(57)【要約】【課題】良品と不良品との境界として適切な音や振動の限度見本を容易に作成できるようにし、この限度見本を利用した検査装置を提供する。【解決手段】良品の音または振動のデータと、不良品の音または振動のデータとから、限度見本合成部３によって、良否の程度が異なる複数の限度見本候補を補間によって合成し、合成した複数の限度見本候補を限度見本提示／選択部４でユーザに、波形や音として提示し、ユーザが、良品と不良品との境界として適切と判断する限度見本候補を、限度見本提示／選択部４を操作して選択することにより、選択された限度見本候補に基づいて、限度見本５を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音または振動の限度見本を作成する装置であって、
不良品の音または振動のデータを含む不良品データが記憶される記憶部の前記不良品データに基づいて、複数の限度見本候補のデータを合成する合成部と、
合成した前記限度見本候補のデータを提示する提示部と、
提示される限度見本候補のデータを選択するための選択部と、
を備えることを特徴とする限度見本作成装置。
【請求項２】
前記記憶部には、良品の音または振動のデータを含む良品データが記憶され、前記合成部は、前記良品データおよび前記不良品データに基づいて、前記複数の限度見本候補のデータを合成する請求項１に記載の限度見本作成装置。
【請求項３】
前記複数の限度見本候補のデータは、前記良品データと前記不良品データとの間の良否の程度を、複数段階に区分するデータである請求項２に記載の限度見本作成装置。
【請求項４】
前記合成部は、前記良品データと前記不良品データとの間のデータを補間して前記限度見本候補のデータを合成するものであり、
前記提示部は、限度見本候補のデータを、波形、音および振動の少なくともいずれか一つの形態で提示する請求項２または３に記載の限度見本作成装置。
【請求項５】
前記合成部は、前記選択部によって限度見本候補のデータが選択されたときには、前記良否の程度が、選択された限度見本候補のデータの近傍であって、かつ、前記複数段階よりも細かい区分の限度見本候補のデータを再合成するものであり、
前記提示部は、前記合成部で再合成した限度見本候補のデータを提示する請求項３または４に記載の限度見本作成装置。
【請求項６】
前記良品データは、良品の音または振動のデータに関連する機械要素の動作データを含む一方、前記不良品データは、不良品の音または振動のデータに関連する前記機械要素の動作データを含み、
前記合成部は、前記両動作データに基づいて、前記良品の音または振動のデータと前記不良品の音または振動のデータとを、同期させて前記限度見本候補のデータを合成する請求項２〜５のいずれか１項に記載の限度見本作成装置。
【請求項７】
前記合成部は、前記良品の音または振動のデータ、および、前記不良品の音または振動のデータを解析してそれぞれモデル化する解析部と、該解析部でモデル化された良品モデルおよび不良品モデルに基づいて、前記限度見本候補のデータを補間合成する補間部とを備え、
前記補間部は、前記良品モデルの各トラックと前記不良品モデルの各トラックとを対応づけて補間するとともに、対応づけの度合いを示す対応情報を生成するものであり、
前記提示部は、前記対応情報を提示するものであり、
前記選択部は、提示される対応情報に基づいて、限度見本候補のデータの対応するトラックを選択可能であり、
前記合成部は、トラック単位で、前記限度見本候補のデータを合成可能である請求項２〜６のいずれか１項に記載の限度見本作成装置。
【請求項８】
音または振動の限度見本を作成する方法であって、
良品の音または振動のデータを含む良品データ、および、不良品の音または振動のデータを含む不良品データを計測して記憶部に記憶する第１の工程と、
前記記憶部に記憶した前記良品データおよび前記不良品データに基づいて、複数の限度見本候補のデータを合成する第２の工程と、
合成した前記限度見本候補のデータを提示する第３の工程と、
提示される限度見本候補のデータの選択を受け付ける第４の工程と、
を含むことを特徴とする限度見本作成方法。
【請求項９】
前記複数の限度見本候補のデータは、前記良品データと前記不良品データとの間の良否の程度を、複数段階に区分するデータである請求項８に記載の限度見本作成方法。
【請求項１０】
前記第４の工程で、限度見本候補のデータの選択を受け付けたときに、前記良否の程度が、選択を受け付けた限度見本候補のデータの近傍であって、かつ、前記複数段階よりも細かい区分の限度見本候補のデータを再合成する第５の工程と、
再合成した限度見本候補のデータを提示する第６の工程と、
を含む請求項９に記載の限度見本作成方法。
【請求項１１】
前記請求項７に記載の限度見本作成装置によって作成された限度見本に基づいて、良品であるか不良品であるかを検査する装置であって、
検査対象物からの音または振動のデータが入力されるフィルタ部と、
フィルタ部の出力に基づいて、検査対象物が良品であるか不良品であるかを判定する判定部と、
判定結果を出力する出力部とを備え、
前記フィルタ部は、前記対応情報に基づいて構成され、前記検査対象物からの前記音または振動のデータに含まれる異音成分を強調することを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
前記請求項７に記載の限度見本作成装置によって作成された限度見本に基づいて、良品であるか不良品であるかを検査する装置であって、
検査対象物からの音または振動のデータが入力されるフィルタ部と、
フィルタ部の出力に基づいて、検査対象物が良品であるか不良品であるかを判定する判定部と、
判定結果を出力する出力部とを備え、
前記フィルタ部は、前記対応情報に基づいて構成され、前記検査対象物からの前記音または振動のデータに含まれる背景音成分を抑圧することを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音や振動の限度見本を作成する装置、作成する方法、および、良品であるか不良品であるかを検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検査対象物からの音を、検査員が耳で聞いて、前記検査対象者が良品であるか不良品であるかを判定する官能検査が行われているが、かかる官能検査を、自動化する検査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１１−１７３９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる検査装置では、検査対象物の音や振動をセンサにより取り込み、良否を判定する基準となる音や振動の限度見本と比較して良否を判定することになるが、良品と不良品との境界となる音や振動の限度見本を得るのは容易でなく、特に、不良品が稀にしか発生しないような場合には、一層容易でない。
