JP2005121599A - プレス成形品の欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス成形品表面上の任意の位置に顕れる欠陥を最適な方向から撮像できるようにする。
【解決手段】多軸ロボット１０の各駆動軸が制御されて、多軸ロボット１０の姿勢が姿勢に変化され、アーム先端に装着されたツールとしてのカメラの撮像方向が任意の方向に変化され、プレス成形品７０が任意の方向から撮像される。またプレス成形品７０の表面の２箇所以上の部位それぞれの欠陥が撮像される。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス成形品の欠陥検査装置に関する。

プレス機械でワークをプレス加工し加工終了後のプレス成形品を積込み位置まで搬送するプレスラインにおいては、プレス成形品の表面上の割れ等の欠陥を検査する欠陥検査装置が備えられている。

プレス成形品は、プレス加工後にプレス機械から搬出されて排出コンベア上に載置され、排出コンベアによって積込み位置まで搬送され、良品用のパレットに積み込まれる。排出コンベア上のプレス成形品は、欠陥検査装置によって、その表面の欠陥が検査され、欠陥有りと判断された場合には、排出コンベア上から取り出され不良品用のストックヤードに排出される。

従来よりプレス成形品表面をカメラによって撮像しその撮像した画像に基づいて欠陥の有無を検査する装置が知られている。

（従来技術１）
下記特許文献１に記載された発明では、搬出コンベアに沿った場所に平面部検出用カメラを設け、このカメラでワーク成形品の平面部を撮像し、撮像した画像から欠陥の有無を検査するようにしている。この場合、図１０（ａ）に示すようにカメラ２００は、その撮像方向２００ａが搬出コンベア１に直交する方向（排出コンベア１の幅方向）に固定されており、回転駆動手段と昇降駆動手段によってカメラの高さおよび俯角が変化されて、カメラのプレス成形品７０に対する上下撮像角度が１０〜３０゜以下の範囲となるように調整される。

（従来技術２）
下記特許文献１に記載された発明では、平面部検出用カメラと曲面部検出用カメラを設け、各カメラでワーク成形品の平面部、曲面部それぞれを撮像し、撮像した画像から平面部の欠陥の有無および曲面部の欠陥の有無を検査するようにしている。

（従来技術３）
カメラによって撮像された画像からプレス成形品表面の欠陥を検出する方法は、予め欠陥のないプレス成形品の画像（以下レファレンス画像）を記憶しておき、このレファレンス画像と、カメラによって実際に撮像した画像とを比較して、画像処理により欠陥を検出するという方法が一般的である。

このようにレファレンス画像と比較する方法をとった場合には、レファレンス画像上のプレス成形品の基準姿勢に一致するように、プレス成形品を基準姿勢に正確に位置決めすることが前提となる。

プレス加工されたプレス成形品は、プレス機械のバキュームカップから外れて搬出コンベア上に落下される。この際、搬出コンベア上のプレス成形品の姿勢は、たとえば基準姿勢からプレスマイナス１０ｍｍ程度の姿勢ずれを生じている。

このため排出コンベアの下方には、プレス成形品を基準姿勢にセンタリングして位置決めするセンタリング装置が設けられている。すなわちプレス成形品が排出コンベアによってセンタリング装置のところまで搬送されたことが検出されると、排出コンベアの稼動が停止し、排出コンベアを構成する幅狭コンベア同士の間隙からセンタリング装置が上方に突出し、センタリング装置によってプレス成形品が基準姿勢に位置決めされる。プレス成形品が基準姿勢に位置決めされた状態で撮像が行われ、撮像が終了するとセンタリング装置が排出コンベアの上方から下方に埋没し、排出コンベアが再度稼動を開始する。
特開２００２−３９９４６号公報

上記従来技術１によれば、図１０（ａ）に示すようにカメラ２００の上下方向の撮像角度を変化させることができるものの、搬出コンベア１に直交する撮像方向２００ａに固定されており、カメラ２００はプレス成形品７０をその撮像方向２００ａからしか撮像できない。すなわち図１０（ｂ）に破線で示すように、カメラ２００′の撮像方向２００′ａを排出コンベア１に対して任意の方向にして、プレス成形品７０を任意の方向から撮像することはできない。

ここでプレス成形品７０は、３次元的に変形されており、欠陥の顕れる場所は任意である。このためカメラ２００がプレス成形品７０を、搬出コンベア１に直交する撮像方向２００ａからしか撮像できないとなると、欠陥が曲面に隠れて撮像できなかったり、たとえ欠陥をカメラの視野内に捕らえることができるにせよ光の照射等の影響で明瞭に撮像できなかったりする。

このように従来技術１によれば、プレス成形品７０を任意の方向から撮像することはできないため、欠陥を見逃すおそれがあった。

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、プレス成形品７０を任意の方向から撮像できるようにして、プレス成形品表面上の任意の位置に顕れる欠陥を最適な方向から撮像できるようにすることを第１の解決課題とするものである。

