WO2018012192A1 - 検査方法、検査・通知方法、該検査方法を含む製造方法、検査装置及び製造装置 - Google Patents

検査方法、検査・通知方法、該検査方法を含む製造方法、検査装置及び製造装置 Download PDF

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WO2018012192A1
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inspection
pattern
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board
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健造 安江
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吉野石膏株式会社
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection
    • G06T7/001Industrial image inspection using an image reference approach

Definitions

  • the present invention relates to an inspection method for inspecting a plate-shaped object to be inspected, an inspection / notification method, a manufacturing method for a plate having a pattern including the inspection method, an inspection apparatus, and a manufacturing apparatus for a plate having a hole-like recess pattern. .
  • the surface of the product after processing has various forms and patterns, and it was a heavy burden on the workers when visually inspecting the surface of the processed plate for defects.
  • the processed product surface has a complicated pattern, etc., it may not be possible to discriminate between pattern variations or patterns and scratches by visual confirmation, so defective products are completely removed. In some cases, defective products may be mixed after manufacturing. Therefore, even a complicated pattern is desired to be inspected by a machine.
  • Patent Document 1 an inspection apparatus that inspects an inspection object having a vertical pattern which is a grayscale image by image processing has been proposed.
  • the pattern detected by the inspection apparatus described above is foreign object detection for a regular vertical pattern, and the pattern of the inspection object to be detected is limited. In addition, this inspection apparatus does not detect variations in the pattern itself.
  • an object of the present invention is to provide an inspection method capable of improving the inspection efficiency regardless of the pattern of the inspection object.
  • an inspection method for inspecting a plate-shaped inspection object having a pattern an imaging step of capturing an image of an inspection surface of the inspection object, and imaging
  • the original image obtained in the step is used to create an image in which a gradation is digitized into binary or ternary values by setting a threshold value, and using the image created in the digitization step.
  • a determination step of determining an inspection object is provided.
  • the inspection efficiency can be improved regardless of the pattern of the inspection object.
  • 1 is a schematic perspective view of a processing / inspection system according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic front view of an inspection system.
  • Defect detection example 1 Defect detection example 2
  • the processing and inspection system concerning a 2nd embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a processing / inspection system (manufacturing apparatus) 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the outline of the inspection apparatus 10 of FIG. 1 and the flow of inspection steps around the inspection apparatus 10.
  • the plate member conveyed and inspected in the present invention is, for example, a gypsum board.
  • the gypsum board is formed into a long plate by baking, molding, and drying gypsum, which is a raw material, and then the pattern is processed. Moreover, you may affix a resin sheet etc. on the surface of a gypsum board.
  • the gypsum board manufactured in this way is used as an interior material such as a ceiling or a wall.
  • the thickness of the gypsum board to be processed is, for example, 9.5 mm, 12.5 mm, 15 mm, or 21 mm.
  • the size of the plasterboard to be processed is, for example, 910 mm ⁇ 1820 mm (3 ⁇ 6), 910 mm ⁇ 2420 mm (3 ⁇ 8), 910 mm ⁇ 2730 mm (2 ⁇ 9), 910 mm ⁇ 910 mm (3 It is assumed that it is 455 mm x 910 mm (1.5 x 3).
  • the thickness and size of the gypsum board to which the present invention is applied may be any, but in the following embodiment, a case of 455 mm ⁇ 910 mm (1.5 ⁇ 3) will be described.
  • the processing / inspection system 1 includes a press device 30, a paint coating device 40, an inspection device 10, a notification device 60, and a sorting table (sorting) as a processing step after plate formation in manufacturing a long gypsum board. Stand) 70.
  • the gypsum board formed by firing, molding, and drying is cut (cut) to a predetermined length by a cutting device (not shown).
  • the size of the board B1 after cutting (hereinafter referred to as a predetermined size board) is, for example, 1.5 ⁇ 3.
  • the pattern of the gypsum board (patterned board) B3 which is an object to be inspected, used in the present embodiment has a number of fine pores on the surface of white or a light color (cream, gray, etc.). Suppose that it is a travertine pattern with a hollow.
  • the cut predetermined dimension board B1 is carried as a processing object to the press device 30 which is a processing device (pressing device, patterning device).
  • the pressing device 30 includes a planar pressing press 31, a pressing unit 32, and a support base 33. Details of the press device 30 will be described later with reference to FIG.
  • the pressing device 30 forms a large number of fine hole-like depressions with a travertine pattern on the surface of the predetermined dimension board B1 by pressing the surface on which the specific irregularities are formed on the predetermined dimension board B1 that is the object to be processed. .
  • the board (irregular board) B2 in which the hole-like depression is formed is conveyed to the coating material application device 40.
  • the paint applied by the paint application device (paint application device) 40 is, for example, paint.
  • the color of the paint is preferably white or a color having a high lightness close to white.
  • the coating material application device 40 includes, for example, an application roller 42, a doctor roller 41, a supply unit 43, a supply tube 44, and the like.
  • the supply tube 44 supplies paint to the supply unit 43, and the supply unit 43 supplies the paint upward between the doctor roller 41 and the application roller 42.
  • the doctor roller 41 adjusts the amount of paint on the surface of the application roller 42, and the application roller 42 applies paint to the surface of the uneven board B2.
  • the supply unit 43 extends in the same direction as the axial direction of the application roller 42. Since the uneven board B2 is applied with the contact with the outer peripheral surface of the application roller 42, it can be applied so that the paint does not enter the hole provided in the uneven board B2.
  • the board B3 with a pattern to which the paint has been applied is conveyed to the inspection apparatus 10 and becomes an inspection object of the inspection apparatus 10. Details of the inspection apparatus 10 will be described later with reference to FIGS.
  • the patterned board B3 is processed (chamfered) by the chamfering device 50 at the end of the patterned board B3.
  • the chamfering device 50 includes left and right chamfering members 51 and 52, which are installed on the outer side (end portion) in the width direction with respect to the transport direction, and are parallel to the transport direction of the patterned board B ⁇ b> 3.
  • Chamfer edges take corners at edges).
  • the corner portion is cut and processed into a shape such as a square surface or a round surface to obtain a finished board (processed board) B4.
  • the chamfering device 50 is illustrated as being disposed at the subsequent stage of the inspection apparatus 10, but the chamfering apparatus 50 may be disposed at the subsequent stage of the coating material application apparatus 40, and thus the inspection apparatus 10. It may be provided in the previous stage. Alternatively, a plurality of chamfering devices 50 may be provided at the front stage and the rear stage of the inspection apparatus 10 so as to perform chamfering step by step.
  • the chamfered board B4 is conveyed to the sorting table 70.
  • a non-defective product transfer device 85 is provided for transporting to a shipping process for performing packing and packing work to a delivery destination.
  • the non-defective product transfer device 85 is a transfer device that transfers a board (good product board) B5c determined to be non-defective among the processed boards (finished boards) B4 to the next process.
  • FIG. 2 it may be sorted by an automatic sorting unit 86 and may be moved outside the production line (for example, a stack cart 91) by a defective product discharge transfer device 87.
  • the defective product discharge transfer device 87 is inclined downward toward the downstream side, and the defective product board B5d is transferred to the box-shaped stack cart 91 by transferring the defective product board B5d determined to be defective. Drop it.
  • the conveyance device 80 includes, for example, a conveyance belt, a conveyance roller, a conveyance support unit, a position regulating member, a direction changing member, and the like.
  • each conveyor belt carries a board by being rotated around a conveyor roller to which a driving force is applied.
  • the direction change member changes the direction in a direction different from the direction of the board to be moved by the conveyance belt (for example, 90 °), and conveys the board.
  • the transport belt, the transport roller, and the direction changing member are appropriately supported by a support member.
  • the transport device 80 may further be provided with a position restricting member such as a restricting roller for guiding the transport of the board.
  • the transport device 80 includes a pre-press transport device 81, as shown in FIG.
  • a post-press transfer device 82, a pre-inspection transfer device 83, and a post-inspection transfer device 84 are included. Further, each device is provided with a transport device for executing the operation of each process.
  • FIG. 3 is a perspective view of the inspection apparatus
  • FIG. 4 is a side view of the inspection apparatus and the chamfering apparatus.
  • the inspection apparatus 10 includes an imaging unit 11, an illumination unit 16, and an inspection control unit 19 (see FIGS. 2 and 5).
  • the imaging unit 11 and the illumination unit 16 are supported from above by a support member 18 and the like.
  • the image pickup means 11 takes a picture of the board B3 with a pattern, which is a plate-like inspection object, from above (creates an image).
  • the image pickup means 11 is a camera module including a semiconductor image pickup device such as a CMOS sensor or a CCD sensor, for example.
  • the imaging operation means an operation until reading of electric charges generated according to imaging light received by each pixel (in this example, reflected light from the patterned board B3).
  • CMOS is an abbreviation for “Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor”.
  • CCD is an abbreviation for “Charge Coupled Device”.
  • the illumination unit 16 irradiates the surface of the patterned board B3 when the imaging unit 11 captures an image of the surface of the patterned board B3.
  • the lighting is arranged as follows.
  • lighting means 16 are provided with paired lighting lamps 161 and 162 above two opposite sides of the patterned board B3.
  • Illuminating lamps 161 and 162 are, for example, fluorescent lamps, LED (Light Emitting Diode) lamps, tungsten lamps, halogen lamps, and xenon lamps, as shown in FIG. It extends substantially parallel along the direction.
  • reflectors that reflect light emitted from the illumination lamps 161 and 162 are provided, respectively.
  • the respective reflectors 163a and 164a provided on the inner side of the paired illumination lamps 161 and 162 extend substantially vertically downward, and the patterned board Provided substantially vertically above two opposite sides of B3.
  • the reflecting plates 163a and 164a By providing the reflecting plates 163a and 164a, the light emitted from the illumination lamps 161 and 162 is prevented from directly hitting the inspection surface (front surface) of the patterned board B3 which is a plate-like inspection object.
  • the brightness of the image obtained by imaging the board B3 with the pattern can be made uniform regardless of the characteristics of the CCD camera as the imaging means 11. it can.
  • the fine roughness on the surface of the board B3 with a pattern in the image of the imaging region (photographed image) can be evenly blown by light. Therefore, fine roughness is excluded from detection, and only defects having a predetermined threshold value or more can be detected, so that the inspection accuracy can be improved. It should be noted that by adjusting the amount of light applied to the board, it is possible to adjust the depth and size of the fine roughness that is skipped by light and excluded from the detection target.
  • the light amount adjusting means (light amount adjusting unit) 17 of the illumination lamps 161 and 162 is provided so that the surface can be appropriately irradiated. It is preferable.
  • an inspection control unit 19 that performs image processing on the original image obtained by the imaging unit 11 and makes a determination is connected to the imaging unit 11.
  • the light amount adjusting means 17 may be provided in the inspection control unit 19 or may be adjusted manually.
  • FIG. 5 shows a control block diagram of the entire processing / inspection system 1 including the inspection apparatus 10. As shown in FIG. 5, the inspection control unit 19 of the inspection apparatus 10 is a part of the entire control system 100 (see FIG. 2).
  • a control system 100 that controls the entire processing / inspection system 1 according to the present invention includes a system controller 101 and a press device control unit 300, an inspection device control unit 110, and a notification control unit that control each device in addition to the inspection control unit 19. 600, a conveyance control unit 800, and the like.
  • the control system 100 is a kind of computer, and includes a processor (system controller 101) such as a CPU or ASIC, a storage device such as RAM, ROM, NVRAM, or HDD, and a communication unit such as a network interface.
  • a processor such as a CPU or ASIC
  • a storage device such as RAM, ROM, NVRAM, or HDD
  • a communication unit such as a network interface.
  • CPU is an abbreviation for “Central Processing Unit”.
  • ROM is an abbreviation for “Read Only Memory”.
  • RAM is an abbreviation for “Random Access Memory”.
  • NVRAM is an abbreviation for “Non-Volatile RAM”.
  • the inspection control unit 19 in the inspection apparatus 10 will be described with reference to FIG.
  • the inspection control unit (inspection control means) 19 of the inspection apparatus 10 is provided with an image processing unit 12, a determination unit 13, a determination result storage unit 14, an output unit 15, and the like.
  • the image processing unit 12 is, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and is responsible for generating, regenerating, and updating the inspection image.
  • the image processing unit 12 includes an original image generation unit 121, a pattern clarification unit 122, a position correction unit 123, a digitization unit 124, and the like.
