(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送方向に並べられた複数の搬送ロールの上を、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている長尺物の、当該使用に際して上下方向となる方向の曲がりを検出する長尺物検査システムであって、
前記複数の搬送ロールのうちの所定の基準搬送ロールの傍らに配置され、少なくとも前記基準搬送ロールと前記長尺物の先端部とが接触したときに発せられる音を集音して音響信号を生成する集音手段と、
使用に際して上下方向となる方向の長尺物の曲がりの内容と、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている当該長尺物の先端部が少なくとも前記基準搬送ロールに接触するときに得られる音響信号の特徴量の判定基準を表す特徴量判定基準と、が相互に関連付けられた特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶する判定基準記憶手段と、
前記集音手段により得られた音響信号の時間変化から、当該音響信号の特徴量を導出する特徴量導出手段と、
前記特徴量導出手段により導出された音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報とに基づいて、前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定する形状判定手段と、
を有することを特徴とする長尺物検査システム。
【請求項２】
前記集音手段は、
前記基準搬送ロールと前記長尺物の先端部とが接触したときに発せられる音を集音して音響信号を生成し、
前記判定基準記憶手段は、
使用に際して上下方向となる方向の長尺物の曲がりの内容と、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている当該長尺物の先端部が前記基準搬送ロールに接触するときに得られる音響信号の特徴量の判定基準を表す特徴量判定基準と、が相互に関連付けられた特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶し、
前記形状判定手段は、
前記特徴量導出手段により導出された音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報とに基づいて、前記長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定することを特徴とする請求項１に記載の長尺物検査システム。
【請求項３】
前記特徴量導出手段は、
前記集音手段により得られた音響信号の時間変化から、
前記音響信号の大きさの絶対値が最大になるのに要する時間を表す立ち上がり時間と、
前記音響信号の大きさの絶対値の最大値と、
前記音響信号の大きさの絶対値が最大となる時間から前記音響信号の大きさの絶対値が閾値以下になる時間までの間の期間の、一定期間毎の前記音響信号の大きさの実効値の総和と当該期間との積を表す減衰程度と、
を前記音響信号の特徴量として導出し、
前記判定基準記憶手段は、
前記立ち上がり時間、前記最大値、および前記減衰程度のそれぞれの判定基準を表す特徴量判定基準と、前記長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりの内容とが相互に関連付けられた情報を前記特徴量判定基準情報として記憶媒体に記憶することを特徴とする請求項２に記載の長尺物検査システム。
【請求項４】
前記形状判定手段は、
前記特徴量導出手段により導出された、前記長尺物に対する、前記立ち上がり時間、前記最大値、および前記減衰程度の全てが、前記特徴量判定基準に合うか否かを判定し、前記長尺物に対する、前記立ち上がり時間、前記最大値、および前記減衰程度の全てが、前記特徴量判定基準に合う場合に、当該長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定し、そうでない場合には、当該長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定しないことを特徴とする請求項３に記載の長尺物検査システム。
【請求項５】
前記形状判定手段により、前記長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりが判定された場合には、当該長尺物に対して前記特徴量導出手段により導出された特徴量と、当該長尺物の属性および当該長尺物の識別情報とを相互に関連付けて記憶し、前記形状判定手段により、前記長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりが判定されなかった場合には、当該長尺物に対して前記特徴量導出手段により導出された特徴量を破棄する特徴量記憶判定手段をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の長尺物検査システム。
【請求項６】
前記集音手段は、
前記長尺物の先端部が前記基準搬送ロールに接触したときに発せられる音と、前記複数の搬送ロールのうち、当該長尺物の先端部が当該基準搬送ロールよりも下流にある１つ又は複数の所定の下流側搬送ロールに接触したときに発せられる音とを集音して音響信号を生成し、
前記判定基準記憶手段は、
使用に際して上下方向となる方向の長尺物の曲がりの内容と、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている当該長尺物の先端部が、前記基準搬送ロールおよび前記下流側搬送ロールに接触するときに得られる音響信号の特徴量の判定基準を表す特徴量判定基準と、が相互に関連付けられた特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶し、
前記形状判定手段は、
前記特徴量導出手段により導出された音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報とに基づいて、前記長尺物の全体の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定することを特徴とする請求項１に記載の長尺物検査システム。
【請求項７】
前記特徴量導出手段は、
前記集音手段により得られた音響信号の時間変化から、
前記長尺物の先端部が前記基準搬送ロールに接触したときに発せられる音に基づく音響信号の特徴量と、前記長尺物の先端部が前記下流側搬送ロールに接触したときに発せられる音に基づく音響信号の特徴量との比を表す搬送音比率を、前記音響信号の特徴量として導出し、
前記判定基準記憶手段は、
前記搬送音比率の判定基準を表す特徴量判定基準と、前記長尺物の全体の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりの内容とが相互に関連付けられた情報を前記特徴量判定基準情報として記憶媒体に記憶することを特徴とする請求項６に記載の長尺物検査システム。
【請求項８】
前記特徴量導出手段は、
前記長尺物の先端部が前記基準搬送ロールに接触したときに発せられる音に基づく音響信号の大きさの絶対値が最大となる時間から前記音響信号の大きさの絶対値が閾値以下になる時間までの間の期間の、一定期間毎の前記音響信号の大きさの実効値の総和と、
前記長尺物の先端部が前記下流側搬送ロールに接触したときに発せられる音に基づく音響信号の大きさの絶対値が最大となる時間から前記音響信号の大きさの絶対値が閾値以下になる時間までの間の期間の、一定期間毎の前記音響信号の大きさの実効値の総和と、
の比の、重み付け線形和を前記搬送音比率として導出することを特徴とする請求項７に記載の長尺物検査システム。
【請求項９】
前記下流側搬送ロールは、前記複数の搬送ロールのうち、前記基準搬送ロールよりも下流側の全ての搬送ロールであることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の長尺物検査システム。
【請求項１０】
前記集音手段により得られた音響信号から、前記長尺物が前記搬送ロールの上を搬送される際に発せられる音である搬送音の周波数帯域と異なる周波数帯域の信号を除去する除去手段を更に有し、
前記特徴量導出手段は、前記除去手段により、前記搬送音の周波数帯域と異なる周波数帯域の信号が除去された音響信号の時間変化から、当該音響信号の特徴量を導出することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の長尺物検査システム。
【請求項１１】
前記長尺物が前記搬送ロールの上を搬送される際に発せられる音である搬送音の周波数帯域と少なくとも一部が重複する周波数帯域の音であって、不定期に発せられる音が発せられていることが外部装置から伝えられると、前記形状判定手段は、そのときに得られた音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報と、に基づいて、前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定しないことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の長尺物検査システム。
【請求項１２】
前記長尺物が前記搬送ロールの上を搬送される際に発せられる音である搬送音の周波数帯域と少なくとも一部が重複する周波数帯域の音であって、定常的に発せられる音が発せられていないことが外部装置から伝えられると、前記形状判定手段は、そのときに得られた音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報と、に基づいて、前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定しないことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の長尺物検査システム。
【請求項１３】
前記特徴量導出手段により導出された音響信号の特徴量と、当該音響信号の特徴量が得られたときの前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりのオフラインでの実測値とを、同じ属性の複数の長尺物について収集した結果に基づいて、前記特徴量判定基準情報の前記特徴量判定基準の内容を更新する更新手段を更に有することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の長尺物検査システム。
【請求項１４】
前記判定基準記憶手段は、前記長尺物の属性に応じて複数の前記特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶し、
前記長尺物の属性に応じた前記特徴量判定基準情報が用いられるようにしたことを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の長尺物検査システム。
【請求項１５】
搬送方向に並べられた複数の搬送ロールの上を、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている長尺物の、当該使用に際して上下方向となる方向の曲がりを検出する長尺物検査方法であって、
前記複数の搬送ロールのうちの少なくとも所定の基準搬送ロールと前記長尺物の先端部とが接触したときに発せられる音を、前記基準搬送ロールの傍らに配置された集音手段により集音して音響信号を生成する集音工程と、
使用に際して上下方向となる方向の長尺物の曲がりの内容と、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている当該長尺物の先端部が少なくとも前記基準搬送ロールに接触するときに得られる音響信号の特徴量の判定基準を表す特徴量判定基準と、が相互に関連付けられた特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶する判定基準記憶工程と、
前記集音工程により得られた音響信号の時間変化から、当該音響信号の特徴量を導出する特徴量導出工程と、
