JP5932413B2 - ワークの位置ずれ検出装置、ワークの位置ずれ検出方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、金属板プレス加工の対象物であるワークの金型に対する位置ずれを検出するためのワークの位置ずれ検出装置、ワークの位置ずれ検出方法、及びコンピュータにワークの金型に対する位置ずれを検出させるためのコンピュータプログラムに関する。

金属板のプレス加工においては、金型上にワーク（金属板）が設置された状態で加工が実行される。正常なプレス加工を行うためには、金型上の加工位置に正確にワークが設置される必要がある。つまり、金型上の加工位置からずれた位置にワークが設置された状態でプレス加工が行われると、不良品の発生、金型の損傷、プレス加工装置の故障等の不具合が発生することとなる。

特許文献１には、金型内に設置された鍛造素材の金型内における位置ずれを検出する位置ずれ検出装置が開示されている。特許文献１に開示されている位置ずれ検出装置は、赤熱素材（加熱されて赤熱状態になった鍛造素材）と赤熱素材を載置した下部金型とを複数のＣＣＤカメラで様々な角度から撮像し、撮像により得られた画像に対して２値化処理等の画像処理を行い、撮像された赤熱素材の画像内での位置を特定する。さらにこの位置ずれ検出装置は、予め正常な位置に載置された赤熱素材を撮像した画像から赤熱素材の基準位置を定めておき、特定された赤熱素材の位置と基準位置との差異をずれとして検出する。

特開平１１−３２００１２号公報

上記のように、特許文献１に開示されている位置ずれ検出装置にあっては、画像処理によりワークである赤熱素材の位置を特定している。しかしながら、個々のワークは同一の原料から構成されているとしても、色、形等に個体差が存在するため画像処理により正確にワークの位置を特定することができない場合がある。このようなワークの位置の特定の失敗は、ワークの位置ずれの誤検出の原因となる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、上記課題を解決することができるワークの位置ずれ検出装置、ワークの位置ずれ検出方法、及びコンピュータプログラムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一の態様のワークの位置ずれ検出装置は、プレス加工装置内に設置された金型上にワークが設置されているときに、ワークと当接することによりワークを位置決めするために前記金型に設けられた位置決め部を撮像可能な位置に配置された撮像部と、前記金型上にワークが設置されている場合に前記撮像部が前記位置決め部を撮像することにより得られた画像において、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かを判別することにより、前記金型上におけるワークの位置ずれを検出する画像処理部と、前記撮像部により得られた画像と、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報とを含む位置ずれ検出結果画面を表示する表示部とを備え、前記表示部は、前記位置ずれ検出結果画面において、前記撮像部により得られた画像に、ワークに隠れているか否かの判別を実行した前記位置決め部の像を指示する図形を重ねて表示し、前記図形で指示された前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報を表示するように構成されている。

また、上記態様において、前記画像処理部は、ワークが前記金型に正常に設置されているときの前記位置決め部の画像である基準画像と、前記撮像部により得られた画像とを比較することにより、前記画像において前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かを判別するように構成されていてもよい。

また、上記態様において、前記撮像部は、前記金型上に設置されたワークの端縁を含む撮像範囲で撮像を行うように構成されており、前記画像処理部は、前記撮像部により得られた画像において前記ワークの端縁が所定位置にあるか否かを判別することにより、前記金型上におけるワークの位置ずれを検出するように構成されていてもよい。

また、上記態様において、前記画像処理部は、ワークが前記金型に正常に設置されているときの前記位置決め部の画像である基準画像と、前記撮像部により得られた画像とを比較することにより、前記画像において前記ワークの端縁が所定位置にあるか否かを判別するように構成されていてもよい。

また、上記態様において、前記撮像部は、撮像範囲が互いに異なる第１撮像部及び第２撮像部を具備し、前記ワークの位置ずれ検出装置は、入力部をさらに備え、前記画像処理部は、第１の金型の使用を示す第１金型情報が前記入力部に与えられたときは、前記第１撮像部により得られた画像に基づいて、前記第１の金型上におけるワークの位置ずれを検出し、前記第１の金型とは異なる第２の金型の使用を示す第２金型情報が前記入力部に与えられたときは、前記第２撮像部により得られた画像に基づいて、前記第２の金型上におけるワークの位置ずれを検出するように構成されていてもよい。

また、上記態様において、前記ワークの位置ずれ検出装置は、プレス加工装置へワークを搬送するための搬送路において、搬送中のワークを撮像するラインスキャンカメラと、前記ラインスキャンカメラによって得られたワークの画像に対して二値化処理を実行し、前記二値化処理により得られた二値化画像に基づいて前記ワーク上の異物を検出する第２画像処理部と、をさらに備えていてもよい。

また、本発明の一の態様のワークの位置ずれ検出方法は、プレス加工装置内に設置された金型上にワークが正常に設置されているときに、ワークと当接することによりワークを位置決めするために前記金型に設けられた位置決め部を撮像可能な位置に配置された撮像部により、前記金型上にワークが設置されている時点で前記位置決め部を撮像するステップと、撮像により得られた画像において、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かを判別することにより、前記金型上におけるワークの位置ずれを検出するステップと、前記撮像により得られた画像と、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報とを含む位置ずれ検出結果画面を表示部に表示するステップとを有し、前記表示するステップでは、前記位置ずれ検出結果画面において、前記撮像により得られた画像に、ワークに隠れているか否かの判別を実行した前記位置決め部の像を指示する図形を重ねて表示し、前記図形で指示された前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報を表示する。

また、本発明の一の態様のコンピュータプログラムは、プレス加工装置内に設置された金型に対するワークの位置ずれをコンピュータに検出させるためのコンピュータプログラムであって、前記金型上にワークが正常に設置されているときに、ワークと当接することによりワークを位置決めするために前記金型に設けられた位置決め部を撮像可能な位置から、前記金型上にワークが設置されている時点で前記位置決め部を撮像することにより得られた画像を取得するステップと、取得された画像において、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かを判別することにより、前記金型上におけるワークの位置ずれを検出するステップと、前記取得された画像と、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報とを含む位置ずれ検出結果画面を表示部に表示するステップとを前記コンピュータに実行させ、前記表示するステップでは、前記コンピュータに、前記位置ずれ検出結果画面において、前記取得された画像に、ワークに隠れているか否かの判別を実行した前記位置決め部の像を指示する図形を重ねて表示させ、前記図形で指示された前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報を表示させる。

本発明に係るワークの位置ずれ検出装置、ワークの位置ずれ検出方法、及びコンピュータプログラムによれば、ワークの個体差に起因するワークの位置ずれの誤検出を防止することができる。

実施の形態に係るプレス加工システムの全体構成を示す平面図。 実施の形態に係るワークの位置ずれ検出装置が備える撮像ユニットの構成を示す正面断面図。 実施の形態に係るワークの位置ずれ検出装置が備える撮像ユニットの構成を示す側面断面図。 実施の形態に係るワークの位置ずれ検出装置が備える撮像ユニットの構成を示す正面図。 撮像ユニットが備えるカメラの撮像範囲を模式的に説明する平面図。 撮像ユニットが備えるカメラの撮像範囲を模式的に説明する平面図。 実施の形態に係るワークの位置ずれ検出装置が備える画像処理ユニットの構成を示すブロック図。 異物検出初期化処理の手順を示すフローチャート。 位置ずれ検出初期化処理の手順を示すフローチャート。 異物検出処理の手順を示すフローチャート。 第１異物データ抽出処理の手順を示すフローチャート。 第２異物データ抽出処理の手順を示すフローチャート 異物検出結果画面の一例を示す模式図。 位置ずれ検出処理の手順を示すフローチャート（前半）。 位置ずれ検出処理の手順を示すフローチャート（後半）。 基準画像の例を示す模式図。 位置ずれ検出結果画面の例を示す模式図。 基準画像の例を示す模式図。 位置ずれ検出結果画面の例を示す模式図。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

［プレス加工システムの構成］
図１は、本実施の形態に係るプレス加工システムの全体構成を示す平面図である。プレス加工システム１は、プレス加工装置２と、プレス加工装置２へワークを搬送するためのワーク搬送装置３と、プレス加工装置２及びワーク搬送装置３の動作制御を行うためのプレス制御装置４と、ワークの金型に対する位置ずれを検出するためのワーク異常検出装置５とを備えている。

プレス加工装置２は、上型及び下型を有する金型を設置可能であり、下型の上に設置された金属板（鋼板、アルミニウム合金板、チタン合金板等）のワーク１００に対して曲げプレス加工を行う構成となっている。

