(57)【要約】【課題】  樹脂成形品に設けた凹部の肉厚を効率よく検査する肉厚検査装置および方法を提供する。  【解決手段】  凹部２１に対して光を投射する照明部１１と、凹部２１を撮像する撮像部１２と、撮像部１２で撮像した画像データを解析する解析部１３とを備え、解析部１３には、照射部１１から投射される光の強度を基準に、凹部２１を形成する素材の厚みに対する透過光の強度データを予め格納しておく。凹部２１に照明部１１から光を投射し、透過光強度を撮像部１２で画像として撮像する。解析部１３で、先ず撮像したデータ上で凹部２１が設けられている領域を特定するとともに、この特定した領域内の一以上の箇所毎に、撮像部１２で撮像した画像データに基いて透過光強度を得る。そして、透過光強度を強度データに照らし合わせて肉厚に換算し、換算した値が所定の範囲内にあるか否かを判断する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形品に設けられた凹部の肉厚を検査する肉厚検査装置において、
上記凹部に対して正面または背面から光を投射する照明部と、
上記樹脂成形品を挟んで上記照明部と対峙する位置で、上記凹部を背面または正面から撮像する撮像部と、
上記撮像部からの画像データを解析する解析部とを備えており、
上記解析部が、上記画像データ上で上記凹部に該当する領域を特定するとともに、上記領域内の一以上の箇所毎に透過光強度を求める第１処理部と、上記第１処理部で求めた透過光強度を上記箇所毎に肉厚に換算する第２処理部と、上記第２処理部で換算した肉厚が所定の範囲内にあるか否かを判断する第３処理部とを備えて、上記画像データ上で上記凹部に該当する領域を特定するとともに、上記画像データに基いて上記領域内の一以上の箇所毎に透過光強度を求め、上記凹部に投射される光の強度を基準に、上記凹部を形成する素材の厚みに対する透過光の強度データに照らし合わせて、透過光強度を上記箇所毎に肉厚に換算し、換算した肉厚が所定の範囲内にあるか否かを判断することで、上記凹部の肉厚を検査することを特徴とする、肉厚検査装置。
【請求項２】
前記撮像部はＣＣＤカメラで構成されることを特徴とする、請求項１に記載の肉厚検査装置。
【請求項３】
前記凹部は、車両のインストルメントパネルの裏面に線状または破線状に設けられており、車両のエアバック動作により開裂することを特徴とする、請求項１又は２に記載の肉厚検査装置。
【請求項４】
樹脂成形品に設けられた凹部の肉厚を検査する肉厚検査方法において、
上記凹部に対して正面または背面から光を投射し、上記樹脂成形品を挟んで照明部と対峙する位置に配置された撮像手段で上記凹部を背面または正面から撮像する第１ステップと、
上記第１ステップで撮像して得た画像データ上において、上記凹部に該当する領域を特定するととともに、上記画像データに基いてこの領域内の一以上の箇所毎に透過光強度を得る第２ステップと、
上記凹部に投射される光の強度を基準に、上記凹部を形成する素材の厚みに対する透過光の強度データから、上記第２ステップで得た透過光強度を上記箇所毎に肉厚に換算する第３ステップと、
上記第３ステップで換算した肉厚が所定の範囲内にあるか否かを判断する第４ステップと、
を順次行うことで、上記凹部の肉厚を検査することを特徴とする、肉厚検査方法。
【請求項５】
前記凹部は、車両のインストルメントパネルの裏面に線状または破線状に設けられており、車両のエアバック動作により開裂することを特徴とする、請求項４に記載の肉厚検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品、例えば車両部品であるインストルメントパネルの裏面に設けられた凹部の肉厚を検査し、基準値内にあるか否かを判断して肉厚検査を行う、肉厚検査装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のインストルメントパネルの裏面にはエアバックが配設され、インストルメントパネルの裏面にティアラインと呼ばれる凹部が線状または破線状に形成されていて、エアバックを膨張させると凹部が開裂する（特許文献１参照）。この凹部の残存肉厚を測定する方法として、レーザ変位センサおよびＣＣＤカメラを用いる方法がある（例えば、特許文献２参照）。
