置还可以构成如下。即，检查装置构成为，使用者能够任意地设定和更改判定基准值。并且，不良确定部构成为，利用由使用者任意设定和更改的判定基准值来确定成型不良部位。根据该构成，能够根据产品所要求的品质自由地更改成型不良部位的判定基准值，因此具有便捷性。

此外，本公开的检查装置还可以构成如下。即，检查装置构成为，能够对将基准形状数据所表示的三维表面形状进行分割而形成的多个区域中的每个区域分别设定判定基准值。并且，不良确定部构成为，使用与比较检测部所检测到的成型不良部位候选的位置相对应的区域的判定基准值来确定成型不良部位。

例如，对于因成型加工而使原材料变形成陡峭的形状的部位和平坦的表面，可以认为其各自的表面会产生的成型不良的性状是不同的。因此，根据如上所述的构成，能够对应于成型品的每个部位的形状设定适当的判定基准值，从而能够确切地检测到成型不良部位。

此外，本公开的检查装置还可以构成如下。即，检查装置具有表示分区编号的信息，其中，该分区编号是分配给以规定的间隔对基准形状数据所表示的三维表面形状进行划分而形成的每个分区的编号。并且，输出部构成为，使表示由不良确定部所确定的成型不良部位的信息和该成型不良部位的位置所对应的分区的分区编号建立对应并进行输出。并且，该输出部可以构成为，在检查对象物上标记记号，该记号表示由不良确定部所确定的成型不良部位的种类以及与该成型不良部位的位置相对应的分区编号。根据该构成，能够易于在实际观察成型品时掌握成型不良部位，因此具有便捷性。

此外，有时在利用模具加工而成的成型品的表面上会因与模具之间的摩擦而产生划痕。因模具而产生的划痕形成为例如呈现出比周边强的光泽的部位。对于这样的划痕，如果产品的形状没有问题，则通常不会作为成型不良部位来处理。不过，在较明显地显现出划痕的情况下，可以判断出已接近应对模具进行修正的时期，因此，优选能够与成型不良部位加以区别地检测出划痕。

因此，本公开的检查装置还可以构成如下。即，检查装置还具有光泽测量部、划痕确定部、以及警报输出部。光泽测量部构成为，基于拍摄装置所拍摄到的图像来测量所述检查对象物的表面的光泽程度。划痕确定部构成为，基于测量部所测量到的三维表面形状以及光泽测量部所测量到的光泽程度的分布，将符合规定划痕判定基准的部位确定为划痕。警报输出部构成为，输出与划痕确定部所确定的划痕相关的警报。根据该构成，能够与成型不良部位加以区别地检测划痕，并能够确切地判断出模具的修正时期。

此外，本公开的检查装置还可以构成如下。即，检查装置还可以具有配置在拍摄范围内的至少一个标准器。并且，测量部构成为，还对由拍摄装置连同检查对象物一起拍摄到的标准器的三维表面形状进行测量。并且，判定部构成为，对测量部所测量到的标准器的三维表面形状和表示与标准器相对应的正常的三维表面形状的给定的校对数据进行对照，并根据所述标准器的三维表面形状是否符合所述校对数据来判定与检查对象物相关的检查结果是否恰当。根据该构成，能够对针对每个的成型品进行的检查保证其检查结果的合理性，因此，能够提高对检查结果的可信性。

此外，本公开的检查装置还可以构成如下。即，检查装置具有构成为对检查对象物的多个不同的部位分别进行拍摄的多个拍摄部。并且，测量部构成为，测量多个拍摄装置各自拍摄到的图像中的每个部位的三维表面形状。此外，比较检测部构成为，对测量部所测量到的每个部位的三维表面形状和为每个部位准备的基准形状数据进行对照，并检测出成型不良部位候选。根据该构成，能够对1台拍摄装置无法拍摄到整体的大型成型品、具有表面和背面的成型品、具有死角的呈复杂形状的成型品等一举进行检查，从而能够实现检查的高速化。

此外，本公开的检查装置还可以构成如下。即，检查装置具有机械手臂、第1投影部、第1拍摄部、第2投影部、以及第2拍摄部。机械手臂构成为，抓住并运送从上一制造工序产出的检查对象物，以传递给载置检查对象物并向下一制造工序进行运送的运送装置。第1投影部构成为，对构成检查对象物的表面和背面的两个面中的第1面投影光学图案。第1拍摄部构成为对图像进行拍摄，所述图像包含对第1面进行投影而形成的光学图案。第2投影部构成为，对构成检查对象物的表面和背面的两个面中的第2面投影光学图案。第2拍摄部构成为对图像进行拍摄，所述图像包含对第2面进行投影而形成的光学图案。

并且，第1投影部以及第1拍摄部配置在能够对正处在被机械手臂抓住并进行运送时的检查对象物投影光学图案并进行拍摄的位置。此外，机械手臂构成为，在经由抓住检查对象物以使其第1面朝向第1投影部以及第1拍摄部的动作之后将检查对象物以第2面朝上的方式载置到运送装置上。另一方面，第2投影部以及第2拍摄部配置在能够对载置在运送装置上的检查对象物的第2面投影光学图案并进行拍摄的位置。