前記特徴量導出工程により導出された音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報とに基づいて、前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定する形状判定工程と、
を有することを特徴とする長尺物検査方法。
【請求項１６】
前記集音工程は、
前記基準搬送ロールと前記長尺物の先端部とが接触したときに発せられる音を集音して音響信号を生成し、
前記判定基準記憶工程は、
使用に際して上下方向となる方向の長尺物の曲がりの内容と、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている当該長尺物の先端部が前記基準搬送ロールに接触するときに得られる音響信号の特徴量の判定基準を表す特徴量判定基準と、が相互に関連付けられた特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶し、
前記形状判定工程は、
前記特徴量導出工程により導出された音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報とに基づいて、前記長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定することを特徴とする請求項１５に記載の長尺物検査方法。
【請求項１７】
前記特徴量導出工程は、
前記集音工程により得られた音響信号の時間変化から、
前記音響信号の大きさの絶対値が最大になるのに要する時間を表す立ち上がり時間と、
前記音響信号の大きさの絶対値の最大値と、
前記音響信号の大きさの絶対値が最大となる時間から前記音響信号の大きさの絶対値が閾値以下になる時間までの間の期間の、一定期間毎の前記音響信号の大きさの実効値の総和と当該期間との積を表す減衰程度と、
を前記音響信号の特徴量として導出し、
前記判定基準記憶工程は、
前記立ち上がり時間、前記最大値、および前記減衰程度のそれぞれの判定基準を表す特徴量判定基準と、前記長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりの内容とが相互に関連付けられた情報を前記特徴量判定基準情報として記憶媒体に記憶することを特徴とする請求項１６に記載の長尺物検査方法。
【請求項１８】
前記形状判定工程は、
前記特徴量導出工程により導出された、前記長尺物に対する、前記立ち上がり時間、前記最大値、および前記減衰程度の全てが、前記特徴量判定基準に合うか否かを判定し、前記長尺物に対する、前記立ち上がり時間、前記最大値、および前記減衰程度の全てが、前記特徴量判定基準に合う場合に、当該長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定し、そうでない場合には、当該長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定しないことを特徴とする請求項１７に記載の長尺物検査方法。
【請求項１９】
前記形状判定工程により、前記長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりが判定された場合には、当該長尺物に対して前記特徴量導出工程により導出された特徴量と、当該長尺物の属性および当該長尺物の識別情報とを相互に関連付けて記憶し、前記形状判定工程により、前記長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりが判定されなかった場合には、当該長尺物に対して前記特徴量導出工程により導出された特徴量を破棄する特徴量記憶判定工程をさらに有することを特徴とする請求項１８に記載の長尺物検査方法。
【請求項２０】
前記集音工程は、
前記長尺物の先端部が前記基準搬送ロールに接触したときに発せられる音と、前記複数の搬送ロールのうち、当該長尺物の先端部が当該基準搬送ロールよりも下流にある１つ又は複数の所定の下流側搬送ロールに接触したときに発せられる音とを集音して音響信号を生成し、
前記判定基準記憶工程は、
使用に際して上下方向となる方向の長尺物の曲がりの内容と、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている当該長尺物の先端部が、前記基準搬送ロールおよび前記下流側搬送ロールに接触するときに得られる音響信号の特徴量の判定基準を表す特徴量判定基準と、が相互に関連付けられた特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶し、
前記形状判定工程は、
前記特徴量導出工程により導出された音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報とに基づいて、前記長尺物の全体の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定することを特徴とする請求項１５に記載の長尺物検査方法。
【請求項２１】
前記特徴量導出工程は、
前記集音工程により得られた音響信号の時間変化から、
前記長尺物の先端部が前記基準搬送ロールに接触したときに発せられる音に基づく音響信号の特徴量と、前記長尺物の先端部が前記下流側搬送ロールに接触したときに発せられる音に基づく音響信号の特徴量との比を表す搬送音比率を、前記音響信号の特徴量として導出し、
前記判定基準記憶工程は、
前記搬送音比率の判定基準を表す特徴量判定基準と、前記長尺物の全体の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりの内容とが相互に関連付けられた情報を前記特徴量判定基準情報として記憶媒体に記憶することを特徴とする請求項２０に記載の長尺物検査方法。
【請求項２２】
前記特徴量導出工程は、
前記長尺物の先端部が前記基準搬送ロールに接触したときに発せられる音に基づく音響信号の大きさの絶対値が最大となる時間から前記音響信号の大きさの絶対値が閾値以下になる時間までの間の期間の、一定期間毎の前記音響信号の大きさの実効値の総和と、
前記長尺物の先端部が前記下流側搬送ロールに接触したときに発せられる音に基づく音響信号の大きさの絶対値が最大となる時間から前記音響信号の大きさの絶対値が閾値以下になる時間までの間の期間の、一定期間毎の前記音響信号の大きさの実効値の総和と、
の比の、重み付け線形和を前記搬送音比率として導出することを特徴とする請求項２１に記載の長尺物検査方法。
【請求項２３】
前記下流側搬送ロールは、前記複数の搬送ロールのうち、前記基準搬送ロールよりも下流側の全ての搬送ロールであることを特徴とする請求項２０〜２２の何れか１項に記載の長尺物検査方法。
【請求項２４】
前記集音工程により得られた音響信号から、前記長尺物が前記搬送ロールの上を搬送される際に発せられる音である搬送音の周波数帯域と異なる周波数帯域の信号を除去する除去工程を更に有し、
前記特徴量導出工程は、前記除去工程により、前記搬送音の周波数帯域と異なる周波数帯域の信号が除去された音響信号の時間変化から、当該音響信号の特徴量を導出することを特徴とする請求項１５〜２３の何れか１項に記載の長尺物検査方法。
【請求項２５】
前記長尺物が前記搬送ロールの上を搬送される際に発せられる音である搬送音の周波数帯域と少なくとも一部が重複する周波数帯域の音であって、不定期に発せられる音が発せられていることが外部装置から伝えられると、前記形状判定工程は、そのときに得られた音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報と、に基づいて、前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定しないことを特徴とする請求項１５〜２４の何れか１項に記載の長尺物検査方法。
【請求項２６】
前記長尺物が前記搬送ロールの上を搬送される際に発せられる音である搬送音の周波数帯域と少なくとも一部が重複する周波数帯域の音であって、定常的に発せられる音が発せられていないことが外部装置から伝えられると、前記形状判定工程は、そのときに得られた音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報と、に基づいて、前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定しないことを特徴とする請求項１５〜２５の何れか１項に記載の長尺物検査方法。
【請求項２７】
前記特徴量導出工程により導出された音響信号の特徴量と、当該音響信号の特徴量が得られたときの前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりのオフラインでの実測値とを、同じ属性の複数の長尺物について収集した結果に基づいて、前記特徴量判定基準情報の前記特徴量判定基準の内容を更新する更新工程を更に有することを特徴とする請求項１５〜２６の何れか１項に記載の長尺物検査方法。
【請求項２８】
前記判定基準記憶工程は、前記長尺物の属性に応じて複数の前記特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶し、
前記長尺物の属性に応じた前記特徴量判定基準情報が用いられるようにしたことを特徴とする請求項１５〜２７の何れか１項に記載の長尺物検査方法。
【請求項２９】
搬送方向に並べられた複数の搬送ロールの上を、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている長尺物の、当該使用に際して上下方向となる方向の曲がりを検出することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
使用に際して上下方向となる方向の長尺物の曲がりの内容と、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている当該長尺物の先端部が、前記複数の搬送ロールのうちの少なくとも所定の基準搬送ロールに接触するときに得られる音響信号の特徴量の判定基準を表す特徴量判定基準と、が相互に関連付けられた特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶する判定基準記憶工程と、
前記複数の搬送ロールのうちの少なくとも前記基準搬送ロールと前記長尺物の先端部とが接触したときに発せられる音が、前記基準搬送ロールの傍らに配置された集音手段により集音されて音響信号が生成されると、当該音響信号の時間変化から、当該音響信号の特徴量を導出する特徴量導出工程と、
前記特徴量導出工程により導出された音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報とに基づいて、前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定する形状判定工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺物検査システム、長尺物検査方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向が上下方向（高さ方向）になる状態で搬送ロール上を搬送している長尺物の曲がりを検出するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用のレール等に用いられる条鋼は、その搬送方向に並べられた複数の搬送ロールの上を移動して、その形状を矯正する矯正工程や、その後の各種の検査工程等を経て出荷される。矯正工程では、検査工程で得られた条鋼の曲がりの結果から、条鋼の形状を矯正する。下流側の検査工程の結果を利用して条鋼の矯正を行うと、その結果が矯正工程での作業に反映されるまでに時間がかかる。よって、条鋼の曲がりを出来るだけ早い段階で把握することが望まれる。
【０００３】
このような背景の下、従来は、条鋼の先端部と搬送ロールとの衝突音を検査員が耳で聞いて、条鋼の先端部の曲がりの有無とその程度を判別し、矯正工程のオペレータに伝えるようにしていた。しかしながら、このような手法では、条鋼の曲がりの判別が検査員の技量に大きく依存してしまう。そこで、条鋼の曲がりを、熟練した検査員に頼ることなく判別できるようにすることが望まれる。ここで言う条鋼の曲がりとは、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向の条鋼の曲がり（反り）である。
【０００４】