【０００４】
かかる場合には、意図的に不良品を発生させて不良品の音や振動を収集することもできるが、意図的に発生させた不良品の音や振動は、不良品の中でも非常に悪いものであるために、意図的に発生させた不良品の音や振動は、良品と不良品との境界となる音や振動ではない。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みて為されたものであって、良品と不良品との境界として適切な音や振動の限度見本を容易に作成できるようにすることを目的とし、更に、この限度見本を利用した検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の限度見本作成装置は、音または振動の限度見本を作成する装置であって、不良品の音または振動のデータを含む不良品データが記憶される記憶部の前記不良品データに基づいて、複数の限度見本候補のデータを合成する合成部と、合成した前記限度見本候補のデータを提示する提示部と、提示される限度見本候補のデータを選択するための選択部とを備えるものである。
【０００７】
合成部は、不良品の音または振動のデータから、正常な音や振動のデータである背景音成分と、異常な音や振動の成分である異音成分とを分離し、前記背景音成分と前記異音成分との混合の割合を可変して良否の程度が異なる複数の限度見本のデータを合成するのが好ましい。
【０００８】
良否の程度とは、良品と不良品との間の良し悪しの程度をいう。
【０００９】
音または振動のデータは、マイクロフォンや振動センサなどによって取り込んで記憶部に記憶されるのが好ましい。
【００１０】
本発明の限度見本作成装置によると、不良品の音または振動のデータに含まれる正常な背景音成分と異常な異音成分との混合の割合を可変して複数の限度見本候補を合成するといったことが可能となり、良否の程度が異なる複数の限度見本候補を合成して提示部でユーザに提示することができ、ユーザが、良否の程度が異なる複数の限度見本候補の中から、良品と不良品との境界として適切と判断する限度見本候補を選択することができる。
【００１１】
（２）本発明の限度見本作成装置の好ましい実施形態では、前記記憶部には、良品の音または振動のデータを含む良品データが記憶され、前記合成部は、前記良品データおよび前記不良品データに基づいて、前記複数の限度見本候補のデータを合成するようにしてもよい。
【００１２】
合成部は、良品の音または振動のデータと、不良品の音または振動データとから、補間によって、良否の程度が異なる限度見本候補のデータを合成するのが好ましい。
【００１３】
この実施形態によると、良品の音または振動のデータと、不良品の音または振動のデータとから、良品と不良品との間の良否の程度が異なる複数の限度見本候補を補間によって合成するといったことが可能となり、良否の程度が異なる複数の限度見本候補を合成して提示部でユーザに提示することができ、ユーザが、良否の程度が異なる複数の限度見本候補の中から、良品と不良品との境界として適切と判断する限度見本候補を選択することができる。
【００１４】
（３）上記（２）の実施形態では、前記複数の限度見本候補のデータは、前記良品データと前記不良品データとの間の良否の程度を、複数段階に区分するデータとしてもよい。
【００１５】
複数の限度見本候補は、良品と不良品との間の良否の程度を等しい程度に区分するものであってもよいし、良品側（良否の程度が良い側）および不良品側（良否の程度が悪い側）は粗く区分し、良品と不良品との間の良否の程度が中間の近傍は、細かく区分してもよい。
【００１６】
この区分は、最初から細かい区分として多数の限度見本候補を合成してもよいし、あるいは、粗い区分で少数の第１次の限度見本候補を合成し、この第１次の限度見本候補の中から選択部でユーザによって選択された限度見本候補に基づいて、良否の程度がその近傍であって、細かい区分の第２次の限度見本候補を合成して提示し、同様にして、選択部でユーザが限度見本として最も適していると判断する限度見本候補を選択できるまで、第３次、第４次…の限度見本候補を再合成して提示するようにしてもよい。
【００１７】
この実施形態によると、良品と不良品との間の良否の程度を区分する複数の限度見本候補を合成して提示部でユーザに提示することができ、ユーザが、良否の程度が異なる複数の限度見本候補の中から、良品と不良品との境界として適切と判断する限度見本候補を選択することができる。
【００１８】
（４）上記（２）または（３）の実施形態では、前記合成部は、前記良品データと前記不良品データとの間のデータを補間して前記限度見本候補のデータを合成し、前記提示部は、限度見本候補のデータを、波形、音および振動の少なくともいずれか一つの形態で提示するようにしてもよい。
【００１９】
この実施形態によると、補間によって限度見本候補を合成するので、良品と不良品との間の良否の程度が異なる複数の限度見本候補を合成して提示部でユーザに提示することができるので、ユーザは、良品と不良品との境界として適切な限度見本候補を選択することができる。
【００２０】
また、補間によって限度見本候補を合成するので、不良品データとしては、良否の程度が非常に悪い不良品、例えば、意図的に発生させた不良品のデータを用いることができるので、不良品が稀にしか発生しないような製品であっても、容易に不良品データを取得して限度見本候補を合成できる。
【００２１】
また、限度見本候補を、波形、音、振動といった形態でユーザに提示できるので、ユーザによる限度見本候補の選択が容易となる。
【００２２】
（５）上記（３）または（４）の実施形態では、前記合成部は、前記選択部によって限度見本候補のデータが選択されたときには、前記良否の程度が、選択された限度見本候補のデータの近傍であって、かつ、前記複数段階よりも細かい区分の限度見本候補のデータを再合成し、前記提示部は、前記合成部で再合成した限度見本候補のデータを提示するようにしてもよい。
【００２３】