根据该构成，能够在成型品制造工序中实施运送这一连串的动作时，在不妨碍运送流程的情况下对成型品进行检查。由此，能够一并实现提高成型品的生产率和检查的高速化。

附图说明

图1是示出检查系统的外观的立体图。

图2是示意性示出检查系统的构成的框图。

图3A是示意性示出小型单目式摄像装置的构成的框图；图3B是示意性示出大型双目式摄像装置的构成的框图。

图4是示出在基准形状数据的三维表面形状设定的分区编号线的一例的图。

图5是示出控制装置所执行的检查处理的流程的流程图。

附图标记的说明

1…检查系统；2…压力机；3…运送用输送机；

4…不合格品排出用输送机；5…支柱；6…框架台；

10…工件取出用机械手臂；20…第1拍摄部；21a、21b…摄像装置；

22…照射器；23…摄像机；30…第2拍摄部；31a、31b…摄像装置；

40a、40b…标准量规；50…不良工件排出机；60…标记机械手臂；

70…控制装置；71…测量处理部；72…系统综合管理部；

73…存储装置；100…工件。

具体实施方式

以下参照附图说明本公开的实施方式。不过，本公开不限于下述实施方式，能够以各种方式加以实施。

[检查系统的构成的说明]

参照图1以及图2对实施方式的检查系统1的构成进行说明。其中，在本实施方式中，标注在图1中的表示上下前后左右方向的箭头是为了易于理解构成元素彼此的关系而标注的符号。本公开不限于标注在图1中的箭头的方向。

检查系统1附带设置在运送作为检查对象物的工件100的生产线上。应用检查系统1的生产线具有压力机2、运送用输送机3、以及不合格品排出用输送机4。压力机2利用冲压成型对金属材料进行加工来制造工件100。运送用输送机3将从压力机2产出的工件运送到下一制造工序。工件100是由压力机2生产的成型品。工件100的表面形状具有凹凸。检查系统1构成为，在从压力机2产出的工件100被运送到下一制造工序的过程中能够对所有的工件100进行是否存在成型不良部位的检查。其中，作为由检查系统1实施检查的对象的成型不良部位是指，符合包括在成型的过程中产生的瑕疵、压痕、部分缺损、毛刺、裂纹、浮渣、以及镀层剥落等在内的成型不良的部位。

如图1以及图2所例示的那样，检查系统1具有工件取出用机械手臂10、第1拍摄部20、第2拍摄部30、标准量规40a、40b、不良工件排出机50、标记机械手臂60、以及控制装置70。此外，在附带有检查系统1的生产线中，压力机2的前方设置有运送用输送机3。运送用输送机3是用于将出自压力机2的工件100运送到下一制造工序的运送机器。此外，运送用输送机3的旁侧一并设置着不合格品排出用输送机4。不合格品排出用输送机4是用于将检测到成型不良部位的工件100从生产线中排出的运送机器。具体而言，运送用输送机3以及不合格品排出用输送机4是例如带式输送机或滚筒输送机等。运送用输送机3以及不合格品排出用输送机4向前方运送所载置的工件100。

工件取出用机械手臂10设置在从压力机2产出工件100的出口附近。工件取出用机械手臂10是在前端具有用于吸附工件100的真空夹持器的多关节机械手臂。工件取出用机械手臂10基于由控制装置70实施的控制而工作。工件取出用机械手臂10利用真空夹持器吸附着从压力机2产出的工件100并将其抓起。然后，工件取出用机械手臂10执行将抓起的工件100搬运传递到运送用输送机3或不合格品排出用输送机4的动作。

在本实施方式中，以工件100具有构成表面和背面的两个面作为前提。将工件100的一个面(例如背侧的面)称为第1面，将另一个面(例如表侧的面)称为第2面。工件取出用机械手臂10首先抓住拿起从压力机2产出的工件100的第2面侧。然后，工件取出用机械手臂10执行以下动作，即，在抓着工件100的状态下将该工件100运送到由在工件取出用机械手臂10的附近设置的第1拍摄部20的规定拍摄范围内，并以规定的姿势使工件100的第1面朝向第1拍摄部20。在工件100的第1面朝向第1拍摄部20的状态下由第1拍摄部20对工件100的第1面的图像进行拍摄。

第1拍摄部20是对由工件取出用机械手臂10抓起的工件100的第1面侧进行拍摄的装置。在本实施方式中，对第1拍摄部20由2台摄像装置21a、21b构成的示例进行说明。不过不限于此，第1拍摄部20也可以由1台摄像装置构成，还可以由3台以上的摄像装置构成。

第1拍摄部20安装在支柱5上，支柱5竖立设置在运送用输送机3的近旁。摄像装置21a、21b可相对于支柱5安装在以下位置处，即，能够分别从不同的方向对由工件取出用机械手臂10支撑的工件100的整个第1面进行拍摄的位置。或者，摄像装置21a可以被安装成，使得将工件100的整个第1面划分成的两个区域中的一个区域容纳在拍摄范围内，而摄像装置21b则可以被安装成，使得另一个区域容纳在拍摄范围内。摄像装置21a、21b向控制装置70输出所拍摄到的图像的数据。

并且，在控制装置70中，基于拍摄到的第1面的图像来测量工件100的第1面的三维表面形状，并检查在工件100的第1面是否存在成型不良部位。作为检查的结果，工件取出用机械手臂10基于控制装置70的控制将检查合格的工件100以第2面侧朝上的方式放置到运送用输送机3上。另一方面，工件取出用机械手臂10基于控制装置70的控制将判定为不合格品的工件100放置到不合格品排出用输送机4上。

