(57)【要約】【課題】  表面が加工された製材品の欠陥部をセンサによって検出して自動化を図り、生産効率を高めるようにした製材品の外形検査方法及び装置を提供する。【解決手段】  板材又は角材として切削加工された後の製材品（加工製材Ｗ）の寸法・外形が適正であるかどうかを検査する製材品の外形検査方法であって、製材品を長手方向Ｎに移動させつつ、その製材品の幅寸法Ｌ１及び高さ寸法Ｌ２を長手方向Ｎにおいて継続的に測定する二次元データ測定工程と、その二次元データによる製材品の断面積と製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、製材品の体積を演算する体積演算工程と、その演算した体積と予め設定された体積の許容範囲とを比較し、演算した体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定する体積判定工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】  図１
2010008239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材又は角材として切削加工された後の製材品の寸法・外形が適正であるかどうかを検査する製材品の外形検査方法であって、
前記製材品を長手方向に移動させつつ、その製材品の幅寸法及び高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定する二次元データ測定工程と、
その二次元データによる前記製材品の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記製材品の体積を演算する体積演算工程と、
その演算した体積と予め設定された体積の許容範囲とを比較し、演算した体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定する体積判定工程と、
を含むことを特徴とする製材品の外形検査方法。
【請求項２】
前記二次元データ測定工程は、前記製材品の切削加工された切削加工面に存在する凹状の欠陥部の凹状幅寸法及び凹状高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定することを含み、
前記体積演算工程は、前記二次元データによる前記欠陥部の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記欠陥部の体積を演算することを含み、
前記体積判定工程は、その演算した前記欠陥部の体積と予め設定された欠陥部の体積の許容範囲とを比較し、演算した前記欠陥部の体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定することを含むことを特徴とする請求項１に記載の製材品の外形検査方法。
【請求項３】
前記体積判定工程において、前記製材品を体積合格品又は体積不合格品と判定するためには、演算された体積値が前記許容範囲の下限値を下回るかどうかで決定される請求項１又は２に記載の製材品の外形検査方法。
【請求項４】
前記二次元データにおける幅寸法及び高さ寸法、若しくは凹状幅寸法及び凹状高さ寸法の少なくとも一方のデータが、その製材品の長手方向において許容範囲を何回連続して外れたかを検索し、その回数が許容範囲を超えた場合に当該製材品を不良品と判定するものである請求項１又は２に記載の製材品の外形検査方法。
【請求項５】
板材又は角材として切削加工された後の製材品の寸法・外形が適正であるかどうかを検査する製材品の外形検査方法であって、
前記製材品を長手方向に移動させつつ、その製材品の幅寸法及び高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定する二次元データ測定工程と、
その二次元データによる前記製材品の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記製材品の体積値を演算する体積演算工程と、
その演算した体積と予め設定された体積の許容範囲とを比較し、演算した体積値が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定する体積判定工程と、
体積合格品とされた前記製材品における前記二次元データにおける幅寸法と高さ寸法の少なくとも一方のデータが予め設定した前記許容範囲にあるかどうかを判定し、許容範囲にあれば合格品、許容範囲になければ不合格品とする付加判定工程と、
を含むことを特徴とする製材品の外形検査方法。
【請求項６】
前記二次元データ測定工程は、前記製材品の切削加工された切削加工面に存在する凹状の欠陥部の凹状幅寸法及び凹状高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定することを含み、
前記体積演算工程は、二次元データによる前記欠陥部の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記欠陥部の体積を演算することを含み、
前記体積判定工程は、その演算した前記欠陥部の体積と予め設定された欠陥部の体積の許容範囲とを比較し、演算した前記欠陥部の体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定することを含むことを特徴とする請求項５に記載の製材品の外形検査方法。
