JPH09171008A - 製品の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、製品の良否を簡易かつ高い
確度で判定し得る製品の検査方法を提供することにあ
る。 【解決手段】 本発明に関わる検査方法は、被検体から
該被検体の周波数特性を内包する応答を取り出す工程
と、この工程に次いで被検体から取り出した応答を高速
フーリエ変換処理して被検体の周波数特性を得る工程
と、この工程に次いで被検体の周波数特性における各ピ
ーク周波数が事前に求めた複数の良品における周波数特
性のピーク周波数毎の統計分布内に存在するか否かに基
づいて被検体の良否を判定する工程とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製品の検査方法に
関するものであり、詳しくは製品が良品であるか否かを
判定するための方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】製品の検査方法の１つとして、例えばモ
ータ等の製品検査においては、その運転振動や運転音に
基づいて良否を判定する方法がある。この検査方法で
は、まず用意した良品と不良品とから発している振動や
音を、それぞれセンサーによって取り出したのち、高速
フーリエ変換により良品の周波数特性と不良品の周波数
特性とを得る。次いで、良品と不良品との周波数特性を
互いに比較し、良品にあって不良品に無い、あるいは良
品に無くて不良品に有るピーク周波数や周波域を選定す
る。こののち、被検体から取り出した振動等を高速フー
リエ変換して得た周波数特性に、先に選定したピーク周
波数や周波域が有るか無いかに基づいて、製品が良品で
あるか否かを判定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した検
査方法では、良品との比較対象として不良品を必要とす
るため、敢えて不良品を作成する等の準備に手間が掛か
るばかりでなく、不良品に対するテータの収集作業を行
わねばならず、検査に伴って繁雑な作業を強いられるこ
ととなる。また、上述した検査方法においては、事前に
データ収集した不良品と異なる不良箇所を持った不良
品、言い換えれば予期しなかった不良箇所を有する不良
品に対しては良否の判別ができず、さらに良品の周波数
特性と不良品の周波数特性との間に大きな相違がなけれ
ば良品か不良品かの判別ができない。また、加工数の多
い製品、例えば多数のパーツを組み合わせて製作された
製品では、１点の加工箇所に不具合が有った場合でも、
その製品は不良と判別されねばならないが、加工数の多
い製品においては良品と不良品とが互いに似かよった周
波数特性を持つことが多く、このために上述した検査方
法のようにピーク周波数や周波域の有無を基準としたも
のでは、良品／不良品の判定の確度が極めて低くなる不
都合があった。本発明は上記実状に鑑みて、製品の良否
を簡易かつ高い確度で判定し得る製品の検査方法を提供
することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明に関わる検査方法は、被検体から該被検体の周波
数特性を内包する応答を取り出す工程と、この工程に次
いで被検体から取り出した応答を高速フーリエ変換処理
して被検体の周波数特性を得る工程と、この工程に次い
で被検体の周波数特性における各ピーク周波数が事前に
求めた複数の良品における周波数特性のピーク周波数毎
の統計分布内に存在するか否かに基づいて被検体の良否
を判定する工程とを含んでいる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、一実施例を示す図面に基づ
いて、本発明を詳細に説明する。図１ないし図６に、自
動車のドア生産ラインにおける最終の溶接ステーション
において、本発明に関わる製品の検査方法を用いて製品
としてのドアの良否を判定する例を示す。

【０００６】溶接ステーションＳは、図示していない複
数個のワーククランパ、および複数台の溶接ガンを具備
しており、前工程から溶接ステーションＳに搬入された
ドア（製品）Ｗは、ワーククランパによって所定のセッ
ト位置にロックされたのち、溶接ガンによって所定箇所
への溶接が施され、こののち溶接の完了したドアＷはワ
ーククランパが解放されたのち次工程へ向けて搬出され
て行く。

【０００７】ここで、製品としての自動車のドアＷは、
プレス加工品や削り出し材等から成る多数に及ぶパーツ
同士を溶接することによって組み立てられており、上述
した溶接ステーションＳにおいて施される最終的な溶接
箇所を含め、ドアＷには合計で数十箇所にも亘る溶接箇
所が存在している。

