(57)【要約】【課題】成形を開始する前に誤判別の原因となる領域をあらかじめ抽出して登録、また、成形開始後の逐次の正常判定結果から誤判別の原因となる領域を抽出して登録しておくことによって、誤判別の発生を適切に防止することができ、成形機の動作を停止させて金型監視装置の設定を変更する必要のないようにする。【解決手段】成形機の可動金型１３又は固定金型１２の金型面の画像を取得する画像入力部６７と、該画像入力部６７によってあらかじめ取得された基準画像を格納する基準画像データベース５２と、前記画像入力部６７によって取得された判別対象画像を前記基準画像と比較して判別処理を実行し、前記判別対象画像に異常があるか否かを判別する判別処理部６１と、前記判別処理における誤判別の原因となる誤判別候補領域を格納する誤判別候補データベース５５とを有する。【選択図】図１
2005125561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）成形機の可動金型又は固定金型の金型面の画像を取得する画像入力部と、
（ｂ）該画像入力部によってあらかじめ取得された基準画像を格納する基準画像データベースと、
（ｃ）前記画像入力部によって取得された判別対象画像を前記基準画像と比較して判別処理を実行し、前記判別対象画像に異常があるか否かを判別する判別処理部と、
（ｄ）前記判別処理における誤判別の原因となる誤判別候補領域を格納する誤判別候補データベースとを有することを特徴とする金型監視装置。
【請求項２】
前記判別処理部は、前記判別対象画像における観察単位の特性値と前記基準画像における観察単位の特性値とを比較して、前記判別対象画像における観察単位毎に異常単位であるか否かを判別し、該異常単位の数、又は、該異常単位を結合した異常単位連結成分のサイズが閾値を超えた場合に前記判別対象画像に異常があると判別する請求項１に記載の金型監視装置。
【請求項３】
前記判別処理部は、前記誤判別候補領域によって前記異常単位連結成分のサイズを補正する請求項２に記載の金型監視装置。
【請求項４】
前記判別処理部は、前記判別対象画像から前記誤判別候補領域を除外して前記判別対象画像に異常があるか否かを判別する請求項１又は２に記載の金型監視装置。
【請求項５】
前記判別処理部の判別処理の結果に基づいて前記誤判別候補領域を抽出する判別後処理部を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の金型監視装置。
【請求項６】
前記判別後処理部は、抽出した前記誤判別候補領域を前記誤判別候補データベースに格納する請求項５に記載の金型監視装置。
【請求項７】
前記判別後処理部は、前記成形機の成形前の誤判別を誘因する動作が実行される誤判別学習において実行された前記判別処理部の判別処理の結果に基づいて前記誤判別候補領域を抽出する請求項５又は６に記載の金型監視装置。
【請求項８】
前記判別後処理部は、前記成形機の成形中に実行された前記判別処理部の判別処理の結果に基づいて前記誤判別候補領域を抽出する請求項５又は６に記載の金型監視装置。
【請求項９】
（ａ）画像入力部が成形機の可動金型又は固定金型の金型面の画像を取得し、
（ｂ）前記画像入力部によってあらかじめ取得された基準画像を基準画像データベースに格納し、
（ｃ）判別処理部が、前記画像入力部によって取得された判別対象画像をあらかじめ取得された基準画像と比較して判別処理を実行し、前記判別対象画像に異常があるか否かを判別し、
（ｄ）判別後処理部が、前記判別処理部の判別処理の結果に基づいて前記誤判別候補領域を抽出し、判別処理における誤判別の原因となる前記誤判別候補領域を誤判別候補データベースに格納することを特徴とする金型監視方法。
【請求項１０】
前記判別対象画像を取得する際、金型を静止した状態で周囲の環境を変化させて前記判別対象画像を取得する請求項９に記載の金型監視方法。
【請求項１１】
前記判別対象画像を取得する際、金型を静止した状態で金型の可動部の位置を変化させて前記判別対象画像を取得する請求項９に記載の金型監視方法。
【請求項１２】
（ａ）金型監視のためにコンピュータを、
（ｂ）成形機の可動金型又は固定金型の画像を取得する画像入力部と、
（ｃ）該画像入力部によってあらかじめ取得された基準画像を格納する基準画像データベースと、
（ｄ）前記画像入力部によって取得された判別対象画像を前記基準画像と比較して判別処理を実行し、前記判別対象画像に異常があるか否かを判別する判別処理部と、
（ｅ）前記判別処理における誤判別の原因となる誤判別候補領域を格納する誤判別候補データベースとして機能させる金型監視プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型監視装置、方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出成形機のような成形機においては、加熱シリンダ内においてスクリュを前進させ、加熱され、溶融させられた樹脂を高圧で射出して金型装置のキャビティ内に充填（てん）し、該キャビティ内において樹脂を冷却し、固化させることによって成形品を成形するようになっている。そして、撮像装置によって前記成形機における金型装置の画像を取得して成形中の金型を監視する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この場合、撮像装置によって取得した金型装置の画像に基づいて、型開の時点で可動金型の金型面上に成形品が存在することを確認したり、可動金型の金型面上にある成形品の良否の判別や形状の計測を行ったり、また、エジェクタピンの突き出し完了時点で可動金型の金型面上から成形品が取り除かれたことを確認したりするようになっている。例えば、エジェクタピンの突き出し完了時点で可動金型の金型面上から成形品が取り除かれたことを確認する場合、エジェクタピンの突き出し完了時点で取得した金型装置の画像、すなわち、判別対象画像をあらかじめ取得して記憶手段に格納されている基準画像と比較して、判別対象画像に異常があるか否か、すなわち、画像異常ありか否かを判別するようになっている。そして、画像異常ありと判別したときは、エジェクタピンの突き出し完了時点で可動金型の金型面上から成形品が取り除かれていない、すなわち、成形異常が発生したと判別して、成形機の動作を停止させたり、警報を出力したりすることができる。
【特許文献１】特開２００２−１１７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の金型監視装置においては、画素毎に判別対象画像と基準画像との輝度を比較して、輝度の差が所定値以上である異常画素の数をカウントし、該異常画素の数が閾（しきい）値を超えた場合に画像異常ありと判別するようになっている。そのため、実際には成形異常が発生していないにもかかわらず、成形異常が発生したと判別する、いわゆる、誤判別が発生してしまう。
【０００５】
一般に、キャビティの形状は複雑であり、キャビティの場所によっては、同一の条件下で撮像装置によって金型装置の画像を取得しても、その度に何らかの原因でキャビティの複雑な面からの反射光が変化し、画素の輝度が変化してしまう部位がある。この場合、成形が正常に行われていても、異常画素の数が閾値を超えて画像異常ありと判別されるので、成形異常が発生したと判別され、誤判別が発生してしまう。そして、誤判別が発生すると、成形が正常に行われているにもかかわらず、成形機の動作が停止させられたり、警報が出力されたりするので、成形機のスループットが低下してしまう。
【０００６】
もっとも、金型装置において画素の輝度が変化してしまう部位、すなわち、誤判別の原因となる領域は、ほぼ一定であり、再現性が高い。そのため、オペレータの経験に基づいてあらかじめ前記領域を金型監視範囲から除外したり、成形中の金型を監視中に判別対象画像異常ありと判別されたときに異常画素を金型監視範囲から除外したりすることによって、誤判別の発生を防止することが考えられる。しかし、誤判別の原因となる領域を適切に設定するためには豊富な経験が必要であり、前記領域を不適切に設定した場合には、実際に成形異常が発生しても、画像異常ありと判別されず、成形異常が発生したと判別されなくなってしまう。また、成形中の金型を監視中に判別対象画像異常ありと判別されたときに異常画素を金型監視範囲から除外するためには、成形機の動作を停止させて金型監視装置の設定を変更する必要があり、成形機のスループットが低下してしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来の金型監視装置の問題点を解決して、成形を開始する前に誤判別の原因となる領域をあらかじめ抽出して登録、また、成形開始後の逐次の正常判定結果から誤判別の原因となる領域を抽出して登録しておくことによって、誤判別の発生を適切に防止することができ、成形機の動作を停止させて金型監視装置の設定を変更する必要のない金型監視装置、方法及びプログラム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】