在第1拍摄部20进行拍摄之后，被工件取出用机械手臂10放置到运送用输送机3上的工件100由运送用输送机3运送到前方。然后，第2拍摄部30在被运送的工件100到达第2拍摄部30的规定拍摄范围内的时刻基于控制装置70的控制对工件100的第2面的图像进行拍摄。

第2拍摄部30是从上方对由运送用输送机3运送的工件100的第2面侧进行拍摄的装置。在本实施方式中，对第2拍摄部30由2台摄像装置31a、31b构成的示例进行说明。不过不限于此，第2拍摄部30也可以由1台摄像装置构成，还可以由3台以上的摄像装置构成。

第2拍摄部30安装在比第1拍摄部20靠前方设置的框架台6上。该框架台6是由柱以及梁构成的框架状的结构物，该框架状的结构物以跨越并列设置的运送用输送机3和不合格品排出用输送机4的上方的方式而设置。摄像装置31a可相对于框架台6安装在以下位置处，即，能够在被运送的工件100到达运送用输送机3上的规定拍摄位置时分别从不同的方向对该工件100的整个第2面进行拍摄的位置。或者，摄像装置31a可以被安装成，使得将工件100的整个第2面划分成的两个区域中的第1区域容纳在拍摄范围内，而摄像装置31b则可以被安装成，使得第2区域容纳在拍摄范围内。

第2拍摄部30的各摄像装置31a、31b向控制装置70输出所拍摄到的图像的数据。当第2拍摄部30对工件100的第2面的图像进行了拍摄，则在控制装置70中会基于拍摄到的图像来测量工件100的第2面的三维表面形状，并检查工件100的第2面中是否存在成型不良部位。

第1拍摄部20的各摄像装置21a、21b以及第2拍摄部30的各摄像装置31a、31b构成为，照射波长对应于规定频带的光，该光构成规定的呈条纹状的图案的图像。此外，摄像装置21a、21b、31a、31b构成为对照射有光的区域(即拍摄范围)进行拍摄。此外，各摄像装置21a、21b、31a、31b照射的光使用颜色由红、绿、蓝三原色进行不同的组合而成的光，由此，能够避免由每个摄像装置照射的条纹状图案产生干涉。此外，通过采用如下构成而能够进行高精度的测量，即，可利用公知的相移法的方法，使通过将每一道条纹图案的光量分布调制成正弦波而形成的条纹状图案的相位错开，并同时进行多种投影。

在此，参照图3A以及图3B对第1拍摄部20以及第2拍摄部30所使用的各摄像装置21a、21b、31a、31b的具体构成的示例进行说明。不过，在未对各摄像装置21a、21b、31a、31b进行特别区分的情形下，仅表记为摄像装置。

图3A作为其中一例示出了具备一个照射器22和一个摄像机23的小型单目式摄像装置的构成。照射器22是构成为能够选择性照射由规定的条纹状图案的光构成的图像和由无图案的光构成的图像的发光装置。作为该照射器22所使用的光源，有例如发光二极管和激光二极管等。此外，作为照射器22，也可以采用如下构成，即，能够使通过将每一道条纹图案的光量分布调制成正弦波而形成的条纹状图案的相位错开并同时进行多种投影。由此，能够利用公知的相移法的方法进行高精度的测量。作为形成如上多种条纹状图案的图像的装置，可使用例如液晶面板。摄像机23是对投影有照射器22所照射的光的范围上的图像进行拍摄的拍摄装置。摄像机23具有例如CCD图像传感器或CMOS图像传感器等公知的摄像元件。

在图3A的示例中，在箱体24中定位设置照射器22以及摄像机23，以使得一个照射器22照射光的范围和一个摄像机23的视野相重合。上述小型单目式摄像装置适合用来拍摄较小的检查对象物。

另一方面，图3B作为其中一例示出了具备一个照射器22和两个摄像机23的大型双目式摄像装置的结构。在图3B的示例中，在箱体25中定位设置照射器22以及摄像机23，以使得将一个照射器22照射光的范围划分成的两个区域分别与两个摄像机23的视野相重合。上述大型双目式摄像装置适合用来拍摄较大的检查对象物。

返回到图1以及图2进行说明。在工件取出用机械手臂10的臂部的前端部附近设置有标准量规40a。标准量规40a是用来对基于第1拍摄部20的拍摄图像而执行的三维图像测量的精度进行评价的标准器。标准量规40a相对于工件取出用机械手臂10安装在以下位置处，即，当工件取出用机械手臂10采取使工件100的第1面朝向第1拍摄部20的姿势时，标准量规40a会映入第1拍摄部20的拍摄范围内的位置。

此外，在框架台6的第2拍摄部30的下方安装有标准量规40b。标准量规40b是用来对基于第2拍摄部30的拍摄图像而执行的三维图像测量的精度进行评价的标准器。标准量规40b相对于框架台6安装在以下位置处，即，使得标准量规40b映入第2拍摄部30的拍摄范围内的位置。对于该标准量规40a、40b，可使用例如块规或步距规等公知的标准器。

框架台6的顶部设置有不良工件排出机50。不良工件排出机50构成为，能够执行从运送用输送机3排出在基于第2拍摄部30的拍摄图像进行的检查中被判定为不合格品的工件100的动作。具体而言，不良工件排出机50具有抓取装置和移动装置。抓取装置将处于运送用输送机3上的工件100抓起。移动装置使抓取装置沿着框架台6的梁在运送用输送机3的上方与不合格品排出用输送机4的上方之间往返。抓取装置可使用例如能够吸附工件100的真空夹持器等。不良工件排出机50基于控制装置70的控制，从运送用输送机3抓起被判定为不合格品的工件100，并移动到不合格品排出用输送机4上，以将该工件100传递放置到不合格品排出用输送机4上。