また上記従来技術２では、１つのプレス成形品の平面部、曲面部それぞれに欠陥が顕れることから、各部位に対応させて２台のカメラを設けて対処するようにしている。

しかし欠陥が顕れる複数の部位に応じて、複数のカメラを設けることにすると、カメラ台数の増加に伴い搬出コンベア周りの場積が嵩むとともに、装置コストが増大する。

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、プレス成形品の２箇所以上の部位を１台の撮像手段で撮像できるようにして、搬出コンベア周りの場積の増大を抑制し、装置コストを低減させることを第２の解決課題とするものである。

また上記従来技術３によれば、プレス成形品を撮像する毎に、搬出コンベアの稼動を一旦停止させる必要がある。

ここで近年のプレスラインは高速化しており、プレススピードは、最大３０spm（１分間に３０回スライドが往復動）程度となっている。したがって搬出コンベアを、プレス機械の高速運転に同期して高速で稼動させ、かつ連続運転で稼動させることが、プレスラインにおける生産効率を向上させる上で要求されている。

しかし欠陥検査を行うたびに搬出コンベアを停止させることにすると、プレスラインにおける生産効率が著しく低下することになる。

しかも欠陥検査のためには、センタリング装置が必須となることから、搬出コンベア周りの場積が嵩むとともに装置コストが増大する。

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、欠陥検査を行ったとしても搬出コンベアを停止させないで済み、しかもセンタリング装置を要しないようにすることで、プレスラインにおける生産効率を向上させるとともに、搬出コンベア周りの場積を少なくし装置コストを低減させることを第３の解決課題とするものである。

第１発明は、第１の解決課題を達成するために、
プレス成形品（７０）が搬送される搬送手段（１）と、
前記搬送手段（１）に沿った場所に設けられた多軸ロボット（１０）と、
前記多軸ロボット（１０）のツールとして設けられた撮像手段（８１）と、
前記撮像手段（８１）の撮像結果に基づいてプレス成形品表面の欠陥の検査を行う検査手段（６０）と
を備えたことを特徴とする。

第１発明によれば、図５（ａ）に示すように、多軸ロボット１０の各駆動軸が制御されて、多軸ロボット１０の姿勢が変化し、アーム先端に装着されたツールとしてのカメラ８１の撮像方向が８１ａ、８１ｂ、８１ｃと任意の方向に変化され、プレス成形品７０が任意の方向から撮像される。

第２発明は、第２の解決課題を達成するために、
プレス成形品（７０）が搬送される搬送手段（１）と、
前記搬送手段（１）に沿った場所に設けられた多軸ロボット（１０）と、
前記多軸ロボット（１０）のツールとして設けられた撮像手段（８１）と、
前記撮像手段（８１）で、プレス成形品（７０）の２箇所以上の部位（７１、７２）が撮像されるように、前記多軸ロボット（１０）の駆動軸を制御する制御手段（６０）と、
前記撮像手段（８１）の撮像結果に基づいてプレス成形品表面の欠陥の検査を行う検査手段（６０）と
を備えたことを特徴とする。

第２発明によれば、図５（ｂ）に示すように、多軸ロボット１０の各駆動軸が制御されて、多軸ロボット１０の姿勢が変化され、アーム先端に装着されたツールとしてのカメラ８１の撮像方向が８１ｄ、８１ｅと変化され、プレス成形品７０の表面の２箇所以上の部位それぞれの２箇所以上の欠陥７１、７２が撮像される。

第３発明は、第３の解決課題を達成するために、第１発明または第２発明において、
前記多軸ロボット（１０）の撮像手段（８１）とは別に、プレス成形品（７０）を撮像する姿勢ずれ検出用撮像手段（４１）が、前記搬送手段（１）に沿った場所に設けられ、
前記検査手段（６０）は、前記姿勢ずれ検出用撮像手段（４１）の撮像結果からプレス成形品（７０）の基準姿勢に対する姿勢ずれを演算し、この姿勢ずれに基づいて、前記多軸ロボット（１０）の撮像手段（８１）の撮像結果からプレス成形品表面の欠陥の検査を行うこと
を特徴とする。

第３発明によれば、図４に示すように、多軸ロボット１０のカメラ８１とは別に設けられた姿勢ずれ検出用カメラ４１によってプレス成形品７０が撮像され、この撮像結果から、図７（ａ）に例示する演算処理が行われて、プレス成形品７０の基準姿勢に対する姿勢ずれが求められる。また多軸ロボット１０のカメラ８１でプレス成形品７０の表面が撮像される。この結果、姿勢ずれ検出用カメラ４１による撮像画像１０１から得られた姿勢ずれの情報を用いて、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、カメラ８１による撮像画像１０４が、プレス成形品７０を基準姿勢に補正した画像１０５に補正される。そして、この補正された実際のプレス成形品７０の画像１０５と、予め用意されたレファレンス画像１０６とが比較されて、プレス成形品表面の欠陥７１の有無が検査される。

第４発明は、第３の解決課題を達成するために、第１発明または第２発明において、
前記多軸ロボット（１０）は、複数回の撮像を行うように動作し、
前記検査手段（６０）は、最初の撮像結果からプレス成形品（７０）の基準姿勢に対する姿勢ずれを演算し、この演算された姿勢ずれと２回目以降の撮像結果とに基づき、プレス成形品表面の欠陥の検査を行うこと
を特徴とする。

