JP2011089834A - 欠陥検査装置および欠陥検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】欠陥検出部と、中間データテーブルと、欠陥情報に含まれる欠陥位置情報と中間データテーブルの欠陥位置情報との位置を比較する比較部と、周期判定精度の範囲内であるか否かを検出する周期欠陥候補検出部と、周期判定精度の範囲内の位置である場合は、比較した中間データテーブルの欠陥位置情報に対応する周期判定数をカウントアップする更新部と、カウントアップされた後の周期判定数が周期判定基準値以上であるか否かを判定する基準値判定部と、周期判定基準値以上である場合には、周期欠陥であることを検出する周期欠陥判定部と、検査対象物がリセット長Rを移動する間に欠陥が検出されなかった場合、欠陥が検出されなかった欠陥位置座標の中間データテーブルのデータを削除するリセット部を有する。
【選択図】図1
Description
したがって、このような連続シート状物の欠陥検査においては、周期性のある欠陥(周期欠陥)の検出に対するニーズがある。すなわち、欠陥検出装置にて周期欠陥が発生したことを判定し、その周期を作業者に通知することができれば、早期に周期欠陥の発生箇所(ロール)を特定することができる。このように、周期欠陥の情報をただちに製造ラインにフィードバックすることができれば、生産性の向上を図ることが可能となる。
(1)欠陥情報を記憶するために大きな一時記憶領域を用意する必要がないこと
(2)リアルタイム処理が可能であること
(3)周期長が不明な場合でも、周期欠陥の発生位置と周期長を測定できること
(4)複数の周期長を分類できること
(1)検査領域数を多くすると幅方向において、検査領域の境界が増えるため、検査領域にまたがる欠陥が発生しやすくなり周期判定できない場合が生じる可能性がある。
(2)一方、検査領域数を少なくすると、欠陥位置がx方向に離れていても周期欠陥と誤判定する場合がある。
図1は、この実施形態における連続シート状の検査対象物の製造ラインおよび欠陥検査装置の一例を示す概略構成図である。この製造ラインは、検査対象物のベースとなるベース材1が巻き回された供給ロール2と、搬送ロール3を介して供給ロール2から供給されたベース材1を加工して検査対象物4を得る加工機5と、搬送ロール6および7を介して加工機5から搬送される検査対象物4を巻き取る巻き取りロール8とから概略構成される。
欠陥情報取得部21は、移動する検査対象物上に存在する欠陥が検出され、検出された欠陥の位置を表す欠陥位置情報を含む欠陥情報を画像処理ユニット13から取得する。中間データテーブル22は、検査対象物4の欠陥位置情報に周期長と周期判定数とを対応付けて記憶する。欠陥情報処理部23は、欠陥情報に基づいて周期性のある欠陥を検出する。この欠陥情報処理部23は、比較部231と、周期欠陥候補検出部232と、更新部233と、基準値判定部234と、周期欠陥判定部235と、リセット部236と、を有する。
(1)幅方向の周期判定精度(Xa)
今回の欠陥と中間データテーブルに記録されている欠陥のX座標の差の絶対値が、この値以下であれば、周期欠陥の幅方向の対象とする。
(2)長尺方向の周期判定精度(Ya)
上記(1)を満足した欠陥のうち、今回の欠陥と中間データテーブルに記録されている欠陥のY座標の差と中間テーブルに記録されている周期長Pの差の絶対値がこの値以下であれば、周期欠陥の流れ方向の対象とする。
(3)最小周期(Cmin)、最大周期(Cmax)
最小周期(Cmin)、最大周期(Cmax)は、周期欠陥の対象とするか否かの基準となる値である。上記(2)を満足した欠陥のうち、周期長Pが、最小周期(Cmin)未満または最大周期(Cmax)を超えていた場合は、周期欠陥の対象外とする。
(4)リセット長(R)
中間データテーブルに記録されているY座標と測長値の差がこの値を超えた場合は、該当欠陥位置座標の中間データテーブルを削除する。さらに、中間データテーブルすべての欠陥位置座標でY座標と測長値の差がこの値を超えた場合は周期欠陥NG信号をOFFにする。これにより、周期欠陥ではないものと判定される。
(5)周期判定基準値(K)
上記(1)、(2)を満足した個数がこの値以上の場合、周期欠陥と判定し、周期欠陥NG信号を出力する。この値は、周期欠陥であるか否かを判定する基準値の周期判定数である。
中間データテーブル22は、最大m個の中間データを保存できる。mは、最大(検査対象物4の幅方向検査範囲/幅方向の周期判定精度(Xa))である。ここでいう中間データとは、得られた欠陥情報が周期欠陥を構成するものであるか否かを判定するために用いられる情報である。この欠陥位置座標の中間データは、周期欠陥ではないと判定されると、更新部233によって削除される。このように、検査対象物4の全長に渡る全ての欠陥情報を中間データとして記憶する必要がないので、中間データを記憶するメモリ領域の容量を削減できる。