選択部で選択される限度見本候補は、単数であってもよいし、複数であってもよい。
【００２４】
近傍は、選択された限度見本候補の良否の程度の前後、すなわち、選択された限度見本候補の、良否の程度が良い側および悪い側の両側であるのが好ましいが、一方側であってもよい。
【００２５】
この実施形態によると、先ず、第１次の限度見本候補が合成されて提示部に提示され、ユーザが、第１次の限度見本候補の中から適切と判断する限度見本候補を選択すると、選択した限度見本候補の近傍に、より細かく区分された第２次の限度見本候補が再合成されて提示部に提示されるので、ユーザは、第２次の限度見本候補の中から限度見本としてより適切と判断する限度見本候補を選択できることになる。
【００２６】
（６）上記（２）〜（５）の実施形態では、前記良品データは、良品の音または振動のデータに関連する機械要素の動作データを含む一方、前記不良品データは、不良品の音または振動のデータに関連する前記機械要素の動作データを含み、前記合成部は、前記両動作データに基づいて、前記良品の音または振動のデータと前記不良品の音または振動のデータとを、同期させて前記限度見本候補のデータを合成するようにしてもよい。
【００２７】
機械要素とは、良品、不良品を構成する機械要素、あるいは、良品、不良品の音または振動のデータを計測する際に良品、不良品を駆動するのに用いる装置の機械要素などであるのが好ましく、この機械要素としては、例えば、カム、軸、歯車、リンク機構などがある。
【００２８】
機械要素は、良品、不良品の音または振動のデータを計測する際に、動作するものであるのが好ましく、動作データとしては、機械要素の回転角度、回転数、変位などのデータであるのが好ましい。
【００２９】
この実施形態によると、良品データは、良品の音または振動のデータおよび関連する機械要素の動作データを含み、不良品データは、不良品の音または振動のデータおよび関連する前記機械要素の動作データを含んでいるので、機械要素の動作データを基準にして、良品の音または振動のデータと、不良品の音または振動のデータとを同期させることができ、同期した良品および不良品データから限度見本候補のデータを合成することができる。
【００３０】
（７）上記（２）〜（６）の実施形態では、前記合成部は、前記良品の音または振動のデータ、および、前記不良品の音または振動のデータを解析してそれぞれモデル化する解析部と、該解析部でモデル化された良品モデルおよび不良品モデルに基づいて、前記限度見本候補のデータを補間合成する補間部とを備え、前記補間部は、前記良品モデルの各トラックと前記不良品モデルの各トラックとを対応づけて補間するとともに、対応づけの度合いを示す対応情報を生成するものであり、前記提示部は、前記対応情報を提示するものであり、前記選択部は、提示される対応情報に基づいて、限度見本候補のデータの対応するトラックを選択可能であり、前記合成部は、トラック単位で、前記限度見本候補のデータを合成可能としてもよい。
【００３１】
モデルとしては、例えば、Ｓｉｎｓｏｉｄａｌ  Ｍｏｄｅｌ（正弦波モデル）が好ましく、トラックとしては振幅トラックが好ましい。
【００３２】
この実施形態によると、良品モデルのトラックと不良品モデルのトラックとの対応情報に基づいて、ユーザがトラックを選択し、トラック単位で合成できるので、例えば、不良品モデルには存在するが、良品モデルには存在しない対応づけの度合いが悪いトラックに対応する限度見本候補のトラックのみを合成してユーザに提示したり、あるいは、逆に、そのトラック以外のトラックを合成してユーザに提示するといったことが可能となり、異音成分あるいは背景音成分を選択的にユーザに提示するといったことが可能になる。
【００３３】
（８）本発明の限度見本作成方法は、音または振動の限度見本を作成する方法であって、良品の音または振動のデータを含む良品データ、および、不良品の音または振動のデータを含む不良品データを計測して記憶部に記憶する第１の工程と、前記記憶部に記憶した前記良品データおよび前記不良品データに基づいて、複数の限度見本候補のデータを合成する第２の工程と、合成した前記限度見本候補のデータを提示する第３の工程と、提示される限度見本候補のデータの選択を受け付ける第４の工程とを含むものである。
【００３４】
本発明の限度見本作成方法によると、良品の音または振動のデータと、不良品の音または振動のデータとから、良品と不良品との間の良否の程度が異なる複数の限度見本候補を合成してユーザに提示することができ、ユーザが、良否の程度が異なる複数の限度見本候補の中から、良品と不良品との境界として適切と判断する限度見本候補を選択することができる。
【００３５】
（９）本発明の限度見本作成方法の一つの実施形態では、前記複数の限度見本候補のデータは、前記良品データと前記不良品データとの間の良否の程度を、複数段階に区分するデータとしてもよい。
【００３６】
この実施形態によると、良品と不良品との間の良否の程度を区分する複数の限度見本候補を合成してユーザに提示することができ、ユーザが、良否の程度が異なる複数の限度見本候補の中から、良品と不良品との境界として適切と判断する限度見本候補を選択することができる。
【００３７】
（１０）上記（９）の実施形態では、前記第４の工程で、限度見本候補のデータの選択を受け付けたときに、前記良否の程度が、選択を受け付けた限度見本候補のデータの近傍であって、かつ、前記複数段階よりも細かい区分の限度見本候補のデータを再合成する第５の工程と、再合成した限度見本候補のデータを提示する第６の工程とを含んでいる。
【００３８】
この実施形態によると、先ず、第１次の限度見本候補を合成してユーザに提示し、ユーザが、第１次の限度見本候補の中から適切と判断する限度見本候補を選択すると、選択した限度見本候補の近傍の、より細かく区分された第２次の限度見本候補を再合成してユーザに提示するので、ユーザは、第２次の限度見本候補の中から限度見本としてより適切と判断する限度見本候補を選択できることになる。
【００３９】
（１１）本発明の検査装置は、上記（７）の限度見本作成装置によって作成された限度見本に基づいて、良品であるか不良品であるかを検査する装置であって、検査対象物からの音または振動のデータが入力されるフィルタ部と、フィルタ部の出力に基づいて、検査対象物が良品であるか不良品であるかを判定する判定部と、判定結果を出力する出力部とを備え、前記フィルタ部は、前記対応情報に基づいて構成され、前記検査対象物からの前記音または振動のデータに含まれる異音成分を強調するものである。
