TW201901142A - 檢查裝置及鑄造系統 - Google Patents
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Abstract
本發明之檢查裝置係檢查對象物之外觀者,且具備:攝像裝置,其自第1方向拍攝對象物;照明部,其以自第1位置照射光之第1照射模式及自與第1位置不同之第2位置照射光之第2照射模式,向對象物照射光;及控制器,其藉由使攝像裝置拍攝以第1照射模式照射光之對象物而取得第1檢查圖像,藉由使攝像裝置拍攝以第2照射模式照射光之對象物而取得第2檢查圖像,並基於第1檢查圖像、第2檢查圖像、及預先設定之基準圖像而檢查對象物之外觀;第1位置與第2位置於自第1方向觀察時相互重疊。
Description
本揭示關於一種檢查裝置及鑄造系統。
過去以來,已知一種檢查對象物之外觀之檢查裝置。例如,於專利文獻1記載一種外觀檢查裝置,其具備:照明部,其對對象物變更光之照射方向且照射光;攝像控制部,其藉由一面變更光之照射方向一面拍攝對象物而取得複數張不同檢查圖像;及檢查部,其自複數張不同檢查圖像產生合成檢查圖像,並基於合成檢查圖像與預先準備之基準圖像,檢查對象物之外觀。於該外光檢查裝置中,將複數個光出射部配置於對象物之斜上方,且使各光出射部點亮或熄滅,藉此變更光之照射方向。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-68668號公報
[發明所欲解決之問題]
於專利文獻1記載之外觀檢查裝置中,複數個光出射部配置於相同之高度。因此,根據對象物之形狀,有對象物之表面之一部分未照射光情形。例如,於對象物具有階差之情形時,會於對象物之表面產生未被光照射之部分。又,於對象物具有破裂、缺損、及無用之突起(毛刺)等缺陷之情形時,根據光之入射角,有無法檢測出缺陷之情形。
於本技術領域中,期望提高檢查精度。 [解決問題之技術手段]
本揭示一態樣之檢查裝置為檢查對象物外觀之檢查裝置。該檢查裝置具備:攝像裝置,其自第1方向拍攝對象物;照明部,其以自第1位置照射光之第1照射模式及以自與第1位置不同之第2位置照射光之第2照射模式,向對象物照射光;及控制器,其藉由使攝像裝置拍攝以第1照射模式照射光之對象物而取得第1檢查圖像,藉由使攝像裝置拍攝以第2照射模式照射光之對象物而取得第2檢查圖像,並基於第1檢查圖像、第2檢查圖像、及預先設定之基準圖像而檢查對象物之外觀。第1位置與第2位置於自第1方向觀察時相互重疊。
於該檢查裝置中,藉由自第1方向拍攝以第1照射模式及第2照射模式之各者照射光之對象物而取得第1檢查圖像及第2檢查圖像,並基於第1檢查圖像、第2檢查圖像、及基準圖像而檢查對象物之外觀。第1照射模式之光係自第1位置照射,第2照射模式之光係自第2位置照射。第1位置與第2位置互不相同,且自第1方向觀察時相互重疊。即,於第1照射模式與第2照射模式中,於自第1方向觀察時,自相同之方向對對象物照射光,但光對於對象物之入射角不同。因此,可減少對象物表面之未照射光之部分。藉此,可擴大檢查範圍。又,於對象物具有劈裂、缺損、及無用之突起(毛刺)等缺陷之情形時,藉由照射不同入射角之光,可更確實地拍攝該缺陷之陰影。藉此,可使缺陷之檢測精度提高。基於以上,可使對象物之檢查精度提高。
照明部可具備:第1照明裝置,其設置於第1位置;及第2照明裝置,其設置於第2位置。於該情形時,可僅以點亮第1照明裝置,且熄滅其他照明裝置而獲得第1照射模式。同樣地,可僅以點亮第2照明裝置,且熄滅其他照明裝置而獲得第2照射模式。如此,可將用以產生照射模式之控制及構造簡化。
照明部可具備:第1照明裝置;及升降裝置,其使第1照明裝置沿著第1方向升降。於該情形時,可減少照明裝置之數量。
照明部可進而以自第3位置照射光之第3照射模式、與自與第3位置不同之第4位置照射光之第4照射模式向對象物照射光。控制器可藉由使攝像裝置拍攝以第3照射模式照射光之對象物而取得第3檢查圖像,藉由使攝像裝置拍攝以第4照射模式照射光之對象物而取得第4檢查圖像,並進而基於第3檢查圖像及第4檢查圖像而檢查對象物之外觀。第3位置與第4位置可於自第1方向觀察時相互重疊。第1位置及第3位置可為與第1方向交叉之第1平面上之互不相同之位置。第2位置及第4位置可為與第1方向交叉之第2平面上之互不相同之位置。於該情形時,於第1照射模式與第3照射模式中,於自第1方向觀察時,對對象物自不同之方向照射光。同樣地,於第2照射模式與第4照射模式中,於自第1方向觀察時,對對象物自不同方向照射光。且,於第3照射模式與第4照射模式中,於自第1方向觀察時,對對象物自相同方向照射光,但光對於對象物之入射角不同。藉此,於第3照射模式與第4照射模式中,於自第1方向觀察時,由於第1照射模式及第2照射模式係自不同方向向對象物照射光,故進一步擴大檢查範圍,且,可使缺陷之檢測精度進一步提高。其結果,可使對象物之檢查精度進一步提高。
照明部可具備:第3照明裝置,其設置於第3位置;及第4照明裝置,其設置於第4位置。於該情形時,可僅以點亮第3照明裝置,且熄滅其他照明裝置而獲得第3照射模式。同樣地,可僅以點亮第4照明裝置,且熄滅其他照明裝置而獲得第4照射模式。如此,可將用以產生照射模式之控制及構造簡化。
控制器可藉由比較第1檢查圖像與對第1照射模式預先設定之第1基準圖像,而作成表示以第1照射模式檢測出之對象物缺陷的第1部分缺陷圖像。控制器可藉由比較第2檢查圖像與對第2照射模式預先設定之第2基準圖像,而作成表示以第2照射模式檢測出之對象物缺陷的第2部分缺陷圖像。控制器可基於第1部分缺陷圖像及第2部分缺陷圖像,作成表示對象物缺陷之缺陷圖像。因光對於對象物之入射角,有時於對象物產生之陰影、及對象物表面之亮度分佈等不同。因此,可藉由比較對第1照射模式設置之第1基準圖像與第1檢查圖像,比較對第2照射模式設置之第2基準圖像與第2檢查圖像,可進一步提高對象物之檢查精度。
控制器可為將預先設定之複數張圖像中具有與第1檢查圖像之色調最接近色調之圖像選擇為第1基準圖像。起因於對象物之狀態、照明部之狀態、及攝像裝置之狀態等,而有即使拍攝相同之對象物,拍攝之圖像之色調亦不同之情形。因此,藉由將具有最接近色調之圖像用作第1基準圖像,可減少誤檢測缺陷之可能性。其結果,可使對象物之檢查精度進一步提高。
控制器基於第1基準圖像及第1檢查圖像產生第1差分圖像,並基於解析第1差分圖像而獲得之缺陷中之缺陷所對應之第1檢查圖像之圖像區域的特徵量而特定出疑似缺陷,並自第1差分圖像去除疑似缺陷,藉此作成第1部分缺陷圖像。有於對象物之表面反射光之情形。因該反射之影響,於檢查圖像中,有於產生反射之部分的亮度增大之情況。藉此,有將該部分作為缺陷檢測出之可能性。例如,可藉由根據檢查圖像之該部分之特徵量判定是否產生反射,並將產生反射之部分作為疑似缺陷自第1差分圖像去除,而減少缺陷之誤檢測。
上述檢查裝置可進而具備:殼體,其收納攝像裝置及照明部。照明部可向配置於殼體內之對象物照射光。於該情形時,可減低將來自與照明部不同之光源之光照射至對象物之可能性。藉此,由於可減少外部環境對檢查造成之影響,故可使對象物之檢查精度進一步提高。
對象物可為鑄模。控制器可自檢查圖像去除脫模劑之反射,並基於去除反射後之檢查圖像與基準圖像,檢查鑄模之外觀。於製造鑄模時,有時使用脫模劑。若脫模劑殘存於鑄模之表面,則有因脫模劑而反射光之可能性。因該反射之影響,於檢查圖像中,有脫模劑殘存之部分之亮度增大之情況。藉此,有將該部分作為缺陷檢測出之可能性。相對於此,可藉由自檢查圖像去除反射,而減低缺陷之誤檢測。
本揭示之另一態樣係鑄造系統,其係用以製造鑄物者,且具備:上述檢查裝置;搬送裝置,其經由檢查裝置,自製造鑄模之造模機將鑄模搬送至使熔液流入至鑄模之澆注機;及線控制器,其控制鑄造系統。檢查裝置將藉由搬送裝置搬送之鑄模作為對象物檢查,並將檢查結果輸出至線控制器。
於該鑄造系統中,可使鑄模之檢查精度提高。