在基于第2拍摄部30的拍摄图像进行的检查中被判定为合格品的工件100直接由运送用输送机3向前方运送，并提供给下一制造工序。另一方面，被判定为不合格品且被放置在不合格品排出用输送机4上的工件100由不合格品排出用输送机4向前方运送，以将该工件100从生产线排出。

在位于不合格品排出用输送机4的前部侧方的框架台6处配置有标记机械手臂60。标记机械手臂60执行在由不合格品排出用输送机4运送来的不合格品的工件100上标记记号的动作，该记号表示该工件100中被检测到的成型不良部位的内容。具体而言，标记机械手臂60在多关节机械手臂的前端具备喷墨方式的打印头。标记机械手臂60可以构成为，基于控制装置70的控制，在工件100的表面打印表示成型不良部位的种类或表示成型不良部位的位置等的文字或记号。

控制装置70是以未图示的CPU、RAM、ROM、以及输入输出界面、存储装置73等为中心而构成的信息处理装置。存储装置73是包含例如HDD或SSD等的辅助存储装置。具体而言，控制装置70是具备适当的信息处理能力的计算机系统等。通过由CPU执行储存在ROM或存储装置73等实体存储介质中的程序来实现控制装置70的功能。此外，构成控制装置70的计算机的数量可以为一个也可以为多个。

控制装置70具有测量处理部71和系统综合管理部72，测量处理部71和系统综合管理部72为功能性构成元素。此外，用于实现构成控制装置70的上述功能性构成元素的方法不限于软件，可利用逻辑电路和模拟电路等组合而成的硬件来实现该一部分功能性构成元素或全部的功能性构成元素。

测量处理部71使用由第1拍摄部20以及第2拍摄部30拍摄到的图像对工件100的三维表面形状进行测量。并且，测量处理部71从测量到的三维表面形状中检测出成型不良部位。具体而言，测量处理部71对从工件100测量到的三维表面形状和由给定的基准形状数据表示的三维表面形状进行比较，并将从工件100测量到的三维表面形状中形状不同的部位确定为成型不良部位候选。

此外，本实施方式中使用公知的图案投影法。图案投影法是向具有三维表面形状的检查对象物投影规定的条纹状图案，并基于对检查对象物进行投影而形成的条纹状图案的失真度来测量三维表面形状的方法。作为这种图案投影法，有例如相移法。相移法是使将投影强度调制成正弦波的条纹状图案的相位错开并同时进行多次投影以实施测量的方法。

用于检测成型不良部位的基准形状数据是表示作为工件100的合格品基准的三维表面形状的数据。基准形状数据预先储存在控制装置70的存储装置73等中。此外，在将工件100的表面划分成多个区域并分别对每个区域拍摄图像的情形下，可以具有与每个区域相对应的多种基准形状数据。在本实施方式中，作为基准形状数据分别具有与工件100的第1面侧的三维表面形状相对应的基准形状数据、以及与工件100的第2面侧的三维表面形状相对应的基准形状数据。

此外，对于基准形状数据，以每规定间隔(例如50mm)对由该基准形状数据表示的三维表面形状标加分区线，并对由该分区线划分的三维表面形状的每个分区分配固有的编号(以下称为分区编号)。参照图4对其具体例加以说明。图4中，符号200示出由基准形状数据表示的三维表面形状。符号201示出分别在三维表面形状200的x轴方向和y轴方向上以等间隔标加的多条分区线。符号202示出由多条分区线201围成的各分区。分别对由多条分区线201划分成的多个分区202分配固有的分区编号。

当新登记有基准形状数据时，控制装置70对由该基准形状数据表示的三维表面形状分配分区线以及分区编号，并连同基准形状数据一起保存在存储装置73等中。测量处理部71使在工件100中检测到的成型不良部位和该成型不良部位的位置所对应的分区编号建立对应以锁定位置。

返回到图1以及图2进行说明。测量处理部71仅将使用基准形状数据从工件100的三维表面形状中检测到的成型不良部位候选中的异形部位的尺寸在规定的判定基准值以上的候选确定为成型不良部位。异形部位的尺寸包括长度、深度或高度。该判定基准值是表示作为产品在使用上会构成缺陷的成型不良部位的尺寸基准的值，并被预先登记在控制装置70的存储装置73等中。此外，判定基准值可以由检查系统1的使用者设定或更改成任意的值。该情形下，控制装置70将使用者经由规定的输入装置输入的判定基准值保存在存储装置73中。

此外，判定基准值只是用于规定作为产品在使用上可构成缺陷的成型不良部位的尺寸的值，而不同于根据拍摄到的图像的分辨率理论上能够检测出的异形部位的最小尺寸。也就是说，即使摄像机具有能够检测出例如百分之1mm～千分之1mm单位的异形部位的精度，如果将判定基准值设定为十分之1mm单位的尺寸，则小于该判定基准值的微小的异形部位不会被判定为成型不良部位。

此外，判定基准值可以对应于由基准形状数据表示的三维表面形状的每个部位而设定不同的值。具体而言，控制装置70将基准形状数据的三维表面形状分割成多个区域，并将对经该分割而形成的每个区域所设定的判定基准值保存在存储装置73中。例如，通过对实施了陡峭的弯曲加工的部位和实施了平滑加工的部位分别设定不同的判定基准值，而能够确切地检测出每个部位中典型的成型不良部位。

