JP4875589B2

JP4875589B2 - パネルの検査装置及び検査方法

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Publication number: JP4875589B2
Application number: JP2007284919A
Authority: JP
Inventors: 一郎河野; 謙三武田; 慎吉田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2027-11-01
Also published as: DE102008054158A1; US20090114018A1; CN101424665A; CN101424665B; DE102008054158B4; JP2009109460A; US7984649B2

Description

本発明は、パネルの検査装置及び検査方法に関する。詳しくは、プレス成形品として形成されたパネルの共振周波数を測定し、この共振周波数に基づいて、パネルの品質の良否を判定するパネルの検査装置及び検査方法に関する。

板材をプレス成形してパネルを形成すると、このパネルにはくびれや割れが生じる場合がある。このようなくびれや割れは、フランジ部や入り隅部など特にプレス成形時に歪みが集中する箇所に発生し易いものの、単発で発生する箇所もあり、発生箇所を予測することが難しい。このため、くびれや割れの検査は、成形品の全てを広範囲に亘って行う必要があり、検査に時間がかかる場合がある。

そこで、従来より、パネルのくびれや割れの検査を短時間で行うことが可能な検査装置が提案されている。このような検査装置として、例えば特許文献１及び２には、パネルを試験的に加振するとともに、このパネルの振動を検出し、検出した振動から抽出されるパネル固有の周波数特性に基づいて、パネルの品質の良否を判断する検査装置が示されている。
特開平９−１７１００８号公報特開２００７−１４７５１２号公報

図２４は、一規格に含まれる複数の板材の板厚の分布を示すヒストグラムである。
図２４において、横軸は板材の板厚であり、縦軸は頻度である。この図に示すように、プレス成形品の材料となる板材は、同一の規格に含まれるものであっても板厚にばらつきがある。

しかしながら、材料となる板材に、このような板厚のばらつきがあると、パネルの周波数特性の変化の要因が、くびれや割れの存在によるものか、或いは板材の板厚のばらつきによるものかで区別がつかない場合がある。上述の特許文献１，２では、このような板厚のばらつきが考慮されておらず、このため、パネルの品質の良否の判断が実際とは異なるものになるおそれがある。

本発明は、パネルの周波数特性に基づいて品質の良否を判定するものであり、特にプレス成形を行う前の板材の板厚のばらつきを考慮したパネル検査装置及びパネル検査方法を提供することを目的とする。

本発明のパネル検査装置（例えば、後述のパネル検査装置１）は、予め良品と判断されたパネルを加振して得られる共振周波数に基づいて、検査対象のパネルの品質の良否を判定するパネル検査装置であって、パネルを加振する加振器（例えば、後述の加振器２０）と、パネルの振動を検出する振動検出器（例えば、後述の振動センサ３０）と、前記加振器及び前記振動検出器を使用して、パネルの複数の共振周波数を抽出する共振周波数抽出手段（例えば、後述の制御装置４０、及び図２のステップＳＴ３，ＳＴ６を実行する手段等）と、前記共振周波数抽出手段により抽出された複数の共振周波数の中から、振動伝播経路が異なる２つ以上の共振周波数で構成される共振周波数の組み合わせを一組以上選択する共振周波数選択手段（例えば、後述の制御装置４０、図１２のステップＳＴ３２を実行する手段等）と、予め良品と判断された複数の良品パネルについて、前記共振周波数抽出手段、前記共振周波数選択手段を実行し、各良品パネルに対して選択された共振周波数の組み合わせの集合を統計処理し、共振周波数を座標軸とする座標上に良品範囲（例えば、図１３の良品範囲９１）を生成する良品範囲生成手段（例えば、後述の制御装置４０、及び図１２のステップＳＴ３３を実行する手段等）と、前記検査対象のパネルについて、前記共振周波数抽出手段、前記共振周波数選択手段を実行し、前記検査対象のパネルに対して選択された共振周波数の組み合わせと前記良品範囲生成手段により作成された良品範囲とを比較し、この比較に基づいて前記検査対象のパネルの品質の良否を判定するパネル品質判定手段（例えば、後述の制御装置４０、及び図２のステップＳＴ７を実行する手段等）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、予め良品と判断された複数の良品パネルから、各良品パネル特有の共振周波数の組み合わせを選択し、これら共振周波数の組み合わせの集合を統計処理して、共振周波数を座標軸とする座標上に良品範囲を生成する。次に、検査対象のパネルから、検査対象パネル特有の共振周波数の組み合わせを選択し、この共振周波数の組み合わせと、生成された良品範囲とを比較し、パネルの品質の良否を判定する。