【０００８】
そのために、本発明の金型監視装置においては、成形機の可動金型又は固定金型の金型面の画像を取得する画像入力部と、該画像入力部によってあらかじめ取得された基準画像を格納する基準画像データベースと、前記画像入力部によって取得された判別対象画像を前記基準画像と比較して判別処理を実行し、前記判別対象画像に異常があるか否かを判別する判別処理部と、前記判別処理における誤判別の原因となる誤判別候補領域を格納する誤判別候補データベースとを有する。
【０００９】
本発明の他の金型監視装置においては、さらに、前記判別処理部は、前記判別対象画像における観察単位の特性値と前記基準画像における観察単位の特性値とを比較して、前記判別対象画像における観察単位毎に異常単位であるか否かを判別し、該異常単位の数、又は、該異常単位を結合した異常単位連結成分のサイズが閾値を超えた場合に前記判別対象画像に異常があると判別する。
【００１０】
本発明の更に他の金型監視装置においては、さらに、前記判別処理部は、前記誤判別候補領域によって前記異常単位連結成分のサイズを補正する。
【００１１】
本発明の更に他の金型監視装置においては、さらに、前記判別処理部は、前記判別対象画像から前記誤判別候補領域を除外して前記判別対象画像に異常があるか否かを判別する。
【００１２】
本発明の更に他の金型監視装置においては、さらに、前記判別処理部の判別処理の結果に基づいて前記誤判別候補領域を抽出する判別後処理部を有する。
【００１３】
本発明の更に他の金型監視装置においては、さらに、前記判別後処理部は、抽出した前記誤判別候補領域を前記誤判別候補データベースに格納する。
【００１４】
本発明の更に他の金型監視装置においては、さらに、前記判別後処理部は、前記成形機の成形前の誤判別を誘因する動作が実行される誤判別学習において実行された前記判別処理部の判別処理の結果に基づいて前記誤判別候補領域を抽出する。
【００１５】
本発明の更に他の金型監視装置においては、さらに、前記判別後処理部は、前記成形機の成形中に実行された前記判別処理部の判別処理の結果に基づいて前記誤判別候補領域を抽出する。
【００１６】
本発明の金型監視方法においては、画像入力部が成形機の可動金型又は固定金型の金型面の画像を取得し、前記画像入力部によってあらかじめ取得された基準画像を基準画像データベースに格納し、判別処理部が、前記画像入力部によって取得された判別対象画像をあらかじめ取得された基準画像と比較して判別処理を実行し、前記判別対象画像に異常があるか否かを判別し、判別後処理部が、前記判別処理部の判別処理の結果に基づいて前記誤判別候補領域を抽出し、判別処理における誤判別の原因となる前記誤判別候補領域を誤判別候補データベースに格納する。
【００１７】
本発明の他の金型監視方法においては、さらに、前記判別対象画像を取得する際、金型を静止した状態で周囲の環境を変化させて前記判別対象画像を取得する。
【００１８】
本発明の更に他の金型監視方法においては、さらに、前記判別対象画像を取得する際、金型を静止した状態で金型の可動部の位置を変化させて前記判別対象画像を取得する。
【００１９】
本発明の金型監視プログラムにおいては、金型監視のためにコンピュータを、成形機の可動金型又は固定金型の画像を取得する画像入力部と、該画像入力部によってあらかじめ取得された基準画像を格納する基準画像データベースと、前記画像入力部によって取得された判別対象画像を前記基準画像と比較して判別処理を実行し、前記判別対象画像に異常があるか否かを判別する判別処理部と、前記判別処理における誤判別の原因となる誤判別候補領域を格納する誤判別候補データベースとして機能させる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、金型監視装置は、成形機の可動金型又は固定金型の金型面の画像を取得する画像入力部と、該画像入力部によってあらかじめ取得された基準画像を格納する基準画像データベースと、前記画像入力部によって取得された判別対象画像を前記基準画像と比較して判別処理を実行し、前記判別対象画像に異常があるか否かを判別する判別処理部と、前記判別処理における誤判別の原因となる誤判別候補領域を格納する誤判別候補データベースとを有する。
【００２１】
この場合、成形を開始する前に誤判別の原因となる領域をあらかじめ抽出して登録、また、成形を開始後においても誤判別の原因となる領域を逐次抽出して登録しておくことができるので、誤判別の発生を適切に防止することができ、また、成形機の動作を停止させて金型監視装置の設定を変更する必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の金型監視装置はいかなる種類の成形機にも適用することができるものであるが、ここでは射出成形機に適用した場合について説明する。
【００２３】
図２は本発明の第１の実施の形態における成形機の概略図、図３は本発明の第１の実施の形態における成形機に適用した金型監視装置の機器構成を示すブロック図である。
【００２４】
図２において、１０は成形機としての射出成形機である。そして、１７はフレーム、１１は該フレーム１７に固定された固定金型支持装置としての固定プラテン、１５は該固定プラテン１１との間に所定の距離を置いて、前記フレーム１７に対して移動可能に配設されたベースプレートとしてのトグルサポートである。該トグルサポート１５はトグル式型締装置支持装置として機能する。また、１６は前記固定プラテン１１とトグルサポート１５との間に架設された複数、例えば、四本のガイド手段としてのタイバーである。
【００２５】
そして、１４は前記固定プラテン１１と対向して配設され、前記タイバー１６に沿って進退（図２における左右方向に移動）可能に配設された可動金型支持装置としての可動プラテンである。また、前記射出成形機１０は固定金型１２及び可動金型１３から成る金型装置を有する。そして、前記固定プラテン１１における可動プラテン１４と対向する金型取り付け面には、固定金型１２が取り付けられ、前記可動プラテン１４における前記固定プラテン１１と対向する金型取り付け面には可動金型１３が取り付けられる。
【００２６】
なお、前記可動プラテン１４の後端 (図２における左端) には図示されないエジェクタ装置のエジェクタピンを移動させるための駆動装置を取り付けるようにしてもよい。
【００２７】
そして、前記可動プラテン１４とトグルサポート１５との間には、射出成形機１０のトグル式型締装置としてのトグル機構２０が取り付けられ、前記トグルサポート１５の後端（図２における左端）には前記トグル機構２０を作動させる型締用駆動源としての型締モータ２６が配設される。そして、該型締モータ２６は、回転運動を往復運動に変換するボールねじ機構等から成る図示されない運動方向変換装置を備え、駆動軸２５を進退（図２における左右方向に移動）させることによって、トグル機構２０を作動させることができる。
【００２８】
ここで、該トグル機構２０は、前記駆動軸２５に取り付けられたクロスヘッド２４、該クロスヘッド２４に揺動可能に取り付けられた第２トグルレバー２３、前記トグルサポート１５に揺動可能に取り付けられた第１トグルレバー２１、及び、前記可動プラテン１４に揺動可能に取り付けられたトグルアーム２２から成る。そして、前記第１トグルレバー２１と第２トグルレバー２３との間、及び、第１トグルレバー２１とトグルアーム２２との間が、それぞれ、リンク結合される。なお、前記トグル機構２０は、いわゆる、内巻き五節点ダブルトグル機構であり、上下が対称の構成を有する。
【００２９】
そして、前記型締モータ２６が駆動して、被駆動部材としてのクロスヘッド２４を進退（図２における左右方向に移動）させることによって、トグル機構２０を作動させることができる。これにより、可動金型１３が固定金型１２に対して移動し、型閉、型締及び型開が行われる。すなわち、前記クロスヘッド２４を前進（図２における右方向に移動）させると、可動プラテン１４及び可動金型１３が前進させられ、型閉及び型締が行われる。また、前記クロスヘッド２４を後退（図２における左方向に移動）させると、可動プラテン１４及び可動金型１３が後退させられ、型開が行われる。なお、前記型締モータ２６による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、該型締力によって型締が行われる。
【００３０】
また、前記トグルサポート１５には、図示されないタイバー挿通孔（こう）が複数、例えば、四つ形成され、前記タイバー１６の図２における左端が、それぞれの前記タイバー挿通孔に挿入される。なお、前記タイバー１６の図示されない右端は、固定ナット１６ａによって前記固定プラテン１１に固定されている。そして、前記タイバー１６は、図２における左端の外周にねじが形成されたねじ部１６ｂを有し、調整ナット２７がそれぞれのタイバー１６のねじ部１６ｂに螺（ら）合される。なお、前記調整ナット２７は、トグルサポート１５の後端に回転可能に、かつ、タイバー１６の軸方向に移動不能に取り付けられる。
