JP4959417B2 - 生産ラインにおける製品検査情報記録システム - Google Patents

Description

本発明は、生産ラインにおける製品検査情報記録システムに関するものである。

従来、生産ラインにおける製品検査では、製造工程の後段に設けられた検査装置により、例えば製品の外観をカメラで撮影した撮影画像に基づき良品であるか不良品であるかの判断が行われており、不良品である場合には、その原因を突き止めるために、当該製品の画像データを記録するようにした外観検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、製品検査時の画像データに加え、製造プロセスの解析等に必要なデータも含めて管理するようにした製造情報管理システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平０８−３３４４７５号公報 特開２００１−１５５９７９号公報

上述した検査装置および製造情報管理システムによると、不良品であると判断された製品についてだけ、撮影画像および不良原因の解析に必要なデータが蓄積されているが、例えば検査装置による良否の判断が１００％正確に行われるとは限らず、検査判断ミスにより不良品であるにも拘わらず良品であると判断されて、そのまま出荷されることもある。したがって、出荷後に、購入者から製品に対するクレームがあった場合には、どの時点で不良品が発生したかまたは製造ロットを特定することが難しく、不良品が発生した原因の究明が困難になってしまう。このため、全製品の回収および出荷前の現製品の全数チェックを余儀なくされ、製品のチェックに多大な時間を要するとともに製品の回収に多大なコストを要するという問題がある。

そこで、本発明は、誤って不良品が出荷された場合でも、不良品が発生した原因を究明可能にするとともに、クレームの処理に要する時間およびコストの低減化を図り得る生産ラインにおける製品検査情報記録システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の請求項１に係る製品検査情報記録システムは、物品の製造装置が設けられた製造工程と、製造工程にて製造された物品を検査する検査装置が設けられた検査工程とが具備された生産ラインにおける製品検査情報記録システムであって、
製造工程での製品を撮影する製造時撮影装置と、製造された完成品を撮影する完成時撮影装置と、検査工程終了後に且つ製品が良品であると判断された場合に当該製品を撮影する良品撮影装置と、検査工程終了後に且つ製品が不良品であると判断された場合に当該製品を撮影する不良品撮影装置と、製品が製造時撮影装置による撮影位置に来たことを検出する第１製品検出センサーと、製品が完成時撮影装置による撮影位置に来たことを検出する第２製品検出センサーと、製品が良品撮影装置による撮影位置に来たことを検出する第３製品検出センサーと、製品が不良品撮影装置による撮影位置に来たことを検出する第４製品検出センサーと、上記製造装置、検査装置および各製品検出センサーからの各種データ並びに各撮影装置にて撮影された画像データに製品の識別データ、製品の製造状態を示す製造状態データおよび製品の検査結果を示す検査結果データを関連付けてこれら各データを記録する画像記録装置と、この画像記録装置に通信回線を介して接続されて上記画像データに基づき生産ラインを監視する監視用コンピュータ装置とを具備し、
且つ上記画像記録装置に、製造時撮影装置にて撮影された製品の製造番号などの識別データを、製造時撮影装置での撮影時刻および他の撮影装置までの製品の移動時間に基づき、他の撮影装置にて撮影された画像データに付与するための識別データ付与部を具備し、
さらに上記各撮影装置において、イベントが発生した際には、その前後の所定時間だけの画像データに対して、各種データの対応付けを行うようにしたものである。

さらに、請求項２に係る生産ラインにおける製品検査情報記録システムは、請求項１に記載の製品検査情報記録システムにおいて、画像データに、少なくとも識別データを重畳させ得る重畳装置を具備したものである。

上記製品検査情報記録システムによると、生産ラインの製造途中の製品についても画像データを記録するとともに、その画像データに製品の識別データを対応付けして記録するようにしたので、たとえ、検査ミスにより、不良品が良品として出荷され、クレームが発生した場合でも、その製造状態の画像データが記録されているため、その原因を突き止めることができるとともに、その製造ロットなどを特定することができるため、クレームに対する対策を迅速に且つ容易に執ることができる。特に、従来のように、検査ミスがあった場合に、全品検査、全品回収などを行う必要がなくなり、クレームの処理に要する時間およびコストの低減化を図ることができる。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る生産ラインにおける製品検査情報記録システムを、図１〜図３に基づき説明する。

