CN109709097A - 检查*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种检查***，降低因检查对象物表面的附着物引起的缺陷的误检测或看漏。检查***(1)进行检查对象物(W)的图像检查，具有：拍摄装置(10)，其拍摄检查对象物(W)；鼓风装置(20)，其具有向检查对象物(W)喷射洁净气体的喷嘴(22)；机器人(30)，其手臂末端部(32)安装有拍摄装置(10)和喷嘴(23)与检查对象物(W)中的某一个；检查装置(50)，其根据由拍摄装置(10)拍摄到的图像，进行检查对象物(W)的图像检查，检查装置(50)根据拍摄装置(10)与喷嘴(22)的位置关系来生成机器人的动作程序，使得喷嘴(22)在拍摄装置(10)之前相对于检查对象物(W)进行相对移动。

Description

检查***
技术领域
本发明涉及一种检查***，其根据由拍摄装置拍摄到的检查对象物的图像来进行检查对象物的检查。
背景技术
在专利文献1中，记载了如下检查***：根据由拍摄装置拍摄到的检查对象物的图像，进行例如检查对象物表面的缺陷(例如瑕疵)的检查。在该检查***中，将拍摄装置安装于机器人的手臂末端，通过控制机器人来控制拍摄装置相对于检查对象物的位置。
在像这样使用了拍摄装置拍摄到的图像的检查***中，若在检查对象物的检查面上附着有空气中的灰尘或尘埃等，则可能将这些附着物误检测为缺陷(瑕疵)。
或者，若在检查对象物的检查面上附着有之前工序使用的切削液或清洗液等，则可能因切削液或清洗液的光反射率相对于检查对象物表面的光反射率的差异而使得图像发生变化，将这些附着物误检测为缺陷(瑕疵)，或者，因这些附着物而看漏原本应该检测出的缺陷(瑕疵)。
关于这一点，在专利文献2中记载有如下内容：在根据拍摄装置拍摄到的检查对象物的图像来进行检查对象物的表面是否有缺陷(例如瑕疵)的检查的检查***中，相对于拍摄装置的行进方向在拍摄装置的前段，具有喷射空气的空气喷嘴。由此，除去附着于检测对象物表面的异物。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2005-121599号公报
专利文献2：日本特开2004-108956号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种检查***，能够降低因检查对象物表面的附着物引起的缺陷的误检测或看漏。
(1)本发明涉及的检查***(例如，后述的检查***1)，其进行检查对象物(例如，后述的工件W)的图像检查，其特征在于，该检查***具有：拍摄装置(例如，后述的照相机10)，其拍摄所述检查对象物；鼓风装置(例如，后述的鼓风装置20)，其具有向所述检查对象物喷射洁净气体的喷嘴(例如，后述的喷嘴22)；机器人(例如，后述的机器人30)，其在手臂末端部(例如，后述的手臂末端部32)安装有所述拍摄装置和所述喷嘴与所述检查对象物中的某一个；以及检查装置(例如，后述的检查装置50)，其根据由所述拍摄装置拍摄到的图像，进行所述检查对象物的图像检查，所述检查装置根据所述拍摄装置与所述喷嘴的位置关系来生成所述机器人的动作程序，使得所述喷嘴在所述拍摄装置之前相对于所述检查对象物进行相对移动。
(2)在(1)所记载的检查***中，可以是，在所述机器人的手臂末端部安装有所述拍摄装置和所述喷嘴，所述检查装置生成所述机器人的动作程序，使得从所述拍摄装置朝向所述喷嘴的方向为所述检查对象物的图像检查的检查路径的检查方向。
(3)在(2)所记载的检查***中，可以是，所述检查装置将从所述拍摄装置朝向所述喷嘴的方向设定为所述机器人的手臂末端部的行进方向，所述检查装置生成所述机器人的动作程序，使得所述机器人的手臂末端部的行进方向为所述检查对象物的图像检查的检查路径的检查方向。
(4)在(1)～(3)中任一项所记载的检查***中，可以是，所述检查装置根据检查员进行的所述机器人的动作示教，生成所述机器人的动作程序。