線控制器可以不向檢查結果表示異常之鑄模進行澆注之方式控制澆注機。即使對具有缺陷之鑄模進行澆注,亦製造出具有缺陷之鑄物。因此,可藉由不對檢查結果表示異常之鑄模進行澆注,而減少鑄物之不良率,且可使鑄物之生產效率提高。
上述鑄造系統可進而具備顯示檢查結果之顯示裝置。於該情形時,可使作業者辨識鑄模之檢查結果。藉此,作業者可進行對應於檢查結果之作業。例如,於作業者將芯體安裝於鑄模之情形時,作業者可將芯體安裝於檢查結果表示正常之鑄模,而不將芯體安裝於檢查結果表示異常之鑄模。
線控制器可記憶將檢查結果與鑄模之造模條件建立對應之鑄模資訊,可藉由分析鑄模資訊而取得與檢查結果表示正常之鑄模具有相關性之造模條件,並以依取得之造模條件進行造模之方式控制造模機。於該情形時,可使鑄模之製造精度提高。其結果,可使鑄物之生產效率提高。
線控制器可記憶將檢查結果與鑄模造模時之砂性狀建立對應之鑄模資訊,可藉由分析鑄模資訊而取得與檢查結果表示正常之鑄模具有相關性之砂性狀,並以依取得之砂性狀進行造模之方式控制造模機。於該情形時,可使鑄模之製造精度提高。其結果,可使鑄物之生產效率提高。 [發明之效果]
根據本揭示之各態樣及各實施形態,可使檢查精度提高。
以下,一面參照圖式一面詳細地說明本揭示之實施形態。另,於圖式之說明中,對於同一要素標註同一符號,而省略重複之說明。
圖1係概略性顯示一實施形態之包含檢查裝置之鑄造系統之構成圖。圖1所示之鑄造系統1係用以製造鑄物之系統。鑄造系統1具備:造模機2、檢查裝置3、澆注機4、搬送裝置5、線控制器6。
造模機2為製造鑄模M之裝置。於本實施形態中,使用鑄箱F形成鑄模M。造模機2於自線控制器6接收到造模開始信號及鑄模資訊後,於造模區域中開始鑄模M之製造。造模機2製造以自線控制器6接收到之鑄模資訊所含之圖案編碼所示之鑄模M。圖案編碼為唯一地表示造模圖案之資訊。造模機2將砂投入至設置有模具(未圖示)之鑄箱F內,並加壓固定鑄箱F內之砂。造模機2藉由自固定之砂取出模具而形成鑄模M。於取出模具時,有時使用脫模劑。鑄模M之顏色為例如黑色。另,造模機2可自線控制器6接收指定造模條件及砂性狀之信號,並以成為指定之砂性狀之方式設定混煉機,且以指定之造模條件製造鑄模M。
造模機2將造模狀態信號與造模結果信號發送至線控制器6。造模狀態信號為表示是否為造模中之信號。造模結果信號為表示造模機2是否正常動作之造模結果之信號。造模機2於造模中,將表示正造模中之造模狀態信號持續發送至線控制器6。造模機2於造模完成後將表示非造模中之造模狀態信號、與造模結果信號發送至線控制器6。又,造模機2於未進行造模之期間,將表示非造模中之造模狀態信號持續發送至線控制器6。
檢查裝置3為檢查藉由造模機2製造之鑄模M之外觀之狀態。具體而言,檢查裝置3於自線控制器6接收到檢查開始信號及鑄模資訊後,進行位於檢查區域之鑄模M之檢查。檢查裝置3基於自線控制器6接收到之鑄模資訊所含之圖案編碼,識別檢查對象之鑄模M之種類,並根據鑄模M之種類進行鑄模M之檢查。
檢查裝置3將檢查狀態信號與檢查結果信號發送至線控制器6。檢查狀態信號為表示是否為檢查中之信號。檢查結果信號為表示檢查對象之鑄模M是否正常之檢查結果之信號。檢查裝置3於檢查中將表示檢查中之檢查狀態信號持續發送至線控制器6。檢查裝置3於檢查完成後將表示非檢查中之檢查狀態信號、與檢查結果信號發送至線控制器6。又,檢查裝置3於未進行檢查之期間,將表示非檢查中之檢查狀態信號持續發送至線控制器6。關於檢查裝置3之細節予以後述。
澆注機4為將熔液流入至鑄模M之裝置。澆注機4於自線控制器6接收到推箱完成信號及鑄模資訊時,以位於澆注區域之鑄模M為澆注對象,使熔液流入至該鑄模M(進行澆注)。澆注機4基於自線控制器6接收到之鑄模資訊所含之圖案編碼,識別澆注對象之鑄模M之種類,並根據鑄模M之種類進行澆注。澆注機4可基於鑄模資訊所含之檢查結果,進行向鑄模M之澆注。例如,若檢查結果正常,則澆注機4進行向鑄模M之澆注,若檢查結果異常,則不進行向鑄模M之澆注。澆注機4於向澆注對象之鑄模M完成澆注之前,將表示不可推箱之可否推箱信號持續發送至線控制器6。另,可否推箱信號為表示能否推箱之信號。
搬送裝置5為將鑄箱F(鑄模M)經由檢查裝置3,自造模機2搬送至澆注機4之裝置。搬送裝置5具有例如未圖示之導軌。導軌自造模機2直線狀延伸至澆注機4。搬送裝置5依序將等間隔(間距)排列於導軌上之複數個鑄箱F自造模機2向澆注機4搬送。搬送裝置5間歇性受驅動,而逐一間距地搬送各鑄箱F。搬送裝置5具備例如:推桿裝置,其配置於造模機2側;及緩衝裝置,其配置於澆注機4側。搬送裝置5於自線控制器6接收到箱輸送信號時,將各鑄箱F搬送1間距量。搬送裝置5於1間距量之搬送完成後,以未圖示之夾具固定鑄箱F,並向線控制器6發送推箱完成信號。
另,於檢查裝置3與澆注機4之間設置有芯體安裝場W。於芯體安裝場W,作業者停留並將芯體安裝於鑄模M。
線控制器6為統一控制鑄造系統1之控制器。線控制器6構成為電腦系統,該電腦系統包含例如:CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)等處理器、RAM(Random Access Memory:隨機存取記憶體)及ROM(Read Only Memory:唯讀記憶體)等記憶體、觸控面板、滑鼠及鍵盤等輸入裝置、顯示器等輸出裝置、及網卡等通信裝置。線控制器6為例如PLC(Programmable Logic Controller:可程式化邏輯控制器)。藉由在基於記憶於記憶體之電腦程式之處理器之控制下使各硬體動作,而實現線控制器6之功能。
線控制器6具備:鑄模管理表,其管理各鑄模M之鑄模資訊。如圖2所示,鑄模管理表針對各鑄模M記憶將「鑄模ID」、「圖案編碼」、「檢查結果」、及「位置」建立對應之鑄模資訊。「鑄模ID」為可唯一識別鑄模M之資訊。「圖案編碼」為唯一顯示用於製造根據對應之鑄模ID識別之鑄模M之造模圖案之資訊。「檢查結果」為顯示根據對應之鑄模ID識別之鑄模M之檢查結果之資訊。於圖2之例中,作為檢查結果係使用「OK」、「NG」、及「失敗(Fail)」。於檢查結果為「OK」之情形時表示鑄模M正常。於檢查結果為「NG」之情形時表示鑄模M異常(有缺陷)。於檢查結果為「失敗」之情形時表示檢查本身失敗。
「位置」表示根據對應之鑄模ID識別之鑄模M所配置之搬送路徑上之位置。於鑄造系統1中,於搬送路徑上設定位置P1~P19。位置P1位於搬送裝置5之搬送方向之最上游,並按照位置P2、位置P3、……之順序逐一間距地向下游移動。位置P1為進行造模機2之造模的造模區域。位置P2~P4為造模機2與檢查裝置3之間之位置。位置P5為進行檢查裝置3之檢查的檢查區域。位置P6~P17為檢查裝置3與澆注機4之間之位置。位置P9為顯示於後述之操作盤33之監視器(顯示器)之檢查結果所對應之鑄模M的位置。位置P18為進行澆注機4之澆注的澆注區域。位置P19為將鑄箱F自鑄造系統1搬出之位置。
線控制器6例如每當自搬送裝置5接收到推箱完成信號後,將各鑄模資訊之「位置」前進1格,同時將新的鑄模資訊追加於鑄模管理表。於追加之鑄模資訊,於「位置」設定位置P1。另,由於當位於位置P19之鑄箱F被推箱時,則自鑄造系統1搬出,故該鑄模M之鑄模資訊之「位置」成為空欄。線控制器6於將造模開始信號發送至造模機2時,對具有位置P1之位置資訊的鑄模資訊之「鑄模ID」分配新的鑄模ID,同時將要使造模機2製造之鑄模M之圖案編碼登錄於具有位置P1之位置資訊的鑄模資訊之「圖案編碼」。又,線控制器6於自檢查裝置3接收到檢查結果信號後,將由檢查結果信號所示之檢查結果登錄於具有位置P5之位置資訊的鑄模資訊之「檢查結果」。
