JP2016205836A - 検査装置、およびプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】複数種の複数種のワーク3について、ワーク3が良品であるか否かを判定する。
【解決手段】検査装置1は、ワーク3の種類を示すコードを読み込むコードリーダ10と、ワーク3を撮像するカメラ20とを備える。タブレット40のマイクロコンピュータ46は、コードリーダ10がワーク3のコードを読み込むことをトリガーとして、カメラ20によってワーク3を撮像させて撮像画像を取得する。マイクロコンピュータ46は、メモリ46aにより予め記憶される複数種のワーク3の基準画像のうちコードリーダ10により読み込まれたコードに対応するワーク3の基準画像を選択し、この選択されたワーク3の基準画像に撮像画像を照合してワーク3が良品であるか否かを判定する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ワークが良品であるか否かについて判定する検査装置、およびプログラムに関するものである。
従来、検査装置では、製造工程において搬送コンベアに固定されているカメラでワークを撮像し、この撮像したワークの画像に対して所定の画像認識処理を行うことで、ワークが良品であるか否かを判定するものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。ワークは、製品を製造する際に製造中間段階の生成物(すなわち、完成前の製品)である。
特開2001−268509号公報
上記特許文献1の検査装置では、上述の如く、搬送コンベアに固定されているカメラでワークを撮像する。しかし、ワークは、その種類によって形状が異なる場合がある。このため、搬送コンベアに固定されているカメラでワークを撮像すると、画像認識処理に適切な撮影画像がカメラによって得られない恐れがある。したがって、複数種のワークについてワークが良品であるか否かを判定することができない恐れがある。
本発明は上記点に鑑みて、複数種の複数種のワークについてワークが良品であるか否かを判定することを可能にした検査装置、およびプログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、作業者の両手が自由になるように作業者に携帯される検査装置であって、
検査対象であるワークの種類を示す識別指標を読み込む読込機器(11)と、
ワークを撮像する撮影機器(21)と、
複数種のワークの基準画像を記憶する記憶手段(46a)と、
読込機器がワークの識別指標を読み込んだとき、撮影機器によってワークを撮像させて撮像画像を取得し、記憶手段により記憶される複数種のワークの基準画像のうち読込機器により読み込まれた識別指標に対応するワークの基準画像を選択し、この選択されたワークの基準画像に撮像画像を照合してワークが良品であるか否かを判定する検査手段(S230、S240、S250)と、を備えることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、撮影機器は、固定されていなく、作業者に携帯されている。このため、作業者が撮影機器およびワークの間の距離や撮影機器の向きを調整することにより、ワークの形状に応じてワークを適切に撮像することができる。したがって、ワークの種類に対応して検査に適したワークの撮影画像を取得することができる。よって、複数種のワークについてワークが良品であるか否かを判定することが可能になる。これにより、作業者の判定能力に有無に関係なく、複数種のワークについて、ワークが良品であるか否かを判定することができる。
これに加えて、請求項1に記載の発明によれば、読込機器によってワークの識別指標を読み込ませて、撮影機器によってワークを撮像させると、自動的に、ワークが良品であるか否かを判定することができる。さらに、検査装置は、そもそも、作業者の両手が自由になるように作業者に携帯される。このため、検査装置がワークが良品であるか否かを判定する際に、作業者は、撮影画像の照合等の検査の作業を実施する必要も無く、ハンズフリーの状態になる。このため、作業者は、検査以外の他の作業をしつつ、ワークの判定を行うことができる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
