JP3867577B2 - Vibration wave determination device and vibration wave determination method - Google Patents

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JP3867577B2 JP2002004614A JP2002004614A JP3867577B2 JP 3867577 B2 JP3867577 B2 JP 3867577B2 JP 2002004614 A JP2002004614 A JP 2002004614A JP 2002004614 A JP2002004614 A JP 2002004614A JP 3867577 B2 JP3867577 B2 JP 3867577B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物が発生する振動波に基づいて、対象物の状態を判定する振動波判定装置及び振動波判定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、対象物をハンマーなどで軽くたたき、そのときに発生する音又は振動を検出し、この振動波に基づいて、対象物の内容物の判別、構造物の割れの検査などを判定する方法が実施されている。なお、本明細書では、音と振動を総称して振動波という。
【0003】
この方法を自動的に実施する方法が特開平10-300730号公報に記載されている。
この発明は、缶などの製品を打撃するハンマーにマイクロホンと振動検出器を取り付ける。マイクロホンで検出した音は、アナログバンドパスフィルタにより周波数帯域ごとに分離抽出される。一方、振動検出器が検出した振動によりトリガ信号が取得される。また、振動の振幅値に基づいて補正値が取得される。
【0004】
分割された各周波数帯域の信号レベルが、トリガ信号を契機としてピークホールド回路で保持され、補正器に入力される。補正器に入力された周波数帯域ごとの信号は、上記の補正値により補正される。補正された信号は、比較器にて基準信号と比較される。周波数帯域ごとの比較信号値が所定の関係から外れると、判定器により製品に異常があると判定され、警報装置に信号が発せられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法は、あらかじめ設定された内部の基準値を用いて判定をしている。このため、製品により音の周波数又は音圧が変動する場合、製品の種類が変わるたびに基準値を変更する必要が生じる。
また、あらかじめ用意されたすべての周波数帯域について解析がされるようになっているため、特定の周波数帯域についてのみ判定をすれば良い場合にも不要な演算が発生する可能性がある。
【0006】
本発明は、振動波により対象物の状態を判定する振動波判定装置及び振動波判定方法において、対象物の変更に柔軟に対応できるようにすることを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものである。対象物は、組み立て時に、正常な組み立ての場合と異常な組み立ての場合で異なる振動波を発生する。また、内容物の有無、傷の有無などによっても異なる振動波を発生する。本発明の振動波判定装置は、対象物から発生される振動波が入力されると、周波数分離手段が、パラメータテーブルに記憶された周波数帯域の振動波を抽出し、パラメータテーブルに記憶された係数で補正される。判定手段が、補正された信号レベルに基づいて対象物の不良判定を行う。本発明の振動波判定方法は、対象物の振動波を検出し、前記検出した振動波から、複数の周波数帯域の振動波を抽出し、前記抽出した複数の周波数帯域の信号レベルを、前記信号レベルに対応する係数に基づいて補正し、前記補正された信号レベルの総和に基づいて振動波の判定を行う。
【0008】
上記パラメータテーブルは、対象物ごとに、判定に使用する周波数帯域とこの周波数帯域に対応した係数を格納している。一般に、対象物に応じて確認すべき周波数帯域が異なる。このため、パラメータテーブルに対象物ごとの良否判定条件を格納しておくことにより、システムのシンプル化、演算の高速化を実現することができる。
【0009】
本発明は、動作の開始を指令するトリガ手段を設けることができる。これにより、振動波判定装置は、指令が出されるまで判定動作を開始しないので、指令がないときの周囲のノイズを検出信号として誤って処理してしまうおそれがない。したって、これらによる影響を防止でき、比較の信頼性が向上する。
【0010】
本発明によれば、隠れて見えないような部位にある部分の状態を、対象物が発生する振動波により判定することにより、不良品の流出などを防止することができる。
そして、パラメータテーブルを用いることにより、対象物の判定に適した周波数帯域を簡単に選択することができる。したがって、対象物の種類が変わった場合でも、柔軟に対応することができる。
更に、パラメータテーブルにない、不要な周波数帯域に対する演算が省略されるので、高速処理が可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図を用いて説明する。
以下の説明では、製品の組み付け作業時に発生する音を検出することにより製品の不良判定を行う例について説明をする。しかしながら、本発明の振動波判定装置は、この用途に限定されず、その外の用途に適用可能である。例えば、容器の内容物の判別、構造物の傷の検査などの打音検査にも使用可能である。また、音の検出の代わりに振動の検出にも適用することもできる。
【0012】
(実施形態1)
図1は、本発明の第1の実施形態におけるシステム構成を示す。
振動波判定装置1に、マイクロホン2からの信号が入力される。マイクロホン2は、振動波判定の対象物である製品3に発生した振動を音波として検出して、電気信号に変換する。マイクロホン2から入力された音圧の電気信号は、増幅器4により増幅されて、A/D変換器5に出力される。