【００３１】
また、図３において、３０は射出成形機１０の射出装置であり、先端 (図３における左端) に射出ノズル３２を備える加熱シリンダ３１を有する。さらに、該加熱シリンダ３１には、樹脂ペレット等の原料樹脂を加熱シリンダ３１内に投入するための原料ホッパ３４が取り付けられている。また、前記加熱シリンダ３１内には、スクリュが回転可能に、かつ、進退可能に配設されている。そして、前記加熱シリンダ３１の後方 (図３における右方) には、前記スクリュを加熱シリンダ３１内で回転させるとともに前進又は後退（図３における左方向又は右方向に移動）させるための射出駆動装置３３が配設されている。
【００３２】
そして、計量工程においては、射出駆動装置３３が駆動してスクリュを回転させて樹脂をスクリュの前方に溜（た）めることによって、該スクリュが所定の位置まで後退する。このとき、原料ホッパ３４から供給された原料樹脂は、加熱シリンダ３１内において加熱され、溶融させらてスクリュの前方（図３における左方）に溜められた樹脂の圧力によって、スクリュは後退させられる。
【００３３】
続いて、射出工程においては、加熱シリンダ３１の先端の射出ノズル３２が固定プラテン１１のノズル挿入孔１１ａ内に挿入されて固定金型１２に押し付けられる。そして、射出駆動装置３３が駆動してスクリュが前進させられる。なお、射出工程の前に型閉が行われ、固定金型１２の金型面に可動金型１３の金型面が当接した状態になっている。そのため、固定金型１２のキャビティ１２ａと可動金型１３のキャビティ１３ａとによって成形品の形状に対応する形状のキャビティ空間が形成される。この状態において、前記スクリュが前進することによって、該スクリュの前方に溜められた樹脂は、射出ノズル３２から射出され、固定金型１２内に形成されたスプルー１２ｂを通って前記キャビティ空間内に充填される。
【００３４】
そして、型締が行われた後、前記キャビティ空間内の樹脂がある程度冷却して固化され、成形品が成形されると、可動プラテン１４及び可動金型１３が後退させられ、型開が行われる。なお、前記可動プラテン１４は、成形品を可動金型１３の金型面から突き出す、すなわち、エジェクトするためのエジェクタ装置を備える。そして、１ショットの成形工程において、金型装置が型開されると、成形品は可動金型１３の金型面のキャビティ１３ａに付着しているので、前記エジェクタ装置が作動して、エジェクタピンをキャビティ１３ａの面から突出させて、該面に付着している成形品をエジェクトして離型させるようになっている。なお、前記キャビティ１２ａ及びキャビティ１３ａは、それぞれ、単数であってもよいし、複数であってもよい。複数の場合には、１ショットの成形工程で複数の成形品を成形することができる。
【００３５】
本実施の形態においては、撮像装置４１が取り付けブラケット４１ａを介して前記固定プラテン１１の上部に取り付けられ、可動金型１３のキャビティ１３ａを含む金型面の画像を取得するようになっている。なお、前記撮像装置４１は、固定金型１２の上方から可動金型１３の金型面の画像を取得することができる位置に配設されていれば、いかなる部材に取り付けられていてもよく、固定金型１２の上部に取り付けられていてもよい。そして、前記撮像装置４１は、望ましくは防水処理が施された筐（きょう）体を有し、該筐体は、レンズ、及び、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子又は撮像管等を備えている。なお、前記撮像装置４１は、静止画像又は動画像を取得することができるものであれば、いかなる種類のものであってもよく、例えば、工業用カメラ、監視カメラ等であってもよい。そして、前記撮像装置４１は、可動金型１３の金型面の少なくともキャビティ１３ａを含む範囲を撮像範囲、すなわち、視野範囲とするように配設され、型開が行われた状態における可動金型１３の金型面の画像を取得するようになっている。
【００３６】
また、前記撮像装置４１の近傍には、図３に示されるように、照明ユニット４２が配設されている。該照明ユニット４２は、ランプフォルダに取り付けられたハロゲンランプ等のランプを備え、図示されない固定ブラケットを介して固定プラテン１１の上部、固定金型１２の上部等に固定され、該固定金型１２の上方から可動金型１３の金型面を照射するようになっている。
【００３７】
そして、本実施の形態における金型監視装置は制御装置４０を有する。該制御装置４０は、制御用基板４３、Ｉ／Ｏ基板４４、Ｉ／Ｏ変換基板４５、画像処理用基板４６、表示切り換え器４７及び表示装置４８を有する。ここで、前記制御用基板４３は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段等の金型監視装置の動作全般及び射出成形機１０の動作を制御するための制御機器が実装されたマザーボード、ドータボード等から成る基板である。
【００３８】
また、前記Ｉ／Ｏ基板４４は、入出力インターフェイス、ネットワークカード、通信装置等を備え、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチパネル等の入力装置が接続される基板であり、前記制御用基板４３への入力信号の入力処理及び前記制御用基板４３からの出力信号の出力処理、すなわち、前記制御用基板４３のイン−アウト（Ｉｎ−Ｏｕｔ：Ｉ／Ｏ）処理を実行する。
【００３９】
さらに、前記Ｉ／Ｏ変換基板４５は、演算手段、記憶手段等が実装された基板であり、前記制御用基板４３からＩ／Ｏ基板４４を介して出力された出力信号を画像信号に変換して画像処理用基板４６に入力する。また、前記Ｉ／Ｏ変換基板４５は、画像処理用基板４６から出力された画像信号を通常の入力信号に変換し、Ｉ／Ｏ基板４４を介して制御用基板４３に入力する。すなわち、前記Ｉ／Ｏ変換基板４５は、制御用基板４３と画像処理用基板４６との間における入出力信号の変換処理を実行する。
【００４０】
そして、前記画像処理用基板４６は、画像処理用の演算手段、ＶＲＡＭ等の画像処理用の記憶手段等が実装された基板であり、前記撮像装置４１から受信した画像信号の画像処理、並びに、Ｉ／Ｏ基板４４及びＩ／Ｏ変換基板４５を介して受信した制御用基板４３からの出力信号の画像処理を実行する。また、前記表示切り換え器４７は、Ｉ／Ｏ基板４４を介して受信した制御用基板４３からの出力信号と画像処理用基板４６からの画像信号とを切り換えて、表示装置４８に出力する。さらに、該表示装置４８は、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイ等を備え、表示切り換え器４７を介して受信した制御用基板４３からの出力信号及び画像処理用基板４６からの画像信号を表示する。なお、前記表示装置４８はカラー表示可能なものであることが望ましい。
【００４１】
このように、前記制御装置４０は、一種のコンピュータであり、前記撮像装置４１が取得した画像、すなわち、判別対象画像の画像処理を行い、記憶手段にあらかじめ格納され登録された基準画像と比較して、前記判別対象画像が正常か否かを判断することができる。なお、前記制御装置４０は、独立して構成されたものであってもよいし、他の制御装置等と一体的に構成されたものであってもよい。例えば、射出成形機１０の制御装置に構築された複数のシステムの中の１つであってもよい。
【００４２】
本実施の形態において、前記撮像装置４１は、金型装置が型開されたことを示す信号を射出成形機１０の制御装置等から取得して、金型装置が型開された時点における可動金型１３の金型面を撮像する。前記金型装置が型開された時点において、成形品は可動金型１３の金型面のキャビティ１３ａに付着しており、また、前記可動金型１３の金型面の少なくともキャビティ１３ａを含む範囲が前記撮像装置４１の視野範囲となっているので、成形された成形品の画像が前記撮像装置４１によって取得される。
【００４３】
ここで、前記制御装置４０は、前記撮像装置４１が取得した成形品の画像を判別対象画像として画像処理を行い、記憶手段にあらかじめ格納され登録された成形品の基準画像と比較し、例えば、成形品良否判別を行う場合、成形された成形品にバリやショートが発生しているか否かを判別することができる。そして、成形工程において、溶融樹脂が漏れ出してバリが発生していたり、溶融樹脂が不足してショートが発生していたりすれば不良品、そうでなければ、良品であると判別する。また、例えば、成形品に付属するスプルー部の傾きを画像処理によって数値化して成形品の反り具合を判別して、成形品良否判別を行ってもよい。この場合、スプルー部の傾きが所定値以上であれば、反り具合が大きいので不良品、そうでなければ、良品であると判別する。
【００４４】