  • each of the units 121 to 124 of the image processing unit 12 is realized as software in one ASIC.
  • some or all of the original image generation unit 121, the pattern clarification unit 122, the position correction unit 123, and the digitization unit 124 may be realized by hardware (for example, each is provided with an AISC).
  • the pattern clarification unit 122 clarifies the pattern part by detecting a boundary (edge) between the pattern part and the non-part of the captured image based on a change in shading of the captured image, which is generally called edge detection. For example, there is a method in which a portion where a change in shading is large is regarded as a boundary, and a method in which a dark portion having a certain value or more is regarded as a pattern by setting a threshold value for shading.
  • the position correction unit 123 corrects the positional deviation based on the pattern portion clarified by the pattern clarification unit 122. Specifically, the position correction unit 123 finds various patterns such as correction by pattern search, specifically, a characteristic part of the pattern in the reference image from the captured image and correcting the X axis, the Y axis, and the angle ⁇ . Means can be used.
  • the digitizing unit 124 digitizes the pattern according to the degree of the color. For example, if a pattern is composed of a single color (a two-color configuration of a pattern portion and a portion that is not in the patterned board B3 that is the object to be inspected), the pattern can be easily quantified according to the degree of shading and complicated. It does not require a complicated calculation process. Binarization (binarization) can also be performed by setting a threshold value to the derived numerical value. Alternatively, when a logo or the like is printed in addition to the pattern, it can be ternized (trinized) by setting a threshold value.
  • each of the determination units 131 and 132 of the determination unit 13 is realized by software in one ASIC, one or both of the pattern determination unit 131 and the defect determination unit 132 are implemented by hardware (for example, Each may be realized by providing an AISC).
  • the pattern determination unit (pattern determination unit) 131 compares the ratio of each numerical value and a reference image (non-defective image) corresponding to a good non-defective board based on the numerical value derived by the digitizing unit 124 (difference extraction). The pass / fail is determined by the above.
  • the defect determination unit (defect determination means) 132 detects scratches / dirt etc. as defects by comparison (difference extraction) with a reference image serving as a comparison reference for inspection, and determines pass / fail.
  • an inspection program that performs operations corresponding to image processing, determination, and the like using the acquired image of the board B3 with a pattern is stored in the storage device of the control system 100. These inspections are realized by the system controller (CPU) 101 operating in accordance with this inspection program.
  • this inspection program may be provided by being recorded in a computer-readable recording medium such as a CD-ROM or a flexible disk (FD) as an installable or executable file. Further, the program may be provided by being recorded on a computer-readable recording medium such as a CD-R, a DVD, a Blu-ray disc (registered trademark), or a semiconductor memory. DVD is an abbreviation for “Digital Versatile Disk”.
  • the inspection program may be provided by being installed via a network such as the Internet. Further, the inspection program may be provided in whole or in part by being incorporated in advance in a ROM or the like in the device (for example, the imaging unit 11).
  • a reference non-defective board used for comparison by the defect determination unit 132 is captured in advance, and a reference image subjected to image processing is stored in advance.
  • data such as the master image storage unit 133 and the determination result storage unit 14 may be stored together in a storage device such as a RAM, ROM, NVRAM, or HDD.
  • the result determined by the determination unit 13 is stored in the determination result storage unit 14 so that it can be confirmed later, and also via the output unit 15, the notification control unit 600 and the press apparatus control unit 300. Etc.
  • control system 100 that controls the entire processing / inspection system 1 according to the embodiment of the present invention includes the system controller 101 and each device in addition to the inspection control unit 19 as shown by a dotted line in FIG. Control units 300, 400, 110, 600, 800, etc. are provided. Although omitted in FIG. 5, the control system 100 may further include a chamfering device control unit and the like.
  • the press device control unit 300 controls the press device 30.
  • the paint application device control unit 400 controls the paint application device 40.
  • the inspection device control unit 110 adjusts various settings and the like in the inspection device 10.
  • a chamfering device control unit (not shown) adjusts the width of the end portion of the board to be chamfered and the type of chamfering (corner shape, etc.) in the chamfering device 50.
  • the conveyance control unit 800 controls conveyance by the conveyance device 80.
  • the press amount control unit 310 included in the press device control unit 300 adjusts the control parameter (press amount) of the press device 30.
  • the inspection device 10 may be fed back to the press device 30 to adjust the press device 30.
  • the adjustment of the press amount will be described in detail in the second embodiment.
  • the notification control unit 600 adjusts control parameters related to notification.
  • the notification control unit 600 includes a defective part storage unit 610, a defective product line position specifying unit 620, and a notification timing adjustment unit 630.
  • the conveyance control unit 800 includes a pre-press conveyance control unit 810 that controls the pre-press conveyance device 81, a post-press conveyance control unit 820 that controls the post-press conveyance device 82, and a pre-inspection conveyance control unit 830 that controls the pre-inspection conveyance device 83.
  • the post-inspection transport control unit 840 that controls the post-inspection transport device 84 and the non-defective product transport control unit 850 that controls the non-defective product transport device 85 are included.
  • the conveyance control unit 800 when the automatic distribution unit 86 is provided in the conveyance device 80, the conveyance control unit 800 includes an automatic distribution control unit 860 that controls distribution in the automatic distribution unit 86, and defective products after automatic distribution. You may provide the inferior goods conveyance control part 870 which controls conveyance.
  • the defective product line position specifying unit 620 determines that the defective product is a defective product (failed product) by the determination unit 13
  • the defective product line position specifying unit 620 can always know where the defective product is on the production line.
  • a method for identifying the position is a method for identifying from the conveyance speed or elapsed time of the production line based on conveyance information from the post-inspection conveyance control unit 840 connected to the post-inspection conveyance device 84, or a sorting table 70.
  • the defective part line position specifying unit 620 specifies which part of the patterned board B3 (processed board B4) the defective part is located in. It is stored (recorded) in association with the position on the production line.
  • the notification timing adjustment unit 630 controls the timing of notification by the manual distribution notification unit 61 provided in the notification device 60.
  • the result determined by the determination unit 13 is adjusted by the notification timing adjustment unit 630 and notified using the defective product notice unit 62 and the defective position notification unit 63.
  • the notification unit (manual distribution notification unit) 61 includes a defective product notice unit 62 and a defective position notification unit 63 as shown in FIG.
  • Defective product notifying means 62 is a means for alerting the worker M before sorting by alarm or light, and sounds a warning when a defective product approaches the sorting table 70. By generating an alarm, in the sorting table 70, it is possible to reduce oversight in the final manual judgment of quality.
  • Defective position notifying means 63 makes the defective part inspected by the determination unit 13 stand out by irradiating it with visible light. By irradiating in this way, it is easy to identify a defective position by visual observation, and to easily determine whether the product is non-defective or defective.
  • the defect location notifying means 63 is preferably projection mapping.
  • it can also irradiate from an angle. In the case of oblique viewing, the relative distance needs to be corrected, and complicated calculation is required. Therefore, irradiation from directly above is preferable.
  • the non-defective board B5c that has not been discharged out of the system in the sorting table 70 is sent by the non-defective product transfer device 85 to the downstream where the shipping operation is performed.
  • the defective product reaches the automatic distribution unit 86 that is a part of the conveyance device 80.
  • An automatic sorting defective product notice means 65 may be provided as a notification unit for the automatic sorting unit 86 for notifying (notifying) this.
  • the automatic sorting defective product notifying unit 65 has the same configuration as the defective product notifying unit 62.
  • sorting may be performed automatically as shown in FIG.
  • the position of the defective product is specified by the notification control unit 600 based on the result determined by the determination unit 13, and the automatic sorting unit 86 controlled by the automatic distribution control unit 860 performs sorting and sorting. And distribute.
  • the automatic sorting unit 86 sorts the defective product, the defective product board B5d is automatically discharged by the defective product discharge transfer device 87. In the case of a non-defective product, the non-defective product is sent downstream by a non-defective product transport device 85 where shipping work is performed.
  • the automatic sorting unit 86 determines whether or not the automatic sorting unit 86 has properly discharged the defective product by notifying the defective product for automatic sorting using the notice unit 65 in the same manner. On the confirmation stand 74 (see FIG. 2) in the vicinity of the operator M, the worker M may be able to visually confirm.
  • FIG. 5 an example of a system that is centrally managed by the system controller has been described.
  • the present system has various control units (press device control unit, inspection device control unit, notification control unit, conveyance control unit, etc.) for each device. ) May be configured by a distributed control system that performs distributed control independently of each other.
  • S105 Defective product line position specifying step + notification control step
  • the position on the production line of the patterned board B3 determined to be defective by the inspection apparatus 10 is grasped ( Identify) and control the timing of notification by the notification device 60.
  • S106 Notification process (notice of defective products) When a board determined to be defective approaches the sorting table 70, an alarm sounds as a notice.
  • S107 Notification step (defect position notification) About the board determined to be a defective product, the position of a defective portion, for example, a defective portion, or a portion whose density (ratio of pattern density) is equal to or higher than a threshold value is notified by visible light.
  • Such inspection process enables automatic detection of defects such as scratches and dirt within a predetermined range, thereby reducing the burden of selecting workers.
  • the worker M may discharge the board as a defective product board B5d according to the judgment of the worker M. Or even if it determines with a defect in an inspection process, if it determines with it being in an allowable range by judgment of the worker M, it does not need to discharge
  • FIG. 7 shows a detailed flow of the inspection process.
  • FIG. 7 corresponds to the detailed flow in S104 of FIG.
  • the inspection process includes an image processing process (S1 to S4), a determination process (S5, S7), and a determination result storage process (S6, S8).
  • the vertex detection method is preferably (ii) to (iv). From the viewpoint of reducing the number of elements to be detected, the method (iii) Is preferred.
  • the pattern of the patterned board B3, which is the object to be inspected is a travertine pattern in which a number of fine hole-like depressions are formed on the surface of white or a color with high brightness.
  • the digitization step in S4 the gradation is binarized with respect to the original image obtained in the imaging step, with the portion of the surface to be inspected white and the hole-like depression (pattern p) black.
  • An image can be created by the digitizing unit 124, for example.
  • FIG. 1 A specific example of binarization is shown in FIG.
  • S4 When binarization is performed in S4, the image is simplified. Therefore, it is possible to easily perform pass / fail determination without requiring complicated arithmetic processing or the like when determining pass / fail by ratio of each numerical value or difference extraction from the reference image.
  • the pattern determination unit 131 uses the image (FIG. 8) created in the digitization process (pattern binarization) and the area ratio occupied by the pattern p is within a predetermined range. Whether or not the board B3 with a pattern is good (non-defective or defective) is determined based on the pattern. Specifically, the density of the pattern is determined. That is, by binarization, the area of the black portion corresponding to the recessed portion is achieved.
  • the density of the pattern may vary among the boards due to the degree of pressurization. Therefore, the board B3 with a pattern, which is a plate-like object to be inspected, is divided into a plurality of sections, and the density of the pattern is calculated for each of the divided sections, and the degree of pattern density for each section Is more preferable if it is determined whether or not is within a predetermined range.
  • FIG. 9 An example of determining the pattern for each section is shown in FIG.
  • the pattern divided into four sections is determined.
  • a reference predetermined range is set for the area ratio of black (pattern portion) with respect to the whole (section divided into four).
  • an upper limit of 60000 pixels and a lower limit of 20000 pixels are set as reference predetermined ranges.
  • the defect determination unit 132 is an object to be inspected by comparing and comparing a reference image serving as a comparison reference for inspection with the image created in the digitizing process (S4).
  • the presence / absence of defects such as scratches and dirt other than the pattern on the surface of the patterned board B3 is determined. Thereby, it is determined whether the board B3 with a pattern is a good product or a defective product.
  • FIG. 10 shows a detection example in which a defect is detected by comparison and collation.
  • a method for identifying a defective part a method of dividing a captured image into several areas and roughly grasping in which area, and a method of grasping a specific position.
  • a method for grasping a specific position in addition to a method of specifying from the entire captured image, an element of the pattern portion of the patterned board B3 is removed from the captured image, and a vertex of the patterned board B3 is detected to detect a defective portion.
  • the captured image may be subdivided (eg, divided into four) and inspected.
  • the defect when judging the defect, it does not react to the place where the black part is white, and reacts to the part where the white part is black. That is, the defect around the pattern is not severely determined.