本発明の第1実施形態における検査装置の構成を示す図である。 図1の検査装置を構成するタブレットである。 図1の検査装置の電気的構成を示すブロック図である。 図1の検査装置が作業者の頭部に帽子を介して装着された状態を示す図である。 図1の検査装置の検査対象であるワークが搬送コンベアで搬送される状態を示す図である。 (a)図3のタブレットのマイクロコンピュータの検査処理を示すフローチャートであり、(b)図3のコードリーダの作動を示すフローチャートであり、(c)図3のカメラの作動を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態における検査装置の電気的構成を示すブロック図である。 第2実施形態における検査装置が作業者の頭部に帽子を介して装着された状態を示す正面図である。 第2実施形態における検査装置が作業者の頭部に帽子を介して装着された状態を示す側面図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
次に、本発明の検査装置1の第1実施形態について図1〜図3に基づいて説明する。
本実施形態の検査装置1は、熱交換器等の製品の製造工程において、ワーク3(図5参照)が良品であるか否かを判定する検査装置である。ワーク3は、熱交換器を製造する際に製造中間段階の生成物(すなわち、完成前の熱交換器)である。
具体的には、検査装置1は、図1に示すように、コードリーダ10、カメラ20、およびバッテリ30を備える。さらに、検査装置1は、図2のタブレット40を備える。
コードリーダ10は、図3に示すように、コードリーダ部11、照明部12、レーザポインタ部13、および無線部14を備える。
コードリーダ部11は、光を出射する光源を備え、この光源から光をレンズ10aを通して出射してから看板4(図5参照)で反射されてレンズ10aを通して受光される反射光によってコードを読み込むための周知の光学式コードリードである。
本実施形態の看板4は、コードが表示されている表示板である。コードは、ワーク3の種類を示す識別指標である。コードとしては、QRコード(登録商標)やバーコードなどの各種のコードが用いられる。
照明部12は、レンズ10aを通してワーク3およびその周辺を照明する。レーザポインタ部13は、レンズ10aを通してレーザ光線をポインタとして照射する。レーザポインタ部13は、コードリーダ部11がコードを読み込む被読込領域にレーザ光線をポインタとして照射して作業者が被読込領域を認識することを補助する。そして、無線部14は、アンテナや無線回路等から構成されて、タブレット40の無線部41との間で無線通信する。
カメラ20は、カメラ部21および無線部22を備える。カメラ部21は、レンズ20aを介して受光される光によって被撮影対象としてのワーク3を撮像する。無線部22は、アンテナや無線回路等から構成されて、タブレット40の無線部42との間で無線通信する。
バッテリ30は、ハーネス31等を介してコードリーダ10やカメラ20に直流電力を供給する二次電池である。
タブレット40は、作業者に携帯可能に構成されている携帯端末であって、図3に示すように、無線部41、42、アンプ43、スピーカ44、タッチパネル45、およびマイクロコンピュータ(図中マイコンと記す)46を備える。
無線部41は、アンテナや無線回路等から構成されて、コードリーダ10の無線部14との間で無線通信する。無線部42は、アンテナや無線回路等から構成されて、カメラ20の無線部22との間で無線通信する。
本実施形態において、無線部41、14の間の無線通信には、各種の近距離無線通信が用いられる。同様に、無線部42、22の間の無線通信とには、各種の近距離無線通信が用いられる。近距離無線通信としては、Bluetooth(登録商標)やWi-Fi(登録商標)を用いることができる。
アンプ43は、マイクロコンピュータ46から出力されるアナログ信号を電圧増幅して増幅信号を出力する。スピーカ44は、アンプ43から出力される増幅信号を音に変換して出力する。タッチパネル45は、透明のキー入力操作部と表示パネルとを組み合わせた表示ディスプレイ装置である。
マイクロコンピュータ46は、CPU、メモリ、デジタル−アナログ変換回路などから構成されている。マイクロコンピュータ46は、予めメモリに記憶されているコンピュータプログラムにしたがって、検査処理を実行する。検査処理は、コードリーダ10から取得するコード、およびカメラ20により取得した撮影画像に基づいて、ワーク3が良品であるか否かを判定する判定処理である。