ワーク搬送装置３は、ワーク１００をプレス加工装置２へ搬送する。ワーク１００は、ワーク搬送装置３に設置されたワーク搬送台３１上に水平に載置される。ワーク搬送台３１には、板状の台座３２の上に、長手方向が水平となるように複数のローラ３３，３３，…が互いに平行に配置されており、これらのローラ３３，３３，…上にワーク１００が載置される。ワーク搬送装置３は、ワーク搬送台３１を図中に矢印で示すＸ方向へ移動することにより、ワーク１００を搬送するようになっている。

プレス制御装置４は、プレス加工装置２と通信可能に接続されており、プレス加工装置２を動作制御することが可能である。ワーク搬送装置３がワーク１００をプレス加工装置２へ搬送し、ワーク１００が下型上に配置された時点で、プレス制御装置４の制御により、プレス加工装置２がワーク１００に対してプレス加工を実行する。プレス加工装置２からワーク１００が排出されると、これと同時に、次に加工されるワーク１００がワーク搬送装置３により搬送され、プレス加工装置２へ供給される。このような動作を繰り返し実行するように、プレス制御装置４がプレス加工装置２及びワーク搬送装置３を制御する。

次に、ワーク異常検出装置５の構成について説明する。ワーク異常検出装置５は、ワーク搬送装置３に取り付けられた撮像ユニット５１と、コンピュータにより構成された画像処理ユニット５２とを具備している。図２は、撮像ユニット５１の構成を示す正面断面図であり、図３は、その側面断面図である。図２及び図３に示すように、撮像ユニット５１は、内部に第１カメラ６１と、第２カメラ６２と、照明ユニット６３とが収容されたハウジング６４を備えている。ハウジング６４はワーク搬送装置３の搬送路の上方に配置され、下端が開口している。また、ハウジング６４の内壁は光の乱反射防止のために艶消し黒塗装がされ、ハウジング６４の内部では、第１カメラ６１及び第２カメラ６２が、前記開口を通じてワーク搬送装置３の搬送路を撮像可能なように、撮像方向を下方にして配置されている。また、図２に示すように、第１カメラ６１及び第２カメラ６２は、ワーク搬送装置３の搬送方向（図１におけるＸ方向）に対して直行する方向に並べて配置されている。つまり、第１カメラ６１が、ワーク搬送装置３によって搬送されるワークの幅方向の右半分を撮像し、第２カメラ６２が、前記ワークの幅方向の左半分を撮像するように構成されている。

照明ユニット６３は、照度ムラの発生を防止するため、高周波点灯が可能な一方向に長い蛍光灯であり、その長手方向が、ワーク搬送装置３の搬送方向（図１におけるＸ方向）に対して直行する方向に沿うように配置されている。照明ユニット６３の長さはワーク１００の幅よりも大きく、ワーク搬送装置３によって搬送されるワーク１００の幅方向の全体に亘って光を照射可能となっている。また、照明ユニット６３の光の照射方向は、図３に示すように、ワーク搬送装置３の搬送方向に対して４５°傾斜している。また、第１カメラ６１及び第２カメラ６２は、ワーク１００の照明ユニット６３により光が照射された部分を撮像するように、照明ユニット６３に対して位置決めされている。これにより、照明ユニット６３によって照射された光がワーク１００の表面で散乱した散乱光が第１カメラ６１及び第２カメラ６２に入射し、照明ユニット６３によって照射された光の全反射光は第１カメラ６１及び第２カメラ６２に入射しないこととなる。このため、第１カメラ６１及び第２カメラ６２の受光レベルが過剰に高い白飛びの現象を防止し、第１カメラ６１及び第２カメラ６２の受光レベルを適切な範囲とすることができる。また、ハウジング６４は十分な遮蔽性を有しており、ハウジング６４の内部への外乱光の進入が防止される。

第１カメラ６１及び第２カメラ６２のそれぞれは、ラインスキャンカメラである。また、ワーク搬送装置３はワーク１００を一定速度で搬送する。第１カメラ６１及び第２カメラ６２のそれぞれの撮像範囲をワーク１００が通過する間、第１カメラ６１及び第２カメラ６２が撮像を継続することで、サンプリング時間当たりに撮像された画素データ群が複数取得される。これらの画素データ群をつなぎ合わせることで、ワーク１００の表面全体を撮像した画像が得られる。

また、ハウジング６４には、ワーク検出用の第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６が取り付けられている。第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６は、ハウジング６４の開口よりも（つまり、第１カメラ６１及び第２カメラ６２の撮像領域よりも）、ワーク搬送装置３の搬送方向上流側に配置されている。また、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６は、第１光学式センサ６５が第２光学式センサ６６よりも前記搬送方向上流側に位置するように、前記搬送方向と平行に配置されている。第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６のそれぞれは、フォトリフレクタであり、ワーク１００の有無を検出することが可能である。

ワーク１００がワーク搬送装置３によって搬送されるとき、まずワーク１００の先端が第１光学式センサ６５の直下に進入する。これにより、第１光学式センサ６５の出力信号がオフからオンに変化する。他方、第２光学式センサ６６の直下にはワーク１００がまだ存在していないので、第２光学式センサ６６の出力信号はオフのままである。さらにワーク１００が搬送されると、ワーク１００の先端が第２光学式センサ６６の直下に進入する。これにより、第２光学式センサ６６の出力信号がオフからオンに変化する。このとき、第２光学式センサ６６の近傍に配置された第１光学式センサ６５の直下にもワーク１００が存在するため、第１光学式センサ６５の出力信号はオンのままである。つまり、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号が、オン及びオフの組合せからオン及びオンの組合せに変化したことを検出することにより、ワーク１００の先端を検出することができる。

また、ワーク１００が撮像領域を通過し終わるときには、ワーク１００の後端が第１光学式センサ６５の直下を通過する。これにより、第１光学式センサ６５の出力信号がオンからオフに変化する。他方、第２光学式センサ６６の直下にはワーク１００がまだ存在しているので、第２光学式センサ６６の出力信号はオンのままである。さらにワーク１００が搬送されると、ワーク１００の後端が第２光学式センサ６６の直下を通過する。これにより、第２光学式センサ６６の出力信号がオンからオフに変化する。このとき、第１光学式センサ６５の直下にはワーク１００が存在しないため、第１光学式センサ６５の出力信号はオフのままである。つまり、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号が、オフ及びオンの組合せからオフ及びオフの組合せに変化したことを検出することにより、ワーク１００の後端を検出することができる。

このようにしてワーク１００の先端が検出された時点で第１カメラ６１及び第２カメラ６２による撮像が開始され、ワーク１００の後端が検出された時点で第１カメラ６１及び第２カメラ６２による撮像が終了されることで、ワーク１００の全体の画像が得られる。

図４は、撮像ユニット５１の構成を示す正面図である。撮像ユニット５１は、ハウジング６４の前記搬送方向下流側に設けられたハウジング６７を備えている。ハウジング６７は、ハウジング６４の下端部に取り付けられた横長の直方体形状の筐体であり、前記搬送方向下流側の面が開口している。当該開口部には、塵・油等の侵入を防ぐために透明な合成樹脂製のカーテンが設けられている。

ハウジング６７には、８個のエリアカメラ７１〜７８と、４つのハロゲンライト７９が収容されている。撮像ユニット５１は、プレス加工装置２より前記搬送方向上流側に配置されており、カメラ７１〜７８はかかるプレス加工装置２の内部の下型８１を撮像可能な方向に向けて配置されている。また、ハロゲンライト７９は、プレス加工装置２の内部の下型８１に光を照射可能な方向に向けて配置されている。

ハウジング６４の長手方向（即ち、前記搬送方向に直行する水平方向）の中央部には、４つのハロゲンライト７９が配置されている。このハロゲンライト７９が設置されている中央部よりも右方の空間には、カメラ７１〜７４が横に並べて配置されており、左方の空間には、カメラ７５〜７８が横に並べて配置されている。

図５及び図６は、カメラ７１〜７８の撮像範囲を模式的に説明する平面図である。プレス加工装置２には、様々な金型が設置される。本実施の形態に係るプレス加工装置２は、大型の加工製品を製造するための金型８１ａと、小型の加工製品を製造するための金型８１ｂとを選択的に装着可能である。

