JP2002310918A - 組立式パーツの検査装置及び組立式パーツの検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複雑な形状の組立式パーツであり、目視による
良否の判別が困難な場合であっても、正確かつ迅速に良
否の判別を行うことができる組立式パーツの検査装置及
び検査方法を開発し提供すること。 【解決手段】上記課題を解決するために本発明の組立式
パーツの検査装置３は組立式パーツを検査エリア５に向
けて搬送する搬送手段と、組立式パーツの通過を検知
し、ＣＣＤカメラ１１のシャッタータイミングを設定す
るシャッターセンサ９と、組立式パーツを撮影するＣＣ
Ｄカメラ１１と、予め入力しておいたサンプル画像１３
と撮影した検査画像１５とを比較し、良品、不良品の判
別を行う制御装置１７とを備えている。また本発明の組
立式パーツの検査方法は予め入力しておいたサンプル画
像と実際に撮影した検査画像とを比較し、両者の色別毎
の画素数の差異に基づいて良品、不良品の判別を行うよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば自動車の電気
配線用に用いられている組立式のコネクタのように複数
の部品要素を組み合わせることによって形成される組立
式パーツの良否の判別を行う検査装置に係り、特に良否
の判別を画像データに基づいて行うようにした組立式パ
ーツの検査装置及び組立式パーツの検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車の電気配線用のパーツとし
て用いられている組立式のコネクタは複数の部品要素を
組み合わせることによって形成されている。また形状が
比較的複雑であることから、上記組立作業の自動化は難
しく、人手に頼っているのが現状である。この場合、大
量生産に伴う単純作業の繰り返しや目まぐるしい品種切
替等もあって、作業者の不注意による不良品の発生も少
なくない。

【０００３】従って生産ラインの途中、あるいは別の場
所を設けて組み立てられたコネクタに部品要素、例えば
パッキンの過不足がないか、欠品がないか、挿入部品の
挿入不良はないか、誤装着や破損あるいは汚れがないか
等の検査が行われている。このような検査も人手により
目視で行われているが、形状が複雑なこともあって、良
品、不良品の判別を正確かつ迅速に行うことは容易なこ
とではなかった。また検査の自動化を図ろうとしてもコ
ネクタの形状が複雑なこと、品種が多岐に及んでいるこ
とから解決を図る手だてはなかなか見つかっていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の技術及び従来の技術が抱える問題点の存在を踏ま
え、組立式パーツを形成している各部品要素に施されて
いる色の違いに着目し、画像データから抽出した色別毎
の情報を利用することで組立式パーツの良否の判別を自
動的に正確かつ迅速に行える組立式パーツの検査装置及
び検査方法を開発し、提供することを課題とするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、複数の部品要素を組み合わせ
ることによって形成される組立式パーツの良否の判別を
行う検査装置において、当該検査装置は組み立てられた
組立式パーツを検査エリアに向けて搬送する搬送手段
と、搬送されてきた組立式パーツの通過を検知し、ＣＣ
Ｄカメラのシャッタータイミングを設定するシャッター
センサと、搬送されてきた組立式パーツを撮影するＣＣ
Ｄカメラと、予め入力しておいたサンプル画像とＣＣＤ
カメラによって撮影した検査画像とを比較し、両者の色
別毎の画素数の差異に基づいて良品、不良品の判別を行
う制御装置とを備えていることを特徴として成る。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１に記載し
た組立式パーツの検査装置において、前記搬送手段はイ
ンバータモータによって駆動される振動レスコンベヤで
あることを特徴として成る。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１または２
に記載した組立式パーツの検査装置において、前記シャ
ッターセンサは複数基並設されていることを特徴として
成る。

【０００８】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載した組立式パーツの検査装置において、前
記ＣＣＤカメラは撮影ポイントないしはシャッターセン
サの数に対応して複数基設けられていることを特徴とし
て成る。