【0013】
A/D変換器5は、トリガ検出器6からトリガ信号を受けると処理を開始し、音圧信号をデジタル信号に変換する。トリガ検出器6は、組み付け動作の開始を知らせる指令手段であり、指令がないときのノイズを誤検出しないように設けられている。トリガ検出器6の具体例は、例えば、シリンダの組み付けの場合には、戻し側端のOFF信号であり、手組みの場合には、作業者が操作する押しボタンである。
【0014】
A/D変換器5から出力されたデジタル信号は、ウェーブレット変換(Wavelet Transform)演算器7に入力される。ウェーブレット変換演算器7は、デジタル信号を、パラメータテーブル9が指定する周波数帯域ごとに分離し、時系列信号に変換する。
ウェーブレット変換演算器7は、基底関数(ウェーブレット関数)を拡大あるいは縮小することにより、デジタル音圧信号を各周波数の時系列信号に分離する演算器である。本例では、この演算の際に、製品の種類に合わせて、パラメータテーブル9の指示により適切な基底関数を選択することにより、周波数の分離特性や判定の信頼性を向上させている。
【0015】
パラメータテーブル9は、品番情報入力手段10から入力された品番に従い、品番の判定に有効な周波数帯域をウェーブレット変換演算器7に出力し、係数を補正器81、82…に出力する。
図2にパラメータテーブル9の内容を示す。パラメータテーブル9は、製品(品番A〜C)ごとに、判定に使用する周波数帯域とゲイン(補正係数)を格納している。パラメータテーブルの作成方法については後述する。
【0016】
図3、図4を用いて、パラメータテーブルについて説明をする。
図3は、ある品番を有する製品3が、スナップフィットにより組みつけられる作業工程を示す。(A)は2つの部品が組み付けられる前の状態、(B)は組み付けが正常に終了した状態、(C)は完全に組み付けがされていない状態を示す。(A)から(B)へ移る場合と(A)から(C)へ移る場合とでは、組み付け時に異なる音が発生する。
【0017】
図4(A)の最上段に、組み付けが正常に行われ、組み付け音が検出された場合の音圧波形が示され、(B)の最上段に、組み付け作業が正常に行われなかったために組み立て音が検出されなかった場合の音圧波形が示されている。なお、図に設備の機械音と表示されている波形は、組み付け作業とは無関係の音もマイクロホン2が検出することを示している。
【0018】
図4の下段には、最上段に示した波形を所定の周波数帯域ごとに分離した音圧波形が示されている。
(A)と(B)を対比すると、組み付け音の有無により波形が大きく異なる周波数帯域があることが認められる。そのような周波数帯域を1又は複数選択して、パラメータテーブル9に記憶しておく。この際に、周波数帯域ごとに最大値を求めて、重み付けに必要な補正係数を計算する。
【0019】
図1に戻ると、ウェーブレット変換演算器7は、パラメータテーブル9に記憶された周波数帯域について周波数分離を行い、結果の時系列信号は、それぞれ異なる補正器81、82…に入力される。
補正器81、82…は、パラメータテーブル9に記憶されたゲイン(補正係数)を用いて、周波数帯域ごとに重み付けする。なお、ウェーブレット変換演算器7で重み付けをする場合には、補正器81、82…を省略することができる。
【0020】
図5は、ウェーブレット変換演算器7の出力信号(A)と、補正器81、82…の出力信号(B)を示す。図示の例では、ウェーブレット変換演算器7では3つの周波数帯域について周波数分離がされていることが示されている。また、補正器81、82…で重み付けされることにより、各信号レベルがほぼ同一レベルに揃えられていることが示されている。
【0021】
補正された音圧信号は判定器11に入力され、製品3の良否判定(組み付け音の有無の判定)が行われる。判定方法の1例を挙げると、周波数帯域ごとの信号レベルの総和を求め、所定のしきい値と比較し、しきい値を超えれば正常(組み付け音あり)、しきい値以下であれば異常(組み付け音なし)と判定する。
判定器11は、判定結果に基づき、表示器12に結果を表示し、不合格の場合は警報器13に出力する。
【0022】
以上説明した例によれば、製品3の種類によって音の周波数及び音圧が変動する場合であっても、パラメータテーブル9にあらかじめ記憶した製品ごとの周波数帯域及び係数を用いることで、簡単に対応することができる。また、パラメータテーブル9に記憶されていない周波数帯域については、信号の分離、補正などの不要な処理が行われない。したがって、演算の高速化を実現することができる。
【0023】
また、帯域ごとに分離された波形において、微小な振動を除去することにより、ノイズ成分を取り除き的確に判定できる。
なお、音の代わりに振動を検出する場合には、製品3に直接振動センサを接触させ、製品3の振動を電気信号に変換して増幅器4に入力する。
【0024】
(実施形態2)
本例は、組み付け工程における確認方法として、画像処理による方法を併用する。本例によれば、組み付け音が発生しない(又は音が小さい)製品も含めた多種の製品に抜けなく対応をすることが実現できる。
画像により組み付け部の判定を行う原理を説明する。
前述の図3に示すように、(A)に示す組み付け前の状態から組みつけが正常に終了すると、(B)に示すように部材間のギャップ量は0となる。また、組みつけが十分に行われていなければ、(C)に示すように部材間にギャップAが発生する。
【0025】
図6は、本発明の第2の実施形態におけるシステム構成を示す。図6の構成は、前述の図1のシステム構成と共通する部分が多いので、以下の説明では、図1の説明と重複する説明は省略し、図6に特有の構成を主に説明する。
音による判定処理を行う構成、つまり、マイクロホン2から判定器11までの構成は図1のものと変わりない。判定部11においては、音についての判定は音判定部14で実行される。
【0026】