并且，测量处理部71构成为，不仅检查是否存在成型不良部位，还基于在工件100的表面可能形成的划痕的状况一并对压力机2的模具劣化进行诊断。在冲压成型加工中，由于金属原材料与模具之间的摩擦而在成型品的表面形成的划痕呈现较强的光泽。因此，在本实施方式中，测量处理部71基于工件100的拍摄图像对形状陡峭的特定部位计算出图像的各点的亮度值，并基于计算出的亮度值判定是否存在因工件与模具之间的摩擦而形成的划痕。

系统综合管理部72综合控制包括运送用输送机3和不合格品排出用输送机4在内的生产线的动作以及检查系统1的动作。具体而言，系统综合管理部72以与压力机2制造工件100相配合地使检查系统1的各部分的动作与运送用输送机3以及不合格品排出用输送机4的动作连动的方式进行控制。在此所述的检查系统1的各部分是指，工件取出用机械手臂10、第1拍摄部20、第2拍摄部30、不良工件排出机50、以及标记机械手臂60。

例如，系统综合管理部72在控制工件取出用机械手臂10将工件100配置到第1拍摄部20的拍摄范围的时刻，控制第1拍摄部对工件100进行拍摄。并且，系统综合管理部72控制运送用输送机3将工件100运送至第2拍摄部30的拍摄范围，并在该时刻控制第2拍摄部对工件100进行拍摄。此外，系统综合管理部72还控制不合格品排出用输送机4将不合格品的工件100运送至标记机械手臂60的工作区，并在该时刻控制标记机械手臂60在工件100的表面进行标记。

[检查处理的流程的说明]

参照图5的流程图对控制装置70所执行的检查处理的流程进行说明。当通过工件取出用机械手臂10和运送用输送机3将工件100配置到第1拍摄部20的拍摄范围和第2拍摄部30的各自的拍摄范围时，则以处于各拍摄范围的工件100作为对象执行该检查处理。

在S100中，控制装置70控制已在拍摄范围配置有工件100的第1拍摄部20的摄像装置或第2拍摄部3的摄像装置对该工件100的第1面或第2面进行拍摄。具体而言，进行拍摄的各摄像装置的照射器22基于控制装置70所实施的控制而交替地照射由条纹状图案的光构成的图像和由无图案的光构成的图像。然后，由进行拍摄的各摄像装置的摄像机23对投影在工件100以及标准量规40a、40b上的条纹状图案的图像和无图案的图像进行拍摄。在S102中，S100中进行了拍摄的各摄像机23将拍摄到的条纹状图案的拍摄图像以及无图案的拍摄图像的数据传送至控制装置70的测量处理部71。

在S104中，控制装置70对在S102中传送来的条纹状图案的拍摄图像分别生成高度位移映射。在此所述的高度位移映射是表示拍摄图像上的各像素的高度位移分布的映射数据。可使用公知的相移法生成高度位移映射。即，控制装置70利用使被调制成正弦波的条纹状图案的相位错开并同时进行多次投影而拍摄到的拍摄图像，计算出拍摄图像中的每个像素的高度位移。此外，在S104中，控制装置70对在S102中传送来的无图案的拍摄图像分别生成亮度映射。在此所述的亮度映射是表示拍摄图像上的各像素的亮度值的分布的映射数据。

在S106中，控制装置70将在S104中生成的高度位移映射转换成由三维坐标系表示的三维点群。然后，测量处理部71向上述转换成的三维点群的各点分配基于在S104中由相同的摄像机拍摄到的图像而生成的亮度映射中对应点的亮度值，以生成三维点群·亮度数据。

在S108中，控制装置70将基于多台摄像装置中的每一台摄像装置拍摄到的图像而生成的三维点群·亮度数据统合到共同的三维坐标系中。具体而言，在由第1拍摄部20进行了拍摄的情况下，控制装置70将基于由构成第1拍摄部20的两个摄像装置21a、21b拍摄到的图像而生成的三维点群·亮度数据统合成一个数据，从而获得工件100的第1面整体的三维点群·亮度数据。或者，在由第2拍摄部30进行了拍摄的情况下，控制装置70将基于由构成第2拍摄部30的两个摄像装置31a、31b拍摄到的图像而生成的三维点群·亮度数据统合成一个数据，从而获得工件100的第2面整体的三维点群·亮度数据。

在S110中，控制装置70基于与在S100中拍摄到的工件100的第1面或第2面相对应的基准形状数据来确定陡峭部分。在此所述的陡峭部分是指，基准形状数据示出的三维表面形状中弯曲的曲率小于规定阈值的显示陡峭形状的部分。在S112中，控制装置70对于在S108中统合而成的三维点群·亮度数据中的被分配给属于陡峭部分的部位的亮度值的分布是否属于划痕进行判定。具体而言，对于属于陡峭部分的部位，控制装置70以超过作为划痕基准的亮度阈值的点超过规定的尺寸范围而连续分布的情形作为条件，来判定该部位为划痕。

当对应于陡峭部分的亮度值分布不属于划痕时(S112：否)，控制装置70将处理转移至S116。而当对应于陡峭部分的亮度值分布属于划痕时(S112：是)，控制装置70将处理转移至S114。在S114中，向规定的输出目标(例如显示装置或记录装置等)输出旨在警告压力机2的模具已劣化的信息。