【請求項７】
前記体積判定工程において、前記製材品を体積合格品又は体積不合格品と判定するためには、演算された体積値が前記許容範囲の下限値を下回るかどうかで決定される請求項５又は６に記載の製材品の外形検査方法。
【請求項８】
前記二次元データにおける幅寸法及び高さ寸法、若しくは凹状幅寸法及び凹状高さ寸法の少なくとも一方のデータが、その製材品の長手方向において許容範囲を何回連続して外れたかを検索し、その回数が許容範囲を超えた場合に当該製材品を不良品と判定するものである請求項５又は６に記載の製材品の外形検査方法。
【請求項９】
体積不合格品又は不合格品と判定された前記製材品に対して、前記搬送ラインに不合格信号を出力し、所定の不合格処理を行うか、体積合格品又は合格品とされた前記製材品に対して、前記搬送ラインへ合格信号を出力し、所定の合格処理を行う後処理工程を含む請求項１ないし８のいずれか１項に記載の製材品の外形検査方法。
【請求項１０】
板材又は角材として切削加工された後の製材品の寸法・外形が適正であるかどうかを検査する製材品の外形検査装置であって、
製材品を長手方向に移動させる搬送ラインと、
その搬送ラインに設けられ、その搬送ラインで前記製材品を前記長手方向に移動させつつ、その製材品の幅寸法及び高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定する幅寸法センサ及び高さ寸法センサを含む二次元データ測定装置と、
前記搬送ラインにおける前記製材品の移動距離又は移動時間を測定する搬送状況測定装置と、
前記二次元データによる前記製材品の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記製材品の体積を演算する体積演算手段と、
その演算した体積と予め設定された体積の許容範囲とを比較し、演算した体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定する体積判定手段と、
を含むことを特徴とする製材品の外形検査装置。
【請求項１１】
前記二次元データ測定装置は、前記製材品の切削加工された切削加工面に存在する凹状の欠陥部の凹状幅寸法及び凹状高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定することを含み、
前記体積演算手段は、二次元データによる前記欠陥部の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記欠陥部の体積を演算することを含み、
前記体積判定手段は、その演算した前記欠陥部の体積と予め設定された欠陥部の体積の許容範囲とを比較し、演算した前記欠陥部の体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定することを含むことを特徴とする請求項１０に記載の製材品の外形検査装置。
【請求項１２】
前記体積判定手段において、前記製材品を体積合格品又は体積不合格品と判定するためには、演算された体積値が前記許容範囲の下限値を下回るかどうかで決定される請求項１０又は１１に記載の製材品の外形検査装置。
【請求項１３】
前記二次元データにおける幅寸法及び高さ寸法、若しくは凹状幅寸法及び凹状高さ寸法の少なくとも一方のデータが、その製材品の長手方向において許容範囲を何回連続して外れたかを検索し、その回数が許容範囲を超えた場合に当該製材品を不良品と判定するものである請求項１０又は１１に記載の製材品の外形検査装置。
【請求項１４】
板材又は角材として切削加工された後の製材品の寸法・外形が適正であるかどうかを検査する製材品の外形検査装置であって、
製材品を長手方向に移動させる搬送ラインと、
その搬送ラインに設けられ、その搬送ラインで前記製材品を前記長手方向に移動させつつ、その製材品の幅寸法及び高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定する幅寸法センサ及び高さ寸法センサを含む二次元データ測定装置と、
前記搬送ラインにおける前記製材品の移動距離又は移動時間を測定する搬送状況測定装置と、
前記二次元データによる前記製材品の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記製材品の体積値を演算する体積演算手段と、
その演算した体積と予め設定された体積の許容範囲とを比較し、演算した体積値が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定する体積判定手段と、
体積合格品とされた前記製材品における前記二次元データにおける幅寸法と高さ寸法の少なくとも一方のデータが予め設定した許容範囲にあるかどうかを判定し、許容範囲にあれば合格品、許容範囲になければ不合格品とする付加判定手段と、
を含むことを特徴とする製材品の外形検査装置。
【請求項１５】
前記二次元データ測定装置は、前記製材品の切削加工された切削加工面に存在する凹状の欠陥部の凹状幅寸法及び凹状高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定することを含み、