図５に示すように、金型８１ａがプレス加工装置２に装着されているときは、４つのカメラ７２，７４，７５，７７が使用される。金型８１ａには、大型のワーク１００ａを位置決めするための位置決めピン８２ａ〜８２ｈが設けられている。位置決めピン８２ａ〜８２ｈは、ワーク１００ａに当接することでワーク１００ａを金型８１ａ上の正常な位置に位置決めするために下型８１ａの上面から突設された円柱状の部品である。カメラ７２は、位置決めピン８２ａ及び８２ｂが含まれる撮像領域７２ａについて撮像可能なようにハウジング６７に取り付けられている。カメラ７４は、位置決めピン８２ｃ及び８２ｄが含まれる撮像領域７４ａについて撮像可能なようにハウジング６７に取り付けられている。同様に、カメラ７５は、位置決めピン８２ｇ及び８２ｈが含まれる撮像領域７５ａについて撮像可能なようにハウジング６７に取り付けられており、カメラ７７は、位置決めピン８２ｅ及び８２ｆが含まれる撮像領域７７ａについて撮像可能なようにハウジング６７に取り付けられている。

図６に示すように、金型８１ｂがプレス加工装置２に装着されているときは、４つのカメラ７１，７３，７６，７８が使用される。金型８１ｂには、小型のワーク１００ｂを位置決めするための位置決めピン８３ａ〜８３ｈが設けられている。位置決めピン８３ａ〜８３ｈは、ワーク１００ｂに当接することでワーク１００ｂを金型８１ｂ上の正常な位置に位置決めするために下型８１ｂの上面から突設された円柱状の部品である。カメラ７１は、位置決めピン８３ａ及び８３ｂが含まれる撮像領域７１ａについて撮像可能なようにハウジング６７に取り付けられている。カメラ７３は、位置決めピン８３ｃ及び８３ｄが含まれる撮像領域７３ａについて撮像可能なようにハウジング６７に取り付けられている。同様に、カメラ７６は、位置決めピン８３ｇ及び８３ｈが含まれる撮像領域７６ａについて撮像可能なようにハウジング６７に取り付けられており、カメラ７８は、位置決めピン８３ｅ及び８３ｆが含まれる撮像領域７８ａについて撮像可能なようにハウジング６７に取り付けられている。

上記ような使用カメラの切り替えは、画像処理ユニット５２により行われる。また、第１カメラ６１及び第２カメラ６２並びにカメラ７１〜７８によって得られた画像は、画像処理ユニット５２に与えられ、画像処理ユニット５２により処理される。

図７は、画像処理ユニット５２の構成を示すブロック図である。画像処理ユニット５２は、コンピュータ５２ａによって実現される。図７に示すように、コンピュータ５２ａは、本体５３と、表示部５４と、入力部５５とを備えている。本体５３は、ＣＰＵ５３ａ、ＲＯＭ５３ｂ、ＲＡＭ５３ｃ、ハードディスク５３ｄ、読出装置５３ｅ、入出力インタフェース５３ｆ、通信インタフェース５３ｇ、画像出力インタフェース５３ｈ、及び画像生成回路５３ｋを備えており、ＣＰＵ５３ａ、ＲＯＭ５３ｂ、ＲＡＭ５３ｃ、ハードディスク５３ｄ、読出装置５３ｅ、入出力インタフェース５３ｆ、通信インタフェース５３ｇ、画像出力インタフェース５３ｈ、及び画像生成回路５３ｋは、バス５３ｊによって接続されている。

ＣＰＵ５３ａは、ＲＡＭ５３ｃにロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。そして、ワークの位置ずれ検出用のコンピュータプログラム５６ａを当該ＣＰＵ５３ａが実行することにより、コンピュータ５２ａが画像処理ユニット５２として機能する。

ＲＯＭ５３ｂは、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、又はＥＥＰＲＯＭ等によって構成されており、ＣＰＵ５３ａに実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が記録されている。

ＲＡＭ５３ｃは、ＳＲＡＭまたはＤＲＡＭ等によって構成されている。ＲＡＭ５３ｃは、ハードディスク５３ｄに記録されているコンピュータプログラム５６ａの読み出しに用いられる。また、ＣＰＵ５３ａがコンピュータプログラムを実行するときに、ＣＰＵ５３ａの作業領域として利用される。

ハードディスク５３ｄは、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、ＣＰＵ５３ａに実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータがインストールされている。サーバ用のコンピュータプログラム５６ａも、このハードディスク５３ｄにインストールされている。

読出装置５３ｅは、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、またはＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等によって構成されており、可搬型記録媒体５６に記録されたコンピュータプログラムまたはデータを読み出すことができる。また、可搬型記録媒体５６には、コンピュータを画像処理ユニット５２として機能させるためのコンピュータプログラム５６ａが格納されており、コンピュータ５２ａが当該可搬型記録媒体５６からコンピュータプログラム５６ａを読み出し、当該コンピュータプログラム５６ａをハードディスク５３ｄにインストールすることが可能である。

なお、前記コンピュータプログラム５６ａは、可搬型記録媒体５６によって提供されるのみならず、電気通信回線（有線、無線を問わない）によってコンピュータ５２ａと通信可能に接続された外部の機器から前記電気通信回線を通じて提供することも可能である。例えば、前記コンピュータプログラム５６ａがインターネット上のサーバコンピュータのハードディスク内に格納されており、このサーバコンピュータにコンピュータ５２ａがアクセスして、当該コンピュータプログラムをダウンロードし、これをハードディスク５３ｄにインストールすることも可能である。

また、ハードディスク５３ｄには、例えば米マイクロソフト社が製造販売するWindows（登録商標）等のマルチタスクオペレーティングシステムがインストールされている。以下の説明においては、本実施の形態に係るコンピュータプログラム５６ａは当該オペレーティングシステム上で動作するものとしている。

入出力インタフェース５３ｆは、例えばUSB，IEEE1394，又はRS-232C等のシリアルインタフェース、SCSI，IDE，又は IEEE1284等のパラレルインタフェース、及びＤ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器等からなるアナログインタフェース等から構成されている。入出力インタフェース５３ｆには、キーボード及びマウスからなる入力部５５が接続されており、ユーザが当該入力部５５を使用することにより、コンピュータ５２ａにデータを入力することが可能である。

また、入出力インタフェース５３ｆには、撮像ユニット５１に設けられたカメラ７１〜７８が通信可能に接続されている。これにより、画像処理ユニット５２によってカメラ７１〜７８が制御され、また、画像データがカメラ７１〜７８から画像処理ユニット５２へ出力される。

また、入出力インタフェース５３ｆには、撮像ユニット５１に設けられた第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６が通信可能に接続されている。これにより、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号が、画像処理ユニット５２に与えられる。

通信インタフェース５３ｇは、Ethernet（登録商標）インタフェースである。通信インタフェース５３ｇはプレス制御装置４に接続されている。コンピュータ５２ａは、通信インタフェース５３ｇにより、所定の通信プロトコルを使用してプレス制御装置４との間でデータの送受信が可能である。

画像出力インタフェース５３ｈは、ＬＣＤまたはＣＲＴ等で構成された表示部５４に接続されており、ＣＰＵ５３ａから与えられた画像データに応じた映像信号を表示部５４に出力するようになっている。表示部５４は、入力された映像信号にしたがって、画像（画面）を表示する。

画像生成回路５３ｋは、ＦＰＧＡ等の画像処理チップを有して構成されている。かかる画像生成回路５３ｋは、第１カメラ６１及び第２カメラ６２のそれぞれと通信可能に接続されている。これにより、画像生成回路５３ｋは、第１カメラ６１から出力された画像信号を受信して、ワーク表面の右側半分の画像を生成し、第２カメラ６２から出力された画像信号を受信して、ワーク表面の左側半分の画像を生成することが可能である。このようにして生成された画像は、ＣＰＵ５３ａに与えられる。

［プレス加工システムの動作］
以下、本実施の形態に係るプレス加工システム１の動作について説明する。

＜初期化処理＞
プレス加工システム１によるプレス加工動作を開始する前に、まずオペレータは使用する金型をプレス加工装置２に装着し、この金型を特定する金型情報をプレス制御装置４に入力する。これにより、プレス制御装置４が金型情報を記憶する。次に、プレス加工装置２に装着された金型に適合したワーク１００がワーク搬送装置３に供給される。上述したように、加工製品に応じて、使用する金型が決定され、各金型はサイズ及び位置決めピンの設置位置等が異なる。また、ワークは金属板であり、その素材金属の種類は加工製品に応じて異なる。従って、鋼板のワークが供給される場合もあれば、チタン合金のワークが供給される場合もある。