在接下来的S116中，控制装置70从在S108中统合而成的三维点群·亮度数据中抽取与标准量规40a、40b相对应的三维点群的数据。然后，控制装置70使用所抽取的三维点群数据来评价三维图像测量的精度。具体而言，控制装置70对由与标准量规40a、40b相对应的三维点群表示的三维表面形状与由给定的校对数据表示的三维表面形状进行对照。然后，控制装置70根据标准量规40a、40b的三维表面形状与校对数据的三维表面形状之间的一致程度来评价测量的精度。S115中的精度评价所使用的校对数据是表示准确进行图像拍摄时的标准量规40a、40b的基准三维表面形状的数据。在本实施方式中，构成数据预先储存在控制装置70的存储装置73等中。

在S118中，控制装置70根据在S116中评价出的精度是否处在有关测量精度的规定容许范围内而使处理分支。当评价出的精度偏离容许范围时(S118：否)，控制装置70将处理转移至S120。在S120中，控制装置70向规定的输出目标(例如显示装置或记录装置等)输出指示对工件100进行重新检查的信息。

另一方面，当判定为评价出的精度处在容许范围内时(S118：否)，控制装置70将处理转移至S122。在S122中，控制装置70对由S108中统合成的三维点群·亮度数据表示的检查对象的三维表面形状和由与该检查对象相对应的基准形状数据表示的三维表面形状进行对照，并确定会成为成型不良部位候选的异形点。具体而言，控制装置70对检查对象的三维表面形状和基准形状数据的三维表面形状进行比较，并生成表示检查对象的形状异同性的偏差值分布图。然后，控制装置70检测出生成的偏差值分布图中超出与成型是否良好相关的容许值的异形点以作为不良元素点。

在S124中，控制装置70对在S122中检测出的不良元素点进行筛选。具体而言，控制装置70从在S122中检测出的不良元素点中仅保留多个点(例如3点以上)连续的部位作为成型不良部位候选。另一方面，控制装置70去除其他离散的不良元素点。此外，控制装置70计算出所筛选的成型不良部位候选的尺寸。在此所述的尺寸包括例如成型不良部位候选所呈形状的长度、深度或高度。在S126中，控制装置70对在S124中所筛选的成型不良部位候选所呈形状的尺寸是否在与成型不良部位相关的判定基准值以上进行判定。

在上述S126中，测量处理部71可以使用与作为检查对象物的工件100相对应的1种判定基准值进行判定。或者，测量处理部71也可以使用对工件100的多个部位分别设定的多种判定基准值来进行判定。当使用多种判定基准值时，测量处理部71在判定中使用与存在成型不良部位候选的部位相对应的判定基准值。

当成型不良部位候选的尺寸小于判定基准值时(S126：否)，控制装置70将处理转移至S128。在S128中，控制装置70将在S126中已完成判定的工件100作为合格品进行运送。具体而言，当将第1拍摄部所拍摄到的工件100判定为合格品时，控制装置70以如下方式控制工件取出用机械手臂10。即，控制装置70令工件取出用机械手臂10执行将工件取出用机械手臂10所保持的工件100传递给运送用输送机3的动作。此外，当第2拍摄部所拍摄到的工件100被判定为合格品时，控制装置70控制运送用输送机3向前方运送该工件100。

另一方面，当S126中判定成型不良部位候选的尺寸为判定基准值以上时(S126：是)，控制装置70将处理转移至S130。在S130中，控制装置70将S126中被判定为在判定基准值以上的成型不良部位候选确定为成型不良部位。然后，控制装置70将与所确定的成型不良部位相关的信息记录到规定的记录目标(例如存储装置73)中。

具体而言，控制装置70记录包括从该工件100测量到的三维点群数据、形成成型不良部位的形状的尺寸、成型不良部位的产生位置、检测到成型不良部位的时刻、以及识别该工件100的识别编号在内的信息。在本实施方式中，作为表示成型不良部位的产生位置的信息，使用分配给对基准形状数据所设定的每个分区(参照图4)的分区编号。即，控制装置70将与被检测到的成型不良部位所处的位置相对应分区编号作为成型不良部位的产生位置而进行记录。此外，控制装置70对由构成成型不良部位的三维点群表示的三维表面形状实施阴影处理以生成赋予了立体感的图像，并保存该生成的图像。

在S132中，控制装置70将被检测到成型不良部位的工件100作为不合格品而排出。具体而言，当第1拍摄部所拍摄到的工件100被检测到成型不良部位时，控制装置70以如下方式控制工件取出用机械手臂10。即，控制装置70令工件取出用机械手臂10执行将其所保持的工件100传递给不合格品排出用输送机4的动作。此外，当第2拍摄部所拍摄到的工件100被检测到成型不良部位时，控制装置70以如下方式控制不良工件排出机50。即，控制装置70令工件取出用机械手臂10执行从运送用输送机3抓起该工件100并将所抓起的工件100搬运传递给不合格品排出用输送机4的动作。

之后，控制装置70使不合格品排出用输送机4运行以向前方运送不合格品的工件100。然后，当由不合格品排出用输送机4运送的工件100到达标记机械手臂60的工作区内时，控制装置70控制标记机械手臂60在该工件100的表面打印与成型不良部位相关的信息。标记机械手臂60在工件100打印的信息可以包括例如示出成型不良部位的位置的分区编号、表示成型不良部位的种类等的信息。关于成型不良的种类可以考虑使控制装置70构成为基于成型不良部位的尺寸或形状，对例如瑕疵、压痕、部分缺损、毛刺、裂纹、浮渣、镀层剥落等进行辨别。

