JP2006071524A - プレス成型品の亀裂検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス成型品に生じている亀裂を通常の光環境下で簡単な構成により検出可能にするプレス成型品の亀裂検出装置を提供する。
【解決手段】プレス成型品である自動車のサイドメンバ１の表裏の一方側に向けて赤外線を照明する赤外線光源５と、他方側に配置されてサイドメンバ１を撮像する赤外線カメラ９と、この赤外線カメラにより撮像されたサイドメンバ１の画像を出力する画像出力手段としてディスプレイ装置１７とを備え、このディスプレイ装置が、画像を赤外線の透過光により相対的に高い信号レベルで撮像された亀裂画像と共に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス成型品に生じている亀裂を光学的に検出するプレス成型品の亀裂検出装置に関するものである。

鋼板のプレス成型に際しては部分的な鍛造不足、加熱処理の温度、時間の不正常等に起因してプレス成型品に線状或は小孔状の亀裂を生じる場合がある。このようなプレス成型品に対する亀裂を光学的に検出する方法として、プレス成型品を照明して、その反射光をＣＣＤカメラで撮像することにより、その画像信号レベルの低下を基に亀裂を検出する方法が周知である。その外、一般的に表面上の微小欠陥を検出するために、特許文献１等によりレーザ光の反射光を撮像カメラで撮像し、反射光の非検知により欠陥を検出する欠陥検出方法が周知であり、また特許文献２又は特許文献３によればガラス層の端面から或は半透明のチップ基板の裏面からの光照射に対する透過光量を測定することにより、ガラスの亀裂の有無或はチップ基板上での部品の実装状態を検査する方法が開示されている。
特開２０００−２９２３６６号公報 特開平８−２６１９１８号公報 特開２００１−５８６４６号公報

しかしながら、前述の照明光の反射光を撮像することによりその画像信号レベルの低下により亀裂を検出する場合、鋼板等のプレス成型品の表面は光沢がないために、照射光が拡散して亀裂と素地とを高精度に弁別する画像処理が複雑になり、光源光量を特に多くしない場合外乱光を防ぐために暗幕等により検査領域を遮光する必要がある。また、レーザ光を利用する場合、車両製造用のパネル等の広面積のプレス成型品を光照射しようとすると構造が複雑になる。さらに、透過光を計測する場合も周囲の光環境を配慮しないと高感度の検査は難しくなる。

本発明は、このような点に鑑みて、プレス成型品に生じている亀裂を通常の光環境下で簡単な構成により検出可能にするプレス成型品の亀裂検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、プレス成型品に生じている亀裂を光学的に検出するプレス成型品の亀裂検出装置において、プレス成型品の表裏の一方側に向けて赤外線を照明する赤外線光源と、他方側に配置されてプレス成型品を撮像する赤外線カメラと、この赤外線カメラにより撮像されたプレス成型品の画像を出力する画像出力手段とを備え、この画像出力手段が、画像を赤外線の透過光により相対的に高い信号レベルで撮像された亀裂画像と共に表示することを特徴とする。

これにより、プレス成形品で赤外線が遮光された状態で、亀裂の赤外線透過光が撮像され、ディスプレイ装置等の画像出力手段により亀裂画像として検出される。その際、搬送されてくる量産のプレス成型品を搬送ラインで逐次検査するには、請求項２により、製造ライン搬送機のプレス成型品が載置される領域が、赤外線透光性の載置面として形成され、この載置面の通過領域の上方に赤外線カメラが配置され、通過領域の裏側に赤外線光源が配置される。検出された亀裂画像を確実に検出可能にするには、請求項３により、赤外線カメラに、所定の面積を伴って所定の信号レベルを超える画像信号を亀裂画像として判断して、プレス成型品の画像中の亀裂部位を指示する亀裂位置指示手段を含む画像処理装置が付属することにより、画像出力手段が、画像中に、画像亀裂位置指示手段の指示に応答してマークを表示する。

請求項１の発明によれば、プレス成形品の亀裂画像が、検査領域を遮光することなく高精度で検出可能になり、また可視光線に対して相対的に波長の長い光線を透光させることにより微小な亀裂に対してもその有無を画像信号として確実に検出できる。請求項２の発明によれば、プレス成形品の製造ラインにおいて、逐次搬送されてくる状態で亀裂の検査が可能になる。請求項３の発明によれば、プレス成形品の画像に対して亀裂部位がマークで指示され、亀裂画像の視認が容易になる。

