JP2021183982A - 外観検査方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
検査対象を検査ステージに搬入するステップと、
照射手段と撮像手段とを含む検査装置を前記検査対象の所定の撮像位置へ当該検査対象に対し相対的に移動させるステップと、
前記検査装置で照射と撮像とを行い、撮像データを生成するステップと、
前記撮像データをコンピュータで画像処理することにより外観異常を抽出するステップと、
前記画像処理で外観異常が抽出されれば、異常確認処理を行うステップと、
前記異常確認処理を終えた前記検査対象、又は、前記画像処理で外観異常が抽出されなかった前記検査対象を前記検査ステージから搬出するステップとを含んでいる。
そして、前記異常確認処理が、
作業者へ外観異常を報知することと、
外観異常が抽出された処理画像、その撮像データ、及び、その撮像データと対応する撮像位置で前記撮像手段が撮像した画像のうち少なくとも1つを前記作業者が視認可能に出力表示することと、
抽出された外観異常が外観不良か否かの前記作業者の判定を受け付けて、その判定を前記検査対象の識別情報と関連付けられた外観不良情報として記憶装置に記憶することとを含んでいる。
次に、本発明の第1実施形態を説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る外観検査システム1の概略図、図2は外観検査システム1の制御系統の構成を示すブロック図である。この外観検査システム1は、例えば、形状・構造・寸法・ラベルの位置などのワークWの形状や構造に係る不良、凹凸・シワ・ブツなどワークWの表面状態に係る不良、バリ・突起・欠け・汚れ・オイルの滲み・隙間・溶接状態などのワークWの仕上がり状態に係る不良などを検出するためのものである。本実施形態では、外観検査システム1を用いてワークWの表面状態に係る不良を検出する場合について説明する。
検査装置2は、センサユニット3と、センサユニット3の移動手段であるロボットアーム21とで構成されている。後述するが、検査装置2は、予め記憶されたプログラムに従って動作する「自動モード」と、入力装置8が受け付けた作業者の操作に対応して動作する「手動モード」との、複数の制御モードを有する。自動モードでは、作業者による入力装置8の操作なしに、検査装置2が所定の作業を自動的に行う。なお、手動モードでは、入力装置8が受け付けた作業者の操作や、この操作に基づいて動作している検査装置2の動きが、自動的に修正されてもよい。
検査治具4は、ワークWを保持する手段である。本実施形態に係る検査治具4は、ワークWを保持する保持具42と、保持具42が手先部に装着されたロボットアーム41とで構成されている。ロボットアーム41は、ワークWの重量に対応した可搬性能を有し、検査治具4はワークWの検査ステージへの搬入と搬出も行う。
表示装置7は、制御ユニット6と電気的に接続されており、制御ユニット6からの出力を表示するものである。表示装置7には、少なくとも1つのディスプレイが含まれている。また、この表示装置7には、タッチパネル式ディスプレイが含まれていてもよい。
入力装置8は、制御ユニット6と電気的に接続されており、制御ユニット6へ情報や操作を入力するものである。作業者が入力装置8を操作し、入力装置8が受け付けた情報や操作は、制御ユニット6へ入力される。入力装置8には、検査装置2を操作するための少なくとも1つの方向操作具が設けられている。この方向操作具が受け付けた操作方向に、検査装置2の撮像位置を移動させることができる。入力装置8には、この方向操作具の他に、例えば、キーボードや、ボタン、レバーなどが含まれていてよい。
報知器9は、制御ユニット6と電気的に接続されており、制御ユニット6から作業者へ向けて外観異常を報知するものである。報知器9は、ランプ、スピーカなどの公知の報知器のうち少なくとも1つであってよい。報知器9に代えて又は加えて、表示装置7が報知器9としての機能を併せ備えていてもよい。