ここで特に、共振周波数の組み合わせとして、振動伝播経路が異なる２つ以上の共振周波数を選択することにより、材料となる板材の板厚のばらつきが考慮された拡がりを持つ良品範囲を生成することができる。このような良品範囲に基づいて、検査対象パネルの品質の良否を判定することにより、材料となる板厚のばらつきを考慮してパネルの品質を検査することが可能となる。

また、加振器でパネルを加振しながら振動検出器でパネルの振動を検出することにより、短時間でパネルの品質の検査を行うことができる。これにより、例えば、パネル検査装置を、パネルの製造ラインに組み込むことができる。

この場合、前記パネル品質判定手段は、前記良品範囲生成手段により生成された良品範囲のうち、共振周波数の間に正の相関があるもののみを検査対象のパネルの品質の良否の判定に用いることが好ましい。

ここで、パネルの共振周波数は、材料となる板材の板厚に比例する。このため、パネルの共振周波数の間には、正の相関がある。
この発明によれば、検査対象のパネルの品質の良否の判定において、共振周波数の間に正の相関がある良品範囲のみを用いることで、パネルの品質の誤判定を防ぐことができる。

この場合、複数の工程からなるプレスパネルの製造ライン（例えば、後述の製造ライン１００）に組み込まれることが好ましい。

この発明によれば、パネル検査装置を、プレスパネルの製造ラインに組み込むことにより、パネルの製造、及びパネルの検査にかかるタイムサイクルを短縮することができる。

本発明のパネル検査方法は、予め良品と判断されたパネルを加振して得られる共振周波数に基づいて、検査対象のパネルの品質の良否を判定するパネル検査方法であって、パネルを加振して振動を検出し、当該パネルの複数の共振周波数を抽出する共振周波数抽出手順と、前記共振周波数抽出手順で抽出された複数の共振周波数の中から、振動伝播経路が異なる２つ以上の共振周波数で構成される共振周波数の組み合わせを一組以上選択する共振周波数選択手順と、を含む検査手順を用いて、予め良品と判断された複数の良品パネルについて、前記検査手順を実行し、各良品パネルに対して選択された共振周波数の組み合わせの集合を統計処理し、共振周波数を座標軸とする座標上に良品範囲を生成する良品範囲生成手順と、前記検査対象のパネルについて、前記検査手順を実行し、前記検査対象のパネルに対して選択された共振周波数の組み合わせと前記良品範囲生成手段により作成された良品範囲とを比較し、この比較に基づいて前記検査対象のパネルの品質の良否を判定するパネル品質判定手順と、を備えることを特徴とする。

この場合、前記検査対象のパネルの品質の良否を判定する際には、前記良品範囲のうち、共振周波数の間に正の相関があるもののみを検査対象のパネルの品質の良否の判定に用いることが好ましい。

このパネル検査方法は、上述のパネル検査装置を、検査方法として展開したものであり、上述のパネル検査装置と同様の効果を奏する。

本発明のパネル検査装置によれば、共振周波数の組み合わせとして、振動伝播経路が異なる２つ以上の共振周波数を選択することにより、材料となる板材の板厚のばらつきが考慮された拡がりを持つ良品範囲を生成することができる。このような良品範囲に基づいて、検査対象パネルの品質の良否を判定することにより、材料となる板厚のばらつきを考慮してパネルの品質を検査することが可能となる。また、加振器でパネルを加振しながら振動検出器でパネルの振動を検出することにより、短時間でパネルの品質の検査を行うことができる。これにより、例えば、パネル検査装置を、パネルの製造ラインに組み込むことができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るパネル検査装置１の構成を示す概略図である。

パネル検査装置１は、プレス成形により形成されたパネル１０を加振する加振器２０と、パネル１０の振動を検出する振動検出器としての振動センサ３０と、これら加振器２０及び振動センサ３０を制御する制御装置４０と、を含んで構成される。

このパネル検査装置１は、パネル１０の一端部に設けられた加振位置１２を加振器２０で加振しつつ、パネル１０の他端部に設けられた検出位置１４において振動センサ３０により振動を検出し、検出された振動を制御装置４０で処理することにより、パネル１０の品質の良否を判定する。

加振器２０は、安定して振幅の大きい振動を加えることが可能な電磁式（動電式）加振器を用いる。この加振器２０は、制御装置４０により作成された電圧波形に応じた振動を発生させる。加振器２０の出力軸は、パネル１０の加振位置１２に接触しており、入力された電圧波形に応じてパネル１０を加振する。また、この加振器２０は、出力軸の振動をパネル１０に確実に伝達するために、パネル１０を出力軸に吸着する磁石を備える。