[效果]

根据实施方式的检查系统1，可获得以下效果。

根据检查系统1，能够利用三维图像测量高速且以高精度地检测工件100中是否存在成型不良部位。具体而言，检查系统1能够通过对利用三维图像测量方法测量到的工件100的三维表面形状和表示工件100的合格品的三维表面形状的基准形状数据进行对照而检测出存在于工件100中的成型不良部位候选。

并且，检查系统1仅将检测到的成型不良部位候选中尺寸为判定基准值以上的候选确定为成型不良部位。在三维图像测量中，例如在所拍摄的图像的分辨率充分高的情况下，甚至连作为产品不会构成缺陷的微小瑕疵都可以检测到。因此，通过从成型不良部位的对象排除小于判定基准值的微小瑕疵，而能够确切地仅检测出具有作为产品会构成缺陷的大小的成型不良部位。

此外，在检查系统1中，通过将判定基准值构成为可由使用者任意设定和更改，而能够根据产品所要求的品质自由地进行更改成型不良部位的判定基准值。并且，通过构成为能够对将基准形状数据所表示的三维表面形状进行分割而形成的多个区域中的每个区域分别设定判定基准值，而能够对应于工件100的每个部位的形状确切地检测到成型不良部位。

此外，在检查系统1中，能够使用通过以规定的间隔对基准形状数据所表示的三维表面形状进行划分而形成的分区编号来表示成型不良部位的位置。并且，能够由标记机械手臂60在工件100的表面直接打印表示成型不良部位的种类或位置的记号。由此，能够易于在实际观察被检测到成型不良部位的工件100时掌握成型不良部位的位置。

此外，在检查系统1中，除成型不良部位以外，还对被加工成陡峭形状的部分中的划痕进行检测，由此，能够输出与模具劣化相关的警告。根据该构成，能够确切地判断模具的修正时期。

此外，在检查系统1中，在第1拍摄部20的拍摄范围内配置标准量规40a，并在第2拍摄部30的拍摄范围内配置标准量规40b，由此，能够在对每个工件100进行检查时保证其检查结果的合理性。

此外，在检查系统1中，可根据工件100的形状或规模将构成第1拍摄部20以及第2拍摄部30的摄像装置的数量设置成一个或多个。通过在一次拍摄中使用多台摄像装置，而能够对1台摄像装置无法拍摄到整体的大型成型品、具有表面和背面的成型品、具有死角的呈复杂形状的成型品等一举进行检查，从而能够实现检查的高速化。

此外，在检查系统1中，通过与构成生产线的运送用输送机3以及不合格品排出用输送机4协作，而能够在不妨碍从压力机2产出的工件100被运送到下一制造工序的流程的情况下对工件100进行检查。由此，能够一并实现提高成型品的生产率和检查的高速化，并能够实现对大量生产的成型品进行全数检查。

在此，对语句的对应关系进行说明。第1拍摄部20的摄像装置21a、21b对应于第1照射部以及第1拍摄部的一例。第2拍摄部30的摄像装置31a、31b对应于第2照射部以及第2拍摄部的一例。控制装置70所执行的SS104、S106、以及S108的处理对应于作为测量部以及光泽测量部的处理的一例。控制装置70所执行的S122以及S124的处理对应于作为比较检测部的处理的一例。控制装置70所执行的S126的处理对应于作为不良确定部的处理的一例。

控制装置70所执行的S130以及S132的处理、以及标记机械手臂60对应于输出部的一例。控制装置70所执行的S110以及S112的处理对应于作为划痕确定部的处理的一例。标准量规40a、40b对应于标准器的一例。控制装置70所执行的S116以及S118的处理对应于作为判定部的处理的一例。工件取出用机械手臂10对应于机械手臂的一例。

[变形例]

可使多个构成元素分担上述各实施方式中的一个构成元素所具有的功能，或也可以由一个构成元素发挥多个构成元素所具有的功能。此外，可以省略上述各实施方式的构成的一部分。此外，可以将上述各实施方式的构成的至少一部分添加到上述其他实施方式的构成中，也可以对上述各实施方式的构成的至少一部分和上述其他实施方式的构成进行置换等。此外，由记载在权利要求中的语句所确定的技术思想所包含的所有形态均为本公开的实施方式。

本公开还可以通过用于使计算机作为上述控制装置70发挥作用的程序、记录有该程序的半导体存储器等实体存储介质、成型品的检查方法等各种方式得以实现。

在上述检查系统1中，说明了将成型品中的瑕疵等成型不良部位作为检查的对象的示例。除上述检查系统1的功能之外，还可以构成为兼具对成型品的尺寸进行检查的功能。在此所述的对尺寸进行检查是指，通过测量几何形状中任意点间的距离等来检查成型品中的如下加工部位的尺寸准确度，即，例如在成型品中开设的孔与孔之间的距离或从成型品的端部到孔的距离。上述对尺寸进行检查是以往的非接触三维测量仪器中的标准功能。

当上述实施方式的检查系统1还带有对成型品的尺寸进行检查的功能时，可以构成如下。即，构成为使用者可从以下3种检查方法中任意地进行选择并加以执行：(1)仅进行成型不良部位的检查的模式；(2)仅进行尺寸检查的模式；以及(3)同时进行成型不良部位的检查以及尺寸检查这两者的模式。