【０００８】一方、図１に示す如く溶接ステーションＳ
には、ドアＷを加振するためのインパルスハンマー１
と、このインパルスハンマー１での加振に対するドアＷ
の応答を取り出すための加速度ピックアップ２とが設け
られている。

【０００９】インパルスハンマー１は、被検体としての
ドアＷを均一に加振し得る位置に設置されており、また
加速度ピックアップ２は、溶接ステーションＳにロック
された状態のドアＷに接触し、かつインパルスハンマー
１での加振に対するドアＷの応答を良好に取り出し得る
位置に設置されている。

【００１０】図１に示す如く、上記加速度ピックアップ
２は、アンプ３を介してＦＦＴアナライザ４に接続され
ており、このＦＦＴアナライザ４は入力部４Ａ、ＦＦＴ
処理部４Ｂ、演算処理部４Ｃを有し、加速度ピックアッ
プ２からアンプ３を介して入力された振動信号の高速フ
ーリエ変換処理、および演算処理を実行する。

【００１１】また、ＦＦＴアナライザ４はコンピュータ
５に接続されており、このコンピュータ５は解析部５
Ａ、記憶部５Ｂ、判断部５Ｃを有し、ＦＦＴアナライザ
４での演算結果の解析、判断データの作成、および判断
データとの比較に基づく良品／不良品の判定を実行す
る。

【００１２】さらに、コンピュータ５には該コンピュー
タ５での判定結果に基づいてドアＷの良否を表示する表
示部６が接続されており、上述したインパルスハンマー
１、加速度ピックアップ２、アンプ３、ＦＦＴアナライ
ザ４、コンピュータ５および表示部６によって検査装置
が構成されている。

【００１３】なお、上述したアンプ３、ＦＦＴアナライ
ザ４、コンピュータ５に換えて、振動信号の入力から良
否の判定までを１台のＦＦＴシグナルプロセッサによっ
て実行させる、あるいはＦＦＴ処理のソフトウェアを載
せたコンピータによって、振動信号の入力から良否の判
定までを実行させることも可能である。

【００１４】溶接ステーションＳにおいて、ドアＷの良
否を判定するには、インパルスハンマー１での加振に対
するドアＷの応答を取り出す工程と、ドアＷから取り出
した応答を高速フーリエ変換処理してドアＷの周波数特
性を得る工程と、判断データにおける各ピーク周波数毎
の統計分布内にドアＷの周波数特性の各ピーク周波数が
存在するか否かによってドアＷの良否を判定する工程と
を必要とする。

【００１５】まず、溶接ステーションＳに搬入され、ワ
ーククランパによってロックされたドアＷに対し、溶接
ガンによって溶接作業を実施したのち、上記クランパを
解放動作させる前に、ドアＷをインパルスハンマー１に
よって打撃し、この加振に対するドアＷの応答を加速度
ピックアップ２によって取り出す。

【００１６】加速度ピックアップ２によって取り出され
た振動信号は、アンプ３を介してＦＦＴアナライザ４に
入力されて処理され、さらにコンピュータ５に入力され
て処理されることによって、ドアＷが良品であるか否か
の判定が為され、その判定結果は表示部６において、例
えばドアＷが不良品と判断された場合に表示ランプを点
灯させる等の方法によってオペレータに知らされる。

【００１７】以下では、検査装置を構成するＦＦＴアナ
ライザ４およびコンピュータ５の、具体的なデータ処理
の態様について説明する。

【００１８】図２（ａ）は縦軸に加振力をとって示すイ
ンパルスハンマー１によるドアＷへの加振波形であり、
図２（ｂ）は縦軸に加振に対する応答（加速度）の変化
を取って示すドアＷから取り出された加速度の応答波形
である。