  • the defect determination step when the reference image corresponding to the non-defective product and the image created in the digitization step (S4) are compared and collated, in the binarized image, the hole spread around the hole-like depression.
  • the size of the shape similar to the shape of the dent is not determined as a defect. This is because the size of the pattern slightly varies with respect to the reference image, depending on how the press amount of the press device 30 is adjusted.
  • detection examples detected by the defect determination are shown in FIGS.
  • the detection of the defect shown in FIGS. 11 and 12 is calculated by comparing the inspection image with the reference image, as shown in FIG.
  • the pattern in this example is formed by pressing (pressing) with a plurality of protrusions provided on the pressing die of the press device 30. Therefore, by comparing the pattern with a reference, Determine whether the pattern is due to pressing.
  • the pattern determination step S5 and the defect determination step In S7 the setting of the threshold value when changing to binary may be changed. In other words, patterns and defects may be inspected using images digitized with different threshold values for one captured image.
  • the determination result storage unit 14 stores the pass / fail determination result of the patterned board B3 in the defect determination step and the position information of the defective portion. Further, after the storage, it is preferable to perform marking that can be traced so that a defective portion can be determined in a final determination step that is a subsequent step.
  • Non-contact type marking means includes means for identifying a defective portion and recording it on a computer.
  • the numerical data of the inspection result is stored in a storage device such as the determination result storage unit 14 and the captured image (original image) is also stored in its entirety. This is because it is possible to grasp the tendency of the device over a long span and to refer to it in the event of a trouble.
  • the notification unit 61 Based on the inspection result thus inspected, when the notification unit 61 reaches a predetermined production line, that is, immediately before sorting or at a position corresponding to during sorting, a predetermined range of defect positions and patterns of defective products. Notify locations that exceed.
  • the detection result of such an inspection device is used as an auxiliary by sorting. Since the detection of defects such as scratches and dirt and the detection of whether the pattern density is within a predetermined range can be automatically performed, the burden of selecting the worker M is reduced.
  • FIG. 13 shows an explanatory view of the vicinity of the sorting table 70.
  • a defective product notice unit 62 In the vicinity of the sorting table 70, a defective product notice unit 62, a defective position notification unit 63, and an inspection result display unit 64 are provided as a notification device 60.
  • FIG. 13 shows an example in which the board flows from the right to the left on the platform on which the worker M is working. However, as shown in FIG. It may be arranged to flow from right to left.
  • the worker M uses the inspection result notified by the notification device 60 described above as a determination material, and determines whether the processed board B4 that has been conveyed is a good product or a defective product.
  • a mirror 71 is provided in the vicinity of the sorting table 70.
  • the worker M may confirm a distant portion of the processed board B4 using the mirror 71.
  • the inferior product notice means 62 indicates that the processed board B4 determined to be defective by the inspection apparatus 10 by sound or light before the worker M determines a good product and a defective product reaches the sorting table 70. To be notified.
  • the defective product notice means 62 is, for example, a siren or a patrol (registered trademark).
  • Defective position notifying means 63 notifies when the worker M determines a good product and a defective product by human operation.
  • the defect position notifying unit 63 is, for example, a projector.
  • the section including the portion where the defect (scratch) is detected on the patterned board B3, or the position of the defect itself is irradiated so as to indicate the position of the inspection surface of the processed board B4. .
  • an input device for example, a touch panel 72 is provided for inputting judgment information when information is inputted when the judgment is visually different from the inspection result.
  • a processing control step of adjusting the processing step using the inspection result of the inspection step may be included.
  • the processing control step can include, for example, adjusting the press amount of the press device 30 by the press amount control unit 310 included in the press device control unit 300 shown in FIG. 5 (step S110 in FIG. 6).
  • machining control when continuous defects occur during surface inspection, the details of the defects can be fed back to various devices and adjusted.
  • Various adjustment means can be provided to detect such continuous defects and return the machine to a good state.
  • the processing process is a press
  • a defect is detected continuously due to a shift in the press position, a change in the press amount, or the like due to a failure of the press device 30 or the like.
  • the malfunction of the press apparatus 30 is adjusted by adjusting the pressure of the press in a processing process.
  • FIG. 14 shows a processing / inspection system (manufacturing apparatus) 2 according to the second embodiment. As shown in FIG. 14, after forming and cutting the gypsum board, the conveyance of the cut board B1 having a predetermined size is branched, and patterning is performed using a plurality of pressing devices, and then the merging is performed. Good.
  • a hole-like depression is formed by the first pressing device 30 ⁇ in the first processing step, and the patterned board B3 ⁇ is formed by applying a paint, and the second press in the second processing step.
  • a hole 30 is formed by the apparatus 30 ⁇ , and the patterned board B3 ⁇ is formed by applying a paint, and then the patterned boards B3 ⁇ and B3 ⁇ are joined every specific number before the inspection process.
  • the board B3 with a pattern that is an object to be inspected is a board B3 ⁇ patterned by a No. 1 press (first press device 30 ⁇ and a first paint coating device 40 ⁇ ) and a No. 2 press (second press device).
  • 30 [beta] and the board B3 [beta] patterned by the second coating material application device 40 [beta] are alternately conveyed, for example, one by one. Then, the board B3 ⁇ and the board B3 ⁇ merge in front of the inspection apparatus 10.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing the formation (patterning) of hole-like depressions by the press device 30 applied to the first embodiment and the second embodiment.
  • a pressing device 30 that is a pressing device is provided with a planar pressing press 31 that is a pressing means, a pressing portion 32, and a support base (a receiving base) 33.
  • the planar pressing press 31 as pressing means has a pressing surface (lower surface) having a size substantially equal to the predetermined dimension board B1 to be pressed, and is provided with a plurality of protrusions 31p protruding from the reference surface 31r. ing.
  • the pressurizing unit 32 pushes the planar pressing press 31 downward by hydraulic pressure or the like.
  • the pressing means may be a cylindrical roller shape.
  • the support base 33 supports the board B1 having a predetermined dimension at least during a period when the planar pressing press 31 is pressed from above. By pressing the predetermined dimension board B1 by the planar pressing press 31 and the support base 33, an uneven pattern is formed on the upper surface (front surface) of the predetermined dimension board B1.
  • the pattern of the patterned board B3 is a pattern in which a number of fine hole depressions are formed on the surface of white or a light color, for example, a travertine pattern. To do.
  • the board B1 having a predetermined size is pressed by a pressing means having unevenness to form a hole-like depression. Then, after patterning the hole-like depression, white or a light color paint is applied to the surface of the board (convex board) B2 on which the hole-like depression is formed. Moreover, since the board
  • a protrusion 31 p is provided on the lower surface of a planar pressing press 31 that is a plate-shaped pressing member.
  • the protrusion 31p on the lower surface of the planar pressing press 31 forms a pattern and protrudes from the reference surface 31r in a travertine shape. In this manner, by inserting the protrusion 31p into the predetermined dimension board B1 that is the object to be processed, a hole-like depression is formed in the pressed uneven board B2.
  • the protrusion 31p provided on the lower surface gradually has a tapered shape, the stronger the pressing force (press amount) of the planar pressing press 31, the larger the predetermined dimension board that is the workpiece. It penetrates deeply into B1, and the hole of the uneven board B2 becomes larger.
  • the pressing force 31 is weak, the pressing time is short, etc., and the planar pressing press 31 is pressed shallowly into the predetermined dimension board B1, the size of the hole (respective patterns (indentations p) in FIG. 8) is formed. The total area of the holes in the whole is reduced.
  • a press amount A factor for adjusting the size (shading) of the pattern, such as pressing force and pressing time, is called a press amount.
  • the graphs in the lower diagram represent histograms that summarize the distribution of the number of pixels (area) in the black portion in the upper diagram.
  • the horizontal axis indicates the number of black pixels (area)
  • the vertical axis indicates the frequency of occurrence.
  • the pressurizing unit 32 is set with the same pressurizing force due to changes in weather between morning and night, the actual pressurizing force deviates from the set value. For example, when pressed shallowly, the pattern is thin and the area occupied by the pattern is small. On the other hand, when pressed deeply, the pattern is dark and the area occupied by the pattern becomes large. In this way, adjustment is made by looking at the result of the area of the pattern that changes with time and weather.
  • the depth of the pattern recess depends on the hardness of the gypsum board to be processed, but the hardness of the gypsum board itself depends on several factors such as the gypsum raw material, how to mix water and calcined gypsum, and drying conditions. There are factors, and complex calculations are required to make adjustments. Therefore, the variation in the pattern is more directly solved by adjusting the press device 30 that performs patterning.
  • the area occupied by the pattern calculated in the inspection process is fed back, and the pressing amount or the pressing time of the press devices 30 ⁇ and 30 ⁇ is adjusted in the processing process, whereby the uneven board Variation in the depth of the hole-like depression for each B2 can be reduced.
  • the uneven board B2 formed with unevenness has, for example, a large area of a 1.5 ⁇ 3.0 pressurizing portion, so that the pressure may vary even within a single board.
  • the pattern is determined by dividing the inside of one board, the variation in one board can be adjusted.
  • the variation in one board can be adjusted. it can.
  • FIG. 17 shows the inspection results before and after adjusting the pattern variation by the two press devices 30.
  • FIG. 17A is a graph obtained by superimposing histogram outlines of the No. 1 press and the No. 2 press shown in FIG. 16B.
  • FIG. 17B is a graph obtained by superimposing histogram outlines for the No. 1 press and the No. 2 press after adjusting the pattern variation between the No. 1 press and the No. 2 press.
  • the patterns formed by the two press devices 30 ⁇ and 30 ⁇ are inspected by calculating the pattern ratios in the inspection process. Then, according to the result, the press amount is adjusted so that the pattern formed by the first press apparatus 30 ⁇ ) and the pattern formed by the second press apparatus 30 ⁇ ) are made uniform. Thereby, even if products using two types of press devices are mixed in the manufacturing process, variation in the darkness of the pattern can be suppressed.
  • a travertine pattern in which a number of fine hole-like depressions are formed on the surface of a white or high-lightness color is described as a pattern of a board with a pattern that is an inspection object.
  • the pattern of the inspection object used in the inspection method of the present invention is not limited to the travertine pattern.
  • the pattern may be a grain pattern formed by laminating a decorative layer, such as a sheet on which a grain pattern is formed.
  • a defective product may occur due to misalignment of the base material and the sheet due to a defect in the lamination means or the like.
  • comparing and comparing a reference image serving as a comparison reference for inspection and an image created in the numerical process it is possible to distinguish a pattern from a defect on a surface to be inspected of a patterned board that is an inspection object. It can be determined whether or not there is.
  • the size of the pattern does not change so much, but the position of the pattern may be shifted depending on how the sheet is attached to the plate-like member. Therefore, it is possible to determine whether there is a pattern shift by comparing with a reference image as a pattern inspection.
  • the board pattern used in the present embodiment is a wood grain
  • the wood grain pattern is stored, a threshold value is provided for the wood part in the orange constituting the wood, and the color is separated and extracted (2 An image to be compared with a reference image may be created.
  • the inspection result by the inspection apparatus may be notified in a subsequent process as shown in FIG.
  • various apparatuses may be adjusted so that the inspection result based on the inspection result is fed back and the content of the defect is corrected ( An adjustment device may be provided).
  • the position where the resin sheet is attached to the plate-like member is adjusted according to the inspection result of the pattern in the inspection process. Therefore, a machine can be returned to a favorable state and manufacturing variation can be reduced.
  • the pattern of the board with a pattern that is an inspection object is an example of a travertine pattern
  • the pattern of the inspection object is an example of a wood grain pattern.
  • the patterns that can be inspected by the inspection apparatus of the present invention may be further printed on these patterns.
  • a logo or the like may be printed on the gypsum board in order to indicate the manufacturer or the store name.
  • the pattern of the pattern is stored, the pattern of the print is further stored, and the entire image is binarized, or the pattern portion is binarized with respect to the background without the pattern, the binarization of the print portion,
  • the inspection image for comparison with the reference image may be created by separately performing the above.
  • the gypsum board which is the inspection object of the first, second, and fourth embodiments of the present invention, is, for example, bonded to calcined gypsum (CaSO 4 ⁇ 1 / 2H 2 O) with a setting adjuster or a base paper for board. It is molded by blending with a property improver and kneading with water. Various additives such as reinforcing fibers and lightweight aggregates, refractory materials, setting modifiers, water reducing agents, foams, foam diameter adjusting agents and the like may be blended as necessary.