(5)在(1)～(3)中任一项所记载的检查***中，可以是，所述检查装置根据从所述拍摄装置朝向所述喷嘴的方向或其反方向、以及从当前位置向下一检查点的检查路径的检查方向，自动生成所述机器人的动作程序。
(6)在(1)～(5)中任一项所记载的检查***中，可以是，所述检查装置在所述检查对象物的检查面上设定多个检查点，通过对所述多个检查点设定检查顺序，自动生成所述检查对象物的图像检查的检查路径。
(7)在(1)～(6)中任一项所记载的检查***中，可以是，所述喷嘴喷射所述洁净气体的方向，向从所述拍摄装置朝向所述喷嘴的方向倾斜。
(8)在(7)所记载的检查***中，可以是，所述喷嘴喷射所述洁净气体的方向，进一步向与从所述拍摄装置朝向所述喷嘴的方向交叉的方向倾斜。
发明效果
根据本发明可以提供一种检查***，能够降低因检查对象物表面的附着物引起的缺陷的误检测或看漏。
附图说明
图1是表示本实施方式涉及的检查***的结构的图。
图2是图1所示的机器人的手臂末端部的侧视图。
图3是图1所示的机器人的手臂末端部的立体图。
图4是用于对检查员进行的机器人动作的示教的一例进行说明的图，是机器人的手臂末端部和工件的俯视图。
图5A是用于对检查员进行的机器人动作的示教的另一例进行说明的图，是机器人的手臂末端部和工件的俯视图。
图5B是用于对检查员进行的机器人动作的示教的另一例进行说明的图，是机器人的手臂末端部和工件的俯视图。
图6A是表示变形例涉及的喷嘴的图，是表示机器人的手臂末端部的立体图。
图6B是表示变形例涉及的喷嘴的图，是机器人的手臂末端部的俯视图。
图7是第二实施方式涉及的检查***中的机器人的手臂末端部的立体图。
图8A是用于对第二实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的机器人的动作程序的自动生成的一例进行说明的图，是机器人的手臂末端部和工件的俯视图。
图8B是用于对第二实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的机器人的动作程序的自动生成的一例进行说明的图，是机器人的手臂末端部和工件的俯视图。
图8C是用于对第二实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的机器人的动作程序的自动生成的一例进行说明的图，是机器人的手臂末端部和工件的俯视图。
图8D是用于对第二实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的机器人的动作程序的自动生成的一例进行说明的图，是机器人的手臂末端部和工件的俯视图。
图9A是用于对第三实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的检查路径的自动生成的一例进行说明的图，是工件的俯视图。
图9B是用于对第三实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的检查路径的自动生成的另一例进行说明的图，是工件的俯视图。
图10是用于对第三实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的检查路径的自动生成的一例进行说明的图，是工件的俯视图。
图11是用于对第三实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的检查路径的自动生成的一例进行说明的图，是工件的俯视图。
图12A是用于对第三实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的检查路径的自动生成的一例进行说明的图，是工件的俯视图。
图12B是用于对第三实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的检查路径的自动生成的另一例进行说明的图，是工件的俯视图。