メモリには、後述するように、複数種の基準画像が予め記憶されている。基準画像は、静止画、或いは動画からなるもので、ワーク3が良品であるか否かを判別するために用いられる。1つの基準画像には、良品であるワーク3を示す良品画像と不良品であるワーク3を示す不良品画像とが含まれる。デジタル−アナログ変換回路は、CPUの指令に基づいて音声を示すアナログ信号を出力する。
このように構成されている本実施形態では、検査装置1では、コードリーダ10、カメラ20、およびバッテリ30は、図4に示すように、作業者が被る帽子50に装着されている。
ここで、コードリーダ10のレンズ10aとカメラ20のレンズ20aとが作業者の前方に向くように配置されている。コードリーダ10は、レーザ光が照射される領域がコードリーダ部11の被読込領域に一致するように設定されている。これに加えて、タブレット40は、作業者のポケットに収納されている。
以上のように構成される検査装置1は、ウェアラブル型装置として、作業者の両手が自由になるように作業者に携帯されている。
次に、本実施形態の検査装置1の作動について図5、図6(a)〜(c)を参照して説明する。
検査装置1は、製品の製造工程において、搬送コンベア5(図5参照)で順次搬送されるワーク3を良品であるか否かを判定するために用いられる。搬送コンベア5は、ワーク3および看板4を順次搬送する。看板4には、ワーク3毎にワーク3の近くに配置されるもので、ワーク3の種類を示すコードが表示されている。
図6(a)は、タブレット40のマイクロコンピュータ46の検査処理を示すフローチャートである。マイクロコンピュータ46は、図6(a)のフローチャートにしたがって、検査処理を実行する。図6(b)はコードリーダ10の作動を示すフローチャートである。図6(c)は、カメラ20の作動を示すフローチャートである。
まず、コードリーダ10の電源がオンされると、レーザポインタ部13は、レーザ光をレンズ10aを通してポインタとして出射する(ステップ100)。これに加えて、コードリーダ部11は、光源から光をレンズ10aを通して出射させるとともに、レンズ10aを通して受光される光に基づいてコードを読み込むことを繰り返し試みる。
まず、作業者は、搬送コンベア5により搬送される検査対象としてのワーク3の形状に応じて、カメラ20およびワーク3の間の距離やレンズ20aの向きを調整する。
つまり、作業者は、後述するワーク3の判定に適した撮像画像をカメラ20によって取得するために、ワーク3の形状に合わせて、カメラ20の位置とレンズ20aの向きとを調整する。
さらに、作業者は、レーザポインタ部13から出射されるレーザ光が看板4に当たるように頭を看板4側に向ける。これに伴い、コードリーダ部11の被読込領域内に看板4が入る。被読込領域とは、コードリーダ部11がコードを読み込む領域である。
このとき、コードリーダ部11は、看板4からコードを含む光をレンズ10aを通して受光して、この受光した光によってコードを読み込む。つまり、コードリーダ部11は、看板4に表示されるコードを識別することができる。この識別されたコードを示すコード信号は、コードリーダ部11から無線部14に送られる。そして、このコード信号は、無線部14から電波を介してタブレット40の無線部41に送信される(ステップ120)。
一方、タブレット40のマイクロコンピュータ46は、無線部41を介してコードリーダ10の無線部14からコード信号を受信すると、ステップ200においてYESと判定する。
すると、マイクロコンピュータ46は、上記コード信号からコードを抽出するとともに、メモリ46aに予め記憶された複数種の基準画像のうち上記コードに対応する基準画像を選択する(ステップ210)。
次に、マイクロコンピュータ46は、ステップ220において、コードリーダ10に対してワーク3を照明させるための照明指令信号を無線部41から電波を介して送信する。この照明指令信号はコードリーダ10の無線部14で受信されると、この照明指令信号は照明部12に送られる。すると、照明部12は、照明光をレンズ10aを通してワーク3に出射する。このため、ワーク3およびその周辺が照明されて明るくなる。
次に、マイクロコンピュータ46は、ステップ230において、カメラ部21に対してワーク3の撮像を指令するための撮像信号を無線部42から電波を介して送信させる。この撮像信号は、カメラ20の無線部22で受信されると、この撮像信号はカメラ部21に送られる。これに伴い、カメラ部21はレンズ20aを介して受光される光によってワーク3を撮像して撮像画像を取得する。