線控制器6於判定為可推箱之情形時,將推箱信號發送至搬送裝置5。線控制器6於自造模機2接收到表示非造模中之造模狀態信號,自檢查裝置3接收到表示非檢查中之檢查狀態信號,且自澆注機4接收到表示可推箱之可否推箱信號之情形時判定為可推箱。即,線控制器6於滿足以下至少任一者之情形時不將推箱信號發送至搬送裝置5:自造模機2接收到表示造模中之造模狀態信號、自檢查裝置3接收到表示檢查中之檢查狀態信號、或自澆注機4接收到表示不可推箱之可否推箱信號。線控制器6於自搬送裝置5接收到推箱完成信號時,將造模開始信號及位置P1之鑄模資訊發送至造模機2,將檢查開始信號及位置P5之鑄模資訊發送至檢查裝置3,將推箱完成信號及位置P18之鑄模資訊發送至澆注機4。線控制器6亦可將指定造模條件及砂性狀之信號發送至造模機2。線控制器6可以不向檢查裝置3之檢查結果表示異常之鑄模M進行澆注之方式控制澆注機4。
接著,參照圖3~圖5說明檢查裝置3之細節。圖3係概略性顯示圖1所示之檢查裝置之構成圖。圖4(a)係概略性顯示圖3所示之檢查裝置之殼體外觀的立體圖。圖4(b)係用以說明圖3所示之攝像裝置及照明裝置之配置之圖。圖5係概略性顯示檢查區域周邊之立體圖。如圖3~圖5所示,檢查裝置3具備:殼體30、攝像裝置31、照明部32、操作盤33及控制器34。另,於圖1中,為了說明之方便起見,將操作盤33配置於檢查裝置3之外部。
殼體30具有中空之箱型形狀,且形成攝像空間V。殼體30將攝像裝置31及照明部32收納於攝像空間V。殼體30具備:箱體41與蓋部42。箱體41具有:複數根柱構件(此處為柱構件43a~43d)、複數個連結構件(此處為連結構件44a~44f)、頂壁照明用之複數個安裝構件(此處為安裝構件45a、45b)、上段照明用之複數個安裝構件(此處為安裝構件46a~46d)、中段照明用之複數個安裝構件(此處為安裝構件47a~47d)、及攝像裝置31用之安裝構件48,且形成為長方體形狀。另,於檢查裝置3之說明中,上下、前後、左右之方向意指將設置攝像裝置31之側設為上,將搬送鑄箱F之側設為下,將搬送裝置5之搬送方向上游側設為前,將搬送方向下游側設為後時之方位。
柱構件43a~43d自地板面沿著Z軸方向(第1方向)立設。柱構件43a、43b於Y軸方向上以隔著搬送裝置5之搬送路徑之方式配置,且以連結構件44a連結柱構件43a、43b之上端。同樣地,柱構件43c、43d於Y軸方向上以隔著搬送裝置5之搬送路徑之方式配置,且以連結構件44b連結柱構件43c、43d之上端。柱構件43a、43c相對於搬送裝置5之搬送路徑配置於Y軸方向之一側(左側),且排列於X軸方向。柱構件43a、43c之上端及下端分別以連結構件44c、44e連結。同樣地,柱構件43b、43d相對於搬送裝置5之搬送路徑配置於Y軸方向之另一側(右側),且排列於X軸方向。柱構件43b、43d之上端及下端分別以連結構件44d、44f連結。
一對安裝構件45a、45b排列於Y軸方向,並沿著X軸方向延伸。安裝構件45a、45b之一端固定於連結構件44a,安裝構件45a、45b之另一端固定於連結構件44b。安裝構件46a~46d配置於與Z軸方向交叉(此處為正交)之假想平面VP1(第1平面)上,且形成大致正方形之箱。平面VP1於Z軸方向上位於殼體30之頂壁附近。安裝構件46a沿著Y軸方向延伸,安裝構件46a之一端固定於柱構件43a,安裝構件46a之另一端固定於柱構件43b。安裝構件46b沿著Y軸方向延伸,安裝構件46b之一端固定於柱構件43c,安裝構件46b之另一端固定於柱構件43d。安裝構件46c沿著X軸方向延伸,安裝構件46c之一端固定於柱構件43a,安裝構件46c之另一端固定於柱構件43c。安裝構件46d沿著X軸方向延伸,安裝構件46d之一端固定於柱構件43b,安裝構件46d之另一端固定於柱構件43d。
安裝構件47a~47d配置於與Z軸方向交叉(此處為正交)之假想平面VP2(第2平面)上,且形成大致正方形之箱。平面VP2於Z軸方向上位於較平面VP1更靠地板面側,且位於殼體30之中間附近。安裝構件47a沿著Y軸方向延伸,安裝構件47a之一端固定於柱構件43a,安裝構件47a之另一端固定於柱構件43b。安裝構件47b沿著Y軸方向延伸,安裝構件47b之一端固定於柱構件43c,安裝構件47b之另一端固定於柱構件43d。安裝構件47c沿著X軸方向延伸,安裝構件47c之一端固定於柱構件43a,安裝構件47c之另一端固定於柱構件43c。安裝構件47d沿著X軸方向延伸,安裝構件47d之一端固定於柱構件43b,安裝構件47d之另一端固定於柱構件43d。安裝構件48沿著Y軸方向延伸,安裝構件48之一端固定於安裝構件45a之X軸方向之中央,安裝構件48之另一端固定於安裝構件45b之X軸方向之中央。
蓋部42為覆蓋箱體41之外側之部分。蓋部42包含蓋構件42a~42e。蓋構件42a覆蓋由柱構件43a、柱構件43b及連結構件44a劃分之面。蓋構件42a不延伸至地板面,於蓋構件42a之下端與地板面之間設置有可供鑄箱F通過之開口42f。蓋構件42b覆蓋由柱構件43c、柱構件43d及連結構件44b劃分之面。蓋構件42b不延伸至地板面,於蓋構件42b之下端與地板面之間設置有可供鑄箱F通過之開口42g。蓋構件42c覆蓋由柱構件43a、柱構件43c、連結構件44c及連結構件44e劃分之面。蓋構件42d覆蓋由柱構件43b、柱構件43d、連結構件44d及連結構件44f劃分之面。蓋構件42e覆蓋由連結構件44a~44d劃分之面。
蓋構件42進而包含:擋板構件42h、42i,其用以防止來自外部之光入射至攝像空間V。擋板構件42h可於Z軸方向上滑動地設置於蓋構件42a。擋板構件42h可成為將開口42f閉塞之閉塞狀態、與將開口42f開放之開放狀態。擋板構件42h之狀態由控制器34控制成閉塞狀態或開放狀態。擋板構件42h於檢查中將開口42f閉塞,於推箱時將開口42f開放。擋板構件42i可於Z軸方向上滑動地設置於蓋構件42b。擋板構件42i可成為將開口42g閉塞之閉塞狀態、與將開口42g開放之開放狀態。擋板構件42i之狀態由控制器34控制成閉塞狀態或開放狀態。擋板構件42i於檢查中將開口42g閉塞,於推箱時將開口42g開放。
另,於本實施形態中,於擋板構件42h、42i將開口42f、42g閉塞時,由於擋板構件42h、42i之下端抵接於連結彼此相鄰之2個鑄箱F之連結部,故可於擋板構件42h、42i之下端與地板面之間產生間隙。因此,可於擋板構件42h、42i之下端設置嵌合於連結部之凹部。又,亦可於Z軸方向上,以連結部之上表面位於較鑄模M之表面更下方之方式構成連結部。又,擋板構件42h、42i之形狀可根據鑄箱F之形狀、及搬送路徑之形狀等適當變更。
攝像裝置31為拍攝(圖像化)位於檢查區域(位置P5)之鑄箱F所形成之鑄模M之裝置。攝像裝置31為例如相機。於本實施形態中,攝像裝置31安裝於安裝構件48之Y軸方向之中央,且位於殼體30之頂壁中央。攝像裝置31之透鏡自頂壁朝向下方,攝像裝置31自鑄箱F之上方沿著Z軸方向拍攝鑄箱F。攝像裝置31之攝像範圍以至少拍攝位於檢查區域之鑄模M之表面(上表面之整體)之方式預先設定。攝像裝置31於自控制器34接收到攝像指示時,進行拍攝並取得圖像。攝像裝置31將取得之圖像輸出至控制器34。
照明部32向配置於殼體30內之鑄模M以複數個照射模式照射光。照明部32具備:複數個照明裝置(此處為照明裝置35a~35j)與切換器36。
照明裝置35a~35j為棒狀之照明裝置。照明裝置35a~35j由例如LED(Light Emitting Diode:發光二極體)構成。照明裝置35a、35b安裝於安裝構件45a、45b之下表面。即,照明裝置35a、35b隔著攝像裝置31排列於Y軸方向上,並沿著X軸方向自連結構件44a延伸至連結構件44b。
照明裝置35c~35f安裝於安裝構件46a~46d之內表面。即,照明裝置35c~35f為上段照明裝置,配置於平面VP1上。照明裝置35c~35f以包圍配置於位置P5之鑄箱F之方式配置。具體而言,照明裝置35c設置於平面VP1之攝像空間V之前端,且沿著Y軸方向自柱構件43a延伸至柱構件43b。照明裝置35d設置於平面VP1之攝像空間V之後端,且沿著Y軸方向自柱構件43c延伸至柱構件43d。照明裝置35e設置於平面VP1之攝像空間V之左端,且沿著X軸方向自柱構件43a延伸至柱構件43c。照明裝置35f設置於平面VP1之攝像空間V之右端,且沿著X軸方向自柱構件43b延伸至柱構件43d。