图13A是用于对第三实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的检查路径的自动生成的另一例进行说明的图，是工件的俯视图。
图13B是用于对第三实施方式涉及的检查***中的检查装置进行的检查路径的自动生成的另一例进行说明的图，是工件的俯视图。
符号说明
1 检查***
10 照相机(拍摄装置)
20 鼓风装置
22 喷嘴
30 机器人
32 手臂末端部
40 机器人控制装置
50 检查装置
W 工件(检查对象物)
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的一例进行说明。另外，在各附图中，对相同或者相当的部分标注相同的符号。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式涉及的检查***的结构的图。图1所示的检查***1是根据由照相机(拍摄装置)10拍摄到的工件(检查对象物)W的图像对例如工件W的表面(检查面)是否有缺陷(例如瑕疵)进行检查的检查***。检查***1具有：照相机(拍摄装置)10、鼓风装置20、机器人30、机器人控制装置40、检查装置50。
照相机10通过检查装置50的控制来拍摄工件W。照相机10将拍摄到的工件W的图像提供给检查装置50。
鼓风装置20通过检查装置50的控制，喷出洁净气体从喷嘴22。使用空气、氮气、二氧化碳气体等作为洁净气体。以下，使用空气作为洁净气体的一例来进行说明。
作为机器人30，可以使用公知的机器人机械手(robot manipulator)。在图1中，作为机器人30例示出具有六个关节轴的机械手。在机器人30的手臂末端部32安装有照相机10和鼓风装置20的喷嘴22。
图2是机器人30的手臂末端部32的侧视图。如图2所示，照相机10安装于手臂末端部32的一个侧部，以便拍摄配置于下方的工件W。喷嘴22安装于手臂末端部32的另一个侧部，以便将空气喷射到配置于下方的工件W。
喷嘴22形成或者配置成使空气的喷射方向向从照相机10朝向喷嘴22的方向(后述的机器人30的手臂末端部32的行进方向)倾斜。
机器人控制装置40执行从检查装置50提供的机器人的动作程序，控制机器人30的手臂末端部32的位置和姿势，使照相机10和喷嘴22相对于工件W进行相对移动。
检查装置50执行检查程序，根据由照相机10拍摄到的工件W的图像，来检查工件W的表面(检查面)是否有缺陷。
此外，检查装置50根据照相机10与喷嘴22的位置关系，生成机器人的动作程序，使得喷嘴22在照相机10之前相对于工件W进行移动。在本实施方式中，检查装置50根据检查员进行的机器人3的动作示教，生成机器人的动作程序。以下，对其详细情况进行说明。
图3是机器人30的手臂末端部32的立体图。如图3所示，检查装置50将用于决定机器人30的手臂末端部32的位置和姿势的坐标系设定为手臂末端部32的位置。此时，检查装置50将X轴方向设定为从照相机10朝向喷嘴22的方向(空气的喷射方向的倾斜方向)，且，将该X轴方向设定为检查时机器人30的手臂末端部32的行进方向。由此，将从照相机10朝向喷嘴22的方向设定为检查时机器人30的手臂末端部32的行进方向。
另外，用于决定机器人30的位置和姿势的坐标系可以被设定为照相机10的位置或喷嘴22的位置来代替手臂末端部32的位置。
此外，还可以自由设定用于决定机器人30的位置和姿势的坐标系的各轴方向。即使在该情况下，检查装置50也将从照相机10朝向喷嘴22的方向设定为检查时机器人30的手臂末端部32的行进方向。
检查装置50生成机器人的动作程序，使得X轴方向即从照相机10朝向喷嘴22的方向为工件W图像检查的检查路径的检查方向。