在上述检查系统1中，对以利用冲压加工制造的成型品为对象而进行检查的示例进行了说明。本公开不限于冲压加工，还可以应用于利用注射成型、锻造、铸造、挤压成型等各种加工方法制造的成型品。

Claims (9)

1.一种检查装置，其特征在于，具有：

至少一个照射部，所述至少一个照射部构成为，对规定的拍摄范围投影指定的光学图案；

至少一个拍摄部，所述至少一个拍摄部构成为对图像进行拍摄，该图像包含对处在所述拍摄范围内的检查对象物进行投影而形成的光学图案；

测量部，所述测量部构成为，基于所述拍摄部所拍摄到的图像中所包含的光学图案来测量所述检查对象物的三维表面形状；

比较检测部，所述比较检测部构成为，对所述测量部所测量到的三维表面形状和给定的基准形状数据进行对照，其中，所述给定的基准形状数据表示与所述检查对象物相对应的合格品的三维表面形状，并且所述比较检测部构成为，检测出所述检查对象物的三维表面形状中被识别出显示形状与所述合格品的三维表面形状不同的部位，并将该部位连同该形状的尺寸一起作为成型不良部位候选；以及

不良确定部，所述不良确定部构成为，仅将所述比较检测部检测到的成型不良部位候选中的形状尺寸在规定的判定基准值以上的候选确定为成型不良部位，其中，所述规定的判定基准值表示成型不良部位的基准。

2.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于，

所述检查装置构成为，使用者能够任意地设定和更改所述判定基准值，

所述不良确定部构成为，利用由使用者任意设定和更改的判定基准值来确定成型不良部位。

3.根据权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，

所述检查装置构成为，能够对将所述基准形状数据所表示的三维表面形状进行分割而形成的多个区域中的每个区域分别设定所述判定基准值，

所述不良确定部构成为，使用与所述比较检测部所检测到的成型不良部位候选的位置相对应的区域的判定基准值来确定成型不良部位。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的检查装置，其特征在于，

具有表示分区编号的信息，其中，所述分区编号是分配给以规定的间隔对所述基准形状数据所表示的三维表面形状进行划分而形成的每个分区的编号，

所述检查装置还具有输出部，所述输出部构成为，使表示由所述不良确定部所确定的成型不良部位的信息和该成型不良部位的位置所对应的分区的分区编号建立对应并进行输出。

5.根据权利要求4所述的检查装置，其特征在于，

所述输出部构成为，在所述检查对象物上标记记号，该记号表示由所述不良确定部所确定的成型不良部位的内容以及与该成型不良部位的位置相对应的分区编号。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的检查装置，其特征在于，

所述检查装置还具有光泽测量部、划痕确定部、以及警报输出部，

所述光泽测量部构成为，基于所述拍摄装置所拍摄到的图像来测量所述检查对象物的表面的光泽程度，

所述划痕确定部构成为，基于所述测量部所测量到的三维表面形状以及所述光泽测量部所测量到的光泽程度的分布，将符合与划痕相关的规定判定基准的部位确定为划痕，

所述警报输出部构成为，输出与所述划痕确定部所确定的划痕相关的警报。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的检查装置，其特征在于，

还具有配置在所述拍摄范围内的至少一个标准器，

所述测量部构成为，还对由所述拍摄装置连同所述检查对象物一起拍摄到的所述标准器的三维表面形状进行测量，

所述检查装置还具有判定部，所述判定部构成为，对所述测量部所测量到的所述标准器的三维表面形状和表示与所述标准器相对应的正常的三维表面形状的给定的校对数据进行对照，并根据所述标准器的三维表面形状是否符合所述校对数据来判定与所述检查对象物相关的检查结果是否得当。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的检查装置，其特征在于，

具有构成为对所述检查对象物的多个不同的部位分别进行拍摄的多个所述拍摄部，

所述测量部构成为，测量多个所述拍摄装置各自拍摄到的图像中的每个所述部位的三维表面形状，

所述比较检测部构成为，对所述测量部所测量到的每个所述部位的三维表面形状和为每个所述部位准备的所述基准形状数据进行对照，并检测出所述成型不良部位候选。

9.根据权利要求8所述的检查装置，其特征在于，

所述检查装置具有机械手臂、第1照射部、第1拍摄部、第2照射部、以及第2拍摄部，

所述机械手臂构成为，抓住并运送从上一制造工序产出的检查对象物，以传递给载置所述检查对象物并向下一制造工序进行运送的运送装置，

所述第1照射部构成为，对构成所述检查对象物的表面和背面的两个面中的第1面投影所述光学图案，

所述第1拍摄部构成为对图像进行拍摄，所述图像包含对所述第1面进行投影而形成的光学图案，

所述第2照射部构成为，对构成所述检查对象物的表面和背面的两个面中的第2面投影所述光学图案，

所述第2拍摄部构成对图像进行拍摄，所述图像包含对所述第2面进行投影而形成的光学图案，并且

所述第1照射部以及所述第1拍摄部配置在能够对正处在被所述机械手臂抓住并进行运送时的所述检查对象物投影所述光学图案并进行拍摄的位置，

所述机械手臂构成为，在经由抓住所述检查对象物以使其所述第1面朝向所述第1照射部以及所述第1拍摄部的动作之后将所述检查对象物以所述第2面朝上的方式载置到所述运送装置上，

所述第2照射部以及所述第2拍摄部配置在能够对载置在所述运送装置上的所述检查对象物的第2面投影所述光学图案并进行拍摄的位置。

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