KR101260169B1 - 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전 시작부터 제조 가공 장치가 안정되기 까지 시간을 필요로 하는 것이라도, 그 제품의 양부를 올바르게 판정할 수 있도록 한다.
신호 입력부(6)와, 기억부(3, 5)를 구비하고, 신호 입력부(6)가 입수한, 같은 상태 변화가 반복되는 제조 가공의 1사이클의 신호를, 일정한 샘플링 간격으로 집록하는 파형 집록 처리부(16)를 구비하고, 파형 집록 처리부(16)에 의해 집록된 계측 파형(17)을, 기억부(3, 5)가 기억하고 있는 양부 판정 기준용의 상한 파형(14) 및 하한 파형(15)과 비교하여 제품의 양부를 판정하는 비교 처리부(20)를 구비하는 검사 장치에 있어서, 상기 계측 파형의 1사이클의 소요 시간에 의거하여, 상한 파형(14) 및 하한 파형(15)을 시간축에 대해 확대 또는 축소 처리하는 확대 축소 처리부(19)를 구비함과 함께, 확대 축소 처리부(19)에 의해 확대 또는 축소 처리된 상한 파형 및 하한 파형과 계측 파형(17)을 비교 처리하여 계측 파형(17)의 특성 판정을 하여, 제품의 양부를 판정한다.

Description

검사 장치{INSPECTION APPARATUS}

본 발명은, 집록(集錄)한 파형을, 소정의 상하한치와 비교하여 제품의 양부를 판정하는 검사 장치에 관한 것이다.

종래부터, 부적합함을 포함한 제품을 시장에 출하하는 것을 막기 위해, 제조한 제품의 양부를 판정하기 위한 검사가 행하여지고 있다. 그 검사 방법의 하나로서, 제조한 제품에 대해 시험 신호를 주고, 그 때의 제품의 거동을 센서 등을 통하여 계측하고, 그 시계열로서 집록한 계측 파형을 소정의 상하한치와 비교하여 제품의 양부를 판정하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조).