そして、不良品であると判別した場合、前記制御装置４０は表示装置４８に、不良品である旨を表示する。なお、制御装置４０がスピーカ等の音声出力手段を備える場合には、警告音を発生するようにしてもよい。また、射出成形機１０が成形品の取り出し装置を有する場合、前記制御装置４０の不良品であるとの判別結果を射出成形機１０の制御装置に送信し、該制御装置に成形品の取り出し装置を作動させて、不良品と判別された成形品を除去させるようにすることもできる。
【００４５】
さらに、前記制御装置４０は、成形品が固定金型１２又は可動金型１３に残留していないことを確認するための成形品残留判別を行うことができる。この場合、前記制御装置４０は、前記金型装置が型開された時点において前記撮像装置４１が取得した可動金型１３における金型面の画像を判別対象画像として画像処理を行い、可動金型１３のすべてのキャビティ１３ａに成形品が付着しているか否かを判別する。そして、いずれかのキャビティ１３ａに成形品が付着していない場合、成形品が固定金型１２に残留していると判別する。また、前記制御装置４０は、前記エジェクタ装置が作動した直後の時点において前記撮像装置４１が取得した可動金型１３における金型面の画像を判別対象画像として画像処理を行い、すべてのキャビティ１３ａから成形品がエジェクトされているか否かを判別する。そして、いずれかのキャビティ１３ａから成形品がエジェクトされていない場合、成形品が可動金型１３に残留していると判別する。
【００４６】
成形品が固定金型１２又は可動金型１３に残留している場合、次のショットの成形を行うと、前記成形品が破損したり不良品が発生したりするだけでなく、金型装置が破損してしまう恐れがある。そこで、成形品が固定金型１２又は可動金型１３に残留していると判別した場合、前記制御装置４０は表示装置４８に、成形品が残留している旨を表示する。なお、制御装置４０がスピーカ等の音声出力手段を備える場合には、警告音を発生するようにしてもよい。また、前記制御装置４０の成形品が残留しているとの判別結果を射出成形機１０の制御装置に送信し、該制御装置に射出成形機１０の動作を停止させるようにすることもできる。
【００４７】
次に、本実施の形態における制御装置４０の構成を詳細に説明する。ここでは、制御装置４０が射出成形機１０の制御装置としても機能するものとして説明する。
【００４８】
図１は本発明の第１の実施の形態における金型監視装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【００４９】
本実施の形態において、制御装置４０は、機能の観点から図１に示されるように、各種のデータを記憶する記憶部５０、各種の処理を実行する演算部６０及び射出成形機１０の制御装置として機能する成形機制御部６３を有する。さらに、前記制御装置４０には、画像、文字等の各種の情報を表示する表示部６６、可動金型１３における金型面の画像等の画像を入力する画像入力部６７、判別に必要な設定値等の各種の設定情報を入力する設定入力部６８、及び、射出成形機１０の動作を指示する動作指示部６９が接続されている。なお、前記表示装置４８は表示部６６に対応し、撮像装置４１は画像入力部６７に対応し、Ｉ／Ｏ基板４４に接続されるキーボード、マウス、ジョイスティック、タッチパネル等の入力装置は設定入力部６８及び動作指示部６９に対応する。
【００５０】
そして、前記記憶部５０は、画像入力部６７によって入力された画像を格納する入力画像データベース５１、及び、設定入力部６８によって入力された設定情報を格納する設定情報データベース５４を有する。さらに、前記入力画像データベース５１は、あらかじめ撮像装置４１によって取得された基準画像を格納する基準画像データベース５２、及び、撮像装置４１によって取得された判別対象画像等の画像を格納する撮像画像データベース５３を備える。また、前記設定情報データベース５４は、判別処理における誤判別の原因となる誤判別候補領域を格納する誤判別候補データベース５５、感度に関する設定情報を格納する感度データベース５６、監視範囲に関する設定情報を格納する監視範囲データベース５７、及び、判別サイズに関する設定情報を格納する判別サイズデータベース５８を備える。
【００５１】
そして、前記演算部６０は、判別処理を実行する判別処理部６１、及び、誤判別学習等の判別後の処理を実行する判別後処理部６２を備える。この場合、前記判別処理部６１は、撮像装置４１によって取得された判別対象画像を基準画像と比較して判別処理を実行し、前記判別対象画像に異常があるか否かを判別し、また、前記判別後処理部６２は、前記判別処理部６１の判別処理の結果に基づいて誤判別候補領域を抽出し、該誤判別候補領域を誤判別候補データベース５５に格納する。また、前記成形機制御部６３は、射出成形機１０の各部に配設されたセンサから型開動作が完了したこと、エジェクタピンの突出動作が完了したこと等を示すタイミング信号が入力されるタイミング信号入力部６４、及び、射出成形機１０の各部のモータ等の駆動源に対して、型閉動作が開始可能であること、エジェクタピンの突出動作が可能であること等を示すタイミング信号を出力するタイミング信号出力部６５を備える。
【００５２】
次に、前記構成の金型監視装置の動作について説明する。まず、判別対象画像に異常があるか否かを判別するための基本的な動作について説明する。
【００５３】
図４は本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面であり成形品が付着している状態を示す図、図５は本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面であり成形品を離型させた状態を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における図４のＡ部の領域の輝度を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像の異常単位連結成分のサイズを算出する方法を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像の異常を判別する動作を示すフローチャートである。
【００５４】
射出成形機１０の１ショットの成形工程において、成形品が成形されると、可動プラテン１４及び可動金型１３が後退させられ、型開が行われる。そして、該可動金型１３が最も後退した位置で停止すると、射出成形機１０のセンサから型開動作が完了したことを示すタイミング信号がタイミング信号入力部６４に入力される。すると、撮像装置４１が、図４に示されるような可動金型１３のキャビティ１３ａを含む金型面の画像を取得する。この場合、該可動金型１３のキャビティ１３ａには、図４に示されるように、成形品７１が付着している。なお、図４において、１３ｂはガイドピンが挿入される孔を示している。そして、取得された前記画像は、判別対象画像として撮像画像データベース５３に格納される。
【００５５】
続いて、エジェクタ装置が作動して、エジェクタピンをキャビティ１３ａの面から突出させて、該面に付着している成形品７１をエジェクトして離型させる。そして、射出成形機１０のセンサからエジェクタピンの突出動作が完了したことを示すタイミング信号がタイミング信号入力部６４に入力される。すると、撮像装置４１が、図５に示されるような可動金型１３のキャビティ１３ａを含む金型面の画像を取得する。なお、図５において、１３ｃはエジェクタピンが突出する孔を示している。この場合、前記可動金型１３のキャビティ１３ａには、図５に示されるように、何も付着していない。この場合も、取得された前記画像は、判別対象画像として撮像画像データベース５３に格納される。
【００５６】
そして、制御装置４０は、型開動作が完了した時点での判別対象画像、及び／又は、エジェクタピンの突出動作が完了した時点での判別対象画像を、あらかじめ撮像装置４１によって取得されて基準画像データベース５２に格納されている基準画像とそれぞれ比較して、判別対象画像に異常があるか否か、すなわち、画像異常の有無を判別する。
【００５７】
ここで、撮像装置４１が取得する画像は、デジタル化されて複数の画素から構成されるデジタル画像となっている。例えば、横長の画像の場合、横が６４０の画素、縦が４８０の画素に分割され、３０７２００の画素から構成される。すなわち、画素数が３０７２００である。そして、判別処理部６１は、判別対象画像における所定の範囲を監視範囲として設定し、該監視範囲に含まれる画素の特性値を、基準画像の監視範囲に含まれる画素の特性値と比較する。前記監視範囲は、例えば、図４で示される範囲である。また、画素の特性値は、いかなる種類のものであってもよいが、ここでは明るさを示す輝度を特性値として使用する場合について説明する。
【００５８】