在本实施方式中，检查装置50根据检查员进行的机器人的动作示教，来生成机器人的动作程序。图4是用于对检查员进行的机器人的动作示教的一例进行说明的图，是机器人30的手臂末端部32和工件W的俯视图。如图4所示，检查员示教检查路径和检查方向，拍摄工件W的整个检查面。例如，检查员只向+X方向(A方向)移动手臂末端部32，从工件W的检查面的一端(-X方向侧)到另一端(+X方向侧)示教手臂末端部32的照相机10在各检查点处的位置。向Y方向(B方向)错开而重复上述内容。检查装置50根据该示教生成机器人的动作程序即可。
另外，只要在行进方向上喷嘴22在照相机10之前，则可以自由决定检查路径和检查方向。例如图5A和图5B所示，能够以使手臂末端部32绕Z轴旋转来改变行进方向的方式，决定检查路径和检查方向。
此外，即使在为了检查工件W的不同面而变更了手臂末端部32(照相机10)的姿势的情况下，通过示教检查路径使手臂末端部32只向+X方向、即从照相机10朝向喷嘴22的方向移动，由此，能够使喷嘴22在照相机10之前进行检查。
另外，鼓风装置20可以在工件W的图像检查过程中，始终从喷嘴22喷射空气，也可以只在机器人30的手臂末端部32向检查方向前进时喷射空气。
如以上说明那样，根据本实施方式的检查***1，检查装置50根据照相机10与喷嘴22的位置关系，生成机器人的动作程序，使得从照相机10朝向喷嘴22的方向为工件W的图像检查的检查路径的检查方向，即喷嘴22在照相机10之前相对于工件W进行相对移动。由此，喷嘴22先通过照相机10的拍摄部位，在拍摄之前对照相机10的视野范围进行鼓风，因此，可以除去照相机10的视野内的工件W表面所附着的灰尘或尘埃、切削液或清洗液等附着物。因此，能够降低因工件W表面的附着物引起的缺陷的误检测或者看漏，使检查的成功率得以提升。
另外，在检查过程中也可能附着空气中的尘埃等，但是根据本实施方式的检查***1，由于在拍摄之前对照相机10的视野范围进行鼓风，因此可以在拍摄之前除去检查过程中附着的附着物。
此外，根据本实施方式的检查***1，喷嘴22形成或者配置成使空气的喷射方向向从照相机10朝向喷嘴22的方向(机器人30的手臂末端部32的行进方向)倾斜。由此，可以向前方吹飞工件W表面(检查面)的附着物，可以降低异物通过空气而向照相机10侧飞散。
(第一实施方式的变形例：喷嘴的变形例)
图6A是表示变形例涉及的喷嘴的图，是机器人30的手臂末端部30的立体图，图6B是表示变形例涉及的喷嘴的图，是机器人30的手臂末端部32的俯视图。如图6A和图6B所示，可以使用变形例的喷嘴23来代替喷嘴22。喷嘴23同样安装于手臂末端部32的另一个侧部，将空气喷射至在下方配置的工件W。
喷嘴23形成或者配置成使空气的喷射方向向从照相机10朝向喷嘴23的方向(机器人30的手臂末端部32的行进方向)倾斜。进一步，喷嘴23形成或者配置成V字形形状，使空气的喷射方向向与从照相机10朝向喷嘴23的方向交叉的两侧方向倾斜。另外，喷嘴23也可以形成或者配置成只向两侧方向的某一方向倾斜。由此，可以向两侧前方吹散工件W表面(检查面)的附着物，可以降低异物通过空气而向照相机侧飞散。
此外，在本实施方式中，固定设置工件W，将照相机10和鼓风装置20的喷嘴22、23安装于机器人30的手臂末端部32，由此，使照相机10和喷嘴22、23相对于工件W进行相对移动。但是，也可以通过固定设置照相机10和鼓风装置20的喷嘴22、23，由机器人30的手臂末端部32把持工件W，可以使照相机10和喷嘴22、22相对于工件W进行相对移动。
此时，检查装置50生成机器人的动作程序，使得将从照相机10朝向喷嘴22、23的方向的反方向设定为工件W的行进方向、该工件W的行进方向为工件W的图像检查的检查路径的检查方向即刻。由此，喷嘴22、23在照相机10之前相对于工件W进行相对移动。
(第二实施方式)
在第一实施方式中，根据检查员进行的机器人的动作示教，生成了机器人的动作程序。在第二实施方式中，自动生成机器人的动作程序。
第二实施方式涉及的检查***1的结构与图1所示的第一实施方式的检查***1的结构相同。另外，在第二实施方式涉及的检查***1中，检查装置50的功能和动作与第一实施方式的检查***1不同。