このように、光の干渉を利用して肉厚や厚み分布を測定したり（例えば、特許文献３, ４）、光の乱反射の有無を検知してシート状の成形体の欠陥の有無を検査したり（例えば、特許文献５）、穴径やスリット幅などの寸法を計測したり（例えば、特許文献６）、光は各種計測や検査に用いられている。
【０００３】
また、一般に、肉厚を測定する方法として、超音波を利用した方法（例えば、特許文献７, ８）がある。この方法を用いて、インストルメントパネルの裏面に加工された溝の肉厚を数値化して測定していた。このとき、超音波センサは、多関節ロボットの腕先に装着されており、腕を溝に沿って移動させることで、溝の任意の例えば５箇所の肉厚を測定できるようになっていた。そして、測定した厚さが、所定の品質保証の範囲内にあるか否かを判断することで、品質検査を行っていた。  
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３８３９５号公報
【特許文献２】特開２００１−１３８３９６号公報
【特許文献３】特開２００３−２３２６１７号公報
【特許文献４】特開２００３−３２９４１４号公報
【特許文献５】特開平０８−０５４３５１号公報
【特許文献６】特開平０７−１５９１１５号公報
【特許文献７】特開平０８−３３８７１５号公報
【特許文献８】特開２００２−３６５０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インストルメントパネルに設けた溝に沿うようにロボットの各関節を動作させるので、ロボット制御に手間と時間とを要し、作業の効率性が悪い。また、ロボットや超音波センサが高価であるため、装置が高価となる。さらに、超音波センサをインストルメントパネルに接触させて肉厚を測定するので、インストルメントパネルを傷付けてインストルメントパネルの商品価値を低下させることになる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、インストルメントパネルなどの樹脂成形品に設けた凹部の肉厚検査を、短時間で、作業効率良く行うことができる、肉厚検査装置および方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の構成は、樹脂成形品に設けられた凹部の肉厚を検査する肉厚検査装置において、凹部に対して正面または背面から光を投射する照明部と、樹脂成形品を挟んで照明部と対峙する位置で、凹部を背面または正面から撮像する撮像部と、撮像部からの画像データを解析する解析部とを備えており、この解析部が、画像データ上で凹部に該当する領域を特定するとともに、上記領域内の一以上の箇所毎に透過光強度を求める第１処理部と、第１処理部で求めた透過光強度を上記箇所毎に肉厚に換算する第２処理部と、第２処理部で換算した肉厚が所定の範囲内にあるか否かを判断する第３処理部とを備えて、画像データ上で凹部に該当する領域を特定するとともに、画像データに基いて上記領域内の一以上の箇所毎に透過光強度を求め、凹部に投射される光の強度を基準に、凹部を形成する素材の厚みに対する透過光の強度データに照らし合わせて、透過光強度を上記箇所毎に肉厚に換算し、換算した肉厚が所定の範囲内にあるか否かを判断することで、凹部の肉厚を検査することを特徴とする。これにより、樹脂成形品に設けられている凹部を撮像部で撮像し、画像データを解析部の第１処理部、第２処理部および第３処理部で順に解析することで凹部の肉厚検査を行えるので、短時間で作業性よく凹部の肉厚検査が行える。また、凹部を透過した光を利用して肉厚検査を行っているので、樹脂成形品に傷などを付けるおそれがなく、商品価値を低下させることがない。
【０００８】
前記撮像部は、好ましくは、ＣＣＤカメラで構成される。これにより、肉厚検査装置をより安価に提供できる。前記凹部は、好ましくは、車両のインストルメントパネルの裏面に線状または破線状に設けられており、車両のエアバック動作により開裂する。これにより、車両のインストルメントパネルのティアライン部位の肉厚を効率良く検査することができ、車両部品の検査を所定の時間内に行うことができる。
【０００９】