画像処理のために、製品3の状態をカメラ21で撮影する。カメラ21で撮影した画像は、電気信号に変換されて画像入力回路22に取り込まれる。組みつけが終了すると、トリガ検出器6から画像入力回路22にトリガ信号が入力され、その時点の画像が判定器11の画像判定部23に出力される。
画像判定部23は、取り込んだ画像情報を画像処理することによりギャップ長を抽出する。
【0027】
良否判定のためのしきい値がパラメータテーブル9から取得される。
図7は、本例で使用するパラメータテーブル9の内容を示す。
本例で使用するしきい値は、品番Bに、ギャップ長L1として記憶されている。なお、品番A,Cには、音による判定のための周波数帯域とゲインが記憶されている。
【0028】
品番情報入力手段10で品番Bを指定することにより、パラメータテーブル9から判定器11に対してギャップ長L1が出力される。画像判定部23は、画像から抽出したギャップ長とパラメータテーブル9から得たギャップ長L1とを比較し、画像のギャップ長がしきい値以下であれば正常であると判定し、以下であれば異常であると判定する。
【0029】
判定器11は、判定結果に基づき、表示器12に結果を表示し、不合格の場合は警報器13に出力する。
本例によれば、音が発生するものについては音圧波形を用いて、音が発生しないものについては画像を用いて組み付け工程の良否判定を実施する。これにより、判定を更に確実なものにすることができる。
【0030】
なお、画像処理によりギャップ長を検出する代わりに、部材の位置(又は位置変動)を検出することにより判定をすることもできる。この場合、製品3の所定の場所に検出子を接触させ、その検出子から得た位置情報により、組み付けの深さ、爪の浮き上がりを検出することができる。
【0031】
(実施形態3)
本例は、判定したデータをロギングする方法を実現するものである。製品ごとの判定データをロギングすることにより、不良発生のメカニズム解析に活用し、不良の再発を防止することができる。
図8はシステム構成を示す。本例のシステム構成は、前述の図6のシステム構成をすべて含み、更に新たな構成要素を追加したものである。ただ、図8では、図6に示した構成を一部省略して表示している。また、以下の説明では、図6の説明と重複する説明は省略し、図8に特有の構成を主に説明する。
【0032】
判定器11は、音又は画像により製品の良否を判定し、その結果を、ロギングデータ生成部31に出力する。ロギングデータ生成部31は、音データ加工部32と画像データ加工部33を有し、それぞれ音判定部14、画像判定部23からの判定結果が入力される。音データ加工部32と画像データ加工部33は、更に、A/D変換器5、画像入力回路22からの音データ及び画像データを取り込む。
【0033】
ロギングデータ生成部31は、音データ及び画像データを加工した上で、判定器11から得た判定結果、トリガ検出器6から得た時刻データ、パラメータテーブル9から得た品番データを付加して、ロギング装置34に出力する。ロギング装置34は、ロギングデータ生成部31からのデータをロギング出記憶部35に記憶する。
【0034】
(実施形態4)
図9を用いて、パラメータテーブル9を生成するための構成を説明する。
図9の振動波判定装置1の構成は、前述の図6のシステムと同様である。本例では、判定器11の出力側にパラメータテーブル生成器41が接続される。更にその出力側にHMI機器42が接続される。HMI機器42は、結果のデータをパラメータテーブル9に追加する。
以下の説明では、図6の説明と重複する説明は省略し、図9に特有の構成を主に説明する。
【0035】
音に基づいて判定を行う場合について説明する。
まず始めに、製品3の組み付け作業を行い、組み付け音のある音を複数回発生させ、マイクロホン2により組み付け音を検出する。
このパラメータテーブル生成時には、ウェーブレット変換演算器7は、図4に示した周波数帯域すべてについて周波数分離をする。
【0036】
組み付け音を1回発生するたびに、ウェーブレット変換演算器7による周波数分離を行う。このデータは、判定器11を通過してパラメータテーブル生成器41に入力される。パラメータテーブル生成器41は、複数回分のデータを蓄積し、周波数帯域ごとに最大値の平均と分散を求める。
次に、組み付け作業で組み付け音を発生させない状態で、音のデータを複数入力し、同様に周波数帯域ごとに最大値の平均と分散を求める。
【0037】
パラメータテーブル生成器41は、周波数帯域ごとに、組み付け音がある場合とない場合とでデータが大きく異なる周波数帯域を抽出し、これを判定用の周波数帯域として選択する。選択した周波数帯域のデータのレベルに基づいて重み付け量(係数)を計算する。結果の周波数帯域及び係数をHMI(Human Machine Interface)機器42に出力する。
【0038】
オペレータは、HMI機器42において、示されたデータからしきい値を決定し、品番情報を付加すると、パラメータテーブル7への登録処理を指示する。これにより、パラメータテーブル7へ新しい品番についてのデータを効率よく作成することができる。
品番情報の入力は、オペレータからの直接のオペレーションによる代わりに、PLCなどの制御機器からの信号を利用することもできる。
パラメータテーブル7へ画像用の特徴量を入力する場合は、オペレータがHMI機器42から直接品番、特徴量などのデータを入力する。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、振動波により対象物の状態を判定する振動波判定装置において、対象物の変更に柔軟に対応できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1のシステム構成を示す図である。
【図2】図1のパラメータテーブルの内容を示す図である。
【図3】図1の製品の組み付け工程を示す図である。
【図4】図3の工程において検出される音圧波形を示す図である。