【０００９】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれかに記載した組立式パーツの検査装置において、前
記検査装置にはＣＣＤカメラによって撮影した検査画像
を表示するディスプレイと、検査画像とサンプル画像と
を比較して得られる数値データ等を表示すると共に、各
種の設定の切り替え等を行うタッチセンサ式の操作スイ
ッチを組み込んだモニタが設けられていることを特徴と
して成る。

【００１０】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれかに記載した組立式パーツの検査装置において、前
記搬送手段には搬送する組立式パーツの姿勢を設定する
角度調節自在及び幅調節自在に構成される姿勢設定用ガ
イドが設けられていることを特徴として成る。

【００１１】請求項７記載の発明は、複数の部品要素を
組み合わせることによって形成される組立式パーツの良
否の判別を行う検査方法において、当該検査方法は予め
入力しておいたサンプル画像と実際に撮影した検査画像
とを比較し、両者の色別毎の画素数の差異に基づいて良
品、不良品の判別を行うようにしたことを特徴として成
る。

【００１２】請求項８記載の発明は、請求項７に記載し
た組立式パーツの検査方法において、前記良品、不良品
の判別は部品要素毎の色の違いに基づいて部品要素の過
不足、欠品、挿入不良、誤装着、破損ないしは汚れの有
無等を検査することによって行うことを特徴として成
る。

【００１３】請求項９記載の発明は、請求項７または８
に記載した組立式パーツの検査方法において、前記検査
方法は搬送されてきた組立式パーツの通過をシャッター
センサによって検知し、該シャッターセンサによる検知
情報に基づいてＣＣＤカメラのシャッタータイミングを
設定して、ＣＣＤカメラにより組立式パーツを撮影する
検査画像撮影工程と、撮影した検査画像を予め入力して
おいたサンプル画像と比較し、両者の色別毎の画素数を
計算し、その数値の差異に基づいて良品、不良品の判別
を行う検査工程と、その検査結果に基づいて組立式パー
ツの良否の選別を行う選別工程とを備えていることを特
徴として成る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の組立式パーツの検
査装置及び検査方法について図示の実施の形態を例にと
って具体的に説明する。図示の実施の形態では組立式パ
ーツの一例として自動車の電気配線用に用いられている
組立式のコネクタ１を取り上げ、該コネクタ１の良否の
判別を行うコネクタ検査用の検査装置３を図示してい
る。検査装置３は組み立てられたコネクタ１を検査エリ
ア５に向けて搬送する搬送手段の一例であるベルトコン
ベヤ７と、このベルトコンベヤ７によって搬送されてき
たコネクタ１の通過を検知するシャッターセンサ９と、
シャッターセンサ９によって設定されるシャッタータイ
ミングによってコネクタ１を撮影するＣＣＤカメラ１１
と、予め入力しておいたサンプル画像１３と、ＣＣＤカ
メラ１１によって撮影した検査画像１５とを比較して良
否の判別を行う制御装置１７とを備えている。

【００１５】検査装置３の検査対象であるコネクタ１は
図５に示すように色の違う複数の部品要素１９を組み合
わせることによって形成されている。部品要素１９は形
状が比較的複雑で一見して良品と不良品の区別を行うこ
とは困難な構成となっている。コネクタ１の検査項目と
しては部品要素１９の一例であるパッキン等に過不足が
ないか、欠品がないか、挿入部品の挿入不良はないか、
誤装着や破損、汚れあるいは傷がないか等である。

【００１６】ベルトコンベヤ７としてはインバータモー
タによって駆動される振動レスコンベヤが一例として適
用される。ベルトコンベヤ７は検査エリア５を挟んでそ
の前後に延びており、検査エリア５の前方に延びるベル
トコンベヤ７の側傍には検査前のコネクタ１をストック
しておくための投入エリア２１が設けられている。また
検査エリア５の後方に延びるベルトコンベヤ７の端部下
方には排出シュート２３が設けられており、更に排出シ
ュート２３の下方には検査によって良品と判別されたコ
ネクタ１を収容するためのストッカ２５が設けられてい
る。