このように、熟練した検査員の代替として、検査対象物から発せられる音を採取してその特徴量を抽出し、その特徴量から検査対象物の良否を判別する技術は、鉄鋼業に限らず、様々な分野で提案されている。
特許文献１では、特定の不良原因により検査対象物から発生する異音の周波数成分をウェーブレット解析により抽出し、この周波数成分の最大値と平均値との比等を、統計的に予め設定された閾値と比較することにより、特定の不良原因の有無を判定するようにしている。
特許文献２では、検査対象物を打撃することにより発生した音を周波数帯域毎の時系列信号に分離し、その時系列信号を整流して各周波数帯域における瞬間的な最大値を抽出し、抽出した最大値を補正した上で基準値との比較を行い、その結果から、検査対象物を打撃することにより発生した音が異常であるか否かを判定するようにしている。
特許文献３では、検査対象物から発せられる音響信号を、健聴者の聴覚フィルタの形状（周波数特性）を通して、聴神経興奮パターンを算出し、聴神経興奮パターンと音響信号との差分やユークリッド距離等から、検査対象物から発せられる音と、正常時の音との差異を判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１４９４４号公報
【特許文献２】特開２０００−１３１２９１号公報
【特許文献３】特開２００９−１７５０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、モータ等の回転部品を検査対象物としている。このため、特許文献１に記載の技術は、正常な状態で周期的な音が発生する検査対象物でないと、検査対象物から発せられる音が異常であるか否かを判定することができない。また、特許文献２に記載の技術は、ハンマ等で打撃した際に検査対象物から発せられる音を解析する技術である。このため、ハンマ等で打撃することが可能な検査工程を通過する検査対象物でないと、検査対象物から発せられる音が異常であるか否かを判定することができない。
【０００７】
これらの技術に対し、特許文献３では、熟練した検査員がその聴覚により判定していた音響信号であれば、その種類を問わずに、検査対象物から発せられる音が異常であるか否かを判定することができるとしている。しかしながら、特許文献３には、聴神経興奮パターンに対する具体的な判定方法の開示がない。
以上のように、特許文献１〜３に記載の技術では、搬送方向に並べられた複数の搬送ロールの上を搬送する条鋼のような長尺物の先端部が、搬送ロールと接触したときに発せられる音から、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向の当該長尺物の曲がりの有無を判別することが困難である。
【０００８】
ところで、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向を上下方向（高さ方向）にした状態で長尺物を搬送ロールの上に置くと、当該長尺物はその自重により撓む。このため、搬送ロールの上では、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向の当該長尺物の曲がりが小さくなる。
そこで、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向が上下方向（高さ方向）になる状態で搬送ロール上を移動している長尺物を搬送ラインから取り出して、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向を横方向（水平方向）にした状態で長尺物を搬送ロールの上に置き直すことが考えられる。このようにすれば、長尺物の自重による拘束力がなくなるので、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向の長尺物の曲がりが顕在化する。
【０００９】
しかしながら、このようにすると、搬送ロール上を移動している長尺物を搬送ラインから取り出して、その向きを変えて搬送ロールの上に再び載せる作業が発生する。このため、大量の長尺物を生産するプロセスでは、このような作業を行ってから、長尺物の曲がりの有無の検査を行うと、検査の結果が得られるまでに時間がかかる。そうすると、前述したように、その検査の結果が矯正工程での作業に反映されるまでに時間がかかる。また、このような作業を行うための工程が増えることにより、生産能力が低下することになる。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向が上下方向（高さ方向）になる状態で搬送ロール上を搬送している長尺物の曲がりを、容易に且つ確実に検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の長尺物検査システムは、搬送方向に並べられた複数の搬送ロールの上を、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている長尺物の、当該使用に際して上下方向となる方向の曲がりを検出する長尺物検査システムであって、前記複数の搬送ロールのうちの所定の基準搬送ロールの傍らに配置され、少なくとも前記基準搬送ロールと前記長尺物の先端部とが接触したときに発せられる音を集音して音響信号を生成する集音手段と、使用に際して上下方向となる方向の長尺物の曲がりの内容と、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている当該長尺物の先端部が少なくとも前記基準搬送ロールに接触するときに得られる音響信号の特徴量の判定基準を表す特徴量判定基準と、が相互に関連付けられた特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶する判定基準記憶手段と、前記集音手段により得られた音響信号の時間変化から、当該音響信号の特徴量を導出する特徴量導出手段と、前記特徴量導出手段により導出された音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報とに基づいて、前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定する形状判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の長尺物検査方法は、搬送方向に並べられた複数の搬送ロールの上を、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている長尺物の、当該使用に際して上下方向となる方向の曲がりを検出する長尺物検査方法であって、前記複数の搬送ロールのうちの少なくとも所定の基準搬送ロールと前記長尺物の先端部とが接触したときに発せられる音を、前記基準搬送ロールの傍らに配置された集音手段により集音して音響信号を生成する集音工程と、使用に際して上下方向となる方向の長尺物の曲がりの内容と、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている当該長尺物の先端部が少なくとも前記基準搬送ロールに接触するときに得られる音響信号の特徴量の判定基準を表す特徴量判定基準と、が相互に関連付けられた特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶する判定基準記憶工程と、前記集音工程により得られた音響信号の時間変化から、当該音響信号の特徴量を導出する特徴量導出工程と、前記特徴量導出工程により導出された音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報とに基づいて、前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定する形状判定工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のコンピュータプログラムは、搬送方向に並べられた複数の搬送ロールの上を、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている長尺物の、当該使用に際して上下方向となる方向の曲がりを検出することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、使用に際して上下方向となる方向の長尺物の曲がりの内容と、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になる状態で搬送されている当該長尺物の先端部が、前記複数の搬送ロールのうちの少なくとも所定の基準搬送ロールに接触するときに得られる音響信号の特徴量の判定基準を表す特徴量判定基準と、が相互に関連付けられた特徴量判定基準情報を記憶媒体に記憶する判定基準記憶工程と、前記複数の搬送ロールのうちの少なくとも前記基準搬送ロールと前記長尺物の先端部とが接触したときに発せられる音が、前記基準搬送ロールの傍らに配置された集音手段により集音されて音響信号が生成されると、当該音響信号の時間変化から、当該音響信号の特徴量を導出する特徴量導出工程と、前記特徴量導出工程により導出された音響信号の特徴量と、前記特徴量判定基準情報とに基づいて、前記長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを判定する形状判定工程と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向が上下方向（高さ方向）になる状態で搬送ロール上を搬送している長尺物の曲がりを、打撃検査や寸法計測等の工程を追加することなく定量的に検出することができる。よって、使用に際して上下方向（高さ方向）となる方向が上下方向（高さ方向）になる状態で搬送ロール上を搬送している長尺物の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを、容易に且つ確実に検出することができる。
例えば、音響信号の特徴量として、立ち上がり時間、最大値、および減衰程度を用いることにより、長尺物の先端部の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを、容易に且つ確実に検出することができる。また、例えば、音響信号の特徴量として、搬送音比率を用いることにより、長尺物の全体の、使用に際して上下方向となる方向の曲がりを、容易に且つ確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、長尺物検査システムの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示し、レールの向きを説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示し、レールの先端部の上下方向の曲がりの一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示し、音響解析装置の機能的な構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態を示し、特徴量判定基準情報の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態を示し、レールの先端部が基準搬送ロールに衝突したときにマイクロフォンで得られる音響信号の一例を説明する図である。
