JP7073828B2 - 外観検査システム、設定装置および検査方法 - Google Patents
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Description
まず、図1を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図1は、本実施の形態に係る外観検査システムの概要を示す模式図である。
次に、本実施の形態に係る外観検査システムの一例について説明する。
図6は、設定装置60の内部構成の一例を示すブロック図である。図6に示す例では、設定装置60は、表示部61と、記憶部62と、設定部63とを備える。表示部61は、たとえばタッチパネルである。設定部63は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を含み、情報処理に応じて指定経路を設定を行なう。記憶部62は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置であり、設定部63で実行される処理プログラム、指定経路の設定に関する情報を示すデータ等を記憶する。
PLC50は、設定装置60によって生成された指定経路を示す情報を取得し、当該情報に応じた指令を画像処理装置20およびロボットコントローラ40に出力する。
図8は、ロボットコントローラ40のハードウェア構成について示す模式図である。ロボットコントローラ40は、CPU(Central Processing Unit)142、メインメモリ143、ハードディスク144および通信インターフェイス(I/F)146を含む。これらの各部は、バス141を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
図9および図10を参照して、ロボットコントローラ40の補償制御について説明する。ロボットコントローラ40の補償制御による撮像装置10の動作を「補償動作」という。
画像処理装置20は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、補助記憶装置、通信I/F等を含み、情報処理を行なう。補助記憶装置は、たとえば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等で構成され、CPUが実行するプログラム等を記憶する。
図11は、外観検査システム1における検査方法の流れの一例を示すフローチャートである。図11に示す例では、まずステップS1において、PLC50は、設定装置60によって設定された指定経路を示す情報を読み出す。
上記の説明では、撮像装置10は、撮像視野と検査対象位置との相対運動を打ち消す方向に回転する補償動作を行なう。しかしながら、撮像装置10は、撮像視野と検査対象位置との相対運動を打ち消す方向に並進移動する補償動作を行なってもよい。
図14は、第2変形例に係る外観検査システムの一部の構成の一例を示す図である。図14に示す例の外観検査システムは、ワークWを搬送方向D4に沿って移動させる搬送ベルト91を備える。搬送ベルト91は、ワークWに対する撮像装置10の相対位置を変化させるために、ワークWを移動させる第2移動機構を構成する。設定装置60は、ワークW上の搬送方向D4に沿った複数の点を検査対象位置として設定する場合、複数の検査対象位置を順に撮像可能な位置を撮像装置10の指定位置として設定すればよい。これにより、撮像装置10が指定位置に固定される。しかしながら、ワークWが搬送方向D4に沿って移動するため、ワークWに対する撮像装置10の相対位置は、搬送方向D4に平行であり、かつ、搬送方向D4と逆方向を進行方向とする経路(指定経路)に沿って変化する。
第3変形例に係る外観検査システムは、第2変形例に係る外観検査システムと比較して、補償動作において撮像装置10が姿勢ではなく位置を変化させる点で相違する。
図17は、第4変形例に係る外観検査システムの一部の構成の一例を示す図である。図17に示す例の外観検査システムは、回転方向D5に沿って、ワークWを回転させる回転テーブル92を備える。回転テーブル92は、ワークWに対する撮像装置10の相対位置を変化させるために、ワークWを移動させる第2移動機構を構成する。設定装置60は、ワークW上の回転方向D5に沿った複数の点を検査対象位置として設定する場合、複数の検査対象位置を順に撮像可能な位置を撮像装置10の指定位置として設定すればよい。これにより、撮像装置10が指定位置に固定される。しかしながら、ワークWが回転方向D5に沿って移動するため、ワークWに対する撮像装置10の相対位置は、回転テーブル92の回転軸を中心とした円弧状であり、かつ、回転方向D5と逆方向を進行方向とする経路に沿って変化する。
図20は、撮像装置10の動作を示す図である。図20には、撮像装置10に固有のローカル座標系であるUVW座標が示される。撮像装置10の撮像方向D3は、U軸上に位置する。V軸およびW軸は、撮像装置10内の点を通り、U軸に垂直である。V軸およびW軸は互いに直交する。