制御ユニット6には、検査装置2(即ち、センサユニット3及びロボットアーム21)と、検査治具4と、表示装置7と、入力装置8と、報知器9とが電気的に接続されている。制御ユニット6は、いわゆるコンピュータであって、CPU等の演算処理部と、ROM、RAM等の記憶部を有している(いずれも図示略)。記憶部には、制御ユニット6が実行する制御プログラムや、各種固定データ等が記憶されている。演算処理部は、外部装置とデータの送受信を行う。また、演算処理部は、各種センサからの検出信号の入力や各制御対象への制御信号の出力を行う。制御ユニット6では、記憶部に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理部が読み出して実行することにより、外観検査システム1の各種動作を制御するための処理が行われる。なお、制御ユニット6は単一のコンピュータによる集中制御により各処理を実行してもよいし、複数のコンピュータの協働による分散制御により各処理を実行してもよい。また、制御ユニット6は、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)等から構成されていてもよい。
ここで、上記構成の外観検査システム1を用いた外観検査方法について説明する。図3は外観検査システム1による外観検査処理の流れ図である。
次に、本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態に係る外観検査システム1では、上記第1実施形態に係る外観検査システム1と構成は実質的に同じであり、外観検査方法が異なる。そこで、本実施形態の説明では、外観検査方法について説明し、外観検査システム1の構成に係る説明を省略する。
ここで、上記構成の外観検査システム1を用いた外観検査方法について図5を用いて説明する。図5は外観検査システム1による第2実施形態に係る外観検査処理の流れ図である。
2 :検査装置
3 :センサユニット
4 :検査治具
6 :制御ユニット
7 :表示装置
8 :入力装置
9 :報知器
21 :ロボットアーム
31 :照射装置(照射手段)
32 :撮像装置(撮像手段)
33 :マーカー
41 :ロボットアーム
42 :保持具
61 :センサ制御装置
62 :アーム制御装置
63 :治具制御装置
64 :画像処理装置
65 :記憶装置
W :ワーク
検査対象を保持する保持具及び前記保持具を移動させる第1ロボットアームを備える検査治具が、前記検査対象を検査ステージに搬入するステップと、
照射手段と撮像手段とを含むセンサユニット及び前記センサユニットを移動させる第2ロボットアームを備える検査装置と前記検査治具とのうち少なくとも一方が、前記センサユニットを前記検査対象の所定の撮像位置へ当該検査対象に対し相対的に移動させるステップと、
前記検査装置が、前記検査対象に対して照射と撮像とを行い、前記検査対象の撮像データを生成するステップと、
コンピュータが、前記撮像データをコンピュータ取得して画像処理することにより前記検査対象の外観異常を抽出するステップと、
前記画像処理で外観異常が抽出されれば、前記コンピュータが異常確認処理を行うステップと、
前記検査治具が、前記異常確認処理を終えた前記検査対象、又は、前記画像処理で外観異常が抽出されなかった前記検査対象を前記検査ステージから搬出するステップとを含んでいる。
そして、前記異常確認処理が、
作業者へ外観異常を報知すること、
外観異常が抽出された処理画像、その撮像データ、及び、その撮像データと対応する撮像位置で前記撮像手段が撮像した画像のうち少なくとも1つを前記作業者が視認可能に出力表示すること、
前記検査装置の制御モードを前記作業者の手動操作に対応して動作する手動モードに切り替え、前記検査装置が前記手動操作に対応して動作することにより生成された更なる撮像データを取得すること、
前記更なる撮像データに基づいた更なる判断材料を前記作業者が視認可能に出力表示すること、
抽出された外観異常が外観不良か否かの前記作業者の判定の入力を受け付けて、その判定を前記検査対象の識別情報と関連付けられた外観不良情報として記憶装置に記憶すること、及び、
前記作業者の判定を受け付けた後で、前記検査装置の制御モードを予め記憶されたプログラムに則って動作する自動モードに切り替えることを含んでいる。
また、本開示の一態様に係る外観検査システムは、
検査対象を保持する保持具、及び、前記保持具を移動させる第1ロボットアームを含む検査治具と、
照射手段と撮像手段とを含むセンサユニット、及び、予め記憶されたプログラムに従って動作する自動モードと作業者の操作に対応して動作する手動モードとの複数の制御モードを有し前記センサユニットを移動させる第2ロボットアームを含む検査装置と、
表示装置と、
報知器と、