【図７】本発明の第１の実施形態を示し、レールの先端部の形状と、立ち上がり時間との関係を示す相関関数の一例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態を示し、レールの先端部の形状と、最大値との関係を示す相関関数の一例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態を示し、レールの先端部の形状と、減衰程度との関係を示す相関関数の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態を示し、レールの先端部の形状を判定する際の音響解析装置の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の実施形態を示し、特徴量判定基準情報を更新する際の音響解析装置の動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態を示し、長尺物検査システムの構成の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態を示し、レールの全体の上下方向の曲がりの一例を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態を示し、音響解析装置の機能的な構成の一例を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態を示し、特徴量判定基準情報の一例を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態を示し、レールの先端部が基準搬送ロールに衝突したときにマイクロフォンで得られる音響信号の一例を説明する図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態を示し、レールの先端部が各搬送ロールに衝突したときにマイクロフォンで得られる音響信号の一例を説明する図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態を示し、レールの先端部の形状を判定する際の音響解析装置の動作の一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。以下の各実施形態では、長尺物検査システムで検査の対象となる長尺物が軌条（レール）である場合を例に挙げて説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。
＜長尺物検査システムの概要＞
図１は、長尺物検査システムの構成の一例を示す図である。
図１において、長尺物検査システムは、プロセスコンピュータ１１０と、製造ライン運転制御装置１２０と、音響解析装置１３０と、マンマシンインターフェース１４０と、マイクロフォン１５０と、在荷センサ１６０と、を有する。
長尺物の一例であるレール１７０は、搬送ロール１８０ａ〜１８０ｈの上を、その長手方向が搬送方向となる状態で、図１に示す白抜きの矢印の方向（Ｙ軸の正の方向）に搬送される。
図２は、レール１７０の向きを説明する図である。レール１７０は、図２に示す上下方向（Ｚ軸方向）が上下方向となるように敷設される。すなわち、図２に示す上下方向（Ｚ軸方向）が、レール１７０の使用に際して上下方向となる方向である。図２に示すように、レール１７０は、この方向が上下方向（Ｚ軸方向）となるように搬送ロール１８０ａ〜１８０ｈの上を移動する。また、図２に示すように、レール１７０は、その下面が搬送ロール１８０ａ〜１８０ｈに接触した状態で搬送ロール１８０ａ〜１８０ｈ上を移動する。搬送ロール１８０ａ〜１８０ｈは、例えば、レール１７０の形状を矯正する矯正工程の出側直後の一次検査工程のラインに設けられているものである。搬送ロール１８０ａ〜１８０ｈが回転することにより、レール１７０は、搬送ロール１８０ａ〜１８０ｈの上を移動する。
【００１７】
図１の説明に戻り、プロセスコンピュータ１１０は、例えば、レール１７０の製造スケジュール等を管理し、レール１７０を製造するための操業上の条件設定等を行うためのものである。プロセスコンピュータ１１０は、例えば、パーソナルコンピュータを用いることにより実現される。本実施形態では、プロセスコンピュータ１１０は、製造ライン運転制御装置１２０及び音響解析装置１３０に、先端部の検査対象となるレール１７０の製品区分を示す製品区分情報や、オフラインで測定された「レール１７０の上下方向の曲がりの実測値」を示す上下曲がり実績情報等を出力する。ここで、製品区分は、レール１７０の材質や寸法等に応じて、同種のレール１７０を一纏めに分類するものである。後述するように、同一の製品区分に属するレール１７０については、同一の判定基準を用いて、その先端部の形状の判定が行われる。このように本実施形態では、製品区分が長尺物の属性となる。
【００１８】
図３は、レール１７０の先端部の上下方向の曲がりの一例を示す図である。図３では、図３に示す白抜きの矢印の方向（Ｙ軸の正の方向）にレール１７０が搬送されるものとする。後述するように、本実施形態では、レール１７０の先端部における上下方向の曲がりを、レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｃに衝突したときの音を収集して解析することにより検出する。このように本実施形態では、搬送ロール１８０ｃが基準搬送ロールとなる。
【００１９】
ここで、レール１７０の先端部が上方向に曲がっているとは、図３に示す３つのレール１７０のうち一番下に示すレール１７０（搬送ロール１８０ｃ〜１８０ｆに一番近いレール１７０）のように、搬送時に、その先端部が、上方向（Ｚ軸の正の方向、搬送ロール１８０ｃ〜１８０ｆから遠ざかる方向）に曲がっていることをいう。一方、レール１７０が下方向に曲がっているとは、図３に示す３つのレール１７０のうち一番上に示すレール１７０（搬送ロール１８０ｃ〜１８０ｆから一番遠いレール１７０）のように、搬送時に、その先端部が、下方向（Ｚ軸の負の方向、搬送ロール１８０ｃ〜１８０ｆに近づく方向）に曲がっていることをいう。また、レール１７０の先端部がフラットであるとは、図３に示す３つのレール１７０のうち真ん中に示すレール１７０のように、搬送時に、その先端部が、上方向にも下方向にも（大きく）曲がっていないことをいう。図２に示すようにしてレール１７０を搬送すると、レール１７０は、その自重により撓む。よって、レール１７０の先端部は、レール１７０を横倒しにしたとき（使用に際して水平方向となる方向が上下方向になるようにレール１７０を搬送レールの上に置いたとき）よりもフラットに近くなる。
【００２０】
図１の説明に戻り、製造ライン運転制御装置１２０は、プロセスコンピュータ１１０からの条件設定や、各種センサ等で検出された各種運転状態信号に基づいて、製造設備の各種アクチュエータに対して動作指令を出力して、製造設備の運転制御を行うためのものである。製造ライン運転制御装置１２０は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いることにより実現される。本実施形態では、製造ライン運転制御装置１２０は、レール１７０が搬送ロール１８０ａ〜１８０ｈの上を移動しているときに発生する音と、周波数帯域の少なくとも一部が重複する音であって、不定期及び定常的に発生する音が発生していることを示す運転状態信号を音響解析装置１３０に出力する。このように本実施形態では、製造ライン運転制御装置１２０が外部装置に対応する。
【００２１】
以下の説明では、「レール１７０が搬送ロール１８０ａ〜１８０ｈの上を移動しているときに発生する音」を必要に応じて「搬送音」と称する。搬送音と周波数帯域の少なくとも一部が重複する不定期に発生する音としては、例えば、鋸を動作させているときに発生する音やスクラップを投入しているときに発生する音がある。また、搬送音と周波数帯域の少なくとも一部が重複する定常的に発生する音としては、例えば、モータから発生する音や、スクラップコンベアでスクラップを搬送させているときに発生する音がある。以下の説明では、「搬送音と周波数帯域の少なくとも一部が重複する不定期に発生する音」を必要に応じて「不定期発生外乱音」と称し、「搬送音と周波数帯域の少なくとも一部が重複する定常的に発生する音」を必要に応じて「定常発生外乱音」と称する。尚、不定期発生外乱音及び定常発生外乱音の情報は、例えば、それらの発生源から発生する音に対して予め行った周波数解析の結果から得ることができる。
【００２２】
マイクロフォン１５０は、少なくとも、レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｃと接触したときに（搬送ロール１８０ｃ及びレール１７０から）発せられる音を集音して電気信号に変換し音響信号を生成する。このため、本実施形態では、マイクロフォン１５０は、搬送ロール１８０ｃの傍らに配置される。尚、ここでいう音響信号は、例えば、音圧の時間変化を示す信号であるが、一般的なマイクロフォンから得られる電気信号であれば、どのような信号であってもよい。
在荷センサ１６０は、レール１７０の先端部が、搬送ロール１８０ｃの直前に到達したことを検出するためのセンサである。このため、本実施形態では、在荷センサ１６０は、搬送ロール１８０ｃよりも上流側の位置であって、搬送ロール１８０ｃに出来るだけ近い位置に配置される。在荷センサ１６０は、例えば、搬送ロール１８０ｃの上流側において、搬送ロール１８０ｃの直前を通過するレール１７０を挟むように、図１に示すＸ軸方向において相互に対向する位置に配置された発光部と受光部とを備えるものとすることができる。このようにして在荷センサ１６０を構成した場合には、例えば、発光部から発光された光が受光部で受光されなくなったときに、レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｃの直前を通過したことを検出することができる。ただし、レール１７０の先端部が、搬送ロール１８０ｃの直前に到達したことを検出することができれば、在荷センサ１６０はこのようなものに限定されず、どのようなセンサであってもよい。
【００２３】
音響解析装置１３０は、マイクロフォン１５０から入力した音響信号を解析し、その結果から、レール１７０の先端部の形状を判定する。音響解析装置１３０は、例えば、音響信号に含まれる所定の周波数成分を除去するフィルタや、音響信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器等を備えた音響信号入力部と、各種の入出力インターフェースと、コンピュータプログラムを実行して音響信号を解析するためのコンピュータ（例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＨＤＤ等により構成されるコンピュータ）と、を備える装置である。ただし、音響解析装置１３０のハードウェアは、後述する機能を実現することができるものであれば、どのようなものであってもよい。
【００２４】
マンマシンインターフェース１４０は、音響解析装置１３０から出力された情報に基づいて、レール１７０の先端部の形状に係る情報をオペレータに報知したり、記憶媒体に記憶してオペレータからの要求に応じて出力したりする。マンマシンインターフェース１４０は、例えば、パーソナルコンピュータを用いることにより実現することができる。本実施形態では、マンマシンインターフェース１４０は、音響解析装置１３０から出力された情報に基づいて、レール１７０の先端部が上曲がり又は下曲がりである場合に、そのことをアラーム等でオペレータにアナウンスする。また、マンマシンインターフェース１４０は、音響解析装置１３０から出力された情報に基づいて、レール１７０の先端部の形状（上曲がり、下曲がり、又はフラット）と共に、その形状のときの音響信号（生信号）を表示装置に表示する。また、マンマシンインターフェース１４０は、音響解析装置１３０から出力された情報の履歴を記憶媒体に記憶し、オペレータからの要求に応じて、音響解析装置１３０により過去に出力された情報（レール１７０の先端部の形状や、その形状のときの音響信号等）を表示装置に表示する。
【００２５】
＜音響解析装置１３０の機能構成＞
図４は、音響解析装置１３０の機能的な構成の一例を示す図である。
［製品区分情報受信部１３０ａ］
製品区分情報受信部１３０ａは、先端部の形状の判定対象となるレール１７０の製品区分を示す製品区分情報と当該レール１７０の識別情報とをプロセスコンピュータ１１０から受信する。
製品区分情報受信部１３０ａは、例えば、通信インターフェースを用いることにより実現される。
【００２６】
［判定基準読み出し部１３０ｂ、判定基準記憶部１３０ｃ］
判定基準読み出し部１３０ｂは、製品区分情報受信部１３０ａで受信された製品区分情報に対応する特徴量判定基準情報を、判定基準記憶部１３０ｃから読み出す。
図５は、判定基準記憶部１３０ｃに記憶されている特徴量判定基準情報の一例を示す図である。図６は、レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｃに衝突したときにマイクロフォン１５０で得られる音響信号の一例を説明する図である。
