JPH0480645A - 欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、プレス後のワークに割れやネッキン
グが存在していないかどうかを比較的簡単な画像処理に
よって判断する欠陥検査装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来、
例えば自動車のプレス工程においては、その最終工程に
おいてプレス後の部品に成型不良があるかどうかを検査
している。この成型不良検査のうち、特にプレスにおい
ては重工具合とされている割れ（亀裂）やネッキング（
亀裂直前のくびれ）は、見逃し得ない不具合であるため
に熟練の検査者が目視て行なっている。

ところか、一般的にプレス加工のインターバルは５〜２
０枚／分と比較的高速で行われるために、この速度に対
応して完全な上記の成型不良検査を行なおうとすると、
非常に多くの検査者を配置する必要かある。また、人間
か行なう検査であるから、熟練者でなければ当然のこと
く１００％完全な検査は望めず、後工程に対する品質保
証体制は完全なものとは言えない要因か内在された状態
となっている。

本発明は、以上のような従来の問題を解決するために成
されたものであり、熟練を要する成型不良の検査を自動
的にしかも高速で行なう欠陥検査装置の提供を目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、加工後のワークの
温度分布状態を検出する検出手段と、当該検出手段によ
って検出された前記温度分布状態に基ついて、前記ワー
クの欠陥の有無を判定する判定手段とを有することを特
徴とする。

（作用） このように構成された本発明の欠陥検査装置は、概略以
下のように動作する。

検出手段は加工によってワークに生じた加工熱の温度分
布状態を検出する。一般的にこの温度分布状態は、同一
種類の正常加工後のワークであれば同様の分布状態を呈
する。判定手段は、この検出手段によって検出された温
度分布状態に基づいて、そのワークに欠陥があるのか、
あるいは欠陥がないのかを判定する。つまり、同一種類
のワークであるのに温度分布状態が欠陥がないものに比
較して異なる場合には、ワークに欠陥があると判断する
ことになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基ついて詳細に説明する
。

第１図は、本発明にかかる欠陥検査装置の概略構成図、
第２図は、同装置の制御系のブロック図である。

自動車のボディーのプレスを行なうプレス機械１は、プ
レス動作制御装置２によってその動作か制御されている
。プレス動作制御装置２は画像処理装置３に接続され、
画像処理装置３にはプレス機械１の動作回数、すなわち
ストローク数に関する信号が出力される。プレス後のパ
ネル４は、赤外線カメラ５で撮像され、その信号は画像
処理装置３に出力される。この赤外線カメラ５は王とし
てプレス加工後のパネル４の温度分布状態を撮像する。

画像処理装置３は、赤外線カメラ５から出力された画像
信号をデータベース６に記憶されている閾値及びプレス
動作制御装置２からのストローク数を勘案して２値化処
理し、また、パネル４に成型不良が存在するか否かの判
定をする。ＣＲＴ７は赤外線カメラ５によって撮影され
たパネル４の画像及び画像処理装置３によって２値化処
理された後の画像を表示するものである。データベース
６には、プレス機械工によって加工されるパネルの種類
毎の閾値や欠陥有無の判定のための条件かそれぞれ記憶
されている。表示装置８は、画像処理装置３による成型
不良有無の判断結果を表示するものである。

画像処理装置３及びデータベース６の詳細は、第２図に
示しである通りであり、画像処理装置３には、赤外線カ
メラ５からの画像を入力する画像入力部１０と、その入
力した画像を２値化処理する２値化処理部１１と、プレ
ス動作制御装置２からのストローク数に基づいて２値化
処理をする際の補正量を演算する補正量演算部１３が設
けられている。補正量演算部１３は、特に起動初期にお
いては、プレス機械１のストローク数（作動回数）によ
ってその機械自体、具体的には金型の温度が異なること
から、パネル４の画像の２値化を正確に行なえるように
その２値化の際の閾値のレベルを調整する補正量を演算
するものである。データベース６には、２値化処理を行
なう際に用いられる閾値が記憶された閾値記憶部２０と
プレス後のパネルに成型不良が存在しているかどうかの
判定を行なうための判定基準が記憶されているＯＫ判定
基準記憶部２１とを有している。この閾値とＯＫ判定基
準は、プレス機械１によってプレス加工される各種のパ
ネルのものが用意されている。

したがって、２値化処理部１１においては、プレス機械
１によって加工したパネルの種類に応じて、閾値記憶部
２０から該当する閾値を入力すると同時に、補正量演算
部１３からの補正量を入力し、これらの値に基づいて画
像入力部１０からの画像を２値化処理することになる。