この場合、判別対象画像における監視範囲内のＡ部に含まれる画素は、例えば、図６に示されるような輝度を有している。図６において縦軸には、縦方向（ｙ方向）の番地が１７６〜１８５まで付与され、横軸には、横方向（ｘ方向）の番地が２４８〜２５８まで付与されている。そして、各枠が画素に対応し、各枠内の数字が各画素の輝度を示している。なお、輝度は、黒を０、白を２５５として、２５６段階で表示される。
【００５９】
そして、判別処理部６１は、各画素を観察単位とし、判別対象画像における観察単位の輝度と、基準画像における対応する観察単位の輝度との差が異常単位判別用閾値以上である場合、前記判別対象画像における観察単位を異常単位と判別する。ここで、前記異常単位判別用閾値はあらかじめ設定されている。なお、後述されるように、隣接する複数の画素をまとめて、複数の画素から成る観察単位を構成し、判別対象画像における前記観察単位の輝度を基準画像における対応する観察単位の輝度との差が異常単位判別用閾値以上である場合、前記判別対象画像における観察単位を異常単位と判別するようにしてもよい。
【００６０】
続いて、前記判別処理部６１は、異常単位の周辺の観察単位も異常単位であるか判別し、異常単位である場合には結合する。すなわち、図７（ａ）に示されるハッチングが施された観察単位が異常単位である場合、その周辺の１〜８の番号が付与された観察単位も異常単位であるか否かを判別し、異常単位である場合にはハッチングが施された観察単位を結合して異常単位連結成分を作成する。続いて、前記判別処理部６１は、異常単位連結成分のサイズが成分サイズ判別用閾値を超えた場合に、判別対象画像に異常がある、すなわち、画像異常ありと判別する。なお、前記成分サイズ判別用閾値の値は、あらかじめオペレータによって設定入力部６８から入力され、判別サイズデータベース５８に格納されている。例えば、図７（ｂ）に示される例において、ハッチングが施された観察単位が異常単位である場合、異常単位連結成分のサイズは、左上から右下に向かって、２、１、１及び１６である、したがって、成分サイズ判別用閾値が１６未満であれば、図７（ｂ）に示される例は、画像異常ありと判別される。
【００６１】
なお、前記判別処理部６１は、異常単位連結成分を作成せずに、異常単位の数に基づいて判別対象画像に異常があるか否かを判別してもよい。この場合、前記判別処理部６１は、異常単位の数があらかじめ設定された異常単位閾値を超えると、判別対象画像に異常がある、すなわち、画像異常ありと判別する。なお、前記異常単位閾値の値は、あらかじめオペレータによって設定入力部６８から入力され、判別サイズデータベース５８に格納されている。
【００６２】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１  タイミング信号がタイミング信号入力部６４に入力される。
ステップＳ２  撮像装置４１が可動金型１３のキャビティ１３ａを含む金型面の画像を撮像する。
ステップＳ３  判別処理部６１は、各画素を観察単位として構成する。
ステップＳ４  観察単位毎に判別を行う。
ステップＳ５  異常単位数を算出又は異常単位連結成分サイズを作成する。
ステップＳ６  異常単位数が異常単位閾値を超えたか否か、又は、異常単位連結成分サイズ判別用閾値を超えたか否かを判断する。異常単位数が異常単位閾値を超えた場合、又は、異常単位連結成分サイズ判別用閾値を超えた場合はステップＳ７に進み、異常単位数が異常単位閾値を超えない場合、又は、異常単位連結成分サイズ判別用閾値を超えない場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ７  画像異常ありと判別し、処理を終了する。
ステップＳ８  画像異常なしと判別し、処理を終了する。
【００６３】
次に、誤判別候補領域をあらかじめ抽出して登録する誤判別学習の動作について説明する。
【００６４】
図９は本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像の画素をまとめて観察単位を構成する方法を示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像のバッファの変化を示す図である。
【００６５】
本実施の形態においては、実際には成形異常が発生していないにもかかわらず、成形異常が発生したと判別する、いわゆる、誤判別が発生してしまうことを防止するために、判別後処理部６２が、判別処理部６１が実行する判別処理における誤判別の原因となりやすい領域を誤判別候補領域として抽出し、誤判別候補データベース５５に格納するようになっている。通常、誤判別の原因となりやすい領域は、射出成形機１０の周囲の光が可動金型１３の金型面で正反射して撮像装置４１に入射する領域、並びに、時間的又は周期的に変化する金型装置のガイドピン、エジェクタピン等の可動部の輪郭及び内部の領域である。
【００６６】
そこで、本実施の形態においては、射出成形機１０が実際の成形を行う前に、すなわち、実際の金型監視を行う前に、誤判別学習を行うようになっている。該誤判別学習においては、誤判別を誘因する動作を実行しながら判別処理部６１が画像異常ありか否かを判別し、判別結果に基づいて、判別後処理部６２が画像異常の原因となる領域を抽出し、誤判別候補領域として誤判別候補データベース５５に格納する。
【００６７】
ここで、判別処理部６１及び判別後処理部６２は、判別対象画像と基準画像とを比較する際に、隣接する複数の画素をまとめて、複数の画素から成る観察単位を構成する場合について説明する。例えば、図９（ａ）に示されるような横が６４０の画素、縦が４８０の画素に分割された判別対象画像の隣接する２×２、すなわち、４つの画素をまとめて１つの観察単位を構成して、再分割することで、図９（ｂ）に示されるような再分割後の判別対象画像を得ることができる。また、隣接する４つの画素の輝度の平均値をまとめた後の観察単位の輝度の値とする。なお、図９（ａ）は撮像装置４１が取得したデジタル画像の画素の状態を示し、図９（ｂ）は横が３２０の観察単位、縦が２４０の観察単位に分割された再分割後の判別対象画像を示している。また、図９（ａ）は画素の一部が省略されて描かれ、図９（ｂ）は観察単位の一部が省略されて描かれている。
【００６８】
この場合、基準画像も、図９（ｂ）に示されるような再分割後の判別対象画像と同様に、横が３２０の観察単位、縦が２４０の観察単位に分割された状態となる。また、誤判別候補データベース５５に格納される誤判別候補領域も同様である。このように、隣接する複数の画素をまとめて、複数の画素から成る観察単位を構成することによって、判別対象画像及び基準画像の観察単位の数を減少することができるので、判別処理部６１が画像異常ありか否かを判別するための処理負担を低減することができる。そのため、前記判別のための処理時間を短縮することができる。なお、高い分解能に基づく高度な判別を必要とする場合には、再分割をしないことが望ましい。
【００６９】
まず、実際の金型監視を行う前に、可動金型１３が最も後退した位置で停止させ、該可動金型１３が静止している状態で誤判別学習を行う。この場合、誤判別を誘因する動作を繰り返し実行しながら、撮像装置４１が可動金型１３の金型面の画像を複数回繰り返して取得し、取得された複数の画像のそれぞれを判別対象画像として、判別処理部６１が異常単位を判別する。ここで、前記誤判別を誘因する動作は、例えば、オペレータが射出成形機１０が配設されている場所の天井照明を繰り返しオン−オフさせることによって、周囲の光を変動させる動作である。なお、遮光部材を使用して、金型装置を周囲の光から遮る動作を繰り返して行ってもよい。
【００７０】
そして、判別後処理部６２は、判別処理部６１が判別した異常単位を、順次、バッファメモリに加算して蓄積し、所定回数の判別後の蓄積結果に基づいて誤判別候補領域を抽出し、誤判別候補データベース５５に格納する。図１０を参照して、より詳細に説明すると、例えば、一回目の判別対象画像に基づいて判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果が図１０（ａ−１）であるとする。ここでは、数値１が付与されている観察単位、すなわち、ｘ−ｙで示される番地が２−２、３−２及び４−２の観察単位が異常単位であることを示している。そして、判別後処理部６２は、判別処理部６１が判別した異常単位をバッファメモリに加算する。なお、数値が示されていない観察単位の備える数値は０であるとする。
【００７１】
ここで、前記バッファメモリは、図１０（ｂ−１）に示されるように、判別対象画像と同一の数の観察単位から構成される。また、前記バッファメモリの初期状態は、何もデータが格納されていないもの、すなわち、すべての観察単位には数字が入っていないものとする。なお、数値が示されていない観察単位の備える数値は０であるとする。そして、図１０（ａ−１）に示されるような判別処理部６１が判別した異常単位をバッファメモリに加算されると、該バッファメモリは、図１０（ｂ−１）に示されるようになる。この場合、初期状態のバッファメモリではすべての観察単位には数字が入っていないので、異常単位が加算された図１０（ｂ−１）に示されるバッファメモリは、図１０（ａ−１）に示される結果をコピーしたものとなっている。