비특허 문헌 1 : 미쯔비시 데이터 수집 애널라이저 MELIQC IU2 시리즈 IU2-LOG-LIT1 유저스 매뉴얼(매뉴얼 번호 : JZ990D48401 작성년월 : 2009년 2월) 이 파형의 판정 방법은, 상한 파형과 하한 파형을 미리 설정하여 두고, 집록한 파형이 이들 상한 파형 및 하한 파형(이하, 상하한 파형이라고 약기하는 경우가 있다)을 일탈하고 있지 않은지를 판정 기준으로 하는 방법이 있다. 이 방법은 밴드 비교라고 불리고 있다(비특허 문헌 1의 3. 3. 6 파형 해석의 (3) 밴드 비교를 참조). 이하 도 7을 이용하여, 종래의 밴드 비교에 관해 설명한다. <상하한 파형의 작성> 양품인 것을 알고 있는 제품에 대해 시험 신호를 주고, 그 때의 제품의 거동을 샘플링 간격(△T)으로 계측하는 검사를 행하는 것으로 하고, 검사의 시작을 트리거 검출하여 시작 시각(T1)을 보존함과 함께 샘플링을 시작하고, 검사의 종료도 트리거 검출하여 종료 시각(T2)을 보존함과 함께 샘플링을 정지하고, 그 결과, 1사이클의 소요 시간이 T(=T2-T1)이고, 파형 점수가 n점(點)으로 되었다고 한다. 또한, 검사의 소요 시간(T)은 매회 일정하기 때문에, 1사이클의 시작 트리거로 파형 집록을 시작하고, 그 후, 파형 점수가 n점이 된 시점에서, 파형 집록을 종료하여도, 같은 것이다. 이와 같이 하여, 정상 파형을 얻는다. 마찬가지로 하여, 불량품인 것을 알고 있는 제품에 대해서도 시험 신호를 주고, 파형 집록을 행하여, 이상(異常) 파형을 얻는다. 이처럼 하여 정상 파형과 이상 파형을 몇개 취득하고, 이들 취득한 몇개의 정상 파형과 이상 파형에 의거하여 상하한 파형을 규정한다. 예를 들면, 취득한 몇개의 정상 파형을 평균한 파형을 상하 방향으로 비켜 놓아 상하한 파형을 작성한다. 취득한 이상 파형의 모두가, 이 작성한 상하한 파형을 일탈하는 것을 확인하여, 최종적으로 상하한 파형(상한 파형(H1 내지 Hn), 하한 파형(L1 내지 Ln))으로서 규정한다. 규정한 상하한 파형도 n점(샘플링 간격(△T))이다. <계측 파형의 판정> 검사 대상인 제품에 대해서도 마찬가지로 시험 신호를 주고, 그 때의 거동을 샘플링 간격(△T)으로 계측하고, 그 결과로서 계측 파형(V1 내지 Vn)이 얻어졌다고 한다. 계측 파형이 상하한 파형을 일탈하고 있는지의 여부의 판정(이하 특성(特性) 판정이라고 부른다)는, 계측 파형의 각 점의 값과, 상하한 파형의 각 점의 값을 비교함에 의해 행한다. 즉, 계측 파형의 각 점의 값이, 상한 파형의 각 점의 값보다 작고, 또한, 하한 파형의 각 점의 값보다 크면(L1<V1<H1, L2<V2<H2, …, Ln<Vn<Hn인 것을 확인한다), 계측 파형이 상하한 파형을 일탈하지 않고, 이 제품은 양품이라고 판정한다. 상하한 파형의 일탈로 판정하는 상술한 파형 판정 방법과는 다른 파형 판정 방법으로서, 파형을 해석 처리하여 파형의 특징점을 추출하고, 그 결과에 의해 양부를 판정하는 방법도 생각되지만, 그 처리는 복잡하고, 올바른 양부를 행할 수 있는 파형의 해석 처리를 확립하기 까지 시간과 노력을 필요로 한다. 따라서, 다품종 변량(變量) 생산의 현대에 있어서, 일품일양적(一品一樣的)으로 올바른 양부를 행할 수 있는 파형의 해석 처리를 확립하는 것은 현실적이 아닌 경우가 있다. 한편으로, 밴드 비교에 의한 방법은, 상하한 파형을 설정하는 것만으로 좋기 때문에, 그와 같은 용도에 있어서 유효한 방법이다. 이처럼, 제조 가공 후의 제품에 대해 검사를 행하고, 제품의 양부를 판정한 종래의 방식에서는, 제조 가공 공정의 후에 검사 공정을 마련할 필요가 있고, 그만큼 제품 1개당의 제조 시작부터 완료까지 필요로 하는 시간도 길어진다. 이것을 해결하기 위해, 제조 가공 공정중에서의 제어 지령이나 제조 가공 상황을 계측하여, 그 결과로서 얻어진 파형이, 정상적인 제조 가공시의 파형으로부터 일탈하지 않는지를 확인함에 의해, 제품의 양부를 판정하는 방법이 있다. 이 방법은, 인 라인 검사라던지 기상(機上) 검사(온·머신·베리피케이션) 등이라고 불리거나 한다. 이 파형의 판정 방법은, 도 7과 같아도 좋다. 즉, 제조한 제품에 대해 시험 신호를 주고, 그 때의 제품의 거동을 계측하는 대신에, 1개의 제품의 제조 가공(1사이클)의 상황을 계측하고, 얻어진 파형을 밴드 비교하면 좋다.

그런데, 제조 가공에는, 프레스기 등, 회전기구에 의거하여(즉 회전기구에 동기하여) 제어하는 제조 가공이 있다. 이와 같은 제조 가공 설비중에는, 난기(暖氣) 운전을 필요로 하는 등, 운전 시작(전원 투입)부터, 회전기구의 회전이 안정되기 까지에 시간을 필요로 하는 것이 있다. 회전기구의 회전이 이와 같은 특성을 갖고 있어도, 제조 가공의 제어 자체가 회전기구에 동기하고 있기 때문에, 제조 가공 정밀도 자체에 문제는 없다. 달리 말하면, 회전기구의 회전이 이와 같은 특성을 갖고 있어도, 제조 가공 정밀도 자체에 문제가 없는 것처럼, 제조 가공의 제어 자체를 회전기구에 동기하도록 구성하고 있다.

그런데, 이와 같은 특성을 갖는 제조 가공에 대해, 종래의 파형 판정 방법에 의한 기상 검사를 행하면, 실제의 제품으로서는 양(良)임에도 불구하고, 파형 판정에서는 부(否)로 되어 버린다는 문제가 있다.