第４発明では、多軸ロボット１０の最初の撮像画像１０１から、プレス成形品７０の基準姿勢に対する姿勢ずれが求められる。姿勢ずれ検出用の画像１０１は、プレス成形品７０の基準姿勢に対する姿勢ずれを求めることができるような撮像方向から取得する必要がある。多軸ロボット１０は任意の姿勢に変化するので、このような撮像方向を容易に実現できる。

第５発明は、第３発明または第４発明において、
前記多軸ロボット（１０）の設置場所よりも搬送手段（１）の下流に、プレス成形品（７０）を把持する把持手段（９０）が設けられており、
検査手段（６０）で演算された姿勢ずれに基づいて、前記把持手段（９０）によるプレス成形品（７０）の把持位置が補正されること
を特徴とする。

第５発明によれば、プレス成形品７０の基準姿勢に対する姿勢ずれの情報から、把持手段９０によるプレス成形品７０の把持位置が補正される。
第６発明は、第５発明において、
前記把持手段（９０）は、他の多軸ロボット（２０）のツールとして設けられていること
を特徴とする。

第１発明によれば、多軸ロボット１０の姿勢を変化させることでカメラ８１の撮像方向を任意の方向に変化させるようにしたので、プレス成形品７０を任意の方向から撮像できる。このためプレス成形品７０の表面上の任意の位置に顕れる欠陥７１を最適な方向から撮像することができる。

第２発明によれば、多軸ロボット１０の姿勢を変化させることでカメラ８１の撮像方向を、プレス成形品７０の表面の２箇所以上の部位を撮像できる方向に変化させるようにしたので、１つのプレス成形品７０の２箇所以上の部位を撮像することができる。このため１つのプレス成形品７０の２箇所以上の箇所それぞれに欠陥７１、７２が顕れるような場合に、各部位に対応させて２台以上のカメラを設けて対処する必要はなく、１台のカメラ８１で対処することができる。カメラ台数増大に伴う搬出コンベア周りの場積の増大を抑制でき、装置コストを低減させることができる。

第３発明によれば、姿勢ずれ検出用カメラ４１の撮像画像からプレス成形品７０の基準姿勢に対する姿勢ずれを求めるようにしたので、姿勢ずれを補正するために、センタリング装置を設けたり、搬出コンベア１を停止させる必要がない。

このためプレスラインにおける生産効率が向上し、搬出コンベア周りの場積が少なくなり装置コストを低減させることができる。

第４発明によれば、第３発明と同様の効果が得られる。更に第４発明によれば、多軸ロボット１０のカメラ８１とは別に、姿勢ずれ検出用カメラ４１を設ける必要がなくなるので、更に場積を小さくでき装置コストを低減させることができる。

以下図面を参照して本発明に係るプレス成形品の欠陥検査装置の実施の形態について説明する。

図１は実施形態の装置構成を示している。

プレスラインは、たとえば自動車工場の車体、ドア、フェンダなどのプレス成形品が流れるプレスラインを想定している。

プレスラインのプレス装置５０でワークがプレス加工されてプレス成形品７０として搬出され、搬送装置としての搬出コンベア１に載置され、搬出コンベア１で搬送されたプレス成形品７０が良品用パレット３または不良品用パレット４に積み込まれる。

プレス機械５０は、トランスファプレスを想定しており、１つのワークが５つの各金型５１で順次プレス加工されてプレス成形品７０が完成される。各金型５１間をワークはフィードバー方式で搬送される。すなわちフィードバー５２のバキュームカップ５３によって吸着されることで把持されたワークがつぎの金型５１内に搬入された金型５１によるプレス加工後にバキュームカップ５３でクランプされて次の金型５１に搬入される。最後の金型５１による加工後のプレス成形品７０はバキュームカップ５３がアンクランプされることによって、搬出コンベア１上に載置される。

搬出コンベア１には、搬出コンベア１の長手方向に直交する方向に光を照射する光電スイッチ２が設けられている。このため搬出コンベア１によって搬送されるプレス成形品７０が、光電スイッチ２から照射される光を通過するときに、光が遮断される。光電スイッチ２で、光の遮断が検出されると、遮断信号が出力されて、コントローラ６０に入力される。

搬出コンベア１に沿った場所には、プレス成形品７０の表面の欠陥を検査する検査用多軸ロボット１０が設置されている。この検査用多軸ロボット１０は、たとえば６軸の多関節ロボットである。

すなわち、図２に示すように、６軸の検査用多軸ロボット１０は、床に配設された躯体部１１と、躯体部１１の上部に配設され、３つの関節を有したアーム部１２と、アーム部１２の先端の関節に支承されたハンド部１３とから構成されている。

図３に示すように、ハンド部１３の先端のツール装着面１３ａには、カメラユニット８０が装着されている。

カメラユニット８０は、ツール装着面１３ａにボルト等を介して固定されたブラケット８２と、ブラケット８２にその外壁が固定され開口部８３ａを有する笠８３と、笠８３の開口部８３ａより、撮像面８５が臨まれる態様で笠８３の内部に固定されたカメラ８１と、撮像に必要な照明光が笠８３の開口部８３ａを介して外部に照射される態様で笠８３の内部に固定された照明具８４とから構成されている。カメラ８１は、たとえばＣＣＤカメラが使用され、照明具８４は、たとえばＬＥＤが使用される。照明具８４は、プレス成形品７０に照明を照射することで明瞭な撮像画像を得るために設けられている。