前記体積演算手段は、二次元データによる前記欠陥部の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記欠陥部の体積を演算することを含み、
前記体積判定手段は、その演算した前記欠陥部の体積と予め設定された欠陥部の体積の許容範囲とを比較し、演算した前記欠陥部の体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定することを含むことを特徴とする請求項１４に記載の製材品の外形検査装置。
【請求項１６】
前記体積判定手段において、前記製材品を体積合格品又は体積不合格品と判定するためには、演算された体積値が前記許容範囲の下限値を下回るかどうかで決定される請求項１４又は１５に記載の製材品の外形検査装置。
【請求項１７】
前記二次元データにおける幅寸法及び高さ寸法、若しくは凹状幅寸法及び凹状高さ寸法の少なくとも一方のデータが、その製材品の長手方向において許容範囲を何回連続して外れたかを検索し、その回数が許容範囲を超えた場合に当該製材品を不良品と判定するものである請求項１４又は１５に記載の製材品の外形検査装置。
【請求項１８】
体積不合格品又は不合格品と判定された前記製材品に対して、前記搬送ラインに不合格信号を出力し、所定の不合格処理を行うか、体積合格品又は合格品とされた前記製材品に対して、前記搬送ラインへ合格信号を出力し、所定の合格処理を行わせる信号出力手段を含む請求項９ないし１７のいずれか１項に記載の製材品の外形検査装置。
【請求項１９】
前記搬送ラインには、搬送される前記製材品の先端が通過したこと、及びその後端が通過したことを検知するワーク検知センサが設置され、このワーク検知センサの信号により、検査されるべき前記製材品の移動距離又は移動時間が求められるようにすることができる請求項１０ないし１８のいずれか１項に記載の製材品の外形検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製材品の寸法・外形の品質を検査するための製材品の外形検査方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材加工において、搬送される製材の表面を切削用回転カッターで連続して切削加工する自動鉋盤（モルダー機）が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１６７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなモルダー機で加工された製材品の表面には、欠け、割れ、抜け節などの欠陥部が存在している場合がある。この欠陥部の検査は、作業者による目視検査に頼っているのが現状である。このため、目視検査は作業者の技能によって、ばらつきが生じ品質が一定とならず、しかも、検査時間は、近年高速化が進められているモルダー機の処理速度とは比較にならないほど遅いため、これらを改善する検査技術の開発が望まれている。
【０００５】
本発明の課題は、表面が加工された加工製材の欠陥部をセンサーによって検出して自動化を図り、生産効率を高めるようにした製材品の外形検査方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の製材品の外形検査方法は、板材又は角材として切削加工された後の製材品の寸法・外形が適正であるかどうかを検査する製材品の外形検査方法であって、前記製材品を長手方向に移動させつつ、その製材品の幅寸法及び高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定する二次元データ測定工程と、その二次元データによる前記製材品の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記製材品の体積を演算する体積演算工程と、その演算した体積と予め設定された体積の許容範囲とを比較し、演算した体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定する体積判定工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
上記構成とすることにより、切削加工された製材品は、その搬送中に体積比較による合否判定が行われるので、作業者による目視検査の検査時間に比べ早く処理でき、高速化されるモルダー機と、連動させて自動化することが可能となり、生産効率を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の製材品の外形検査方法の前記二次元データ測定工程は、前記製材品の切削加工された切削加工面に存在する凹状の欠陥部の凹状幅寸法及び凹状高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定することを含み、前記体積演算工程は、前記二次元データによる前記欠陥部の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記欠陥部の体積を演算することを含み、前記体積判定工程は、その演算した前記欠陥部の体積と予め設定された欠陥部の体積の許容範囲とを比較し、演算した前記欠陥部の体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定することを含むことを特徴とすることができる。