예를 들면, 운전 시작부터, 회전기구의 회전이 안정되기 까지 시간을 필요로 하는 것으로서, 운전 시작시의 회전수가, 안정시에 비하여 낮고(느리고), 서서히 회전수가 올라가는 특성을 갖는 경우, 도 8에 도시하는 바와 같이, 안정시의 제조 가공의 1사이클에 필요로 하는 시간에 비하여, 운전 시작시의 제조 가공의 1사이클이 길어진다. 그 때문에, 안정시의 1사이클이 파형 집록할 수 있도록 가공 시작 트리거로부터 일정수의 점수분을 일정 주기의 샘플링 주기로 파형 집록하는 설정에서는, 운전 시작시의 1사이클을 집록할 수가 없다, 즉, 집록 시간, 집록 점수가 족하지 않고, 1사이클의 전부를 완전히 집록하지 않았음에도 불구하고, 그 불완전한 집록 파형에 대해 상한 파형 및 하한 파형을 일탈하지 않는지를 기준으로 하여 판정하기 때문에, 올바른 파형 판정이 이루어지지 않는다는 문제가 있다.

역으로, 운전 시작부터, 회전기구의 회전이 안정되기 까지에 시간을 필요로 하는 것으로서, 운전 시작시의 회전수가, 안정시에 비하여 높고(빠르고), 서서히 회전수가 내려가는 특성을 갖는 경우, 도 9에 도시하는 바와 같이, 안정시의 제조 가공의 1사이클에 필요로 하는 시간에 비하여, 운전 시작시의 제조 가공의 1사이클이 짧아진다. 그 때문에, 안정시의 1사이클이 파형 집록할 수 있도록 가공 시작 트리거로부터 일정수의 점수분을 일정 주기의 샘플링 주기로 파형 집록하는 설정에서는, 운전 시작시의 1사이클뿐만 아니라 쓸데없는 파형까지 집록하여 버림에도 불구하고, 그 집록 파형에 대해 상한 파형 및 하한 파형을 일탈하지 않는지를 기준으로 하여 판정하기 때문에, 올바른 파형 판정이 이루어지지 않는다는 문제가 있다.

또한, 이것을 해결하기 위해, 가공 시작 트리거로부터 가공 종료 트리거까지를 일정 주기의 샘플링 주기로 파형 집록하면, 얻어진 파형의 점수가 달라서, 같은 파형 판정 방법을 적용할 수 없다는 문제가 일어난다. 또한 이 문제를 해결하는 방법으로서, 그 계측된 회전수에 응한 미리 복수종의 다른 회전수로 제조 가공한 때의 1사이클의 상하한 파형을 준비하여 두고, 1사이클의 제조 가공시의 회전수(회전 주기)를 계측하고, 그 계측된 회전수에 응한 상하한 파형으로써 파형 판정을 행하는 방법이 생각되지만, 판정 검사 정밀도를 올릴려고 하면 회전수를 미세하게 나누어서 상하한 파형을 다수 준비할 필요가 있어서, 번거로운 동시에 다수의 상하한 파형을 기억하여 두는 영역에도 한계가 있기 때문에, 그다지 현실적이 아니라는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 제문제를 해결하기 위해 이루어진 것이다.

본 발명에 관한 검사 장치는, 신호 입력부와, 기억부를 구비하고, 상기 신호 입력부가 입수한, 같은 상태 변화가 반복되는 제조 가공의 1사이클의 신호를, 일정한 샘플링 간격으로 집록하는 파형 집록 처리부를 구비하고, 상기 파형 집록 처리부에 의해 집록된 계측 파형을, 상기 기억부가 기억하고 있는 양부 판정 기준용의 상한 파형 및 하한 파형과 비교하여 제품의 양부를 판정하는 비교 처리부를 구비하는 검사 장치에 있어서, 상기 계측 파형의 1사이클의 소요 시간에 의거하여, 상기 양부 판정 기준용의 상한 파형 및 하한 파형을 시간축에 대해 확대 또는 축소 처리하는 확대 축소 처리부를 구비함과 함께, 상기 확대 축소 처리부에 의해 확대 또는 축소 처리된 상한 파형 및 하한 파형과 상기 계측 파형을 비교 처리하여 상기 계측 파형의 특성 판정을 하는 것이다.

제조 시작부터 제조 가공 장치가 안정되기 까지 시간을 필요로 하는 것이라도, 그 제품의 양부를 올바르게 판정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 검사 장치의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명을 실시할 때의 제조 가공 장치와 검사 장치와의 관계를 도시하는 흐름도.
도 3은 실시의 형태 1에 관한 검사 장치의 기능을 설명하는 블록도.
도 4는 본 발명의 상한 파형 및 하한 파형의 확대 및 파형 판정의 방법을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 상한 파형 및 하한 파형의 확대를 설명하는 플로우 차트.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 상한 파형 및 하한 파형의 확대 방법을 설명하는 도면.
도 7은 종래의 상한 파형 및 하한 파형의 작성 및 파형 판정에 관한 설명도.
도 8은 회전 기계의 회전 불안정시와 안정시의 각 1사이클의 제조 가공에서의 집록 파형을 도시하는 도면.
도 9는 회전 기계의 회전 불안정시와 안정시의 각 1사이클의 제조 가공에서의 집록 파형을 도시하는 도면.