図１を基に本発明の実施の形態によるプレス成型品の亀裂検出装置を説明する。検査領域には、検査対象の鋼板製の平板状のプレス成型品である例えば自動車のサイドメンバ１が配置されるように、その後処理で切断される外周の余肉部分１ａを四方で支持する支持棒２が立設されている。検査領域の側方にはロボット６が配置され、そのロボットアーム６ａの先端部にはサイドメンバ１の表面側を撮像する赤外線カメラ９が取付けられると共に、四方の支持棒２の内側の床面には、検査対象の裏面全域を同程度の輝度で面照射するように、例えば３個のランプ型の赤外線光源５が配置されている。ロボット６は、サイドメンバ１に対して所定の離間位置で横方向の掃引を縦方向（長手方向）に順にシフトさせつつ繰返すように赤外線カメラ９を移動させることにより、平面状の撮像走査を行わせる。

赤外線カメラ９には、例えばパソコンを利用して下記の各部１１〜１６を構成する画像処理装置が付属している。即ち、この画像処理装置は、ＣＰＵ、メモリ、入力手段等により、赤外線カメラ９の撮像走査に同期して、その画像信号を取込むことにより、サイドメンバ１の平面視の画像信号を格納する画像信号格納手段１１と、サイドメンバ１の周囲の遮光されない赤外線漏で生じる画像を除き、かつ検査対象外の余肉部分１ａの画像を除くように、サイドメンバ１の外周辺及び開口部１ｂの画像をマスキング処理するマスキング手段１２と、赤外線の透光により所定の面積を伴って所定の信号レベルを超える画像信号を亀裂画像として判断し、プレス成型品の画像中の亀裂部位を指示する亀裂位置指示手段１９と、サイドメンバ１の画像中の亀裂部位を指示するアドレスを検査データとして格納する検査データ格納手段１６とを備えると共に、サイドメンバ１のマスキング処理された画像信号を液晶画面で表示出力或はプリント出力する画像出力手段として機能し、かつ検査データもモニタ可能にするディスプレイ装置１７及びプリンタ１８が付属している。

亀裂位置指示手段１９は、画像信号について一般面の画像信号に対して亀裂を透光した赤外線により高輝度になる画像信号を弁別するように、所定の信号レベルを超える画像信号を亀裂候補信号として格納画像の画素対応のアドレスを検出する亀裂候補検出部１３と、格納画像の複数の読出し走査ライン及びこの読出し走査方向の所定の走査幅で規定される走査範囲内に、隣合って亀裂候補信号が検出される検出領域の面積が、ノイズ等を除くように所定の面積、例えば実際のサイドメンバ１で見て０．１ｍｍ^２を上廻るか否かを判断して亀裂の存在を判断する面積判断部１４と、判断された亀裂部位のアドレスを指示する亀裂位置信号を出力する亀裂位置指示部１５とを備える。ディスプレイ装置１７及びプリンタ１８は、表示されたサイドメンバ１の画像中に、亀裂位置指示部１５の亀裂位置信号に応答して亀裂部位の近辺に例えば×のマークを表示する。

このように構成されたプレス成型品の亀裂検出装置の動作は次の通りである。サイドメンバ１の形状に対応して配置された支持棒２の先端に、その余肉部分１ａの四方が載置されると、その裏面の全域が３個の赤外線光源５により赤外線で照射可能となる。ロボット６により赤外線カメラ９がサイドメンバ１の表面全域を平面状に撮像走査すると、ディスプレイ装置１７の画面にサイドメンバ１の平面視画像が表示される。サイドメンバ１は、マスキング処理されていることにより、バックグランドと異なる明るさで表示される。

サイドメンバ１に亀裂が存在すると、その赤外線透過光により赤外線カメラ９に信号レベルの高い画像信号を発生させ、サイドメンバ１の画像中に亀裂画像８が相対的に高輝度で表示される。その際、画像処理装置により、高輝度になる画素領域の面積が亀裂であると想定される最小面積を上廻ると判断されて、その亀裂部位を検査データとして格納すると共に、亀裂画像８の近辺には×が表示され、亀裂の存在が明確に指示される。微小な亀裂であっても赤外線は可視光に対して相対的に波長が長いことにより確実に検出される。同様に、必要によりプリンタ１８を作動させると同様な画像がプリントアウトされる。サイドメンバ１は傾斜した側面の凸部を備えており、その傾斜側面に亀裂を生じていると、同様に下方からの赤外線透過光により平面視状態で表示される。