本実施の形態に係るワーク異常検出装置５は、プレス加工対象のワークが搬送されている途中で、ワークに付着した異物を検出するための異物検出処理を実行する。上述したように、加工製品に応じて様々な金属素材からなるワークがワーク搬送装置３によって搬送される。金属は種類によって色が異なり、また、ワークのロットによっても微妙に色が異なる場合がある。ワークを撮像して得られた画像を処理して正確に異物検出を行うためには、そのワークの色に適応した設定値を用いる必要がある。このため、まずロット毎にワークのサンプルが準備され、このサンプルの表面に付着した異物がオペレータによって除去される。異物が除去されたサンプルがワーク搬送装置３によって搬送され、このサンプルを用いて異物検出用の設定値を決定する異物検出初期化処理がワーク異常検出装置５によって実行される。

以下、異物検出初期化処理について説明する。図８は、異物検出初期化処理の手順を示すフローチャートである。まず、プレス制御装置４から金型情報が画像処理ユニット５２に送信される。画像処理ユニット５２のＣＰＵ５３ａは、プレス制御装置４から送信された金型情報を取得し（ステップＳ１０１）、この金型情報に対応するパラメータ（画像処理の判定エリア及びワークのサイズ情報等）をハードディスク５３ｄに設けられた設定値データベース（図示せず）から読み出し、設定値としてＲＡＭ５３ｃ又はハードディスク５３ｄに記憶する（ステップＳ１０２）。

次に、ＣＰＵ５３ａは、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号に基づいて、ワークのサンプルの先端が検出されたか否かを判別する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の処理においては、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号が、オン及びオフの組合せからオン及びオンの組合せに変化した場合に、ワークのサンプルの先端が検出される。ステップＳ１０３において、ワークのサンプルの先端が検出されなかった場合には（ステップＳ１０３においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａは、ワークのサンプルの先端が検出されるまでステップＳ１０３の処理を繰り返す。

ステップＳ１０３においてワークのサンプルの先端が検出された場合には（ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５３ａは、第１カメラ６１及び第２カメラ６２によるワークのサンプルの撮像を開始する（ステップＳ１０４）。これにより、第１カメラ６１及び第２カメラ６２からの出力信号が画像処理ユニット５２に取り込まれ、ワークのサンプルの画像が生成される。

次に、ＣＰＵ５３ａは、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号に基づいて、ワークのサンプルの後端が検出されたか否かを判別する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の処理においては、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号が、オン及びオンの組合せからオフ及びオンの組合せに変化した場合に、ワークのサンプルの後端が検出される。ステップＳ１０５において、ワークのサンプルの後端が検出されなかった場合には（ステップＳ１０５においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａは、ワークのサンプルの後端が検出されるまでステップＳ１０５の処理を繰り返す。

ステップＳ１０５においてワークのサンプルの後端が検出された場合には（ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５３ａは、第１カメラ６１及び第２カメラ６２によるワークのサンプルの撮像を終了する（ステップＳ１０６）。これにより、画像処理ユニット装置５２による第１カメラ６１及び第２カメラ６２からの出力信号の取り込みが完了し、ワークのサンプルの画像が完成する。

上記のように生成されたワークのサンプルの画像は多階調のグレースケール画像（以下、「サンプル撮像画像」という。）である。ＣＰＵ５３ａは、当該サンプル撮像画像に対して３×３空間フィルタによるノイズ除去処理を実行する（ステップＳ１０７）。次にＣＰＵ５３ａは、ノイズ除去処理後のサンプル撮像画像の輝度ヒストグラムを生成する（ステップＳ１０８）。なお、ここでいう輝度ヒストグラムとは、輝度ヒストグラムのグラフではなく、輝度毎に出現回数を計数したデータのことである。かかる輝度ヒストグラムは、ＲＡＭ５３ｃ又はハードディスク５３ｄに記憶される。

次にＣＰＵ５３ｃは、輝度ヒストグラムから最大輝度を抽出し、この最大輝度と所定の明部感度余裕値との合計値を第１閾値として設定（ＲＡＭ５３ｃ又はハードディスク５３ｄに記憶）する（ステップＳ１０９）。この第１閾値は、ワークを撮像して得られた多階調のグレースケール画像において、異常に高輝度の部分を異物として検出するための閾値である。

次にＣＰＵ５３ｃは、輝度ヒストグラムから最小輝度を抽出し、この最小輝度と所定の暗部感度余裕値との差分値を第２閾値として設定（ＲＡＭ５３ｃ又はハードディスク５３ｄに記憶）する（ステップＳ１０９）。この第２閾値は、ワークを撮像して得られた多階調のグレースケール画像において、異常に低輝度の部分を異物として検出するための閾値である。ステップＳ１０９の処理の後、ＣＰＵ５３ａは、異物検出初期化処理を終了する。

上記のような異物検出初期化処理により、後の異物検出処理に用いられる設定値である第１閾値及び第２閾値が設定される。

本実施の形態に係るワーク異常検出装置５は、プレス加工対象のワークがプレス加工装置２内の金型に設置された状態で、ワークの金型に対する位置ずれを検出するための位置ずれ検出処理を実行する。上述したように、加工製品に個別に対応した金型がプレス加工装置２に装着される。金型を撮像して得られた画像を処理して正確にワークの位置ずれ検出を行うためには、装着された金型に適合した処理を行う必要がある。このため、プレス加工装置２に金型が装着された場合には、プレス加工システム１によるプレス加工動作の準備として、位置ずれ検出の各種初期設定を行うための位置ずれ検出初期化処理がワーク異常検出装置５によって実行される。

以下、位置ずれ検出初期化処理について説明する。図９は、位置ずれ検出初期化処理の手順を示すフローチャートである。上述したように、プレス制御装置４から金型情報が画像処理ユニット５２に送信される。画像処理ユニット５２のＣＰＵ５３ａは、プレス制御装置４から送信された金型情報を取得する（ステップＳ３０１）。このステップＳ３０１の処理は、上述したステップＳ１０１の処理と同じ処理である。

次にＣＰＵ５３ａは、カメラ７１〜７８のうち、受信した金型情報に対応する使用カメラを特定するデータ及びパターンマッチングに使用する基準画像（テンプレート）をハードディスク５３ｄに設けられた設定値データベース（図示せず）から読み出し、設定値としてＲＡＭ５３ｃ又はハードディスク５３ｄに記憶する（ステップＳ３０２）。これにより、例えば、図５に示す場合には、使用カメラとしてカメラ７２，７４，７５，７７が設定され、図６に示す場合には、使用カメラとしてカメラ７１，７３，７６，７８が設定される。また、基準画像については後述する。かかるステップＳ３０２の処理の後、ＣＰＵ５３ａは位置ずれ検出初期化処理を終了する。

＜異物検出処理＞
以上のような準備動作が完了した後、プレス加工システム１によるワークのプレス加工動作が開始される。このプレス加工動作では、ワーク搬送装置３によってプレス加工装置２までワークが搬送され、ワーク搬送装置３から搬出されたワークに対して、プレス加工装置２によって自動的にプレス加工が行われる。本実施の形態に係るプレス加工システム１にあっては、ワーク搬送装置３によるワークの搬送の途中で、ワーク異常検出装置５による異物検出処理が実行される。

以下、異物検出処理について説明する。図１０は、異物検出処理の手順を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵ５３ａは、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号に基づいて、ワークの先端が検出されたか否かを判別する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の処理においては、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号が、オン及びオフの組合せからオン及びオンの組合せに変化した場合に、ワークの先端が検出される。ステップＳ２０１において、ワークの先端が検出されなかった場合には（ステップＳ２０１においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａは、ワークの先端が検出されるまでステップＳ２０１の処理を繰り返す。

ステップＳ２０１においてワークの先端が検出された場合には（ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５３ａは、第１カメラ６１及び第２カメラ６２によるワークの撮像を開始する（ステップＳ２０２）。これにより、第１カメラ６１及び第２カメラ６２からの出力信号が画像処理ユニット５２に取り込まれ、ワークの画像が生成される。

次に、ＣＰＵ５３ａは、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号に基づいて、ワークの後端が検出されたか否かを判別する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の処理においては、第１光学式センサ６５及び第２光学式センサ６６の出力信号が、オン及びオンの組合せからオフ及びオンの組合せに変化した場合に、ワークの後端が検出される。ステップＳ２０３において、ワークの後端が検出されなかった場合には（ステップＳ２０３においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａは、ワークの後端が検出されるまでステップＳ２０３の処理を繰り返す。

ステップＳ２０３においてワークの後端が検出された場合には（ステップＳ２０３においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５３ａは、第１カメラ６１及び第２カメラ６２によるワークの撮像を終了する（ステップＳ２０４）。これにより、画像処理ユニット５２による第１カメラ６１及び第２カメラ６２からの出力信号の取り込みが完了し、ワークの画像が完成する。