【００４０】
本発明の検査装置によると、検査対象物からの音または振動のデータからフィルタ部によって異音成分を効率的に抽出して強調することができ、この異音成分に基づいて、良品であるか不良品であるかの検査を精度よく行なえる。
【００４１】
（１２）本発明の検査装置は、上記（７）の限度見本作成装置によって作成された限度見本に基づいて、良品であるか不良品であるかを検査する装置であって、検査対象物からの音または振動のデータが入力されるフィルタ部と、フィルタ部の出力に基づいて、検査対象物が良品であるか不良品であるかを判定する判定部と、判定結果を出力する出力部とを備え、前記フィルタ部は、前記対応情報に基づいて構成され、前記検査対象物からの前記音または振動のデータに含まれる背景音成分を抑圧するものである。
【００４２】
本発明の検査装置によると、検査対象物からの音または振動のデータからフィルタ部によって背景音成分以外を効率的に抽出して背景音成分を抑圧することができ、この背景音成分が抑圧された音成分に基づいて、良品であるか不良品であるかの検査を精度よく行なえる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、良否の程度が異なる複数の限度見本候補を合成してユーザに提示することができ、ユーザが、良否の程度が異なる複数の限度見本候補の中から、良品と不良品との境界として適切と判断する限度見本候補を選択して限度見本とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、図面によって本発明の実施形態について説明する。
【００４５】
（実施形態１）
図１は、本発明に係る限度見本作成装置の構成を示すブロック図であり、この図１では、限度見本作成装置と検査装置との関係を併せて示している。
【００４６】
この実施形態の限度見本作成装置１は、実際に計測した良品（以下「ＯＫ品」ともいう）および不良品（以下「ＮＧ品」ともいう）のデータが記憶されるハードディスクなどからなる記憶部２と、良品データおよび不良品データに基づいて、ＯＫ品とＮＧ品の間の良否の程度を、複数段階に区分する複数の限度見本候補のデータを生成する限度見本合成部３と、限度見本合成部３で生成した複数の限度見本候補のデータをユーザに提示し、限度見本候補をユーザが選択する限度見本提示／選択部４と、限度見本合成部３からの情報および確定された限度見本５を用いて、検査対象物の音または振動のデータを効率よく抽出するフィルタを選択または合成するフィルタ選択／合成部６とを備えており、例えば、パソコンによって構成される。
【００４７】
記憶部２には、マイクロフォンや振動センサなどによって取り込まれたＯＫ品およびＮＧ品の音または振動の波形のデータが記憶されるとともに、この波形のデータを発生させた条件、および、付帯して発生する情報が記憶される。
【００４８】
例えば、検査対象物、したがって、ＯＫ品、ＮＧ品が、自動車のエンジンやトランスミッションなどである場合には、音や振動の波形のデータを発生させた条件としては、例えば、回転数などの検査条件であり、付帯して発生する情報としては、回転角度や回転数の時間推移などの情報である。
【００４９】
ＯＫ品およびＮＧ品は、特に限定されるものではないが、ＮＧ品については、ＮＧ品の発生が稀であって、ＮＧ品のデータを得るのが容易でないような場合には、意図的に発生させた良否の程度が非常に悪いＮＧ品のデータを用いればよく、この実施形態では、意図的に発生させた良否の程度が非常に悪いＮＧ品のデータを記憶部２に記憶させる。
【００５０】
限度見本合成部３は、記憶部２に記憶させたＯＫ品とＮＧ品との間の良否の程度を、例えば、５〜７段階で等しく区分する４〜６個の第１次の限度見本候補のデータを、後述のようにＯＫ品のデータおよびＮＧ品のデータに基づいて、補間によって生成する。また、この限度見本合成部３は、ユーザが、限度見本提示／選択部４によって提示された４〜６個の第１次の限度見本候補の中から限度見本候補を選択し、選択情報が与えられた後には、良否の程度が、選択された限度見本候補の近傍、例えば、選択された限度見本候補の前後であって、より細かく区分した第２次の複数の限度見本候補を更に生成し、この第２次の限度見本候補の中からユーザが最終的に選択した限度見本候補を、限度見本５として確定する。
【００５１】
なお、第２次の限度見本候補に、ユーザが満足しない場合には、第２次の限度見本候補の中からユーザが選択した限度見本候補の近傍のより細かく区分した第３次の限度見本候補のデータを生成して提示するようにしてもよく、以下、第４次以降の限度見本候補も同様に生成してユーザに提示し、ユーザが最終的に満足した限度見本候補を、限度見本５として確定するようにしてもよい。
【００５２】
また、限度見本合成部３では、補間に関る情報として、ＯＫ品のデータの後述の各振幅トラックとＮＧ品のデータの各振幅トラックの対応関係が良いか否かを示す対応情報を生成し、この対応情報を出力する。ＯＫ品のデータとＮＧ品のデータとで対応関係が良好な振幅トラックは、いずれにも含まれている正常な音や振動の成分である背景音成分の振幅トラックと考えられる一方、ＯＫ品のデータには存在するが、ＮＧ品のデータには殆ど存在しないような対応関係が悪い振幅トラックは、異常な音や振動の成分である異音成分であると考えられる。
【００５３】
限度見本提示/選択部４は、限度見本合成部３で生成した限度見本候補のデータおよび対応情報を、ユーザに提示し、ユーザによる限度見本候補の選択を受け付けるものである。
【００５４】
図２は、限度見本提示／選択部４による限度見本候補の提示および限度見本候補の選択操作を説明するための図である。
【００５５】
良否の程度が最も悪い限度見本候補５−１から最も良い限度見本候補５−５に至る複数、この例では、５つの限度見本候補５−１〜５−５のデータを、提示部としてのパコン７のディスプレイ８に波形表示したり、あるいは、提示部としてのスピーカ９で波形を音として再生出力したり、あるいは、提示部としての加振動機１０を用いて振動として再生出力したりすることにより、限度見本候補５−１〜５−５をユーザに提示する。
【００５６】