まず、本実施の形態に係る物品の生産ラインを、図１に基づき簡単に説明する。
この生産ラインは、物品、例えば食品（以下、製品ともいう）Ｓの製造装置１が設けられた製造工程２と、この製造工程２にて製造された製品Ｓを検査する検査装置３が設けられた検査工程４とが具備されるとともに、製品の検査情報を記録する製品検査情報記録システム５が具備されている。なお、図１においては、生産ラインを１つのコンベヤで図示したが、勿論、模式的に表しただけである。

この製品検査情報記録システム５は、製造工程２での製品すなわち製造作業状態を撮影する製造時撮影カメラ（製造時撮影装置の一例）１１と、製造された完成品を撮影する完成時撮影カメラ（完成時撮影装置の一例）１２と、検査工程４の終了後で且つ製品が良品であると判断された場合に当該製品を撮影する良品撮影カメラ（良品撮影装置の一例）１３と、検査工程４の終了後で且つ製品が不良品であると判断された場合にその排出ライン６に導かれた当該製品を撮影する不良品撮影カメラ（不良品撮影装置の一例）１４と、製品が製造工程（より正確には、製造装置である）２に来たことすなわち製造時撮影カメラ１１による撮影位置に来たことを検出する第１製品検出センサー（例えば、光電スイッチなどが用いられる、以下同じ）１５と、製品が完成時撮影カメラ１２による撮影位置に来たことを検出する第２製品検出センサー１６と、製品が良品撮影カメラ１３による撮影位置に来たことを検出する第３製品検出センサー１７と、製品が不良品撮影カメラ１４による撮影位置に来たことを検出する第４製品検出センサー１８と、上記製造装置１、検査装置３および各製品検出センサー１５〜１８からの各種データ（後述する）並びに各撮影カメラ１１〜１４からの撮影画像すなわち撮影された画像データを入力して記録する画像記録装置２１と、この画像記録装置２１にＬＡＮなどの通信回線２２を介して接続されて上記画像データに基づき生産ラインを監視する監視用コンピュータ装置２３とから構成されている。

ここで、製造装置１、検査装置３および各製品検出センサー１５〜１８から出力される各種データについて説明する。
製造装置１から出力されるデータは、製造番号（当該製造装置にて付与される）などの当該製品を特定し得る識別データ（製造ロット番号を含ませるようにしてもよい）および作業雰囲気温度などの製造状態を示すデータであり、また検査装置３から出力されるデータは、製品の識別データおよび良品または不良品である検査結果データであり、さらに製品検出センサー１５〜１８から出力されるデータは、撮影すべき製品が来たことを検出する製品検出信号である。なお、以下の説明においては、製品に対する動作、すなわち撮影を行うこと、検査結果の通知などをイベントまたはイベント情報と称す。したがって、製品検出信号もイベント信号ということができる。

また、上記画像記録装置２１には、静止画、動画などの画像データを大量に記録し得るハードディスクなどの記録媒体が具備されるとともに、画像データを記録媒体に記録する際に、画像データがどの製品に対するものであるかが分かるように、当該画像データと識別データおよび製造状態データとが互いに関連付けられて、つまり１対１の対応付けが行われる。したがって、各撮影カメラ１１〜１４にて撮影された画像データは連続的に画像記録装置２１に記録されているが、各種データ例えば識別データにより、当該画像データがどの製品に対するものであるかを特定することができる。勿論、画像記録装置２１には、画像データと各種データとを対応付けるためのデータ対応付け部が具備されている。

なお、各撮影カメラ１１〜１４においては、製品を連続して撮影しているが、イベントが発生した際には、その前後の所定時間（例えば、数秒〜数十秒の間）だけの画像データに対して、各種データの対応付けが行われる。つまり、製品に関わる画像データだけが、少なくともその製品の識別データとともに画像記録装置２１に記録されるようにしており、無駄な画像データについては記録しないようにされている。勿論、連続して撮影された画像データをそのまま記録するようにしてもよく、また連続した画像データではなく静止画像として記録するようにしてもよい（この場合も、識別データと対応付けされる）。