실시의 형태 1.

도 1은, 본 발명을 실현하기 위한 하드웨어 구성을 도시하고 있다. 검사 장치(1)는, 마이크로 프로세서(2), 데이터 저장 메모리(3), 조작 입력부(4), 데이터 보존부(5), 신호 입력부(6), 신호 출력부(7), 및 조작 표시부(8)로 구성된다.

검사 장치(1)에는, 복수의 검사 프로그램을 기억부인 데이터 저장 메모리(3)나 데이터 보존부(5)에 기억시킬 수 있고, 조작 입력부(4)에서 지정한 검사 프로그램에 따라, 마이크로 프로세서(2)가, 신호 입력부(6)에서 계측한 신호에 대해, 특성 판정의 처리를 행하고, 그 판정 결과를 데이터 저장 메모리(3)나 데이터 보존부(5)에 기억하거나, 신호 출력부(7)에 신호 출력하거나, 조작 표시부(8)에서 판정 결과 표시를 행하거나 한다. 검사 장치의 종류별에 의해서는, 조작 표시부(8)를 구비하지 않는 것도 있다. 또한, 상술한 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 검사 프로그램에 따라, 신호 출력부(7)로부터 시험 신호를 출력하고, 그 시험 신호를, 검사 대상인 제조한 제품에 대해 주고, 그 때의 제품의 거동을, 신호 입력부(6)에서 계측하여 양부 판정을 행하는 사용 방법도 있다.

도 2는, 본 발명을 실시할 때의 제조 가공 장치와 검사 장치와의 관계를 도시하고 있다. 제조 가공 장치(9)에는 제어부(10)가 구비되어 있고, 그 제어부(10)가 제어 지령(11)을 출력함에 의해 제조 가공 상태(12)가 제어되고, 제조 가공이 행하여진다. 예를 들면 프레스기의 경우에는, 회전기구의 원동력이 되는 모터, 그 모터의 기동·정지·회전 속도를 제어하는 제어부, 그 모터의 회전 운동을 제조 가공 대상으로 전달하는 샤프트나 기어나 캠 등의 기계부가 구비되어 있고, 이들에 의해 프레스 형(型)이 제어되어 제조 가공 대상인 금속판을 프레스한다. 제조 가공 상태(12)를 나타내는 신호는, 상태 검출부(13)에 의해 검출되고, 검사 장치(1)의 신호 입력부(6)에 전달된다.

도 3은, 본 발명을 실시할 때, 마이크로 프로세서(2)가 행하는 처리의 기능 블록 구성(소프트웨어 블록 구성)을 도시하고 있다. 이하, 도 3에 따라 검사 장치(1)의 동작을 설명한다. 검사 장치(1)는, 제조 가공 장치(9)의 상태 검출부(13)에서 검출된 제조 가공 상태(12)를 나타내는 신호를, 신호 입력부(6)의 신호 계측 채널(CH)를 통하여 계측한다. 마이크로 프로세서(2)의 처리 기능인 파형 집록 처리(16)란, 신호 입력부(6)가 입수한 신호를, 시간 간격(△T)으로 샘플링하고, 그 계측 파형(17)를 시계열로 기억부인 데이터 저장 메모리(3)에 기억시키고, 또한, 그것을 데이터 보존부(5)에 전송하여 보존시키는 처리이다. 1사이클을 계측하기 위한 시작 트리거나 종료 트리거는, 제조 가공 장치(9)의 제어부(10)로부터의 출력을 신호 입력부(6)의 트리거 검출 채널(CH)에 접속하여 검출한다. 이와 같이, 마이크로 프로세서(2)는, 신호 입력부(6)의 트리거 검출 채널로 시작 트리거를 검출하면, 신호 입력부(6)의 신호 계측 채널을 시간 간격(△T)으로 샘플링하고, 그 값을 시계열로 데이터 보존부(5)에서 보존한 파형 집록 처리(16)를 시작하고, 신호 입력부(6)의 트리거 검출 채널로 종료 트리거를 검출하면 이 파형 집록 처리(16)를 종료한다.