ユーザは、提示される複数の限度見本候補５−１〜５−５の中から最も限度見本として適していると判断するものを、選択部としてのキーボードやマウス等の入力デバイスを操作して選択する。また、ユーザは、ディスプレイ８に表示される対応情報に基づいて、入力デバイスを操作することにより、限度見本候補５−１〜５−５を提示する際に、上述の異音成分や背景音成分の振幅トラックを選択的に再生したり、あるいは、選択的に消音することにより、効率的に限度見本候補を選択することができる。
【００５７】
図１のフィルタ選択/合成部６は、限度見本合成部３からの対応情報および限度見本５を用いて、検査対象物の音や振動のデータを効率よく抽出するフィルタを選択または合成する。
【００５８】
この限度見本作成装置１によって作成される限度見本５は、検査対象物を音や振動に基づいて検査する検査装置１１の検査規則の生成に用いられ、フィルタ選択/合成部６によって選択または合成されたフィルタは、検査装置１１の前処理部であるフィルタ部１２として用いられる。
【００５９】
検査装置１１の検査規則生成部１３は、限度見本５を用いて、自動またはユーザとのインタラクションによって検査規則を生成するものであり、検査規則校正部１４は、検査装置１１が妥当な出力、すなわち、妥当なＯＫ／ＮＧの判定を行なっているか否かを、限度見本５を用いて評価する。
【００６０】
なお、検査装置１１は、フィルタ部１２の出力に基づいて、検査対象物が良品であるか不良品であるかを図示しない判定部で判定し、判定結果を図示しない出力部から出力する。
【００６１】
図３は、図１の限度見本作成装置１の処理を説明するためのフローチャートである。
【００６２】
先ず、限度見本を生成する元とする、ＯＫ品のデータとＮＧ品のデータを記憶部２から選択する（ステップｎ１）。ここでは、ＮＧ品のデータは、上述のように良否の程度が非常に悪いデータを選択する。
【００６３】
選択したＯＫ品のデータとＮＧ品のデータとから限度見本候補のデータを、良否の程度を、等しい程度で複数段階、例えば、５〜７段階に区分する４〜６個の第１次の限度見本候補のデータを生成する（ステップｎ２）。
【００６４】
生成した、４〜６個の第１次の限度見本候補をユーザに提示する（ステップｎ３）。ユーザは、波形、音、または、振動の少なくともいずれか一つの形態で、適切な限度見本候補を確認する。提示の際には、上述のように、波形の特定の振幅トラックのみを提示することもできる。
【００６５】
ユーザは、最も適切と思われる限度見本候補を選択する（ステップｎ４）。
【００６６】
限度見本合成部３は、良否の程度が、ユーザの選択した限度見本候補の前後であって、より細かく区分する第２次の複数、例えば、４〜６個の限度見本候補のデータを生成し、ユーザに再度提示する（ステップｎ５）。
【００６７】
ユーザが、複数の限度見本候補の妥当性をチェックし（ステップｎ６）、限度見本として妥当な限度見本候補があれば、それを選択し、限度見本５として確定する（ステップｎ７）。ユーザが、限度見本として妥当な限度見本候補がないと判断したときには、最も限度見本に近いと判断する限度見本候補を選択して対応する操作を行い、これによって、ステップｎ２に戻り、例えば、選択した限度見本候補の前後のより細かい区分の第３次の限度見本候補のデータを生成し、ユーザが満足する限度見本候補が得られる迄、処理を繰り返す。
【００６８】
図４は、図１の検査装置１１の運用の手順を説明するためのフローチャートである。
【００６９】
限度見本５を用いて検査規則を生成する（ステップｎ１１）。限度見本５を生成する際に得られるトラックの対応情報と、限度見本５とから、検査対象物の音や振動のデータを効率的に抽出するフィルタ部１２のフィルタを、選択または生成する（ステップｎ１２）。
【００７０】
生成した限度見本５と、良否の程度が限度見本５の前後である限度見本候補とを利用して、検査装置１１の感度を確認、調整する（ステップｎ１３）。例えば、限度見本５でＮＧ、限度見本５の一つ前(ＯＫ側）の限度見本候補でＯＫ判定、限度見本５の一つ後（ＮＧ側）の限度見本候補でＮＧ判定ができるように、確認、調整する。次に、生成した検査規則で検査装置１１を運用する（ステップｎ１４）。運用後、一定期間、または、定められた期日に、検査装置１１の校正を行う（ステップｎ１５）。校正は、生成した限度見本５と、良否の程度が、限度見本５の前後の限度見本候補を用いて行う。限度見本５でＮＧ、限度見本のいくつか前（ＯＫ側）の限度見本候補でＯＫ判定ができれば、検査装置として正常であると判断できる。
【００７１】
次に、図１の限度見本合成部３における限度見本の合成について詳細に説明する。
【００７２】
この限度見本合成部３は、補間によって限度見本を合成するものであり、図５に示すように、ＯＫ品のデータと良否の程度が非常に悪いＮＧ品のデータとをそれぞれ解析してＯＫ品のモデル１５とＮＧ品のモデル１６とを生成する解析部１７と、ＯＫ品のモデル１５およびＮＧ品のモデル１６から補間によって、ＯＫ品とＮＧ品との間の良否の程度を、複数段階に区分する複数の限度見本候補を生成する補間部１８とを備えている。
【００７３】
ここで、検査対象物、したがって、ＯＫ品、ＮＧ品として、エンジンやトランスミッションなどの複数の機構の組合せ品を想定すると、これらの機械要素は、所定のタイミング、所定の順序で動作する。
【００７４】
そこで、ＯＫ品とＮＧ品のデータを補間する際には、機械要素の動作のタイミング、順序に同期するように補間する波形間のタイミングや位相を合わせる必要がある。
【００７５】
例えば、図６（ａ）に示すように、検査対象物１９が機械要素としてカムシャフト２０を備えているような場合には、検査対象物１９からの音や振動を振動センサ２１で計測する一方、検査対象物１９のカムシャフト２０の回転角度を角度センサ２２によって計測することにより、検査対象物１９からの音や振動の波形のデータを、検査対象物１９のカムシャフト２０などの機械要素の動作データと関連づけることができる。
【００７６】
そこで、ＯＫ品の音や振動を振動センサ２１で計測するとともに、そのＯＫ品のカムシャフト２０の回転角度を角度センサ２２で計測して記憶部２に記憶する。同様に、ＮＧ品、この例では、良否の程度が非常に悪いＮＧ品の音や振動を振動センサ２１で計測するとともに、そのＮＧ品の回転角度を角度センサ２２で計測して記憶部２に記憶するものである。
【００７７】
そして、記憶部２に記憶したＯＫ品の音や振動のデータとＮＧ品の音や振動のデータとから補間によって、限度見本候補のデータを合成するときには、図６（ｂ）に示すように、ＯＫ品の波形のデータとＮＧ品の波形のデータとが、カムシャフト２０の回転角度のデータの同じ位相なるように、すなわち、カムシャフト２０の回転角度のデータを基準にして同期化し、この同期化した期間Ｔ１のデータを用いて補間合成を行なうものである。