上記のように生成されたワークの画像は多階調のグレースケール画像（以下、「ワーク撮像画像」という。）である。ＣＰＵ５３ａは、当該ワーク撮像画像に対して３×３空間フィルタによるノイズ除去処理を実行する（ステップＳ２０５）。

次にＣＰＵ５３ａは、ノイズ除去されたワーク撮像画像に対して第１異物データ抽出処理を実行する（ステップＳ２０６）。ここで、第１異物データ抽出処理について説明する。図１１は、第１異物データ抽出処理の手順を示すフローチャートである。第１異物データ抽出処理では、まずＣＰＵ５３ａは、上述した異物検出初期化処理によって設定された第１閾値によるワーク撮像画像の２値化処理を実行する（ステップＳ２１１）。この２値化処理により、第１閾値よりも輝度の高い画素に異物を示す「１」の画素値が与えられ、第１閾値以下の輝度の画素には異物でないことを示す「０」の画素値が与えられる。

次にＣＰＵ５３ａは、２値化画像に対して膨張・縮小処理によるノイズ除去を実行し（ステップＳ２１２）、ノイズ除去後の２値化画像に対してラベリング処理を実行することにより、画像に含まれる異物の像である異物データを抽出する（ステップＳ２１３）。さらにＣＰＵ５３ａは、抽出された異物データの画素数に１画素当たりの解像度を乗じることで、異物データのサイズを算出する（ステップＳ２１４）。

ステップＳ２１４の処理の後、ＣＰＵ５３ａは、第１異物データ抽出処理を終了し、メインルーチンにおける第１異物データ抽出処理の呼出アドレスへ処理を戻す。

次にＣＰＵ５３ａは、ステップＳ２０５においてノイズ除去されたワーク撮像画像に対して第２異物データ抽出処理を実行する（ステップＳ２０７）。ここで、第２異物データ抽出処理について説明する。図１２は、第２異物データ抽出処理の手順を示すフローチャートである。第２異物データ抽出処理では、まずＣＰＵ５３ａは、上述した異物検出初期化処理によって設定された第２閾値によるワーク撮像画像の２値化処理を実行する（ステップＳ２２１）。この２値化処理により、第２閾値よりも輝度の低い画素に異物を示す「１」の画素値が与えられ、第２閾値以上の輝度の画素には異物でないことを示す「０」の画素値が与えられる。

次にＣＰＵ５３ａは、２値化画像に対してノイズ除去（ステップＳ２２２）、ラベリング処理（ステップＳ２２３）、異物データのサイズ算出（ステップＳ２２４）を実行する。なお、ステップＳ２２２、Ｓ２２３、Ｓ２２４の処理のそれぞれは、上述したステップＳ２１２、Ｓ２１３、Ｓ２１４と同様であるので、その説明を省略する。

ステップＳ２２４の処理の後、ＣＰＵ５３ａは、第２異物データ抽出処理を終了し、メインルーチンにおける第２異物データ抽出処理の呼出アドレスへ処理を戻す。

上述した第１異物データ抽出処理によって高輝度の異物データが抽出され、第２異物データ抽出処理によって低輝度の異物データが抽出される。

次にＣＰＵ５３ａは、第１異物データ抽出処理及び第２異物データ抽出処理によって抽出された異物データのサイズを、予め与えられた基準値と比較して、当該基準値よりも大きいサイズの異物データが存在するか否かを判別する（ステップＳ２０８）。この結果、基準値よりも大きいサイズの異物データが存在する場合には（ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５３ａは、基準値よりも大きいサイズの異物データのワーク撮像画像上における位置情報をＲＡＭ５３ｃ又はハードディスク５３ｄに記憶させ（ステップＳ２０９）、当該ワークのプレス加工の禁止を指示するプレス動作禁止指示信号をプレス制御装置４へ送信する（ステップＳ２１０）。プレス動作禁止指示信号がプレス制御装置４に与えられた場合には、プレス制御装置４はプレス加工装置２に当該ワークのプレス加工を実行させないように制御する。これにより、異物が付着したワークがプレス加工されることが防止され、オペレータはワークから異物を除去することができ、異物を除去した後にプレス加工装置２にプレス加工を実行させることができる。

上述したステップＳ２１０の処理の後、ＣＰＵ５３ａは、ステップＳ２１１へ処理を移す。他方、ステップＳ２０８において基準値よりも大きいサイズの異物データが存在しない場合には（ステップＳ２０８においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａは、そのままステップＳ２１１へ処理を移す。

ステップＳ２１１において、ＣＰＵ５３ａは、異物検出結果を示す異物検出結果画面を表示部５４に表示させる（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１の処理の後、ＣＰＵ５３ａは、異物検出処理を終了する。

図１３は、異物検出結果画面の一例を示す模式図である。異物検出結果画面Ｄ１には、ワーク撮像画像Ｗが含まれる。異物検出結果画面Ｄ１においては、搬送方向を右方向としてワーク撮像画像Ｗが表示される。また、異物検出画面Ｄ１において、ワーク撮像画像Ｗの上方には、第１カメラ６１による撮像データの輝度値分布のグラフＧ１が表示され、ワーク撮像画像Ｗの下方には、第２カメラ６２による撮像データの輝度値分布のグラフＧ２が表示される。グラフＧ１及びＧ２には、ワークの幅方向の特定の位置を撮像した画素における時系列の輝度値の変化が示される。ワーク撮像画像から異物が検出された場合には、この異物が検出された位置の画素が、前記特定の位置を撮像した画素とされ、ワークの先端から後端に至る当該画素の輝度値の変化がグラフＧ１及びグラフＧ２に示されることとなる。

また、グラフＧ１及びＧ２には、第１閾値を示す線分Ｔ１及び第２閾値を示す線分Ｔ２が重畳表示される。これにより、図１３に示すように、輝度値のグラフＧ１及びＧ２のどの部分が第１閾値又は第２閾値を越え、これによって異物が検出されたかを、ユーザが容易に確認することができる。

さらに異物検出結果画面Ｄ１においては、ワーク撮像画像Ｗの右方に、検出された異物の位置情報及びサイズ情報を含む異物情報ＦＭが示される。これにより、どの位置にどの程度のサイズの異物が検出されたかを、ユーザが容易に確認することができる。

＜位置ずれ検出処理＞
以上のような異物検出処理によってワークに異物が検出されなかった場合、プレス加工装置２にワークが供給された後、プレス加工が実行される前に、ワーク異常検出装置５による位置ずれ検出処理が実行される。

以下、位置ずれ検出処理について説明する。図１４Ａ及び図１４Ｂは、位置ずれ検出処理の手順を示すフローチャートである。ワーク搬送装置３によってワークがプレス加工装置２に搬入されたときには、プレス制御装置４から搬送完了信号が画像処理ユニット５２へ送信される。位置ずれ検出処理において、まずＣＰＵ５３ａは、プレス制御装置４から送信された搬送完了信号を受信したか否かを判別する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１において、搬送完了信号が受信されていない場合には（ステップＳ４０１においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａは、搬送完了信号を受信するまで、ステップＳ４０１の処理を繰り返す。

ステップＳ４０１において、搬送完了信号が受信された場合には（ステップＳ４０１においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５３ａは、上述した位置ずれ検出初期化処理により決定された使用カメラに、金型の撮像を実行させる（ステップＳ４０２）。これにより、使用カメラから出力された画像データ（以下、「金型撮像画像」という。）が画像処理ユニット５２により取得される。

次にＣＰＵ５３ａは、金型撮像画像において位置決めピンの像が含まれる領域の部分画像を抽出する（ステップＳ４０３）。この部分画像は、金型情報に対応して設定された位置情報に従って金型撮像画像から抽出される。

次にＣＰＵ５３ａは、抽出された部分画像と、対応する基準画像（位置ずれ検出初期化処理により設定された基準画像）とのパターンマッチングを実行する（ステップＳ４０４）。

