阈值波形生成装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生成用于判定观测波形的正常性的阈值波形的阈值波形生成装置。
【背景技术】
[0002] 以往，为了防止不良产品投放到市场，对所制造的产品是否良好进行检查。已知有 一种对所制造的产品进行检查的检查方法，该方法对所制造的产品提供试验信号，通过传 感器（sensor)测量提供试验信号时该产品的动作，将以时序形式收集记录了测量结果的 测量波形与预先设定的作为基准的阈值或阈值波形进行比较来判定产品是否良好。
[0003] 例如在利用阈值波形的判定方法中，以收集记录的波形是否脱离预先设定的阈值 波形的上限波形或下限波形作为判定基准。由于利用阈值波形的判定方法只需设定阈值波 形即可，因此能应用于多个领域。尤其在进行多品种变量生产的情况下具有实际意义。
[0004] 专利文献1和专利文献2中记载了阈值波形的生成方法。专利文献1公开的方法 将根据多个正常波形计算出的平均波形与上述多个正常波形的标准偏差相加来作为上限 波形，并将上述平均波形与上述标准偏差相减来作为下限波形。与此相对，专利文献2公开 的方法并非对多个正常波形的平均或标准偏差进行评价，而是将由多个正常波形围成的空 间作为应判定为良好的空间，从而生成上限波形以及下限波形。 现有技术文献 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本专利特开2002-341909号公报 专利文献2 :日本专利特开2004-239879号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0006] 然而，专利文献1所提出的方法中，将所获取到的多个正常波形取平均后得到的 平均波形并不一定是真正平均的正常波形。为了得到真正平均的波形，需要获取一定数量 的正常波形来取平均，若正常波形的获取数量是一到两个，则是不够的。另一方面，若获取 一定数量的正常波形来取平均，则正常波形的平均化会导致波形特征被平滑化，可能会丧 失用于判定是否良好的波形特征，导致平均波形并非真正平均的波形。
[0007] 此外，在专利文献1的方法中，当正常波形中含有值急剧变化的部分、即上升沿部 分或下降沿部分时，上升沿部分或下降沿部分的标准偏差容易变得不稳定。由于波形的观 察根据开始的触发（trigger)而开始，因此，虽然可以将所观测的波形的时刻视为相同，但 在实际的检查对象中产生的物理现象的时刻并非完全一致，会伴有稍许的时刻偏差。若上 升沿部分在时间轴方向上向前后偏移，则上升沿部分的时刻偏差会在结果上变成观测值的 偏差，并表现在标准偏差中。然而，标准偏差所表现的实际上并非是观测值的偏差，而是时 刻的偏差。因此，虽然实际上观测值并没有太大偏差，但由于因时刻偏移而产生偏差，从而 导致生成过大的阈值波形。即，时间轴方向的波形偏差被视为观测值轴方向的波形偏差，对 其进行统计性评价，使其反映为偏移量，因此，所生成的阈值波形中，特别是在上升沿部分 或下降沿部分，并不一定表示正确的上限或下限。
[0008] 此外，利用专利文献2所提出的方法生成的阈值波形的上限及下限是合理的，但 仅仅获取一定数量的正常波形是不够的，需要获取具有一定程度的偏差宽度而适当偏移的 多个正常波形。然而，这并不容易。而且为了验证是否能获取具有一定程度的偏差宽度而 适当偏移的多个正常波形，结果还是需要专利文献1中的标准偏差那样的统计性评价。
[0009] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得一种阈值波形生成装置，其获 得具有观测波形的平均化所带来的平滑化效果、且不丧失观测波形的特征的真正平均的平 均波形，并生成将观测波形的时间轴方向的偏差不会表现为观测值轴方向的偏差的真实偏 差考虑在内的阈值波形。 解决技术问题所采用的技术方案
[0010] 为解决上述问题，实现发明目的，本发明在于一种阈值波形生成装置，生成判定观 测波形的正常性所使用的阈值波形，其特征在于，包括：特征提取部，该特征提取部从观测 波形中提取特征点；相关评价部，该相关评价部对由所述特征提取部提取出的所述特征点 进行评价；统计处理部，该统计处理部基于所述特征点进行观测波形的时间轴方向以及观 测值轴方向的统计处理；以及阈值波形生成部，该阈值波形生成部基于所述时间轴方向以 及所述观测值轴方向上的统计处理来生成所述阈值波形。 发明效果
[0011] 根据本发明，具有如下效果：能得到观测波形的特征不会因观测波形的平均化带 来的平滑效果而丧失的真正平均的平均波形，从而能得到添加了观测波形的时间轴方向的 偏差不会表现为观测值轴方向的偏差的真实偏差的阈值波形，通过使用添加了真实偏差的 阈值波形，从而能恰到好处地对判定产品是否良好时测量得到的波形与阈值波形进行比 较。
【附图说明】