欠陥の幅方向中心座標(x)、欠陥の流れ方向中心座標(y)は、それぞれ、周期欠陥対象となっている欠陥のうち、最新の欠陥であり、検査対象物4上の位置を示す座標を表す。
周期長(P)は、周期欠陥対象となっている1つ前の欠陥とのY座標の差である。
周期判定数(N)は、周期欠陥対象となった欠陥情報の個数である。
周期判定中一部未検出数(C)は、周期欠陥と判定している時の欠陥を検出していない数である。
画像処理ユニット13から送られてきた欠陥情報に含まれる欠陥位置情報(x,y)が、中間データテーブルに記録されているデータ(X,Y)のうち、(|x−X|≦Xa,|y−Y−P|≦Ya)の位置にあるか否かに基づいて、周期欠陥判定部235が周期判定を行っている。図4の欠陥An−2、An−1、Anは、前記の条件を満足しており、周期欠陥であると判定される。
また、データ処理ユニット20には、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力装置50などの周辺機器を接続してもよい。
画像処理ユニット13は、検査距離測定装置30から出力されたパルス信号に同期して画像処理を行い、欠陥を検出し、欠陥情報(欠陥位置情報、欠陥の面積、幅、長さ等)を生成する。
この欠陥情報の生成は、例えば、ラインセンサ12から出力される画素ごとのアナログの画像信号Ai(i:画素No)は、例えば、画像処理ユニット13内のA/D変換部によって8ビットの濃度値(256階調)を表すデジタル信号Biに変換される。A/D変換部で変換されたデジタル信号Biは、正常部に対して指定された2つのスライスレベルにしたがって二値化部で二値化される。二値化後のデジタル信号は、ランレングス符号化部でランレングス符号化される。ランレングス符号化された検査ラインごとの画像信号(1次元情報)は、連結性処理部で検査対象物4の移動方向につなぎ合わされる。つなぎ合わされた画像信号(2次元情報)からは、あらかじめ設定された検査基準(サイズ)以上の欠陥が検出され、検出された欠陥anの面積、検査対象物4の移動方向の長さL、検査対象物4の幅方向の長さ、幅方向の中心位置(欠陥位置座標:x、y)、ランク(大小)、種類等の欠陥情報が取得される。さらに、膨張処理を施し、幅方向および移動方向の欠陥位置座標が指定範囲内の複数の欠陥を一つに集約させている。
このようにして画像処理ユニット13で取得された欠陥情報は、データ処理ユニット20の欠陥情報取得部21に送られる。
画像処理ユニット13によって欠陥情報が生成されると、データ処理ユニット20は、得られた欠陥情報のうち欠陥位置情報(x)を中間データテーブルに書き込まれたデータ(X)とを比較し、下記に式(1)の条件を満足するものがあるか比較する。
|x−X|≦Xa ・・・(1)
データ処理ユニット20は、ステップS2で条件を満足するものがなかった場合、今回の欠陥情報を新規の周期欠陥対象として中間データテーブルに登録して終了する。
登録内容は、下記のとおりである。
X=x,Y=y,P=0,N=1
ステップS2で条件を満足するものがあった場合、データ処理ユニット20は、欠陥位置情報(y)と中間データテーブルに書き込まれたデータ(Y)とを比較し、次の式(2)の条件を満足するものがあるか比較する。
式(2)を満足した場合は、周期欠陥対象としないため、終了する。
|y−Y|<Cmin,|y−Y|>Cmax ・・・(2)
次に、データ処理ユニット20は、欠陥位置情報(y)と中間データテーブルのデータ(Y)とを比較し、次の式(3)または式(4)の条件を満足するものがあるか比較する。周期判定前の場合は、周期長が長尺方向の周期判定精度Ya以内であることを式(3)に基づいてチェックする。一方、周期判定後の場合は、周期欠陥の一部未検出の場合でも周期欠陥判定を行うため、(C×Ya)以内であることを式(4)に基づいてチェックする。周期判定中一部未検出数Cは、(|y−Y|)÷Pで求まる。ただし、Pが0の場合、周期判定中一部未検出数Cは0とする。
|y−Y−P|≦Ya ・・・・(3)
周期判定後(N≧C)の場合
|y−Y−C×P|≦C×Ya ・・・・(4)
データ処理ユニット20は、ステップS6の条件を満足しない場合、周期欠陥ではないと判定し、該当する欠陥位置座標の中間テーブルデータを削除する。
データ処理ユニット20は、S6の条件を満足した場合は、周期欠陥対象と判定し、中間データとして下記を登録する。
X=x,Y=y,P=(y−Y),N=N+1
データ処理ユニット20は、周期判定数Nが、周期判定基準値K未満の場合は終了し、周期判定基準値K以上の場合は、周期欠陥であると判定する。