つまり、コードリーダ部11が看板4からコードを読み込むことをトリガーとしてカメラ部21によってワーク3を撮像させてワーク3の撮像画像を取得することになる。これに伴い、カメラ部21は、撮像画像を含む撮像画像信号を無線部22から電波を介して送信させる(ステップ310)。
その後、撮像画像信号は、タブレット40の無線部42を介してマイクロコンピュータ46に受信される。このとき、マイクロコンピュータ46は、無線部42を介して撮像画像信号(すなわち、撮像画像)を受信したとして、ステップ240において、YESと判定する。
次に、マイクロコンピュータ46は、撮像画像信号から撮影画像を抽出し、この抽出した撮影画像を上記選択した基準画像に照合してワーク3が良品であるか否かを判定する(ステップ250)。
このとき、マイクロコンピュータ46は、ワーク3が良品であるとしてステップ250でYESと判定した場合には、デジタル−アナログ変換回路から第1アナログ信号をアンプ43に出力させる。第1アナログ信号は、ワーク3が良品である旨を示す音声情報を含む信号である。第1アナログ信号はアンプ43で電圧増幅されてスピーカ44に出力される。このため、ワーク3が良品であることを示す音(例えば、“ピンポン”)がスピーカ44から出力される。
一方、マイクロコンピュータ46は、ワーク3が不良品であるとしてステップ250でNOと判定したとき、デジタル−アナログ変換回路から第2アナログ信号をアンプ43に出力させる。第2アナログ信号は、ワーク3が不良品である旨を示す音声情報を含む信号である。第2アナログ信号は、アンプ43で電圧増幅されてスピーカ44に出力される。このため、ワーク3が不良品である旨を示す音(例えば、“ブー”)がスピーカ44から出力される。
このようにスピーカ44から出力される音声情報によってワーク3が良品であるか否かの判定結果を作業者に通知することができる。
以上説明した本実施形態によれば、検査装置1は、作業者の両手が自由になるように作業者に携帯されるウェアラブル型装置であって、検査対象であるワーク3の種類を示すコードを読み込むコードリーダ10と、ワーク3を撮像するカメラ20とを備える。タブレット40のマイクロコンピュータ46は、コードリーダ10が看板4からコードを読み込むことをトリガーとして、カメラ20によってワーク3を撮像させて撮像画像を取得する。マイクロコンピュータ46は、メモリ46aにより予め記憶される複数種のワーク3の基準画像のうちコードリーダ10により読み込まれたコードに対応するワーク3の基準画像を選択し、この選択されたワーク3の基準画像に撮像画像を照合してワーク3が良品であるか否かを判定する。
以上により、カメラ20は、固定されていなく、作業者に携帯されている。このため、作業者がその頭の位置や向きを変えて、カメラ20およびワーク3の間の距離やカメラ20の向きを調整することができる。よって、ワーク3の形状に応じてワーク3を適切に撮像することができる。したがって、ワーク3の種類に対応して検査に適したワーク3の撮影画像を取得することができる。よって、複数種のワーク3についてワーク3が良品であるか否かを判定することが可能になる。
これに加えて、本実施形態によれば、コードリーダ部11によって看板4からコードを読み込ませて、カメラ20によってワーク3を撮像させると、自動的に、タブレット40がワーク3が良品であるか否かを判定することができる。そして、検査装置1は、そもそも、作業者の両手が自由になるように作業者の頭部に携帯される。このため、検査装置1がワーク3が良品であるか否かを判定する際に、作業者は、撮影画像の照合等の検査の作業を実施する必要も無く、ハンズフリーの状態になる。このため、作業者は、検査以外の他の作業(例えば、ネジ締め)をしつつ、ワーク3の判定を行うことができる。
さらに、本実施形態では、検査装置1の判定には、作業者の目視を必要としていない。このため、検査装置1の判定に並行して、作業者の目視によりワーク3が良品であるか否かを判定することができる。このため、ワーク3についてダブルチェックを実施することができる。
本実施形態では、検査装置1を携帯すれば、誰でも(例えば、判定能力が無い者であっても)検査を行うことができる。すなわち、作業者の判定能力に有無に関係なく、複数種のワーク3について、ワーク3が良品であるか否かを判定することができる。よって、生産ラインにおける作業者の誰もが検査を行うことができ、別作業の合間の所望タイミングに検査を行うこともできる。