【００１７】ベルトコンベヤ７における検査エリア５の
前方に延びている部分の上面にはベルトコンベヤ７の左
右のコンベヤフレーム２７から立ち上げられ、更にその
上端を水平に接続することによって構成されるガイド取
付ブリッジ２９がベルトコンベヤ７の長手方向に一例と
して二基設けられている。ガイド取付ブリッジ２９の下
方、ベルト搬送面３１の僅か上方にはベルトコンベヤ７
の長手方向に延びる長寸矩形平板状の姿勢設定用ガイド
３３が設けられている。この姿勢設定用ガイド３３はベ
ルトコンベヤ７上に検査用のコネクタ１を載置する際、
及び搬送されるコネクタ１の搬送軌道を一定に保つため
の案内用の部材としての役割を担っている。

【００１８】ガイド取付ブリッジ２９には位置調整用の
長穴３５が設けられていて、この長穴３５を貫通する取
付ネジ３６によって前記姿勢設定用ガイド３３は角度調
節自在及び幅調節自在にガイド取付ブリッジ２９に固定
される構成になっている。また検査エリア５はベルトコ
ンベヤ７の一部を遮光するボックス状の遮光枠３７の内
側に形成されている。検査エリア５には検査対象である
コネクタ１を撮影するＣＣＤカメラ１１の他、シャッタ
ーセンサ９を保持する保持ステイ３９とコネクタ１に光
を当てるライト４１と保持ステイ３９をコンベヤ幅方向
に移動し、固定するための一例として丸棒状の水平ロッ
ド４３と、これらの諸部材をベルトコンベヤ７を跨いで
据え付けるための支柱４５とを備えている。ＣＣＤカメ
ラ１１は撮影ポイントないしはシャッターセンサ９の数
に応じて一般に複数基設けられる。因みに図示の実施の
形態にあってはライト４１をコネクタ１の手前側と奥部
側の面を照射できるようにコンベヤ幅方向に二基配置し
たことに伴い、ドーナツ状に形成したライト４１の中央
開口部にＣＣＤカメラ１１をそれぞれ１基ずつ臨ませる
構成とした。

【００１９】保持ステイ３９の搬出側の端部寄りには一
例として三基のシャッターセンサ９がコンベヤ幅方向に
並ぶように下向きに取り付けられている。シャッターセ
ンサ９としては一例として反射式の近接スイッチ等が使
用でき、シャッターセンサ９によって検知されたコネク
タ１の通過検知情報は制御装置１７に伝えられ、ＣＣＤ
カメラ１１のシャッタータイミングの設定等に利用され
る。シャッターセンサ９を三基設けたのはコネクタ１の
通過の見落としを防止するためである。尚、検査エリア
５の入口手前側のコンベヤフレーム２７に対して密着状
態に並設されているのは上記シャッターセンサ９の中継
端子である。

【００２０】制御装置１７は検査エリア５の直前のコン
ベヤフレーム２７の下方に一例として設けられている。
ＣＣＤカメラ１１によって撮影されたコネクタ１の検査
画像１５は検査エリア５の近傍に設けられるディスプレ
イ４７に映し出される他、画像情報として制御装置１７
に送られ、予め入力しておいたサンプル画像１３と比較
され、良否の判別に利用される。またシャッターセンサ
９によって検知されたコネクタ１の検知情報も考慮さ
れ、これらの情報に基づいて算出された良品、不良品の
数、検査の総数、製品名等の数値データないし文字デー
タはディスプレイ４７の上面に一例として配置されてい
るモニタ４９に表示される。尚、モニタ４９には前記数
値データ等の他、梱包数の変更、判定画面、品種の切替
等を行うためのタッチセンサ式の操作スイッチ５１が組
み込まれている。また制御装置１７によってコネクタ１
が不良品と判断された場合にはベルトコンベヤ７に駆動
停止の命令が出され、パイロットランプ５３等の告知手
段によって不良品の発生を作業者に知らせる。