  • the gypsum board which is an inspection object used in the third and fourth embodiments of the present invention, is formed into a plate shape by covering gypsum as a core material on one or both sides with a base paper for gypsum board.
  • the present invention has been described based on each embodiment, but the present invention is not limited to the requirements shown in the above embodiment. With respect to these points, the gist of the present invention can be changed without departing from the scope of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.

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Abstract

模様を有する板状の被検査物を検査する検査方法であって、前記被検査物の被検査面の画像を撮像する撮像工程と、撮像工程で得られた原画像に対して、閾値を定めて階調を2値又は3値に数値化した画像を作成する数値化工程と、前記数値化工程で作成した画像を用いて、前記被検査物を判定する判定工程と、を有する。

Description

検査方法、検査・通知方法、該検査方法を含む製造方法、検査装置及び製造装置
 本発明は、板状の被検査物を検査する検査方法、検査・通知方法、該検査方法を含む模様を有する板の製造方法、検査装置及び孔状のくぼみの模様を有する板の製造装置に関する。
 従来、石膏ボード等の大きいサイズの建材ボードは、加工後の製品表面について、作業員の目視によって検査されていた。
 しかし、加工後の製品表面は種々の形態・模様等を有しており、目視により加工板表面の不良を検査すると、作業員の負担が大きかった。
 また、加工後の製品表面が複雑な模様等を有している場合、目視による確認だと模様のばらつきの判別や、模様と傷との判別ができない場合もあり、不良品を完全に除去することができず、製造後に不良品が混在してしまうことがあった。そのため、複雑な模様であっても、機械による検査が望まれている。
 例えば、濃淡画像である縦模様を有する被検査物について画像処理により検査を行う検査装置が提案されている(特許文献1)。
特開2000-132684号公報
 しかし、上記の検査装置で検出する模様は、規則的な縦模様に対する異物検知であって、検出する対象となる被検査物の模様が限られていた。また、この検査装置では、模様自体のばらつきについては検出していなかった。
 そこで、本発明は上記事情に鑑み、被検査物の模様に依らず、検査効率を向上させることができる検査方法の提供を目的とする。
 上記課題を解決するため、本発明の一態様では、模様を有する板状の被検査物を検査する検査方法であって、前記被検査物の被検査面の画像を撮像する撮像工程と、撮像工程で得られた原画像に対して、閾値を定めて階調を2値又は3値に数値化した画像を作成する数値化工程と、前記数値化工程で作成した画像を用いて、前記被検査物を判定する判定工程と、を有することを特徴とする検査方法を提供する。
 一態様によれば、検査方法において、被検査物の模様に依らず、検査効率を向上させることができる。
本発明の第1実施形態に係る加工・検査システムの概略斜視図。 検査システムの概略正面図。 検査装置の斜視図。 検査装置及び面取り装置の側面図。 検査装置及び制御システムのブロック図。 製造工程の全体フロー。 検査工程の詳細フロー。 2値化の説明図。 模様判定の説明図。 欠陥箇所の検出状態を示す図。 欠陥の検出例1。 欠陥の検出例2。 仕分け台近傍で不良箇所を通知している状態を示す説明図。 本発明の第2実施形態に係る加工・検査システム。 プレス装置による孔状のくぼみの形成についての説明図。 2台のプレス装置のばらつきを示す説明図。 2台のプレス装置のばらつきを調整した後の検査結果。
 以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
 <全体説明>
 図1に本発明の第1実施形態の加工・検査システム(製造装置)1の概略斜視図を示す。図2に図1の検査装置10の概略及び検査装置10周辺の検査工程の流れを説明する図を示す。
 本発明で搬送され、検査される板状部材は、例えば、石膏ボードである。石膏ボードは、原料素材である石膏を焼成し、成形し、乾燥させることで長尺の板状に形成された後、切断され、模様が加工される。また、石膏ボードの表面に、樹脂シート等を貼り付けてもよい。このように製造された石膏ボードは、天井や壁等の内装材として用いられる。
 加工される石膏ボードの厚さは、例えば、9.5mm、12.5mm、15mm、21mmのいずれかであるとする。
 加工される石膏ボードの大きさは、例えば、910mm×1820mm(3尺×6尺)、910mm×2420mm(3尺×8尺)、910mm×2730mm(2尺×9尺)、910mm×910mm(3尺×3尺)、455mm×910mm(1.5尺×3尺)等であるとする。
 本発明を適用する、石膏ボードの厚みや大きさはいずれであってもよいが、下記実施形態では、455mm×910mm(1.5尺×3尺)の場合について説明する。
 一例として、長寸の石膏ボードを製造における、板状形成後の加工工程として、加工・検査システム1は、プレス装置30、塗料塗布装置40、検査装置10、通知装置60、及び仕分け台(振り分け台)70を備える。
 焼成、成形、乾燥により形成された石膏ボードは、切断装置(図示せず)により、所定の長さに切断(裁断)される。切断後のボード(以後、所定寸法ボードとする)B1の大きさは、例えば、1.5尺×3尺である。
 ここで、本実施形態で用いられる、被検査物である石膏ボード(模様付きボード)B3の模様は、白又は明度が高い色(クリーム色、グレー色等)の表面に多数の微細な孔状のくぼみがあるトラバーチン模様であるとする。
 切断された所定寸法ボードB1は、加工対象物として、加工装置(押圧装置、模様付け装置)であるプレス装置30へと運ばれる。プレス装置30は、面状押圧プレス31と、加圧部32と、支持台33とを含んで構成されている。プレス装置30の詳細は図15とともに後述する。
 プレス装置30は、加工対象物である所定寸法ボードB1へ特定の凹凸が形成された面を押圧することで、所定寸法ボードB1の表面にトラバーチン模様の多数の微細な孔状のくぼみを形成する。
 孔状のくぼみが形成されたボード(凸凹ボード)B2は、塗料塗布装置40へ搬送される。塗料塗布装置(ペンキ塗布装置)40で塗布される塗料は例えばペンキである。塗料の色は、白、又は白に近い明度が高い色であると好適である。
 塗料塗布装置40は例えば、塗布ローラ42、ドクターローラ41、供給部43、供給チューブ44等を備えている。供給チューブ44は供給部43にペンキを供給し、供給部43は、該ドクターローラ41と塗布ローラ42との間の上方へペンキを供給する。ドクターローラ41は塗布ローラ42表面上のペンキの量を調整して、塗布ローラ42は凸凹ボードB2の表面にペンキを塗布する。供給部43は塗布ローラ42の軸方向と同じ向きに延伸している。凸凹ボードB2は塗布ローラ42の外周面との接触によって、ペンキが塗布されるため、凸凹ボードB2に設けられた孔内にペンキが入り込まないよう塗布することができる。
 ペンキが塗布された模様付きボードB3は、検査装置10へ搬送され、検査装置10の被検査物となる。検査装置10の詳細は図3~図5とともに後述する。
 検査後の模様付きボードB3は、面取り装置50によって、模様付きボードB3の端部が処理される(面取りされる)。面取り装置50は、図4に示すように左右の面取り部材51,52を有し、搬送方向に対して幅方向の外側(端部)に設置され、模様付きボードB3の搬送方向と平行な2辺を面取りする(端部の角を取る)。例えば、角部を削り角面や丸面などの形状に加工して、完成型のボード(加工後ボード)B4とする。
 なお、図1の例では面取り装置50は、検査装置10の後段に配置された例を示しているが、面取り装置50は、塗料塗布装置40の後段に配置されればよいため、検査装置10の前段に設けられてもよい。あるいは、検査装置10の前段と後段に、段階的に面取りを実施するように、面取り装置50が複数設けられてもよい。
 なお、面取り装置50がボードの端部を面取り処理する際に音が発生するため、作業員Mがチェックや仕分けのために近傍で働く仕分け台70の前段階に防音壁が設けられると好ましい。
 面取りがなされて完成した加工後ボードB4は仕分け台70へ搬送される。
 仕分け台70では、作業員(M)によって、良品(合格品)と不良品(不合格品)とに最終的な判断がくだされる。ここで、仕分け工程における効率化のため、本発明の実施形態では、仕分け工程の前で検査結果を通知することで注意喚起される。さらに/あるいは、仕分け工程の最中に、不良品の場合にボード中の不良位置を通知するために、可視光で不良位置を照射することで注意喚起される。
 仕分け台70の後段には、例えば、配送先へ梱包や荷詰め作業を行う出荷工程へと搬送するための、良品搬送装置85が設けられている。良品搬送装置85は、加工後ボード(完成ボード)B4のうち、良品と判定されたボード(良品ボード)B5cを次工程へと搬送する、搬送装置である。
 一方、不良品と判定されたボード(不良品ボード)B5dは、作業員Mによって人力で台車90へよけられる。
 あるいは、別の構成例として図2に示すように、自動振り分け部86によって振り分けられ、不良品排出用搬送装置87により製造ラインの系外(例えばスタック台車91)へよけられてもよい。例えば、不良品排出用搬送装置87は下流側に向かって下向きに傾斜しており、不良品と判定された不良品ボードB5dを搬送することで、不良品ボードB5dを箱状のスタック台車91に落下させる。
 台車90、91に所定量の不良品ボードB5dが溜まると、台車90、91を交換する。不良品ボードB5dが蓄積された台車90、91は、リサイクル装置へ搬送される。
 また、少なくとも各装置間について、各段階のボードB1、B2、B3、B4、B5c、B5dの搬送は搬送装置80によって行われる。搬送装置80は、例えば、搬送ベルトや、搬送ローラ、搬送支持部、位置規制部材、及び方向転換部材等を備えている。
 一例として、各搬送ベルトは駆動力が与えられる搬送ローラに掛け回されて回転されることで、夫々のボードを運んでいる。また、方向転換部材により、搬送ベルトによって移動させるボードの向きとは異なる方向へ(例えば、90°)方向転換させて、ボードを搬送する。
 なお、搬送装置80では、搬送ベルトや、搬送ローラや、方向転換部材は支持部材によって適宜支持されている。また、搬送装置80には、ボードの搬送をガイドする、規制コロ等の位置規制部材がさらに設けられていてもよい。
 例えば、搬送装置80は、上記の良品搬送装置85(及び、必要に応じて自動振り分け部86及び不良品排出用搬送装置87)の他に、図1に示すように、プレス前搬送装置81、プレス後搬送装置82、検査前搬送装置83、及び検査後搬送装置84を含んでいる。さらに、各装置は各工程の動作を実行するための搬送装置を夫々備えている。
 <検査装置>
 図3に検査装置の斜視図を示し、図4に検査装置及び面取り装置の側面図を示す。図3及び図4を参照して、検査装置10は、撮像手段11と、照明手段16と、検査制御部19(図2、図5参照)とを備えている。撮像手段11及び照明手段16は、支持部材18等によって上方から支持されている。
 撮像手段11は、板状の被検査物である模様付きボードB3を上方から撮り(写し)、画像を作成する(撮像する)。撮像手段11は、例えば、CMOSセンサ、または、CCDセンサ等の半導体撮像素子を備えるカメラモジュールである。ここで撮像動作とは、各画素で受光した撮像光(この例の場合は、模様付きボードB3からの反射光)に応じて生成された電荷を読み出すまでの動作を意味している。CMOSは、「Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor」の略記である。CCDは、「Charge Coupled Device」の略記である。
 照明手段16は、撮像手段11により、模様付きボードB3の表面の画像を撮像する際に、模様付きボードB3の表面を照射する。
 ここで、一般的な小型な撮像手段11として、CCDカメラを用いる場合、撮像された画像は、中央が明るくなる傾向にある。したがって、この特性を解消して撮像した画像の明るさが均一になるように、撮像対象物である模様付きボードB3の外側を明るくすると好適である。そのため、照明を下記のように配置する。