図５に示すように、本実施形態では、音響信号の特徴量として、立ち上がり時間Ｒと、最大値Ｍと、減衰程度Ａの３つの特徴量を採用している。本発明者らは、音響信号のデータの採取を試行錯誤的に繰り返して行うことにより、実際のレール１７０の先端部の形状を反映する音響データの特徴量として、以上の３つの特徴量を採用することとした。これらの音響信号の特徴量の値に応じて、レール１７０の先端部の形状が、上曲がり、下曲がり、及びフラットの何れであるのかが判定されるように、レール１７０の先端部の形状と特徴量判定基準とが相互に関連付けられた特徴量判定基準情報が、製品区分毎に予め判定基準記憶部１３０ｃに設定されている。
【００２７】
ここで、最大値Ｍとは、レール１７０の先端部が在荷センサ１６０で検出されたタイミングから一定期間Ｔ1内における音響信号の大きさ（絶対値）の最大値である。
立ち上がり時間Ｒとは、図６に示すように、レール１７０の先端部が在荷センサ１６０で検出されたタイミングから音響信号の大きさ（絶対値）が最大値Ｍに達するまでの時間である。
減衰程度Ａとは、音響信号の大きさ（絶対値）が最大値Ｍになったタイミングから、音響信号の大きさ（絶対値）が閾値以下に減衰するまでの期間Ｔ2の、微小区間毎の音響信号の大きさ（絶対値）の実効値の総和と、当該期間Ｔ2との積である。
【００２８】
図５に示す例では、立ち上がり時間Ｒが長く（Ｒ2を上回り）、最大値Ｍが基準範囲内（Ｍ1以上Ｍ2以下）であり、減衰程度Ａが基準範囲内（Ａ1以上Ａ2以下）である場合に、レール１７０の先端部の形状は上曲がりであると判定される。
また、立ち上がり時間Ｒが基準範囲内（Ｒ1以上Ｒ2以下）であり、最大値Ｍが基準範囲内（Ｍ1以上Ｍ2以下）であり、減衰程度Ａが基準範囲内（Ａ1以上Ａ2以下）である場合に、レール１７０の先端部の形状はフラットであると判定される。
また、立ち上がり時間Ｒが基準範囲内（Ｒ1以上Ｒ2以下）であり、最大値Ｍが大きく（Ｍ2を上回り）、減衰程度Ａが大きい（Ａ2を上回る）場合に、レール１７０の先端部の形状は下曲がりであると判定される。
【００２９】
本実施形態では、以上のような３つの特徴量判定基準が製品区分毎に設定され、判定基準記憶部１３０ｃに予め記憶されている。尚、図５に示す１つテーブルが１つの製品区分の特徴量判定基準情報である。
また、本実施形態では、以上の特徴量判定基準の何れにも該当しない場合には、レール１７０の先端部の形状は判定不能となり、そのときに得られた特徴量は破棄される。
判定基準読み出し部１３０ｂは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを用いることにより実現される。また、判定基準記憶部１３０ｃは、ＨＤＤを用いることにより実現される。
【００３０】
［音響信号取得部１３０ｄ］
音響信号取得部１３０ｄは、在荷センサ１６０により、レール１７０の先端部が検出されると、そのタイミングから一定期間の音響信号をマイクロフォン１５０から取得する。音響信号を取得する一定期間として、前述した特徴量が得られるのに必要な期間が予め設定されている。そして、音響信号取得部１３０ｄは、音響信号から、搬送音の主要周波数成分（例えば５００［Ｈｚ］〜１５００［Ｈｚ］）以外の周波数成分以外を除去してＡ／Ｄ変換を行う。これにより、搬送音と異なる周波数帯域の音を除去することができる。尚、搬送音の主要周波数成分は、搬送音の音響信号を予め解析することにより定められる。尚、本実施形態では、搬送音と異なる周波数帯域の音を除去するためのフィルタは、デジタルフィルタであるが、かかるフィルタとしてアナログフィルタを用いるようにしてもよい。
音響信号取得部１３０ｄは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、音響信号入力部、及び通信インターフェースを用いることにより実現される。
【００３１】
［外乱判定部１３０ｅ］
外乱判定部１３０ｅは、音響信号取得部１３０ｄにより音響信号が取得されている期間に、製造ライン運転制御装置１２０から、不定期発生外乱音又は定常発生外乱音を示す運転状態信号を受信したか否かを判定することにより、外乱音が発生しているか否かを判定する。
この判定の結果、音響信号取得部１３０ｄにより音響信号が取得されている期間に、製造ライン運転制御装置１２０から、不定期発生外乱音又は定常発生外乱音を示す運転状態信号を受信したと判定されると（外乱音が発生したと判定されると）、音響信号取得部１３０ｄは、そのときに取得した当該音響信号を破棄する。
【００３２】
尚、レール１７０の製造プロセスでは、同一の操業条件で製造されたレール１７０の先端部の形状は同一の傾向の形状となり、１本毎に先端部の形状が（大きく）異なることはない。また、ここでは、操業を継続している間の各工程における操業条件の微妙な変化によりレール１７０の先端部の形状に変化が生じたことを、早期に検出することができればよい。よって、このように音響信号を破棄しても、レール１７０の先端部の形状の検出性能に大きな影響は生じない。
外乱判定部１３０ｅは、音響信号取得部１３０ｄは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び通信インターフェースを用いることにより実現される。
【００３３】
［特徴量導出部１３０ｆ］
特徴量導出部１３０ｆは、外乱判定部１３０ｅにより、外乱音が発生していないと判定されると、音響信号取得部１３０ｄにより取得された音響信号の特徴量を導出する。前述したように、本実施形態において特徴量導出部１３０ｆが導出する特徴量は、立ち上がり時間Ｒ、最大値Ｍ、及び減衰程度Ａである。そして、本実施形態では、特徴量導出部１３０ｆは、最大値Ｍ、立ち上がり時間Ｒ、減衰程度Ａの順に特徴量を導出する。これらの導出方法は、前述した通りである。
特徴量導出部１３０ｆは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを用いることにより実現される。
【００３４】
［形状判定部１３０ｇ］
形状判定部１３０ｇは、特徴量導出部１３０ｆにより導出された音響信号の３つの特徴量のそれぞれについて、判定基準読み出し部１３０ｂにより読み出された特徴量判定基準情報に含まれる特徴量判定基準に合うかどうかを判定し、その結果から、そのレール１７０の先端部の形状が特定されたか否かを判定する。
本実施形態では、特徴量導出部１３０ｆにより導出された音響信号の３つの特徴量の全てが合致する特徴量判定基準がある場合に、レール１７０の先端部の形状が特定される。一方、特徴量導出部１３０ｆにより導出された音響信号の３つの特徴量の全てが合致する特徴量判定基準がない場合には、レール１７０の先端部の形状が特定されない。
【００３５】
例えば、図５に示す例では、立ち上がり時間ＲがＲ2を超え、最大値ＭがＭ2を超え、減衰程度ＡがＡ1以上Ａ2以下である場合には、音響信号の３つの特徴量の全てが合致する特徴量判定基準が存在する（図５の「先端形状」が「上曲がり」の欄を参照）。一方、立ち上がり時間ＲがＲ2を超え、最大値Ｍが基準範囲内（Ｍ1以上Ｍ2以下）であり、減衰程度ＡがＡ1を下回る場合には、音響信号の３つの特徴量の全てが合致する特徴量判定基準は存在しない。
形状判定部１３０ｇは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを用いることにより実現される。
【００３６】
［特徴量記憶判定部１３０ｈ、製品区分別特徴量記憶部１３０ｉ］
特徴量記憶判定部１３０ｈは、形状判定部１３０ｇによりレール１７０の先端部の形状が特定された場合、当該レール１７０に対して特徴量導出部１３０ｆで導出された特徴量と、当該レール１７０の製品区分情報及び識別情報とを相互に関連付けて、製品区分別特徴量記憶部１３０ｉに記憶する。
一方、形状判定部１３０ｇによりレール１７０の先端部の形状が特定されなかった場合、特徴量記憶判定部１３０ｈは、当該レール１７０に対して特徴量導出部１３０ｆで導出された特徴量を破棄する。
特徴量記憶判定部１３０ｈは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを用いることにより実現される。また、製品区分別特徴量記憶部１３０ｉは、例えば、ＨＤＤを用いることにより実現される。
【００３７】
［判定結果出力部１３０ｊ］
判定結果出力部１３０ｊは、形状判定部１３０ｇによりレール１７０の先端部の形状が特定されると、例えば、その特定されたレール１７０の先端部の形状と、当該レール１７０に対して特徴量導出部１３０ｆで導出された特徴量と、当該レール１７０の製品区分と、当該レール１７０に対する音響信号とをマンマシンインターフェース１４０に出力する。尚、判定結果出力部１３０ｊは、少なくとも、レール１７０の先端部の形状の情報を出力していればよい。
判定結果出力部１３０ｊは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び通信インターフェースを用いることにより実現される。
【００３８】
［形状実績受信部１３０ｋ］
レール１７０が下工程のオフラインに進むと、レール１７０の先端部の形状（上下方向の曲がり量）が実測される。形状実績受信部１３０ｋは、プロセスコンピュータ１１０から、このようにして得られたレール１７０の先端部の形状の実測値と当該レール１７０の製品区分情報及び識別情報とを受信する。
形状実績受信部１３０ｋは、例えば、通信インターフェースを用いることにより実現される。
【００３９】
［判定基準更新部１３０ｌ］
判定基準更新部１３０ｌは、形状実績受信部１３０ｋにより実測値が得られると、その実測値に付加されている識別情報と同じ識別情報が付加されている特徴量を製品区分特徴量記憶部１３０ｉから読み出し、それらを相互に関連付けて記憶する。前述したように、レール１７０の先端部の形状の判定ができなかった場合には、そのときに導出された特徴量は破棄されるので、その特徴量は、特徴量判定基準情報の更新には使用されない。
その後、１つ製造区分について所定の数の実測値が新たに得られると、判定基準更新部１３０ｌは、当該新たに得られた実測値及び当該実測値に対応する特徴量の組と、当該製造区分のレール１７０の先端部の形状の実測値として既に得られている実測値及び当該実測値に対応する特徴量の組の中から、新たに得られたデータ（実測値及び特徴量の組）と同数のデータ（実測値及び特徴量の組）を最も古いものから除いたものと、に基づいて、レール１７０の先端部の形状と、特徴量の値との関係を示す相関関数を、前述した３つの特徴量（立ち上がり時間Ｒ、最大値Ｍ、及び減衰程度Ａ）のそれぞれについて個別に導出する。
図７、図８、図９は、それぞれ、レール１７０の先端部の形状と、立ち上がり時間Ｒ、最大値Ｍ、減衰程度Ａとの関係を示す相関関数７０１、８０１、９０１の一例を示す図である。図７〜図９に示すプロットは、実測値を示す。
【００４０】
図７〜図９に示すように、判定基準更新部１３０ｌは、導出した相関関数７０１、８０１、９０１と、予め設定されている（先端部の形状の）基準値Ｓとの交点を、立ち上がり時間Ｒの基準値Ｒ2、最大値Ｍの基準値Ｍ2、減衰程度Ａの基準値Ａ2として、判定基準記憶部１３０ｃに記憶されているこれらの基準値Ｒ2、Ｍ2、Ａ2を更新する。一方、本実施形態では、立ち上がり時間Ｒの基準値Ｒ1、最大値Ｍの基準値Ｍ1、減衰程度Ａの基準値Ａ1については、評価関数により値が変わらないので、オペレータによる入力操作に基づいて更新するようにしている。ただし、評価関数により値が変わる場合には、立ち上がり時間Ｒの基準値Ｒ1、最大値Ｍの基準値Ｍ1、減衰程度Ａの基準値Ａ1についても、立ち上がり時間Ｒの基準値Ｒ2、最大値Ｍの基準値Ｍ2、減衰程度Ａの基準値Ａ2と同様にして更新することができる。
尚、評価関数の導出は、多項式近似等の公知技術を用いることにより実現されるので、ここではその詳細な説明を省略する。
判定基準更新部１３０ｌは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを用いることにより実現される。
【００４１】
＜音響解析装置１３０の動作フローチャート＞
次に、図１０のフローチャートを参照しながら、レール１７０の先端部の形状を判定する際の音響解析装置１３０の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ１００１において、製品区分情報受信部１３０ａは、レール１７０の製品区分を示す製品区分情報と当該レール１７０の識別情報とを受信するまで待機する。そして、製品区分情報受信部１３０ａが、レール１７０の製品区分を示す製品区分情報と当該レール１７０の識別情報とを受信すると、ステップＳ１００２に進む。
【００４２】
