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JP6956063B2 - 加工品の表面損傷検査システム - Google Patents

加工品の表面損傷検査システム Download PDF

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Description

本発明は、加工品の表面損傷検査システムに関する。
従来、工作機械で加工した加工品は、バリ取り作業、洗浄作業を行った後、外観検査、ネジ検査、三次元測定検査などの各種検査を実施する（例えば、特許文献１参照）。これにより、不良品を排除し、信頼性の高い加工品を製品として出荷できるようにしている。
特開２０１２−０６８０２５号公報
一方、加工品の外観検査においては、一般に、検査者が目視で加工品の表面を検査し、傷や巣などの欠陥（損傷）の有無を判別するようにしている。
しかしながら、このように検査者の目視による外観検査では、傷や巣などの欠陥の見落としが発生するケースがあった。また、一般に、加工品（製品）は検査箇所によって判断基準が細かく設定されているため、これに伴い判断を誤るケースもあった。さらに、目視検査では、検査者の熟練度が検査結果に影響することもあり得る。
本発明は、上記事情に鑑み、撮像技術を用いて外観検査を自動化することができ、効率的且つ効果的に加工品の外観検査を行うことを可能にする加工品の表面損傷検査システムを提供することを目的とする。
本発明者は、効率的且つ効果的に加工品の外観検査を行う手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）本発明は、検査対象である加工品（例えば、後述の加工品Ｗ）の表面の被検査面（例えば、後述の被検査面Ｗ１）の正面視で、互いに直交するＸ方向の前後方向とＹ方向の左右方向の４方向から前記被検査面に光（例えば、後述の光Ｌ）を照射する照明部（例えば、後述の照明部１０）と、前記被検査面に対向するＺ方向から前記被検査面の画像（例えば、後述の画像１１）を撮像する撮像部（例えば、後述の撮像部１２）と、前記撮像部で取得した前記被検査面の画像から前記被検査面の損傷を検出する損傷検出部（例えば、後述の損傷検出部１５）と、前記照明部及び前記損傷検出部を有する損傷検査装置（例えば、後述の損傷検査装置９）を取り付けたロボット（例えば、後述の外観検査ロボット７）と、前記検査対象の加工品が配置されるテーブル（例えば、後述の検査用テーブル７）と、前記ロボットの駆動を制御する制御装置（例えば、後述の制御装置１６）とを備え、前記制御装置は、前記テーブル上の前記検査対象の加工品、又は前記テーブルから前記ロボットが取って保持した前記検査対象の加工品を、前記損傷検査装置で検査するように前記ロボット及び前記損傷検査装置の駆動を制御することを特徴とする。
（２）本発明は、上記（１）において、前記加工品の表面のうち加工面を機械学習によって見分け、前記機械学習によって特定した前記加工面を検査領域として設定する検査領域設定部（例えば、後述の検査領域設定部）を備えてもよい。
本発明によれば、加工品の被検査面にＸ方向の前後方向とＹ方向の左右方向の４方向から光を照射することによって、従来の画像と異なり、汚れなどに対し傷や巣などの欠陥（損傷）を明瞭に映し出す（写し出す）ことができる。これにより、撮像技術を用いて外観検査を自動化することができ、効率的且つ効果的に加工品の外観検査を行うことが可能になる。
本発明の一実施形態に係る加工品の表面損傷検査システムを備えた外観検査等領域を示す図である。 本発明の一実施形態に係る加工品の表面損傷検査システムを示す図である。 加工品の表面の被検査面（傷、汚れ）と、本発明の一実施形態に係る加工品の表面損傷検査システムで撮像した加工品の表面の被検査面の画像とを示す図である。
以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る加工品の表面損傷検査システムについて説明する。
ここで、本実施形態は、工作機械で加工した加工品の表面の傷、巣（鋳物などの素材の巣）等の欠陥の有無を検査するためのシステムに関するものである。
また、検査対象の加工品は、例えば、工作機械で加工した後、パレットに載せられ、ＡＧＶ （無人搬送車）などで自動倉庫の未検査品分散倉庫に搬入され、未検査品分散倉庫に具備されたスタッカクレーンで所定のスタッカラック（荷物棚）に格納される。
本実施形態の加工品の表面損傷検査システムＡは、図１に示すように、例えば、上記の未検査品分散倉庫に隣接した外観検査領域（外観検査等領域）Ｒに設けられている。
加工品の表面損傷検査システムＡは、外観検査領域Ｒの所定位置に設けられた仮置きテーブル１、２と、加工品Ｗを洗浄する洗浄装置３と、洗浄した加工品Ｗから洗浄液を除去するエアブロー装置４と、洗浄処理後の加工品Ｗを載置する検査用テーブル（テーブル）５と、仮置きテーブル１、２、洗浄装置３、エアブロー装置４、検査用テーブル５の間で加工品Ｗを運搬するハンドリングロボット６と、検査用テーブル５に送られた加工品Ｗの外観検査を行うための外観検査ロボット７とを備えて構成されている。
なお、本実施形態では、外観検査領域とネジ検査領域が同領域Ｒとされ、図１に示すように、加工品Ｗの雌ネジ孔のネジ検査を行うためのネジ検査ロボット８が外観検査ロボット７と並んで設けられている。そして、検査用テーブル７に送られた加工品Ｗに対し、外観検査ロボット７とネジ検査ロボット８がそれぞれ検査を行うように構成されている。
外観検査ロボット７は、多関節状のアームを備えて形成され、全方位の所定の領域内で自在に先端部を移動できるように構成されている。外観検査ロボット７は、先端部に、図２に示すような損傷検査装置（外観検査装置）９が取り付けられている。
損傷検査装置９は、図２、図３に示すように、検査対象である加工品Ｗの表面の被検査面Ｗ１の正面視で、互いに直交するＸ方向の前後方向とＹ方向の左右方向の４方向から被検査面Ｗ１に光Ｌを照射する照明部１０と、被検査面Ｗ１に対向するＺ方向から被検査面Ｗ１の画像１１を撮像するＣＣＤなどの撮像部１２と、撮像部１２で取得した被検査面Ｗ１の画像１１を記憶する記憶部１３と、被検査面Ｗ１の画像１１から被検査面Ｗ１の傷や巣などの欠陥（損傷）１４を検出する損傷検出部１５とを備えている。
さらに、本実施形態の加工品の表面損傷検査システムＡは、図１に示すように、検査用テーブル５上の加工品Ｗ、又は検査用テーブル５から外観検査ロボット７が取って保持した加工品Ｗを、損傷検査装置９で検査するように外観検査ロボット７及び損傷検査装置９の駆動を制御する 制御装置１６を備えている。
そして、本実施形態の加工品の表面損傷検査システムＡでは、損傷検査装置９の撮像部１２で取得した被検査面Ｗ１の画像１１が記憶部１３に記憶され、損傷検出部１５が記憶部１３に記憶された被検査面Ｗ１の画像１１を処理して傷や巣などの欠陥１４の有無を検出する。
このとき、損傷検出部１５は、図２、図３に示すように、前後の２方向、左右の２方向の全ての方向から光Ｌを照射した画像１１を処理したり、前後の２方向、左右の２方向のそれぞれの方向から光Ｌを照射したときの画像１１を合成処理するなどする。
これにより、本実施形態の加工品の表面損傷検査システムＡでは、図３に示すように、例えば、被検査面Ｗ１にマジック等の汚れ１７と傷（欠陥）１４があった場合に、被検査面Ｗ１の画像１１で、傷（欠陥）１４を明瞭にし、逆に汚れ１７が明瞭に示されないようにすることができる。
また、本実施形態の加工品の表面損傷検査システムＡでは、加工品Ｗの表面のうち加工面を機械学習によって見分ける検査領域設定部１８を設けるようにしてもよい。すなわち、機械学習によって、加工を施していない鋳物などの素材の素地面に対し、加工を施した加工面を特定し、この加工面を検査領域ひいては被検査面Ｗ１として設定する。
これにより、検査を必要とする加工品の面に対して効率的に損傷検査を行うことが可能になる。
したがって、本実施形態の加工品の表面損傷検査システムＡによれば、撮像技術を用いて外観検査を自動化することができるとともに、効率的且つ効果的に加工品の外観検査を行うことが可能になる。
以上、本発明に係る加工品の表面損傷検査システムの一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
３ 洗浄装置
４ エアブロー装置
５ 検査用テーブル（テーブル）
６ ハンドリングロボット
７ 外観検査ロボット（ロボット）
８ ネジ検査ロボット
９ 損傷検査装置
１０ 照明部
１１ 画像
１２ 撮像部
１３ 記憶部
１４ 欠陥（傷など）
１５ 損傷検出部
１６ 制御装置
１７ 汚れ
１８ 検査領域設定部
Ａ 加工品の表面損傷検査システム
Ｌ 光
Ｒ 外観検査等領域
Ｗ 加工品
Ｗ１ 被検査面（検査領域）