このため検査用多軸ロボット１０の各駆動軸が駆動されることにより、検査用多軸ロボット１０の姿勢が変化され、カメラ８１の３次元位置、カメラ８１の撮像方向つまりカメラ８１の撮像面８５の法線方向が、任意の位置および方向に定められる。

検査用多軸ロボット１０の各駆動軸およびカメラ８１のシャッタは、コントローラ６０によって駆動制御される。

検査用多軸ロボット１０の設置場所よりも排出コンベア１の下流には、プレス成形品７０を良品用パレット３または不良品用パレット４に積み込む積込用の多軸ロボット２０が設置されている。積込用多軸ロボット２０は、検査用多軸ロボット１０と同様に６軸の多関節ロボットであり、ハンド部の先端にはツールとして、バキュームカップ９０が装着されている。

積込用多軸ロボット２０の各駆動軸およびバキュームカップ９０は、コントローラ６０によって駆動制御される。

コントローラ６０には、図８（ｃ）に示すように、予め欠陥のないプレス成形品７０のレファレンス画像１０６が記憶されている。レファレンス画像１０６とは、プレス成形品７０を基準姿勢に位置決めした撮像した画像のことである。

コントローラ６０は、以下のようにして検査用多軸ロボット１０および積込用ロボット２０を制御する。以下、図５（ａ）を併せ参照して各ロボット１０、２０の動作および欠陥検査処理について説明する。

まずコントローラ６０に、光電スイッチ２から遮断信号が入力されると、この遮断信号をトリガとして検査処理が開始される。すなわち遮断信号入力に応じて、検査用多軸ロボット１０の姿勢を、姿勢ずれ検出用の画像を撮像できる目標姿勢まで変化させる。ここで「姿勢ずれ検出用の画像」とは、画像中にプレス成形品７０の全体が映っており、しかもプレス成形品７０の輪郭等が明瞭に映るカメラ位置、撮像方向から撮像された画像のことである。

検査用多軸ロボット１０の制御中、コントローラ６０には検査用多軸ロボット１０の各駆動軸の回転角度がフィードバック信号として入力されており、このフィードバック信号に基づき検査用多軸ロボット１０の各駆動軸が目標姿勢に応じた目標回転角度になったか否かが判断される。検査用多軸ロボット１０の各駆動軸が目標回転角度になることで、カメラ８１の位置、撮像方向が、姿勢ずれ検出用の画像を撮像できる位置、撮像方向に定められる。

検査用多軸ロボット１０が、姿勢ずれ検出用の画像を撮像できる目標姿勢（目標回転角度）になったと判断されると、コントローラ６０から検査用多軸ロボット１０に撮像指令信号が送られる。検査用多軸ロボット１０のカメラ８１は、撮像指令信号に応じてシャッタが作動されて、プレス成形品７０が撮像される。カメラ８１の撮像画像は、コントローラ６０に送られる。

プレス成形品７０の輪郭が曲線と直線との組合せの場合、コントローラ６０では、図７（ａ）に示すようにして、姿勢ずれ検出用画像１０１からプレス成形品７０の基準姿勢に対する姿勢ずれが検出される。すなわち、
１）プレス成形品７０の曲線部７０ａの曲率半径ｒと曲率中心点ａが求められる。

２）つぎにａ点からプレス成形品７０の直線部７０ｂの延長線に垂線がおろされ、その交点ｂが求められる。

３）つぎにａ点を基準点として、基準姿勢のときのプレス成形品７０に対する位置のずれが求められる。

４）つぎにａ点とｂ点の距離ｘが求められ、この距離ｘから、基準姿勢のときのプレス成形品７０に対する拡大、縮小の倍率が求められる。

５）つぎにａ点とｂ点を結ぶ線の傾きから、基準姿勢のときのプレス成形品７０に対するずれ角が求められる。

以上のようにして姿勢ずれ検出用画像１０１からプレス成形品７０の姿勢ずれの情報が求められる。

またプレス成形品７０の輪郭が曲線と曲線との組合せの場合、コントローラ６０では、図７（ｂ）に示すようにして、姿勢ずれ検出用画像１０２からプレス成形品７０の基準姿勢に対する姿勢ずれが検出される。すなわち、
１）両方の曲線部７０ａ、７０ｃの曲率中心点ａ、ｃが求められる。