【００７８】
また、図７（ａ）のように、検査対象物１９の音や振動のデータを、所定の検査シーケンス、例えば、モータ２３によって、検査対象物１９の回転部分を、低速状態から徐々に高速にして高速状態に維持し、再び徐々に低速にするといったように、回転速度を台形状に変化させて検査するような検査シーケンスの場合には、検査対象物１９の音や振動を振動センサ２１によって計測する一方、検査シーケンスに従って回転数が変化するモータ２３の回転数を回転数計２４で計測することにより、検査対象物１９からの音や振動の波形のデータを、検査対象物１９の検査シーケンスに従う機械要素としてのモータ２３の動作データと関連づけることができる。
【００７９】
そこで、ＯＫ品の音や振動を振動センサ２１で計測するとともに、そのＯＫ品を稼動するモータ２３の回転数を回転数計２４で計測して記憶部２に記憶する。同様に、ＮＧ品の音や振動を振動センサ２１で計測するとともに、そのＮＧ品を稼動するモータ２３の回転数を回転数計２４で計測して記憶部２に記憶するものである。
【００８０】
そして、記憶部２に記憶したＯＫ品の音や振動のデータとＮＧ品の音や振動のデータとから補間によって、限度見本候補のデータを合成するときには、図７（ｂ）に示すように、ＯＫ品のデータとＮＧ品のデータとが、検査シーケンスに従うモータ２３の回転数に同期するように時間軸を合わせ、検査対象期間Ｔ２のみを切り出し、この切り出し期間Ｔ２のデータを用いて補間合成を行なうものである。
【００８１】
これらを実現するために、機械要素の特性に合わせて、音や振動の波形のデータと、この波形のデータを発生させた条件（回転数など）と、付帯して発生する情報（エンジンやトランスミッションでは、回転角度や回転数の時間推移など）とを同時に記憶しておく必要がある。
【００８２】
図５の解析部１７では、記憶部２に記憶されているＯＫ品の波形およびＮＧ品の波形を、図８（ａ）に示すように、フレーム分割し、下記式（１）に示すｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｍｏｄｅｌでモデル化する。
【００８３】
【数１】
2008070152.tif 000003
【００８４】
ここで、
Ａｍ（ｔ）：ｍ番目の部分音の振幅トラック
θｍ（ｔ）：ｍ番目の部分音の位相トラック
フレームｎ内では、例えば、二次や三次式で位相を補間する方法が提案されており、例えば、
θｍ（ｎ，ｔ）＝ａ（ｎ，ｍ）＋ｂ（ｎ，ｍ）ｔ＋ｃ（ｎ，ｍ）ｔ２
である。
【００８５】
Am(t) 、θm(t)の推定方法としては、ＦＦＴ解析を用いたＭＱ解析法などが知られている。
【００８６】
このＭＱ解析法では、図８（ａ）に示すように、分析対象の波形をフレーム分割した後、分割したフレームごとにＦＦＴ分析を行い、図８（ｂ）に示すように、ピークを抽出し、その強度と位相をそれぞれAm(t) 、θm(t)とする。
【００８７】
抽出した強度の時間方向の連結を探索し、定義した距離関数において最も近いものを時間方向に連結し、図８（ｃ）に示すように振幅トラックＴＲを生成する。
【００８８】
このように、音や振動の波形を周波数のピークの連結で表現するモデルを利用し、ＯＫ品とＮＧ品の波形の補間を行う。
【００８９】
図９は、ＯＫ品のデータとＮＧ品のデータとに基づいて、補間によって限度見本候補のデータを合成するイメージを示す図である。
【００９０】
図９（ｂ）は、ＯＫ品のモデルＭ１、ＮＧ品のモデルＭ２および補間した限度見本候補のモデルＭ３を示している。ＴＲ１〜ＴＲ３は、各モデルＭ１〜Ｍ３が有する振幅トラック(Am(t))を示しており、線の太さで強度を示しており、ＮＧ品のモデルＭ２は、ＯＫ品のモデルＭ１に比べて同じ振幅トラックの強度が強くなっている。
【００９１】
図９（ａ）は、各モデルＭ１〜Ｍ３の各振幅トラック(Am(t))の強度を示すものである。この図９（ａ）に示すように、ＯＫ品の振幅トラックとＮＧ品の振幅トラックとから直線補間して限度見本候補の振幅トラックを合成するので、ＯＫ品とＮＧ品との中間付近で補間した限度見本候補のモデルＭ３は、ＯＫ品とＮＧ品の中間の強度の振幅トラックを有することになる。
【００９２】
ＯＫ品（ＯＫサンプル）とＮＧ品（ＮＧサンプル）との間の振幅トラックの補間は、例えば、図１０の実線、一点鎖線、あるいは、２点鎖線で示すように、直線的、対数的、あるいは、指数的に補間するようにしてもよい。どのような補間を選択するかは、限度見本候補の生成状況によって、適切に切り替えればよい。
【００９３】
以上の補間を行うには、ＯＫ品の特定の振幅トラックとＮＧ品の特定の振幅トラックの対応付けを行う必要がある。
【００９４】
図１１は、この対応付けの方法を説明するための図であり、上述の図９（ｂ）に対応する図であり、同図において、Ｍ１はＯＫ品のモデルを、Ｍ２はＮＧ品のモデルをそれぞれ示し、同図（ｇ）以外は、全てＮＧ品の振幅トラックの方が、ＯＫ品の振幅トラックに比べて強度が強くなっている。
【００９５】
対応付けは、ＯＫ品の振幅トラックに、ＮＧ品の振幅トラックを対応付けることである。
【００９６】
この実施形態では、以下の指針に従って対応付けを行なう。すなわち、ＯＫ品の振幅トラックからＮＧ品の振幅トラックに向けて対応付けを行い、また、低周波の振幅トラックから対応付けを行なう。
【００９７】
ＯＫ品の振幅トラックとＮＧ品の振幅トラックとが以下の関係にあれば、対応があると判断する。
【００９８】
すなわち、図１１（ｈ）に示すように、fOkAve を、ＯＫ品側の振幅トラックの平均周波数、σfok を ＯＫ品側の振幅トラックの分散、fNgAveをＮＧ品側の振幅トラックの平均周波数、σｆＮｇをＮＧ品側の振幅トラックの分散、ｎを定数としたときに、下記の式（２）を満足したときに、対応があると判断するものである。
【００９９】
fOkAve−ｎ・σfok≦fNgAve≦fOkAve＋ｎ・σfok            （２）
なお、式（２）を満足する振幅トラックが複数存在する場合には、最も平均周波数が近い振幅トラックを、対応付ける。
【０１００】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ） のようなパターンは、上記条件でそのまま対応付けができる。