【００７２】
次に、二回目の判別対象画像に基づいて判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果が図１０（ａ−２）であるとする。この場合、番地が２−２の観察単位だけが異常単位である。そして、判別後処理部６２は、判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果をバッファメモリに加算すると、図１０（ｂ−２）に示されるように、バッファメモリにおける番地が２−２の観察単位の数値が１だけインクリメント（増加）される。この場合、バッファメモリにおける他の観察単位の数値は不変である。
【００７３】
次に、三回目の判別対象画像に基づいて判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果が図１０（ａ−３）であるとする。この場合、番地が４−４の観察単位だけが異常単位である。そして、判別後処理部６２は、判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果をバッファメモリに加算すると、図１０（ｂ−３）に示されるように、バッファメモリにおける番地が４−４の観察単位の数値が１だけインクリメントされる。この場合、バッファメモリにおける他の観察単位の数値は不変である。
【００７４】
以降、同様の動作をｎ回繰り返して行い、ｎが所定数になったら、すなわち、所定回数の判別結果がバッファメモリに蓄積されたら、判別後処理部６２は、判別結果のバッファメモリへの蓄積を終了し、蓄積結果に基づいて誤判別候補領域を抽出し、誤判別候補データベース５５に格納する。ここで、前記ｎは、設定入力部６８から入力することによって任意に設定することができ、いくつであってもよく、例えば、１であってもよい。また、判別後処理部６２は、バッファメモリに蓄積された数値が誤判別候補用閾値以上である観察単位を誤判別候補領域として抽出する。ここで、前記誤判別候補用閾値は、設定入力部６８から入力することによって任意に設定することができ、いくつであってもよい。また、オペレータが、適宜、判別結果をバッファメモリへの蓄積を終了する旨の指令を設定入力部６８から入力することもできる。
【００７５】
例えば、図１０（ｂ−３）に示されるようなバッファメモリの蓄積結果に基づいて誤判別候補領域を抽出する場合、前記誤判別候補用閾値が１であれば、番地が２−２、３−２、４−２及び４−４の観察単位が誤判別候補領域として抽出され、前記誤判別候補用閾値が２であれば、番地が２−２の観察単位だけが誤判別候補領域として抽出される。なお、前記誤判別候補用閾値は、誤判別学習を行う前にあらかじめ設定入力部６８から入力されて設定されている。
【００７６】
また、誤判別候補領域を抽出する際にいくつかの異なる値を誤判別候補用閾値として設定入力部６８から入力し、オペレータがそれぞれの値に対応して抽出された誤判別候補領域を把握した後に、適切な値を誤判別候補用閾値として最終的に設定することもできる。この場合、それぞれの値に対応して抽出された誤判別候補領域が表示部６６に表示されることが望ましい。また、バッファメモリに蓄積された数値に応じて観察単位の色が変化するようにして表示することもできる。これにより、オペレータは、いくつかの異なる値の誤判別候補用閾値に対応して抽出される誤判別候補領域を容易に把握することができる。そのため、オペレータは、経験等に基づいて誤判別の原因となる領域として妥当と思われる領域に該当する観察単位だけが誤判別候補領域として抽出されるように、誤判別候補用閾値の値を選択して設定することができる。
【００７７】
これにより、誤判別学習が終了する。そして、誤判別学習が行われて誤判別候補領域が抽出され、誤判別候補データベース５５に格納されて登録された後、射出成形機１０の通常の成形工程が開始され、金型監視装置は、前述されたような動作を行い、一回の成形工程毎に取得された判別対象画像に異常があるか否か、すなわち、画像異常の有無を判別する。この場合、判別処理部６１は、誤判別候補データベース５５に登録された誤判別候補領域を除外した判別対象画像を対象として画像異常の有無を判別する。
【００７８】
このように、本実施の形態においては、射出成形機１０の通常の成形工程を開始する前に、誤判別学習が行われて誤判別候補領域が登録される。そして、射出成形機１０の通常の成形工程での金型監視において、登録された誤判別候補領域を除外した判別対象画像を対象として画像異常の有無を判別するようになっている。そのため、誤判別の発生を適切に防止することができ、射出成形機１０を不必要に停止させることがない。また、射出成形機１０の動作を停止させて金型監視装置の設定を変更する必要もない。
【００７９】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することにより、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００８０】
判別処理部６１が実行する判別処理における誤判別の原因となりやすい領域として、時間的又は周期的に変化する金型装置のガイドピン、エジェクタピン等の可動部の輪郭及び内部の領域が存在する。そこで、本実施の形態においては、射出成形機１０が実際の成形を行う前の誤判別学習で行う誤判別を誘因する動作として、ガイドピンやエジェクタピンをわずかに突き出したり引っ込めたりする動作を行うようになっている。そして、このような誤判別を誘因する動作を繰り返し実行しながら、撮像装置４１が可動金型１３の金型面の画像を複数回繰り返して取得し、取得された複数の画像のそれぞれを判別対象画像として、判別処理部６１が異常単位を判別する。これにより、ガイドピンやエジェクタピンの輪郭を中心とした観察単位が異常単位として判別される。なお、判別処理部６１が判別した異常単位を、順次、バッファメモリに加算して蓄積する動作は、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８１】
そして、判別結果のバッファメモリへの蓄積が終了したら、判別後処理部６２は、バッファメモリにおいて蓄積された数値が０以外の観察単位の値を１とし、蓄積された数値が０の観察単位の値を０として、二値画像を作成する。そして、判別後処理部６２は、前記二値画像に輪郭抽出法として周知のＳｎａｋｅｓを適用し、ガイドピンやエジェクタピンの輪郭に対応する観察単位を認識する。続いて、判別後処理部６２は、前記輪郭に対応する観察単位及び前記輪郭の内部に対応する観察単位を誤判別候補領域として抽出し、誤判別候補データベース５５に格納して登録する。
【００８２】
このように、本実施の形態においては、誤判別の原因となり易い金型装置のガイドピン、エジェクタピン等の可動部の輪郭及び内部の領域を適切に誤判別候補領域として抽出して登録することができる。
【００８３】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することにより、その説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００８４】
図１１は本発明の第３の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像のバッファの変化を示す図である。
【００８５】
本実施の形態においては、射出成形機１０が実際の成形を行っている間に、すなわち、実際の金型監視を行いながら、誤判別学習を行うようになっている。この場合、射出成形機１０の通常の成形工程での金型監視において、判別後処理部６２は、判別処理部６１が判別した異常単位を、順次、バッファメモリに加算して蓄積し、所定回数の判別後の蓄積結果に基づいて誤判別候補領域を抽出し、誤判別候補データベース５５に格納する。図１１を参照して、より詳細に説明すると、例えば、一回目の判別対象画像に基づいて判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果が図１１（ａ−１）であるとする。本実施の形態において、判別処理部６１は、異常単位であると判別した観察単位に数値５を付与するようになっている。また、判別処理部６１は、疑似異常単位であると判別した観察単位に数値２を付与するようになっている。なお、異常単位及び疑似異常単位に付与される数値は、任意に設定することができる。
【００８６】
ここで、前記疑似異常単位とは、基準画像における対応する観察単位の輝度との差が、異常単位判別用閾値以上ではないが、該異常単位判別用閾値より小さな疑似異常単位判別用閾値以上である判別対象画像における観察単位である。すなわち、前記疑似異常単位とは、基準画像における対応する観察単位の輝度との差が、ある程度大きいが異常単位であると判別するほど大きくはない観察単位である。なお、前記疑似異常単位判別用閾値の値は任意に設定することができる。また、前記疑似異常単位は、異常単位連結成分を作成する際には使用されない。すなわち、異常単位連結成分は、疑似異常単位を含むことがないようになっている。