【００２１】次にこのようにして構成される検査装置３
を使用して行われる本発明の組立式パーツの検査方法に
ついて説明する。 （１）検査画像撮影工程 検査画像撮影工程は検査対象となるコネクタ１の実際の
画像を撮影し、検査に先立って当該画像情報を制御装置
１７に送る工程である。検査エリア５に搬送されてきた
コネクタ１はシャッターセンサ９によってその通過が確
認され、シャッターセンサ９による検知情報としてモニ
タ４９に送られ、検査総数としてカウントされる他、Ｃ
ＣＤカメラ１１のシャッタータイミングの設定に利用さ
れる。即ち、シャッターセンサ９を通過してからＣＣＤ
カメラ１１の撮影ポイントに至るまでの時間やＣＣＤカ
メラ１１のシャッタースピード等を考慮してシャッター
を切るタイミングを決める。ＣＣＤカメラ１１によって
撮影されたコネクタ１の検査画像１５はディスプレイ４
７に表示される他、制御装置１７に送られ、以下述べる
検査工程において良否の判別が行われる。

【００２２】（２）検査工程 検査工程は制御装置１７に送られた検査画像１５と予め
入力しておいたサンプル画像１３とを比較して検査対象
であるコネクタ１の良否の判別を行う工程である。具体
的には検査画像１５とサンプル画像１３の色別毎の画素
数の差異に基づいて良品、不良品の判別が行われる。即
ち、コネクタ１は色を異にする複数の部品要素１９によ
って形成されていることから各部品要素１９の持つ色の
画素数（本明細書においては各色が持つ占有率をある大
きさの基本単位の数として数値化したものを意味す
る。）を複数個の良品について求めておき、これらのデ
ータを基にして良品として判別できる一定の範囲を予め
定めておく。尚、良品として判別できるものとして一定
の範囲を持たせたのは部品要素１９の過不足や欠品、誤
装着のみを検査するのではなく、部品要素の挿入不良
等、程度を問題にする検査項目をも検査対象に含めてい
るからである。

【００２３】次に検査画像１５における各色の画素数を
求め、それぞれがサンプル画像１３における上記良品と
して判別できる一定の範囲内に入っているか、あるいは
含まれているはずの色の画素数が存在しなかったり、含
まれていないはずの色の画素数が存在していないか等の
チェックが行われる。これにより、含まれているべきす
べての色の画素数が存在していること、含まれているべ
きでない色の画素数が存在していないこと、そして上記
良品として判別できる一定の範囲内に入っていることの
すべての条件を満たす場合が良品、いずれかの条件に欠
落がある場合が不良品として判別される。

【００２４】（３）選別工程 選別工程は上記検査結果に基づき、コネクタ１を良品と
不良品に分ける工程である。検査結果によって良品とし
て判別されたコネクタ１はベルトコンベヤ１によってそ
のまま搬送され、排出シュート２３を滑って、ストッカ
２５内に収容される。また検査工程によって不良品とし
て判別された場合にはベルトコンベヤ７に駆動停止命令
が出され、コネクタ１の搬送が停止される。そして不良
品として判別されたコネクタ１をベルトコンベヤ７から
取り除いた後、起動スイッチを押して再起動させ、後続
のコネクタ１の検査を再開する。

【００２５】以上、本発明の実施の形態について詳述し
てきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設
計の変更などがあっても本発明に含まれる。例えば組立
式パーツの部品要素１９に同一色の部品が複数個含まれ
ている場合であっても同一色の部品全体の画素数を比較
することによって組立式パーツの良否の判別は可能であ
る。また同一色の個々の部品要素１９を識別したい場合
には目印となる特定色のマークを個々の部品要素１９に
それぞれ付けておけばその判別は可能である。