照明裝置35g~35j安裝於安裝構件47a~47d之內表面。即,照明裝置35g~35j為中段照明裝置,配置於平面VP2上。照明裝置35g~35j以包圍配置於位置P5之鑄箱F之方式配置。具體而言,照明裝置35g設置於平面VP2之攝像空間V之前端,且沿著Y軸方向自柱構件43a延伸至柱構件43b。照明裝置35h設置於平面VP2之攝像空間V之後端,且沿著Y軸方向自柱構件43c延伸至柱構件43d。照明裝置35i設置於平面VP2之攝像空間V之左端,且沿著X軸方向自柱構件43a延伸至柱構件43c。照明裝置35j設置於平面VP2之攝像空間V之右端,且沿著X軸方向自柱構件43b延伸至柱構件43d。
切換器36為切換照明裝置35a~35j中之點亮之照明裝置的裝置。切換器36基於來自控制器34之切換指示,點亮或熄滅照明裝置35a~35j之各者。
複數個照射模式包含觀察用照射模式與檢查用照射模式。觀察用照射模式藉由例如點亮照明裝置35a~35f,且熄滅照明裝置35g~35j而獲得。檢查用照射模式包含複數個(此處為4個)上段照射模式、與複數個(此處為4個)中段照射模式。
4個上段照射模式如下:藉由點亮照明裝置35c且熄滅其他之照明裝置而自平面VP1上之前方位置照射光之照射模式、藉由點亮照明裝置35d且熄滅其他之照明裝置而自平面VP1上之後方位置照射光之照射模式、藉由點亮照明裝置35e且熄滅其他之照明裝置而自平面VP1上之側方位置照射光之照射模式、及藉由點亮照明裝置35f且熄滅其他之照明裝置而自平面VP1上之側方位置照射光之照射模式。
4個中段照射模式如下:藉由點亮照明裝置35g且熄滅其他之照明裝置而自平面VP2上之前方位置照射光之照射模式、藉由點亮照明裝置35h且熄滅其他之照明裝置而自平面VP2上之後方位置照射光之照射模式、藉由點亮照明裝置35i且熄滅其他之照明裝置而自平面VP2上之側方位置照射光之照射模式、及藉由點亮照明裝置35j且熄滅其他之照明裝置而自平面VP2上之側方位置照射光之照射模式。
操作盤33為用以供作業者對檢查裝置3進行操作之裝置。操作盤33配設於例如芯體安裝場W。操作盤33具備:監視器(顯示裝置),其用以顯示利用檢查裝置3之鑄模M之檢查結果。作業者根據顯示於操作盤33之監視器之檢查裝置3之檢查結果將芯體安裝於鑄模M。例如,作業者可將芯體安裝於檢查結果正常之鑄模M,而不將芯體安裝於檢查結果異常之鑄模M。
控制器34為控制檢查裝置3之裝置。控制器34例如構成為電腦系統,該電腦系統包含:CPU等處理器、RAM及ROM等記憶體、及網卡等通信裝置。控制器34為例如PC(Personal Computer:個人電腦)。在基於記憶於記憶體之電腦程式之處理器之控制下使各硬體動作,藉此實現控制器34之功能。關於控制器34執行之處理之細節予以後述。
接著,參照圖6說明鑄物之製造步驟。圖6係顯示圖1所示之鑄造系統之鑄物之製造步驟的步驟圖。圖6所示之一連串之步驟以線控制器6自搬送裝置5接收到推箱完成信號為契機而開始。此處,著眼於1個鑄箱F,說明對1個鑄箱F之一連串之步驟。
首先,進行造模步驟S01。於造模步驟S01中,線控制器6將造模開始信號及位置P1之鑄模資訊發送至造模機2。接著,造模機2於自線控制器6接收到造模開始信號及鑄模資訊後,開始以鑄模資訊所含之圖案編碼所示之種類的鑄模M之製造。此時,造模機2於鑄模M之製造完成之前,將表示造模中之造模狀態信號持續發送至線控制器6。接著,造模機2於鑄模M之製造完成後,將表示非造模中之造模狀態信號與表示造模結果之造模結果信號發送至線控制器6。隨後,造模機2於未進行鑄模M之製造之期間,將表示非造模中之造模狀態信號持續發送至線控制器6。
接著,進行搬送步驟S02。於搬送步驟S02中,線控制器6判定可否推箱。具體而言,線控制器6於自造模機2接收到表示非造模中之造模狀態信號、自檢查裝置3接收到表示非檢查中之檢查狀態信號,且自澆注機4接收到表示可推箱之可否推箱信號之情形時判定為可推箱。接著,線控制器6於判定為可推箱之情形時,將推箱信號發送至搬送裝置5。接著,搬送裝置5於自線控制器6接收到推箱信號後,將各鑄箱F搬送1間距量。接著,搬送裝置5於完成1間距量之搬送後,以未圖示之夾具固定鑄箱F,並將推箱完成信號發送至線控制器6。反覆上述處理直至鑄箱F到達檢查區域(位置P5)為止。
接著,於鑄箱F到達檢查裝置3之檢查區域後,進行檢查步驟S03。於檢查步驟S03中,檢查裝置3於自線控制器6接收到檢查開始信號及鑄模資訊後,基於鑄模資訊所含之圖案編碼,識別檢查對象之鑄模M之種類,並根據識別之鑄模M之種類,進行位於檢查區域之鑄模M之檢查。此時,造模機2將表示檢查中之檢查狀態信號發送至線控制器6直至鑄模M之檢查完成為止。接著,檢查裝置3於檢查完成後將表示非檢查中之檢查狀態信號、與表示檢查結果之檢查結果信號發送至線控制器6。隨後,檢查裝置3於未進行鑄模M之檢查之期間,將表示非檢查中之檢查狀態信號持續發送至線控制器6。關於檢查步驟S03之細節予以後述。
接著,進行搬送步驟S04。與搬送步驟S02同樣,於搬送步驟S04中,線控制器6判定可否推箱,且於判定為可推箱之情形時,將推箱信號發送至搬送裝置5。接著,搬送裝置5於自線控制器6接收到推箱信號後,將各鑄箱F搬送1間距量。接著,搬送裝置5於完成1間距量之搬送後,以夾具固定鑄箱F,並將推箱完成信號發送至線控制器6。反覆上述處理直至鑄箱F到達芯體安裝區域(位置P9)。
接著,於鑄箱F到達芯體安裝區域後,進行芯體安裝步驟S05。於芯體安裝步驟S05中,線控制器6將位於位置P9之鑄箱F所形成之鑄模M之檢查結果經由控制器34輸出至操作盤33,並顯示於操作盤33之監視器。接著,操作盤33之監視器於鑄箱F停於芯體安裝區域之期間持續顯示檢查結果。停留在芯體安裝場W之作業者確認顯示於監視器之檢查結果,若檢查結果正常,則將芯體安裝於鑄模M,若檢查結果異常,則不將芯體安裝於鑄模M。
接著,進行搬送步驟S06。與搬送步驟S02同樣,於搬送步驟S06中,線控制器6判定可否推箱,且於判定為可推箱之情形時,將推箱信號發送至搬送裝置5。接著,搬送裝置5於自線控制器6接收到推箱信號後,將各鑄箱F搬送1間距量。接著,搬送裝置5於完成1間距量之搬送後,以夾具固定鑄箱F,並將推箱完成信號發送至線控制器6。反覆上述處理直至鑄箱F到達澆注機4之澆注區域(位置P18)為止。
接著,於鑄箱F到達澆注機4之澆注區域後,進行澆注步驟S07。於澆注步驟S07中,澆注機4於自線控制器6接收到推箱完成信號及鑄模資訊後,基於鑄模資訊所含之圖案編碼,識別澆注對象之鑄模M之種類,並根據鑄模M之種類進行澆注。此時,若鑄模資訊所含之檢查結果正常,則澆注機4進行向鑄模M之澆注,若檢查結果異常,則不進行向鑄模M之澆注。接著,澆注機4將表示不可推箱之可否推箱信號持續發送至線控制器6直至對澆注對象的鑄模M之澆注完成,並將澆注完成與表示可推箱之可否推箱信號發送至線控制器6。
接著,進行搬送步驟S08。與搬送步驟S02同樣,於搬送步驟S08中,線控制器6判定可否推箱,且於判定為可推箱之情形時,將推箱信號發送至搬送裝置5。接著,搬送裝置5於自線控制器6接收到推箱信號後,將各鑄箱F搬送1間距量,且於完成搬送後,將推箱完成信號發送至線控制器6。如此,使用鑄箱F之鑄物製造步驟結束。
如以上般,於鑄造系統1中,藉由造模機2製造鑄模M,藉由檢查裝置3檢查鑄模M。且,將芯體安裝於檢查結果正常之鑄模M,隨後,藉由澆注機4對安裝有芯體之鑄模M進行澆注。另,藉由搬送裝置5搬送複數個(於圖1中為19個)鑄箱F,且於各位置停有1個鑄箱F。且,線控制器6於造模區域(位置P1)、檢查區域(位置P5)、及澆注區域(位置P18)之處理結束後,以將各鑄箱F(鑄模M)移動至下一個位置之方式控制搬送裝置5。因此,並行進行對1個鑄箱F之造模步驟S01、對另一個鑄箱F之檢查步驟S03、進而對另一個鑄箱F之芯體安裝步驟S05、又進而對另一個鑄箱F之澆注步驟S07。