【０１０１】
一方、図１１（ｄ），（ｅ）のように振幅トラックが途中で途切れる場合、あるいは、振幅トラックが途中から出現する場合、または、図１１（ｆ），（ｇ）のように対応する振幅トラックが存在しない場合も上記条件で対応関係を探索する。
【０１０２】
そして、対応関係を特定した後、振幅トラックが存在しない区間へ振幅トラックが存在する側の振幅トラックをコピーし、振幅Am(t)=0にする。例えば、図１１（ｅ）のように、ＯＫ品のモデルＭ１には、振幅トラックが存在するが、ＮＧ品のモデルＭ２には、対応する振幅トラックが部分的に存在しないような場合には、その部分に存在しない区間へＯＫ品のモデルＭ１の振幅トラックを、振幅Am(t)=0としてコピーし、例えば、上述の図９（ａ）に示す補間の際のＮＧ品側の強度の原点とする。
【０１０３】
かかる処理により、ＯＫ品とＮＧ品との間の良否の程度が任意の程度での補間が可能になる。
【０１０４】
なお、検査条件が変わるような場合（回転数が変化する、ギアが変わるなど）は、稼動条件が同一の区間同士を切り出し、上記対応付けを行えばよい。
【０１０５】
また、振幅トラックの対応付けの程度を振幅トラックごとに記録する。
【０１０６】
具体的には、下記の式（３）によって算出される分散比を、周波数のぶれの程度の指標とし、下記の式（４）によって算出される未対応区間を、振幅トラックの対応付けの良さの指標とする。
【０１０７】
分散比＝σfok÷σｆＮｇ                                  （３）
未対応区間＝対応するトラックが存在しない区間÷全区間     （４）
これらの指標は、上述の対応情報として、ユーザに提示するとき、および、特徴を効率的に抽出するフィルタの構成時に利用する。
【０１０８】
次に、ここまでの処理を図１２および図１３のフローチャートに基づいて説明する。
【０１０９】
先ず、限度見本を生成する元になるＯＫ品とＮＧ品を選択する（ステップｎ２１）。
ここで選択するＮＧ品は、上述のように良否の程度の悪いＮＧ品のデータを利用する。
【０１１０】
機械要素の動作タイミング、または、検査シーケンスに対応するように、ＯＫ品のデータとＮＧ品のデータの時間軸を対応付ける（ステップｎ２２）。それぞれＭＱ分析法により、トラックと振幅、位相情報に分解する、すなわち、ＯＫ品とＮＧ品をそれぞれ、上述の式（１）の形式に表現し、上述の図８（ｃ）に示すように振幅トラックを作成する（ステップｎ２３）。
【０１１１】
次に、対応トラック探索を行う（ステップｎ２４）。すなわち、ＯＫ品から、ＮＧ品に向って対応する振幅トラックを上述の式（２）に基づいて探索する。
【０１１２】
対応する振幅トラックがないか、あるいは、振幅トラックに途切れがあるかを判断し（ステップｎ２５）、例えば、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように対応する振幅トラックが有る場合は、ＯＫ品とＮＧ品の振幅トラックをペアとして対応付けて記憶する（ステップｎ２６）。また、対応付けの程度を、上述の式（３）および式（４）に基づいて演算する。
【０１１３】
例えば、図１１（ｄ）〜（ｇ）に示すように、対応する振幅トラックが無い場合、または、対応する振幅トラックが途中で切れている場合には、振幅トラックの対応付けを保留する（ステップｎ２７）。
【０１１４】
ＯＫ品の全振幅トラックの対応付けが終了するまで、上記を繰り返す（ステップｎ２８）。
【０１１５】
次に、ＯＫ品の全振幅トラックの対応付けが終了したときには、図１３に示すように、ＯＫ品側の未対応トラック選択し（ステップｎ２９）、ＮＧ品側に未対応トラックが有るか否か判断し（ステップｎ３０）、ＮＧ品側に未対応トラックがあるときには、上述の式（２）の定数ｎを２倍にし、対応トラックの探索を行う（ステップｎ３１）。
【０１１６】
この探索によって、ＯＫ品側の未対応トラックに対応するＮＧ品側の未対応トラックが見つかった場合は、ＯＫ品側の未対応トラックとＮＧ品側の未対応トラックを対応付ける。また、対応付けの程度を、上述の式（３）、式（４）で演算する。
【０１１７】
図１１（ｄ）〜（ｇ）に示すように、ＮＧ品側に未対応トラックがないとき、あるいは、部分的にしか対応しないときには、ＮＧ品側のトラックが存在しない区間へＯＫ品側のトラックをコピーし、振幅Am(t)=0にする（ステップｎ３２）。
【０１１８】
全てのＯＫ品側の未対応トラックの処理が終了するまで、上記を繰り返す（ステップｎ３３）。
【０１１９】
ＯＫ品側の全ての未対応トラックが終了したときには、ＮＧ品側の未対応トラックを選択する（ステップｎ３４）。
【０１２０】
ＯＫ品側には、未対応トラックは存在しないので、ＯＫ品側の振幅トラックが存在しない区間へＮＧ品側の振幅トラックが存在する側の振幅トラックをコピーし、振幅Am(t)=0にし、ＯＫ品側の対応波形とする（ステップｎ３５）。また、対応付けの程度を、式（３）、式（４）によって演算する。
【０１２１】
全ての未対応トラックが終了するまで上記を繰り返す（ステップｎ３６）。
【０１２２】
次に、上記処理で対応付けた、全てのＯＫ品の振幅トラックとＮＧ品の振幅トラックとのペアを図９に示すような変換に基づき、例えば、５〜７階調に補間する（ステップｎ３７）。ここで補間した各レベルの振幅トラックが、限度見本候補である。
【０１２３】
次に、各ＯＫとＮＧの振幅トラックのペアに対する、対応付けの程度である上述の式（３），（４）による分散比、未対応区間を出力する（ステップｎ３８）。
【０１２４】
この対応付けの程度は、上述のように、限度見本候補をユーザに提示する際および、フィルタを構成する際に利用する。
【０１２５】
合成した限度見本候補は、限度見本提示/選択部４でユーザに提示する。
【０１２６】
この限度見本候補の提示は、上述のように波形を、図２に示されるパソコン７のディスプレイ８に表示する、スピーカ９で波形を音として再生出力する、加振動機１０を用いて振動として再生出力する、あるいは、アナログ信号として、他の機器で再生することも可能である。
【０１２７】
かかる限度見本候補は、補間した上述の式（１）の表現を信号として合成すれば、波形に変換することができる。
【０１２８】
このとき、特定の振幅トラックのみを再生する、または、特定の振幅トラックのみを再生しないといったことが可能である。
【０１２９】
例えば、図１４に示すように、限度見本候補５−１では、振幅トラックＴＲｍは再生するが、振幅トラックＴＲｎは再生しないといったことが可能である。