振動センサ３０は、加振器２０による加振の応答としてのパネル１０の振動を、検出位置１４から検出する。具体的には、振動センサ３０には、レーザドップラ速度計などの非接触型の速度計を用いる。振動センサ３０は、制御装置４０に接続されており、検出信号を制御装置４０へ出力する。

制御装置４０は、作業者が各種データや指令を入力する入力装置と、この入力装置からの入力に応じて各種演算処理を実行する演算装置と、この演算処理の結果を画像として表示する表示装置と、を含んで構成される。また、制御装置４０の演算装置は、加振器２０に出力する電圧波形を作成したり、振動センサ３０から入力された検出信号に応じて、後述のパネル検査処理を実行したりし、パネル１０の品質の良否を判定する。

次に、パネル検査装置１によりパネルを検査する手順について説明する。
図２は、パネル検査処理の手順を示すフローチャートである。

先ず、ステップＳＴ１では、パネルに加振する加振波形を作成する（後述の図３及び図４参照）。
ステップＳＴ２では、予め良品と判断されたパネルを複数用意し、これら良品パネルを加振器で加振し、その応答としての振動波形を収集する（後述の図５〜図８参照）。
ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２において収集した振動波形から、各良品パネルの複数の共振周波数を抽出する（後述の図９〜図１１参照）。
ステップＳＴ４では、ステップＳＴ３において抽出した各パネルの複数の共振周波数に基づいて、良品範囲を生成する（後述の図１２〜図１７参照）。
ステップＳＴ５では、検査対象となるパネルを加振器で加振し、その応答としての振動波形を収集する。
ステップＳＴ６では、ステップＳＴ５において収集した振動波形から、検査対象パネルの複数の共振周波数を抽出する。
ステップＳＴ７では、ステップＳＴ６において抽出した検査対象パネルの複数の共振周波数と、ステップＳＴ４において生成した良品範囲とを比較して、検査対象パネルの品質の良否を判定する（後述の図１９〜図２０参照）。
ステップＳＴ８では、検査が終了したか否かを判別する。この判別がＹＥＳである場合には、パネル検査処理を終了し、ＮＯである場合には、検査対象パネルを交換し、ステップＳＴ５に移る。
以下、これらステップＳＴ１〜ＳＴ８の処理について順に説明する。

先ず、加振波形の作成（図２中ステップＳＴ１）、すなわち、加振器に入力する電圧波形の作成について、図３及び図４を参照して説明する。
図３は、加振波形の一例を示す図である。図３において、横軸は時間であり、縦軸は電圧である。加振波形は、後に詳述するパネルの複数の共振周波数成分を全て含む振動波形でなければならない。そこで、本実施形態では、加振波形は、それぞれ異なる周波数を有する複数の正弦波を重ね合わせることによって作成する。

図４は、加振波形を構成する複数の正弦波のうちの２つを示す図である。
加振波形は、図４に示すような異なる周波数を有する正弦波を、それぞれピークの位相をずらして重ね合わせて構成される。本実施形態では加振波形として、例えば、５００Ｈｚ〜４０００Ｈｚの間において、０．３８Ｈｚ毎に９２１０個の周波数成分を含むものを用いる。また、加振波形の振幅は、加振器に入力可能な最大電圧値に合わせて作成する。

ところで、加振器の特性上、加振器の駆動能力は、周波数が高くなるに従い低くなる。そこで、異なる周波数の正弦波を重ね合わせる際、このような加振器の周波数特性に合わせて周波数成分の強度を高めることで、比較的高い共振周波数であっても振動センサで取得することができる。

次に、良品パネルの振動波形を収集する手順（図２中ステップＳＴ２）について、図５〜図８を参照して説明する。
図５は、振動波形を収集する手順を示すフローチャートである。
図６は、パネル１０の構成を示す図である。

先ず、ステップＳＴ１１では、所定時間に亘り、加振器でパネル１０を加振しつつ、このパネル１０の振動速度を振動センサで測定し、ステップＳＴ１２に移る。より具体的には、このステップでは、上述のステップＳＴ１で作成した加振波形に基づいて、加振器で加振位置１２を加振しつつ、検出位置１４におけるパネル１０の振動速度を振動センサで測定する。ここで、パネルを加振し振動を検出する時間は、具体的には例えば１秒とする。
ステップＳＴ１２では、測定した振動速度の波形を測定データとして保存し、ステップＳＴ１３に移る。

ステップＳＴ１３では、測定した振動速度の波形のうち、検査に使用する部分のみを切り出し、ステップＳＴ１４に移る。
図７は、測定した振動速度の波形の一例を示す図であり、時刻０において加振するとともに振動速度の測定を開始し、その後約１秒に亘って振動速度を計測した例を示す図である。加振を開始した直後は、パネルの振動が安定しておらず、後に詳述する共振周波数の抽出には不向きである。そこでこのステップでは、図７中２点鎖線に示すような、振動波形が安定し、定常状態となった部分のみを切り出す。