【０００９】
上記構成とすることにより、局所的な欠陥部が存在すれば、その有無を確実に検査できる。また、欠陥部を寸法測定しているため、欠陥部の大きさによる合否判定に、その計測寸法が使用できるとともに、目視検査のような検査ばらつきは生じなく、検査品質が安定する。また、体積で欠陥部を確認できるため、欠陥部の種類、例えば欠け、割れ、抜け節に区別することも可能となり、合否判定を細分化できるので、製材品の使用目的に合致させた検査が行え、検査後の製材品の使用自由度が広げられ、使用不可として除外されることが少なくなり、製材品の有効利用を図ることができる外形検査装置を提供できる。
【００１０】
また、本発明の製材品の外形検査方法は、前記体積判定工程において、前記製材品を体積合格品又は体積不合格品と判定するためには、演算された体積値が前記許容範囲の下限値を下回るかどうかで決定されることを特徴とすることができることにより、体積の小さい製材品を不良品として排除できる。
【００１１】
また、本発明の製材品の外形検査方法は、前記二次元データにおける幅寸法及び高さ寸法、若しくは凹状幅寸法及び凹状高さ寸法の少なくとも一方のデータが、その製材品の長手方向において許容範囲を何回連続して外れたかを検索し、その回数が許容範囲を超えた場合に当該製材品を不良品と判定することを特徴とすることができることにより、その許容範囲数の設定によって、材質や形状寸法のことなる各種製材品の検査に対応することができる。
【００１２】
また、本発明の製材品の外形検査方法は、体積合格品とされた前記製材品における前記二次元データにおける幅寸法と高さ寸法の少なくとも一方のデータが予め設定した前記許容範囲にあるかどうかを判定し、許容範囲にあれば合格品、許容範囲になければ不合格品とする付加判定工程を含むことを特徴とすることができることにより、体積による合否判断に加え、外形寸法（幅寸法及び高さ寸法、若しくは凹状幅寸法及び凹状高さ寸法）による検査をしているため、検査品質を高精度化することができる。
【００１３】
また、本発明の製材品の外形検査方法は、体積不合格品又は不合格品と判定された前記製材品に対して、前記搬送ラインに不合格信号を出力し、所定の不合格処理を行うか、体積合格品又は合格品とされた前記製材品に対して、前記搬送ラインへ合格信号を出力し、所定の合格処理を行う後処理工程を含むことを特徴とすることができることにより、例えば、合否表示を付与できる装置による後処理工程とすれば、良品か不良品かを特定できるため、これらが誤って混在しても分別して使用することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の製材品の外形検査装置は、板材又は角材として切削加工された後の製材品の寸法・外形が適正であるかどうかを検査する製材品の外形検査装置であって、製材品を長手方向に移動させる搬送ラインと、その搬送ラインに設けられ、その搬送ラインで前記製材品を前記長手方向に移動させつつ、その製材品の幅寸法及び高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定する幅寸法センサ及び高さ寸法センサを含む二次元データ測定装置と、前記搬送ラインにおける前記製材品の移動距離又は移動時間を測定する搬送状況測定装置と、前記二次元データによる前記製材品の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記製材品の体積を演算する体積演算手段と、その演算した体積と予め設定された体積の許容範囲とを比較し、演算した体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定する体積判定手段と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
上記構成とすることにより、切削加工された製材品は、その搬送中に体積比較による合否判定が行われるので、作業者による目視検査の検査時間に比べ早く処理でき、高速化されるモルダー機と、連動させて自動化することが可能となり、生産効率を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の製材品の外形検査装置の前記二次元データ測定装置は、前記製材品の切削加工された切削加工面に存在する凹状の欠陥部の凹状幅寸法及び凹状高さ寸法を前記長手方向において継続的に測定することを含み、前記体積演算手段は、二次元データによる前記欠陥部の断面積と前記製材品の移動距離又は移動時間との積分に基づき、前記欠陥部の体積を演算することを含み、前記体積判定手段は、その演算した前記欠陥部の体積と予め設定された欠陥部の体積の許容範囲とを比較し、演算した前記欠陥部の体積が許容範囲にあれば当該製材品は体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定することを含むことを特徴とすることができる。
【００１７】