【００２６】この他、厳密に解釈した場合には組立式パ
ーツとは言えないパーツ、例えば一体成形品のパネルの
表面に地の色とは違う色で文字、模様あるいは記号等が
印刷されていたり、シールが貼り付けてあるような場合
であっても異なる色の部分が存在する限り本発明の検査
装置３により良否の判別を行うことが可能である。従っ
て、本明細書で使用する組立式パーツとは厳密に解釈し
た場合の組立式パーツのみならず、上述したような単一
の部品であっても色の違う装飾等が施されているような
場合にはその装飾等も部品要素１９の一部とする寛容な
解釈に基づく組立式パーツを意味するものである。また
上記実施の形態では搬送手段としてベルトコンベヤ７を
使用したが個々の組立式パーツを保持する保持部材等を
別途設ければチェーンコンベヤやトロリーコンベヤであ
ってもよいし、回転テーブル等を使用することも勿論可
能である。

【００２７】またシャッターセンサ９としては反射式の
近接スイッチ等に限らず、発光部と受光部を別に備える
光電管スイッチ等であってもよいし、上述した保持部材
を使用すれば更に簡単なリミットスイッチ等の接触式の
センサを使用することも可能である。また組立式パーツ
が常に等間隔且つ同一速度で搬送されてくる場合にはタ
イマー等によってシャッターセンサ９の作用を実行する
ようにすることも可能である。また組立式パーツを複数
の撮影ポイントから撮影する場合、異なる撮影ポイント
にセットされた複数のＣＣＤカメラ１１を用いて撮影す
る場合の他、ＣＣＤカメラ１１を移動させることによっ
て一台のＣＣＤカメラで複数の撮影ポイントから組立式
パーツを撮影することも可能である。

【００２８】この他、良品の幅が広く、不良品の方が逆
に画一的で不良内容がある一定のものに定まっているよ
うな場合にはサンプル画像１３として不良品の画像を入
力しておき、これに基づいて組立式パーツの良否の判別
を行うようにすることも可能である。また不良品の選別
にあたり、ベルトコンベヤ７を一旦止めてベルトコンベ
ヤ７から不良品を取り除く他、適宜のシュートを設けた
り、シリンダ等を用いることでベルトコンベヤ７の運転
はそのままにしてベルトコンベヤ７外の回収用のコンベ
ヤやストッカに向けて落としたり、押し出したりするこ
とで不良品を取り除くようにすることも可能である。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば複雑な形状の組立式パー
ツであって、良否の判別を目視によって行うことが困難
な場合であっても、正確かつ迅速に良品、不良品の判別
が行われる。また同一形状で色彩のみが異なる部品要素
１９を含む組立式パーツに対しても形状認識による判別
手法ではなく、部品要素１９の色に着目した判別手法を
採用したことにより、容易に良否の判別を行うことがで
きる。またサンプル画像１３と検査画像１５の色別毎の
画素数という画期的な判別手法を採用したことにより部
品要素１９の過不足、欠品、誤装着といった検査の他、
挿入不良等といった程度を問題にする複雑な検査も可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る組立式パーツの検査
装置を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る組立式パーツの検査
装置を示す平面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る組立式パーツの検査
装置を示す側面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る組立式パーツの検査
装置における検査エリアを拡大して示す正面図である。