ステップＳＴ１４では、ステップＳＴ１３において切り出した振動速度の波形を、周波数変換（スペクトル変換）して、パネルの振動を周波数成分に分解する。
図８は、周波数成分の波形の一例を示す図である。図８において、横軸は周波数であり、縦軸は各周波数の振動の強度である。

図８に示すように、パネルの振動速度の波形を周波数分解すると、幾つかの周波数において鋭いピークが検出される。これらピークは、パネルを加振することにより共振現象が発生したことを示すものである。つまり、これらピークを有する周波数の振動は、パネルを加振することにより発生した振動と、この振動の反射波とが重ね合わさり増幅したことを示すものである。これらピークを有する周波数の値すなわち共振周波数の値と、これらピークの値は、パネルの形状及び板厚等に依存するものであり、パネル特有の値である。

また、共振現象は、一般的に複数の周波数の振動において発生する。図６に示すように、振動が伝播する経路は、破線矢印１６，１７に示すように複数存在する。このため、一のパネルには、これら振動伝播経路毎に異なる値の共振周波数が存在する。

なお、このステップでは、振動速度の波形を周波数成分に分解する方法として、最大エントロピー法を用いるが、これに限らず高速フーリエ変換などの方法を用いてもよい。

図５に戻って、ステップＳＴ１５では、全良品パネルの振動波形の収集が終了したか否かを判別する。この判別がＹＥＳである場合には、良品パネルの振動波形の収集を終了し、ＮＯである場合には、良品パネルを交換し（ＳＴ１６）、ステップＳＴ１１に移る。

次に、良品パネルの共振周波数を抽出する手順（図２中ステップＳＴ３）について、図９〜図１１を参照して説明する。
図９は、共振周波数を抽出する手順を示すフローチャートである。

ステップＳＴ２１では、抽出条件を設定し、ステップＳＴ２２に移る。このステップでは、上述のステップＳＴ１４において、各良品パネルに対して収集された周波数成分の波形から、全ての良品パネルに共通した共振周波数を抽出する。

図１０は、上述のステップＳＴ１４において得られた周波数成分の波形の一例を示す図である。より具体的には、図１０の（ａ）は、良品パネル１の周波数成分の波形を示し、図１０の（ｂ）は、良品パネル２の周波数成分の波形を示す図である。

図１０に示すように、良品パネル１の周波数成分の波形では、周波数が４００Ｈｚ〜１１００Ｈｚの間において、約５５０Ｈｚを中心としたピーク１と、約６５０Ｈｚを中心としたピーク２と、約８００Ｈｚを中心としたピーク３と、約９００Ｈｚを中心としたピーク４と、が観測される。一方、良品パネル２では、良品パネル１のピーク１，２，４に対応するピークが観測されるが、良品パネル１のピーク３に対応するピークは観測されない。また、これら良品パネル１，２におけるピークの値も異なる。このように、周波数成分の波形は、良品と判断されたパネルであっても、材料となる板材の板厚の違いや測定ノイズ等の影響により、パネル毎に異なったものとなる。

そこで、このステップでは、これら良品パネルの全てにおいて共通かつ安定して観測できるピークを共振周波数として抽出するための条件を作成する。
具体的には、基準となるパネルを選択し、この基準パネルのピークの中心周波数値に対して±３％以内に収まり、かつ、全良品パネルを通じて安定した強度で検出できることを抽出条件として設定する。これにより、例えば、図１０におけるピーク３は、安定した強度で検出できないものとして、抽出する共振周波数から除外されることとなる。

ステップＳＴ２２では、作成された抽出条件の下で、共振周波数の抽出を実行する。これにより、図１１に示すように、複数の良品パネル１，２，３，４，５…毎に、複数の共振周波数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…を抽出することができる。

次に、良品範囲を生成する手順（図２中ステップＳＴ４）について、図１２〜図１７を参照して説明する。
図１２は、良品範囲を生成する手順を示すフローチャートである。

ステップＳＴ３１では、良品範囲を生成するために使用する良品パネルを選択する。
ステップＳＴ３２では、上述のステップＳＴ２２において抽出された良品パネル１，２，３，４，…の複数の共振周波数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…の中から、２つの共振周波数で構成される共振周波数の組み合わせを選択する。

ステップＳＴ３３では、上述のステップＳＴ３２において選択された一組の共振周波数の集合を２変数統計処理し、共振周波数を座標軸とする座標上に良品範囲を生成する。
図１３は、統計処理の結果に基づいて生成された良品範囲９１を示す図である。図１３において、横軸及び縦軸は、ステップＳＴ３２において選択された共振周波数の組み合わせ（共振周波数Ａ，Ｂ）に対応する。