接著,參照圖7~圖13詳細地說明檢查步驟S03。圖7係顯示於圖6所示之檢查步驟中,由檢查裝置之控制器進行之一連串處理的流程圖。圖8係詳細地顯示圖7所示之圖像取得處理之流程圖。圖9係詳細地顯示圖7所示之檢查處理之流程圖。圖10係詳細地顯示去除圖9所示之脫模劑之反射之處理的流程圖。圖11係顯示圖案匹配模型之一例之圖。圖12係顯示檢查區域及遮蔽區域之一例之圖。圖13係顯示顯示圖像之一例之圖。
如圖7所示,於檢查步驟S03中,首先,控制器34使用攝像裝置31進行圖像取得處理(步驟S11)。於步驟S11之圖像取得處理中,控制器34使攝像裝置31拍攝以觀察用之照射模式照射光之鑄模M,藉此取得觀察用圖像,且使攝像裝置31拍攝以複數個檢查用之照射模式之各者照射光之鑄模M,藉此取得檢查圖像。
具體而言,如圖8所示,首先,控制器34選擇觀察用之照射模式(步驟S21)。接著,控制器34以點亮對應於選擇之照射模式之照明裝置(照明裝置35a~35f),熄滅其等以外之照明裝置(照明裝置35g~35j)之方式將切換指示輸出至切換器36(步驟S22)。藉此,以觀察用之照射模式對鑄模M照射光。接著,控制器34將攝像指示輸出至攝像裝置31(步驟S23)。攝像裝置31於自控制器34接收到攝像指示後,進行鑄模M之攝像並取得觀察用圖像。接著,攝像裝置31將取得之觀察用圖像輸出至控制器34。於觀察用之照射模式中,由於對鑄模M之表面整體均勻地照射光,故觀察用圖像成為具有自然外觀之鑄模M之圖像。
接著,控制器34自預先設定之複數個檢查用照射模式選擇1個照射模式(步驟S24)。檢查用照射模式之選擇順序為任意,亦可預先確定。接著,控制器34以點亮對應於選擇之照射模式之照明裝置,並熄滅其等以外之照明裝置之方式,將切換指示輸出至切換器36(步驟S25)。藉此,以選擇之照射模式對鑄模M照射光。照明裝置35c~35j由於係設置於攝像空間V之端,故對鑄模M之表面傾斜地照射光。因此,產生對應於鑄模M之表面凹凸形狀之陰影。接著,控制器34將攝像指示輸出至攝像裝置31(步驟S26)。攝像裝置31於自控制器34接收到攝像指示後,進行鑄模M之攝像並取得檢查圖像。接著,攝像裝置31將取得之檢查圖像輸出至控制器34。
接著,控制器34判定是否已選擇所有之照射模式(步驟S27)、於控制器34判定為未選擇所有照射模式之情形時(步驟S27:否(NO)),返回至步驟S24,並自未選擇之照射模式選擇下一個照射模式(步驟S24),並反覆步驟S25~步驟S27之處理。另一方面,於步驟S27中,控制器34判定為已選擇所有照射模式之情形時(步驟S27:是(YES)),結束圖像取得處理。
接著,控制器34進行檢查處理(步驟S12)。於步驟S12之檢查處理中,控制器34基於檢查圖像與預先設定之基準圖像,檢查鑄模M之外觀。基準圖像為藉由攝像裝置31拍攝正常之鑄模M而獲得之圖像。作為檢查處理之事前處理,進行基準圖像之登錄、及檢查參數之設定。檢查參數可由鑄造系統1之作業者設定及變更。作為檢查參數列舉例如圖案匹配模型、檢查區域、遮蔽區域、色調調整用區域、最小缺陷尺寸、及2值化閾值。
圖案匹配模型為用於基準圖像與檢查圖像之對位之圖像區域。如圖11所示,基於基準圖像Gref登錄圖案匹配模型Rpm。圖案匹配模型Rpm例如設定為矩形區域。
檢查區域為基準圖像及檢查圖像所含之圖像區域中成為檢查對象之圖像區域。檢查區域以外為檢查裝置3之檢查對象外。如圖12所示,對基準圖像Gref設定檢查區域Rd。檢查區域Rd設定為例如矩形區域。遮蔽區域為檢查區域中檢查對象外之區域。如圖12所示,遮蔽區域Rm設定於檢查區域Rd之範圍內。遮蔽區域Rm設定為例如矩形區域。
色調調整用區域為用於比較基準圖像與檢查圖像之色調之圖像區域。與圖案匹配模型同樣地對基準圖像設定色調調整用區域。最小缺陷尺寸為視為缺陷之最小尺寸。最小缺陷尺寸例如可以實際之大小(10 mm×10 mm等)設定,亦可以像素數設定。2值化閾值於將基準圖像與檢查圖像之差分2值化時使用。
於步驟S12之檢查處理中,如圖9所示,首先,控制器34選擇藉由步驟S11之圖像取得處理取得之複數個檢查圖像中之1個檢查圖像(第1檢查圖像),且選擇對於該檢查圖像之基準圖像(第1基準圖像)(步驟S31)。具體而言,控制器34選擇以與拍攝經選擇之檢查圖像時之照射模式相同之照射圖像照射光之正常鑄模M的基準圖像。
另,鑄模M之基準圖像依照鑄模M之種類預先登錄於控制器34。鑄模M之基準圖像進而依照射模式預先登錄於控制器34。可對1個照射模式登錄複數個基準圖像。於該情形時,控制器34自複數個基準圖像選擇與檢查圖像色調最接近之基準圖像。例如,控制器34針對檢查圖像與各基準圖像,對預先登錄之色調調整用區域,求出各像素之像素值之差分之均方根,並將該計算結果設為誤差。控制器34選擇複數個基準圖像中誤差最小之基準圖像。
接著,控制器34將基準圖像與檢查圖像對位(步驟S32)。有時因製造公差等引起之鑄箱F之大小、及搬送裝置5引起之鑄箱F之搬送精度等,導致基準圖像內之鑄模M之位置與檢查圖像內之鑄模M之位置偏移。因此,控制器34使用例如預先設定之圖案匹配模型(圖像區域),藉由圖案匹配算出基準圖像與檢查圖像之偏移量。接著,控制器34基於偏移量進行基準圖像與檢查圖像之對位。例如,控制器34藉由以偏移量變為0之方式使檢查圖像位移,而進行對位。
接著,控制器34自已對位之基準圖像擷取預先設定之檢查區域之圖像(以下簡稱為「基準圖像」),自已對位之檢查圖像擷取檢查區域之圖像(以下簡稱為「檢查圖像」)(步驟S33)。由於以下之處理不使用遮蔽區域之圖像,故控制器34可不擷取檢查區域中之遮蔽區域之圖像。
接著,控制器34使基準圖像及檢查圖像之色調一致(步驟S34)。具體而言,控制器34以基準圖像所含之所有像素之像素值之合計、與檢查圖像所含之所有像素之像素值之合計的差分減小之方式,算出檢查圖像之修正係數。例如,控制器34以使基準圖像所含之各像素之像素值與對應於該像素之檢查圖像所含之像素之像素值的差分之均方根(誤差)最小之方式算出修正係數。接著,控制器34藉由對檢查圖像所含之所有像素之像素值之各者乘以修正係數,而使檢查圖像之色調與基準圖像之色調一致。
接著,控制器34自檢查圖像去除脫模劑所致之反射(步驟S35)。於步驟S35中,如圖10所示,首先,控制器34將基準圖像分割成複數個區塊(步驟S51)。預先設定各區塊之尺寸。接著,控制器34針對複數個區塊各者,算出區塊所含之像素之像素值中之最大像素值(步驟S52)。
接著,控制器34自檢查圖像所含之像素選擇1個像素(步驟S53)。接著,控制器34擷取對應於所選擇像素之基準圖像之像素所包含之區塊之最大像素值(步驟S54)。接著,控制器34比較所選擇像素之像素值、與所擷取之最大像素值,判定所選擇像素之像素值是否大於所擷取之最大像素值(步驟S55)。控制器34於判定為所選擇像素之像素值大於所擷取之最大像素值之情形時(步驟S55:是),判定為脫模劑所致之反射產生,而以最大像素值置換所選擇像素之像素值(步驟S56)。藉此,自該像素去除反射。另一方面,控制器34於判定為所選擇像素之像素值為擷取之最大像素值以下之情形時(步驟S55:否),判定為脫模劑所致之反射未產生,故維持所選擇像素之像素值不變。
接著,控制器34判定是否已選擇所有之像素(步驟S57)。於控制器34判定為並非所有像素已被選擇之情形時(步驟S57:否),返回至步驟S53,並自未被選擇之像素選擇下一個像素(步驟S53),並反覆步驟S54~步驟S57之處理。另一方面,於步驟S57中控制器34判定為已選擇所有像素之情形時(步驟S57:是),結束去除脫模劑所致之反射之處理。