【００８７】
そして、図１１（ａ−１）に示される例においては、ｘ−ｙで示される番地が２−２、３−２及び４−２の観察単位は異常単位なので数値５を備え、番地が４−４の観察単位は疑似異常単位なので数値２を備えている。なお、数値が示されていない観察単位の備える数値は０であるとする。そして、判別後処理部６２は、判別処理部６１が判別した異常単位をバッファメモリに加算する。ここで、該バッファメモリは、図１１（ｂ−１）に示されるように、判別対象画像と同一の数の観察単位から構成される。また、前記バッファメモリの初期状態は、何もデータが格納されていないもの、すなわち、すべての観察単位には数字が入っていないものとする。なお、数値が示されていない観察単位の備える数値は０であるとする。そして、図１１（ａ−１）に示されるような判別処理部６１が判別した異常単位をバッファメモリに加算されると、該バッファメモリは、図１１（ｂ−１）に示されるようになる。この場合、初期状態のバッファメモリではすべての観察単位には数字が入っていないので、異常単位が加算された図１１（ｂ−１）に示されるバッファメモリは、図１１（ａ−１）に示される結果をコピーしたものとなっている。
【００８８】
続いて、判別後処理部６２は、図１１（ｂ−１）に示されるバッファメモリのすべての観察単位の数値を１だけデクリメント（減少）する。なお、備える数値が０である観察単位の数値は、デクリメントされても０のままであるとする。
【００８９】
次に、二回目の判別対象画像に基づいて判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果が図１１（ａ−２）であるとする。この場合、番地が２−２の観察単位だけが異常単位であり、数値５を備え、他の観察単位の数値は０である。そして、判別後処理部６２が、判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果をバッファメモリに加算すると、図１１（ｂ−２）に示されるように、バッファメモリにおける番地が２−２の観察単位にだけ数値が加算される。なお、バッファメモリにおいて、観察単位の数値は５を超えないようになっている。すなわち、観察単位の数値の最大値は５となっている。また、すべての観察単位の数値は、図１１（ｂ−１）に示される状態から１だけデクリメントされている。そのため、図１１（ｂ−２）に示されるように、番地が２−２の観察単位は５、番地が３−２及び４−２の観察単位は４、番地が４−４の観察単位は１となっている。続いて、判別後処理部６２は、図１１（ｂ−２）に示されるバッファメモリのすべての観察単位の数値を１だけデクリメントする。
【００９０】
次に、三回目の判別対象画像に基づいて判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果が図１１（ａ−３）であるとする。この場合、番地が３−２の観察単位だけが異常単位であり、数値５を備え、番地が３−４の観察単位だけが疑似異常単位であり、数値２を備える。そして、判別後処理部６２が、判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果をバッファメモリに加算すると、図１１（ｂ−３）に示されるように、該バッファメモリにおける番地が３−２及び３−４の観察単位にだけ数値が加算される。この場合、すべての観察単位の数値は、図１１（ｂ−２）に示される状態から１だけデクリメントされている。そのため、図１１（ｂ−３）に示されるように、番地が２−２の観察単位は４、番地が３−２の観察単位は５、番地が４−２の観察単位は３、番地が３−４の観察単位は２となっている。
【００９１】
以降、成形が終了するまで同様の動作が繰り返して行われる。なお、同様の動作をｎ回繰り返して行い、ｎが所定数になったら、判別後処理部６２は、バッファメモリの書き換えを終了するようにしてもよい。ここで、前記ｎは、設定入力部６８から入力することによって任意に設定することができ、いくつであってもよく、例えば、１であってもよいし、無限大であってもよい。また、判別後処理部６２は、バッファメモリにおいて数値が誤判別候補用閾値以上である観察単位を誤判別候補領域として抽出する。ここで、前記誤判別候補用閾値は、設定入力部６８から入力することによって任意に設定することができ、いくつであってもよい。また、オペレータが、適宜、判別結果をバッファメモリの書き換えを終了する旨の指令を設定入力部６８から入力することもできる。
【００９２】
本実施の形態において、判別後処理部６２は、判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果によってバッファメモリを書き換える毎に誤判別候補領域を抽出し、誤判別候補データベース５５に格納されている誤判別候補領域を更新する。例えば、前記誤判別候補用閾値が１であれば、一回目の判別対象画像に基づいて判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果によって書き換えられた図１１（ｂ−１）に示されるようなバッファメモリに基づいて、番地が２−２、３−２、４−２及び４−４の観察単位が誤判別候補領域として抽出される。そして、番地が２−２、３−２、４−２及び４−４の観察単位が誤判別候補領域として誤判別候補データベース５５に格納される。
【００９３】
次に、二回目の判別対象画像に基づいて判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果によって書き換えられた図１１（ｂ−２）に示されるようなバッファメモリに基づいて、番地が２−２、３−２、４−２及び４−４の観察単位が誤判別候補領域として抽出される。そして、判別後処理部６２は、番地が２−２、３−２、４−２及び４−４の観察単位を新たな誤判別候補領域として、誤判別候補データベース５５に既に格納されている誤判別候補領域を更新する。なお、この場合、新たな誤判別候補領域と既に格納されている誤判別候補領域とは同一の観察単位であるので、実質的な変更はない。
【００９４】
次に、三回目の判別対象画像に基づいて判別処理部６１が異常単位の判別を行った結果によって書き換えられた図１１（ｂ−３）に示されるようなバッファメモリに基づいて、番地が２−２、３−２、４−２及び３−４の観察単位が誤判別候補領域として抽出される。そして、判別後処理部６２は、番地が２−２、３−２、４−２及び３−４の観察単位を新たな誤判別候補領域として、誤判別候補データベース５５に既に格納されている誤判別候補領域を更新する。これにより、番地が４−４の観察単位が誤判別候補領域でなくなり、番地が３−４の観察単位が誤判別候補領域として新たに登録される。
【００９５】
以降、同様の動作を繰り返すことによって、誤判別候補データベース５５に格納されている誤判別候補領域が順次更新される。これにより、実際の金型監視を行いながら、誤判別学習を行うことができる。そして、判別処理部６１は、順次更新される誤判別候補データベース５５に格納された誤判別候補領域を除外した判別対象画像を対象として、画像異常の有無を判別する。
【００９６】
また、順次書き換えられるバッファメモリの数値に応じて観察単位の色が変化するようにして表示部６６に表示することもできる。これにより、オペレータは、誤判別候補用閾値の変化に対応して抽出される誤判別候補領域を容易に把握することができる。そのため、オペレータは、経験等に基づいて誤判別の原因となる領域として妥当と思われる領域に該当する観察単位だけが誤判別候補領域として抽出されるように、誤判別候補用閾値の値を選択して設定することができる。
【００９７】
このように、本実施の形態においては、射出成形機１０が実際の成形を行っている間に、すなわち、実際の金型監視を行いながら、誤判別学習を行うようになっている。そのため、射出成形機１０の成形工程を開始する前に時間をかけて誤判別学習を行う必要がないので、射出成形機１０のスループットを向上させることができる。また、誤判別候補データベース５５に格納されている誤判別候補が順次更新されるので、時間とともに変化する環境によって誤判別領域が変化しても順次対応することができる。
【００９８】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することにより、その説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００９９】