このステップでは、これら共振周波数Ａ，Ｂの平均値Ａ_Ｘ，Ａ_Ｙ、並びに、各々の標準偏差Ｓ_Ｘ，Ｓ_Ｙ、及び共分散Ｓ_ＸＹを算出し、これら平均及び偏差に基づいて、図１４に示すような、共振周波数Ａ，Ｂを座標軸とした２次元正規分布を求める。
次に、この２次元正規分布から、所定の確率Ｋ（０＜Ｋ＜１）の楕円確率範囲を切り出し、これを良品範囲とする。ここで、確率Ｋは、例えば９８％とする。
より具体的には、確率楕円の長軸の長さをＷ_１とし、短軸の長さをＷ_２とし、長軸の傾きをＴとした楕円状の良品範囲は、次式により算出される。

ここで、変数Ｌ１，Ｌ２及びＡ，Ｂは、次式により算出される。

また、図１３に示すように、共振周波数Ａ，Ｂは、正に相関する。すなわち、良品範囲９１の楕円の長軸９２の傾きは正となる。この理由について説明する。
次式は、板材の長さをＬとし、板材のヤング率をＥとし、板材の密度をρとした場合の、板材の共振周波数ｆと板材の板厚ｂの関係を示す式である。

この式に示すように、板材の共振周波数は、板厚に比例する。
図１５は、板材の共振周波数と板厚との関係を示す図である。図１５において、横軸は板材の板厚であり、縦軸は板材の一共振周波数である。
図１５の実線９３に示すように、板材の板厚が大きくなると、板材固有の共振周波数も比例して大きくなる。つまり、成形後のパネルにくびれや割れが生じなければ、成形後のパネルの板厚は成形前の板材の板厚に比例するので、くびれや割れのない良品パネルの共振周波数は、成形前の板材の板厚に比例する。

したがって、図１３に示すように、一組の共振周波数Ａ，Ｂは正に相関する。つまり、各良品パネルの板材の板厚のばらつきにより、共振周波数は、傾きが正の材料板厚比例直線９２に沿って分布したものとなる。

実際には、図１３に示すように、各良品パネルの共振周波数は、良品範囲内において材料板厚比例直線９２からずれたものとなるが、これは、形状及び測定誤差に由来するものと言える。このように、一組の共振周波数の集合を統計処理して生成された良品範囲は、材料となる板材の板厚のばらつきを含んだ形状であるといえる。

また、図６を参照して詳述したように、パネル１０には、振動伝播経路１６，１７毎に異なる共振周波数が存在する。
そこで、例えば、共振周波数Ａを振動伝播経路１６に付随した共振周波数とし、共振周波数Ｂを振動伝播経路１７に付随した共振周波数とする。またここで、振動伝播経路１７には、くびれや割れなどの成形不良箇所があるものとする。

このようなパネル１０の共振周波数Ａ，Ｂを測定し、座標上にプロットすると、くびれや割れの影響により、図１３中の点Ａに示すように良品範囲９１から外れたものとなる。ここで、上述のように、成形不良箇所は、共振周波数Ｂに付随した振動伝播経路１７上に存在するため、点Ａの良品範囲９１からのずれは、共振周波数Ｂのずれとして現れることとなる。このようにして、生成された良品範囲に基づいて、パネルの品質の良否を判定することができる。

図１２に戻って、ステップＳＴ３４では、生成された良品範囲が適切なものであるか検証する。
図１６及び図１７は、それぞれ、統計処理の結果に基づいて生成された良品範囲の一例を示す図である。より具体的には、図１６の（ａ）は、選択した共振周波数の組み合わせ（共振周波数Ａ，Ｂ）の各良品パネルの値を示し、図１６の（ｂ）は、統計処理の結果、生成された良品範囲９４を示す図である。また、図１７の（ａ）は、選択した共振周波数の組み合わせ（共振周波数Ａ，Ｂ）の各良品パネルの値を示し、図１７の（ｂ）は、統計処理の結果、生成された良品範囲９５を示す図である。

上述のように、材料となる板材の板厚のばらつきを考慮した良品範囲は、その共振周波数の間に正の相関がある。そこで、このステップでは、正の相関が無い良品範囲は、適切なものではないとして、これを除外する。これにより、図１７の良品範囲９５のような、正に相関していない良品範囲は除外される。

また、このステップでは、選択した共振周波数の組み合わせに外乱の影響を大きく受けたものの良品範囲を除外する。具体的には、先ず、生成された良品範囲の範囲外に含まれる共振周波数のデータを取り除いた上で、上述の統計処理を再度行い、良品範囲を再生成する。