【図5】図1における音圧波形の変換状態を示す図である。
【図6】実施形態2のシステム構成を示す図である。
【図7】図6のパラメータテーブルの内容を示す図である。
【図8】本発明の実施形態3のシステム構成を示す図である。
【図9】本発明の実施形態4のシステム構成を示す図である。
【符号の説明】
1…振動波判定装置
2…マイクロホン
3…製品
4…増幅器
5…A/D変換器
6…トリガ検出器
7…ウェーブレット変換演算器
81〜82…補正器
9…パラメータテーブル
10…品番情報入力手段
11…判定器
12…表示器
13…警報器
14…音判定部
21…カメラ
22…画像入力回路
23…画像判定部
31…ロギングデータ生成部
32…音データ加工部
33…画像データ加工部
34…ロギング装置
35…ロギングデータ記憶部
41…パラメータテーブル生成器
42…HMI機器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration wave determination device and a vibration wave determination method for determining the state of an object based on vibration waves generated by the object.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a method of tapping a target object with a hammer or the like, detecting a sound or vibration generated at that time, and determining the content of the target object, inspection of a crack of the structure, etc. based on the vibration wave. It has been implemented. In this specification, sound and vibration are collectively referred to as vibration waves.
[0003]
A method for automatically carrying out this method is described in JP-A-10-300730.
In the present invention, a microphone and a vibration detector are attached to a hammer that strikes a product such as a can. The sound detected by the microphone is separated and extracted for each frequency band by an analog bandpass filter. On the other hand, a trigger signal is acquired by the vibration detected by the vibration detector. A correction value is acquired based on the amplitude value of the vibration.
[0004]
The signal level of each divided frequency band is held by the peak hold circuit triggered by the trigger signal and input to the corrector. The signal for each frequency band input to the corrector is corrected by the correction value. The corrected signal is compared with a reference signal by a comparator. When the comparison signal value for each frequency band deviates from the predetermined relationship, the determiner determines that there is an abnormality in the product and sends a signal to the alarm device.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional method, the determination is made using a preset internal reference value. For this reason, when the frequency or sound pressure of the sound varies depending on the product, it is necessary to change the reference value every time the type of the product is changed.
Further, since all frequency bands prepared in advance are analyzed, there is a possibility that unnecessary calculation may occur even if it is sufficient to make a determination only for a specific frequency band.