ステップＳ１００２に進むと、判定基準読み出し部１３０ｂは、ステップＳ１００１で受信したと判定された製品区分情報に対応する特徴量判定基準情報を、判定基準記憶部１３０ｃから読み出す。
次に、ステップＳ１００３において、音響信号取得部１３０ｄは、在荷センサ１６０により、レール１７０の先端部が検出されるまで待機する。そして、在荷センサ１６０により、レール１７０の先端部が検出されると、ステップＳ１００４に進む。
【００４３】
ステップＳ１００４に進むと、音響信号取得部１３０ｄは、在荷センサ１６０により、レール１７０の先端部が検出されたタイミングから一定期間の音響信号をマイクロフォン１５０から取得する。
次に、ステップＳ１００５において、外乱判定部１３０ｅは、音響信号取得部１３０ｄにより音響信号が取得されている期間に、外乱音が発生しているか否かを判定する。前述したように、本実施形態では、この期間に、製造ライン運転制御装置１２０から、不定期発生外乱音又は定常発生外乱音を示す運転状態信号を受信すると、外乱音が発生していると判定する。この判定の結果、外乱音が発生している場合には、ステップＳ１００１に戻る。
【００４４】
一方、外乱音が発生していない場合には、ステップＳ１００６に進む。ステップＳ１００６に進むと、特徴量導出部１３０ｆは、ステップＳ１００４で取得された音響信号に基づいて、レール１７０の先端部が在荷センサ１６０で検出されたタイミングから一定期間Ｔ1内における音響信号の大きさ（絶対値）の最大値Ｍを導出する。
次に、ステップＳ１００７において、特徴量導出部１３０ｆは、音響信号が、レール１７０の先端部が在荷センサ１６０で検出されたタイミングから、ステップＳ１００６で導出した最大値Ｍに達するまでの時間に達するまでの時間を、立ち上がり時間Ｒとして導出する。
【００４５】
次に、ステップＳ１００８において、特徴量導出部１３０ｈは、ステップＳ１００４で取得された音響信号の大きさ（絶対値）が閾値まで減衰したタイミング（信号減衰点）を導出する。
次に、ステップＳ１００９において、特徴量導出部１３０ｈは、ステップＳ１００４で取得された音響信号の大きさ（絶対値）が最大値Ｍになったタイミングから、前記信号減衰点までの期間（信号減衰区間）Ｔ2の、音響信号の値の絶対値を導出する。
次に、ステップＳ１０１０において、特徴量導出部１３０ｈは、前記信号減衰区間を所定の複数の微小区間に分割する。
【００４６】
次に、ステップＳ１０１１において、特徴量導出部１３０ｈは、ステップＳ１０１０で得られた微小区間毎の音響信号の大きさ（絶対値）の実効値を導出する。
次に、ステップＳ１０１２において、特徴量導出部１３０ｈは、ステップＳ１０１１で得られた「微小区間毎の音響信号の大きさ（絶対値）の実効値」の総和に、ステップＳ１００４で取得された音響信号の大きさ（絶対値）が最大値Ｍになったタイミングから、前記信号減衰点までの期間（信号減衰区間）Ｔ2を掛けたものを、減衰程度Ａとして導出する。
次に、ステップＳ１０１３において、形状判定部１３０ｇは、ステップＳ１００６で導出された最大値Ｍ、ステップＳ１００７で導出された立ち上がり時間Ｒ、ステップＳ１０１２で導出された減衰程度Ａのそれぞれを、ステップＳ１００２で得られた特徴量判定基準情報と比較し、その結果から、レール１７０の先端部の形状を特定できたか否かを判定する。この判定の結果、レール１７０の先端部の形状を特定できなかった場合には、ステップＳ１００１に戻る。
【００４７】
一方、レール１７０の先端部の形状を特定できた場合には、ステップＳ１０１４に進む。ステップＳ１０１４に進むと、特徴量記憶判定部１３０ｈは、ステップＳ１００６で導出された最大値Ｍ、ステップＳ１００７で導出された立ち上がり時間Ｒ、及びステップＳ１０１２で導出された減衰程度Ａと、それらの導出対象であるレール１７０の製品区分情報及び識別情報とを相互に関連付けて、製品区分別特徴量記憶部１３０ｉに記憶する。
次に、ステップＳ１０１５において、判定結果出力部１３０ｊは、ステップＳ１０１３で特定されたと判定されたレール１７０の先端部の形状等をマンマシンインターフェース１４０に出力する。そして、図１０のフローチャートによる処理を終了する。
【００４８】
次に、図１１のフローチャートを参照しながら、特徴量判定基準情報を更新する際の音響解析装置１３０の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ１１０１において、判定基準更新部１３０ｌは、１つ製造区分について所定の数の実測値が新たに得られるまで待機する。そして、１つ製造区分について所定の数の実測値が新たに得られると、ステップＳ１１０２に進む。
【００４９】
ステップＳ１１０２に進むと、判定基準更新部１３０ｌは、新たに得られた実測値及び当該実測値に対応する特徴量の組と、既に得られている実測値及び当該実測値に対応する特徴量の組の中から、新たに得られたデータ（実測値及び特徴量の組）と同数のデータ（実測値及び特徴量の組）を最も古いものから除いたものとを用いて、レール１７０の先端部の形状と、特徴量の値との関係を示す相関関数７０１、８０１、９０１を、３つの特徴量（立ち上がり時間Ｒ、最大値Ｍ、及び減衰程度Ａ）のそれぞれについて個別に導出する。
次に、ステップＳ１１０３において、判定基準更新部１３０ｌは、ステップＳ１１０２で導出した相関関数７０１、８０１、９０１と、予め設定されている基準値Ｓとに基づいて、特徴量判定基準（立ち上がり時間Ｒの基準値Ｒ2、最大値Ｍの基準値Ｍ2、減衰程度Ａの基準値Ａ2）を更新する。そして、図１１のフローチャートによる処理を終了する。
【００５０】
＜まとめ＞
以上のように本実施形態では、レールの先端部の形状（使用に際して上下方向となる方向の曲がりの内容（概要））と、音響信号の特徴量（立ち上がり時間Ｒ、最大値Ｍ、及び減衰程度Ａ）の判定基準とを、相互に関連付けた特徴量判定基準情報を予め記憶媒体に記憶しておく。その後、レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｃに衝突したときの音響信号を解析することにより、当該音響信号の特徴量（立ち上がり時間Ｒ、最大値Ｍ、及び減衰程度Ａ）を導出する。そして、導出した特徴量に合う特徴量判定基準があるか否かを判定することにより、レール１７０の先端部の形状を特定できたか否かを判定する。この判定の結果、導出した特徴量に合う特徴量判定基準があり、レール１７０の先端部の形状を特定できた場合に、当該特徴量判定基準に関連付けられているレール１７０の先端部の形状を抽出して出力する。したがって、打撃検査や寸法計測等の工程を追加することなく、ベテランの熟練した検査員がその聴覚により行っていたレール１７０の先端部の形状の検出を定量的に行うことができる。よって、例えば、レール１７０の形状の造り込みのための製造条件の変更を早期に行うことができ、不良品が大量に発生することを防止することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、特徴量判定基準情報を製品区分毎に用意し、先端部の形状の導出対象となるレール１７０の製品区分に応じた特徴量判定基準情報を用いて、レール１７０の先端部の形状を判定した。よって、材質や寸法等が異なるレールが製造される場合であっても、当該レールの先端部の形状を正確に検出することができる。
また、本実施形態では、オフラインで測定されたレール１７０の先端部の形状の実測値を用いて特徴量判定基準情報を更新する。よって、より正確な特徴量判定基準情報を得ることができる。特に、レール１７０を製造するためのロールの摩耗等により、パスラインの操業条件に若干の変動がある場合でも、その変動に対応する特徴量判定基準情報を得ることができる。
また、本実施形態では、音響信号から、搬送音の主要周波数成分（例えば５００［Ｈｚ］〜１５００［Ｈｚ］）以外の周波数成分以外を除去してＡ／Ｄ変換を行う。よって、搬送音と異なる周波数帯域の音を除去することができる。さらに、不定期発生外乱音又は定常発生外乱音が発生しているときには、レール１７０の先端部の形状の判定を行わないようにした。よって、レール１７０の先端部の形状の誤検出を防止することができる。
【００５２】
＜変形例＞
本実施形態では、長尺物検査システムで検査の対象となる長尺物の一例として、軌条（レール）を例に挙げて説明した。しかしながら、長尺物検査システムで検査の対象となる長尺物は、軌条に限定されるものではない。すなわち、検査の過程で、搬送方向に並べられた複数の搬送ロールの上を、長手方向が搬送方向となる向きに置かれて移動される長尺物であって、使用に際して上下方向となる方向が上下方向になるように置いたときに上下方向に曲がりが生じ得る長さと剛性を有する長尺物であれば、どのようなものであってもよい。例えば、長尺物は、角鋼であってもよいし、アルミニウム製や樹脂製のものであってもよい。
【００５３】
また、本実施形態では、レール１７０の先端部を在荷センサ１６０で検出するようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｃに衝突したときに得られる音響信号の立ち上がり時の大きさは、レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｃに衝突していないときに得られる音響信号と区別される。したがって、音響解析装置１３０が、マイクロフォン１５０からの音響信号を常時解析し、解析した結果から、レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｃに衝突したかどうかを判定してもよい。その他、レール１７０のトラッキング信号に基づいて、レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｃに衝突したか否かを判定するようにしてもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、音響信号の特徴量として、立ち上がり時間Ｒ、最大値Ｍ、及び減衰程度Ａを用いた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、レール１７０の先端部が基準搬送ロール１８０ｃの音響信号の特徴量であれば、必ずしもこれらを用いる必要はない。例えば、立ち上がり時間Ｒ、最大値Ｍ、及び減衰程度Ａの１つ又は２つを用いるようにしてもよい。
また、本実施形態では、音響解析装置１３０で判定基準を管理（新規設定及び更新）した場合を例に挙げて説明したが、別の装置で管理されている判定基準を音響解析装置１３０に設定してもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、１つ製造区分について所定の数の実測値が新たに得られた場合に、立ち上がり時間Ｒの基準値Ｒ2、最大値Ｍの基準値Ｍ2、減衰程度Ａの基準値Ａ2を更新するようにした。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、前回の更新から所定の時間が経過した場合や、オペレータによる指示があった場合にこれらの更新を行うようにしてもよい。
この他、本実施形態では、製造区分の単位で、レール１７０の先端部の形状を判定するようにした。しかしながら、複数の製品区分が存在しない長尺物については、製造区分の単位で、その先端部の形状を判定する必要はないということは勿論である。
【００５６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
前述した第１の実施形態では、レール１７０の先端部の形状を判定する場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、レール１７０の先端部が基準搬送ロールに衝突したときに加え、当該レール１７０の先端部が基準搬送ロールよりも下流側に配置されている１又は複数の所定の下流側搬送ロールに衝突したときに（基準搬送ロール及びレールから）発せられる音に基づく音響信号の特徴量を導出することにより、レール１７０の全体の形状を判定する。このように本実施形態と第１の実施形態とは、形状の判定対象となるレール１７０の箇所が異なることによる処理が異なる。よって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図１１に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００５７】
＜長尺物検査システムの概要＞