接著,控制器34基於基準圖像及檢查圖像,作成差分圖像(第1差分圖像)(步驟S36)。具體而言,控制器34算出基準圖像所含之各像素之像素值、與對應於該像素之檢查圖像之像素之像素值的差分,且於大於2值化閾值之情形時設為0(黑色),於2值化閾值以下之情形時設為1(白色),藉此作成差分圖像。即,差分圖像為2值圖像。控制器34可藉由自基準圖像之各像素值減去檢查圖像之各像素值而作成差分圖像,亦可藉由自檢查圖像之各像素值減去基準圖像之各像素值而作成差分圖像,又可作成兩者之差分圖像。
接著,控制器34自差分圖像去除雜訊(步驟S37)。控制器34使用例如濾波器自差分圖像去除雜訊。接著,控制器34粒子解析差分圖像(步驟S38)。控制器34藉由粒子解析算出差分圖像內之塊(斑點)之位置、面積、及長度等特徵量。此時,控制器34基於最小缺陷尺寸判定各塊是否為缺陷,且將判定為非缺陷之塊自差分圖像去除,藉此將剩餘之塊作為缺陷檢測出。控制器34將例如小於最小缺陷尺寸之0.5倍之塊判定為非缺陷。
接著,控制器34特定出疑似缺陷(步驟S39)。控制器34基於例如塊(缺陷)之顏色,自差分圖像所含之塊特定出疑似缺陷。於鑄模M產生缺損之情形時,有時於檢查圖像中成為陰影。於此種情形時,對應於塊之檢查圖像之圖像區域較周圍更暗。因此,控制器34藉由比較對應於塊之檢查圖像之圖像區域的顏色與其周圍之顏色,而判定塊是否為疑似缺陷。控制器34於上述圖像區域之顏色與其周圍之顏色同等、或較周圍更亮之情形時,將該塊作為疑似缺陷特定出。
又,控制器34亦可基於塊(缺陷)之輪廓形狀自差分圖像所含之塊特定出疑似缺陷。有時因光被鑄模M中之某部分反射,而將該部分誤檢測為缺陷。於此種情形時,由於該部分之輪廓形狀未變更,故控制器34藉由比較基準圖像之輪廓形狀、與檢查圖像之輪廓形狀而判定是否為疑似缺陷。具體而言,控制器34於對應於塊之基準圖像之圖像區域之輪廓形狀與對應於塊之檢查圖像之圖像區域之輪廓形狀相同之情形時,將該塊作為疑似缺陷特定出。
接著,控制器34作成部分缺陷圖像(步驟S40)。部分缺陷圖像為表示以1個照射模式檢測出之鑄模M之缺陷之圖像。具體而言,控制器34自差分圖像去除於步驟S39中特定出之疑似缺陷,藉此作成部分缺陷圖像。接著,控制器34判定是否已選擇所有檢查圖像(步驟S41)。於控制器34判定為並非所有檢查圖像已被選擇之情形時(步驟S41:否),返回至步驟S31,並自未被選擇之檢查圖像選擇下一個檢查圖像(第2檢查圖像),且選擇對於該檢查圖像之基準圖像(第2基準圖像)(步驟S31),並反覆步驟S32~步驟S41之處理。
另一方面,於步驟S41中,控制器34判定為已選擇所有檢查圖像之情形時(步驟S41:是),作成缺陷圖像(步驟S42)。缺陷圖像為表示藉由檢查裝置3檢測出之鑄模M缺陷之圖像。具體而言,控制器34藉由合成自各檢查圖像獲得之部分缺陷圖像(第1部分缺陷圖像、第2部分缺陷圖像)而作成缺陷圖像。即,控制器34將所有具有包含於各部分缺陷圖像之缺陷的圖像作成為缺陷圖像。
接著,控制器34進行輸出處理(步驟S13)。於步驟S13之輸出處理中,首先,控制器34基於缺陷圖像產生檢查結果。控制器34於例如缺陷圖像未包含缺陷之情形時,判定鑄模M正常,於缺陷圖像包含缺陷之情形時,判定鑄模M異常。接著,控制器34將表示鑄模M是正常還是異常之檢查結果輸出至線控制器6。接著,線控制器6將檢查結果記憶於鑄模管理表。又,控制器34可基於步驟S11中取得之觀察用圖像、與步驟S12中作成之缺陷圖像,作成用以向作業者顯示之顯示圖像。如圖13所示,控制器34可藉由於觀察用圖像Gc中,以矩形之框fd包圍與包含於缺陷圖像之缺陷所對應之圖像區域,而作成顯示圖像Gd。該顯示圖像Gd可於上述之芯體安裝步驟S05中,顯示於操作盤33之監視器。另,檢查結果之產生、及顯示圖像之作成亦可於步驟S12之檢查處理中進行。
如以上,於檢查步驟S03中,藉由沿著Z軸方向自上方拍攝以複數個檢查用之照射模式之各者照射光之鑄模M而取得檢查圖像,基於檢查圖像及基準圖像,檢查鑄模M之外觀。由於照明裝置35c~35j設置於攝像空間V之端,故於以檢查用之照射模式向鑄模M照射光之情形時,向鑄模M之表面傾斜照射光。因此,產生對應於鑄模M之表面凹凸形狀之陰影。即,藉由比較基準圖像與檢查圖像,而比較藉由向正常之鑄模M照射光而獲得之陰影、與藉由向檢查對象之鑄模M照射光而獲得之陰影。藉此,檢查裝置3檢測破裂、缺損及無用之突起(毛刺)等之鑄模M表面之缺陷。如此,根據檢查裝置3,可以2維圖像確認鑄模M之3維形狀。尤其於鑄模M之顏色為黑色之情形時,亦可識別鑄模M之模腔部與分模面。
接著,參照圖14及圖15(a)~圖15(c),說明鑄造系統1及檢查裝置3之作用效果。圖14係用以說明上段照射模式與中段照射模式之光之照射範圍差異的圖。圖15(a)係用以說明上段照射模式與中段照射模式之缺陷檢測差異的圖。圖15(b)係以上段照射模式照射光之鑄模之俯視圖。圖15(c)係以中段照射模式照射光之鑄模之俯視圖。
於鑄造系統1及檢查裝置3中,藉由以攝像裝置31沿著Z軸方向自上方拍攝以檢查用之照射模式之各者照射光之鑄模M而取得各檢查圖像。於檢查用之照射模式包含有上段照射模式與中段照射模式。例如,如圖14所示,藉由點亮照明裝置35d(第1照明裝置)而獲得之上段照射模式(設為「第1照射模式」)之光Lu自平面VP1之攝像空間V之後端照射於鑄模M。藉由點亮照明裝置35h(第2照明裝置)而獲得之中段照射模式(設為「第2照射模式」)之光Lm自平面VP2之攝像空間V之後端照射於鑄模M。照明裝置35d之位置(第1位置)與照明裝置35h之位置(第2位置)彼此不同,但於自Z軸方向觀察之情形時相互重疊。即,於第1照射模式與第2照射模式中,於自Z軸方向觀察時,雖對鑄模M自相同之方向(X軸方向)照射光,但光對於鑄模M之入射角不同。
於將凹部51a設置於鑄模M之表面(上表面)51之情形時,由於光Lm對於鑄模M之表面51之入射角大於光Lu之入射角,故光Lm幾乎不照射至凹部51a之底面51b。因此,於拍攝光Lm所照射之鑄模M而獲得之檢查圖像中,由於底面51b形成陰影,故無法進行底面51b之檢查。另一方面,由於光Lu對於鑄模M之表面51之入射角小於光Lm之入射角,故光Lu照射至凹部51a之底面51b。因此,於拍攝光Lu所照射之鑄模M而獲得之檢查圖像中,由於形成於底面51b之陰影之面積較小,故可進行底面51b之檢查。如此,可藉由使用設置於Z軸方向上互不相同之位置(高度)之2個照明裝置而減少鑄模M之表面51中之未照射光之部分。藉此,可擴大檢查範圍。
又,如圖15(a)及圖15(b)所示,於鑄模M之表面產生缺損52之情形時,由於光Lu對於鑄模M之表面之入射角小於光Lm之入射角,故藉由向缺損52照射光Lu而獲得之陰影52a較小。因此,於藉由拍攝光Lu所照射之鑄模M而獲得之檢查圖像中,有未將缺損52作為缺陷檢測出之虞。另一方面,如圖15(a)及圖15(c)所示,由於光Lm對於鑄模M之表面之入射角大於光Lu之入射角,故藉由向缺損52照射光Lm而獲得之陰影52b亦大於陰影52a。因此,於拍攝光Lm所照射之鑄模M而獲得之檢查圖像中,可將缺損52作為缺陷檢測出。如此,於鑄模M具有破裂、缺損及無用之突起(毛刺)等缺陷之情形時,可藉由照射不同入射角之光,而將該缺損之陰影之大小放大至可判定為缺陷之程度。藉此,可提高缺陷之檢測精度。基於以上可使鑄模M之檢查精度提高。
又,照明部32使用4個上段照射模式(第1照射模式、第3照射模式)自平面VP1之攝像空間V之前端、後端、左端及右端4個方向對鑄模M照射光。接著,控制器34藉由使攝像裝置31拍攝以各個上段照射模式照射光之鑄模M而取得各檢查圖像(第1檢查圖像、第3檢查圖像)。又,照明部32使用4個中段照射模式(第2照射模式、第4照射模式)自平面VP2之攝像空間V之前端、後端、左端及右端4個方向對鑄模M照射光。接著,控制器34藉由使攝像裝置31拍攝以各個中段照射模式照射光之鑄模M而取得各檢查圖像(第2檢查圖像、第4檢查圖像)。如上所述,照明裝置35d之位置與照明裝置35h之位置互不相同,但於自Z軸方向觀察時相互重疊。同樣地,照明裝置35c(第3照明裝置)之位置(第3位置)及照明裝置35g(第4照明裝置)之位置(第4位置)、照明裝置35e之位置及照明裝置35i之位置、以及照明裝置35f之位置及照明裝置35j之位置分別互不相同,但於自Z軸方向觀察時相互重疊。如此,由於自Z軸方向觀察之4個方向,且於Z軸方向上不同之位置(高度)向鑄模M照射光,故擴大檢查範圍,且可使缺陷之檢測精度提高。其結果,可使鑄模M之檢查精度進一步提高。