本発明の第２の構成は、樹脂成形品に設けられた凹部の肉厚を検査する肉厚検査方法において、凹部に対して正面または背面から光を投射し、樹脂成形品を挟んで照明部と対峙する位置に配置された撮像手段で凹部を背面または正面から撮像する第１ステップと、第１ステップで撮像して得た画像データ上において、凹部に該当する領域を特定するととともに、画像データに基いてこの領域内の一以上の箇所毎に透過光強度を得る第２ステップと、凹部に投射される光の強度を基準に、凹部を形成する素材の厚みに対する透過光の強度データから、第２ステップで得た透過光強度を上記箇所毎に肉厚に換算する第３ステップと、第３ステップで換算した肉厚が所定の範囲内にあるか否かを判断する第４ステップと、を順次行うことで、凹部の肉厚を検査することを特徴とする。これにより、樹脂成形品に設けられている凹部の肉厚検査を、短時間で、作業効率良く行うことができ、しかも透過光を用いていることから、樹脂成形品に傷などを付けるおそれがなく、商品価値を低下させることがない。
【００１０】
好ましくは、前記凹部は、車両のインストルメントパネルの裏面に線状または破線状に設けられており、車両のエアバック動作により開裂する。これにより、車両のインストルメントパネルのティアライン部位の肉厚を効率良く検査することができ、車両部品の検査を所定の時間内に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の肉厚検査装置によれば、試験対象たる樹脂成形品に照明部から光を投射し、その透過光を撮像部により画像として撮像し、解析部にて画像データ上で凹部に該当する領域を特定してこの領域内の一以上の箇所毎の肉厚に換算するので、簡便に短時間に肉厚検査を行うことができる。しかも、非接触検査なので、樹脂成形品に傷などを付けることなく、肉厚検査を行うことができる。また、撮像部をＣＣＤカメラで構成することにより、肉厚検査装置をより安価とすることができる。さらに、試験対象の樹脂成形品として、エアバックが搭載されるインストルメントパネルに適用することで、インストルメントパネルの品質保証を短時間に行え、車両部品の検査所定時間内で終わらせることができる。
【００１２】
一方、本発明の肉厚検査方法によれば、樹脂成形品に対して光を投射して透過光強度を画像データとして計測し、画像データ上で凹部に該当する領域を特定してこの領域内の一以上の箇所毎の肉厚に換算するので、簡便にかつ短時間に肉厚検査を行うことができる。しかも、非接触検査であるので、樹脂成形品に傷などを付けることなく、肉厚検査を行うことができる。また、試験対象の樹脂成形品として、エアバックが搭載されるインストルメントパネルに適用することで、インストルメントパネルの品質保証を短時間に行え、車両部品の検査所定時間内で終わらせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態による肉厚検査装置の構成図である。肉厚検査装置１０は、検査対象としての樹脂成形品２０に光を投射する照明部１１と、樹脂成形品２０を挟んで照明部１１と対峙する位置に、すなわち、光の投射側と逆側で樹脂成形品２０を撮像する位置に配置した撮像部１２と、撮像部１２で撮像した画像データを解析する解析部１３とを備えている。なお、図１では、本検査対象となる樹脂成形品２０の要部を示しており、詳細については後述する。
【００１４】
ここで、照明部１１は、樹脂成形品２０に設けられた凹部２１に高輝度の光を投射する光源１４と、光源１４用の電源１５とを備えており、電源１５は解析部１３で樹脂成形品２０に光を投射するタイミングや時間を制御できるように、ケーブル１６などで接続されている。このとき、照明部１１は、凹部２１に対して正面から光を照射するようにしてもよいし、逆の背面から光を照射するようにしてもよい。
【００１５】
撮像部１２は、例えば汎用性のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラで構成されており、解析部１３で撮像時間やタイミングを制御でき、かつ撮像した撮像データを解析部１３に送信できるように、ケーブル１７などで接続されている。ここでは、肉厚検査装置１０の低廉化を図るために、ＣＣＤカメラを用いるのが好ましいが、同様に安価なその他の撮像手段を用いてもよい。また、ＣＣＤカメラの視野角を大きくとることにより、検査対象となる樹脂成形品２０の凹部２１が、スポット状ではなく、一定の線状や破線状などにより長方形を形成するような場合、すなわち広範囲に亙るような場合でも一度に撮像することができる。