図１８は、統計処理の結果に基づいて生成された良品範囲の一例を示す図である。より具体的には、図１８（ａ）は、生成された良品範囲８１の範囲外に共振周波数のデータを含む一例を示す図であり、図１８（ｂ）は、再生成した良品範囲８３の一例を示す図である。
図１８（ａ）中破線８２に示すように、外乱の影響により、良品範囲８１の範囲外に渡って共振周波数の値がばらつく場合がある。このようなデータを多く含むと誤判定の原意となるので、除外することが好ましい。そこで、これら良品範囲８１の範囲外の共振周波数のデータを外乱として取り除いた上で、図１８（ｂ）に示すような良品範囲８３を再生成する。

次に、再生成した良品範囲内のワークの数を、再生成する前の良品範囲内のワークの数で割ることで、次に示すような検定値を算出する。
検定値＝再生成した良品範囲内のワーク数／再生成する前の良品範囲内のワーク数。

次に、算出された検定値が所定の閾値（例えば、９８％）以下であるか否かを判定し、検定値が所定の閾値以下である良品範囲は、外乱の影響を大きく受けたものとして除外する。これにより、判定の精度をさらに向上することができる。

図１２に戻って、ステップＳＴ３５では、全ての組み合わせに対する良品範囲を生成したか否かを判別する。この判別がＹＥＳである場合には、良品範囲を生成する処理を終了し、ＮＯである場合には、ステップＳＴ３２に移る。

次に、検査対象パネルの検査（図２中ステップＳＴ７）を実行する手順について、図１９及び図２０を参照して説明する。
図１９は、検査対象パネルの検査を実行する手順を示すフローチャートである。

ステップＳＴ４１では、上述のステップＳＴ４において生成された複数の良品範囲から一つの良品範囲を選択する。

ステップＳＴ４２では、選択された良品範囲と検査対象パネルの共振周波数とを比較し、確率距離を算出する。
図２０は、選択された良品範囲９６に、ステップＳＴ５，６において抽出された検査対象パネルの共振周波数を判定データ９７としてプロットした図である。
このステップでは、選択された良品範囲９６の楕円中心９８と判定データ９７とを直線で結び、楕円中心９８から楕円交点９９までの距離をＡとし、楕円中心９８から判定データ９７までの距離をＢとする。
次に、確率距離＝Ｂ／Ａとして、この確率距離を算出する。ここで、確率距離が１以下である場合、すなわち、判定データ９７が良品範囲９６内に含まれる場合には、この確率距離を１とする。

ステップＳＴ４３では、全良品範囲における検査対象パネルの確率距離を算出したか否かを判別する。この判別がＹＥＳである場合には、ステップＳＴ４４に移り、ＮＯである場合には、ステップＳＴ４１に移る。

ステップＳＴ４４では、算出された全良品範囲における検査対象パネルの確率距離に基づいて、検査対象パネルの品質を判定するための指標となる判定値を算出し、検査対象パネルの品質の良否を判定する。
より具体的には、このステップでは、次式のように、全良品範囲における検査対象パネルの確率距離（Ｂ_１／Ａ_１，Ｂ_２／Ａ_２，Ｂ_３／Ａ_３，…）を掛け合わせることにより、判定値を算出する。

次に、この判定値が所定の設定値よりも小さいか否かを判定することにより、検査対象パネルが良品か否かを判定する。ここで、設定値は、１以上の任意の値である。このように、検査対象のパネルの品質の判定を、複数の良品範囲から算出される複数の確率距離に基づいて行うことにより、誤判定の確率を低減することができる。

本実施形態のパネル検査装置１によれば、以下のような作用効果がある。
（１）予め良品と判断された複数の良品パネルから、各良品パネル特有の共振周波数の組み合わせを選択し、これら共振周波数の組み合わせの集合を２変数統計処理して、共振周波数を座標軸とする座標上に良品範囲を生成する。次に、検査対象のパネルから、検査対象パネル特有の共振周波数の組み合わせを選択し、この共振周波数の組み合わせと、生成された良品範囲とを比較し、パネルの品質の良否を判定する。

上述のように、振動伝達経路の異なる２つ以上の共振周波数を選択することが重要である。そこで、２つ以上のセンサを使用して互いに異なる位置の振動を測定することにより、確実に異なる伝達経路の振動を測定することができる。この場合、振動波形を周波数変換し、安定して抽出できる共振周波数を統計処理して良品範囲を生成する際には、各センサで得られた共振周波数を組み合わせることで良品範囲の生成が可能になる。