ここで、ステップＳ４０４のパターンマッチング処理について説明する。上述した位置ずれ検出初期化処理では、部分画像と同じ数の基準画像が設定される。つまり、部分画像と基準画像とは一対一に対応する。図１５Ａ及び図１６Ａは、基準画像の例を示す模式図である。基準画像は、予めオペレータがワークを金型上の正常な位置に載置した上で、使用カメラにより撮像することで得られた画像から抽出された部分画像である。図１５Ａに示す画像Ｍ１は、金型８１ａのカメラから見て手前側（つまり、前記搬送方向下流側）端部の左隅部を撮像したときに得られる画像である。また、図１６Ａに示す画像Ｍ２は、金型８１ａのカメラから見て奥側（つまり、前記搬送方向上流側）端部の左隅部を撮像したときに得られる画像である。図１５Ａに示す画像Ｍ１には、位置決めピン８２ａ及び８２ｂの像が含まれる。かかる画像Ｍ１からは、まず、位置決めピン８２ａの像を含む部分画像である基準画像ＴＰ１１が取得される。

ステップＳ４０４のパターンマッチングでは、部分画像と基準画像とが比較される。例えば、図５に示すカメラ７２によって得られる金型撮像画像から、位置決めピン８２ａの像を含む部分画像及び位置決めピン８２ｂの像を含む部分画像が抽出される。位置決めピン８２ａの像を含む部分画像は、位置決めピン８２ａの像を含む基準画像と同じ撮像条件（照明、撮像方向、撮像倍率等）により撮像された画像である。このため、位置決めピン８２ａにワーク１００ａが乗り上げるような異常が生じていなければ、両者は非常に類似したものとなる。換言すれば、位置決めピン８２ａにワーク１００ａが乗り上げるような異常が生じていれば、位置決めピン８２ａの一部又は全部がワークで隠れた状態となり、両者の類似度は低下する。そこで、位置決めピン８２ａの像を含む部分画像と、位置決めピン８２ａの像を含む基準画像とのパターンマッチングが行われ、両画像の類似度が演算される。

ＣＰＵ５３ａは、このようにして求められた類似度を所定の基準値と比較し、類似度が基準値以下である場合には（ステップＳ４０５においてＹＥＳ）、当該部分画像に対応付けてエラー情報をＲＡＭ５３ｃ又はハードディスク５３ｄに記憶し（ステップＳ４０６）、ステップＳ４０７へ処理を移す。他方、類似度が基準値より大きい場合には（ステップＳ４０５においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａは、そのままステップＳ４０７へ処理を移す。

ステップＳ４０７において、ＣＰＵ５３ａは、全てのチェック対象の位置決めピンについて上述したステップＳ４０３〜Ｓ４０６の処理を実行したか否かを判定する（ステップＳ４０７）。まだ全てのチェック対象の位置決めピンについて処理が完了していない場合には（ステップＳ４０７においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａは、ステップＳ４０３へ処理を移し、次のチェック対象の位置決めピンについてステップＳ４０３〜Ｓ４０６の処理を実行する。これにより、例えば、上述した位置決めピン８２ａについて処理が行われた後には、金型撮像画像から位置決めピン８２ｂの像を含む部分画像が抽出され、位置決めピン８２bの像を含む部分画像と、位置決めピン８２ｂの像を含む基準画像とのパターンマッチングが実行され、ワークの位置ずれ異常の検出が行われる。

このようにして、図１６Ａに示す画像Ｍ２についても、位置決めピンの像を含む部分画像が抽出され、パターンマッチングが行われる。具体的には、画像Ｍ２には、位置決めピン８２ｇ及び８２ｈの像が含まれる。かかる画像Ｍ２からは、位置決めピン８２ｇの像を含む部分画像である基準画像ＴＰ２１と、位置決めピン８２ｈの像を含む部分画像である基準画像ＴＰ２２とが取得され、それぞれの部分画像と、対応する基準画像とのパターンマッチングが実行され、ワークの位置ずれ異常の検出が行われる。

ステップＳ４０７において、全てのチェック対象の位置決めピンについて処理が完了した場合には（ステップＳ４０７においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５３ａは、金型撮像画像においてワークのエッジ部の像が含まれる領域の部分画像を抽出する（ステップＳ４０８）。この部分画像は、金型情報に対応して設定された位置情報に従って金型撮像画像から抽出される。

次にＣＰＵ５３ａは、抽出された部分画像と、対応する基準画像とのパターンマッチングを実行する（ステップＳ４０９）。

ここで、ステップＳ４０９のパターンマッチング処理について説明する。ステップＳ４０９のパターンマッチングでは、部分画像と基準画像とが比較される。例えば、図５に示すカメラ７２によって得られる金型撮像画像から、ワーク１００ａのエッジ部の像を含む部分画像が抽出される。図１５Ａの例で説明すると、画像Ｍ１から、ワーク１００ａのエッジ部の像を含む部分画像である基準画像ＴＰ１３が取得される。ワーク１００ａのエッジ部の像を含む部分画像は、サンプルワークのエッジ部の像を含む基準画像と同じ撮像条件により撮像された画像である。このため、ワーク１００ａが浮き上がったり、ずれたりするような異常が生じていなければ、両者は非常に類似したものとなる。換言すれば、ワーク１００ａが浮き上がったり、ずれたりするような異常が生じていれば、両者の類似度は低下する。そこで、ワーク１００ａのエッジ部の像を含む部分画像と、サンプルワークのエッジ部の像を含む基準画像とのパターンマッチングが行われ、両画像の類似度が演算される。

ＣＰＵ５３ａは、このようにして求められた類似度を所定の基準値と比較し、類似度が基準値以下である場合には（ステップＳ４１０においてＹＥＳ）、当該部分画像に対応付けてエラー情報をＲＡＭ５３ｃ又はハードディスク５３ｄに記憶し（ステップＳ４１１）、ステップＳ４１２へ処理を移す。他方、類似度が基準値より大きい場合には（ステップＳ４１０においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａは、そのままステップＳ４１２へ処理を移す。

ステップＳ４１２において、ＣＰＵ５３ａは、全てのチェック対象のワークのエッジ部について上述したステップＳ４０８〜Ｓ４１１の処理を実行したか否かを判定する（ステップＳ４１２）。まだ全てのチェック対象のエッジ部について処理が完了していない場合には（ステップＳ４１２においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａは、ステップＳ４０８へ処理を移し、次のチェック対象の位置決めピンについてステップＳ４０８〜Ｓ４１１の処理を実行する。

ステップＳ４１２において、全てのチェック対象のエッジ部について処理が完了した場合には（ステップＳ４１２においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５３ａは、位置ずれ検出結果を示す位置ずれ検出結果画面を表示部５４に表示させる（ステップＳ４１３）。

次に、ＣＰＵ５３ａは、位置ずれ異常が発生したか否かを判別する（ステップＳ４１４）。ステップＳ４１４の処理では、ＲＡＭ５３ｃ又はハードディスク５３ｄにエラー情報が格納されているか否かを判別することにより、位置ずれ異常が発生したか否かが判別される。位置ずれ異常が発生している場合には（ステップＳ４１４においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５３ａはプレス制御装置４へプレス動作停止指示信号を送信し（ステップＳ４１５）、位置ずれ検出処理を終了する。プレス制御装置４は、プレス動作停止指示信号を受信した場合、プレス加工動作を停止し、金型上に載置されているワークのプレス加工を実行しない。これにより、オペレータが位置ずれ検出結果画面によってワークの位置ずれの発生を確認し、停止しているプレス加工装置２内に配置されているワークを金型上の適切な位置に移動した上で、プレス加工の再開指示をプレス制御装置４に入力することができる。

他方、位置ずれ異常が発生していない場合には（ステップＳ４１４においてＮＯ）、ＣＰＵ５３ａはプレス制御装置４へプレス動作許可信号を送信し（ステップＳ４１６）、位置ずれ検出処理を終了する。プレス制御装置４は、プレス動作許可信号を受信した場合、金型上に載置されているワークのプレス加工を実行する。これにより、金型上の正常な位置にワークが配置されている場合には、プレス加工動作が実行される。

図１５Ｂ及び図１６Ｂは、位置ずれ検出結果画面の例を示す模式図である。図１５Ｂ及び図１６Ｂに示すように、位置ずれ検出結果画面Ｄ２，Ｄ３においては、使用カメラによる金型撮像画像が表示される。また、抽出された部分画像毎に、位置ずれ検出箇所を示す矩形枠Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ２３，Ｂ３１，Ｂ３２が対応する部分画像を取り囲むように表示される。具体的には、図１５Ｂに示す位置ずれ検出結果画面Ｄ２では、位置決めピン８２ａの像を含む部分画像に対応する枠Ｂ２１と、位置決めピン８２ｂの像を含む部分画像に対応する枠Ｂ２２と、ワーク１００ａのエッジ部の像を含む部分画像に対応する枠Ｂ２３とが表示される。また、図１６Ｂに示す位置ずれ検出結果画面Ｄ３では、位置決めピン８２ｇの像を含む部分画像に対応する枠Ｂ３１と、位置決めピン８２ｈの像を含む部分画像に対応する枠Ｂ３２とが表示される。