 図4を参照して、照明手段16において、模様付きボードB3の、向かい合う2辺の上方に対になる照明灯161,162が設けられている。照明灯161,162は、例えば、蛍光灯、LED(Light Emitting Diode)灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプであって、図3に示すように、模様付きボードB3の白抜き矢印で示す搬送方向に沿って略平行に延伸している。
 さらに、対になる照明灯161,162の内側(幅方向の中央側)、又は内側と外側(端部側)の両側には、照明灯161,162から発光される光を反射する反射板(163a,163b)、(164a,164b)が夫々設けられる。
 模様付きボードB3の搬送方向に直交する幅方向において、対になる照明灯161,162の、内側に設けられる夫々の反射板163a,164aは、略垂直に下方に延伸しており、模様付きボードB3の向かい合う2辺の略垂直の上方に設けられる。反射板163a,164aを設けることで、照明灯161,162から発光される光が、板状の被検査物である模様付きボードB3の被検査面(表面)に直接当たるのを妨げる。
 このように照明灯161,162及び反射板163a,164aを配置することで、撮像手段11であるCCDカメラの特性に依らず、模様付きボードB3を撮像した画像の明るさを均一にすることができる。
 このように、所定の強い光量で照明から発光され、反射されて、照射されることで光量が均一に調整されたボードを、真上からカメラ(撮像手段11)で写すと、撮像された原画像の明るさが均一になり、画像内に影を発生させない。よって、画像内に発生していた影のための画像処理が不要になり、検査の精度を向上させることができる。
 また、均一な強い光量がボードに対して照射されることで、撮像領域の画像(撮影画像)において、模様付きボードB3の表面の微細なざらつきを、光によって均一に飛ばすことができる。よって、微細なざらつきは検出対象外となり、所定の閾値以上の欠陥のみを検出することができるため、検査の精度を向上させることができる。なお、ボードに照射する光量を調整することで、光で飛ばして検出対象外とする微細なざらつきの深度や大きさを調整することができる。
 さらに、加工の際に粉塵等が舞って照明の光量が変化する場合にも、適切に表面を照射することができるように、照明灯161,162の光量調節手段(光量調節部)17を設けると好適である。
 また、図2に示すように、撮像手段11で得られた原画像に対して、画像処理をし、判定を行う検査制御部19が、撮像手段11に接続されている。なお、光量調節手段17は検査制御部19に設けられていてもよいし、手動で調節できるようにしてもよい。
 <制御ブロック>
 図5に、検査装置10を含む加工・検査システム1全体の制御ブロック図を示す。図5に示すように、検査装置10の検査制御部19は全体の制御システム100(図2参照)の一部である。
 本発明の加工・検査システム1全体を司る制御システム100は、検査制御部19の他に、システムコントローラ101と、各装置を制御する、プレス装置制御部300、検査装置制御部110、通知制御部600、搬送制御部800等を備えている。
 制御システム100は、コンピュータの一種であり、CPUやASICなどのプロセッサ(システムコントローラ101)と、RAM、ROM、NVRAM、HDDなどの記憶装置と、ネットワークインタフェースなどの通信部とを有している。なお、CPUは「Central Processing Unit」の略記である。ROMは「Read Only Memory」の略記である。RAMは「Random Access Memory」の略記である。NVRAMは、「Non-Volatile RAM」の略記である。
 図5を参照して、検査装置10における検査制御部19について説明する。検査装置10の検査制御部(検査制御手段)19には、画像処理部12、判定部13、判定結果記憶部14、及び出力部15等が設けられている。
 画像処理部12は例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit:特定用途向け集積回路)などであって、検査画像の生成・再生成・更新を担当する。画像処理部12は、原画像生成部121、模様明瞭化部122、位置補正部123、及び数値化部124等を含んでいる。
 画像処理部12の各部121~124は、1つのASIC内で、ソフトウェア的に実現されることとして説明をする。しかし、原画像生成部121、模様明瞭化部122、位置補正部123、数値化部124のうち、一部または全部をハードウェア(例えば夫々がAISCを設ける等)で実現してもよい。
 模様明瞭化部122は、一般にエッジ検出と言われる、撮像した画像の濃淡の変化から模様部分とそうでない部分の境界(エッジ)を検出することで、模様部分を明瞭化する。例えば、濃淡の変化が大きい箇所を境界とみなす方法のほか、濃淡具合に閾値を設けて一定値以上の濃い部分を模様とみなす方法もある。
 位置補正部123は、模様明瞭化部122で明瞭化した模様部分を基に位置ズレを補正する。具体的には、位置補正部123は、パターンサーチによる補正、具体的には基準画像における模様の特徴的部分を、撮像した画像から見つけてX軸、Y軸、角度θを補正等の種々の手段を用いることができる。
 数値化部124は、模様をその色合いの程度により数値化する。例えば、模様が単色で構成されるもの(被検査物である模様付きボードB3内の、模様部分とそうでない部分の2色構成)であれば模様を濃淡の程度により簡易に数値化でき、複雑な演算処理を要しない。導き出した数値に閾値を設定することで2値化(二値化)することもできる。あるいは、模様の他にロゴ等をプリントする場合は閾値を設定することで、3値化(三値化)することができる。
 判定部13は、模様判定部131、欠陥判定部132、及びマスター画像格納部133等を備える。判定部13は、被検査物である模様付きボードB3の欠陥又は/及び模様を判定し、加工後ボードB4の良否判断を行う。
 判定部13の各判定部131,132が、1つのASIC内で、ソフトウェア的に実現されることとして説明をするが、模様判定部131及び欠陥判定部132の、片方または両方をハードウェア(例えば夫々がAISCを設ける等)で実現してもよい。
 模様判定部(模様判定手段)131は、数値化部124で導き出した数値を基に各数値の割合や模範となる良品であるボードに対応する基準画像(良品画像)との比較(差分抽出)により良否の判定を行う。
 欠陥判定部(欠陥判定手段)132は、検査用の比較基準となる基準画像との比較(差分抽出)により傷・汚れ等を欠陥として検知し、良否の判定を行う。
 上記のように、取得された模様付きボードB3の画像を用いて、画像処理、判定等に対応する演算等を行う検査プログラムが制御システム100の記憶装置に記憶されている。この検査プログラムに従ってシステムコントローラ(CPU)101が動作することで、これらの検査が実現される。
 また、この検査プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)などのコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。また、CD-R、DVD、ブルーレイディスク(登録商標)、半導体メモリなどのコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。DVDは、「Digital Versatile Disk」の略記である。また、検査プログラムは、インターネットなどのネットワーク経由でインストールするかたちで提供してもよい。また、検査プログラムは、全部又は一部を、機器(例えば撮像手段11)内のROM等に予め組み込んで提供してもよい。
 マスター画像格納部133には、欠陥判定部132の比較用に用いる、模範となる良品ボードを事前に撮像し、画像処理した基準画像を予め格納しておく。
 なお、図5では別々に示しているが、マスター画像格納部133、判定結果記憶部14等のデータは、RAM、ROM、NVRAM、HDDなどの記憶装置にまとめて記憶してもよい。
 上記のように、判定部13で判定した結果は、後で確認できるように、判定結果記憶部14へと格納されると共に、出力部15を介して、通知制御部600及びプレス装置制御部300等へと出力される。
 上述のように、本発明の一実施形態に係る加工・検査システム1の全体を司る制御システム100は、図5点線で示すように、検査制御部19の他に、システムコントローラ101、及び各装置を制御する制御部300、400、110、600、800等を備える。なお、図5では省略しているが、制御システム100は、面取り装置制御部等をさらに備えていてもよい。
 システムコントローラ101は、主制御部であって、検査を含む加工・検査システム1の加工・検査動作の総合的な制御を司っている。
 プレス装置制御部300はプレス装置30を制御する。塗料塗布装置制御部400は、塗料塗布装置40を制御する。検査装置制御部110は検査装置10における各種設定等を調整する。面取り装置制御部(不図示)は、面取り装置50における、面取り対象となるボードの端部の幅や面取りの種類(角部の形状等)を調整する。
 搬送制御部800は、搬送装置80による搬送を制御する。
 詳しくは、プレス装置制御部300に含まれるプレス量制御部310は、プレス装置30の制御パラメータ(プレス量)を調整する。この際、検査装置10での検査結果を、プレス装置30へとフィードバックして、プレス装置30を調整してもよい。プレス量の調整については、第2実施形態で詳細説明する。
 また、通知制御部600は、通知に関する制御パラメータの調整をする。通知制御部600は、不良箇所記憶部610と、不良品ライン位置特定部620と、通知タイミング調整部630とを備える。
 搬送制御部800は、プレス前搬送装置81を制御するプレス前搬送制御部810、プレス後搬送装置82を制御するプレス後搬送制御部820、検査前搬送装置83を制御する検査前搬送制御部830、検査後搬送装置84を制御する検査後搬送制御部840、及び良品搬送装置85を制御する良品搬送制御部850を含んでいる。
 また、図2に示すように搬送装置80に自動振り分け部86を設ける場合は、搬送制御部800は、自動振り分け部86における振り分けを制御する自動振り分け制御部860、及び自動振り分け後の不良品の搬送を制御する不良品搬送制御部870を備えていてもよい。
 通知制御部600において、不良品ライン位置特定部620では、判定部13で不良品(不合格品)と判定された場合、当該不良品が製造ライン上のどの位置にあるか常に把握できるようにする。どの位置にあるかを特定する方法は、検査後搬送装置84と接続された、検査後搬送制御部840からの搬送情報により、製造ラインの搬送スピードや経過時間から特定する方法や、仕分け台70または自動振り分け部86までの加工後ボードB4の枚数から特定する方法等がある。
 不良箇所記憶部610では、判定部13で不良品と判定された場合、当該不良箇所が模様付きボードB3(加工後ボードB4)のどの箇所にあるかを、不良品ライン位置特定部620で特定した製造ライン上の位置と関連付けて記憶(記録)する。
 通知タイミング調整部630は、通知装置60が備える、手動振り分け用通知部61で通知するタイミングを制御する。判定部13で判定した結果は、通知タイミング調整部630によりタイミングが調整されて、不良品予告手段62と、不良位置通知手段63を用いて通知される。
 通知部(手動振り分け用通知部)61は、図13に示すように、不良品予告手段62と、不良位置通知手段63とを備える。
 不良品予告手段62は、警報や光により作業員Mが仕分けを行う前に注意喚起させる手段であって、仕分け台70に不良品が近づいたら警報を鳴らす。警報を発生させることで、仕分け台70における、人手による最終的な良否の判断において、見逃しを減少させる。
 不良位置通知手段63は、判定部13で検査した不良箇所を、可視光で照射するなどして目立つようにする。このように照射することで、目視により、不良位置を特定しやすく、良品か不良品かの良否判断をしやすくする。
 例えば、不良位置通知手段63は、プロジェクションマッピングなどが好ましい。プロジェクタは真上に設置する他、斜めから照射することもできる。斜めからの場合は相対距離の補正が必要となり、複雑な演算を要するため、真上からの照射が好ましい。
 また、演算処理を簡便なものとするために不良箇所を有する加工後ボードB4は不良箇所を照射する際にプロジェクタの真下で一旦停止することが望ましい。あるいは、不良位置通知手段63は、音声等により、不良箇所を通知してもよい。
 また、不良位置通知手段63の他の例として、上記プロジェクションマッピングと共に、あるいはこれに代えて、結果表示ディスプレイ(検査結果表示手段)64を備えていてもよい。
 不良品予告手段62及び不良位置通知手段63の両方を取り入れることで、警報を発生させることで事前に仕分け前で注意を引き、かつ仕分け中に容易に不良位置を特定させることが可能になる。そのため、二重に警告することになり、目視による良否判定の漏れを低減させることができる。