また、加振器でパネルを加振しながら振動センサでパネルの振動を検出することにより、短時間でパネルの品質の検査を行うことができる。これにより、例えば、パネル検査装置１を、パネルの製造ラインに組み込むことができる。

（２）検査対象のパネルの品質の良否の判定において、共振周波数の間に正の相関がある良品範囲のみを用いることで、パネルの品質の誤判定を防ぐことができる。

＜応用例＞
上記実施形態のパネル検査装置１の応用例について説明する。上述のように、上記実施形態のパネル検査装置１は、短時間で検査を行うことができので、パネル検査装置１を、既存のプレスパネルの製造ラインに、大幅な改造を加えることなく組み込むことができる。

図２１は、パネル検査装置１を組み込んだプレスパネルの製造ライン１００の構成を示す側面図である。

製造ライン１００は、パネル１０１を成形するプレス機１０２と、パネル１０１を次の工程へ搬送する帯状のコンベア１０３と、を含んで構成される。
このような製造ライン１００において、パネル検査装置１は、コンベア１０３の余りスペースを利用して設けられる。

より具体的には、パネル検査装置１の加振器２０は、プレス機１０２で成形されたパネル１０１を保持するハンドリング１０４に取り付けられる。また、パネル検査装置１の２つの振動センサ３０ａ，３０ｂは、コンベア１０３の下方に設置されるとともに、コンベア１０３の隙間からパネル１０１の振動を検出する。
このように、ハンドリング１０４に加振器２０を取り付け、コンベア１０３の隙間から振動センサ３０ａ，３０ｂで振動を検出することにより、パネル１０１を搬送しながら、パネル１０１の品質の検査を行うことができる。これにより、パネル１０１の検査にかかるサイクルタイムを短縮することができる。

また、ハンドリング１０４は、ゴムやウレタン等の弾性体で形成された複数のバキュームカップ１０５を備えており、このバキュームカップ１０５にパネル１０１を吸着させることで、このパネル１０１を保持する。
このようなバキュームカップ１０５を用いることにより、ハンドリング１０４を移動させることにより生じた振動等の、加振器２０以外による振動が、パネル１０１に伝達するのを抑制することができる。また、バキュームカップ１０５を用いることにより、その形状にかかわらず安定してパネル１０１を保持することができる。特に、プレス機１０２でプレス成形されたパネル１０１には、反りが生じた場合があるが、このような反りが生じた場合であっても、パネル１０１を確実に保持することができる。

図２２は、パネル検査装置１を組み込んだプレスパネルの製造ライン１００の構成を示す上面図である。
図２２に示すように、コンベア１０３ａ，１０３ｂに分割することにより、振動センサ３０ａでパネル１０１の振動を検出可能な領域１１５ａと、振動センサ３０ｂでパネル１０１の振動を検出可能な領域１１５ｂとを確保することができる。これにより、加振位置１１１を加振器２０で加振しつつ、検出位置１１２ａ，１１２ｂにおけるパネル１０１の振動を振動センサ３０ａ，３０ｂで検出することができる。

またここで、パネル１０１の端部に位置する検出位置１１２ａ，１１２ｂで、パネル１０１の振動を検出することにより、ノイズの影響の小さい振動を検出することができる。これは、開放端となるパネル１０１の端部では、パネル１０１の振動の位相が一致し、振動強度が大きくなるためである。

次に、搬送による振動が、品質の検査に及ぼす影響について図２３を参照して説明する。
図２３は、パネルの振動の周波数成分の波形を示す図である。より具体的には、図２３中破線は、搬送を停止して測定したパネルの振動の周波数成分の波形を示し、図２３中実線は、搬送させながら測定したパネルの振動の周波数成分の波形を示す。

図２３に示すように、搬送を停止して十分に時間が経過してパネル全体の揺れが収まった場合と、搬送を停止した直後に停止した場合とでは、約２００Ｈｚ以下の領域でのみ大きく異なる。つまり、搬送による振動の周波数帯域は、数Ｈｚ〜約２００Ｈｚであり、加振器による振動の周波数帯域とは異なる。そこで、パネルの共振周波数を抽出する際に、約２００Ｈｚ以下の低周波数帯域をカットし、高い周波数帯域のみを検査に使用することにより、搬送による振動の影響を受けることなくパネルの品質の検査を行うことができる。

前記実施形態のパネル検査装置１を組み込んだ、本応用例の製造ライン１００によれば、前記実施形態と同様の効果に加えて、以下の効果がある。
（３）パネル検査装置１を、プレスパネルの製造ライン１００に組み込むことにより、パネルの製造、及びパネルの検査にかかるタイムサイクルを短縮することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