図２は図１による亀裂検出装置に任意に付加される遮光構造を示すもので、支持棒２へのサイドドア１の載置状態において余肉部分１ａに当接して外周の赤外線を遮光する軟質シート状で、かつ水平状の周辺部２０ａを有する覆い２０と、開口部１ｂを閉鎖するように、そのエッジに当接する同様に軟質シート状の覆い２１とが検査領域に配置されている。これにより、カメラ側への赤外線の漏洩が防止され、特に開口部１ｂのエッジ領域において、赤外線の拡散によりその領域に生じる亀裂を透光する赤外線との弁別が困難になるのが回避され、エッジ領域に生じる亀裂も確実に検出される。また、外周に余肉部分１ａを備えないプレス成型品の外周に生じる亀裂も確実に検出される。

図３は製造ライン搬送機３０で搬送されてくるプレス成型品を逐次検査するための別の実施の形態による亀裂検出装置を示すもので、搬送路に沿って移動してくるプレス成型品、例えば前述のサイドメンバ１を載置させる領域が、赤外線透光性の透明シート製の載置面３１で形成されると共に、赤外線カメラ９を載置面３１の通過領域の上方で撮像走査させるロボット６が搬送路の側方に配置され、通過領域の裏側に赤外線光源５が配置されている。

図１で説明した亀裂検出装置において、図４Ａに示すように検査対象の板状のプレス成型品３５が、２段に変位した上面間に垂直に近い側面３５ａを備える場合、赤外線光源を側面３５ａに対しても充分に光照射し得るように配置すると共に、ロボット６は赤外線カメラ９に対して平面状に走査するだけでなく、側面３５ａに対面するように撮像走査させる。ディスプレイ装置１７及びプリンタ１８は、画像信号格納手段の対応領域の画像信号を取込んで、図４Ｂに示すように、平面視の画像に加えて、四方の側面も独立に表示することにより、側面３５ａに亀裂が検出された場合、その亀裂画像３９を×マークと共に側面視状態で表示する。但し、このような表示については、図４Ｃに示すように、平面視の画像のみを表示させて側面の亀裂は平面視状態で表示すると共に、正確な位置は近辺の×マークの指示を基に現物で確認するか、或は検査データで確認させるようにもできる。

図５は赤外線カメラがロボット走査されないカメラ固定式の亀裂検出装置を示すもので、前述のプレス成型品３５に対して、その２段の上面を撮像するための上方と、側面３５ａをそれぞれ撮像するための四方とに、下向き及び横向きの赤外線カメラ３８が配置されると共に、２段の上面を裏側から照射する赤外線光源３６と、裏側から上方及び側方全域に向けて光照射する赤外線光源３７とが配置されている。画像表示は、それぞれの画像信号に応じて図４Ｂに示すように、或はそれぞれを合成して図４Ｃのように又は全域を展開状態に合成して一画像で表示することができる。

本発明の実施の形態によるプレス成型品の亀裂検出装置の構成を説明する図である。 図１の亀裂検出装置に対する付加構成を説明する斜視図である。 第１の別の実施の形態による亀裂検出装置の概略構成を説明する斜視図である。 第２の別の実施の形態による亀裂検出装置を説明する図である。 第３の別の実施の形態によるカメラ固定式の亀裂検出装置の概略構成を説明する斜視図である。

符号の説明

１ サイドメンバ
５，３６，３７ 赤外線光源
６ ロボット
８，３９ 亀裂画像
９，３８ 赤外線カメラ
１７ ディスプレイ装置
１８ プリンタ
２０，２１ 覆い
３５ プレス成型品
３５ａ プレス成型品の側面

Claims (3)

1. プレス成型品に生じている亀裂を光学的に検出するプレス成型品の亀裂検出装置において、
   プレス成型品の表裏の一方側に向けて赤外線を照明する赤外線光源と、他方側に配置されて前記プレス成型品を撮像する赤外線カメラと、この赤外線カメラにより撮像された前記プレス成型品の画像を出力する画像出力手段とを備え、この画像出力手段が、前記画像を前記赤外線の透過光により相対的に高い信号レベルで撮像された亀裂画像と共に表示することを特徴とするプレス成型品の亀裂検出装置。
2. 製造ライン搬送機のプレス成型品が載置される領域が、赤外線透光性の載置面として形成され、この載置面の通過領域の上方に赤外線カメラが配置され、前記通過領域の裏側に赤外線光源が配置されたことを特徴とする請求項１記載のプレス成型品の亀裂検出装置。
3. 赤外線カメラに、所定の面積を伴って所定の信号レベルを超える画像信号を亀裂画像として判断して、プレス成型品の画像中の亀裂部位を指示する亀裂位置指示手段を含む画像処理装置が付属することにより、画像出力手段が、前記画像中に、前記画像亀裂位置指示手段の指示に応答してマークを表示することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプレス成型品の亀裂検出装置。

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