上記構成とすることにより、局所的な欠陥部が存在すれば、その有無を確実に検査できる。また、欠陥部を寸法測定しているため、欠陥部の大きさによる合否判定に、その計測寸法が使用できるとともに、目視検査のような検査ばらつきは生じなく、検査品質が安定する。また、体積で欠陥部を確認できるため、欠陥部の種類、例えば欠け、割れ、抜け節に区別することも可能となり、合否判定を細分化できるので、製材品の使用目的に合致させた検査が行え、検査後の製材品の使用自由度が広げられ、使用不可として除外されることが少なくなり、製材品の有効利用を図ることができる外形検査装置を提供できる。
【００１８】
また、本発明の製材品の外形検査装置は、前記体積判定手段において、前記製材品を体積合格品又は体積不合格品と判定するためには、演算された体積値が前記許容範囲の下限値を下回るかどうかで決定されるようにすることができることにより、体積の小さい製材品を不良品として排除できる。
【００１９】
また、本発明の製材品の外形検査装置は、前記二次元データにおける幅寸法及び高さ寸法、若しくは凹状幅寸法及び凹状高さ寸法の少なくとも一方のデータが、その製材品の長手方向において許容範囲を何回連続して外れたかを検索し、その回数が許容範囲を超えた場合に当該製材品を不良品と判定することができることにより、その許容範囲数の設定によって、材質や形状寸法のことなる各種製材品の検査に対応することができる。
【００２０】
また、本発明の製材品の外形検査装置は、体積合格品とされた前記製材品における前記二次元データにおける幅寸法と高さ寸法の少なくとも一方のデータが予め設定した許容範囲にあるかどうかを判定し、許容範囲にあれば合格品、許容範囲になければ不合格品とする付加判定手段とを含むことを特徴とすることができることにより、体積による合否判断に加え、外形寸法（幅寸法及び高さ寸法、若しくは凹状幅寸法及び凹状高さ寸法）による検査をしているため、検査品質を高精度化することができる。
【００２１】
また、本発明の製材品の外形検査装置は、体積不合格品又は不合格品と判定された前記製材品に対して、前記搬送ラインに不合格信号を出力し、所定の不合格処理を行うか、体積合格品又は合格品とされた前記製材品に対して、前記搬送ラインへ合格信号を出力し、所定の合格処理を行わせる信号出力手段を含むことができることにより、例えば、合否表示を付与できる装置による後処理工程とすれば、良品か不良品かを特定できるため、これらが誤って混在しても分別して使用することが可能となる。
【００２２】
また、本発明の製材品の外形検査装置の前記搬送ラインには、搬送される前記製材品の先端が通過したこと、及びその後端が通過したことを検知するワーク検知センサが設置され、このワーク検知センサの信号により、検査されるべき前記製材品の移動距離又は移動時間が求められるようにできることにより、高さが異なる製材品であっても、ワーク検知センサの検査位置を調整することなく使用できるため多様な種類の製材品に対応可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。図１は本発明の製材品としての加工製材Ｗの外形検査装置を備える製造ラインを示す概念図である。図１において、加工製材Ｗは、例えば集成材に使用されるラミナー用の板材であり、断面形状を矩形状となして、その矩形断面が長手方向Ｎに一様に連続する長尺板状に形成される。なお、加工製材Ｗは板材に限定されず、柱などに使用する角材であってもよい。
【００２４】
この加工製材Ｗは、背景技術で示したようなモルダー機１によって、矩形断面が長手方向Ｎに一様に連続し、この矩形断面における幅寸法Ｌ１、高さ寸法Ｌ２が一定でないラフ製材Ｗ１における四面の表面Ｗ１ａを切削加工して、幅寸法Ｌ１、高さ寸法Ｌ２を一定にしている。本例の場合には、図２に示すように、加工製材Ｗの上面Ｗａ、下面Ｗｂ、左側面Ｗｃ、右側面Ｗｄの四面がモルダー機１によって切削加工された切削加工面となしている。
【００２５】
図１に戻り、モルダー機１には、外形検査装置２が連設されて一連の搬送ラインを構成している。この外形検査装置２は、モルダー機１から搬出される切削加工済みの加工製材Ｗの切削加工面に存在する品質不良の要因である欠け、割れ、抜け節などの欠陥部Ｗｅの有無も検査可能である。この外形検査装置２は、加工製材Ｗの寸法・外形が適正であるかどうかを検査する二次元データ測定装置として機能する検査部３と、搬送される加工製材Ｗの搬送方向Ａにおける位置を検出して搬送状況測定装置として機能する位置検知部４とを備えている。
【００２６】
検査部３は、図２に示すように、加工製材Ｗの切削加工面としての上面Ｗａ、下面Ｗｂ、左側面Ｗｃ、右側面Ｗｄに、それぞれ対向させるように、複数の二次元変位センサのセンサヘッド３ａ（例えば、株式会社キーエンス製、ＬＪ−Ｇシリーズ）を、搬送ラインにおける搬送経路中の所定位置に配置している。そして、上面Ｗａ、下面Ｗｂに対向配置するセンサヘッド３ａを幅寸法センサ、また、左側面Ｗｃ、右側面Ｗｄに対向配置するセンサヘッド３ａを高さ寸法センサとなしている。これらセンサヘッド３ａによって加工製材Ｗの幅寸法Ｌ１、高さ寸法Ｌ２を、搬送過程における長手方向Ｎにおいて継続的に測定するようにしている。
【００２７】