ところで、製造装置１においては、製品を特定するための製造番号が付与されるとともに、この製造番号は識別データとして画像記録装置２１に入力されて、少なくとも、製造時撮影カメラ１１で撮影された画像データに対しては問題なく識別データを付与する（対応付けと呼ぶこともできる）ことができるが、他の撮影カメラ１２〜１４で撮影された画像データに対しては、直接に識別データを付与することができない。そこで、製造時撮影カメラ１１で撮影した位置を起点にして、各撮影カメラ１２〜１４までの距離および製品の移動速度（例えば、生産ラインに設けられたコンベヤの速度）に基づき、間接的に、識別データを付与するようにしている。

すなわち、画像記録装置２１には、撮影時刻に基づき、製造時撮影カメラ１１にて撮影された製品の製造番号などの識別データを、他の撮影カメラ１２〜１４にて撮影された画像データに付与するための識別データ付与部が具備されている（勿論、識別データ付与部を画像記録装置とは別個に設けてもよい）。例えば、各撮影カメラ１１〜１４同士間の製品の移動時間が、仮に５秒であるとした場合、製造時撮影カメラ１１により撮影された画像データに付与された製造番号が、各撮影カメラ１２〜１４で撮影された順次５秒遅れの画像データに対して付与される。この場合、各撮影カメラ１１〜１４には時間を計測し得る時間計測装置（タイマーでもよい）が具備されるとともに、画像データとともにその撮影時間、言い換えれば撮影時刻が出力される。勿論、各撮影カメラ１１〜１４に設けられた時間計測装置での時刻については同期がとられている。同様にして、検査装置３での検査対象となる製品についても、製造番号などの識別データを付与することができ、したがって検査結果データに対しては、直接に、識別データの対応付けを行い得る。

さらに、上記監視用コンピュータ装置２３は、少なくとも、コンピュータ本体、モニタ装置、ＤＶＤなどの外部記録装置などから構成されるとともに、監視用ソフトウエアが起動されており、モニタ装置における起動画面においては、図２に示すように、イベント情報の一覧表示部３１、表示されたイベント情報から所定条件に合致するもの（例えば、撮影時刻などを指定して）を検索するための検索条件入力部３２、選択されたイベント情報のサムネイルによる静止画像表示部３３、生産ラインの動作状態を監視する監視表示部３４などが設けられている。なお、監視表示部３４には、製品が良品であることを表示する「正常」表示ボックス３４ａ、製品が不良品であることを表示（警告）する「イベント発生」表示ボックス３４ｂ、生産ラインを停止させる「停止」表示ボックス３４ｃなどが設けられており、この他、任意の撮影カメラからの現在の画像を表示させる「ライブ」ボタン、静止画に係る動画像を再生させる「再生」ボタン、選択されたイベント情報に係る画像データをＤＶＤなどの他の記録媒体にコピーするための「ダウンロード」ボタンなどが設けられている。

また、一覧表示部３１におけるイベント情報（イベント部分）を選択してクリックすると、図３に示すように、そのイベント情報に係る静止画の拡大表示画面に移行して、静止画像が拡大表示されるとともに、当該選択されたイベント情報より前のイベント情報に係る静止画がサムネイルでもって表示される。

なお、図２および図３に記載された「ラインＡ〜Ｈ」は、撮影が行われている場所（ライン）を示しており、実際には、上述した４台の撮影カメラ以外に、他の複数箇所にも撮影カメラが配置されている。

また、画像記録装置２１には、製造装置１、検査装置３、各検出センサ−１５〜１８からのデータを入力するデータ入力部２１ａおよび各撮影カメラ１１〜１４からの画像データを入力する映像入力部２１ｂ並びに通信回線２２との接続用のインターフェース部２１ｃが具備されており、監視用コンピュータ装置２３のコンピュータ本体側にも、通信回線２２に接続されるインターフェース部２３ａが具備されている。

次に、上記生産ラインにおける製品検査情報記録システムによる監視動作について説明する。
生産ラインにおいては、食品などの製品Ｓが製造工程２にて製造された後、検査工程４で検査され、良品であると判断された場合には、そのまま箱詰めされて出荷され、また不良品であると判断された場合には排出ライン６に導かれて排除される。