図１２は本発明の第４の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像の異常を判別する方法を示す図、図１３は本発明の第４の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像の異常を判別する動作を示すフローチャートである。
【０１００】
前記第１の実施の形態で説明したように、異常単位連結成分を作成し、該異常単位連結成分のサイズが成分サイズ判別用閾値を超えたか否かに基づいて画像異常の有無を判別する場合、誤判別候補データベース５５に格納された誤判別候補領域を除外した判別対象画像を対象として画像異常の有無を判別すると、異常単位連結成分が誤判別候補領域によって分断され、異常単位連結成分のサイズが小さくなってしまうことがある。例えば、図１２に示される例において、観察単位Ｃが誤判別候補領域であるとすると、前記異常単位連結成分Ｂは、観察単位Ｃを除外した後に異常単位連結成分を求めると、サイズが３の二つの異常単位連結成分に分断される。この場合、異常を見落としてしまう可能性がある。
【０１０１】
そこで、本実施の形態において、判別処理部６１は、まず、誤判別候補領域を除外しない判別対象画像を対象として画像異常の有無を判別する。この場合、判別処理部６１は、異常単位連結成分を作成し、該異常単位連結成分のサイズが成分サイズ判別用閾値を超えたか否かに基づいて画像異常の有無を判別する。例えば、図１２に示される例において、ハッチングが施された観察単位が異常単位である場合、異常単位連結成分のサイズは、左から右に向かって、５、２、３及び７である。ここで、異常単位連結成分Ｂのサイズが７であり、成分サイズ判別用閾値を超えているものとする。
【０１０２】
そして、異常単位連結成分のサイズが成分サイズ判別用閾値を超えた場合、判別処理部６１は、誤判別候補領域を除外した異常単位連結成分Ｂ内の異常単位を算出する。この場合、判別処理部６１は、誤判別候補領域を除外しない判別対象画像を対象とした異常単位連結成分でありそのサイズが成分サイズ判別用閾値を超えたもののサイズを誤判別候補領域によって補正し、異常単位連結成分のサイズの補正値が成分サイズ判別用閾値の補正値を超えたか否かに基づいて画像異常の有無を判別する。
【０１０３】
すなわち、誤判別候補領域を除外しない判別対象画像を対象とした異常単位連結成分でありそのサイズが成分サイズ判別用閾値を超えたもののサイズから、前記異常単位連結成分内に存在する誤判別候補領域としての観察単位のサイズを減算した値を異常単位連結成分のサイズの補正値とする。また、成分サイズ判別用閾値に０以上１以下の係数αを乗算した値を成分サイズ判別用閾値の補正値とする。そして、異常単位連結成分のサイズの補正値が成分サイズ判別用閾値の補正値を超えた場合に画像異常があると判別する。この場合、次の式（１）が成立する場合に画像異常があると判別する。
（誤判別候補領域を除外しない場合の異常単位連結成分のサイズ）−（異常単位連結成分内に存在する誤判別候補領域のサイズ）＞α×（成分サイズ判別用閾値）・・・式（１）
なお、誤判別候補領域を除外しない判別対象画像を対象とした異常単位連結成分のサイズが成分サイズ判別用閾値を超えていない場合、判別処理部６１は、画像異常なしと判別する。また、前記式（１）が成立しない場合も、判別処理部６１は、画像異常なしと判別する。
【０１０４】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１１  タイミング信号がタイミング信号入力部６４に入力される。
ステップＳ１２  撮像装置４１が可動金型１３のキャビティ１３ａを含む金型面の画像を撮像する。
ステップＳ１３  判別処理部６１は、各画素を観察単位として構成する。
ステップＳ１４  観察単位毎に判別を行う。
ステップＳ１５  異常単位連結成分サイズを作成する。
ステップＳ１６  異常単位連結成分サイズ（誤判別候補領域を除外しない場合）が成分サイズ判別用閾値を超えたか否かを判断する。異常単位連結成分サイズが成分サイズ判別用閾値を超えた場合はステップＳ１７に進み、異常単位連結成分サイズが成分サイズ判別用閾値を超えない場合はステップＳ１９に進む。
ステップＳ１７  異常単位連結成分サイズの補正値が成分サイズ判別用閾値の補正値を超えたか否かを判断する。異常単位連結成分サイズの補正値が成分サイズ判別用閾値の補正値を超えた場合はステップＳ１８に進み、異常単位連結成分サイズの補正値が成分サイズ判別用閾値の補正値を超えない場合はステップＳ１９に進む。
ステップＳ１８  画像異常ありと判別し、処理を終了する。
ステップＳ１９  画像異常なしと判別し、処理を終了する。
【０１０５】
このように、本実施の形態において、判別処理部６１は、まず、誤判別候補領域を除外しない判別対象画像を対象として画像異常の有無を判別し、画像異常ありの場合には、異常単位連結成分のサイズの補正値が成分サイズ判別用閾値の補正値を超えたか否かに基づいて画像異常の有無を判別するようになっている。そのため、異常単位連結成分が誤判別候補領域によって分断されても、異常を見落としてしまうことがない。
【０１０６】
なお、前記第１〜第４の実施の形態においては、可動プラテンが横方向（水平方向）に移動する横置型の射出成形機について説明したが、本発明は、可動プラテンが縦方向（垂直方向）に移動する縦置型の射出成形機にも適用することができる。また、金型監視について、型開の時点で可動金型の金型面上に成形品が存在することを確認したり、可動金型の金型面上に成形品が取り除かれたことを確認したりする場合について説明したが、型開の時点で可動金型の金型面上の成形品の良否及び形状を確認することにも適用することができる。さらに、本発明は、射出成形機の他に、ダイキャストマシーン、ＩＪ封止プレス等の成形機にも適用することができる。
【０１０７】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における金型監視装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における成形機の概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における成形機に適用した金型監視装置の機器構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面であり成形品が付着している状態を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面であり成形品を離型させた状態を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における図４のＡ部の領域の輝度を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像の異常単位連結成分のサイズを算出する方法を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像の異常を判別する動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像の画素をまとめて観察単位を構成する方法を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像のバッファの変化を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像のバッファの変化を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像の異常を判別する方法を示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態における可動金型の金型面の判別対象画像の異常を判別する動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０９】
１０    射出成形機
１２    固定金型
１３    可動金型
５２    基準画像データベース
５５    誤判別候補データベース
６１    判別処理部
６２    判別後処理部
６７    画像入力部
【図１】
2005125561.tif 000003
【図２】
2005125561.tif 000004
【図３】
2005125561.tif 000005
【図４】
2005125561.tif 000006
【図５】
2005125561.tif 000007
【図６】
2005125561.tif 000008
【図７】
2005125561.tif 000009
【図８】
2005125561.tif 000010
【図９】
2005125561.tif 000011
【図１０】
2005125561.tif 000012
【図１１】
2005125561.tif 000013
【図１２】
2005125561.tif 000014
【図１３】
2005125561.tif 000015