この二次元変位センサは、図３に示すように、三角測量を利用した方式であり、センサヘッド３ａの投光部３ａ１から加工製材Ｗの長手方向Ｎと交差するように扇状に広げたレーザー光Ｒ１が加工製材Ｗの切削加工面に投射される。この切削加工面における投射個所Ｒ２では、レーザー光Ｒ１が拡散反射されると、反射光Ｒ３が受光部３ａ２に入射されて結像され、投射個所Ｒ２における位置・形状（欠陥部Ｗｅを含む）の変化を検出することで、加工製材Ｗにおける断面の形状の寸法（幅寸法Ｌ１、高さ寸法Ｌ２）を測定するようにしている。また、二次元変位センサにおける測定のサンプリング周期は、加工製材Ｗの移動速度にもよるが、高速であることが測定の分解能を向上させるうえで有利となる。
【００２８】
センサヘッド３ａの投光部３ａ１は、図４に示すように、レーザー駆動回路３ａ３と、該レーザー駆動回路３ａ３によって駆動（投射）制御される半導体レーザー３ａ４と、該半導体レーザー３ａ４から投射されるレーザー光Ｒ１を扇状に投射させる投光レンズ３ａ５とを備えている。また、センサヘッド３ａの受光部３ａ２は、反射光Ｒ３を受光する受光レンズ３ａ６と、該受光レンズ３ａ６によって集光された反射光Ｒ３を受光して表面の変位を変位検出素子３ａ７（エリアイメージセンサや二次元イメージセンサ）上に結像させ、該変位検出素子３ａ７によって電気的信号に変換して信号増幅回路３ａ８を介して外部に出力させている。要するに、レーザー光Ｒ１の投射線Ｒ２上の加工製材Ｗのレーザー光投射方向（図４の例では加工製材Ｗの幅寸法Ｌ１方向、高さ寸法Ｌ２方向）における局所的な凹状の欠陥部Ｗｅを含む寸法を、図５に示すように、投射個所Ｒ２の投射線Ｒ４の幅寸法Ｌ１方向の凹状幅寸法Ｌ３をＸ軸、高さ寸法Ｌ２方向の凹状高さ寸法Ｌ４をＹ軸とする二次元軸の座標などを含む二次元データとして電気的出力するものである。
【００２９】
また、加工製材Ｗの上面Ｗａ、下面Ｗｂに対向して配置されるセンサヘッド３ａは、各面に対して２箇所に設けられているも、この配置数は何ら限定されず、レーザー光Ｒ１の投射幅が加工製材Ｗの幅寸法Ｌ１よりも広ければ、各面に対して単一のセンサヘッド３ａで対応可能である（図３参照）。
【００３０】
このように、加工製材Ｗの切削加工面としての上面Ｗａ、下面Ｗｂ、左側面Ｗｃ、右側面Ｗｄに、それぞれ対向配置される複数の二次元変位センサによって、レーザー光Ｒ１が投射される個所における加工製材Ｗの断面形状が測定される。
【００３１】
位置検出部４はワーク検知センサとして機能するように、搬送ラインにおける加工製材Ｗの搬送経路中の前後側に設けられ、この位置検出部４は発光部４ａと受光部４ｂからなり、発光部４ａからの光を受光部４ｂで受光しており、この光が加工製材Ｗで遮られた状態で加工製材Ｗの有無や、搬送中での位置を検出可能となしている。一例としてあげれば、加工製材Ｗの先端が通過したこと、及びその後端が通過したことを検知するように設置され、このワーク検知センサの信号により、検査されるべき加工製材Ｗの移動距離又は移動時間が求められるようにすることもできる。
【００３２】
図６に示すように、外形検査装置２は加工製材Ｗを、その長手方向Ｎに搬送させる搬送ラインの一部を構成する搬送部５を備えている。この搬送部５は、モーターなどの駆動装置５ａに連繋されて、回転駆動制御される搬送ローラ５ｂを加工製材Ｗの表面に接触させた状態で、搬送方向Ａに対して所定間隔で複数配置されている。また、搬送ローラ５ｂの回転から加工製材Ｗの搬送方向Ａに対する移動距離又は移動時間を検出するためのエンコーダ５ｃを備えている。
【００３３】
また、図７に示すように、搬送方向Ａの下流側には、合否表示としての文字、図形、記号、ロゴなどを加工製材Ｗに付与するための後処理工程に使用するマーキング装置６が設けられる。このマーキング装置６は、インクを飛ばして対象物に印字するインクジェット方式や、レーザービームの力で対象物に熱をかけて印字するレーザーマーカ方式のものが挙げられる。
【００３４】
図８は外形検査装置２における上記各構成の電気的接続関係を示す電気ブロック図である。図８において、センサヘッド３ａはアンプ７を介してコントローラ８に接続されている。なお、アンプ内蔵のセンサヘッド３ａであれば、外部のアンプ７は不要である。また、コントローラ８は制御装置９に接続されている。この制御装置９は位置検出部４、搬送部５、マーキング装置６などとも接続され、各装置類を制御している。
【００３５】
このコントローラ８は、マイコンなどの演算機能部を備えている。コントローラにおけるマイコンの構成は周知であるため詳しい説明は省略するが、Ｉ／Ｏポートと、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えて、これらがバスで接続されたものである。記憶部として機能するＲＯＭ及びＲＡＭのうち、ＲＯＭには演算等に必要な制御のための公知の各種プログラムが格納されている。
【００３６】
このように構成されるコントローラ８は、センサヘッド３ａからの欠陥部Ｗｅを含む切削加工面の形状の変位の測定データとして入力される二次元データを演算して欠陥部Ｗｅの凹状を含む、測定寸法値（切削加工面の表面位置や、欠陥部Ｗｅの凹状幅寸法Ｌ３、凹状高さ寸法Ｌ４）を制御装置９に入力させる機能を有している。
【００３７】
また、制御装置９は、図９に示すように、ＣＰＵ９ａを中心として構成しており、このＣＰＵ９ａには、内部バス９ｂを介してＲＯＭ９ｃが接続される。このＲＯＭ９ｃに記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。また、ＣＰＵ９ａには内部バス９ｂを介してＲＡＭ９ｄが接続されている。このＲＡＭ９ｄは、ＣＰＵ９ａが各種の処理を実行する上において必要なデータやプログラムなどが適宜記憶される。また、ＣＰＵ９ａは、内部バス９ｂを介して接続される入出力インタフェイス９ｅに、コントローラ８、位置検出部４、搬送部５、マーキング装置６なども接続され、各装置類を制御している。