[0006]
An object of the present invention is to make it possible to flexibly cope with a change in an object in a vibration wave determination apparatus and a vibration wave determination method for determining the state of an object using vibration waves.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to achieve the above object. When the object is assembled, different vibration waves are generated depending on whether the object is normally assembled or abnormally assembled. Also, different vibration waves are generated depending on the presence / absence of contents and the presence / absence of scratches. In the vibration wave determination apparatus of the present invention, when a vibration wave generated from an object is input, the frequency separation means extracts a vibration wave in the frequency band stored in the parameter table, and the coefficient stored in the parameter table. It is corrected by. The determination means determines the defect of the object based on the corrected signal level. The vibration wave determination method of the present invention detects a vibration wave of an object, extracts vibration waves of a plurality of frequency bands from the detected vibration wave, and determines the signal levels of the extracted plurality of frequency bands as the signal. Correction is made based on the coefficient corresponding to the level, and the vibration wave is determined based on the sum of the corrected signal levels.
[0008]
The parameter table stores a frequency band used for determination and a coefficient corresponding to the frequency band for each object. Generally, the frequency band to be confirmed differs depending on the object. For this reason, by storing the pass / fail judgment condition for each object in the parameter table, the system can be simplified and the operation speed can be increased.
[0009]
The present invention can be provided with trigger means for commanding the start of operation. As a result, the vibration wave determination device does not start the determination operation until a command is issued, so that there is no possibility that ambient noise when there is no command is erroneously processed as a detection signal. Therefore, the influence by these can be prevented and the reliability of comparison is improved.
[0010]
According to the present invention, it is possible to prevent the outflow of defective products and the like by determining the state of a portion in a part that cannot be seen by being hidden by the vibration wave generated by the object.
Then, by using the parameter table, it is possible to easily select a frequency band suitable for determination of an object. Therefore, even when the type of the object changes, it is possible to respond flexibly.
Furthermore, since operations for unnecessary frequency bands that are not in the parameter table are omitted, high-speed processing is possible.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, an example in which a product defect is determined by detecting a sound generated during product assembly work will be described. However, the vibration wave determination apparatus of the present invention is not limited to this application, and can be applied to other applications. For example, it can be used for sound inspection such as discrimination of the contents of a container and inspection of scratches on structures. Further, the present invention can be applied to vibration detection instead of sound detection.
[0012]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a system configuration in the first embodiment of the present invention.
A signal from the microphone 2 is input to the vibration wave determination device 1. The microphone 2 detects the vibration generated in the product 3 that is the object of vibration wave determination as a sound wave and converts it into an electrical signal. The electric signal of sound pressure input from the microphone 2 is amplified by the amplifier 4 and output to the A / D converter 5.
[0013]
When receiving the trigger signal from the trigger detector 6, the A / D converter 5 starts processing and converts the sound pressure signal into a digital signal. The trigger detector 6 is command means for informing the start of the assembly operation, and is provided so as not to erroneously detect noise when there is no command. A specific example of the trigger detector 6 is, for example, an OFF signal at the return side end in the case of cylinder assembly, and a push button operated by an operator in the case of manual assembly.
[0014]
The digital signal output from the A / D converter 5 is input to a wavelet transform operator 7. The wavelet transform computing unit 7 separates the digital signal for each frequency band specified by the parameter table 9 and converts it into a time series signal.
The wavelet transform computing unit 7 is a computing unit that separates the digital sound pressure signal into time-series signals of each frequency by enlarging or reducing the basis function (wavelet function). In this example, the frequency separation characteristics and the reliability of determination are improved by selecting an appropriate basis function according to the instruction of the parameter table 9 in accordance with the type of product during this calculation.
[0015]
In accordance with the product number input from the product number information input means 10, the parameter table 9 outputs a frequency band effective for determining the product number to the wavelet transform computing unit 7 and outputs coefficients to the correctors 81, 82.
FIG. 2 shows the contents of the parameter table 9. The parameter table 9 stores a frequency band and a gain (correction coefficient) used for determination for each product (part numbers A to C). A method for creating the parameter table will be described later.
[0016]
The parameter table will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 shows an operation process in which a product 3 having a certain product number is assembled by snap fitting. (A) shows a state before two parts are assembled, (B) shows a state where the assembly has been completed normally, and (C) shows a state where the two parts are not completely assembled. A different sound is generated at the time of assembly between the case of moving from (A) to (B) and the case of moving from (A) to (C).
[0017]
The sound pressure waveform when the assembly is normally performed and the assembly sound is detected is shown in the uppermost part of FIG. 4A, and the assembly operation is not performed normally in the uppermost part of FIG. The sound pressure waveform when no assembly sound is detected is shown. In addition, the waveform displayed as the mechanical sound of the equipment in the figure indicates that the microphone 2 detects a sound irrelevant to the assembling work.