因光對於鑄模M之照射方向、及光對於鑄模M之入射角等,而有於鑄模M產生之陰影、及鑄模M表面之亮度分佈等不同之情況。若使用以與拍攝檢查圖像時之照射模式不同之照射模式照射光之正常鑄模M之基準圖像進行檢查,則將本來非缺陷之部分作為缺陷誤檢測出之可能性提高。於鑄造系統1及檢查裝置3中,由於比較檢查圖像、與以與拍攝該檢查圖像時之照射模式相同之照射模式照射光之正常鑄模M之基準圖像,故可減低誤檢測出缺陷之可能性。其結果,可使對象物之檢查精度進一步提高。
又,藉由比較檢查圖像與對應於該檢查圖像之基準圖像而作成部分缺陷圖像,藉由合成自各檢查圖像獲得之部分缺陷圖像而作成缺陷圖像。由於缺陷圖像全部具有包含於各部分缺陷圖像之缺陷,故可獲得包含各個照射模式中無法檢測之缺陷之缺陷圖像。
可僅以點亮照明裝置35c~35j之任一者,且熄滅其他照明裝置而獲得檢查用之各照射模式。如此,可將用以產生照射模式之控制及構造簡化。
攝像裝置31設置於殼體30之頂壁中央,並自上方拍攝鑄模M。因此,可以1台攝像裝置31拍攝鑄模M之全面。又,可設置複數台攝像裝置31。於該情形時,可藉由提高各攝像裝置31之像素解析能而進一步檢測較小之缺陷。
於對1個照射模式登錄複數個基準圖像之情形時,控制器34自複數個基準圖像選擇與檢查圖像之色調最接近之基準圖像。起因於鑄模M之狀態、照明部32(照明裝置35c~35j)之狀態、及攝像裝置31之狀態等,而有即使拍攝相同之鑄模M,所拍攝之圖像之色調亦不同之情形。若使用與檢查圖像色調不同之基準圖像進行檢查,則將本來非缺陷部分誤檢測為缺陷之可能性提高。於鑄造系統1及檢查裝置3中,由於使用具有與檢查圖像最接近之色調之基準圖像,故可減低誤檢測缺陷之可能性。其結果,可使鑄模M之檢查精度進一步提高。
檢查裝置3具備:殼體30,其收納攝像裝置31及照明部32。照明部32向配置於殼體30內之鑄模M照射光。因此,可減低將來自與照明部32(照明裝置35a~35j)不同光源之光照射於鑄模M之可能性。藉此,由於可減少外部環境對檢查造成之影響,故可使鑄模M之檢查精度進一步提高。
於製造鑄模M時,有時使用脫模劑。若脫模劑殘存於鑄模M表面,則有因脫模劑而反射光之可能性。因該反射之影響,於檢查圖像中,有鑄模M中之殘存有脫模劑之部分的亮度(像素值)增大之情況。藉此,有將該部分檢測為缺陷之可能性。相對於此,控制器34藉由自檢查圖像去除脫模劑所致之反射,並基於去除反射後之檢查圖像與基準圖像,檢測鑄模M之外觀,故可減低缺陷之誤檢測。
如上所述,於鑄模M之表面產生光之反射之情形時,有將該部分檢測為缺陷之可能性。控制器34根據檢查圖像之該部分之顏色、及輪廓形狀等特徵量,判定是否產生反射,並將產生反射之部分作為疑似缺陷自差分圖像去除。藉此,可減低缺陷之誤檢測。
又,線控制器6以不向檢查結果表示異常之鑄模M進行澆注之方式控制澆注機4。即使對具有缺陷之鑄模M進行澆注,亦製造出具有缺陷之鑄物。因此,藉由不對檢查結果表示異常之鑄模M進行澆注,可減低鑄物之不良率,可使鑄物之生產效率提高。
操作盤33之監視器顯示檢查結果。因此,可使停留於芯體安裝場W之作業者辨識鑄模M之檢查結果。藉此,作業者可進行對應於檢查結果之作業。例如,作業者可對檢查結果表示正常之鑄模M安裝芯體,而不對檢查結果表示異常之鑄模M安裝芯體。又,作業者只要確認顯示於監視器之檢查結果即可,由於無須目測確認鑄模M之缺陷,故可集中於芯體之安裝作業。
另,本揭示之檢查裝置及鑄造系統不限定於上述實施形態。
例如,利用檢查裝置3之外觀檢查之對象物不限定於鑄模M。作為對象物可為鑄物、及造模用圖案(模具)。
鑄造系統1可不具備造模機2。於該情形時,搬送裝置5將藉由外部之造模機製造之鑄模M經由檢查裝置3搬送至澆注機4。又,鑄造系統1亦可不具備澆注機4。於該情形時,搬送裝置5將藉由檢查裝置3檢查之鑄模M搬送至外部澆注機。
照明部32可不具備複數個照明裝置。例如,照明部32可具備能移動1個照明裝置之機構,且藉由使照明裝置移動而以各照射模式將光照射至鑄模M。於該情形時,可減少照明裝置之數量,且無須切換器36。照明部32可不以觀察用之照射模式照射光,亦可不具備觀察用之照明裝置。
又,照明部32除上段照射模式、及中段照射模式以外,亦可進而以不同之1個以上高度之照射模式照射光。例如,照明部32可進而具備配置於與平面VP1及平面VP2不同之與Z軸方向交叉(正交)之假想平面之照明裝置。於該情形時,可進而減低鑄模M表面中未照射光之部分。藉此,可進一步擴大檢查範圍。
又,設置於各平面之照明裝置之數量不限定於4個。可藉由增加各平面之照明裝置之數量,而使缺陷之檢測精度進一步提高。只要供設置照明裝置之與Z軸方向交叉之平面數量為2個以上,且設置於各平面之照明裝置之數量為1個以上即可。例如,照明部32可具備照明裝置35c及照明裝置35g、照明裝置35d及照明裝置35h、照明裝置35e及照明裝置35i、以及照明裝置35f及照明裝置35j中之僅任意1組,亦可具備2組,又可具備3組。
如圖16所示,照明部32亦可替代照明裝置35g~35j,而具備升降裝置37。升降裝置37為使照明裝置35c~35f沿著Z軸方向升降之裝置。於該情形時,殼體30可不具備安裝構件47a~47d。安裝構件46a~46d可沿著Z軸方向移動地安裝於柱構件43a~43d。即,升降裝置37藉由使安裝構件46a~46d沿著Z軸方向移動,而使照明裝置35c~35f升降。另,於圖16中,為了說明之方便起見,升降裝置37連接於安裝構件46b,但亦可連接於安裝構件46a、46c、46d。
升降裝置37接收來自控制器34之升降指示使照明裝置35c~35f升降。例如,於以上段照射模式照射光之情形時,升降裝置37以將照明裝置35c~35f配置於平面VP1上之方式調整照明裝置35c~35f之高度。於以中段照射模式照射光之情形時,升降裝置37以將照明裝置35c~35f配置於平面VP2上之方式調整照明裝置35c~35f之高度。於該構成中,可減少照明裝置之數量。
又,升降裝置37以將照明裝置35c~35f配置於與平面VP1及平面VP2不同之與Z軸方向交叉(正交)之假想平面上之方式調整照明裝置35c~35f之高度。藉由使照明裝置35c~35f升降,可不增加照明裝置之數量,而產生各種高度之照射模式。
有作業者確認檢查裝置3之檢查結果為異常之鑄模M,然而實際上正常,檢查裝置3檢測出之缺陷為疑似缺陷之情形。於此種情形時,可藉由作業者操作操作盤33,將判定為異常之鑄模M之檢查圖像追加登錄於基準圖像。藉此,由於可抑制同樣之誤檢測,故可使檢查精度進一步提高。
又,線控制器6可將鑄模M之造模條件及鑄模M造模時之砂性狀之至少任一者與各鑄模M之鑄模資訊進一步建立對應並記憶於鑄模管理表。作為造模條件,列舉曝氣壓力、擠壓壓力及脫模劑之噴霧時間等。作為砂性狀列舉緊實度(CB)值及水分%值等。線控制器6分析蓄積於鑄模管理表之複數個鑄模M之鑄模資訊,得出檢查結果與造模條件之相關性。鑄模資訊之分析係使用例如決策樹狀分析等之機械學習。
線控制器6可藉由分析取得與檢查結果表示正常之鑄模M具有相關性之造模條件,並以依取得之造模條件進行造模之方式控制造模機2。具體而言,線控制器6將指定與正常之檢查結果具有相關性之造模條件之信號發送至造模機2。於該情形時,可使鑄模M之製造精度提高。其結果,可使鑄物之生產效率提高。
檢查裝置3可針對檢查結果為異常之鑄模M,將缺陷位置發送至線控制器6。線控制器6可統計處理缺陷位置,並進行鑄模資訊之分析。線控制器6可對例如鑄模M之異常、及脫模劑之塗布位置之變更等使用缺陷位置之處理結果。