本実施形態では、コードリーダ10は、コードリーダ部11によってコードが読み込まれた際に照明部12によってワーク3を照明してワーク3およびその周知を明るくすることができる。このため、暗い場所でも良好なワーク3の撮影画像を取得することができる。
本実施形態では、コードリーダ10は、コードリーダ部11がコードを読み込む被読込領域にレーザ光線をポインタとして照射して作業者が被読込領域を認識することを補助する。このため、コードリーダ部11が容易にコードを読み込むことができる。
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、コードリーダ10とカメラ20をそれぞれ独立して構成した例について説明したが、これに代えて、コードリーダ10とカメラ20を一体化して構成した本第2実施形態について説明する。
図7に本第2実施形態の検査装置1の電気的構成を示す。図7において、図3と同一の符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。
図7の検査装置1では、カメラ20Aが図3中のカメラ20に代えて用いられて、かつ図3中のコードリーダ10が省略されている。
カメラ20Aは、図3のカメラ20に図3のコードリーダ10を組み合わせた構成になっている。このため、カメラ20Aは、コードリーダ部11、照明部12、レーザポインタ部13、および無線部14、22、およびカメラ部21を1つのケースに収納した構成になっている。
このように構成される本実施形態のカメラ20Aは、図8、図9に示すように、帽子50を介して作業者の頭部に装着されている。本実施形態のカメラ20Aは、帽子50に対してバンド51によって保持されている。バッテリ30およびタブレット40は、作業者のポケットに収納されている。このことにより、本実施形態の検査装置1は、上記第1実施形態と同様、ウェアラブル型装置として、作業者の両手が自由になるように作業者に携帯されることになる。
(他の実施形態)
(1)上記第1、第2の実施形態では、検査装置1を構成する携帯端末として、タブレット40を用いた例について説明したが、これに限らず、携帯端末としては、検査処理を実行するCPU、複数種の基準画像を記憶するメモリ46a、および無線部41、42を備え、かつ携帯可能に構成されているものであれば、各種の携帯端末を用いることができる。
(2)上記第1実施形態では、タブレット40は、互いに異なる無線部41、42を用いてコードリーダ10、カメラ20と無線通信した例について説明したが、これに代えて、タブレット40が共通の無線部41(或いは、42)を用いてコードリーダ10、カメラ20と無線通信してもよい。つまり、タブレット40は、1つの無線部によってコードリーダ10、カメラ20と無線通信してもよい。
(3)上記第1、第2の実施形態では、熱交換器のワーク3を検査装置1の検査対象とした例について説明したが、これに限らず、熱交換器以外の製品のワーク3を検査装置1の検査対象としてもよい。
(4)上記第1、第2の実施形態では、検査装置1を帽子50を介して作業者の頭部に装着した例について説明したが、これに限らず、作業者の両手が自由になるのであれば、検査装置1を作業者のうち頭部以外の指、腕、耳、顔などの各種の部位に装着してもよい。
(5)上記第1、第2の実施形態では、検査装置1において、本発明の検査手段(ステップ230、240、250)としてマイクロコンピュータ46を機能させるコンピュータプログラムを用いた例について説明したが、これに代えて、検査装置1において、本発明の検査手段(ステップ230、240、250)をハードウェア構成により機能させてもよい。
(6)上記第1実施形態では、コードリーダ10、カメラ20、バッテリ30、およびタブレット40から構成される検査装置1を本発明の検査装置とした例について説明したが、これに代えて、コードリーダ10、カメラ20、バッテリ30、およびタブレット40のそれぞれの機能を一体化した装置を本発明の検査装置としてもよい。つまり、コードリーダ10、カメラ20、バッテリ30、およびタブレット40のそれぞれの機能を1つのケース内に配置した装置を本発明の検査装置としてもよい。