[0018]
The lower part of FIG. 4 shows a sound pressure waveform obtained by separating the waveform shown in the uppermost part for each predetermined frequency band.
When (A) and (B) are contrasted, it is recognized that there are frequency bands whose waveforms vary greatly depending on the presence or absence of the assembly sound. One or a plurality of such frequency bands are selected and stored in the parameter table 9. At this time, a maximum value is obtained for each frequency band, and a correction coefficient necessary for weighting is calculated.
[0019]
Returning to FIG. 1, the wavelet transform computing unit 7 performs frequency separation for the frequency bands stored in the parameter table 9, and the resulting time series signals are input to different correctors 81, 82.
The correctors 81, 82,... Weight each frequency band using the gain (correction coefficient) stored in the parameter table 9. When the wavelet transform calculator 7 performs weighting, the correctors 81, 82,... Can be omitted.
[0020]
FIG. 5 shows the output signal (A) of the wavelet transform computing unit 7 and the output signals (B) of the correctors 81, 82. In the illustrated example, it is shown that the wavelet transform computing unit 7 performs frequency separation for three frequency bands. In addition, it is shown that the signal levels are almost equalized by weighting by the correctors 81, 82.
[0021]
The corrected sound pressure signal is input to the determiner 11, and the quality of the product 3 is determined (determining whether there is an assembly sound). As an example of the judgment method, the sum of signal levels for each frequency band is obtained and compared with a predetermined threshold value. If the threshold value is exceeded, it is normal (with built-in sound), and if it is below the threshold value, it is abnormal. It is determined that there is no assembly sound.
Based on the determination result, the determination device 11 displays the result on the display device 12, and outputs the result to the alarm device 13 in the case of failure.
[0022]
According to the example described above, even if the frequency and sound pressure of the sound fluctuate depending on the type of the product 3, it can be easily handled by using the frequency band and coefficient for each product stored in the parameter table 9 in advance. can do. Further, unnecessary processing such as signal separation and correction is not performed for frequency bands not stored in the parameter table 9. Therefore, it is possible to realize high speed computation.
[0023]
Further, by removing minute vibrations in the waveform separated for each band, it is possible to accurately determine by removing noise components.
When vibration is detected instead of sound, a vibration sensor is brought into direct contact with the product 3 to convert the vibration of the product 3 into an electric signal and input it to the amplifier 4.
[0024]
(Embodiment 2)
In this example, an image processing method is used in combination as a confirmation method in the assembly process. According to this example, it is possible to realize a variety of products, including products that do not generate assembly sound (or have low sound), without missing.
The principle of determining the assembly part from an image will be described.
As shown in FIG. 3 described above, when the assembly is normally completed from the state before the assembly shown in (A), the gap amount between the members becomes 0 as shown in (B). Further, if the assembly is not sufficiently performed, a gap A is generated between the members as shown in (C).
[0025]
FIG. 6 shows a system configuration in the second embodiment of the present invention. The configuration in FIG. 6 has many parts in common with the system configuration in FIG. 1 described above. Therefore, in the following description, the description overlapping with the description in FIG. 1 is omitted, and the configuration unique to FIG. 6 will be mainly described.
The configuration for performing determination processing using sound, that is, the configuration from the microphone 2 to the determination unit 11 is the same as that in FIG. In the determination unit 11, the sound determination is performed by the sound determination unit 14.
[0026]
The state of the product 3 is photographed by the camera 21 for image processing. An image photographed by the camera 21 is converted into an electric signal and taken into the image input circuit 22. When the assembly is completed, a trigger signal is input from the trigger detector 6 to the image input circuit 22, and an image at that time is output to the image determination unit 23 of the determiner 11.
The image determination unit 23 extracts the gap length by performing image processing on the captured image information.
[0027]
A threshold value for pass / fail judgment is acquired from the parameter table 9.
FIG. 7 shows the contents of the parameter table 9 used in this example.
The threshold value used in this example is stored in the product number B as the gap length L1. In the product numbers A and C, a frequency band and a gain for determination by sound are stored.
[0028]
By specifying the product number B with the product number information input means 10, the gap length L 1 is output from the parameter table 9 to the determiner 11. The image determination unit 23 compares the gap length extracted from the image with the gap length L1 obtained from the parameter table 9, and determines that the image is normal if the image gap length is equal to or smaller than the threshold value. Judged to be abnormal.
[0029]
Based on the determination result, the determination device 11 displays the result on the display device 12, and outputs the result to the alarm device 13 in the case of failure.
According to this example, the sound quality waveform is used for sound generation, and the quality of the assembly process is determined using an image for sound generation. As a result, the determination can be made more reliable.