Claims (2)

  1. 検査対象である加工品の表面の被検査面の正面視で、互いに直交するＸ方向の前後方向とＹ方向の左右方向の４方向から前記被検査面に光を照射する照明部と、
    前記被検査面に対向するＺ方向から前記被検査面の画像を撮像する撮像部と、
    前記撮像部で取得した前記被検査面の画像から前記被検査面の損傷を検出する損傷検出部と、
    前記照明部及び前記損傷検出部を有する損傷検査装置を取り付けたロボットと、
    前記検査対象の加工品が配置されるテーブルと、
    前記ロボットの駆動を制御する制御装置とを備え、
    前記制御装置は、
    前記テーブル上の前記検査対象の加工品、又は前記テーブルから前記ロボットが取って保持した前記検査対象の加工品を、前記損傷検査装置で検査するように前記ロボット及び前記損傷検査装置の駆動を制御し、
    前記損傷検出部は、前記Ｘ方向の前後方向、前記Ｙ方向の左右方向のそれぞれの方向から光を照射したときの前記被検査面の画像を合成処理する、加工品の表面損傷検査システム。
  2. 前記加工品の表面のうち加工面を機械学習によって見分け、前記機械学習によって特定した前記加工面を検査領域として設定する検査領域設定部を備える、請求項１に記載の加工品の表面損傷検査システム。
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