检查装置50在通过检查员示教机器人在所有检查点处的位置，决定通过检查点的顺序、即检查路径和检查方向时，自动生成机器人的动作程序，喷嘴22在照相机10之前相对于工件W进行相对移动。以下，对其详细情况进行说明。
图7是机器人30的手臂末端部32的立体图。如图7所示，检查装置50将用于决定机器人30的手臂末端部32的位置和姿势是坐标系设定为照相机10的位置。此时，检查装置50将X轴方向设定为从照相机10朝向喷嘴22的方向(空气的喷射方向的倾斜方向)，且将该X轴方向设定为检查时机器人30的手臂末端部32的行进方向。由此，将从照相机10朝向喷嘴22的方向设定为检查时机器人30的手臂末端部32的行进方向。
检查装置50生成机器人的动作程序，使得X轴方向、即从照相机10朝向喷嘴22的方向为工件W的图像检查的检查路径的检查方向。
在本实施方式中，检查装置50自动生成机器人的动作程序。图8A～图8D是用于对机器人的动作程序的自动生成的一例进行说明的图，是机器人30的手臂末端部32和工件W的俯视图。如图8A所示，检查装置50从当前位置求出向下一检查点的检查路径的检查方向。
接下来，如图8B所示，检查装置50自动生成机器人的动作程序，使得X轴方向、即从照相机10朝向喷嘴22的方向为检查路径的检查方向。
通过该动作程序，机器人控制装置40校正机器人30的手臂末端部32的方向和姿势，如图8C所示，使机器人30的手臂末端部32向下一检查点移动。
接下来，如图8D所示，检查装置50自动生成机器人的动作程序，使得X轴方向、即从照相机10朝向喷嘴22的方向为检查路径的检查方向。
通过该动作程序，机器人控制装置40校正机器人30的手臂末端部32的方向和姿势。
此时，检查装置50按照检查程序使照相机10进行工件W的拍摄。可以使机器人保持动作来进行工件W的拍摄，也可以使机器人瞬间停止来进行工件W的拍摄。
检查装置50针对工件W的所有检查点P(检查路径A、B)重复进行图8A～图8D的动作，自动生成机器人的动作程序。
在本实施方式的检查***1中，也可以获得与第一实施方式的检查***1相同的优点。
(第三实施方式)
在第二实施方式中，根据检查员进行的示教生成工件W的图像检查的检查路径，自动生成机器人的动作程序。在第三实施方式中，还自动生成工件W的图像检查的检查路径。
第三实施方式涉及的检查***1的结构，与图1所示的第二实施方式的检查***1的结构相同。另外，在第三实施方式涉及的检查***1中，检查装置50的功能和动作与第二实施方式的检查***1不同。
在由作业员指定工件W的检查面、赋予用于决定检查区域的代表检查点时，检查装置50自动生成检查路径。以下，假设长方形形状的平坦面作为工件W的检查面。
图9A、图10、图11、图12A是用于对检查路径的自动生成的一例进行说明的图，是工件W的俯视图。如图9A所示，通过检查员而赋予在工件W检查面的三个角部处的检查点P1、P2、P3，检查装置50示教机器人30在这些检查点P1、P2、P3处的位置姿势。检查装置50也可以如图9B所示，示教成检查点P1、P2、P4。
如图10所示，检查装置50求出从检查点P1到检查点P2的移动量、以及从检查点P1到检查点P3的移动量(在图9B中，从检查点P2到检查点P4的移动量)。检查装置50将求出的检查点P1到检查点P2的移动量除以基于所希望的格点数M(例如6)的M-1，来求出检查点P1与检查点P2之间的检查间隔。同样地，检查装置50将求出的检查点P1到检查点P3的移动量除以基于所希望的格点数N(例如5)的N-1，来求出检查点P1与检查点P3之间的检查间隔。所希望的格点数由检查员指定。
另外，由检查员指定的检查间隔相关的参数并不局限于格点数。例如，可以由检查员直接指定从检查点P1朝向检查点P2的方向的检查间隔、以及从检查点P1朝向检查点P3的方向的检查间隔。
接下来，如图11所示，检查装置50根据求出的检查点P1与检查点P2之间的检查间隔以及检查点P1与检查点P3之间的检查间隔，将多个检查点呈格子状配置于工件W的检查面上。