２）つぎに曲線部７０ａの曲率中心点ａが求められる。

３）ａ点を基準点として、基準姿勢のときのプレス成形品７０に対する位置のずれが求められる。

４）つぎにａ点とｃ点の距離ｙが求められ、この距離ｙから、基準姿勢のときのプレス成形品７０に対する拡大、縮小の倍率が求められる。

５）つぎにａ点とｃ点を結ぶ線の傾きから、基準姿勢のときのプレス成形品７０に対するずれ角が求められる。

以上のようにして姿勢ずれ検出用画像１０２からプレス成形品７０の姿勢ずれの情報が求められる。

またプレス成形品７０の輪郭が直線３本の組合せの場合、コントローラ６０では、図７（ｃ）に示すようにして、姿勢ずれ検出用画像１０３からプレス成形品７０の基準姿勢に対する姿勢ずれが検出される。すなわち、
１）直線αと直線βの各延長線の交点ｄが求められる。

２）つぎにｄ点から直線γに垂線がおろされ、その交点ｅが求められる。

３）ｄ点を基準点として、基準姿勢のときのプレス成形品７０に対する位置のずれが求められる。

４）つぎにｄ点とｅ点の距離ｚが求められ、この距離ｚから、基準姿勢のときのプレス成形品７０に対する拡大、縮小の倍率が求められる。

５）つぎにｄ点とｅ点を結ぶ線の傾きから、基準姿勢のときのプレス成形品７０に対するずれ角が求められる。

以上のようにして姿勢ずれ検出用画像１０３からプレス成形品７０の姿勢ずれの情報が求められる。

つぎにコントローラ６０は、姿勢ずれ検出用画像１０１（若しくは１０２、１０３）に引き続き連続して欠陥検査用の画像を撮像できるように検査用多軸ロボット１０の姿勢を変化させる。姿勢ずれ検出用画像１０１（若しくは１０２、１０３）のコントローラ６０への入力に応じて、検査用多軸ロボット１０の姿勢を、欠陥検査用の画像を撮像できる目標姿勢まで変化させる。ここで「欠陥検査用の画像」とは、画像中にプレス成形品７０の表面上で欠陥があるべき部位が映っており、しかも欠陥が明瞭に映るカメラ位置、撮像方向から撮像された画像のことである。

検査用多軸ロボット１０の制御中、コントローラ６０には検査用多軸ロボット１０の各駆動軸の回転角度がフィードバック信号として入力されており、このフィードバック信号に基づき検査用多軸ロボット１０の各駆動軸が目標姿勢に応じた目標回転角度になったか否かが判断される。検査用多軸ロボット１０の各駆動軸が目標回転角度になることで、カメラ８１の位置、撮像方向が、欠陥検査用の画像を撮像できる位置、撮像方向に定められる。

検査用多軸ロボット１０が、欠陥検査用の画像を撮像できる目標姿勢（目標回転角度）になったと判断されると、コントローラ６０から検査用多軸ロボット１０に撮像指令信号が送られる。検査用多軸ロボット１０のカメラ８１は、撮像指令信号に応じてシャッタが作動されて、プレス成形品７０が撮像される。カメラ８１の撮像画像は、コントローラ６０に送られる。

ここでプレス成形品７０の種類毎に、その表面に顕れる欠陥の場所は様々であり、プレス成形品７０の種類毎に最適なカメラ位置、撮像方向が存在する。またプレス成形品７０の表面は３次元的に変形されているため、明瞭な画像が得られる最適な必要なカメラ位置、最適な撮像方向が存在する。この点、本実施例によれば、図５（ａ）に示すように、検査用多軸ロボット１０の各駆動軸が制御されて、多軸ロボット１０の姿勢が変化され、アーム先端に装着されたツールとしてのカメラ８１の撮像方向を８１ａ、８１ｂ、８１ｃと任意の方向に変化させることができるとともに、カメラ位置を任意の位置に変化させることができる。このためプレス成形品７０の種類に応じて、プレス成形品７０表面上で欠陥７１のあるべき部位が、最適な撮像方向から、最適なカメラ位置で撮像される。

以上のように本実施例によれば、プレス成形品７０の種類如何にかかわらず、欠陥７１のあるべき部位を最適な撮像方向から、最適なカメラ位置で撮像することができるため、欠陥検査用画像を確実に取得することができる。

また図５（ｂ）に示すように、プレス成形品７０の種類によっては、その表面に２箇所以上に欠陥７１、７２…が顕れる場合があり、そのためには１つのプレス成形品７０の２箇所以上の部位に対応させて、最適なカメラ位置、撮像方向に定める必要がある。この点、本実施例によれば、検査用多軸ロボット１０の各駆動軸が制御されて、検査用多軸ロボット１０の姿勢が変化され、アーム先端に装着されたツールとしてのカメラ８１の撮像方向を８１ｄ、８１ｅと変化させることができるとともに、カメラ位置を任意の位置に変化させることができる。このためプレス成形品７０の表面の２箇所以上の欠陥７１、７２があるべき各部位が、最適な撮像方向から、最適なカメラ位置で連続して撮像される。

以上のように本実施例によれば、１台の多軸ロボットのカメラ８１でプレス成形品７０の２箇所の欠陥７１、７２があるべき部位を連続して撮像することができるため、各部位に対応させて２台以上のカメラを設けて対処する必要はない。このためカメラ台数増大に伴う搬出コンベア周りの場積の増大を抑制することができ、装置コストを低減させることができる。