[0012] 图1是表示本发明的阈值波形生成装置的实施方式1的硬件（hardware)结构的 图。 图2是表示执行阈值波形的生成的程序（program)的结构的图。 图3是表示波形结构具有较大变化的点的图。 图4是表示波形的角度变化的最简单的类型的图。 图5是表示一组角度变化的评价所需的第一类型的图。 图6是表示一组角度变化的评价所需的第二类型的图。 图7是示意性表示不同的波形间的对应特征点的关系的图。 图8 (a)、图8 (b)、图8 (c)、图8 (d)是表示由特征提取部提取出的特征点及特征点的相 关性的图。 图9(a)是表示实施方式1的平均波形的图、图9(b)是表示实施方式1的观测值的标 准偏差的图、图9(c)是表示实施方式1的时间的标准偏差的图。 图10(a)、图10(b)、图10(c)是表示对实施方式1中算出的平均波形添加观测值的标 准偏差以及时间的标准偏差而生成的阈值波形的图。 图11是示意性说明阈值波形生成部中平均波形的评价方法的图。 图12是表示实施方式2的平滑程度调整所涉及的特征点提取的图。 图13是示意性表示基于平坦区间内的观测值的点群进行的观测值轴方向的标准偏差 的评价的图。 图14是表示本发明的阈值波形生成装置的实施方式3的结构的图。 图15(a)、图15(b)、图15(c)是示意性表示实施方式3的异常产生区间所对应的阈值 波形的生成过程的图。 图16是示意性表示专利文献1的阈值波形的生成方法的图。 图17是示意性表示专利文献1的统计处理中多个观测波形的对应关系的图。 图18(a)是示意性表示专利文献1的统计处理中多个观测波形的图、图18(b)是示意 性表示专利文献1的统计处理中平均波形的图、图18(c)是示意性表示专利文献1的统计 处理中标准偏差的图、图18(d)是示意性表示专利文献1的统计处理中阈值波形的图。
【具体实施方式】
[0013] 下面，基于附图详细说明本发明所涉及的阈值波形生成装置以及方法的实施方 式。此外，本发明并不由本实施方式所限制。
[0014] 实施方式1. 首先，为便于理解实施方式1，参照图16~图18对专利文献1的波形比较的方法及其 问题点进行说明。
[0015] 图16是示意性表示专利文献1的阈值波形的生成方法的图。 〈专利文献1的阈值波形的生成〉 作为以下检查，即：对已知为良品的产品提供试验信号，以采样（sampling)间隔At对 提供试验信号时产品的动作进行测量的检查，对检查的开始进行触发检测并保存开始时刻 tl，同时开始采样，对检查的结束也进行触发检测并保存结束时刻tn，同时停止采样，一个 循环（cycle)的所需时间即为tn-tl，波形点数设为n点。另外，由于检查所需的时间每一 次都是固定的，因此，以一个循环的开始触发来开始进行波形的收集记录，在波形收集记录 开始后、在波形点数达到n点的时刻结束波形收集记录也是一样的。如上所述，通过对已知 为良品的产品提供试验信号并进行波形收集记录来获得省略图示的正常波形。同样，对已 知为不良品的产品也提供试验信号并进行波形收集记录，获得省略图示的异常波形。
[0016] 如上述那样获取多个正常波形和异常波形，并基于这些获取到的多个正常波形和 异常波形来规定阈值波形。例如，将获取到的多个正常波形取平均而得到的平均波形m向 上方偏移来生成上限波形h，向下方偏移来生成下限波形1。用m(t)来表示平均波形m的 时间t内的观测值轴方向的值，同样地，上限波形h的观测值轴方向的值表示为h⑴，下限 波形1的观测值轴方向的值表示为1 (t)。确认所获取到的异常波形在采样区间tl~tn内 均脱离所生成的阈值波形，最终将上限波形h以及下限波形1规定为作为上限以及下限的 阈值波形。所规定的阈值波形的上限波形h以及下限波形1的波形点数也为n点，采样间 隔为At。
[0017] 〈专利文献1的测量波形的判定〉 对作为检测对象的产品也同样提供试验信号，以采样区间tl~tn、以及采样间隔At 测量提供试验信号时的动作，得到时间t内的观测值轴方向的值由f(t)表示的省略了图示 的测量波形。测量波形是否脱离阈值波形的判定通过将测量波形各点的值与阈值波形各点 的值进行比较来进行。例如，在图16所示那样设定上限波形h和下限波形1双方作为阈值 波形的情况下，若能确认测量波形各点的值小于上限波形h各点的值，且大于下限波形1各 点的值，BPl(tl) <f(tl) <h(tl)、l(t2) <f(t2) <h(t2)、…、l(tn) <f(tn) <h(tn)， 则判定为测量波形未脱离阈值波形，产品为良品。
[0018] 在上述例子中，将横轴设为时间或采样点数，将纵轴设为观测值，但在由此将观测 波形变换为不同单位的波形的情况下，例如傅里叶变换（FastFourierTransform:FFT)， 则变换后的横轴变为频率，纵轴变为频率分量的大小，换言之即为频谱（spectrum)。在将观 测波形转换为不同单位的波形的情况下，若预先设定了对应于变换后波形的阈值波形，则 也同样能进行判定。
[0019] 在如上述那样对制造加工后的产品进行检测并判定产品是否良好的专利文献1 的方式中，需要在制造加工工序后设置检查工序，每个产品从制造开始到完成所需的时间 也会因设置了检查工序而相应地变长。为了解决这一问题，存在如下方法：通过确认制造加 工工序中测量控制指令或制造加工状况而得到的波形是否脱离正常的制造加工时的波形 来判定产品是否良好。确认制造加工工序中测量控制指令或制造加工状况而得到的波形是 否脱离正常的制造加工时的波形的方法称为在线检查（in-lineinspection)或机上检查、 或在机验证（on-machineverification) 〇
[0020] 机上检查采用的波形判定方法也可以与上述例子相同。即，也可以不对所制造的 产品提供试验信号，测量提供试验信号时的产品的动作，取而代之测量一个产品的制造加 工的状况、即一个循环的状况，并将所得到的波形与预先设定的