양부 판정 기준용의 상한 파형(14) 및 하한 파형(15)은, 특성 판정 처리인 밴드 비교 처리(20)를 행하기 전에, 미리 데이터 저장 메모리(3) 또는 데이터 보존부(5)에 기억되어 있고, 파형 집록 처리(16)에서 얻어진 계측 파형(17)에 관해 점수 m(18)에 관해, 확대 축소 처리(19)가 행하여진다. 그 후, 특성 판정인 밴드 비교 처리(20)가 행하여진다. 즉, 마이크로 프로세서(2)는, 파형 집록 처리(16)를 완료하면, 데이터 저장 메모리(3) 또는 데이터 보존부(5)에 기억되어 있는 상한 파형(14) 및 하한 파형(15)를 판독하고, 이들과, 파형 집록된 계측 파형(17)을 밴드 비교 처리(20)한다. 그리고, 그 판정 결과(21)를, 기억부인 데이터 저장 메모리(3) 또는 데이터 보존부(5)에 기억하거나, 신호 출력부(7)에 출력하거나, 조작 표시부(8)에 공급하거나 한다. 또한, 밴드 비교의 방법인 상하한 파형의 작성, 및, 계측 파형의 판정은, 배경 기술에서 설명한 바와 같다.

<상하한 파형의 작성>

우선, 양부 판정 기준용의 상한 파형(14) 및 하한 파형(15)의 작성에 관해, 재차 도 7을 이용하여 설명한다. 제조 가공의 안정 상태에서, 1사이클의 파형을 샘플링 간격(△T)으로 계측한다고 하여, 1사이클의 시작을 트리거 검출하여 시작 시각(T1)을 보존함과 함께 샘플링을 시작하고, 1사이클의 종료도 트리거 검출하여 종료 시각(T2)을 보존함과 함께 샘플링을 정지하고, 그 결과, 1사이클의 소요 시간이 T(=T2-T1) 및 파형 점수가 n점으로 되었다고 한다. 제조 가공의 안정 상태에서 소요 시간(T)은 매(每)사이클 일정하기 때문에, 1사이클의 시작 트리거로 파형 집록을 시작하고, 그 후, 파형 점수가 n점이 된 시점에서, 파형 집록을 종료하여도 같은 것이다.

그 때에 제조 가공한 제품을 별도 검사하여, 그 제품이 양품이면, 그 때의 제조 가공중에 계측한 파형은 정상 파형이고, 그 제품이 불량품이면, 그 때의 제조 가공중에 계측한 파형은 이상 파형이다. 이와 같이 하여 정상 파형과 이상 파형을 몇개 취득하고, 이들 취득한 몇개 정상 파형과 이상 파형에 의거하여 상하한 파형을 규정한다. 예를 들면, 취득한 몇개의 정상 파형을 평균한 파형을 상하 방향으로 비켜 놓아 상하한 파형을 작성한다. 취득한 이상 파형의 모두가, 이 작성한 상하한 파형을 일탈하는 것을 확인하여, 최종적으로 상하한 파형(상한 파형(H1 내지 Hn), 하한 파형(L1 내지 Ln))으로서 규정한다. 규정한 상하한 파형도 n점(샘플링 간격(△T))이다.

이상은 종래의 기상 검사의 밴드 비교의 상하한 파형의 규정의 방법과 같다. 다음의 파형 판정의 방법이, 종래에는 없는 본 발명의 부분이다. 이하 본 발명의 파형 판정의 방법에 관해 도면을 이용하여 설명한다.

<계측 파형의 판정>

도 4에서, 안정 상태에 이르지 않은 제조 가공중의 1사이클의 파형을, 샘플링 간격(△T)으로 계측한다고 하여, 1사이클의 시작을 트리거 검출하여 시작 시각(Ta)을 보존함과 함께 샘플링을 시작하고, 1사이클의 종료도 트리거 검출하여 종료 시각(Tb)을 보존함과 함께 샘플링을 정지하고, 그 결과, 1사이클의 소요 시간이 Tc(=Tb-Ta) 및 파형 점수가 m점(F1 내지 Fm)으로 되었다고 한다.

본 발명에서는, 집록한 계측 파형(17)의 m점(18)(1사이클의 소요 시간(Tc))에 맞추어서, n점의 상한 파형(14) 및 하한 파형(15)을, m점의 상한 파형 및 하한 파형으로 확대 또는 축소 처리(19)한다. 즉, 1사이클의 소요 시간(T)의 상한 파형(14) 및 하한 파형(15)을 Tc의 상한 파형 및 하한 파형으로 확대 또는 축소하여 한다. 그 후, 확대 또는 축소된 상한 파형 및 하한 파형과 계측 파형(17)을 밴드 비교 처리(20)한다. 또한, 이하에서는, 확대 또는 축소인 것을, 확축(擴縮)이라고 약기하는 경우가 있다.