【００１６】
図２（Ａ）は解析部１３の内部構成を示した図であり、（Ｂ）は解析部１３の内部構成を実現する解析プログラム、すなわち、肉厚検査装置１０の解析部１３に格納される解析プログラムのフロー図である。解析部１３は、撮像部１２からの画像データ上で凹部２１に該当する領域を特定するとともに、画像データに基いてこの領域内の一以上の箇所毎に透過光強度を求める第１処理部１３ａを備える。また、解析部１３は、第１処理部１３ａで求めた透過光強度を、第１処理部１３ａで特定した領域内の一以上の箇所毎に肉厚に換算する第２処理部１３ｂを備えている。第２処理部１３ｂは、凹部２１に投射される光の強度を基準に、凹部２１を形成する素材の厚みに対する透過光の強度データに照らし合わせて、肉厚に換算する。さらに解析部１３は、第２処理部１３ｂで換算した肉厚が所定の範囲内にあるか否かを判断する第３処理部１３ｃを備えている。
【００１７】
解析部１３の第１処理部１３ａ〜第３処理部１３ｃは、例えば汎用性のパーソナルコンピュータと、このコンピュータに読み取らせる解析プログラムとで実現される。ここで、解析プログラムは、撮像部１２から送信された画像データを解析するためのプログラムであって、コンパクトディスクなどの記録媒体で利用者に提供される。また、解析部１３には、画像処理に必要となるプログラムを格納しておいて必要に応じて利用してもよい。また、解析部１３には、予め、検査対象としての樹脂成形品２０の凹部２１を形成する素材の厚みに対する透過光の強度データを格納してある。この強度データは、照明部１１の光源１４から投射される光の強度を基準に測定されたものである。
図２（Ｂ）に示すように、解析プログラムは、撮像部１２で撮像した画像データ上で凹部２１に該当する領域を特定するとともに、特定する領域内の一以上の箇所毎に、撮像部１２からの画像データに基いて透過光強度を得る第１処理（ＳＴ１０１）と、第１処理で得た各箇所の透過光強度を上記強度データに照らし合わせて肉厚に換算する第２処理（ＳＴ１０２）と、第２処理で換算した肉厚が所定の範囲内にあるか否かを判断する第３処理（ＳＴ１０３）とを順次行って、第３処理での判断結果を、例えば、解析部１３のモニター１８に表示する。このフローの詳細については、さらに後述する。
【００１８】
ここで、測定対象は、樹脂成形品２０、例えばインストルメントパネル２２などの車両部品であり、凹部２３が成形と同時にまたは成形後にレーザなどにより形成されている。  図３は測定対象例であるインストルメントパネル２２の概略図、図４（Ａ）はインストルメントパネル２２の裏面２２ａ、（Ｂ）はＡ−Ａ線に沿う断面概略図である。インストルメントパネル２２の裏面２２ａには、図示しないエアバックが配設される。このエアバックを動作させて膨張すると、インストルメントパネル２２のエアバック部２２ｂが開口するように、インストルメントパネル２２の裏面２２ａに、ティアラインとなる凹部２３が、破線状にまたは線状に、室内側から見えないように設けられている。この凹部２３は、図４（Ａ）に示すように角が丸みを帯びた長方形を形成するように設けられている。
【００１９】
この凹部２３は、エアバックを非動作時においては、助手席の着座者に危険が及ばないように、また、エアバック作動時においては助手席の着座者を保護するように、凹部２３の肉厚ｔ１（図４（Ｂ）参照）が所定の範囲内であることが要求されている。ここで、凹部２３は、所定の間隔を開けずに線状に、すなわち溝となるように設けられていてもよいし、任意の間隔で切れている破線状に設けられていてもよい。
【００２０】
以上のように構成された肉厚検査装置により肉厚検査を行う手順を、次に説明する。
前提として、インストルメント２２を図示しない保持手段で保持する。そして、照明部１１からインストルメントパネル２２に投射された光が、インストルメントパネル２２に設けられた凹部２３に投射されるように、照明部１１と保持手段の位置関係を調整する。また、照明部１１からインストルメントパネル２２に投射される光の軸上に、撮像部１２が位置するように、撮像部１２の位置を調整する。なお、同じインストルメントパネル２２の凹部２３の肉厚を検査する場合には、これらの調整は一度行えば足りる。