また、いわゆる「複数取り」の金型を用いてプレス加工が行われるプレスラインにおいては、上流ステーションでは１枚であったワークが複数毎に切り離され、最下流ステーションから搬出される。このため搬出コンベア１上を、複数のワークが左右に分かれて、あるいは前後に分かれて搬送される。

図６（ａ）は、「左右２個取り」の金型が用いられるプレスラインを想定しており、２個のプレス成形品７０Ａ、７０Ｂが搬出コンベア１の幅方向（左右方向）に分かれて搬送される。

このような場合、プレス成形品７０Ａの欠陥７１Ａがあるべき部位、プレス成形品７０Ｂの欠陥７１Ｂがあるべき部位に対応させて、最適なカメラ位置、撮像方向に定める必要がある。この点、本実施例によれば、検査用多軸ロボット１０の各駆動軸が制御されて、検査用多軸ロボット１０の姿勢が変化され、アーム先端に装着されたツールとしてのカメラ８１の撮像方向を８１ｆ、８１ｇと変化させることができるとともに、カメラ位置を任意の位置に変化させることができる。このためプレス成形品７０Ａの欠陥７１Ａがあるべき部位、プレス成形品７０Ｂの欠陥７１Ｂがあるべき部位が、最適な撮像方向から、最適なカメラ位置で連続して撮像される。

以上のように本実施例によれば、１台の多軸ロボットのカメラ８１で複数のプレス成形品７０Ａ、７０Ｂの各欠陥７１Ａ、７１Ｂがあるべき部位を連続して撮像することができるため、各部位に対応させて２台以上のカメラを設けて対処する必要はない。このためカメラ台数増大に伴う搬出コンベア周りの場積の増大を抑制することができ、装置コストを低減させることができる。なお図６（ａ）は、「左右２個取り」の金型が用いられるプレスラインを想定して説明したが、「前後２個取り」の金型を用いたプレスラインの場合、つまり２個のプレス成形品が搬出コンベア１の長手方向（前後方向）に分かれて搬送される場合にも、同様にして一台の検査用多軸ロボット１０で対処することができる。

なお「複数取り」の金型を用いるプレスラインにおいては、図６（ｂ）に示すように、２個のプレス成形品７０Ａ、７０Ｂの各欠陥７１Ａ、７１Ｂがあるべき部位に対応させて、検査用多軸ロボット１０、１０′をそれぞれ設けて、各カメラ８１、８１′で対処する実施も可能である。２個のプレス成形品７０Ａ、７０Ｂが搬出コンベア１上に載置される際には、各プレス成形品７０Ａ、７０Ｂ毎に異なる姿勢ずれが生じている。このため一方の検査用多軸ロボット１０が一方のプレス成形品７０Ａの姿勢ずれ検出用画像、欠陥検査用画像の撮像を行い、他方の検査用多軸ロボット１０′が一方のプレス成形品７０Ｂの姿勢ずれ検出用画像、欠陥検査用画像の撮像を行うことで、検査処理を効率的に行うことができる。

以上のようにして、検査用多軸ロボット１０（あるいは１０′）で撮像された欠陥検査用画像１０４を用いて、図８に示すようにして、欠陥の有無が判断される。

すなわち、コントローラ６０では、前述したように、姿勢ずれ検出用画像１０１（あるいは１０２、１０３）からプレス成形品７０の姿勢ずれの情報が求められている。そこで、位置ずれの情報を用いて、図８（ａ）に示す欠陥検査用画像１０４が、図８（ｂ）に示すプレス成形品７０を基準位置に補正した画像１０５に補正される。そして、この補正画像１０５と、予め用意されたレファレンス画像１０６とが比較されて、プレス成形品７０の表面の欠陥７１の有無が検査される。なお、プレス成形品７０の表面に２箇所以上の欠陥７１、７２がある場合も同様である。また、複数のプレス成形品７０Ａ、７０Ｂの欠陥の検査を行う場合には、各プレス成形品毎にレファレンス画像が用意されて、同様にして欠陥の有無が検査される。

以上のように本実施例によれば、検査用多軸ロボット１０のカメラ８１の撮像画像からプレス成形品７０の基準姿勢に対する姿勢ずれを求めるようにしたので、姿勢ずれを補正するために、センタリング装置を設けたり、搬出コンベア１を停止させる必要がない。このためプレスラインにおける生産効率が向上し、搬出コンベア周りの場積が少なくなり装置コストを低減させることができる。

つぎに、コントローラ６０は、欠陥の有無が判断されたプレス成形品７０を、積込用多軸ロボット２０のバキュームカップ９０で把持するように、積込用多軸ロボット２０の各駆動軸を制御する。

ここでバキュームカップ９０の目標位置、目標方向（積込用多軸ロボット２０の各駆動軸の目標回転角度）は、搬出コンベア１上のプレス成形品７０が基準姿勢になっていることを前提として、バキュームカップ９０でプレス成形品７０の表面を充分に吸着できるような位置、方向として設定されている。しかし搬出コンベア１上のプレス成形品７０が基準姿勢からずれている場合には、プレス成形品７０の表面が３次元に成形されていることもあいまって、吸着パッドの隙間から空気が入り込んでしまいプレス成形品７０を充分に吸着できなくなってしまい、プレス成形品７０を取り落とすおそれがある（ミスグリップ）。