【００３８】
このように構成される制御装置９は体積演算手段として機能する。一例として、加工製材Ｗの幅寸法Ｌ１及び高さ寸法Ｌ２を長手方向Ｎにおいて継続的に測定する幅寸法センサ（センサヘッド３ａ）及び高さ寸法センサ（センサヘッド３ａ）を含む二次元データ測定装置（検査部３）からの二次元データ（幅寸法Ｌ１及び高さ寸法Ｌ２）に基づいて演算した加工製材Ｗの断面積と、搬送状況測定装置（位置検知部４やエンコーダ５ｃ）からの加工製材Ｗの移動距離又は移動時間との積分に基づき、加工製材Ｗの全体の体積を演算する機能を備えている。
【００３９】
この体積演算機能は、加工製材Ｗに欠陥部Ｗｅが存在する場合には、欠陥部Ｗｅの凹状幅寸法Ｌ３、凹状高さ寸法Ｌ４に基づく欠陥部Ｗｅの体積を減算させた演算値を加工製材Ｗの全体の体積としたり、または、欠陥部Ｗｅが存在する場合でも、その欠陥部Ｗｅの体積を減算させない演算値を加工製材Ｗの全体の体積としたり、また、欠陥部Ｗｅの凹状幅寸法Ｌ３、凹状高さ寸法Ｌ４に基づく欠陥部Ｗｅのみの体積を演算したりすることを可能にしている。
【００４０】
また、制御装置９は体積判定手段としても機能する。一例として、体積演算手段によって演算した加工製材Ｗの全体の体積と予め設定されてＲＡＭ９ｄに記憶された加工製材Ｗの全体の体積の許容範囲とを比較し、演算した体積が許容範囲にあれば当該加工製材Ｗは体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定する機能を備えている。
【００４１】
また、他の例として、体積演算手段によって演算した欠陥部Ｗｅのみの体積と予め設定されてＲＡＭ９ｄに記憶された欠陥部Ｗｅのみの体積の許容範囲とを比較し、演算した体積が許容範囲にあれば当該加工製材Ｗは体積合格品とし、他方、許容範囲外であれば体積不合格品と判定する機能を備えている。
【００４２】
この体積判定手段において、加工製材Ｗを体積不合格品と判定するためには、演算された体積値が許容範囲の下限値を下回るかどうかで決定されるようにしている。
【００４３】
また、制御装置９は付加判定手段としても機能する。一例として、体積判定手段によって体積合格品とされた加工製材Ｗにおける二次元データにおける幅寸法Ｌ１と高さ寸法Ｌ２の少なくとも一方のデータが予め設定した許容範囲にあるかどうかを判定し、許容範囲にあれば合格品、許容範囲になければ不合格品と判定する機能を備えている。
【００４４】
この付加判定手段の他の例としては、加工製材Ｗの切削加工面における局所的な凹状の欠陥部Ｗｅの大きさ（凹状幅寸法Ｌ３と凹状高さ寸法Ｌ４）を演算した体積と予め設定された欠陥部Ｗｅの体積の許容範囲とを比較し、演算した体積が許容範囲にあれば加工製材Ｗは合格品とし、他方、許容範囲外であれば不合格品と判定する機能を備えるようにもできる。
【００４５】
この付加判定手段において、加工製材Ｗを不合格品と判定するためには、演算された欠陥部Ｗｅの凹形状の体積値が許容範囲の下限値を下回るかどうかで決定されるようにしている。また、加工製材Ｗを不合格品と判定するためには、欠陥部Ｗｅの凹状幅寸法Ｌ３及び凹状高さ寸法Ｌ４の少なくとも一方のデータが、その加工製材Ｗの長手方向Ｎにおいて許容範囲を何回連続して外れたかを検索し、その回数が許容範囲を超えた場合に当該加工製材Ｗを不合格品と判定するようにしている。
【００４６】
また、体積判定手段及び付加判定手段で体積不合格品又は不合格品と判定された加工製材Ｗに対して、搬送ラインに不合格信号を出力し、所定の不合格処理を行うか、体積合格品又は合格品とされた製材品に対して、搬送ラインへ合格信号を出力し、所定の合格処理を行う後処理工程を実行する機構を制御装置９に備えさせることができる。
【００４７】
次に、本発明の製材品の外形検査装置における検査方法を、図１０に基づいて説明する。モルダー機１によって加工された加工製材Ｗが外形検査装置２に搬送されてくると、該外形検査装置２内に配置される位置検知部４によって加工製材Ｗが検知される（ステップＳ１）。続いて、検知された搬送状態の加工製材Ｗの切削加工面の上面Ｗａ、下面Ｗｂ、左側面Ｗｃ、右側面Ｗｄの欠け、割れ、抜け節などの欠陥部Ｗｅを含む四面の寸法・形状をセンサーヘッド３ａで継続的に測定（二次元データ測定工程）する。その後、コントローラ８では、センサーヘッド３ａからの欠陥部Ｗｅを含む四面の寸法・形状の測定データとして入力される二次元データを演算して欠陥部Ｗｅの凹状の測定寸法値（凹状幅寸法Ｌ３及び凹状高さ寸法Ｌ４）を含むデータとして制御装置９に入力させる（ステップＳ２）。
【００４８】
さらに、制御装置９によって体積演算工程が行われる。この体積演算工程は、各コントローラ８から入力される欠陥部Ｗｅの凹状の測定寸法値（凹状幅寸法Ｌ３及び凹状高さ寸法Ｌ４）を含む四面の寸法・形状のデータと、搬送状況測定装置として、ワーク検知センサとして機能する位置検出部４や、搬送部５のエンコーダ５ｃから入力される加工製材Ｗの搬送方向Ａにおける移動距離又は移動時間との積分によって、欠陥部Ｗｅを含む四面で囲まれる体積データを演算する（ステップＳ３）。