本発明の一実施形態に係るパネル検査装置の構成を示す概略図である。前記実施形態に係るパネル検査装置のパネル検査処理の手順を示すフローチャートである。加振波形の一例を示す図である。加振波形を構成する複数の正弦波のうちの２つを示す図である。振動波形を収集する手順を示すフローチャートである。パネルの構成を示す図である。振動速度の波形の一例を示す図である。周波数成分の波形の一例を示す図である。共振周波数を抽出する手順を示すフローチャートである。周波数成分の波形の一例を示す図である。複数の良品パネルから共通して抽出した複数の共振周波数の一例を示す図である。良品範囲を生成する手順を示すフローチャートである。統計処理の結果に基づいて生成された良品範囲を示す図である。共振周波数Ａ，Ｂの２次元正規分布図である。板材の共振周波数と板厚との関係を示す図である。統計処理の結果に基づいて生成された良品範囲の一例を示す図である。統計処理の結果に基づいて生成された良品範囲の一例を示す図である。統計処理の結果に基づいて生成された良品範囲の一例を示す図である。検査対象パネルの検査を実行する手順を示すフローチャートである。良品範囲に検査対象パネルの共振周波数を判定データとしてプロットした図である。前記実施形態に係るパネル検査装置を備えるプレスパネルの製造ラインの構成を示す側面図である。前記実施形態に係るパネル検査装置を備えるプレスパネルの製造ラインの構成を示す上面図である。パネルの振動の周波数成分の波形を示す図である。一規格に含まれる複数の鋼板の板厚のばらつきを示すヒストグラムである。

符号の説明

１パネル検査装置
２０加振器（加振器）
３０振動センサ（振動検出器）
４０制御装置
１００製造ライン

Claims

予め良品と判断されたパネルを加振して得られる共振周波数に基づいて、検査対象のパネルの品質の良否を判定するパネル検査装置であって、
パネルを加振する加振器と、
パネルの振動を検出する振動検出器と、
前記加振器及び前記振動検出器を使用して、パネルの複数の共振周波数を抽出する共振周波数抽出手段と、
前記共振周波数抽出手段により抽出された複数の共振周波数の中から、振動伝播経路が異なる２つ以上の共振周波数で構成される共振周波数の組み合わせを一組以上選択する共振周波数選択手段と、
予め良品と判断された複数の良品パネルについて、前記共振周波数抽出手段、前記共振周波数選択手段を実行し、各良品パネルに対して選択された共振周波数の組み合わせの集合を統計処理し、共振周波数を座標軸とする座標上に良品範囲を生成する良品範囲生成手段と、
前記検査対象のパネルについて、前記共振周波数抽出手段、前記共振周波数選択手段を実行し、前記検査対象のパネルに対して選択された共振周波数の組み合わせと前記良品範囲生成手段により作成された良品範囲とを比較し、この比較に基づいて前記検査対象のパネルの品質の良否を判定するパネル品質判定手段と、を備えることを特徴とするパネル検査装置。
前記パネル品質判定手段は、前記良品範囲生成手段により生成された良品範囲のうち、共振周波数の間に正の相関があるもののみを検査対象のパネルの品質の良否の判定に用いることを特徴とする請求項１に記載のパネル検査装置。
複数の工程からなるプレスパネルの製造ラインに組み込まれることを特徴とする請求項１または２に記載のパネル検査装置。
予め良品と判断されたパネルを加振して得られる共振周波数に基づいて、検査対象のパネルの品質の良否を判定するパネル検査方法であって、
パネルを加振して振動を検出し、当該パネルの複数の共振周波数を抽出する共振周波数抽出手順と、
前記共振周波数抽出手順で抽出された複数の共振周波数の中から、振動伝播経路が異なる２つ以上の共振周波数で構成される共振周波数の組み合わせを一組以上選択する共振周波数選択手順と、を含む検査手順を用いて、
予め良品と判断された複数の良品パネルについて、前記検査手順を実行し、各良品パネルに対して選択された共振周波数の組み合わせの集合を統計処理し、共振周波数を座標軸とする座標上に良品範囲を生成する良品範囲生成手順と、
前記検査対象のパネルについて、前記検査手順を実行し、前記検査対象のパネルに対して選択された共振周波数の組み合わせと前記良品範囲生成手順により作成された良品範囲とを比較し、この比較に基づいて前記検査対象のパネルの品質の良否を判定するパネル品質判定手順と、を備えることを特徴とするパネル検査方法。
前記検査対象のパネルの品質の良否を判定する際には、前記良品範囲のうち、共振周波数の間に正の相関があるもののみを検査対象のパネルの品質の良否の判定に用いることを特徴とする請求項４に記載のパネル検査方法。