도 4 및 도 5는, n<m인 경우의 양부 판정 기준용의 상한 파형(14)의 확대 처리에 관해 도시한 것이다. 도 4 및 도 5에서는, 그 상한 파형(14)의 확대 처리의 구체적인 방법의 대표예로서, 선형보간에 의한 방법에 관해 설명하고 있다. 또한, n>m인 경우의 상한 파형의 축소 처리 방법도, 확대의 경우와 순서는 같고, 또한, 하한 파형의 확대 또는 축소 처리 방법도, 상한 파형의 확대 또는 축소 처리 방법과 순서는 같기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

도 4 및 도 5에서, 우선, 상한 파형(14)의 최초의 점 H1 (Hi)을 그대로 H1'(Hi')로서 배치하고, H1'를 확대 보정 후의 상한 파형의 최초의 점K1 (Kj)으로 한다(스텝 502). 다음에, i=i+1 및 j=j+1로 하여(스텝 503), 상한 파형의 H1(Hi-1)에 계속된 점, 즉 H1로부터 △T 후에 계측한 점 H2 (Hi)는, H1'로부터 △T×TC/T의 후의 점H2' (Hi')으로서 배치한다(스텝 504). 그리고, H1'(Hi-1')와 H2'(Hi')를 잇는 직선상에서, 확대 보정 후의 상한 파형의 최초의 점 K1 (Kj-1)로부터 △T의 후의 점을 산출할 수 있으면 산출한다(스텝 505). 산출할 수 없으면 스텝 508로 진행하여, Hi'가 상한 파형의 최후의 점인지의 여부를 판단하고(스텝 508), 최후라면 처리를 종료하고, 최후가 아니면 i=i+1로 하여(스텝 509), 스텝 504로부터의 처리를 반복한다. 여기서는 1점만 산출할 수 있기 때문에, 그 점을 확대 보정 후의 상한 파형의 최초의 점 K1에 계속된 점 K2 (Kj)로 하여(스텝 506), 다음을 위해 j=j+1로 하여 둔다(스텝 507).

다음에, 상한 파형(14)의 H1로부터 3번째에 계속된 점, 즉 H1으로부터 △T×2 후에 계측한 점, 즉 H2에 계속된 점 H3은, H1'로부터 △T×2×TC/T의 후, 즉 H2'로부터 △T×TC/T의 후의 점 H3'로서 배치한다(스텝 507). 그리고, H2'와 H3'를 잇는 직선상에서, 이미 산출이 끝나 있는 확대 보정 후의 상한 파형의 점 K2 로부터 △T의 후의 점을 산출할 수 있으면 산출한다. 여기서는 2점 산출할 수 있기 때문에, 그 점을 확대 보정 후의 상한 파형의 점 K2에 계속된 점 K3 및 K3에 계속된 점 K4로 한다(스텝 505).

이상의 방법을 반복하여 행함으로써, 계측 파형(17)의 m점(1사이클의 소요 시간(Tc))에 맞추어서, n점의 상한 파형(14)의 H1 내지 Hn를, m점의 상한 파형(K1 내지 Km)으로 확대(1사이클의 소요 시간(T)의 상한 파형을 Tc의 상한 파형으로 확대)할 수 있다. 마찬가지로, 하한 파형(15)의 L1 내지 Ln도 확대 보정 후의 하한 파형(J1 내지 Jm)(도시 생략)으로 확대할 수 있다. 따라서, 계측 파형(17)의 각 점의 값이, 확대 보정 후의 상한 파형의 각 점의 값보다 작은지의 여부, 또한, 확대 보정 후의 하한 파형의 각 점의 값보다 큰지의 여부를 밴드 비교 처리(20)로 확인함으로써, 계측 파형(17)의 특성 판정을 하고, 판정 결과(21)를 얻을 수 있다. 즉, J1<F1<K1, J2<F2<K2, …, Jm<Fm<Km인 것을 확인할 수 있으면, 계측 파형(F1 내지 Fm)이 확대 보정 후의 상한 파형 및 확대 보정 후의 하한 파형을 일탈하지 않아, 이 제품은 양품이라고 판정한다.

실시의 형태 2.

또한, 도 4 및 도 5에서는, 계측한 파형(17)의 Ta, Tb, 점수 m(1사이클의 소요 시간(Tc))에 응하여 상하한 파형 n점의 확축 처리를 행하지만, 그 m점분을 생성하기 위해서는, n점분의 점렬(點列)에 의거하여 m점분의 점렬을 산출하는 보간 처리를, 다음의 1사이클의 시작까지 완료할 필요가 있다. 그 때문에, 특히 택트가 짧은 제조 가공의 기상 검사나, 샘플링 점수가 많은 기상 검사에 대해서는, 다음의 1사이클의 시작까지의 시간이 짧고, 그들 처리를 완료시키는데 충분한 계산 능력을 갖는 컴퓨터가 필요해진다.