[0030]
Instead of detecting the gap length by image processing, the determination can also be made by detecting the position (or position variation) of the member. In this case, a detector can be brought into contact with a predetermined place of the product 3, and the assembly depth and the nail lift can be detected based on the position information obtained from the detector.
[0031]
(Embodiment 3)
This example implements a method for logging the determined data. By logging the judgment data for each product, it can be used for analyzing the mechanism of defect occurrence and preventing the recurrence of defects.
FIG. 8 shows a system configuration. The system configuration of this example includes all the system configurations of FIG. 6 described above, and further adds new components. However, in FIG. 8, a part of the configuration shown in FIG. 6 is omitted. Moreover, in the following description, the description which overlaps with the description of FIG. 6 is abbreviate | omitted, and demonstrates a structure peculiar to FIG.
[0032]
The determiner 11 determines the quality of the product based on sound or an image, and outputs the result to the logging data generation unit 31. The logging data generation unit 31 includes a sound data processing unit 32 and an image data processing unit 33, to which determination results from the sound determination unit 14 and the image determination unit 23 are input, respectively. The sound data processing unit 32 and the image data processing unit 33 further take in sound data and image data from the A / D converter 5 and the image input circuit 22.
[0033]
The logging data generator 31 processes the sound data and the image data, adds the determination result obtained from the determiner 11, the time data obtained from the trigger detector 6, and the product number data obtained from the parameter table 9, Output to the logging device 34. The logging device 34 stores the data from the logging data generation unit 31 in the logging output storage unit 35.
[0034]
(Embodiment 4)
A configuration for generating the parameter table 9 will be described with reference to FIG.
The configuration of the vibration wave determination apparatus 1 in FIG. 9 is the same as that of the system in FIG. In this example, a parameter table generator 41 is connected to the output side of the determiner 11. Further, an HMI device 42 is connected to the output side. The HMI device 42 adds the result data to the parameter table 9.
In the following description, the description overlapping with the description of FIG. 6 is omitted, and the configuration unique to FIG. 9 will be mainly described.
[0035]
A case where determination is performed based on sound will be described.
First, the assembly work of the product 3 is performed, a sound with an assembly sound is generated a plurality of times, and the assembly sound is detected by the microphone 2.
When generating the parameter table, the wavelet transform computing unit 7 performs frequency separation for all the frequency bands shown in FIG.
[0036]
Each time an assembly sound is generated, frequency separation is performed by the wavelet transform computing unit 7. This data passes through the determiner 11 and is input to the parameter table generator 41. The parameter table generator 41 accumulates data for a plurality of times, and calculates the average and variance of the maximum values for each frequency band.
Next, a plurality of sound data are input in a state where no assembly sound is generated in the assembly operation, and the average and variance of the maximum values are similarly obtained for each frequency band.
[0037]
The parameter table generator 41 extracts, for each frequency band, a frequency band in which data is greatly different depending on whether or not an assembly sound is present, and selects this as a determination frequency band. A weighting amount (coefficient) is calculated based on the data level of the selected frequency band. The resulting frequency band and coefficient are output to an HMI (Human Machine Interface) device 42.
[0038]
When the operator determines a threshold value from the indicated data in the HMI device 42 and adds product number information, the operator instructs registration processing in the parameter table 7. Thereby, data about a new product number can be efficiently created in the parameter table 7.
The product number information can be input by using a signal from a control device such as a PLC instead of a direct operation from an operator.
When inputting an image feature quantity to the parameter table 7, the operator inputs data such as a product number and a feature quantity directly from the HMI device 42.
[0039]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the vibration wave determination apparatus which determines the state of a target object with a vibration wave, it can respond flexibly to the change of a target object.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the contents of a parameter table in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an assembly process of the product of FIG. 1;
4 is a diagram showing a sound pressure waveform detected in the process of FIG. 3;
5 is a diagram showing a state of conversion of the sound pressure waveform in FIG. 1. FIG.
6 is a diagram showing a system configuration of Embodiment 2. FIG.