設定装置60は、撮像装置10が補償動作を行ないやすいような指定経路を設定するようにしてもよい。以下に、撮像装置10がスライド部35にスライド可能に支持される形態(図12参照)を例にとり説明する。
上記の説明では、外観検査システム1は、撮像装置10を移動させる第1移動機構として垂直多関節ロボットであるロボット30を備える。しかしながら、外観検査システム1は、撮像装置10を移動させる第1移動機構として、たとえば3軸の直交ロボットを備えてもよい。この場合、第1移動機構は、3軸の直交ロボットの他に、図12に示されるようなスライド部35、または、撮像装置10を回転可能に支持し、Z軸に対する撮像装置10の視野方向の角度を調整する角度調整機構をさらに含むことが好ましい。スライド部35または角度調整機構は、直交ロボットに取り付けられる。ロボットコントローラ40は、スライド部35または角度調整機構を指定経路に沿って移動させるとともに、撮像位置においてスライド部35または角度調整機構を制御して撮像装置10に補償動作を実行させる。
以上のように、本実施の形態の外観検査システム1において、画像処理装置20またはPLC50は、撮像装置10が検査対象位置に対応する撮像位置に到達したときに、撮像装置10による撮像を実行させる。ロボットコントローラ40は、撮像装置10が撮像位置に到達する時刻を含む予め定められた補償動作期間中、または、撮像位置を含む予め定められた空間内に撮像装置10が位置している間、補償制御を行なう。補償制御は、撮像装置10の視野と検査対象位置との相対運動を打ち消す方向に撮像装置10の位置および姿勢の少なくとも一方を変化させる制御である。
以上のように、本実施の形態および変形例は以下のような開示を含む。
対象物(W)に対する撮像装置(10)の相対位置を指定経路に沿って変化させながら、前記対象物(W)の検査対象位置を前記撮像装置(10)で撮像して外観検査を行なう外観検査システム(1)であって、
前記相対位置を変化させる移動機構(30,35,91,92)と、
前記撮像装置(10)が前記検査対象位置に対応する撮像位置に到達したときに、前記撮像装置(10)による撮像を実行させる第1制御部(20,50)と、
前記撮像装置(10)が前記撮像位置に到達する時刻を含む予め定められた期間中、または、前記撮像位置を含む予め定められた空間内に前記撮像装置(10)が位置している間、前記指定経路に沿った前記相対位置の変化に伴う前記撮像装置(10)の視野と前記検査対象位置との相対運動を打ち消す方向に前記撮像装置(10)の位置および姿勢の少なくとも一方を変化させる第2制御部(40)とを備える、外観検査システム(1)。
前記移動機構(30,35,91,92)は、前記撮像装置(10)を動かす第1移動機構(30,35)を含み、
前記第2制御部(40)は、前記第1移動機構(30,35)を制御して、前記相対運動を打ち消す方向に前記撮像装置(10)の位置および姿勢の少なくとも一方を変化させる、構成1に記載の外観検査システム(1)。
前記第1移動機構(30,35)は、前記指定経路に沿って前記撮像装置(10)を移動させ、
前記第2制御部(40)は、前記撮像装置(10)の撮像方向が前記検査対象位置に近づくように前記撮像装置(10)の姿勢を変化させる、構成2に記載の外観検査システム(1)。
前記第1移動機構(30,35)は、前記撮像装置(10)をスライド可能に支持するスライド部(35)と、前記スライド部(35)を移動させるロボット(30)とを有し、
前記ロボット(30)は、前記指定経路に沿って前記スライド部(35)を移動させ、
前記第2制御部(40)は、前記スライド部(35)を制御して、前記撮像装置(10)の撮像方向が前記検査対象位置に近づくように前記撮像装置(10)をスライドさせる、構成2に記載の外観検査システム(1)。
前記移動機構(30,35,91,92)は、前記相対位置が前記指定経路に沿って変化するように、前記対象物(W)を移動させる第2移動機構(91,92)をさらに含む、構成2に記載の外観検査システム(1)。
前記第2制御部(40)は、前記撮像装置(10)の位置および姿勢の少なくとも一方を予め定められた方向に沿って変化させ、
前記外観検査システム(1)は、
前記撮像位置における前記相対位置の移動方向と前記予め定められた方向とのなす角度が10度以内になるように、前記指定経路を設定する設定部(63)をさらに備える、構成1から5のいずれかに記載の外観検査システム(1)。
前記予め定められた方向は、前記撮像装置(10)の光軸に垂直である、構成6に記載の外観検査システム(1)。
構成6または7に記載の外観検査システム(1)に用いられ、前記設定部(63)を備える設定装置(60)。
対象物(W)に対する撮像装置(10)の相対位置を指定経路に沿って変化させながら、前記対象物(W)の検査対象位置を前記撮像装置(10)で撮像して外観検査を行なう検査方法であって、