【００２１】
先ず、第１ステップとして、解析部１３で照明部１１を制御することにより、インストルメントパネル２２の凹部２３に対して高輝度の光を投射する。これと同時に、撮像部１２を制御することにより、インストルメントパネル２２の凹部２３を背面、すなわちインストルメントパネル２２の表側から撮影する。このとき、光の投射は凹部２３に対して裏面から光を投射し、凹部２３の正面から凹部２３を撮像してもよい。また、撮像する際には、できるだけインストルメントパネル２２の凹部２３を透過した光だけを撮像部１２で計測するようにすることが好ましく、そのためには、外光を弱くしておくか、遮光した室内で行うことが好ましい。また、後に撮像部１２で撮像した画像データから外光分だけ差し引くようにしてもよい。そして、撮像部１２はこの撮影結果である画像データを、配線１７を介して解析部１３へ送る。
【００２２】
図５は、撮像部１２により撮像された画像データを解析部１３のモニター１８に表示したときの画像データの一例を示す。図５に示すように、凹部２３に該当する領域（凹部該当領域）３１は照明部１１からの光が透過しており、凹部２３以外の領域（凹部不該当箇所）３２の透過光強度は凹部該当領域３１のそれと比べて小さいので、白く明るく表示されることになる。
【００２３】
次に、第２ステップとして、解析部１３での解析プログラムの実行により第１処理（ＳＴ１０１）が行われる。すなわち、第１処理部１３ａにて、画像データ上で凹部２３に該当する領域を特定するとともに、この領域内の一以上の箇所の透過光強度を求める。例えば、画像データは、ＣＣＤカメラで撮像したデータを２５６階調に変換されて、画素毎に光の明暗または濃淡が数値化されている。そこで、この画像データ中の数値化された光の明暗または濃淡で値が急激に変化する画素の位置を決定して明るい領域を求め、凹部２３に該当する領域（図５の凹部該当領域３１）を特定する。このとき、凹部２３が破線状に設けられているような場合、つまり画像データをモニター１８に表示すると凹部該当領域３１が凹部不該当領域３２で途切れるようになっているような場合には、複数の凹部該当領域３１をラインで結ぶようにして、凹部２３に該当する領域を求めても差し支えない。ここで、エアバックの動作により開裂するティアラインの部位を画像上で特定するので、凹部不該当領域３２で凹部該当領域３１を線分で結ぶようにしてもよい。この特定した領域を、画像上でのティアライン部位と呼ぶことにする。そして、この凹部該当領域３１に相当する画素毎の光の明暗または濃淡から透過光強度を求める。すなわち、画像データ中の画素毎に数値化された明暗または濃淡の度合いは光強度と対応関係にあるので、この対応関係を用いて各画素の光強度を求めることで、凹部該当領域３１内の一以上の箇所毎の透過光強度、例えばティアライン部位の各位置での透過光強度を求めることができる。
図６は、ティアライン部位の各位置に対する透過光強度を示した図である。図６に示すようなグラフを、解析部１３のモニター１８に表示するなどして、検査の利便性を図ることができる。
【００２４】
引続き、第３ステップとして、解析部１３での解析プログラムの第２処理（ＳＴ１０２）がなされる。すなわち、第２処理部１３ｂにて、第２ステップで求めた凹部該当領域３１の一以上の箇所毎の透過光の強度値から、箇所毎での肉厚の推定がなされる。例えば、予め、照明部１１からインストルメントパネル２２の凹部２３を形成した素材の厚みを変化させて、照明部１１から投射される光の透過光の強度を求めておく。この求めたデータは強度データとして解析部１３内に格納してある。
【００２５】
図７に強度データの一例を示す。図７に示すように、インストルメントパネル２２の凹部２３の素材が厚くなると、ある厚みから急激に透過光強度が減少する。ここで、検査される凹部２３の厚みの基準値、すなわち合格基準値内の厚みに対して、透過光強度が大きく変わるように、照明部１１から投射する光の強度を調整しておくのが好ましい。図７に示したような強度データから、図６に示したティアライン部位の各箇所における透過光強度をそれぞれ肉厚に換算することにより、ティアライン部位での各箇所における推定肉厚を求める。