図１２は、長尺物検査システムの構成の一例を示す図である。
図１２において、長尺物検査システムは、プロセスコンピュータ１１０と、製造ライン運転制御装置１２０と、音響解析装置１２３０と、マンマシンインターフェース１４０と、マイクロフォン１５０と、在荷センサ１６０と、を有する。本実施形態の長尺物検査システムで使用するハードウェアは、第１の実施形態の長尺物検査システムのハードウェアと同じである。
ただし、本実施形態では、マイクロフォン１５０は、搬送ロール１８０ｅの傍らに配置される。
【００５８】
図１３は、レール１７０の全体の上下方向の曲がりの一例を示す図である。図１３は、図３に対応する図であり、図１３に示す白抜きの矢印の方向（Ｙ軸の正の方向）にレール１７０が搬送されるものとする。本実施形態では、レール１７０の全体が上曲がり、フラット及び下曲がりの何れであるかを、レール１７０の先端部が、搬送ロール１８０ｅと搬送ロール１８０ｅよりも下流側にある搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄに衝突したときの音を収集して解析することにより検出する。このように本実施形態では、搬送ロール１８０ｅが基準搬送ロールとなり、搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄが下流側搬送ロールとなる。尚、下流側搬送ロールは、基準搬送ロール（搬送ロール１８０ｅ）よりも下流側の全ての搬送ロールであってもよいし、一部の搬送ロールであってもよい。また、下流側搬送ロールは、１つであっても複数であってもよい。複数の下流側搬送ロールを採用する場合には、連続的に配置されている（相互に隣り合う）複数の搬送ロールを採用してもよいし、そうでない複数の搬送ロールを採用してもよい。
【００５９】
ここで、レール１７０の全体が上曲がりであるとは、図１３に示す３つのレールのうち一番下に示すレール１７０（搬送ロール１８０ｃ〜１８０ｅ、１８０ｇ、１８０ｈに一番近いレール１７０）のように、搬送時に、その先端部と尾端部とが、上方向（Ｚ軸の正の方向、搬送ロール１８０ｃ〜１８０ｅ、１８０ｇ、１８０ｈから遠ざかる方向）に曲がっており、全体として下に凸の弓なり形状になっていることをいう。一方、レール１７０の全体が下曲がりであるとは、図１３に示す３つのレールのうち一番上に示すレール１７０（搬送ロール１８０ｃ〜１８０ｅ、１８０ｇ、１８０ｈに一番遠いレール１７０）のように、搬送時に、その先端部と尾端部とが、下方向（Ｚ軸の正の方向、搬送ロール１８０ｃ〜１８０ｅ、１８０ｇ、１８０ｈに近づく方向）に曲がっており、全体として上に凸の弓なり形状になっていることをいう。また、レール１７０の全体がフラットであるとは、図１３に示す３つのレール１７０のうち真ん中に示すレール１７０のように、搬送時に、全体に亘って、上方向にも下方向にも（大きく）曲がっていないことをいう。
【００６０】
＜音響解析装置１２３０の機能構成＞
図１４は、音響解析装置１２３０の機能的な構成の一例を示す図である。
［製品区分情報受信部１２３０ａ］
製品区分情報受信部１２３０ａは、全体の形状の判定対象となるレール１７０の製品区分を示す製品区分情報と当該レール１７０の識別情報をプロセスコンピュータ１１０から受信する。
製品区分情報受信部１２３０ａは、例えば、通信インターフェースを用いることにより実現される。
【００６１】
［判定基準読み出し部１２３０ｂ、判定基準記憶部１２３０ｃ］
判定基準読み出し部１２３０ｂは、製品区分情報受信部１２３０ａで受信された製品区分情報に対応する特徴量判定基準情報を、判定基準記憶部１２３０ｃから読み出す。
図１５は、判定基準記憶部１２３０ｃに記憶されている特徴量判定基準情報の一例を示す図である。図１６は、レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｅに衝突したときにマイクロフォン１５０で得られる音響信号の一例を説明する図である。図１７は、レール１７０の先端部が各搬送ロールに衝突したときにマイクロフォン１５０で得られる音響信号の一例を説明する図である。
図１５に示すように、本実施形態では、音響信号の特徴として、搬送音比率Ｓを採用している。本発明者らは、音響信号のデータの採取を試行錯誤的に繰り返して行うことにより、実際のレール１７０の全体の形状を反映する音響データの特徴量として、搬送音比率Ｓを特徴量として採用することとした。この音響信号の特徴量の値に応じて、レール１７０の全体の形状が、上曲がり、下曲がり、及びフラットの何れであるのかが判定されるように、レール１７０の全体の形状と特徴量判定基準とが相互に関連付けられた特徴量判定基準情報が、製品区分毎に予め判定基準記憶部１２３０ｃに設定されている。
【００６２】
ここで、搬送音比率Ｓについて説明する。搬送音比率Ｓは、以下の（１）式で表される。
【００６３】
【数１】
0005692139.tif 000002
【００６４】
（１）式において、ｎは、基準搬送ロール（搬送ロール１８０ｅ）及び下流側搬送ロール（搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄ）を表す０（ゼロ）以上Ｔ以下の整数である。ここで、Ｔは、下流側搬送ロール（搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄ）の総数に対応する整数である。基準搬送ロール（搬送ロール１８０ｅ）であることは、ｎの値が０（ゼロ）であることにより表される。下流側搬送ロール（搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄ）であることは、ｎの値が１〜Ｔであることにより表される。下流側搬送ロール（搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄ）を表す場合、ｎの値は、基準搬送ロール（搬送ロール１８０ｅ）に近い下流側搬送ロール（搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄ）である程、小さい値となる。αは、重み係数であり、下流側搬送ロール（搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄ）のそれぞれについて、個別に又は一括して予め設定されるものである。
【００６５】
Ｌnは、基準搬送ロール（搬送ロール１８０ｅ）及び下流側搬送ロール（搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄ）における減衰値である。具体的に、Ｌ0は、基準搬送ロール（搬送ロール１８０ｅ）における減衰値であり、Ｌ1〜ＬTは、下流側搬送ロール（搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄ）における減衰値である。
この減衰値Ｌは、音響信号の大きさ（絶対値）が最大値Ｍになったタイミングから、音響信号の大きさ（絶対値）が閾値以下に減衰するまでの期間Ｔ2の、微小区間毎の音響信号の大きさ（絶対値）の実効値の総和である（図１６を参照）。尚、第１の実施形態で説明したように、最大値Ｍは、レール１７０の先端部が在荷センサ１６０で検出されたタイミングから一定期間Ｔ1内における音響信号の大きさ（絶対値）の最大値である（図６を参照）。
以上のように、搬送音比率Ｓは、減衰値Ｌ0、Ｌnの比（減衰値Ｌ0に対する減衰値Ｌnの割合（＝Ｌn／Ｌ0））の重み付き線形和で表される。
【００６６】
図１５に示す例では、搬送音比率ＳがＳ1を下回る場合、レール１７０の全体の形状は上曲がりであると判定され、Ｓ1以上Ｓ2以下である場合、レール１７０の全体の形状はフラットであると判定され、Ｓ2を上回る場合、レール１７０の全体の形状は下曲がりであると判定される。
【００６７】
本実施形態では、以上のような特徴量判定基準が製品区分毎に設定され、判定基準記憶部１２３０ｃに予め記憶されている。尚、図１４に示す１つの枠が１つの製品区分の特徴量判定基準情報を示すテーブルである。
図１７において、Ｎ＋１、Ｎ＋２と示されている音響信号は、それぞれレール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｄ、１８０ｃ（下流側搬送ロール）に衝突したときにマイクロフォン１５０で得られる音響信号の一例である。Ｎと示されている音響信号は、レール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｅ（基準搬送ロール）に衝突したときにマイクロフォン１５０で得られる音響信号の一例である。Ｎ−１、Ｎ−２、Ｎ−３と示されている音響信号は、それぞれレール１７０の先端部が搬送ロール１８０ｆ、１８０ｇ、１８０ｈに衝突したときにマイクロフォン１５０で得られる音響信号の一例である。このように図１７では、レール１７０が搬送ロール１８０ｅ（基準搬送ロール）に近づいてきてから、搬送ロール１８０ｅ（基準搬送ロール）に衝突し、搬送ロール１８０ｅ（基準搬送ロール）から遠ざかるまでの間に発せられる音に基づく音響信号の推移を示している。
判定基準読み出し部１２３０ｂは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを用いることにより実現される。また、判定基準記憶部１２３０ｃは、ＨＤＤを用いることにより実現される。
【００６８】
［音響信号取得部１２３０ｄ］
音響信号取得部１２３０ｄは、在荷センサ１６０により、レール１７０の先端部が検出されると、そのタイミングから、一定時間が経過するまでの期間の音響信号をマイクロフォン１５０から取得する。一定時間としては、例えば、在荷センサ１６０により、レール１７０の先端部が検出されてから、レール１７０の尾端部が、最下流に配置されている搬送ロールを通過するまでの時間に相当する時間が設定される。
そして、第１の実施形態で説明したように、音響信号取得部は、音響信号から、搬送音の主要周波数成分（例えば５００［Ｈｚ］〜１５００［Ｈｚ］）以外の周波数成分以外を除去してＡ／Ｄ変換を行う。
音響信号取得部１２３０ｄは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、音響信号入力部、及び通信インターフェースを用いることにより実現される。
【００６９】
［外乱判定部１２３０ｅ］
外乱判定部１２３０ｅは、音響信号取得部１２３０ｄにより音響信号が取得されている期間に、製造ライン運転制御装置１２０から、不定期発生外乱音又は定常発生外乱音を示す運転状態信号を受信したか否かを判定することにより、外乱音が発生しているか否かを判定する。
この判定の結果、音響信号取得部１３０ｄにより音響信号が取得されている期間に、製造ライン運転制御装置１２０から、不定期発生外乱音又は定常発生外乱音を示す運転状態信号を受信したと判定されると（外乱音が発生したと判定されると）、音響信号取得部１２３０ｄは、そのときに取得した当該音響信号を破棄する。
外乱判定部１２３０ｅは、音響信号取得部１３０ｄは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び通信インターフェースを用いることにより実現される。
【００７０】
［特徴量導出部１２３０ｆ、製品区分別特徴量記憶部１２３０ｇ］
特徴量導出部１２３０ｆは、外乱判定部１２３０ｅにより、外乱音が発生していないと判定されると、音響信号取得部１２３０ｄにより取得された音響信号の特徴量として、搬送音比率Ｓを導出する。そして、特徴量導出部１２３０ｆは、導出した特徴量と、当該特徴量の導出対象であるレール１７０の製品区分情報及び識別情報とを相互に関連付けて、製品区分別特徴量記憶部１２３０ｇに記憶する。搬送音比率Ｓの導出方法は、前述した通りである。
【００７１】
図１７に示すように、レール１７０の先端部が各搬送ロールに衝突したときに得られる音響信号は、レール１７０の先端部が各搬送ロールに衝突していないときに得られる音響信号と区別される。よって、特徴量導出部１２３０ｆは、音響信号取得部１２３０ｄにより取得された音響信号を解析することにより、レール１７０の先端部が各搬送ロールに衝突したときに得られる音響信号を特定することができる。
特徴量導出部１２３０ｆは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを用いることにより実現される。また、製品区分別特徴量記憶部１２３０ｇは、例えば、ＨＤＤを用いることにより実現される。