【００１９】さらに、図３（ａ）は加振波形を高速フー
リエ変換処理することによって得られた加振スペクトラ
ムを、横軸に周波数、縦軸に各周波数毎の加振力をとっ
て表しており、また図３（ｂ）および図３（ｃ）は、異
なる製品の応答波形を高速フーリエ変換処理することに
よって得られた応答スペクトラムを、それぞれ横軸に周
波数、縦軸に各周波数毎の加速度をとって表したもの
で、共に製品の周波数特性を表している。

【００２０】ここで、図３（ｂ）が良品の周波数特性、
図３（ｃ）不良品の周波数特性であると仮定した場合、
従来の検査方法では両者の周波数特性を比較し、周波数
ピーク16の有無に相違があることから、被検体（製品）
の周波数特性に周波数ピーク16に相当するピークが無け
れば良品、有れば不良品との判別を下している。

【００２１】また、実際の判別においては、測定誤差等
によって周波数特性に前後のシフト等が現れるため、適
宜な幅を持った周波数域αにおけるピーク周波数の有無
によって良否の判定を行なっており、さらに検出確度を
向上させるために複数のピーク周波数に及ぶ周波数域β
を設定して良否の判定を行なっている。

【００２２】ここで、図４（ａ）は良品の代表的な周波
数特性、図４（ｂ）はある製品の周波数特性を示してお
り、ある製品の良否を従来の検査方法によって判定する
と、図４（ｂ）の周波数特性に 6′のピーク周波数が存
在していること、もしくは周波数域αにピーク周波数が
存在していることから製品は不良品と判別される。

【００２３】しかしながら、ピーク周波数や周波域の有
無を基準とした従来の検査方法においては、良品におい
て周波数特性が前後に大きくシフトしたものも、不良品
として判別されてしまう懸念があり、これを防ぐために
6′のピーク周波数、もしくは周波数域αの検出応答値
を引き上げると、図４（ｂ）の周波数特性を有する製品
をも良品と判断され、良品／不良品の判定確度が低下す
ることとなる。

【００２４】そこで、本発明に関わる製品の検査方法で
は、複数の良品について周波数特性の各ピーク周波数毎
の統計分布を求め、被検体（製品）における周波数特性
の各ピーク周波数が、上記統計分布内に存在するか否か
に基づいて、良品／不良品の判定を行なっているのであ
る。

【００２５】具体的には、検査装置のコンピュータ５
（図１参照）において、複数個の良品から図４（ｂ）に
おける 1, 2, 3, 4, 5の各ピーク周波数毎の統計分布を
求めて判断データを作成し、こののち被検体（製品）の
周波数特性における 1′, 2,′3′, 4,′ 5′の応答値
が、判断データにおける各ピーク周波数毎の統計分布内
に有るか否かに基づいて、良品か不良品かの判定を行な
っている。

【００２６】ここで、各ピーク周波数毎の応答値の統計
分布は、良品についてのみ得られているので、 1′,
2,′ 3′, 4,′ 5′の各ピークのうち、１つでも統計分
布から外れていれば、その製品は不良品と判別されるこ
ととなる。なお、測定誤差等を考慮に入れて、適宜な幅
を持った周波域γにおいて、被検体の応答値が統計分布
内に有るか否かの判別を行なうことも可能である。

【００２７】このように、本発明に関わる製品の検査方
法は、良品の周波数特性に表れたピーク周波数をそのま
ま利用しているため、従来の方法において必要としてい
た不良品に対するデータ収集等の手間が省けるばかりで
なく、従来の方法に比べて良品／不良品の判定の確度が
極めて高いものとなる。

【００２８】また、本発明に関わる検査方法によれば、
予期しなかった不良箇所や前工程での不良箇所を有する
製品をも確実に不良品として判断することができ、さら
に応答ピークの高い周波数を複数組み合わせて判別する
ことで、確度の高い判別を可能としている。