【図５】組立式パーツの一例を示す斜視図、正面図及び
背面図である。

【図６】本発明の実施の形態に係る組立式パーツの検査
方法の概要を示す模式図である。

【符号の説明】

１ コネクタ ３ 検査装置 ５ 検査エリア ７ ベルトコンベヤ ９ シャッターセンサ １１ ＣＣＤカメラ １３ サンプル画像 １５ 検査画像 １７ 制御装置 １９ 部品要素 ２１ 投入エリア ２３ 排出シュート ２５ ストッカ ２７ コンベヤフレーム ２９ ガイド取付ブリッジ ３１ ベルト搬送面 ３３ 姿勢設定用ガイド ３５ 長穴 ３６ 取付ネジ ３７ 遮光枠 ３９ 保持ステイ ４１ ライト ４３ 水平ロッド ４５ 支柱 ４７ ディスプレイ ４９ モニタ ５１ 操作スイッチ ５３ パイロットランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA01 AA90 AB14 AB20 AC21 CA04 ED11

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の部品要素を組み合わせることによっ
   て形成される組立式パーツの良否の判別を行う検査装置
   において、当該検査装置は組み立てられた組立式パーツ
   を検査エリアに向けて搬送する搬送手段と、搬送されて
   きた組立式パーツの通過を検知し、ＣＣＤカメラのシャ
   ッタータイミングを設定するシャッターセンサと、搬送
   されてきた組立式パーツを撮影するＣＣＤカメラと、予
   め入力しておいたサンプル画像とＣＣＤカメラによって
   撮影した検査画像とを比較し、両者の色別毎の画素数の
   差異に基づいて良品、不良品の判別を行う制御装置とを
   備えていることを特徴とする組立式パーツの検査装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載した組立式パーツの検査装
   置において、前記搬送手段はインバータモータによって
   駆動される振動レスコンベヤであることを特徴とする組
   立式パーツの検査装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載した組立式パーツ
   の検査装置において、前記シャッターセンサは複数基並
   設されていることを特徴とする組立式パーツの検査装
   置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載した組立式
   パーツの検査装置において、前記ＣＣＤカメラは撮影ポ
   イントないしはシャッターセンサの数に対応して複数基
   設けられていることを特徴とする組立式パーツの検査装
   置。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載した組立式
   パーツの検査装置において、前記検査装置にはＣＣＤカ
   メラによって撮影した検査画像を表示するディスプレイ
   と、検査画像とサンプル画像とを比較して得られる数値
   データ等を表示すると共に、各種の設定の切り替え等を
   行うタッチセンサ式の操作スイッチを組み込んだモニタ
   が設けられていることを特徴とする組立式パーツの検査
   装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載した組立式
   パーツの検査装置において、前記搬送手段には搬送する
   組立式パーツの姿勢を設定する角度調節自在及び幅調節
   自在に構成される姿勢設定用ガイドが設けられているこ
   とを特徴とする組立式パーツの検査装置。
7. 【請求項７】複数の部品要素を組み合わせることによっ
   て形成される組立式パーツの良否の判別を行う検査方法
   において、当該検査方法は予め入力しておいたサンプル
   画像と実際に撮影した検査画像とを比較し、両者の色別
   毎の画素数の差異に基づいて良品、不良品の判別を行う
   ようにしたことを特徴とする組立式パーツの検査方法。
8. 【請求項８】請求項７に記載した組立式パーツの検査方
   法において、前記良品、不良品の判別は部品要素毎の色
   の違いに基づいて部品要素の過不足、欠品、挿入不良、
   誤装着等を検査することによって行うことを特徴とする
   組立式パーツの検査方法。
9. 【請求項９】請求項７または８に記載した組立式パーツ
   の検査方法において、前記検査方法は搬送されてきた組
   立式パーツの通過をシャッターセンサによって検知し、
   該シャッターセンサによる検知情報に基づいてＣＣＤカ
   メラのシャッタータイミングを設定して、ＣＣＤカメラ
   により組立式パーツを撮影する検査画像撮影工程と、撮
   影した検査画像を予め入力しておいたサンプル画像と比
   較し、両者の色別毎の画素数を計算し、その数値の差異
   に基づいて良品、不良品の判別を行う検査工程と、その
   検査結果に基づいて組立式パーツの良否の選別を行う選
   別工程とを備えていることを特徴とする組立式パーツの
   検査方法。