２値化処理された画像はＯＫ／ＮＧ判定部１判定部内４
れ、この判定部１４では、加工したパネルの種類に応じ
て、ＯＫ判定基準記憶部２１から該当する判定基準を入
力し、２値化処理された画像と判定基準とを比較して、
その判定結果を表示装置８に出力する。

本発明の欠陥検査装置の構成は以上の通りであるが、本
発明装置の作用を説明する前に、第４図から第８図に基
づいて成型不良検出の原理を説明しておく。

欠陥を有するワークの加工熱の分布を赤外線カメラでと
らえることが可能であるかどうかを、以下のような試験
で検証した。

第４図に示すような予めネック部Ｎを有しているテスト
ピースＷを用いて引っ張り試験を行ない、破断までを赤
外線カメラで撮影した後、画像処理を施してそのテスト
ピースＷからの赤外線放射量（テストピースＷの各部の
温度に相当する）を輝度としてとらえると、その輝度の
変化は図示のようになった。つまり、引っ張り長が増加
するにしたがって輝度が大きくなり、また、その輝度分
布はネック部Ｎの中心部から端部に向かうにしたがって
徐々に減少するような分布状態を呈する。

この試験かられかることは、変型量の大きな部分からは
多くの赤外線が放出されるということである。尚、赤外
線の放出量が多いということはその部分の温度が高いと
いうことと等価である。

上記の試験において赤外線カメラでとらえた画像を適当
な閾値を用いて２値化処理し、割れ（亀裂）やネック（
亀裂直前のくびれ）の発生している部分を抽出して、加
工前後の輝度差（温度差）と、ネック部の平均温度以上
の温度となっている部分の画素数とを比較すると、第５
図のようになる。この図を見れば明らかなように、ネッ
クの発生していない部分の輝度差に比較して、ネック。

割れの発生している部分の輝度差は若干ではあるがそれ
ぞれ大きくなっていることがわかる。また、それを２値
化処理後の画素数で見ると、ネック。

割れの発生している部分はネックの発生していない部分
に比較して明らかに多くなっていることかわかる。した
がって、プレス加工後のパネルの割れやネックの発生は
、そのパネルを赤外線カメラでとらえた画像を適当な閾
値て２値化することによって容易に発見てきるというこ
とかわかる。

このように、成型不良の発生の有無は加工品の温度上昇
が部分的にどうなっているかを調べれば検出できるが、
この検出を安定して行なうには、加工の環境が常に同一
であることが条件となる。

しかしながら、以上のような方法を一般のプレス機械に
適用しようとすると、特に起動初期からのプレス型の温
度はそのストローク数の増加につれて上昇すると考えら
れるので、つまり加工環境か変化することになるので、
２値化の際の閾値を一律とするわけにはいかない。この
ために、環境の変化に伴ってなんらかの補正をしなげれ
ばならない。そこで、プレス機械の起動初期からの温度
上昇とそのプレスから生産されるパネルの温度上昇の関
係を調べ得た結果、第６図に示すような曲線となること
がわかった。したがって、第２図に示した補正量演算部
１３では、この特性を加味した適切な２値化処理を行な
うための補正量をプレス機械のストローク数によって演
算するようにしている。具体的には、プレス機械１のス
トローク数とパネル及び金型の温度上昇との関係を表わ
す関数によって演算する。また、プレ不加工時に変型量
の大きな部分からは多くの赤外線が放出されるが、プレ
ス後のパネル４の画像は、撮像位置まで搬送する必要が
あるために、プレス終了後何秒か経過してからしかその
パネル４の撮像をすることができない。このために、加
工直後には、例えば第７図のような赤外線放出分布を呈
していたパネルは、熱拡散のためにその撮像時には、第
８図の実線で示されるような赤外線放出分布となってし
まう。そこで、放出される赤外線のレベル（山の高さ）
ではなく、第８図の点線で示されるレベル以上の赤外線
レベルを有している部分の面積を２値化処理によって調
べるわけである。

したがって、上記したような理論に基づいて適切な画像
処理を行なえば、プレス加工品の成型不良有無を極めて
正確に検出することかできわけである。

以上のような理論に基づいて成型不良の検出を行なう本
発明の欠陥検査装置は、第３図の動作フローチャートに
したがって、次のように動作する。

プレス動作制御装置２は、プレス加工か完了したかどう
かの判断をして、プレス動作が完了したら画像処理装置
３に完了信号を出力する（Ｓｌ）。

プレス後のパネル４が赤外線カメラ５の撮像位置に搬送
されると、画像入力部１０は、赤外線カメラ５からの画
像を入力し、２値化処理部１１に出カする（Ｓ２）。補
正量演算部１３は、プレス動作制御装置２から出力され
るストローク数を入力する（Ｓ３）。２値化処理部１１
は、プレスされたパネルの種類に応じて該当する閾値（
例えは３２℃に相当する赤外線放出量）を記憶部２０か
ら選択して入力する（Ｓ４）。補正量演算部１３は、ス
テップ３において人力したストローク数に基づいて補正
値を算出する。補正量演算部１３にはストローク数と温
度上昇との関数式が記憶されており、この関数式に基づ
いて補正値が算出される。