7 is a view showing the contents of the parameter table of FIG. 6;
FIG. 8 is a diagram showing a system configuration of Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a system configuration of Embodiment 4 of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibration wave determination apparatus 2 ... Microphone 3 ... Product 4 ... Amplifier 5 ... A / D converter 6 ... Trigger detector 7 ... Wavelet transformation calculator 81-82 ... Corrector 9 ... Parameter table 10 ... Product number information input means 11 Determinator 12 ... Display 13 ... Alarm 14 ... Sound determination unit 21 ... Camera 22 ... Image input circuit 23 ... Image determination unit 31 ... Logging data generation unit 32 ... Sound data processing unit 33 ... Image data processing unit 34 ... Logging Device 35 ... Logging data storage unit 41 ... Parameter table generator 42 ... HMI device

Claims (8)

対象物の振動波を検出する振動波検出手段からの信号が入力される振動波入力手段と、
複数の周波数帯域とこの周波数帯域に対応した係数を記憶したパラメータテーブルと、
前記入力された振動波から、前記パラメータテーブルが指示する複数の周波数帯域の振動波を抽出する周波数分離手段と、
前記分離した複数の周波数帯域の信号レベルを前記パラメータテーブルが記憶した係数に基づいて補正をする補正手段と、
前記補正された複数の周波数帯域の信号レベルの総和に基づいて振動波の判定を行う判定手段と、
を具備する振動波判定装置。
A vibration wave input means to which a signal from a vibration wave detection means for detecting a vibration wave of the object is input;
A parameter table storing a plurality of frequency bands and coefficients corresponding to the frequency bands;
Frequency separation means for extracting vibration waves in a plurality of frequency bands indicated by the parameter table from the input vibration waves;
Correction means for correcting the signal levels of the plurality of separated frequency bands based on the coefficients stored in the parameter table;
Determining means for determining a vibration wave based on a sum of signal levels of the corrected plurality of frequency bands ;
A vibration wave determination apparatus comprising:
トリガ手段からの信号が入力されるトリガ入力手段を具備し、
前記周波数分離手段はウェーブレット演算手段であり、前記トリガ信号が入力されると前記周波数帯域の分離を開始する請求項1に記載の振動波判定装置。
Comprising trigger input means for inputting a signal from the trigger means;
The vibration wave determination device according to claim 1, wherein the frequency separation unit is a wavelet calculation unit, and starts the separation of the frequency band when the trigger signal is input.
対象物の画像を撮影する撮像手段からの画像信号が入力される画像入力手段を具備し、
前記判定手段は、前記入力された画像信号から特徴量を抽出し、その特徴量に基づいて対象物の判定を行う、請求項1又は2に記載の振動波判定装置。
Comprising an image input means for inputting an image signal from an imaging means for taking an image of an object;
The vibration wave determination apparatus according to claim 1, wherein the determination unit extracts a feature amount from the input image signal and determines a target based on the feature amount.
前記判定手段から出力される判定データを記憶する記憶手段を具備する請求項1〜3のいずれか1項に記載の振動波判定装置。  The vibration wave determination apparatus according to claim 1, further comprising a storage unit that stores determination data output from the determination unit. 前記判定手段の出力側に接続されたパラメータテーブル生成器を具備し、
このパラメータテーブル生成器は、前記対象物からの振動波が正常なときの判定データと、異常のときの判定データとの比較に基づいて、前記対象物についての周波数帯域と前記係数を作成して前記パラメータテーブルに記憶させる、請求項1に記載の振動波判定装置。
A parameter table generator connected to the output side of the determination means;
The parameter table generator creates a frequency band and the coefficient for the object based on a comparison between determination data when the vibration wave from the object is normal and determination data when the wave is abnormal. The vibration wave determination apparatus according to claim 1, wherein the vibration wave determination apparatus is stored in the parameter table.
前記パラメータテーブルは、対象物ごとに、判定に使用する周波数帯域とこの周波数帯域に対応した係数を格納しており、The parameter table stores, for each object, a frequency band used for determination and a coefficient corresponding to the frequency band,
前記パラメータテーブルは、品番情報入力手段から入力された品番に従い、対象物の判定に適した周波数帯域を選択することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の振動波判定装置。6. The vibration wave determination device according to claim 1, wherein the parameter table selects a frequency band suitable for determination of an object in accordance with a product number input from a product number information input unit. .
対象物の振動波を検出し、Detect the vibration wave of the object,
前記検出した振動波から、複数の周波数帯域の振動波を抽出し、Extracting vibration waves in a plurality of frequency bands from the detected vibration waves,
前記抽出した複数の周波数帯域の信号レベルを、前記信号レベルに対応する係数に基づいて補正し、Correcting the extracted signal levels of the plurality of frequency bands based on a coefficient corresponding to the signal level;
前記補正された信号レベルの総和に基づいて振動波の判定を行う振動波判定方法。A vibration wave determination method for determining a vibration wave based on the sum of the corrected signal levels.
品番情報入力手段から入力された品番に従い、対象物の判定に適した周波数帯域を選択し、前記検出した振動波から、複数の周波数帯域の振動波を抽出することを特徴とする請求項7に記載の振動波判定方法。8. A frequency band suitable for determination of an object is selected in accordance with a product number input from a product number information input unit, and vibration waves in a plurality of frequency bands are extracted from the detected vibration wave. The vibration wave determination method described.
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