接下来，检查装置50决定通过检查点的顺序、即检查路径和检查方向。例如图12A所示，检查装置50可以将检查路径和检查方向设定成从一端朝向另一端进行一条线的检查、若一条线的检查结束则返回到一端在相同方向进行下一条线的检查，即在相同方向进行逐条线的检查。
检查路径和检查方向的设定并不局限于此，例如图12B所示，可以设定成旋涡状(螺旋状)等。
在本实施方式的检查***1中也可以获得与第二实施方式的检查***1相同的优点。
(第三实施方式的变形例)
关于本实施方式的检查路径的自动生成，只要工件W检查面的形状存在某种规则性，则能够可以应用，工件W检查面的形状并不局限于长方形形状。
工件W检查面的形状例如图13A所示，可以是环状(ring)。该情况下，如图13B所示，检查装置50可以在通过由检查员赋予的检测到P1、P2、P3的圆上配置多个检查点，以检查点P1为起始点决定通过检查点的顺序、即检查路径和检查方向。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并非限定于上述实施方式。此外，本实施方式所记载的效果不过是列举本发明产生的最佳效果，本发明涉及的效果并不局限于本实施方式所记载的效果。
例如，在上述实施方式中，例示了检查工件(检查对象物)W是否有缺陷(例如瑕疵)的检查***1，而本发明的特征能够应用于根据由照相机等拍摄装置拍摄到的检查对象物的图像来进行检查对象物的各种检查的各种检查***。

Claims (8)

1.一种检查***，其进行检查对象物的图像检查，其特征在于，该检查***具有：
拍摄装置，其拍摄所述检查对象物；
鼓风装置，其具有向所述检查对象物喷射洁净气体的喷嘴；
机器人，其在手臂末端部安装有所述拍摄装置和所述喷嘴与所述检查对象物中的某一个；以及
检查装置，其根据由所述拍摄装置拍摄到的图像，进行所述检查对象物的图像检查，
所述检查装置根据所述拍摄装置与所述喷嘴的位置关系来生成所述机器人的动作程序，使得所述喷嘴在所述拍摄装置之前相对于所述检查对象物进行相对移动。
2.根据权利要求1所述的检查***，其特征在于，
在所述机器人的手臂末端部安装有所述拍摄装置和所述喷嘴，
所述检查装置生成所述机器人的动作程序，使得从所述拍摄装置朝向所述喷嘴的方向为所述检查对象物的图像检查的检查路径的检查方向。
3.根据权利要求2所述的检查***，其特征在于，
所述检查装置将从所述拍摄装置朝向所述喷嘴的方向设定为所述机器人的手臂末端部的行进方向，
所述检查装置生成所述机器人的动作程序，使得所述机器人的手臂末端部的行进方向为所述检查对象物的图像检查的检查路径的检查方向。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的检查***，其特征在于，
所述检查装置根据检查员进行的所述机器人的动作示教，生成所述机器人的动作程序。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的检查***，其特征在于，
所述检查装置根据从所述拍摄装置朝向所述喷嘴的方向或其反方向、以及从当前位置向下一检查点的检查路径的检查方向，自动生成所述机器人的动作程序。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的检查***，其特征在于，
所述检查装置在所述检查对象物的检查面上设定多个检查点，通过对所述多个检查点设定检查顺序，自动生成所述检查对象物的图像检查的检查路径。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的检查***，其特征在于，
所述喷嘴喷射所述洁净气体的方向，向从所述拍摄装置朝向所述喷嘴的方向倾斜。
8.根据权利要求7所述的检查***，其特征在于，
所述喷嘴喷射所述洁净气体的方向，进一步向与从所述拍摄装置朝向所述喷嘴的方向交叉的方向倾斜。
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