【００７２】
［形状判定部１２３０ｈ］
形状判定部１２３０ｈは、特徴量導出部１２３０ｆにより導出された搬送音比率Ｓが、判定基準読み出し部１２３０ｂにより読み出された特徴量判定基準情報に含まれる特徴量判定基準の何れかに合うかを判定し、その結果から、そのレール１７０の全体の形状を特定する。尚、本実施形態においては、搬送音比率Ｓは、特徴量判定基準の何れかに必ず合致する。
形状判定部１２３０ｈは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを用いることにより実現される。
【００７３】
［判定結果出力部１２３０ｉ］
判定結果出力部１２３０ｉは、形状判定部１２３０ｈによりレール１７０の全体の形状が特定されると、その特定されたレール１７０の全体の形状と、当該レール１７０に対して特徴量導出部１２３０ｆで導出された特徴量と、当該レール１７０の製品区分と、当該レール１７０に対する音響信号とをマンマシンインターフェース１４０に出力する。尚、判定結果出力部１２３０ｉは、少なくとも、レール１７０の全体の形状の情報を出力していればよい。
判定結果出力部１２３０ｉは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び通信インターフェースを用いることにより実現される。
【００７４】
［形状実績受信部１２３０ｊ］
レール１７０が下工程のオフラインに進むと、レール１７０の全体の形状（上下方向の曲がり量）が実測される。形状実績受信部１２３０ｊは、プロセスコンピュータ１１０から、このようにして得られたレール１７０の全体の形状の実測値と当該レール１７０の製品区分情報と識別情報とを受信する。ここで、レール１７０の上方向の曲がり量は、例えば、レール１７０の先端部と尾端部の上方向の曲がり量により表され、一方、レール１７０の下方向の曲がり量は、レール１７０の先端部と尾端部の下方向の曲がり量により表される。
形状実績受信部１２３０ｊは、例えば、通信インターフェースを用いることにより実現される。
【００７５】
［判定基準更新部１２３０ｋ］
判定基準更新部１２３０ｋは、形状実績受信部１２３０ｊにより実測値が得られると、その実測値に付加されている識別情報と同じ識別情報が付加されている特徴量（搬送音比率Ｓ）を製品区分特徴量記憶部１２３０ｇから読み出し、それらを相互に関連付けて記憶する。
その後、１つ製造区分について所定の数の実測値が新たに得られると、判定基準更新部１２３０ｋは、当該新たに得られた実測値及び当該実測値に対応する特徴量の組と、当該製造区分のレール１７０の全体の形状の実測値として既に得られている実測値及び当該実測値に対応する特徴量の組の中から、新たに得られたデータ（実測値及び実測値の組）と同数のデータ（実測値及び実測値の組）を最も古いものから除いたものと、に基づいて、レール１７０の全体の形状と、特徴量（搬送音比率Ｓ）の値との関係を示す相関関数を導出する。そして、判定基準更新部１２３０ｋは、導出した相関関数を用いて、搬送音比率Ｓの基準値Ｓ1、Ｓ2を更新する。相関関数を用いて、搬送音比率Ｓの基準値Ｓ1、Ｓ2を更新する方法の一例は、第１の実施形態で説明した通りである。
判定基準更新部１２３０ｋは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを用いることにより実現される。
【００７６】
＜音響解析装置１２３０の動作フローチャート＞
次に、図１８のフローチャートを参照しながら、レール１７０の全体の形状を判定する際の音響解析装置１２３０の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ１８０１において、製品区分情報受信部１２３０ａは、レール１７０の製品区分を示す製品区分情報と当該レール１７０の識別情報を受信するまで待機する。そして、製品区分情報受信部１２３０ａが、レール１７０の製品区分を示す製品区分情報と当該レール１７０の識別情報を受信すると、ステップＳ１８０２に進む。
【００７７】
ステップＳ１８０２に進むと、判定基準読み出し部１２３０ｂは、ステップＳ１８０１で受信したと判定された製品区分情報に対応する特徴量判定基準情報を、判定基準記憶部１２３０ｃから読み出す。
次に、ステップＳ１８０３において、音響信号取得部１２３０ｄは、在荷センサ１６０により、レール１７０の先端部が検出されるまで待機する。そして、在荷センサ１６０により、レール１７０の先端部が検出されると、ステップＳ１８０４に進む。
【００７８】
ステップＳ１８０４に進むと、音響信号取得部１２３０ｄは、在荷センサ１６０により、レール１７０の先端部が検出されたタイミングから、当該レール１７０の尾端部が、最下流に配置されている搬送ロールを通過するまでの期間の音響信号をマイクロフォン１５０から取得する。
次に、ステップＳ１８０５において、外乱判定部１２３０ｅは、音響信号取得部１２３０ｄにより音響信号が取得されている期間に、外乱音が発生しているか否かを判定する。この判定の結果、外乱音が発生している場合には、ステップＳ１８０１に戻る。
【００７９】
一方、外乱音が発生していない場合には、ステップＳ１８０６に進む。ステップＳ１８０６に進むと、特徴量導出部１２３０ｆは、変数ｎの値を「０」に設定する。これにより、基準搬送ロール（搬送ロール１８０ｅ）が指定される。
次に、ステップＳ１８０７において、特徴量導出部１２３０ｆは、ステップＳ１８０４で取得された音響信号から、基準搬送ロール（搬送ロール１８０ｅ）に対応する音響信号を特定し、特定した音響信号に基づいて、レール１７０の先端部が在荷センサ１６０で検出されたタイミングから一定期間Ｔ1内における音響信号の大きさ（絶対値）の最大値Ｍを導出する。
次に、ステップＳ１８０８において、特徴量導出部１２３０ｆは、ステップＳ１８０７で特定した音響信号の大きさ（絶対値）が閾値まで減衰したタイミング（信号減衰点）を導出する。
次に、ステップＳ１８０９において、特徴量導出部１２３０ｆは、ステップＳ１８０７で特定した音響信号の大きさ（絶対値）が最大値Ｍになったタイミングから、前記信号減衰点までの期間（信号減衰区間）Ｔ2の、音響信号の値の絶対値を導出する。
次に、ステップＳ１８１０において、特徴量導出部１２３０ｆは、前記信号減衰区間を所定の複数の微小区間に分割する。
【００８０】
次に、ステップＳ１８１１において、特徴量導出部１２３０ｆは、ステップＳ１８１０で得られた微小区間毎の音響信号の大きさ（絶対値）の実効値を導出する。
次に、ステップＳ１８１２において、特徴量導出部１２３０ｆは、ステップＳ１８１１で得られた「微小区間毎の音響信号の大きさ（絶対値）の実効値」の総和を、基準搬送ロール（搬送ロール１８０ｅ）における減衰値Ｌ0として導出する。
次に、ステップＳ１８１３において、特徴量導出部１２３０ｆは、変数ｎの値が、下流側搬送ロールの総数Ｔであるか否かを判定する。この判定の結果、変数ｎの値が、下流側搬送ロールの総数Ｔである場合には、後述するステップＳ１８１５に進む。一方、変数ｎの値が、下流側搬送ロールの総数Ｔでない場合には、ステップＳ１８１４に進む。
ステップＳ１８１４に進むと、特徴量導出部１２３０ｆは、変数ｎの現在値に「１」を加算する。そして、ステップＳ１８０７に戻って、ステップＳ１８０７〜Ｓ１７１２の処理を行い、変数ｎに対応する下流側搬送ロールにおける減衰値Ｌnを導出する。
【００８１】
そして、全ての下流側搬送ロールにおける減衰値Ｌnが導出されることにより、ステップＳ１８１３において、変数ｎの値が、下流側搬送ロールの総数Ｔになったと判定されると、前述したように、ステップＳ１８１５に進む。
ステップＳ１８１５に進むと、特徴量導出部１２３０ｆは、（１）式の計算を行って、特徴量（搬送音比率Ｓ）を導出する。
次に、ステップＳ１８１６において、特徴量導出部１２３０ｆは、ステップＳ１８１５で導出された特徴量（搬送音比率Ｓ）と、当該特徴量の導出対象であるレール１７０の製品区分情報及び識別情報とを相互に関連付けて、製品区分別特徴量記憶部１２３０ｇに記憶する。
【００８２】
次に、ステップＳ１８１７において、形状判定部１２３０ｈは、ステップＳ１８１５で導出された搬送音比率Ｓが、判定基準読み出し部１２３０ｂにより読み出された特徴量判定基準情報に含まれる特徴量判定基準の何れかに合うかを判定し、その結果から、そのレール１７０の全体の形状を特定する。
次に、ステップＳ１８１８において、判定結果出力部１２３０ｉは、ステップＳ１８１７で特定されたレール１７０の全体の形状等をマンマシンインターフェース１４０に出力する。そして、図１７のフローチャートによる処理を終了する。
尚、特徴量判定基準情報を更新する際の音響解析装置１２３０の動作は、第１の実施形態の音響解析装置１３０の動作と、対象となる形状及び特徴量が異なるだけであるので、その動作の一例を説明するフローチャートの図示を省略する。
【００８３】
＜まとめ＞
以上のように本実施形態では、レールの全体の形状（使用に際して上下方向となる方向の曲がりの内容（概要））と、音響信号の特徴量（搬送音比率Ｓ）の判定基準とを、相互に関連付けた特徴量判定基準情報を予め記憶媒体に記憶しておく。その後、レール１７０の先端部が基準搬送ロール１８０ｅ及び下流側搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄに衝突したときの音響信号をそれぞれ解析することにより、当該音響信号の特徴量（搬送音比率Ｓ）を導出する。そして、導出した特徴量に合う特徴量判定基準を探索し、探索した特徴量判定基準に関連付けられているレール１７０の全体の形状を出力する。したがって、打撃検査や寸法計測等の工程を追加することなく、ベテランの熟練した検査員がその聴覚により行っていたレール１７０の全体の形状の検出を定量的に行うことができる。よって、例えば、レール１７０の形状の造り込みのための製造条件の変更を早期に行うことができ、不良品が大量に発生することを防止することができる。
【００８４】
また、本実施形態では、対象となるレール１７０の製品区分に応じた特徴量判定基準情報を用いて、レール１７０の全体の形状を判定したので、材質や寸法等が異なるレールが製造される場合であっても、当該レールの全体の形状を正確に検出することができる。
また、本実施形態では、オフラインで測定されたレール１７０の全体の実測値を用いて特徴量判定基準情報を更新するようにしたので、より正確な特徴量判定基準情報を得ることができる。
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、音響信号から、搬送音の主要周波数成分（例えば５００［Ｈｚ］〜１５００［Ｈｚ］）以外の周波数成分以外を除去してＡ／Ｄ変換を行うので、搬送音と異なる周波数帯域の音を除去することができる。さらに、不定期発生外乱音又は定常発生外乱音が発生しているときには、レール１７０の全体の形状の判定を行わないようにしたので、レール１７０の全体の形状の誤検出を防止することができる。
【００８５】
＜変形例＞
本実施形態では、音響信号の特徴量として、搬送音比率Ｓを用いた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、レール１７０の先端部が基準搬送ロール１８０ｅ及び下流側搬送ロール１８０ａ〜１８０ｄに衝突したときの音響信号の特徴量であれば、必ずしもこれらを用いる必要はない。例えば、音響信号の大きさ（絶対値）が最大値Ｍになったタイミングから、音響信号の大きさ（絶対値）が閾値以下に減衰するまでの期間Ｔ2の、微小区間毎の音響信号の大きさ（絶対値）の実効値の総和に、当該期間Ｔ2を掛けた値を、減衰値Ｌの代わりに採用して搬送音比率Ｓを求めるようにしてもよい。
また、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
【００８６】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１１０    プロセスコンピュータ
１２０    製造ライン運転制御装置
１３０    音響解析装置
１４０    マンマシンインターフェース
１５０    マイクロフォン
１６０    在荷センサ
１７０    レール
１８０    搬送ロール
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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