位置ずれ検出結果画面では、部分画像に対応する枠の近傍に、当該枠に対応して、当該枠によって示される部分画像における位置ずれ検出結果情報が表示される。位置ずれ検出処理の結果、ある部分画像について位置ずれ異常が発生していないと判断された場合には、その部分画像に対応する枠の近傍に位置ずれ検出結果情報として“ＯＫ”の文字列が表示される。また、位置ずれ検出処理の結果、他の部分画像について位置ずれ異常が発生していると判断された場合には、その部分画像に対応する枠の近傍に位置ずれ検出結果情報として“ＮＧ”の文字列が表示される。具体的に説明すると、図１５Ｂに示す位置ずれ検出結果画面Ｄ２では、枠Ｂ２１によって示される部分画像について位置ずれ異常が発生していないと判断された結果を示す位置ずれ検出結果情報Ｒ２１として“ＯＫ”の文字列が、枠Ｂ２１の上方に、枠Ｂ２１と対応させて表示されている。また、位置ずれ検出結果画面Ｄ２では、枠Ｂ２２によって示される部分画像について位置ずれ異常が発生していると判断された結果を示す位置ずれ検出結果情報Ｒ２２として“ＮＧ”の文字列が、枠Ｂ２２の上方に、枠Ｂ２３と対応させて表示されており、枠Ｂ２３によって示される部分画像について位置ずれ異常が発生していると判断された結果を示す位置ずれ検出結果情報Ｒ２３として“ＮＧ”の文字列が、枠Ｂ２３の上方に、枠Ｂ２３と対応させて表示されている。同様に、図１６Ｂに示す位置ずれ検出結果画面Ｄ３においても、枠Ｂ３１と対応付けて、位置ずれ検出結果情報Ｒ３１が表示され、枠Ｂ３２と対応付けて、位置ずれ検出結果情報Ｒ３２が表示されている。

さらに、位置ずれ検出結果画面では、その画面中に含まれる全ての部分画像についての位置ずれ検出処理の総合判定を示す総合判定情報が表示される。ここで、画面中に含まれる部分画像のうちの少なくとも１つについて位置ずれ異常が発生していると判断されている場合には、「位置ずれ異常が発生している」という総合判定がなされ、画面中に含まれる部分画像の全てにについて位置ずれ異常が発生していないと判断されている場合には、「位置ずれ異常が発生していない」という総合判定がなされる。例えば、図１５Ｂに示す位置ずれ検出結果画面Ｄ２では、位置決めピン８２ｂに対する位置ずれ検出結果、及び、ワーク１００ａのエッジ部に対する位置ずれ検出結果において、ワーク１００ａの位置ずれが検出されている。このため、当該位置ずれ検出結果画面Ｄ２では、総合判定として「位置ずれ異常が発生している」を示す総合判定情報Ｒ２として、“ＮＧ”の文字列が表示される。また、図１６Ｂに示す位置ずれ検出結果画面Ｄ３では、位置決めピン８２ｇに対する位置ずれ検出結果において、ワーク１００ａの位置ずれが検出されている。このため、当該位置ずれ検出結果画面Ｄ３では、総合判定として「位置ずれ異常が発生している」を示す総合判定情報Ｒ３として、“ＮＧ”の文字列が表示される。また、図には示していないが、総合判定結果が「位置ずれ異常が発生していない」である場合には、総合判定情報として“ＯＫ”が表示される。

このような位置ずれ検出結果画面が表示されることにより、オペレータが、ワークの位置ずれが検出されたか否かを容易に確認することができる。また、ステップＳ４１３においては、全ての使用カメラによる位置ずれ検出結果画面（例えば、図５の例では、カメラ７２，７４，７５，７７による４つの位置ずれ検出結果画面）が表示部に並べて表示されるようになっている。これにより、どのカメラにより撮像されて得られた画像から、位置ずれが検出されたかをオペレータが容易に確認することができる。さらに、各位置ずれ検出結果画面においては、位置ずれ検出処理に用いられた部分画像毎に、部分画像と対応付けて位置ずれ検出結果情報が表示されるため、どの部分画像によって位置ずれが検出されたか、及び誤検出の有無をオペレータが容易に確認することができる。

上述の如く、本実施の形態に係るワーク異常検出装置５は、金型の位置決めピンを撮像して得られた画像から、ワークの位置ずれを検出する構成であるため、位置ずれ検出の結果がワークの材質、色、形等により影響を受けることを従来に比して抑制することができる。

また、本実施の形態に係るワーク異常検出装置５は、金型の位置決めピンの少なくとも一部がワークに隠れているか否かを画像処理によって判別し、この判別結果により位置ずれ検出を行う構成であるため、画像中の位置決めピンの像の形態が正常（ワークに隠れていないときの形態）と異なるか否かを判別するという簡便な処理により、ワークの位置ずれの検出を行うことができる。

また、本実施の形態に係るワーク異常検出装置５は、金型上の正常な位置にワークが配置されているときの基準画像と、撮像して得られた画像とのパターンマッチングにより、位置ずれの検出を行う構成であるため、画像中の位置決めピンの像の形態が正常な形態（ワークに隠れていないときの形態）と異なるか否かを簡便な処理で判別することが可能となる。

また、本実施の形態に係るワーク異常検出装置５は、上記の位置決めピンの形態によるワークの位置ずれ検出に加え、ワークの端縁が所定位置にあるか否かを画像処理により判別することで、ワークの位置ずれを検出する構成であるため、位置決めピンの形態に係る画像処理では捕捉できないワークの位置ずれを、ワークの端縁に係る画像処理により検出することができ、より一層検出精度を高めることができる。

また、本実施の形態に係るワーク異常検出装置５は、金型上の正常な位置にワークが配置されているときの基準画像と、撮像して得られた画像とのパターンマッチングにより、位置ずれの検出を行う構成であるため、画像中のワークの端縁の位置が正常な位置（ワークが浮き上がったり、ずれたりしていないときの位置）と異なるか否かを簡便な処理で判別することが可能となる。

また、本実施の形態に係るワーク異常検出装置５にあっては、プレス加工装置２に装着されている金型の種類を特定する金型情報を受け付け、この金型情報に基づいて、カメラ７１〜７８のうち、金型に対応するカメラを、画像処理に使用するカメラとして選択的に決定する構成であるため、金型の種類に応じて、適切なカメラを使用カメラとして決定することができ、また、複数種類の金型に適切に対応してワークの位置ずれ検出を行うことが可能である。

また、本実施の形態に係るワーク異常検出装置５にあっては、プレス加工装置２におけるワークの位置ずれ検出に加え、搬送されているワークに付着した異物の検出を行う構成であるため、ワークの搬送からプレス加工に至る工程の途中で、従来オペレータが目視により行っていたワークの位置ずれ及び異物検出が自動的に行われる。したがって、ワークの搬送からプレス加工に至るプレス加工システムの一連の動作を自動で行うことが可能となる。

（その他の実施の形態）
なお、上述した実施の形態においては、１台のカメラによって複数の位置決めピンを撮像し、これによって得られた画像から位置決めピンの像を含む部分画像を抽出して、部分画像毎に画像処理を行う構成について述べたが、これに限定されるものではない。１台のカメラで１つの位置決めピンを撮像し、その画像を基準画像と比較することでワークの位置ずれ検出を行う構成であってもよい。また、１台のカメラで複数の位置決めピンを撮像し、これによって得られた画像をそのまま基準画像と比較して、ワークの位置ずれ検出を行う構成であってもよい。

また、上述した実施の形態においては、金型に設けられた位置決めピンをカメラ７１〜７８により撮像し、これによって得られた画像に基づいてワークの位置ずれを検出する校正について述べたが、これに限定されるものではない。撮像対象は位置決めピンに限られず、金型に設けられた凸状の部分で、ワークと当接することでワークを位置決めするための位置決め部であれば、どのようなものでもよい。例えば、下型の上面から突出した直方体形状の位置決め部であってもよい。

また、上述した実施の形態においては、ワークの端縁部の部分画像を基準画像と比較することで、ワークの位置ずれを検出する構成としたが、これに限定されるものではない。位置決めピンの形態の異常をパターンマッチングで検出することで、ワークの位置ずれ検出を行う機能のみを有し、ワークの端縁部の画像のパターンマッチングによるワークの位置ずれ検出の機能を有しない構成とすることもできる。