前記検査治具、前記検査装置、前記表示装置、及び前記報知機と電気的に接続された制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記検査対象を検査ステージに搬入させるように前記検査治具を動作させ、
前記センサユニットを前記検査対象の所定の撮像位置へ当該検査対象に対し相対的に移動させるように前記検査治具及び前記検査装置のうち少なくとも一方を動作させ、
前記検査対象に対して照射と撮像とを行って撮像データを生成するように前記検査装置を前記自動モードで動作させ、
前記撮像データを画像処理することにより前記検査対象の外観異常を抽出し、
外観異常が抽出されれば異常確認処理を行い、
前記異常確認処理を終えた前記検査対象、又は、前記画像処理で外観異常が抽出されなかった前記検査対象を前記検査ステージから搬出するように前記検査治具を動作させるように構成されている。
そして、前記異常確認処理が、
外観異常を前記報知器に報知させること、
外観異常が抽出された処理画像、その撮像データ、及び、その撮像データと対応する撮像位置で前記撮像手段が撮像した画像のうち少なくとも1つを前記表示装置に表示させること、
前記検査装置の制御モードを前記手動モードに切り替え、作業者の操作に対応して前記センサユニットの移動と撮像とを行って更なる撮像データを生成するように前記検査装置を動作させること、
前記更なる撮像データを取得し、前記更なる撮像データに基づいた更なる判断材料を前記表示装置に出力表示すること、
抽出された外観異常が外観不良か否かの前記作業者の判定の入力を受け付けて、その判定を前記検査対象の識別情報と関連付けられた外観不良情報として記憶すること、及び、
前記作業者の判定を受け付けた後で、前記検査装置の制御モードを前記自動モードに切り替えること、を含む。
前記更なる判断材料は、前記外観異常が検出された箇所の第1撮像画像、前記第1撮像画像をズームイン及び/又はズームアウトした画像、当該第1撮像画像と撮影の角度が変更された第2撮像画像、及び、前記第1撮像画像に画像処理を施した画像のうち少なくとも1つを含んでいてよい。
Claims (5)
- 検査対象を検査ステージに搬入するステップと、
照射手段と撮像手段とを含む検査装置を前記検査対象の所定の撮像位置へ当該検査対象に対し相対的に移動させるステップと、
前記検査装置で照射と撮像とを行い、撮像データを生成するステップと、
前記撮像データをコンピュータで画像処理することにより外観異常を抽出するステップと、
前記画像処理で外観異常が抽出されれば、異常確認処理を行うステップと、
前記異常確認処理を終えた前記検査対象、又は、前記画像処理で外観異常が抽出されなかった前記検査対象を前記検査ステージから搬出するステップとを含み、
前記異常確認処理が、
作業者へ外観異常を報知することと、
外観異常が抽出された処理画像、その撮像データ、及び、その撮像データと対応する撮像位置で前記撮像手段が撮像した画像のうち少なくとも1つを前記作業者が視認可能に出力表示することと、
抽出された外観異常が外観不良か否かの前記作業者の判定を受け付けて、その判定を前記検査対象の識別情報と関連付けられた外観不良情報として記憶装置に記憶することとを含む、
外観検査方法。 - 前記異常確認処理が、
前記検査装置を前記作業者の手動操作に対応して動作する手動モードに切り替えることと、
前記作業者の判定を受け付けた後で、前記検査装置を予め記憶されたプログラムに則って動作する自動モードに切り替えることとを、更に含む、
請求項1に記載の外観検査方法。 - 前記異常確認処理が、
抽出された外観異常が外観不良であれば、前記検査対象の外観不良箇所にマーキングすることを更に含む、
請求項1又は2に記載の外観検査方法。 - 前記検査装置を、複数の撮像位置を繋いだ所定の走査軌道に沿って走査させながら、各撮像位置で撮像データの生成、外観異常の抽出、及び、抽出された外観異常が外観不良か否かの判定を行う、
請求項1に記載の外観検査方法。 - 前記検査装置を、複数の撮像位置を繋いだ所定の走査軌道に沿って走査させながら、各撮像位置で撮像データの生成及び外観異常の抽出を行い、前記走査軌道の走査を終えてから、抽出された外観異常が外観不良か否かの判定を行う、
請求項1に記載の外観検査方法。
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