【０１３０】
このようなトラック単位で選択的に再生を行うことにより、背景音の中にある異音、例えば、「ブーの裏にあるボーが問題」という表現がされる時でも、「ブー」を示す振幅トラックを再生せず、「ボー」を示す振幅トラックのみを再生することができる。これにより、ユーザは効率的に限度見本候補を選択することができる。
【０１３１】
ここで、選択的に再生して、検査対象の音や振動が明確になった振幅トラックの情報（選択トラック情報）、および、選択的に再生しないことにより、検査対象の音や振動が明確になった振幅トラックの情報（阻止トラック情報）も保存する。
【０１３２】
ＯＫ品とＮＧ品の上述の式（３）、式（４）によって演算される対応情報、および、限度見本提示／選択部４でユーザが操作した情報（選択トラック情報、および、阻止トラック情報）は、検査対象からの音や振動のデータを効率的に抽出するフィルタに利用できる。
【０１３３】
ここでは、周波数フィルタに対応させる場合の例を示す。
【０１３４】
例えば、周波数のぶれの程度を示す上述の式（３）の分散比の値が大きい場合には、ＮＧ品側のトラックの平均周波数を中心周波数とし、平均周波数±３σを帯域とするＢＰＦを構成する。
【０１３５】
また、トラックの対応の良さを示す上述の式（４）の未対応区間の値が大きい場合には、未対応区間の平均周波数を中心周波数とするＢＰＦを構成する。
【０１３６】
また、選択トラック情報に基づいて、選択されたトラックの平均周波数を中心周波数とするＢＰＦを構成する。
【０１３７】
また、阻止トラック情報に基づいて、選択されたトラックの平均周波数を中心周波数とするＢＥＦを構成する。
【０１３８】
上記のようなフィルタを構成し、図１の検査装置１１の前処理部であるフィルタ部１２に利用することにより、検査装置１１の性能を向上することができる。
【０１３９】
上記の例では、周波数フィルタを利用したが、上記情報に基づく逆フィルタや、適応フィルタなど、他のフィルタ手段を利用してもよい。
【０１４０】
上述のように、限度見本を用いて検査装置１１に用いる検査規則を作成することができる。検査規則の作成方法は、利用する検査システムに依存する。
【０１４１】
また、限度見本をファイルとして保存しておけば、検査装置１１の定期校正に利用することができる。
【０１４２】
上述の実施形態では、補間によって限度見本候補を合成したけれども、本発明の他の実施形態として、分離によって限度見本候補を合成するようにしてもよい。
【０１４３】
図１５は、分離によって限度見本候補を合成する場合の合成部３−１の構成を示すブロック図である。
【０１４４】
ＮＧ品の音あるいは振動のデータには、正常な背景音と、異常な音である異音とが重畳されているものとし、ＮＧ品の音あるいは振動のデータから異音分離部２５によって、正常な背景音（Ｓｏｋ）２６と異音（Ｓａｂ）２７とに分離し、再合成部２８で、背景音２６と異音２７との混合率を可変して再合成することにより、複数の限度見本候補を、合成するものである。
【０１４５】
異音分離部２５では、周波数フィルタ、逆フィルタ、ウェーブレットフィルタなどを利用して背景音２６と異音２７とを分離することができる。
【０１４６】
また、この分離による合成の場合には、上述の図４に示される補間による合成の場合と異なり、フィルタを選択または生成する処理（ステップｎ１２）は、不要となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明は、音や振動によって検査対象物を検査する検査装置などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の限度見本作成装置および検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の限度見本提示／選択部の構成を示す図である。
【図３】図１の限度見本合成部の処理を示すフローチャートである。
【図４】図１の検査装置の運用の手順を示すフローチャートである。
【図５】図１の限度見本合成部の構成を示すブロック図である。
【図６】良品および不良品のデータの計測および合成を説明するための図である。
【図７】良品および不良品のデータの計測および合成の他の例を説明するための図である。
【図８】限度見本合成部のモデル化を説明するための図である。
【図９】ＯＫ品のデータとＮＧ品のデータとに基づいて、補間によって限度見本候補のデータを合成するイメージを示す図である。
【図１０】限度見本合成部の補間の他の例を示す図である。
【図１１】ＯＫ品のデータとＮＧ品のデータとの対応付けの各種パターンを示す図である。
【図１２】限度見本合成部の合成処理を示すフローチャートである。
【図１３】限度見本合成部の合成処理を示すフローチャートである。
【図１４】限度見本／提示選択部による限度見本候補の提示を示す図である。
【図１５】分離合成の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１                限度見本作成装置
２                記憶部
３                限度見本合成部
４                限度見本提示／選択部
１１              検査装置
１２              フィルタ部
１７              解析部
１８              補間部
【図１】
2008070152.tif 000004
【図２】
2008070152.tif 000005
【図３】
2008070152.tif 000006
【図４】
2008070152.tif 000007
【図５】
2008070152.tif 000008
【図６】
2008070152.tif 000009
【図７】
2008070152.tif 000010
【図８】
2008070152.tif 000011
【図９】
2008070152.tif 000012
【図１０】
2008070152.tif 000013
【図１１】
2008070152.tif 000014
【図１２】
2008070152.tif 000015
【図１３】
2008070152.tif 000016
【図１４】
2008070152.tif 000017
【図１５】
2008070152.tif 000018