また、上述した実施の形態においては、位置決めピンの画像をパターンマッチングにより基準画像と比較することで、位置決めピンの形態の異常を検出し、これによってワークの位置ずれの検出を行う構成について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、位置決めピンの画像から位置決めピンの形態を画像処理により認識し、認識された位置決めピンの形態が正常か否かを判断することにより、ワークの位置ずれを検出する構成としてもよい。

また、上述した実施の形態においては、金型の種類に応じてワークの位置ずれ検出に使用するカメラを切り替える構成について述べたが、これに限定されるものではない。複数種類の金型に対して同一のカメラにより撮像を行い、得られた画像に基づいてワークの位置ずれ検出を行う構成としてもよい。

また、上述した実施の形態においては、複数の位置ずれ検出結果画面を並べて表示部５４に表示する構成について述べたが、これに限定されるものではない。１度に１つの位置ずれ検出結果画面を表示し、各位置ずれ検出結果画面の表示を時刻で切り替えもよい。

また、上述した実施の形態においては、画像処理に用いられた部分画像を取り囲むように矩形の枠を表示し、当該枠により部分画像（位置決めピン又はエッジ部の像）を指示する構成について述べたが、これに限定されるものではない。矩形枠以外の図形により部分画像を指示する構成としてもよい。例えば、位置決めピン又はエッジ部の像の近傍に矢印を表示し、この矢印によって前記位置決めピン又はエッジ部の像を指示するようにしてもよい。また、位置決めピン又はエッジ部の像を取り囲むように円形の枠、又は四角形以外の多角形の枠を表示することにより、前記位置決めピン又はエッジ部の像を指示するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態においては、位置ずれ検出結果画面において、画像処理に用いられた部分画像毎に、位置ずれ検出結果情報を表示する構成としたが、これに限定されるものではない。総合判定情報を表示し、部分画像毎の位置ずれ検出結果情報を表示しない構成としてもよい。

また、上述した実施の形態においては、カメラ７１〜７８の撮像範囲を照明する光源として、ハロゲンライト７９を使用する構成について述べたが、これに限定されるものではない。光源として使用可能なものであればその種類は特に限定されず、例えば蛍光灯であってもよいし、ＬＥＤ照明であってもよい。

また、上述した実施の形態においては、単一のコンピュータ５２ａによりコンピュータプログラム５６ａの全ての処理を実行する構成について述べたが、これに限定されるものではなく、上述したコンピュータプログラム５６ａと同様の処理を、複数の装置（コンピュータ）により分散して実行する分散システムとすることも可能である。

本発明のワークの位置ずれ検出装置、ワークの位置ずれ検出方法、及びコンピュータプログラムは、金属板プレス加工の対象物であるワークの金型に対する位置ずれを検出するためのワークの位置ずれ検出装置、ワークの位置ずれ検出方法、及びコンピュータにワークの金型に対する位置ずれを検出させるためのコンピュータプログラムとして有用である。

１ プレス加工システム
２ プレス加工装置
３ ワーク搬送装置
３１ ワーク搬送台
４ プレス制御装置
５ ワーク異常検出装置
５１ 撮像ユニット
５２ 画像処理ユニット
５２ａ コンピュータ
５４ 表示部
５５ 入力部
５３ａ ＣＰＵ
５３ｃ ＲＡＭ
５３ｄ ハードディスク
５３ｋ 画像生成回路
５６ 可搬型記録媒体
５６ａ コンピュータプログラム
６１ 第１カメラ
６２ 第２カメラ
６３ 照明ユニット
６５ 第１光学式センサ
６６ 第２光学式センサ
７１〜７８ カメラ
７１ａ〜７８ａ 撮像領域
７９ ハロゲンライト
８１，８１ａ，８１ｂ 金型
８２ａ〜８２ｈ 位置決めピン
８３ａ〜８３ｈ 位置決めピン
１００，１００ａ，１００ｂ ワーク

Claims (8)

1. プレス加工装置内に設置された金型上にワークが設置されているときに、ワークと当接することによりワークを位置決めするために前記金型に設けられた位置決め部を撮像可能な位置に配置された撮像部と、
   前記金型上にワークが設置されている場合に前記撮像部が前記位置決め部を撮像することにより得られた画像において、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かを判別することにより、前記金型上におけるワークの位置ずれを検出する画像処理部と、
   前記撮像部により得られた画像と、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報とを含む位置ずれ検出結果画面を表示する表示部と
   を備え、
   前記表示部は、前記位置ずれ検出結果画面において、前記撮像部により得られた画像に、ワークに隠れているか否かの判別を実行した前記位置決め部の像を指示する図形を重ねて表示し、前記図形で指示された前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報を表示するように構成されている、
   ワークの位置ずれ検出装置。
2. 前記画像処理部は、ワークが前記金型に正常に設置されているときの前記位置決め部の画像である基準画像と、前記撮像部により得られた画像とを比較することにより、前記画像において前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かを判別するように構成されている、
   請求項１に記載のワークの位置ずれ検出装置。
3. 前記撮像部は、前記金型上に設置されたワークの端縁を含む撮像範囲で撮像を行うように構成されており、
   前記画像処理部は、前記撮像部により得られた画像において前記ワークの端縁が所定位置にあるか否かを判別することにより、前記金型上におけるワークの位置ずれを検出するように構成されている、
   請求項１又は２に記載のワークの位置ずれ検出装置。
4. 前記画像処理部は、ワークが前記金型に正常に設置されているときの前記位置決め部の画像である基準画像と、前記撮像部により得られた画像とを比較することにより、前記画像において前記ワークの端縁が所定位置にあるか否かを判別するように構成されている、
   請求項３に記載のワークの位置ずれ検出装置。
5. 前記撮像部は、撮像範囲が互いに異なる第１撮像部及び第２撮像部を具備し、
   入力部をさらに備え、
   前記画像処理部は、第１の金型の使用を示す第１金型情報が前記入力部に与えられたときは、前記第１撮像部により得られた画像に基づいて、前記第１の金型上におけるワークの位置ずれを検出し、前記第１の金型とは異なる第２の金型の使用を示す第２金型情報が前記入力部に与えられたときは、前記第２撮像部により得られた画像に基づいて、前記第２の金型上におけるワークの位置ずれを検出するように構成されている、
   請求項１乃至４の何れかに記載のワークの位置ずれ検出装置。
6. プレス加工装置へワークを搬送するための搬送路において、搬送中のワークを撮像するラインスキャンカメラと、
   前記ラインスキャンカメラによって得られたワークの画像に対して二値化処理を実行し、前記二値化処理により得られた二値化画像に基づいて前記ワーク上の異物を検出する第２画像処理部と、
   をさらに備える、
   請求項１乃至５の何れかに記載のワークの位置ずれ検出装置。
7. プレス加工装置内に設置された金型上にワークが正常に設置されているときに、ワークと当接することによりワークを位置決めするために前記金型に設けられた位置決め部を撮像可能な位置に配置された撮像部により、前記金型上にワークが設置されている時点で前記位置決め部を撮像するステップと、
   撮像により得られた画像において、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かを判別することにより、前記金型上におけるワークの位置ずれを検出するステップと、
   前記撮像により得られた画像と、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報とを含む位置ずれ検出結果画面を表示部に表示するステップと
   を有し、
   前記表示するステップでは、前記位置ずれ検出結果画面において、前記撮像により得られた画像に、ワークに隠れているか否かの判別を実行した前記位置決め部の像を指示する図形を重ねて表示し、前記図形で指示された前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報を表示する
   ワークの位置ずれ検出方法。
8. プレス加工装置内に設置された金型に対するワークの位置ずれをコンピュータに検出させるためのコンピュータプログラムであって、
   前記金型上にワークが正常に設置されているときに、ワークと当接することによりワークを位置決めするために前記金型に設けられた位置決め部を撮像可能な位置から、前記金型上にワークが設置されている時点で前記位置決め部を撮像することにより得られた画像を取得するステップと、
   取得された画像において、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かを判別することにより、前記金型上におけるワークの位置ずれを検出するステップと、
   前記取得された画像と、前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報とを含む位置ずれ検出結果画面を表示部に表示するステップと
   を前記コンピュータに実行させ、
   前記表示するステップでは、前記コンピュータに、前記位置ずれ検出結果画面において、前記取得された画像に、ワークに隠れているか否かの判別を実行した前記位置決め部の像を指示する図形を重ねて表示させ、前記図形で指示された前記位置決め部の少なくとも一部がワークに隠れているか否かの判別結果を示す情報を表示させる
   コンピュータプログラム。

Images