このようなバキュームカップ９０のミスグリップが発生すると、プレスライン全体がストップしてしまい生産効率が低下してしまう。

そこでコントローラ６０は、ミスグリップが生じないようにバキュームカップ９０の目標位置、目標方向（積込用多軸ロボット２０の各駆動軸の目標回転角度）を補正した上で、積込用多軸ロボット２０の各駆動軸を制御する。

すなわち、コントローラ６０では、前述したように、姿勢ずれ検出用画像１０１（あるいは１０２、１０３）からプレス成形品７０の姿勢ずれの情報が求められている。そこで、位置ずれの情報を用いて、バキュームカップ９０の目標位置、目標方向（積込用多軸ロボット２０の各駆動軸の目標回転角度）が、ミスグリップが生じない正しいバキュームカップ位置、方向（駆動軸回転角度）に補正され、この補正された目標回転角度が得られるように、積込用多軸ロボット２０の各駆動軸が制御される。

積込用多軸ロボット２０の制御中、コントローラ６０には積込用多軸ロボット２０の各駆動軸の回転角度がフィードバック信号として入力されており、このフィードバック信号に基づき積込用多軸ロボット２０の各駆動軸が、補正された目標回転角度になったか否かが判断される。積込用多軸ロボット２０の各駆動軸が補正目標回転角度になることで、バキュームカップ９０の位置、方向が、プレス成形品７０をミスグリップなく吸着できる位置、方向に定められる。

積込用多軸ロボット２０が、プレス成形品７０をミスグリップなく吸着できる目標回転角度になったと判断されると、コントローラ６０から積込用多軸ロボット２０に把持指令信号が送られる。積込用多軸ロボット２０のバキュームカップ９０は、把持指令信号に応じて作動し、真空引きによりプレス成形品７０が吸着、把持される。

コントローラ６０で、プレス成形品７０に欠陥が無いという情報が得られている場合には、プレス成形品７０を、良品用パレット３に積み込むように、積込用多軸ロボット２０の各駆動軸が制御される。またコントローラ６０で、プレス成形品７０に欠陥があるという情報が得られている場合には、プレス成形品７０を、不良品用パレット４に積み込むように、積込用多軸ロボット２０の各駆動軸が制御される。なお、上述した実施例では、積込用多軸ロボット２０に把持手段としてバキュームカップを設けているが、把持手段はワークをつかむグリッパであってもよい。また積込用のロボットは多軸ロボットに限らず、たとえば３次元直交座標方向に移動自在なロボットであってもよい。

ところで、上述した実施例では、図７、図８で説明したように、欠陥検査用画像１０４とは別に、姿勢ずれ検出用画像１０１（あるいは１０２、１０３）を撮像しておき、この姿勢ずれ検出用画像１０１から得られる姿勢ずれの情報から、欠陥検査用画像１０４を、基準位置の正しい画像１０５に補正し、この補正した画像１０５をレファレンス画像１０６と対比することで欠陥の有無を検査するようにしている。

しかし、この検査方法によると、検査用多軸ロボット１０のカメラ８１は、少なくとも２回の撮像を行う必要がある。そこで、１回の撮像で欠陥の有無を検査できるようにして、より効率的に処理をすすめるようにしてもよい。

図９は、１回の撮像で欠陥の有無を検査できる画像処理を例示している。

まず図９（ａ）に示すように検査用多軸ロボット１０のカメラ８１で、画像１０７を撮像する。つぎに画像１０７から、欠陥７１のないレファレンス画像１０８が画像処理により作成される。この画像処理の手法は、画像中に大きな輝度の変化が顕れた箇所を欠陥７１とみなし、その大きな輝度変化が生じた部位を膨脹処理により、周囲と同じ輝度変化の部位に修正し、欠陥７１がないプレス成形品７０の画像にするというものである。ただし、欠陥７１以外のボルト穴等の正常な部位も、同様に大きな輝度変化が生じるため、この正常な部位を欠陥とみなさないように、大きな輝度変化が生じる正常な部位は、予めマスキング処理を施しておく。

ここでレファレンス画像１０８は、撮像画像１０７から得られたものであるから、各画像１０７、１０８中のプレス成形品７０の姿勢は全く同じである。このため基準位置に対するずれを求めることなく、両画像１０７、１０８を比較することができる。そこで撮像画像１０７とレファレンス画像１０８との差分画像１０９が生成され、差分画像１０９中に輝度差が生じる部位があった場合には、その部位が欠陥７１であると判断される。差分画像１０７中の欠陥７１の部位には、撮像画像１０７の色相と識別できる特定の色（たとえば赤色）が着色される。そして、撮像画像１０７と差分画像１０９とが重ね合わされて、検査結果画像１１１０が得られ、この検査結果画像１１０中の特定の色の部位が、欠陥７１が生じている部位であると判断される。

また上述した実施例では、検査用多軸ロボット１０のカメラ８１で、姿勢ずれ検出用画像１０１（あるいは１０２、１０３）を撮像するとともに、欠陥検査用画像１０４を撮像するようにしている。