 また、作業員Mの近傍には、通知された検査結果と目視で判断が異なる場合に情報を入力する場合に、判断情報を入力するための入力装置72が設けられている。
 上記通知を参照して、仕分け台70において、系外に排出されなかった良品ボードB5cは、良品搬送装置85により、出荷作業等が行われる下流へと送られる。
 また、通知装置60として、最終判断工程を行う作業員Mに通知する通知部(手動振り分け用通知部)61の他に、搬送装置80の一部である自動振り分け部86に不良品が到達することを通知(予告)する、自動振り分け部86用の通知部として、自動振り分け用不良品予告手段65を備えていてもよい。自動振り分け用不良品予告手段65は、不良品予告手段62と同様の構成である。
 例えば、上記説明では、良品と不良品との仕分けが、仕分け台70上で手動により行われる場合に設けられる場合について説明した。しかし、仕分け台70での作業員Mによる作業に代えて、図2に示すように振り分け(仕分け)を自動で行ってもよい。
 振り分けを自動で行う場合は、判定部13で判断した結果より、通知制御部600で不良品の位置を特定して、自動振り分け制御部860により制御された自動振り分け部86で、選別・仕分けして振り分ける。そして、自動振り分け部86が不良品に振り分ける場合は、不良品排出用搬送装置87によって、不良品ボードB5dが自動排出させる。良品の場合は、上記と同様に、良品搬送装置85により、出荷作業等が行われる下流へと送られる。
 さらに、自動振り分けを行う場合であっても、同様に自動振り分け用不良品予告手段65で通知することで、自動振り分け部86が不良品を適切に系外に排出したかを、自動振り分け部86の近傍の確認台74(図2参照)上で、作業員Mが目視で確認できるようにしてもよい。
 なお、図5では、システムコントローラによって、統括管理するシステムの例を説明したが、本システムは、装置毎の各制御部(プレス装置制御部、検査装置制御部、通知制御部、搬送制御部等)が夫々独立して分散制御する、分散制御システムで構成してもよい。
 <製造工程全体のフロー>
 図6に、本発明に係る製造工程の全体フローを示す。なお、このフローで作成するボードは、白又は明度が高い色の表面に多数の微細な孔状のくぼみが形成されたトラバーチン模様であるとする。なお、面取り工程は任意であり、図6の説明では、被検査物である模様を有する板として、模様付きボードB3=仕分け対象となる加工後ボードB4として説明する。
 まず、石膏ボードの形成(製作)が完了した時点を開始点(スタート)とする。
 S101:切断工程
 形成された大きなボードを切断することで、所定のサイズに切断された所定寸法ボードB1(図1参照)となる。
 S102:加工工程
 加工対象物である所定寸法ボードB1に凸凹の模様を付け、凸凹ボードB2とする。
 S103:塗料塗布工程
 模様付けされた凸凹ボードB2にペンキを塗布し、検査の被対象物(模様付きボードB3)とする。
 S104:検査工程
 検査装置10おいて、検査対象物である模様付きボードB3を検知する。検査方法についての詳細は図7~図12を用いて詳述する。
 S105:不良品ライン位置特定工程+通知制御工程
 通知制御部600の不良品ライン位置特定部620において、検査装置10から不良品と判定された模様付きボードB3の製造ライン上の位置を把握し(特定し)、通知装置60で通知するタイミングを制御する。
 S106:通知工程(不良品予告)
 不良品と判定されたボードが、仕分け台70に近づくと、予告として、警報が鳴る。
 S107:通知工程(不良位置通知)
 不良品と判定されたボードについて、不良部分、例えば、欠陥箇所、又は濃度(模様の濃さの割合)が閾値以上の部分の位置を可視光により通知する。
 S108:最終判断工程
 S106、S107での注意喚起情報を考慮して、作業員Mが、加工後ボードB4を目視で確認し、加工後ボードB4の最終的な良否判断をする。
 S109:仕分け工程
 作業員または不良品排出用搬送装置87により、不良品ボードB5dを製造ラインから排出する。
 このような検査工程により、所定範囲の傷や汚れ等の欠陥の自動検出ができるため、作業員の選別の負担が軽減することができる。
 ここで、作業員Mは、検査工程で漏れた欠陥があることを検出した場合は、作業員Mの判断により、そのボードを不良品ボードB5dとして排出してもよい。あるいは、検査工程で不良と判定されても、作業員Mの判断により許容範囲内と判定すれば、良品ボードB5cとして排出しなくてもよい。
 以上により、製造工程を終了し、S109で排出されなかった良品ボードB5cは、良品搬送装置85に乗って出荷工程へと送られる。
 また、通知と並行して、S110で、S104の検査結果に応じて、プレス装置制御部300に含まれるプレス量制御部310は、プレス装置30での加工工程(プレス量)を制御してもよい。S110の詳細については、第2実施形態で後述する。
 <検査工程>
 図7に、検査工程の詳細フローを示す。図7は、図6のS104での詳細フローに対応している。検査工程は画像処理工程(S1~S4)と、判定工程(S5、S7)と、判定結果記憶工程(S6、S8)とを含む。
 S1:撮像工程
 被検査物である模様付きボードB3の被検査面について、撮像手段11を用いて写し、検査用の画像を撮像する。
 S2:エッジ検出工程
 撮像工程(S1)で撮像した画像から、模様明瞭化部122によりエッジ検出を行い、被検査面に施された模様を明確化する。
 S3:位置補正工程
 エッジ検出を経た画像から、搬送路上の模様付きボードB3が存在する位置を検出し、検出結果に基づき、画像における検査対象とする模様付きボードB3の位置を、位置補正部123により補正する。
 模様付きボードB3が存在する位置を検出する方法として、
(i)模様付きボードB3の角部を直接検出し、基準画像との相対的なズレから算出する方法
(ii)模様付きボードB3の交差する2辺を抽出してそれらを結んだ交点を角部として検出し、基準画像との相対的なズレから算出する方法
(iii)画像内の特徴的な模様等を検出し、基準画像との相対的なズレから算出する方法
(iv)(iii)で検出した特徴的な模様等と角部の位置関係を基にして、相対的に角部を割り出し、基準画像との相対的なズレから算出する方法
などがある。
 しかし、(i)であると、模様付きボードB3には模様が形成されているため、当該模様と頂点が混同されて直接的に頂点を検出できないこともありうる。したがって、撮像した画像が位置ズレをしている場合でも精度高く検出するため、頂点の検出方法としては、(ii)~(iv)が好ましく、検出する要素を減らす観点から、(iii)の方法が好ましい。
 S4:数値化工程(模様の2値化)
 ここで、使用する被検査物である模様付きボードB3の模様は、白又は明度が高い色の表面に多数の微細な孔状のくぼみが形成されたトラバーチン模様である。そのため、S4での数値化工程は、撮像工程で得られた原画像に対して、前記被検査面の部分を白、前記孔状のくぼみ(模様p)を黒として階調を2値化した画像を、例えば数値化部124で作成することができる。
 具体的な2値化の例を図8(b)に示す。S4で2値化を行った場合、画像が単純化されるので、各数値の割合や基準画像との差分抽出による良否判定に際して複雑な演算処理等を要することなく、簡便に良否判定ができる。
 S5:模様判定工程
 模様判定工程では、模様判定部131において、数値化工程(模様の2値化)で作成した画像(図8)を用いて、模様pが占める面積割合が、所定範囲内であるか否かによって、模様に基づいて、模様付きボードB3の良否(良品か不良品か)を判別する。詳しくは、模様の濃さを判定する。即ち、2値化により、くぼみ部分に対応している黒い部分の面積を図る。
 例えば、本発明の製造方法で製造される孔状のくぼみの模様付きボードである石膏ボードは、例えば、天井や壁板等に用いられ、部屋の広さに対応して、複数枚に渡って同じ種類の石膏ボードを張り付けられることを想定している。
 模様の濃さ、即ち黒い部分の面積が、石膏ボード毎に大きく異なる場合、並べて貼り付けると、外観のばらつきとなる。そのため、複数枚連続して張り付けた場合であっても、模様の濃度を所定範囲内に収めることで、外観にムラが出ないようにする。
 さらに、一枚のボードの中でも、加圧の程度等に起因して、模様の濃度がばらついていることがある。そのため、板状の被検査物である模様付きボードB3を、複数の区画に分割し、分割した夫々の区画について、夫々模様の濃さについて算出し、その区画毎に、模様の濃さの程度が、所定範囲内であるか否かを判定すると、さらに好適である。
 区画毎に模様を判定する例を図9に示す。図9では、4区画に分けての模様を判定している。例えば、図9において、2値化した画像で、全体(4分割した区画)に対する黒(模様部分)の面積割合について、基準の所定範囲を設定する。例えば、図9に示す4分割した各区画(区画(1)、(2)、(3)、(4))において、夫々上限60000画素、下限20000画素を基準の所定範囲とする。
 S6:模様判定結果記憶工程
 模様判定結果記憶工程では、模様判定工程における模様付きボードB3の良否判断の結果、及び不良箇所の位置情報を、例えば判定結果記憶部14に記憶させる。
 S7:欠陥判定工程
 欠陥判定工程では、欠陥判定部132において、検査用の比較基準となる基準画像と前記数値化工程(S4)で作成した画像とを比較照合することにより、被検査物である模様付きボードB3の表面の模様以外の傷や汚れ等の欠陥の有無の判定を行う。これにより、模様付きボードB3が良品か不良品かを判定する。
 図10に、比較照合により欠陥を検出した検出例を示す。不良箇所を特定する方法は撮像した画像をいくつかのエリアに分割してどのエリアにあるか大まかに把握する方法や、具体的位置を把握する方法もある。具体的位置を把握する方法としては、撮像した画像全体から特定する方法のほか、撮像した画像から模様付きボードB3の模様部分の要素を除去し、模様付きボードB3の頂点を検出して不良箇所と頂点との相対位置により特定する方法等がある。
 なお、欠陥判定においても、撮像した画像を細分化(4分割等)して検査してもよい。
 ここで、欠陥の判定の際、黒いところが白くなっている箇所には、反応させず、白いところが黒くなっている箇所には、反応させる。即ち、模様の周りの欠陥をシビアに判定しない。
 即ち、欠陥判定工程において、良品に対応する基準画像と前記数値化工程(S4)で作成した画像とを比較照合する際、2値化した画像において、孔状のくぼみの周囲に広がった、孔状のくぼみと相似形状の大小は、欠陥と判定しない。プレス装置30のプレス量の調整具合により、基準画像に対して、模様の大きさに若干変動するからである。
 ここで、欠陥の判定で検出された検出例を図11、図12に示す。図11及び図12に示す欠陥の検出は、図10に示すように、検査画像と基準画像との比較により算出される。
 詳しくは、検査画像(模様が数値化された画像)について、マスター画像(基準画像)からの差分を取る(差異点を抽出する)。上述の図6で示したように、本例での模様は、プレス装置30の押型に設けられた複数の突起でプレス(押圧)することで形成されるため、模様を基準と比較することで、プレスによる模様か否かを決定する。
 なお、図11に示す欠陥は、模様から明らかに分離して欠陥と視認できる形状であるため、後段の仕分けにおいても不良品と判定される。しかし、図12に示す欠陥の例では、欠陥の形状が、周囲の模様と類似しているため、検査装置10で不良品と判定しても、後段の仕分け台70において、作業員の裁量により、許容範囲内と判定すれば、不良品として排出しなくてもよい。
 図7のフローでは、模様判定工程S5及び欠陥判定工程S7において、S4で原画像を2値化した画像を、共通化した画像として用いた例を説明したが、模様判定工程S5と欠陥判定工程S7とで、2値にするときの閾値の設定を変更してもよい。即ち、1つの撮像画像に対して異なる閾値で数値化した画像を用いて、模様と欠陥の検査を夫々実施してもよい。
 S8:欠陥判定結果記憶工程
 欠陥判定結果記憶工程では、欠陥判定工程における模様付きボードB3の良否判定結果及び不良箇所の位置情報を、例えば判定結果記憶部14に記憶させる。さらに記憶させた後、後工程である最終判断工程で、不良箇所を判別可能となるように追跡可能なマーキングをすると好ましい。
 例えば、マーキングの方法として物理的マーキングや非接触型マーキング手段も可能である。機械により不良と判定されたものであっても、人の目により問題なしと判断され、出荷される場合もあるので、模様付きボードB3に物理的な印づけによるマーキングはせず、非接触型マーキング手段が好ましい。非接触型マーキング手段としては不良箇所を特定し、コンピュータに記録する等の手段がある。
 なお、S6及びS8の記憶工程において、例えば判定結果記憶部14等の記憶装置に、検査結果の数値データを保存するとともに、撮像画像(原画像)も、全量保存すると好ましい。長いスパンでの、装置の傾向を把握できるとともに、万一、トラブルが発生した場合に、参照できるためである。
 上記のようにして検査工程を終了する(エンド)。この検査フローの後、図6のステップS105へ進む。
 このように検査された検査結果に基づいて、通知部61において、所定の製造ラインに到達した際、即ち、仕分け直前や、仕分け中に相当する位置で、不良品の欠陥位置や模様の所定範囲を超える箇所を通知する。