データ処理ユニット20は、周期判定数Nが、周期判定基準値がK以上の場合だと、出力装置40に周期NG信号を出力する。
データ処理ユニット20は、このリセット処理を、欠陥検出の処理とは関係なく、一定の時間間隔で実行する。
データ処理ユニット20は、欠陥位置座標別に中間データテーブルの内容をチェックし、次式を満足するデータがない場合は、終了する。
測長値−Y>R ・・・・(5)
データ処理ユニット20は、欠陥位置座標別に中間データテーブルの内容をチェックし、上述の式(5)を満足するデータがある場合は、その欠陥位置座標別の中間データを削除する。
データ処理ユニット20は、欠陥位置座標別に中間データテーブルの内容をチェックし、中間データの中すべて、周期欠陥のデータがなくなった場合は、周期NG出力をOFFとして終了する。
以下、具体的な実施例について説明する。
図1に示すような製造ラインにおいて、図2に示す構成の欠陥検査装置を用いて、検査対象物の欠陥検査を行った。検査対象の幅は800mm、走行速度は30m/分である。
幅方向の周期判定精度(Xa) 5mm
長尺方向の周期判定精度(Ya) 0.03m
最小周期(Cmin) 0.1m
最大周期(Cmax) 2m
リセット長(R) 10m
周期判定基準値(K) 5
中間データテーブルには保存データがないため、(X=100.1、Y=200.00、p=0、N=1)を記録する。
2) 欠陥A2検出時
中間データテーブルには保存データが1個あるが、x座標が幅方向の周期判定精度より離れているため、2番目に(X=120.2、Y=200.28、p=0、N=1)を記録する。
中間データテーブルの2番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内であるため、(X=120.1、Y=200.56、p=0.28、N=2)を記録する。
4)欠陥A4検出時
中間データテーブルの1番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内であるため、(X=100.0、Y=200.60、p=0.60、N=2)を記録する。
中間データテーブルの2番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内であるが、y座標の差が最小周期より小さいため、未処理とする。
6) 欠陥A6検出時
中間データテーブルの2番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内であるため、(X=120.2、Y=200.84、p=0.28、N=3)を記録する。
中間データテーブルの2番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内であるため、(X=120.3、Y=201.12、p=0.28、N=4)を記録する。
8)欠陥A8検出時
中間データテーブルの1番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内であるため、(X=100.0、Y=201.20、p=0.60、N=3)を記録する。
中間データテーブルの2番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内であるため、(X=120.2、Y=201.40、p=0.28、N=5)を記録し、周期判定基準値以上となったので、周期欠陥NG信号をONとする。
10)欠陥A10検出時
中間データテーブルの1番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内であるため、(X=100.1、Y=201.80、p=0.60、N=4)を記録する。
中間データテーブルの2番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内である。また、y座標が、周期欠陥が2個(B1,B2)を検出しなかった長尺方向の周期判定精度以内のため、(X=120.2、Y=202.04、p=0.28、N=6)を記録する。
12)欠陥A12検出時
中間データテーブルの1番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内であるため、(X=100.3、Y=202.40、p=0.60、N=5)を記録し、周期判定基準値以上となったので、周期欠陥NG信号をONとする。
中間データテーブルの1番目と、x座標が幅方向の周期判定精度以内であるため、(X=100.5、Y=203.00、p=0.60、N=6)を記録し、周期欠陥NG信号はONのままとする。
14)欠陥A14検出時