(7)上記第1、第2の実施形態では、検査装置1の判定結果を音声により作業者に通知した例について説明したが、これに代えて、表示や振動などにより検査装置1の判定結果を作業者に通知してもよい。さらに、検査装置1の判定結果をメモリに記憶させてもよい。
(8)上記第1、第2の実施形態では、コード(すなわち、識別指標)を看板4に表示させた例について説明したが、これに代えて、ワーク3自体にコードを表示させてもよい。
(9)上記第1、第2の実施形態では、作業者によって目視により良品であるか否かを識別可能であるワーク3を、検査装置1の検査対象とした例について説明したが、これに限らず、作業者の目視により良品であるか否かを識別不可能であるワーク3を、検査装置1の検査対象としてもよい。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
次に、特許請求の範囲と上記実施形態の構成要素との対応関係について説明する。
ステップ230、240、250が本発明の検査手段を構成し、ステップ260、261が本発明の通知制御手段に対応し、ステップ220が本発明の照明制御手段に対応している。
1 検査装置
10 コードリーダ
11 コードリーダ部(読込機器)
12 照明部
13 レーザポインタ部
14 無線部
20 カメラ
21 カメラ部(撮影機器)
22 無線部
30 バッテリ
40 タブレット
41、42 無線部
43 アンプ
44 スピーカ(通知機器)
45 タッチパネル
46 マイクロコンピュータ
46a メモリ(記憶手段)

Claims (5)

  1. 作業者の両手が自由になるように前記作業者に携帯される検査装置であって、
    検査対象であるワークの種類を示す識別指標を読み込む読込機器(11)と、
    前記ワークを撮像する撮影機器(21)と、
    複数種の前記ワークの基準画像を記憶する記憶手段(46a)と、
    前記読込機器が前記ワークの識別指標を読み込むことをトリガーとして、前記撮影機器によって前記ワークを撮像させて撮像画像を取得し、前記記憶手段により記憶される前記複数種のワークの基準画像のうち前記読込機器により読み込まれた識別指標に対応する前記ワークの基準画像を選択し、この選択された前記ワークの基準画像に前記撮像画像を照合して前記ワークが良品であるか否かを判定する検査手段(S230、S240、S250)と、を備えることを特徴とする検査装置。
  2. 前記作業者に情報を通知する通知機器(44)と、
    前記検査手段により判定された判定結果を示す前記情報を前記通知機器によって前記作業者に通知させる通知制御手段(S260、S261)と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
  3. 前記撮影機器の撮影対象としての前記ワークを照明する照明部(12)と、
    前記検査手段は、前記読込手段が前記ワークの識別指標を読み込んだ後、前記撮影機器によって前記ワークを撮像する際に、前記撮影対象としての前記ワークを照明させるように前記照明装置を制御する照明制御手段(S220)と、
    を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の検査装置。
  4. 前記読込機器が前記識別指標を読み込む被読込領域にレーザ光線をポインタとして出力して前記作業者が前記被読込領域を認識することを補助するレーザポインタ(13)を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の検査装置。
  5. 検査対象であるワークの種類を示す識別指標を読み込む読込機器(11)と、前記ワークを撮像する撮影機器(21)と、複数種の前記ワークの基準画像を記憶する記憶手段(46a)と、を備え、作業者の両手が自由になるように前記作業者に携帯される検査装置に適用されるプログラムであって、
    前記読込機器が前記ワークの識別指標を読み込むことをトリガーとして、前記撮影機器によって前記ワークを撮像させて撮像画像を取得し、前記記憶手段により記憶される複数種のワークの基準画像のうち前記読込機器により読み込まれた識別指標に対応する前記ワークの基準画像を選択し、この選択された前記ワークの基準画像に前記撮像画像を照合して前記ワークが良品であるか否かを判定する検査手段(S230、S240、S250)として、コンピュータを機能させるプログラム。
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