 このような検査装置の検出結果は、仕分けにより補助的に用いられる。傷や汚れ等の欠陥の検出と、模様の濃さが所定範囲内かどうかの検出を自動で実施できるため、作業員Mの選別の負担が軽減する。
 ここで、検査装置10による検出結果を参照しながら、模様付きボードB3の仕分けを作業員Mが人手により実施する例(図6のS106~S108)について説明する。
 <目視による最終判断>
 図13に仕分け台70近傍の説明図を示す。仕分け台70の近傍には、不良品予告手段62と、不良位置通知手段63と、検査結果表示手段64とが、通知装置60として設けられている。なお、図13では、作業員Mが作業している台において、ボードは、右から左に流れていく例を示しているが、図1のように、作業員Mから見てボードが、左から右に流れるような配置であってもよい。
 作業員Mは、上述の通知装置60によって通知された検査結果を判断材料に用いて、搬送されてきた加工後ボードB4が良品か不良品かを判別する。
 なお仕分け台70の近傍には、鏡71が設けられている。作業員Mは、加工後ボードB4の遠い部分を、鏡71を用いて確認してもよい。
 不良品予告手段62は、作業員Mが、良品と不良品とを判断する前に、音又は光により、検査装置10によって不良品と判定された加工後ボードB4が仕分け台70へ到達することを通知する。不良品予告手段62は、例えば、サイレンやパトライト(登録商標)である。
 不良位置通知手段63は、作業員Mが人為操作により良品と不良品とを判断する際に、通知する。不良位置通知手段63は、例えばプロジェクタである。
 例えば、図7のS5の模様判定工程において、被検査物である模様付きボードB3の被検査面上で面積の割合が所定範囲外の区画の場合、図13に示すように、不良位置通知手段63は、加工後ボードB4の表面の位置を示すように照射する(図13中、光L)。
 あるいは、S7の欠陥判定工程において、模様付きボードB3上で欠陥(傷)を検知した部分を含む区画、又は欠陥そのものの位置を、加工後ボードB4の被検査面の位置を示すように照射する。このように照射することで、作業員Mの仕分け効率を向上させることができる。
 さらに、作業員Mの近傍には、検査結果と目視で判断が異なる場合に情報を入力する場合に、判断情報を入力するための入力装置(例えば、タッチパネル)72が設けられている。
 <加工調整>
 本発明の実施形態として、検査工程の検査結果を利用して、加工工程を調整する加工制御工程を含んでいてもよい。加工制御工程は例えば、図5に示すプレス装置制御部300に含まれるプレス量制御部310によりプレス装置30のプレス量を調整すること(図6のステップS110等)を含むことができる。
 加工制御では、表面検査の際に連続的な不良が起こった場合に、その不良内容を各種装置にフィードバックして調整することができる。これらのような連続的な不良を検知し、機械を良好な状態に戻すことができるよう、種々の調整手段を設けることができる。
 下記、模様付きボードB3の表面の模様が、白又は明度が高い色の表面に多数の微細な孔状のくぼみが形成されたトラバーチン模様である場合の、検査結果の加工工程へのフィードバック例について説明する。
 また加工工程がプレスの場合、プレス装置30の不具合等によりプレス位置のズレ、プレス量の変化等が発生して連続的に不良が検出される場合がある。この場合、加工工程でのプレスの圧力を調整することで、プレス装置30の不具合を調整する。
 <第2の実施形態(フィードバック)>
 図14に、第2の実施形態の加工・検査システム(製造装置)2を示す。図14に示すように、石膏ボードを形成し切断した後、切断された所定寸法ボードB1の搬送を分岐させて、複数のプレス装置を用いて、模様付けを実施し、その後、合流させてもよい。
 詳しくは、第1の加工工程にて第1のプレス装置30αにより孔状のくぼみを形成し、塗料を塗布することで模様付きボードB3αを形成し、第2の加工工程にて第2のプレス装置30βにより孔状のくぼみを形成し、塗料を塗布することで模様付きボードB3βを形成した後、検査工程前で、模様付きボードB3α,B3βを、特定の枚数毎に合流させる。
 例えば、被検査物である模様付きボードB3は、1号プレス(第1のプレス装置30α及び第1の塗料塗布装置40α)によって模様付けられたボードB3αと、2号プレス(第2のプレス装置30β及び第2の塗料塗布装置40β)によって模様付けられたボードB3βとが、例えば一枚ずつ交互に搬送される。そして、そのボードB3α、ボードB3βが検査装置10前で合流する。
 図15に、第1実施形態及び第2実施形態に適用される、プレス装置30による孔状のくぼみの形成(模様付け)についての説明図を示す。押圧装置であるプレス装置30には、押圧手段である面状押圧プレス31と、加圧部32と、支持台(受け台)33とが設けられている。
 押圧手段である面状押圧プレス31は、プレスされる所定寸法ボードB1と略等しい大きさの押圧面(下面)を有し、基準面31rに対して、突出している複数の突起31pが設けられている。加圧部32は油圧等により、面状押圧プレス31を下方に押す。なお、押圧手段は円筒状のローラ形状であってもよい。
 支持台33は、少なくとも面状押圧プレス31が上から押圧されている期間、所定寸法ボードB1を支える。面状押圧プレス31と支持台33によって、所定寸法ボードB1が加圧されることで、所定寸法ボードB1の上面(表面)に、凹凸の模様が形成される。
 なお、プレス対象の所定寸法ボードB1は、プレスされる前に、後続の所定寸法ボードB1に押されることにより支持台33上へ移動してもよい。プレスされた凸凹ボードB2は、さらに後続の所定寸法ボードB1により後続の所定寸法ボードB1が押されることにより、支持台33から押し出されて搬送装置80の上へ移動することができる。
 本実施形態で適用される一例として、模様付きボードB3の模様は、白又は明度が高い色の表面に多数の微細な孔状のくぼみが形成された模様、例えば、トラバーチン模様が模様付けられるとする。
 ここで、本発明の実施形態では、凹凸のある押圧手段で、所定寸法ボードB1をプレスし、孔状のくぼみを形成する。そして、孔状のくぼみの模様付けの後、白又は明度が高い色の塗料を、前記孔状のくぼみが形成された板(凸凹ボード)B2の表面に塗布している。また、このように製造された模様付きボードB3は、上述のように、孔の部分が凹んでいるため、遠くから見ると、地肌部分とは異なる色(黒色)に見える。
 図15に示すように、プレス装置30の構成として、板状の押圧部材である面状押圧プレス31の下面に突起31pが設けられている。面状押圧プレス31の下面の突起31pは、模様を形成するものであり、トラバーチン状に基準面31rから突出している。このように、加工対象物である所定寸法ボードB1に突起31pが挿入されることによって、プレスされた凸凹ボードB2には孔状のくぼみが形成される。
 図15に示すように、下面に設けられた突起31pは徐々に、先細り形状となっているため、面状押圧プレス31の押す力(プレス量)が強いほど、加工対象物である所定寸法ボードB1に深く入り込み、凸凹ボードB2の孔が大きくなる。
 例えば、押す力が弱い、押している時間が短い等により、面状押圧プレス31が所定寸法ボードB1に対して浅く押し込まれると、孔の大きさ(図8の夫々の模様(くぼみ)p)が小さくなり、全体における孔の面積の合計は小さくなる。
 反対に、押す力が強い、押している時間が長い等により、面状押圧プレス31が加工対象物である所定寸法ボードB1に対して深く押し込まれると、孔の大きさ(夫々の模様p)が大きくなり、全体における孔の面積の合計は大きくなる。なお、押す力、押している時間等の、模様の大小(濃淡)を調整するファクターをプレス量という。
 また、模様付けをするプレス工程の後に、特定のペンキを塗布する塗料塗布工程を設けているが、ペンキは大体一律に塗布されるため、外観のばらつきは、模様の深さ(凹凸)のばらつきに起因するものと考えられる。
 したがって、検査結果をプレス装置30のプレス量へフィードバックすることで、凸凹ボードB2の模様の深さのばらつきを低減し、これによって検査装置10での検査対象となるペンキ塗布後の模様付きボードB3の外観上のばらつきも低減することができる。
 図16は、2台のプレス装置30α、30βのばらつきを示す説明図である。図16(a)、(b)において、上図のグラフは、実測の判定毎の黒部分の画素数(面積)の時系列の推移を表している。上図の判定グラフ(実測グラフ)において、横軸は時系列の判定回数、縦軸は黒部分の画素数(面積)を示す。
 また、図16(a)、(b)において、下図のグラフは、上図における黒部分の画素数(面積)の分布状況をまとめたヒストグラムを表している。下図のヒストグラムにおいて、横軸は黒部分の画素数(面積)、縦軸は発生度数を示す。
 図16に示すように、模様の面積を算出することにより、プレスによる孔状のくぼみの孔の深さ(濃さ)を把握することができる(可視化することができる)。即ち、検査することによって、模様の濃さに相関するプレスの加圧力をデータで出力することができる。したがって、プレス装置30α、30βのプレス(加圧)管理を標準化することができる。
 具体的に、夫々のプレス装置30α、30βによって、孔状の模様付けを形成する際に、孔の深さに起因する原因として、下記のものがある。
(i)押している時間の設定
(ii)圧力の設定(押す深さに起因)
 例えば、朝と夜、天候の変化により、加圧部32を同じ加圧力で設定しても、実際の加圧力が設定値と乖離する。例えば浅く押される場合、模様が薄く、模様が占める面積が小さくなる。一方、深く押された場合、模様は濃く、模様が占める面積が大きくなる。このように、時間や天候とともに変化する模様の面積の結果を見て、調整する。
 なお、模様となるくぼみの深さは、加工する石膏ボード自体の硬軟にも依存するが、石膏ボード自体の硬軟は、石膏の原料、水と焼石膏との練り方、乾燥の条件等複数の要因があり、調整する場合は複雑な演算が必要となる。そのため、模様のばらつきは、模様付けを行うプレス装置30を、調整する方がより直接的な解決となる。
 よって、加工工程の調整(加工制御)では、検査工程で算出された模様が占める面積をフィードバックして、加工工程において、プレス装置30α、30βの押圧量又は押圧時間を調整することで、凸凹ボードB2毎の孔状のくぼみの深さのばらつきを低減することができる。
 さらに、凸凹が形成された凸凹ボードB2は、例えば、1.5尺×3.0尺の加圧部の面積が大きいため、一枚のボードの中でも、圧力がばらつくことがある。上述のように、検査工程において、一枚のボード内を分割して模様を判定するため、一枚のボード内のばらつきを調整させることができる。
 この際、一枚のボード内で、面状押圧プレス31の傾きを変更する等して、加圧されるボード内の圧力を調整することで、1枚のボード内のばらつきを調整することができる。
 図17に、2台のプレス装置30による模様のばらつきを調整した前後の検査結果を示す。詳しくは、図17の(a)は、図16(b)に示す、1号プレスと2号プレスとのヒストグラムの概略を重ねたグラフである。図17(b)は1号プレスと2号プレスとの模様のばらつきを調整した後の、1号プレスと2号プレスとのヒストグラムの概略を重ねたグラフである。
 このように、2台のプレス装置30α、30βによって形成された作成された模様について、検査工程で模様割合を夫々算出して検査している。そして、結果に応じて、第1のプレス装置30α)により形成された模様と、第2のプレス装置30β)により形成された模様とを、均一化するようにプレス量を調整する。これにより、製造工程内で、2種類のプレス装置を用いた製品が混在していたとしても、模様の濃さのばらつきを抑制することができる。
 <第3実施形態>
 上記第1、第2の実施形態では、被検査物である模様付きボードの模様は、白又は明度が高い色の表面に多数の微細な孔状のくぼみが形成されたトラバーチン模様の例を説明したが、本発明の検査方法で用いられる被検査物の模様はトラバーチン模様に限られない。例えば、模様は、木目パターンを形成したシート等、化粧層を積層することによる木目模様等であってもよい。
 このように化粧層を積層するタイプのボードでは、積層手段の不具合等により基材とシートの位置ズレが起こることにより、不良品が発生することがある。
 本実施形態でも、検査用の比較基準となる基準画像と前記数値化工程で作成した画像とを比較照合することにより、模様と区別して、被検査物である模様付きボードの被検査面の欠陥の有無の判定を行うことができる。
 さらに、本実施形態では、模様の大きさはあまり変化しないが、板状部材に対する、シート貼り付け具合により模様の位置がずれることがある。したがって、模様の検査として、基準画像と比較することで、模様ずれがないか判定することができる。
 例えば、本実施形態で用いるボードの模様を木目であるとすると、画像処理では、木目のパターンを記憶し、木目を構成するオレンジ内の木目部分に閾値を設け、色で分離抽出して(2値化又は3値化する)、基準画像と比較する画像を作成してもよい。
 本実施形態においても、検査装置による検査結果を、図13に示すように、後工程で通知して、仕分けの補助に用いてもよい。