【００２６】
最後に、第４ステップとして、解析部１３の解析プログラムの第３処理（ＳＴ１０３）がなされる。すなわち、第３処理部１３ｃにて、凹部該当領域３１内の一以上の箇所における推定肉厚、例えば、ティアライン部位の各位置での推定肉厚が、所定の合格基準値内にあるか否かを判断し、解析部１３の例えばモニター１８などへの出力がなされる。
【００２７】
上記の一連のステップを踏むことにより、インストルメントパネル２２の凹部２３を透過した光の強度を画像データとして測定し、画像データから求めた透過光強度の値を肉厚に換算した後に、換算した肉厚が所定の範囲内にあるか否かを判断して、解析部１３がモニター１８などに出力する。すなわち、先ず、ティアライン部位の全周についての画像データを瞬時に取り込み、次にこの画像データから凹部２３に該当する領域を特定し、そして特定した領域内の多数の箇所の透過光強度を求めて各透過光強度を肉厚に変換して所定の範囲内にあるかを判断することができる。よって、ティアライン部位の僅かな箇所の肉厚だけでなく、ティアライン部位の全周の多数の箇所の肉厚を検査することができる。よって、インストルメントパネル２２における凹部２３の肉厚を容易に短時間で検査することができる。
【００２８】
なお、以上の説明では、第３ステップで、ティアライン部位の各位置における透過光強度値を肉厚に換算して、第４ステップで、この換算した肉厚が所定の範囲内にあるか否かを判断するようにしているものの、これを次のようにすることもできる。すなわち、肉厚の許容範囲の上限および下限を、照明部１１から投射される光に対する透過光強度の上限および下限に、それぞれ変換しておき、第３ステップにおいて、第２ステップで求めたティアライン部位の各位置における透過光強度値が、その上限と下限内にあるか否かを判断するように手順を構成してもよい。
【００２９】
また、車両部品であるインストルメントパネル２２の凹部２３を検査対象としたが、別にこれに限定することなく、樹脂成形品などの他の車両部品、又は他の用途に用いる基材などにおける凹部の厚みを検査することもできる。
【００３０】
以上説明した本発明の実施の形態は、本発明の一例に過ぎず、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を実施するための最良の形態である、肉厚検査装置の構成図である。
【図２】（Ａ）は解析部の内部構成を示した図であり、（Ｂ）は解析部の内部構成を実現する解析プログラムのフロー図である。
【図３】測定対象の一例であるインストルメントパネルの斜視図である。
【図４】（Ａ）は図３のインストルメントパネルの裏面で、エアバックが配設される領域を示す図、（Ｂ）はＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】解析部のモニターに表示される画像データの一例を示す図である。
【図６】解析部で処理されてモニターに表示されるティアライン部位の各位置に対する透過光強度を示した図である。
【図７】インストルメントパネルの素材の厚さに対する輝度値を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０        肉厚検査装置
１１        照明部
１２        撮像部
１３        解析部
１３ａ      第１処理部
１３ｂ      第２処理部
１３ｃ      第３処理部
１４        光源
１５        電源
１６，１７  ケーブル
１８        モニター
２０        樹脂成形品
２１, ２３  凹部
２２        インストルメントパネル
２２ａ      裏面
２２ｂ      エアバック部
３１        凹部該当領域
３２        凹部不該当領域
【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７】
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【図６】
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