ところで、生産ラインにおいては、各撮影カメラ１１〜１４により、製造作業状態、完成後の製品、並びに検査後の製品つまり良品および不良品がそれぞれ撮影されて画像記録装置２１に入力されるとともに、これら各画像データに対して、撮影時刻、撮影対象である製品の識別データ、検査結果データなどが対応付けされて、各データが記録される。勿論、製品に対する撮影タイミングは、それぞれに対応して配置された各製品検出センサー１５〜１８からの製品検出信号（イベント信号でもある）に基づき行われる。なお、この製品検出信号に基づく撮影タイミングは、生産ライン上の特定位置の通過時刻（撮影位置より手前位置を通過した時刻）と生産ラインの移動速度とにより、製品が特定位置を通過した後、製品が丁度撮影位置に来る位置となるように考慮されている（つまり、製品検出センサーは撮影位置より手前に配置されている）。

また、製品を撮影する際には、過去に不良が多く発生している製品の部位（パッケージの封止・印字）や、製品の安全管理上特に注意すべき重要な部位（食品にあっては、例えば賞味期限表示部など）が明瞭となるように考慮されている。

そして、これら撮影された各画像データについては、監視用コンピュータ装置２３を介して監視されており、例えば不良品が発生した場合には、表示画面の監視表示部３４の「イベント発生」表示ボックス３４ｂに表示されるため、不良品の発生を容易に知ることができる。

また、不良品が発生したイベント情報をクリックすることにより、その画像データを拡大表示画面に表示させて、その不良状態を把握することができる。
さらに、必要に応じて、「ライブ」ボタンをクリックすることにより、現在の画像データを表示させて、現在の生産ラインの状態を見ることができる。

勿論、不良品の発生を通知するイベント情報ではなく、正常状態のイベント情報、例えば作業状態、完成後の製品の画像データについても、静止画としてまたは動画として見ることができる。

このような製品検査情報記録システムにより下記のような利点が得られる。
すなわち、製品の検査工程において、製品が不良品であると判断された場合、当然にその不良品が排除されることになるが、この製品の製造作業状態を示す画像を見ることができるため、不良品の発生原因を容易に究明することができる。

また、不良品の前後に製造された製品（例えば、同一の製造ロット番号に係る製品）についても、その製造作業状態の画像が記録されているため、監視用コンピュータ装置により、その画像を映し出し確認することができる。つまり、不良品であるにも拘わらず良品とみなされた製品についても、後で、画像を見ることにより、不良品であることを確認することが可能であるため、出荷する製品の品質の向上を図ることができる。

さらに、購入者から製品に対するクレームがあった場合、その識別データに基づき、当該製品の画像を検索して再生することにより、製造作業状態を目視することができるので、当該クレームが、もともと不良品であったのか（所謂、検査ミス）、それとも購入者側で発生したものであるかを知ることができる。すなわち、従来のように、良品であったがクレームとして処理せざるを得ないような場合でも、画像を確認することにより、迅速に且つ適切に対処することができる。

ところで、上記実施の形態においては、撮影カメラを４箇所（表示画面上では、ラインＡ〜Ｈの８箇所）に配置したが、必要に応じて、その配置箇所の増減を行い得るが、少なくとも、製造時撮影カメラ、良品撮影カメラおよび不良品撮影カメラを配置する必要がある。

また、上記実施の形態においては、識別データを製造装置にて付与するように説明したが、物品の種類（例えば、電子基板など）により、識別データを予め製造前の物品に付与している場合がある。例えば、識別データが電子基板の表面に印刷されている場合には、撮影画像に基づき認識されることになる。すなわち、識別データの検出部が画像記録装置２１に具備されているか、または識別データの検出部が画像記録装置２１とは別個に設けられて、この検出部から識別データが画像記録装置２１に送られることになる。

また、物品に識別データを記録したＩＣタグ（所謂、ＲＦＩＤタグである）が設けられている場合には、このＩＣタグに記録された識別データがタグ読取センサーにて読み取られることになる。また、物品にバーコードが設けられている場合には、検出センサーとしてバーコードリーダが設けられることになる。すなわち、製品検出センサーとして、タグ読取センサーまたはバーコードリーダが設けられることになる。この場合、製品検出センサーにて、製品の識別データを取得できるため、各撮影カメラ１１〜１４で得られた画像データにその識別データを容易に付与する（対応付ける）ことができ、例えば識別データ付与部を設けなくてもよい。

さらに、上記の場合については、検査装置自体に、識別データの検出部または製品検出センサーを配置しておくことにより、検査結果データに識別データを対応付けさせて、画像記録装置に入力するようにしてもよい。