リセット長よりも離れているため、図6のフローチャートに従って処理し、中間データテーブルを削除し、周期欠陥NG信号をOFFとしている。
その後、欠陥A14検出時に、中間データテーブルには保存データがないため、(X=120.5、Y=230.00、p=0、N=1)を記録する。
また、上述の11)欠陥A11検出時によれば、一度周期欠陥であると判定した場合、途中で周期欠陥対象を検出していなくても、再度検出した場合は、周期欠陥であると判定することができる。
1)欠陥情報を記憶するのに大きな一時容量を用意する必要がない
2)リアルタイム処理が可能である
3)周期長が不明な場合でも、周期欠陥の発生位置と周期長を測定できる
4)複数の周期長を分類できる
5)シートが蛇行し、検査位置と欠陥発生位置が幅方向に一定ではない結果が得られたとしても、幅方向の周期判定精度以内であれば、連続した欠陥として把握することができるので、シートの蛇行に対応できる。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。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のものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすで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であってもよい。
2 供給ロール
3 搬送ロール
4 検査対象物
5 加工機
6 搬送ロール
7 搬送ロール
8 巻き取りロール
10 欠陥検出装置
11 照明装置
12 ラインセンサ
13 画像処理ユニット
20 データ処理ユニット
30 検査距離測定装置
40 出力装置
41 ディスプレイ
42 プリンタ
50 入力装置
Claims (3)
- 移動する検査対象物上に存在する欠陥を検出し、前記検出された欠陥の位置を表す欠陥位置情報を含む欠陥情報を取得する欠陥検出部と、
前記検査対象物の欠陥位置情報に周期長と周期判定数とを対応付けて記憶する中間データテーブルと、
欠陥情報に基づいて周期性のある欠陥を検出する欠陥情報処理部と、
を具備し、
前記欠陥情報処理部は、
前記欠陥情報に含まれる欠陥位置情報と前記中間データテーブルの欠陥位置情報との位置を比較する比較部と、
予め決められた周期判定精度の範囲内であるか否かを検出する周期欠陥候補検出部と、
前記周期判定精度の範囲内の位置である場合は、前記比較した中間データテーブルの欠陥位置情報に対応する周期判定数をカウントアップする更新部と、
カウントアップされた後の周期判定数が予め決められた周期判定基準値以上であるか否かを判定する基準値判定部と、
周期判定基準値以上である場合には、周期欠陥であることを検出する周期欠陥判定部と、
前記検査対象物がリセット長Rを移動する間に欠陥が検出されなかった場合、欠陥が検出されなかった欠陥位置座標の中間データテーブルのデータを削除するリセット部
を有することを特徴とする欠陥検査装置。 - 前記欠陥位置情報は、前記検査対象物の幅方向の座標X、長尺方向の座標Y、周期欠陥対象となっている1つ前の欠陥とのY座標の差の周期長Pを含み、
前記欠陥情報は、前記検査対象物の幅方向の座標x、長尺方向の座標yを含み、
前記周期欠陥判定部は、前記検査対象物の幅方向の周期判定精度をXa、長尺方向の周期判定精度をYaとし、欠陥情報に含まれる欠陥位置情報(x,y)と、前記中間データテーブルの欠陥位置情報(X,Y)との比較を、周期判定精度(|x−X|≦Xa,|y−Y−P|≦Ya)以内の位置にあるか否かを検出する
ことを特徴とする請求項1記載の欠陥検査装置。 - 移動する検査対象物上に存在する欠陥を検出し、前記検出された欠陥の位置を表す欠陥位置情報を含む欠陥情報を取得するステップと、
前記検査対象物の欠陥位置情報に周期長と周期判定数とを対応付けて記憶する中間データテーブルの欠陥位置情報との位置と、前記欠陥情報に含まれる欠陥位置情報とを比較するステップと、
予め決められた周期判定精度の範囲内であるか否かを検出するステップと、
前記周期判定精度の範囲内の位置である場合は、前記比較した中間データテーブルの欠陥位置情報に対応する周期判定数をカウントアップするステップと、
カウントアップされた後の周期判定数が予め決められた周期判定基準値以上であるか否かを判定するステップと、
周期判定基準値以上である場合には、周期欠陥であることを検出するステップと、
前記検査対象物がリセット長Rを移動する間に欠陥が検出されなかった場合、欠陥が検出されなかった欠陥位置座標の中間データテーブルのデータを削除するステップと
を実行する欠陥検査方法。
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