 あるいは、本実施形態においても、表面検査の際に連続的な不良が起こった場合に、検査結果による検査結果をフィードバックして、不良内容を修正するように、各種装置を調整してもよい(調整装置を設けてもよい)。
 例えば、加工工程の調整として、本実施形態では、検査工程の模様の検査結果に応じて、樹脂シートの板状部材への貼付位置を調整する。これにより、機械を良好な状態に戻すことができ、製造バラツキを低減することができる。
 <第4実施形態>
 上記第1~第2の実施形態では、被検査物である模様付きボードの模様は、トラバーチン模様の例、第3の実施形態では、被検査物の模様が木目模様の例を説明したが、本発明の検査装置で検査できる模様は、これらの模様にさらに印字等がされていてもよい。
 例えば、店舗等にボードが用いられる際、製造会社や店舗名等を示すために、石膏ボードにロゴ等が印字される場合がある。
 この場合、模様のパターンを記憶し、さらに印字のパターンを記憶し、全画像に対して3値化する、あるいは模様がない背景に対して模様部分の2値化、印字部分の2値化、を別々に行うことで、基準画像と比較するための検査画像を作成してもよい。
 その他の検査、通知、フィードバックは、上述の実施形態と同様である。
 本発明の第1、第2、第4の実施形態の検査対象である、石膏ボードは、例えば、焼石膏(CaSO・1/2HO)に凝結調整剤や、ボード用原紙との接着性向上剤を配合し、水と混練して成型される。必要応じて、補強繊維及び軽量骨材、耐火材、凝結調整剤、減水剤、泡、泡径調整剤等の各種添加剤が配合されてもよい。
 本発明の第3、第4の実施形態で用いられる検査対象物である石膏ボードは、石膏を芯材としてその片面又は両面を石膏ボード用原紙で被覆し、板状に成形している。
 以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
 本出願は、2016年7月12日に日本国特許庁に出願された特願2016-137994号に基づく優先権を主張するものであり、特願2016-137994号の全内容を本出願に援用する。
1,2 加工・検査システム(製造装置)
10 検査装置
11 撮像手段(カメラ)
12 画像処理部
121 原画像生成部
122 模様明瞭化部
123 位置補正部
124 数値化部
13 判定部
131 模様判定部
132 欠陥判定部
133 マスター画像記憶部
14 判定結果記憶部
16 照明手段
161,162 照明灯
163a,164a 反射板
19 検査制御部
30 プレス装置(押圧装置、加工装置)
30α プレス装置(第1のプレス装置)
30β プレス装置(第2のプレス装置)
31 面状押圧プレス
310 プレス量制御部
40 塗料塗布装置(加工装置)
60 通知装置
61 手動振り分け用通知部
62 不良品予告手段
63 不良位置通知手段
600 通知制御部
620 不良品ライン位置特定部
70 仕分け台
80 搬送装置
B1 所定寸法ボード(加工対象物)
B2 凹凸ボード
B3 模様付きボード(被検査物、模様を有する板)
B4 加工後ボード(模様を有する板)
B5c 良品ボード
B5d 不良品ボード

Claims (25)

  1.  模様を有する板状の被検査物を検査する検査方法であって、
     前記被検査物の被検査面の画像を撮像する撮像工程と、
     撮像工程で得られた原画像に対して、閾値を定めて階調を2値又は3値に数値化した画像を作成する数値化工程と、
     前記数値化工程で作成した画像を用いて、前記被検査物を判定する判定工程と、を有することを特徴とする
     検査方法。
  2.  前記判定工程は、検査用の比較基準となる基準画像と前記数値化工程で作成した画像とを比較照合することにより、前記被検査物の被検査面の欠陥の有無の判定を行い、前記被検査物の良否を判定する、欠陥判定工程を有することを特徴とする
     請求項1に記載の検査方法。
  3.  前記判定工程は、前記数値化工程で作成した画像を用いて、前記模様が占める面積割合が、所定範囲内であるか否かによって、前記被検査物の良否を判定する、模様判定工程を有することを特徴とする
     請求項1又は2に記載の検査方法。
  4.  前記模様判定工程において、前記板状の被検査物の被検査面を、複数の区画に分割し、分割した夫々の区画について、夫々模様が占める面積割合について算出し、その区画毎に、前記模様が占める面積割合が、所定範囲内であるか否かを判定することを特徴とする
     請求項3に記載の検査方法。
  5.  前記判定工程は、前記模様判定工程と、検査用の比較基準となる基準画像と前記数値化工程で作成した画像とを比較照合することにより前記被検査物の被検査面の欠陥の有無の判定を行う欠陥判定工程と、を含み、
     前記欠陥判定工程において、前記基準画像と前記数値化工程で作成した画像とを比較照合する際、前記2値又は3値に数値化した画像において、前記模様の周囲に広がった、前記模様と相似形状の大小は、欠陥と判定しないことを特徴とする
     請求項3又は4に記載の検査方法。
  6.  前記被検査物が有する模様は、白又は明度が高い色の前記被検査面に孔状のくぼみが形成された模様であり、
     前記数値化工程は、撮像工程で得られた原画像に対して、前記被検査面の白又は明度が高い色の部分と、前記孔状のくぼみの部分とに2値化した画像を作成することを特徴とする
     請求項1乃至5のいずれか一項に記載の検査方法。
  7.  請求項1乃至6のいずれ一項に記載の検査方法により被検査物の検査を行う検査工程と、
     前記被検査物を搬送装置で製造ライン上を搬送する搬送工程と、
     前記検査工程により不良品と判定された被検査物が、前記製造ライン上でどこに位置するか特定する不良品ライン位置特定工程と、特定した前記製造ライン上の位置に基づいて通知する通知工程と、を有することを特徴とする
     検査・通知方法。
  8.  前記通知工程は、音による通知を含み、
     前記音による通知は、前記検査工程の後段であって、人により良品と不良品とを検査する工程の前段において、実施されることを特徴とする
     請求項7に記載の検査・通知方法。
  9.  前記通知工程は、可視光による通知を含み、
     前記可視光による通知は、前記検査工程の後段であって、人により良品と不良品とを検査する工程の際に実施されることを特徴とする
     請求項7又は8に記載の検査・通知方法。
  10.  前記判定工程において、前記板状の被検査物の被検査面を、複数の区画に分割し、分割した夫々の区画毎に、前記模様が占める面積割合が所定範囲内であるか否かを判定し、
     前記可視光による通知は、前記面積割合が所定範囲外の区画の位置を示すように照射することを特徴とする
     請求項9に記載の検査・通知方法。
  11.  前記判定工程において、前記板状の被検査物の被検査面を、複数の区画に分割し、分割した夫々の区画毎に、前記模様以外の欠陥がないかどうかを判定し、
     前記可視光による通知は、前記欠陥を含む区画の位置又は欠陥そのものの位置を示すように照射することを特徴とする
     請求項9又は10に記載の検査・通知方法。
  12.  模様を有する板の製造方法であって、
     素材を板状に形成し加工対象物を得る工程と、
     前記加工対象物に模様を加工する加工工程と、
     前記加工工程により模様を形成された前記模様を有する板を被検査物として検査する検査工程と、
     前記検査工程の検査結果に応じて、前記加工工程を調整する加工制御工程と、を含み、
     前記検査工程は、前記被検査物の被検査面の画像を撮像する撮像工程と、前記撮像工程で得られた原画像に対して、閾値を定めて階調を2値又は3値に数値化した画像を作成する数値化工程と、前記数値化工程で作成した画像を用いて、前記被検査物を判定する判定工程と、を有することを特徴とする
     製造方法。
  13.  前記被検査物の被検査面は、白又は明度が高い色の表面に孔状のくぼみが形成された模様を有し、
     前記加工工程は、
     凹凸のある押圧手段で、前記被検査物の被検査面をプレスし、前記孔状のくぼみを形成する押圧工程と、
     前記孔状のくぼみを形成後、前記白又は明度が高い色の塗料を前記被検査面に塗布する工程と、を有することを特徴とする
     請求項12に記載の製造方法。
  14.  前記加工工程の調整は、前記検査工程の前記孔状のくぼみが占める面積割合により、前記孔状のくぼみの深さを算出してフィードバックして、前記押圧工程の押圧量又は押圧時間を調整することを特徴とする
     請求項13に記載の製造方法。
  15.  前記加工工程は、第1のプレス装置を用いた第1の加工工程、又は第2のプレス装置を用いた第2の加工工程のいずれか一方により前記被検査物の被検査面を模様付けし、その後、前記検査工程の前で、前記被検査物を、特定の枚数毎に合流させ、
     前記加工工程の調整では、前記検査工程の模様の検査結果に応じて、前記第1のプレス装置により形成された孔状のくぼみと、前記第2のプレス装置により形成された孔状のくぼみとを、均一化することを特徴とする
     請求項12乃至14のいずれか一項に記載の製造方法。
  16.  前記検査工程の判定工程において、検査用の比較基準となる基準画像と前記数値化工程によって作成した画像とを比較照合することにより、前記孔状のくぼみと区別して、前記被検査物の被検査面の欠陥の有無の判定を行い、前記被検査物の良否を判定する欠陥判定工程を含むことを特徴とする
     請求項13乃至15のいずれか一項に記載の製造方法。
  17.  前記加工工程は、模様を特定する樹脂シートを少なくとも前記被検査物の被検査面に貼り付けて積層することで模様を形成するシート貼り付け工程を含み、
     前記加工制御工程は、前記検査工程の検査結果に応じて、前記樹脂シートの前記板状に形成した対象物への貼付位置を調整することを特徴とする
     請求項12に記載の製造方法。
  18.  前記検査工程の判定工程において、検査用の比較基準となる基準画像と前記判定工程で数値化した画像とを比較照合することにより、前記模様と区別して、前記被検査物の被検査面の欠陥の有無の判定を行う、欠陥判定工程を含むことを特徴とする
     請求項17に記載の製造方法。
  19.  模様を有する板状の被検査物を検査する検査装置であって、
     前記被検査物の被検査面の画像を撮像する撮像手段と、
     前記被検査面の画像を、2値又は3値に数値化された画像とする数値化部と、
     前記数値化部により作成された画像を用いて、前記被検査物を判定する判定部と、を有することを特徴とする
     検査装置。
  20.  前記撮像手段は、前記板状の被検査物の被検査面を照射する照明手段をさらに有する、ことを特徴とする、
     請求項19に記載の検査装置。
  21.  前記照明手段は、前記板状の被検査物の、向かい合う2辺の上方に、前記被検査物が搬送される搬送方向と略平行に延伸して設けられる、対になる照明灯を含み、
     前記対になる照明灯には、前記照明灯から発光される光が前記板状の被検査物の被検査面に直接当たるのを妨げる反射板が夫々設けられることを特徴とする
     請求項20に記載の検査装置。
  22.  前記対になる照明灯の前記夫々の反射板は、前記照明灯よりも、前記搬送方向に直交する前記被検査物の幅方向において内側に設けられ、前記照明灯の前記内側の近傍から略垂直に下方に延伸しており、前記板状の被検査物の向かい合う2辺の端部の略垂直の上方に位置するように設けられることを特徴とする
     請求項21に記載の検査装置。
  23.  板状に形成された加工対象物に孔状のくぼみを形成する加工装置と、
     前記加工装置により孔状のくぼみが形成された前記加工対象物を被検査物として検査する検査装置と、を有しており、
     前記検査装置は、前記被検査物の表面の画像を撮像する撮像手段と、撮像により得られた原画像に対して、閾値を定めて階調を2値又は3値に数値化した画像を作成する数値化部と、該数値化部により作成した画像を用いて、前記被検査物を判定する判定部と、を有することを特徴とする
     孔状のくぼみの模様付きボードの製造装置。
  24.  前記検査装置の前記判定部は、前記被検査物の良否を判定するものであって、
     前記製造装置は、製造ライン上の前記被検査物を搬送する搬送装置と、
     前記検査装置により不良品と判定された被検査物が、製造ライン上でどこに位置するか特定する不良品ライン位置特定部と、
     特定した製造ライン上の位置に基づいて、前記検査装置で判定した不良品を通知する通知装置と、をさらに有することを特徴とする
     請求項23に記載の製造装置。
  25.  前記検査装置での判定結果を応じて、前記加工装置での孔状のくぼみの深さを調整する調整装置を、さらに有することを特徴とする
     請求項23又は24に記載の製造装置。
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