그러한 문제가 우려되는 경우에는, 상하한 파형을 스플라인 곡선으로 모델화(스플라인 곡선으로 근사)하여 수식으로 표현하고, 점수 n→m(1사이클의 소요 시간(T→Tc))의 확축률에 맞추고, 그 수식을 시간 방향으로 확축하고, 계측한 파형의 각 점 m개가 그 확축 후의 수식보다도 위에 있는지 아래에 있는지를 산출함으로써, 확축 후의 상하한 파형보다도 위에 있는지 아래에 있는지를 판별하는 방법을 이용하면 좋다. 상하한 파형의 수식 모델링 처리에 다소 시간이 걸려도, 그것은 오프 라인에서 행하는 작업, 즉 제조 가공을 시작하기 전, 기상 검사를 시작하기 전에 행할 수 있는 작업이고, 수식의 확대는, n점의 선형보간보다도 현격하게 계산량이 적어도 된다.

상하한 파형을 하나의 수식으로 모델링하는 것은, 수식이 복잡하게 되는 등, 부적당하기 때문에, 상하한 파형의 구조(극대 극소점이나 변곡점의 수)에 응하여, 복수개의 수식으로 분할하여 모델화한다. 수식의 예로서, 2차나 3차, 또는 그 이상의 고차원의 다항식으로 표현되는 스플라인 곡선이나 Bezier 곡선이나 B-Spline 곡선, 2차나 3차, 또는 그 이상의 고차원이 다항식으로 표현되는 NURBS 곡선이 있다.

예를 들면, 도 4의 상한 파형(14)을, 4개의 2차 스플라인 곡선으로 분할하여 모델화한 경우를, 도 6에 도시한다. 여기서는, 상한 파형(14)의 점렬(H1 내지 Hn)중, 변곡점, 즉 파형의 형상이 볼록하게 되어 있는 곳과 오목하게 되어 있는 곳의 경계가 되어 있는 점으로 분할하여 모델화한 예에 관해 나타낸다. 첫번째의 오목형으로로 되어 있는 H1 내지 Hx까지를 첫번째의 2차 스플라인 곡선(Hx(p))으로 근사하고, 다음의 볼록형으로 되어 있는 Hx 내지 Hy까지를 두번째의 2차 스플라인 곡선(Hy(p))으로 근사하고, 그 다음의 오목형으로 되어 있는 부분은 Hy의 부근에서 매우 작은 것으로서 무시할 수 있는 것으로 하고, 그 다음의 볼록형으로 되어 있는 Hy 내지 H까지를 세번째의 2차 스플라인 곡선(Hz(p))으로 근사하고, 최후의 오목형으로 되어 있는 H 내지 Hn까지를 네번째의 2차 스플라인 곡선(Hw(p))으로 근사하고 있다. 또한, p는 시간을 나타낸다.

첫번째의 2차 스플라인 곡선(Hx(p))을 예로 하여, 상세히 설명하면, 수식 1의 Ax, Bx, Cx를, H1 내지 Hx의 각 점에서의 오차가 최소로 되도록 결정한다. 이와 같은 오차가 최소로 되는 파라미터의 산출 방법의 대표예로서는, 종래로부터 최소 제곱법이 알려져 있다.

Hx(p)는, 제조 가공의 안정 상태에서의 1사이클의 소요 시간(T)에 의거한 상한 파형의 일부분을 모델화한 것이다. 이 Hx(p)를, 안정 상태에 이르지 않은 제조 가공중에서 집록한 계측 파형의 1사이클의 소요 시간(Tc)에 맞추어서 Hx(t)로 확대한다. 1사이클의 소요 시간을 T로부터 Tc에 맞추어서 균등하게 확대하는 것이기 때문에, 안정 상태에서의 제조 가공의 시간(p)과, 안정 상태에 이르지 않은 상태에서의 제조 가공의 시간(T)은, 수식 2의 관계식으로 표시할 수 있다.

이것을 Hx(p)에 대입하여 수식 3을 도출하고, 이 Hx(t)를 확대 후의 2차 스플라인 곡선으로 한다. 즉, 확대 전의 원래의 수식의 2차의 항의 계수(Ax)에 대해 (Tc×Tc)/(T×T)를 곱한 것을 확대 후의 수식의 2차의 항의 계수로 하고, 확대 전의 원래의 수식의 1차의 항의 계수(Bx)에 대해 Tc/T를 곱한 것을 확대 후의 수식의 1차의 항의 계수로 하면 좋다. 또한, Tc/T 대신에 m/n을 이용하여도 같은 것이다.