【００４９】
続いて、制御装置９によって体積判定工程が行われる。この体積判定工程は、二次元変位センサの二次元データに基づいて演算された体積データを、予め記憶された合否判定基準となる体積の許容範囲と比較して、加工製材Ｗの断面積に基づいた合否判定が行われる（ステップＳ４）。この合否判定においては、演算された体積値が許容範囲の下限値を下回るかどうかで決定されるようにしている。また、加工製材Ｗを体積不合格品と判定するためには、幅寸法Ｌ１及び高さ寸法Ｌ２の少なくとも一方のデータが、その加工製材Ｗの長手方向Ｎにおいて許容範囲を何回連続して外れたかを検索し、その回数が許容範囲を超えた場合に当該加工製材Ｗを体積不合格品と判定するようにしている。
【００５０】
続いて、制御装置９によって付加判定工程が行われる。この付加判定工程は、体積合格品とされた製材品における二次元データにおける幅Ｌ１寸法と高さＬ２寸法の少なくとも一方のデータが予め設定した許容範囲にあるかどうかを判定し、許容範囲にあれば合格品、許容範囲になければ不合格品とするようにしている（ステップＳ５）。また、この幅寸法Ｌ１及び高さ寸法Ｌ２に代えて、凹状幅寸法Ｌ３及び凹状高さ寸法Ｌ４として欠陥部Ｗｅのみの場合としてもよく、そして、不合格品と判定するためには、幅寸法Ｌ１及び高さ寸法Ｌ２（もしくは、凹状幅寸法Ｌ３及び凹状高さ寸法Ｌ４）の少なくとも一方のデータが、その加工製材Ｗの長手方向Ｎにおいて許容範囲を何回連続して外れたかを検索し、その回数が許容範囲を超えた場合に当該加工製材Ｗを不合格品と判定するようにしている。
【００５１】
その後、制御装置９によって後処理工程が行われる。この後処理工程は、合否判定結果に基づいて、合否表示である文字、図形、記号、ロゴなどを加工製材Ｗの所定位置に印字させる（図７参照）。また、本例のステップ６では、欠陥部Ｗｅの凹状の体積が基準体積データを超えた場合（不合格）に、マーキングを行い（ステップ７Ｙｅｓ）、体積が基準体積データを超えない場合（合格）には、マーキングを行わない（ステップ７Ｎｏ）ようにしている。また、例えば、合格時には、合格表示を、不合格時には、不合格表示をマーキングしてもよい。
【００５２】
このように、断面形状測定することにより、加工製材Ｗに局所的な欠陥部Ｗｅが存在すれば、その有無を確実に検査できる。また、欠陥部Ｗｅを寸法測定しているため、欠陥部Ｗｅの大きさによる合否判定に、その計測寸法が使用できるとともに、目視検査のような検査ばらつきは生じなく、検査品質が安定する。また、欠陥部Ｗｅの有無を搬送しながら連続検査できるため、作業者による目視検査の検査時間に比べ早く処理でき、高速化されるモルダー機１と、連動させて自動化することが可能となり、生産効率を向上させることができる。また、体積で欠陥部Ｗｅを確認できるため、欠陥部Ｗｅの種類、例えば欠け、割れ、抜け節に区別することも可能となり、合否判定を細分化できるので、加工製材Ｗの使用目的に合致させた検査が行え、検査後の加工製材Ｗの使用自由度が広げられ、使用不可として除外されることが少なくなり、加工製材Ｗの有効利用を図ることができる外形検査装置２を提供できる。また、加工製材Ｗの合否判定に人為的要素が加わらないため、検査品質を高精度化することができる。また、モルダー機１による切削加工から表面検査までの高速化や自動化が可能になる。また、合否表示によって良品か不良品かを特定できるため、これらが誤って混在しても分別して使用することが可能となる。
【００５３】
また、体積演算工程での加工製材Ｗの全体の体積に対する欠陥部Ｗｅの体積の比率を演算して合否判定に利用したり、付加判定のみを合否判定に利用したりするように、各種工程の一部のみを用いたり、これらを組み合わせたり、その工程順を変更、例えば欠陥部Ｗｅのみの合否判定をした後、加工製材Ｗの全体としての合否判定をすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の製材品の外形検査装置を備える製材品の製造ラインの概念図。
【図２】外形検査装置の検査部における二次元変位センサの配置関係の概念図。
【図３】二次元変位センサによる加工製材の欠陥部の測定状態の概念図。
【図４】二次元変位センサの構成の概要図。
【図５】加工製材の欠陥部の二次元データを示す図。
【図６】外形検査装置における搬送部などの概念図。
【図７】マーキング装置による加工製材への合否表示の付与状態を示す図。
【図８】外形検査装置の電気ブロック図。
【図９】制御装置の概略構成図。
【図１０】外形検査措置の検査フロー図。
【符号の説明】
【００５５】
２          外形検査装置
３ａ        センサーヘッド（二次元変位センサ）
５          搬送部
６          マーキング装置
９          制御装置
Ｗ          加工製材（製材品）
Ｗｅ        欠陥部
Ｌ１        幅寸法（製材品）
Ｌ２        高さ寸法（製材品）
Ｌ３        凹状幅寸法（欠陥部）
Ｌ４        凹状高さ寸法（欠陥部）
Ｎ          長手方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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