しかし図４に示すように、検査用多軸ロボット１０のカメラ８１は、欠陥検査用画像１０４のみを撮像することとし、カメラ８１とは別に、姿勢ずれ検出用画像１０１（あるいは１０２、１０３）を撮像するための姿勢ずれ検出用カメラ４１を設置する実施も可能である。姿勢ずれ検出用カメラ４１は、多軸ロボットよりも自由度の少ない躯体４０に装着してもよく、多軸ロボットに装着してもよい。

また上述した実施例では、積込用多軸ロボット２０で、欠陥のないプレス成形品７０を良品用パレット３に積み込むとともに、欠陥のあるプレス成形品７０を不良品用パレット４に積み込むようにしている。

しかし図４に示すように、積込用多軸ロボット２０で、欠陥のないプレス成形品７０のみを良品用パレット３に積み込むこととし、積込用多軸ロボット２０とは別に、欠陥のあるプレス成形品７０を不良品用パレット４に積み込む不良品積込用ロボット３０を設置する実施も可能である。また多軸ロボット３０で不良品を把持して排出コンベア１上から取り除くのではなくて、一般的な不良品搬出装置を用いて、不良品を排出コンベア１上から取り除くようにしてもよい。

本発明はトランスファープレスのプレスラインに限らずあらゆる形態のプレスラインに適用することができる。

図１は実施形態の装置構成を示す側面図である。 図２は実施形態の多軸ロボットの構成を示す斜視図である。 図３はカメラユニットの構成を示す断面図である。 図４は別の実施形態の装置構成を示す側面図である。 図５（ａ）、（ｂ）はカメラの撮像方向を示す上面図である。 図６（ａ）、（ｂ）はプレス成形品が２つある場合の実施例を説明する上面図である。 図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はプレス成形品を撮像した画像をそれぞれ示す図である。 図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はプレス成形品の欠陥を画像処理により検査する手順を説明する図である。 図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はプレス成形品の欠陥を別の画像処理方法により検査する手順を説明する図である。 図１０（ａ）、（ｂ）は従来技術を説明する図である。

符号の説明

１ 排出コンベア
１０ 検査用多軸ロボット
２０、３０ 積込用多軸ロボット
４１、８１ カメラ
５０ プレス装置
６０ コントローラ
８０ カメラユニット
９０ バキュームカップ（把持手段）

Claims (6)

1. プレス成形品（７０）が搬送される搬送手段（１）と、
   前記搬送手段（１）に沿った場所に設けられた多軸ロボット（１０）と、
   前記多軸ロボット（１０）のツールとして設けられた撮像手段（８１）と、
   前記撮像手段（８１）の撮像結果に基づいてプレス成形品表面の欠陥の検査を行う検査手段（６０）と
   を備えたことを特徴とするプレス成形品の欠陥検査装置。
2. プレス成形品（７０）が搬送される搬送手段（１）と、
   前記搬送手段（１）に沿った場所に設けられた多軸ロボット（１０）と、
   前記多軸ロボット（１０）のツールとして設けられた撮像手段（８１）と、
   前記撮像手段（８１）で、プレス成形品（７０）の２箇所以上の部位（７１、７２）が撮像されるように、前記多軸ロボット（１０）の駆動軸を制御する制御手段（６０）と、
   前記撮像手段（８１）の撮像結果に基づいてプレス成形品表面の欠陥の検査を行う検査手段（６０）と
   を備えたことを特徴とするプレス成形品の欠陥検査装置。
3. 前記多軸ロボット（１０）の撮像手段（８１）とは別に、プレス成形品（７０）を撮像する姿勢ずれ検出用撮像手段（４１）が、前記搬送手段（１）に沿った場所に設けられ、
   前記検査手段（６０）は、前記姿勢ずれ検出用撮像手段（４１）の撮像結果からプレス成形品（７０）の基準姿勢に対する姿勢ずれを演算し、この姿勢ずれに基づいて、前記多軸ロボット（１０）の撮像手段（８１）の撮像結果からプレス成形品表面の欠陥の検査を行うこと
   を特徴とする請求項１または２記載のプレス成形品の欠陥検査装置。
4. 前記多軸ロボット（１０）は、複数回の撮像を行うように動作し、
   前記検査手段（６０）は、最初の撮像結果からプレス成形品（７０）の基準姿勢に対する姿勢ずれを演算し、この演算された姿勢ずれと２回目以降の撮像結果とに基づき、プレス成形品表面の欠陥の検査を行うこと
   を特徴とする請求項１または２記載のプレス成形品の欠陥検査装置。
5. 前記多軸ロボット（１０）の設置場所よりも搬送手段（１）の下流に、プレス成形品（７０）を把持する把持手段（９０）が設けられており、
   検査手段（６０）で演算された姿勢ずれに基づいて、前記把持手段（９０）によるプレス成形品（７０）の把持位置が補正されること
   を特徴とする請求項３または４記載のプレス成形品の欠陥検査装置。
6. 前記把持手段（９０）は、他の多軸ロボット（２０）のツールとして設けられていること
   を特徴とする請求項５記載のプレス成形品の欠陥検査装置。
   

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