この補正値は、ストローク数か少ないときには、プレス
加工後のパネルの温度上昇も少ないので、選択された閾
値を若干低くするような補正（例えば、閾値として３２
°Ｃに相当する赤外線放出量か選択されているときには
、その閾値を３０℃に相当する赤外線放出量に補正する
ための補正値）を行なう。この補正量は、ストローク数
が増加するにつれて少なくなる（Ｓ５）。２値化処理部
１１は、選択した閾値と補正量演算部１３によって算出
された補正値とに基づいて、入力した画像を２値化する
（Ｓ６）。ＯＫ／ＮＧ判定部１判定表１４パネルに該当
するＯＫ判定基準をＯＫ判定基準記憶部２１から取り出
しくＳ７）、２値化処理部１１において２値化された画
像のうちのレベル１に設定（補正値を加味した閾値以上
の赤外線放出量を呈する画素がレベル１に設定される。

）された画素数がこの判定基準を越えるものであるかど
うかを比較する（Ｓ８）。この比較の結果、レベル１に
設定された画素数かＯＫ判定基準で設定されている画素
数よりも少なけれは、ＯＫ／ＮＧ判定部１判定表１４置
８にＯＫの表示をすべき旨の信号を出力し、表示装置８
はその信号に基ついてＯＫの表示をする（Ｓ９，５ＩＯ
）。一方、レベル１に設定された画素数がＯＫ判定基準
で設定されている画素数以上であれば、ＯＫ／ＮＧ判定
部１判定表１４置８にＮＧの表示をすべき旨の信号を出
力し、表示装置８はその信号に基づいてＮＧの表示をす
る（Ｓ９，５ｌｌ）。例えば、成型不良が存在していた
場合に、第５図に示すような画素数を呈するようなパネ
ルがあるとすると、形成不良発生有無の検出をするだめ
の閾値としては、１０００画素程度きされる。この閾値
に比較して２値化処理された後のレベル１の画素数か多
いか少ないかでＯＫあるいはＮＧを判定するわけである
。

以上のような処理を行なうことによって、ブ１／ス後の
パネルに成型不良が存在するがしないがを自動的に検出
することができる。また、その処理速度は非常に速いの
で、自動プレスラインの生産速度にも十分に対応させる
ことが可能である。

尚、以上の実施例においては、補正量演算部１３によっ
て演算される補正値は、ストローク数に基づいて行なう
ものを例示したが、これ以外に、金型の温度あるいはパ
ネルの温度を直接センサによって検出し、その検出値に
基づいて補正量を演算させるようにしても良い。さらに
、加工環境の検出要素としてプレス機械周囲の温度をも
考慮するようにすれば、さらに正確な２値化処理を行う
ことが可能となる。また、例示した実施例のように入力
した全ての画像に対して２値化処理を行なうのではな（
、成型不良の発生が１００％考えられないような部分を
除いて選択的な領域での２値化処理を行なうようにすれ
ば、欠陥検査装置のコストダウンと処理速度の高速化を
さらに進めることかできる。そして、ＯＫ／ＮＧ判定部
から出力される信号に基づいてプレス機械自体の動作を
制御する（ＮＧと判定されたときには、プレス機械を自
動停止する。）ようにしたり、その信号に基づいてプレ
ス条件にフィードバックをかけ、プレス圧力の調整など
をするようにしても良い。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明においては、
ワークの温度分布状態に基づいてワークの欠陥有無を判
定するようにしたので、ワークの欠陥検査を自動的にし
かも高速で行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる欠陥検査装置の概略構成図、 第２図は、同装置の制御系のブロック図、第３図は、同
装置の動作フローチャート、第４図から第８図は、本発
明の詳細な説明するための図である。 １・・・プレス機械、４・・・パネル（ワーク）５・・
・赤外線カメラ（検出手段）、 ６・・・データベース（検出手段）、 ８・・・表示装置（判定手段）、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加工後のワークの温度分布状態を検出する検出手段と、 当該検出手段によって検出された前記温度分布状態に基
   づいて、前記ワークの欠陥の有無を判定する判定手段と
   を有することを特徴とする欠陥検査装置。