また、上記実施の形態においては、イベントを、製品の検出時および不良品の発生時として説明したが、例えばタイマーを用いて撮影を行う場合には、タイマーの動作時がイベントとなる。

また、上記実施の形態においては、監視用コンピュータ装置を設けたが、場合によっては設けなくてもよい。この場合、少なくとも、画像記録装置にモニタ装置が接続されて、画像データの内容を目視できるようにされる。勿論、上記実施の形態における画像記録装置にモニタ装置を接続しておいてもよい。

さらに、上記実施の形態においては、各種データと各画像データとを画像記録装置に直接入力するように説明したが、図４に示すように、画像記録装置２１の手前にスーパーインポーズ装置（画像重畳装置ともいう）４１を配置して、当該画像データに各種データを重ねて表示させるようにしてもよい。但し、この場合、製造番号が製造装置１で付与される場合には、識別データ付与部が当該スーパーインポーズ装置４１に設けられることになる。

このように、製品の画像データに製造番号を重ねて表示させることにより、不良品の特定を迅速に行うことができる。なお、スーパーインポーズ装置４１には、製造装置１、検査装置３、各検出センサ−１５〜１８からのデータを入力するデータ入力部４１ａおよび各データを画像記録装置２１に出力するデータ出力部４１ｂ並びに各撮影カメラ１１〜１４からの画像データを入力する映像入力部４１ｃおよび画像記録装置２１に出力する映像出力部４１ｄが具備されている。

本発明の実施の形態に係る製品検査情報記録システムの概略構成を示すブロック図である。 同製品検査情報記録システムにおけるイベント管理画面を示す図である。 同製品検査情報記録システムにおけるイベント情報の内容を示す図である。 同製品検査情報記録システムの変形例に係る概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

Ｓ 製品
１ 製造装置
２ 製造工程
３ 検査装置
４ 検査工程
５ 製品検査情報記録システム
１１ 製造時撮影カメラ
１２ 完成時撮影カメラ
１３ 良品撮影カメラ
１４ 不良品撮影カメラ
１５ 第１製品検出センサー
１６ 第２製品検出センサー
１７ 第３製品検出センサー
１８ 第４製品検出センサー
２１ 画像記録装置
２２ 通信回線
２３ 監視用コンピュータ装置
４１ スーパーインポーズ装置

Claims (2)

1. 物品の製造装置が設けられた製造工程と、製造工程にて製造された物品を検査する検査装置が設けられた検査工程とが具備された生産ラインにおける製品検査情報記録システムであって、
   製造工程での製品を撮影する製造時撮影装置と、製造された完成品を撮影する完成時撮影装置と、検査工程終了後に且つ製品が良品であると判断された場合に当該製品を撮影する良品撮影装置と、検査工程終了後に且つ製品が不良品であると判断された場合に当該製品を撮影する不良品撮影装置と、製品が製造時撮影装置による撮影位置に来たことを検出する第１製品検出センサーと、製品が完成時撮影装置による撮影位置に来たことを検出する第２製品検出センサーと、製品が良品撮影装置による撮影位置に来たことを検出する第３製品検出センサーと、製品が不良品撮影装置による撮影位置に来たことを検出する第４製品検出センサーと、上記製造装置、検査装置および各製品検出センサーからの各種データ並びに各撮影装置にて撮影された画像データに製品の識別データ、製品の製造状態を示す製造状態データおよび製品の検査結果を示す検査結果データを関連付けてこれら各データを記録する画像記録装置と、この画像記録装置に通信回線を介して接続されて上記画像データに基づき生産ラインを監視する監視用コンピュータ装置とを具備し、
   且つ上記画像記録装置に、製造時撮影装置にて撮影された製品の製造番号などの識別データを、製造時撮影装置での撮影時刻および他の撮影装置までの製品の移動時間に基づき、他の撮影装置にて撮影された画像データに付与するための識別データ付与部を具備し、
   さらに上記各撮影装置において、イベントが発生した際には、その前後の所定時間だけの画像データに対して、各種データの対応付けを行うようにしたことを特徴とする生産ラインにおける製品検査情報記録システム。
2. 画像データに、少なくとも識別データを重畳させ得る重畳装置を具備したことを特徴とする請求項１に記載の生産ラインにおける製品検査情報記録システム。

Images