【００２９】ところで、上述した実施の態様では、加速
度ピックアップによって取り出した被検体の振動に基づ
く加速度応答から周波数特性を得ているが、被検体から
取り出す応答（信号）としては、振動以外の音や歪み、
さらに変位等、被検体の周波数特性を内包する応答を利
用することが可能である。また、上述した実施の態様で
は、被検体をインパルスハンマーによって加振している
が、モータの如く自身が振動しているような被検体の場
合、加振を必要としないことは言うまでもない。

【００３０】一方、被検体を加振して加速度応答を取り
出す場合、被検体の構造によっては加振の大きさや方向
を均一とし得ない状況や、複雑な形状の被検体にあって
は応答が非線形となる等の問題がある。この様な場合に
は、加振力に対する加速度応答を周波数毎に表したイナ
ータンスと呼ばれる振幅特性や位相特性を利用すること
で、確度の高い判別を行なうことが可能となる。因み
に、図５（ａ）は図４（ａ）の振幅特性、図５（ｂ）は
図４（ａ）の位相特性を示し、さらに図６は図４（ｂ）
の振幅特性を示しており、図４（ａ）のピーク値 1と図
５（ａ）のピーク値 21 、図４（ｂ）のピーク値 1′と
図６のピーク値 21 ′とが互いに相当している。

【００３１】なお、本発明は自動車パーツのドアのみを
検査の対象とするものではなく、事務機や家具等の各種
スチール製製品、自動販売機やコンピューター等におけ
る各種筐体、またはプレス加工品、鋳造製品、これらを
接合して組み立てた製品、さらには各種家電製品等、様
々な製品の検査方法として有効に適用し得ることは言う
までもない。

【００３２】

【発明の効果】以上、詳述した如く、本発明に関わる製
品の検査方法は、被検体から該被検体の周波数特性を内
包する応答を取り出す工程と、この工程に次いで被検体
から取り出した応答を高速フーリエ変換処理して被検体
の周波数特性を得る工程と、この工程に次いで被検体の
周波数特性における各ピーク周波数が事前に求めた複数
の良品における周波数特性のピーク周波数毎の統計分布
内に存在するか否かに基づいて被検体の良否を判定する
工程とを含んでいる。上記構成では、複数の良品を用い
て判断データを作成しているので、比較対象としての不
良品を準備する必要も、さらには不良品に対してテータ
の収集作業を行なう必要もない。また、上記構成では、
被検体の周波数特性に表れた各ピーク周波数が、複数の
良品から求めたピーク周波数の統計分布内に有るか否か
によって製品の判定を行なっているので、ピーク周波数
や周波域の有無を基準とした従来の検査方法に比べて、
良品／不良品の判定の確度が極めて高いものとなる。も
って、本発明に関わる製品の検査方法によれば、製品の
良否を簡易かつ高い確度で判定することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる製品の検査方法を適用した検査
装置を示す概念図。

【図２】（ａ）および（ｂ）は、被検体に対する加振波
形および被検体からの加速度応答波形を示す図。

【図３】（ａ）は加振スペクトラムを示す図、（ｂ）お
よび（ｃ）は各々応答スペクトラムを示す図。

【図４】（ａ）および（ｂ）は、各々応答スペクトラム
を示す図。

【図５】（ａ）および（ｂ）は、図４（ａ）の振幅特
性、および図４（ａ）の位相特性を示す図。

【図６】図４（ｂ）の振幅特性を示す図。

【符号の説明】

１…インパルスハンマー、 ２…加速度ピックアップ、 ３…アンプ、 ４…ＦＦＴアナライザー、 ５…コンピュータ、 ６…表示部、 Ｗ…ドア（製品）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体から、該被検体の周波数特性
   を内包する応答を取り出す工程と、 この工程に次いで、被検体から取り出した応答を高速フ
   ーリエ変換処理して、被検体の周波数特性を得る工程
   と、 この工程に次いで、被検体の周波数特性における各ピー
   ク周波数が、事前に求めた複数の良品における周波数特
   性のピーク周波数毎の統計分布内に存在するか否かに基
   づいて被検体の良否を判定する工程と、 を含んで成ることを特徴とする製品の検査方法。