3차 스플라인 곡선으로 모델화하는 경우도 마찬가지로 하여, 확대 전의 원래의 수식의 3차의 항의 계수에 대해 (Tc×Tc×Tc)/(T×T×T)를 곱한 것을 확대 후의 수식 의 3차의 항의 계수로 하고, 확대 전의 원래의 수식의 2차의 항의 계수에 대해 (Tc×Tc)/(T×T)를 곱한 것을 확대 후의 수식의 2차의 항의 계수로 하고, 확대 전의 원래의 수식의 1차의 항의 계수에 대해 Tc/T를 곱한 것을 확대 후의 수식의 1차의 항의 계수로 하면 좋다.

그 후, 계측한 파형의 각 점 m개가 그 확축 후의 수식 보다도 위에 있는지 아래에 있는지를 산출함으로써, 확축 후의 상하한 파형보다도 위에 있는지 아래에 있는지를 판별하면 좋다. 예를 들면 계측한 파형의 점(Fj)에 관해서는, 그 시간(1사이클의 시작부터의 경과 시간)가 Tj이기 때문에, 그것에 해당하는 수식(Hy(t))을 이용하여, Ly(Tj)<Fj<Hy(Tj)인지의 여부를 판별한다.

또한, 계측 파형의 m점을, 양부 판정 기준용의 상하한 파형과 같은 n점으로 축소하여 밴드 비교하는 방법은, 검사 정밀도의 관점에서 바람직하지 않다. 왜냐하면, 계측 파형의 점수를 축소한다는 것은, 계측 파형에 대해 일종의 평균화 처리를 행하는 것이기에, 본래 검출되어야 할 이상점(異常點)도, 이 축소 처리(평균화 처리)에 의해 묻히여 버려, 검출되지 않게 되는 경우가 있기 때문이다.

1 : 검사 장치
2 : 마이크로 프로세서
3 : 데이터 저장 메모리
4 : 조작 입력부
5 : 데이터 보존부
6 : 신호 입력부
7 : 신호 출력부
8 : 조작 표시부
9 : 제조 가공 장치
10 : 제어부
11 : 제어 지령
12 : 제조 가공 상태
13 : 상태 검출부
14 : 상한 파형
15 : 하한 파형
16 : 파형 집록 처리
17 : 계측 파형
18 : 점수 m
19 : 확대 축소 처리
20 : 밴드 비교 처리
21 : 판정 결과

Claims (8)

1. 신호 입력부와, 기억부를 구비하고, 상기 신호 입력부가 입수한, 같은 상태 변화가 반복되는 제조 가공의 1사이클의 신호를, 일정한 샘플링 간격으로 집록하는 파형 집록 처리부를 구비하고,
   상기 파형 집록 처리부에 의해 집록된 계측 파형을, 상기 기억부가 기억하고 있는 양부 판정 기준용의 상한 파형 및 하한 파형과 비교하여 제품의 양부를 판정하는 비교 처리부를 구비하는 검사 장치에 있어서,
   상기 계측 파형의 1사이클의 소요 시간에 의거하여, 상기 양부 판정 기준용의 상한 파형 및 하한 파형을 시간축에 대해 확대 또는 축소 처리하는 확대 축소 처리부를 구비함과 함께, 상기 확대 축소 처리부에 의해 확대 또는 축소 처리된 상한 파형 및 하한 파형과 상기 계측 파형을 비교 처리하여 상기 계측 파형의 특성 판정을 행하며,
   상기 양부 판정 기준용의 상한 파형 및 하한 파형은, 하나의 k차의 다항식, 또는 2개 이상의 k차의 다항식의 조합의 형태로 기억되고,
   상기 기준 파형 확대 또는 축소 처리는, 상기 계측 파형의 1사이클의 소요 시간과, 상기 양부 판정 기준용의 상한 파형 및 하한 파형의 소요 시간의 비, 또는 상기 계측 파형의 점수 m과, 상기 양부 판정 기준용의 상한 파형 및 하한 파형의 점수 n의 비에 의거하여, k차의 다항식의 계수를 변경함에 의해 k차의 다항식으로 표시되는 상기 양부 판정 기준용의 상한 파형 및 하한 파형을 확대 또는 축소하고,
   상기 비교 처리는, 상기 계측 파형의 점렬의 각 점과, 상기 다항식을 비교하여 특성 판정하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
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