前記撮像装置(10)が前記検査対象位置に対応する撮像位置に到達したときに、前記撮像装置(10)による撮像を開始させるステップと、
前記撮像装置(10)が前記撮像位置に到達する時刻を含む予め定められた期間中、または、前記撮像位置を含む予め定められた空間内に前記撮像装置(10)が位置している間、前記指定経路に沿った前記相対位置の変化に伴う前記撮像装置(10)の視野と前記検査対象位置との相対運動を打ち消す方向に前記撮像装置(10)の位置および姿勢の少なくとも一方を変化させるステップとを備える、検査方法。
Claims (7)
- 対象物に対する撮像装置の相対位置を指定経路に沿って変化させながら、前記対象物の複数の検査対象位置の各々を前記撮像装置で撮像して外観検査を行なう外観検査システムであって、
前記複数の検査対象位置の指定を受け付け、指定された前記複数の検査対象位置を撮像可能な複数の撮像位置をそれぞれ設定し、設定した前記複数の撮像位置を順に通過する指定経路を設定する設定部と、
前記相対位置を変化させる移動機構と、
前記撮像装置が前記複数の撮像位置の各々に到達したときに、前記撮像装置による撮像を実行させる第1制御部と、
前記撮像装置が前記撮像位置に到達する時刻を含む予め定められた期間中、または、前記撮像位置を含む予め定められた空間内に前記撮像装置が位置している間、前記指定経路に沿った前記相対位置の変化に伴う前記撮像装置の視野と前記検査対象位置との相対運動を打ち消すように前記撮像装置を予め定められた方向に沿って並進移動させる第2制御部とを備え、
前記設定部は、前記撮像位置における前記指定経路の進行方向と前記予め定められた方向とのなす角度が10度以内になるように、前記指定経路を設定する、外観検査システム。 - 前記移動機構は、前記撮像装置を動かす第1移動機構を含み、
前記第2制御部は、前記第1移動機構を制御して、前記相対運動を打ち消す方向に前記撮像装置を並進移動させる、請求項1に記載の外観検査システム。 - 前記第1移動機構は、前記撮像装置をスライド可能に支持するスライド部と、前記スライド部を移動させるロボットとを有し、
前記ロボットは、前記指定経路に沿って前記スライド部を移動させ、
前記第2制御部は、前記スライド部を制御して、前記撮像装置の光軸が前記検査対象位置に近づくように前記撮像装置をスライドさせる、請求項2に記載の外観検査システム。 - 前記移動機構は、前記相対位置が前記指定経路に沿って変化するように、前記対象物を移動させる第2移動機構をさらに含む、請求項2に記載の外観検査システム。
- 前記予め定められた方向は、前記撮像装置の光軸に垂直である、請求項1に記載の外観検査システム。
- 対象物に対する撮像装置の相対位置を指定経路に沿って変化させながら、前記対象物の複数の検査対象位置の各々を前記撮像装置で撮像して外観検査を行なう外観検査システムに備えられる設定装置であって、
前記外観検査システムは、
前記相対位置を変化させる移動機構と、
前記撮像装置が撮像位置に到達したときに、前記撮像装置による撮像を実行させる第1制御部と、
前記撮像装置が前記撮像位置に到達する時刻を含む予め定められた期間中、または、前記撮像位置を含む予め定められた空間内に前記撮像装置が位置している間、前記指定経路に沿った前記相対位置の変化に伴う前記撮像装置の視野と前記検査対象位置との相対運動を打ち消すように前記撮像装置を予め定められた方向に沿って並進移動させる第2制御部とを備え、
前記設定装置は、
前記複数の検査対象位置の指定を受け付け、指定された前記複数の検査対象位置を撮像可能な複数の撮像位置をそれぞれ設定し、設定した前記複数の撮像位置を順に通過する指定経路を設定する設定部を備え、
前記設定部は、前記複数の撮像位置の各々における前記指定経路の進行方向と前記予め定められた方向とのなす角度が10度以内になるように、前記指定経路を設定する、設定装置。 - 対象物に対する撮像装置の相対位置を指定経路に沿って変化させながら、前記対象物の複数の検査対象位置の各々を前記撮像装置で撮像して外観検査を行なう検査方法であって、
前記複数の検査対象位置の指定を受け付け、指定された前記複数の検査対象位置を撮像可能な複数の撮像位置をそれぞれ設定し、設定した前記複数の撮像位置を順に通過する指定経路を設定するステップと、
前記撮像装置が前記複数の撮像位置の各々に到達したときに、前記撮像装置による撮像を開始させるステップと、
前記撮像装置が前記撮像位置に到達する時刻を含む予め定められた期間中、または、前記撮像位置を含む予め定められた空間内に前記撮像装置が位置している間、前記指定経路に沿った前記相対位置の変化に伴う前記撮像装置の視野と前記検査対象位置との相対運動を打ち消すように前記撮像装置を予め定められた方向に沿って並進移動させるステップとを備え、
前記設定するステップは、
前記撮像位置における前記指定経路の進行方向と前記予め定められた方向とのなす角度が10度以内になるように、前記指定経路を設定するステップを含む、検査方法。
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