線控制器6可藉由分析取得與檢查結果表示正常之鑄模M具有相關性之砂性狀,並以依取得之砂性狀進行造模之方式控制造模機2。具體而言,線控制器6將指定與正常之檢查結果具有相關性之砂性狀之信號發送至造模機2。於該情形時,可使鑄模M之製造精度提高。其結果,可使鑄物之生產效率提高。
另,解析之結果有發現複數個造模條件與正常之檢查結果具有相關性之情況。同樣地,有發現複數個砂性狀與正常之檢查結果具有相關性之情況。於此種情形時,線控制器6可將指定與正常檢查結果之相關性最高之造模條件及砂性狀之信號發送至造模機2。
於以檢查裝置3之檢查結果為正常之鑄模M製造之製品(鑄物)不良之情形時,在採取不良對策時,無須考慮造模步驟S01中產生之要因。因此,由於可設想造模步驟S01以後產生了不良而採取不良對策,故較先前可縮短採取不良對策所需之時間。
1‧‧‧鑄造系統
2‧‧‧造模機
3‧‧‧檢查裝置
4‧‧‧澆注機
5‧‧‧搬送裝置
6‧‧‧線控制器
30‧‧‧殼體
31‧‧‧攝像裝置
32‧‧‧照明部
33‧‧‧操作盤
34‧‧‧控制器
35a~35j‧‧‧照明裝置
36‧‧‧切換器
37‧‧‧升降裝置
41‧‧‧箱體
42‧‧‧蓋部
42a~42e‧‧‧蓋構件
42f‧‧‧開口
42g‧‧‧開口
42h‧‧‧擋板構件
42i‧‧‧擋板構件
43a~43d‧‧‧柱構件
44a~44f‧‧‧連結構件
45a‧‧‧安裝構件
45b‧‧‧安裝構件
46a~46d‧‧‧安裝構件
47a~47d‧‧‧安裝構件
48‧‧‧安裝構件
51‧‧‧表面
51a‧‧‧凹部
51b‧‧‧底面
52‧‧‧缺損
52a‧‧‧陰影
52b‧‧‧陰影
F‧‧‧鑄箱
fd‧‧‧框
Gc‧‧‧觀察用圖像
Gd‧‧‧顯示圖像
Gref‧‧‧基準圖像
Lm‧‧‧光
Lu‧‧‧光
M‧‧‧鑄模(對象物)
P1~P19‧‧‧位置
Rd‧‧‧檢查區域
Rm‧‧‧遮蔽區域
Rpm‧‧‧圖案匹配模型
S01~S08‧‧‧步驟
S11~S13‧‧‧步驟
S21~S27‧‧‧步驟
S31~S42‧‧‧步驟
S51~S57‧‧‧步驟
V‧‧‧攝像空間
VP1‧‧‧平面(第1平面)
VP2‧‧‧平面(第2平面)
W‧‧‧芯體安裝場
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向
圖1係概略性顯示一實施形態之包含檢查裝置之鑄造系統之構成圖。 圖2係顯示鑄模管理表之一例之圖。 圖3係概略性顯示圖1所示之檢查裝置之構成圖。 圖4(a)係概略性顯示圖3所示之檢查裝置之殼體外觀的立體圖。圖4(b)係用以說明圖3所示之攝像裝置及照明裝置之配置之圖。 圖5係概略性顯示檢查區域之周邊之立體圖。 圖6係顯示圖1所示之鑄造系統之鑄物之製造步驟的步驟圖。 圖7係顯示於圖6所示之檢查步驟中,檢查裝置之控制器進行之一連串處理的流程圖。 圖8係詳細地顯示圖7所示之圖像取得處理之流程圖。 圖9係詳細地顯示圖7所示之檢查處理之流程圖。 圖10係詳細地顯示去除圖9所示之脫模劑之反射之處理的流程圖。 圖11係顯示圖案匹配模型之一例之圖。 圖12係顯示檢查區域及遮蔽區域之一例之圖。 圖13係顯示顯示圖像之一例之圖。 圖14係用以說明上段照射模式與中段照射模式之光之照射範圍之差異的圖。 圖15(a)係用以說明上段照射模式與中段照射模式之缺陷檢測之差異的圖。圖15(b)係以上段照射模式照射光之鑄模之俯視圖。圖15(c)係以中段照射模式照射光之鑄模之俯視圖。 圖16係用以說明照明部之變化例之圖。
Claims (15)
- 一種檢查裝置,其係檢查對象物之外觀者,且具備: 攝像裝置,其自第1方向拍攝上述對象物; 照明部,其以自第1位置照射光之第1照射模式及以自與上述第1位置不同之第2位置照射光之第2照射模式,向上述對象物照射光;及 控制器,其藉由使上述攝像裝置拍攝以上述第1照射模式照射光之上述對象物而取得第1檢查圖像,藉由使上述攝像裝置拍攝以上述第2照射模式照射光之上述對象物而取得第2檢查圖像,並基於上述第1檢查圖像、上述第2檢查圖像、及預先設定之基準圖像而檢查上述對象物之外觀;且 上述第1位置與上述第2位置於自上述第1方向觀察時相互重疊。
- 如請求項1之檢查裝置,其中上述照明部具備:第1照明裝置,其設置於上述第1位置;及第2照明裝置,其設置於上述第2位置。
- 如請求項1之檢查裝置,其中上述照明部具備:第1照明裝置;及升降裝置,其使上述第1照明裝置沿著上述第1方向升降。
- 如請求項1至3中任一項之檢查裝置,其中上述照明部進而以自第3位置照射光之第3照射模式、與自與上述第3位置不同之第4位置照射光之第4照射模式向上述對象物照射光,且 上述控制器藉由使上述攝像裝置拍攝以上述第3照射模式照射光之上述對象物而取得第3檢查圖像,藉由使上述攝像裝置拍攝以上述第4照射模式照射光之上述對象物而取得第4檢查圖像,並進而基於上述第3檢查圖像及上述第4檢查圖像而檢查上述對象物之外觀;且 上述第3位置與上述第4位置於自上述第1方向觀察時相互重疊, 上述第1位置及上述第3位置為與上述第1方向交叉之第1平面上之互不相同之位置, 上述第2位置及上述第4位置為與上述第1方向交叉之第2平面上之互不相同之位置。
- 如請求項4之檢查裝置,其中上述照明部具備:第3照明裝置,其設置於上述第3位置;及第4照明裝置,其設置於上述第4位置。
- 如請求項1至5中任一項之檢查裝置,其中上述控制器藉由比較上述第1檢查圖像與對上述第1照射模式預先設定之第1基準圖像,而作成表示以上述第1照射模式檢測出之上述對象物之缺陷的第1部分缺陷圖像, 上述控制器藉由比較上述第2檢查圖像與對上述第2照射模式預先設定之第2基準圖像,而作成表示以上述第2照射模式檢測出之上述對象物之缺陷的第2部分缺陷圖像,且 上述控制器基於上述第1部分缺陷圖像及上述第2部分缺陷圖像,作成表示上述對象物缺陷之缺陷圖像。
- 如請求項6之檢查裝置,其中上述控制器將預先設定之複數張圖像中具有與上述第1檢查圖像之色調最接近之色調之圖像選擇為上述第1基準圖像。
- 如請求項6或7之檢查裝置,其中上述控制器基於上述第1基準圖像及上述第1檢查圖像產生第1差分圖像,並基於解析上述第1差分圖像而獲得之缺陷中之上述缺陷所對應之上述第1檢查圖像之圖像區域的特徵量而特定出疑似缺陷,並自上述第1差分圖像去除上述疑似缺陷,藉此作成上述第1部分缺陷圖像。
- 如請求項1至8中任一項之檢查裝置,其中進而具備: 殼體,其收納上述攝像裝置及上述照明部;且 上述照明部向配置於上述殼體內之上述對象物照射光。
- 如請求項1至9中任一項之檢查裝置,其中上述對象物為鑄模,且 上述控制器自上述檢查圖像去除脫模劑之反射,並基於去除上述反射後之上述檢查圖像與上述基準圖像,檢查上述鑄模之外觀。
- 一種鑄造系統,其係用以製造鑄物者,且具備: 如請求項1至10中任一項之檢查裝置; 搬送裝置,其經由上述檢查裝置,自製造鑄模之造模機將上述鑄模搬送至使熔液流入至上述鑄模之澆注機;及 線控制器,其控制上述鑄造系統;且 上述檢查裝置將藉由上述搬送裝置搬送之上述鑄模作為上述對象物而檢查,並將檢查結果輸出至上述線控制器。
- 如請求項11之鑄造系統,其中上述線控制器以不向上述檢查結果表示異常之上述鑄模進行澆注之方式控制上述澆注機。
- 如請求項11或12之鑄造系統,其中進而具備顯示上述檢查結果之顯示裝置。
- 如請求項11至13中任一項之鑄造系統,其中上述線控制器記憶將上述檢查結果與上述鑄模之造模條件建立對應之鑄模資訊,藉由分析上述鑄模資訊而取得與上述檢查結果表示正常之上述鑄模具有相關性之上述造模條件,並以依取得之上述造模條件進行造模之方式控制上述造模機。
- 如請求項11至13中任一項之鑄造系統,其中上述線控制器記憶將上述檢查結果與上述鑄模造模時之砂性狀建立對應之鑄模資訊,藉由分析上述鑄模資訊而取得與上述檢查結果表示正常之上述鑄模具有相關性之上述砂性狀,並以依取得之上述砂性狀進行造模之方式控制上述造模機。
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