JP7434686B2 - シート層の検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Description
本発明のさらに他の局面に係るシート層の検査方法は、第1表面と、前記第1表面とは面方向が異なる第2表面とを含むベース基材上に積層され、前記第1表面及び前記第2表面に跨がって積層されるシート層を検査する検査方法であって、レーザスリット光を用いて検査対象物の二次元形状を計測するレーザセンサを、前記レーザスリット光にて前記第1表面および前記第2表面をスキャンするように移動させ、前記レーザセンサにより得られた複数の二次元形状データと、前記二次元形状の計測時における前記レーザセンサの位置データとを関連付けることにより、検査対象物の三次元形状データを求め、前記ベース基材上にシート層が積層される前の第1検査対象物の三次元形状を示す第1の三次元形状データと、前記ベース基材上に前記シート層が形成された後の第2検査対象物の三次元形状を示す第2の三次元形状データとの差分を求めることにより、前記シート層の三次元形状を導出する。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るシート層の検査装置1の全体構成を示すブロック図である。検査装置1は、多関節ロボット2A(移動機構)及びレーザセンサ3を含むスキャン装置Sと、ワーク回転機構4(支持機構)と、これらの動作を制御すると共に所要の演算処理を行うコントローラ5とを含む。検査装置1は、ベース基材としての金型6(積層型)上に積層されるワークWを構成するシート層を検査する装置である。
既述の通り本実施形態では、金型6上のワークWは、複数のシート層の積層によって形成される。図2(A)~(D)は、シート層の積層の態様を示す模式図である。図2(A)は、金型6の側面図(左図)及びその斜視図(右図)である。ここでは、図示簡略化のため、一方向に長い直方体からなる単純な金型6を例示している。
本実施形態では、シート層の積層前後の三次元形状データの差分を求めることにより、当該シート層の三次元形状を導出し、評価する。この手法について、図5及び図6を参照して説明する。図5(A)は、図2(A)の状態、つまり、第1シート層W11が積層される前の金型6(第1検査対象物)の三次元形状の計測態様を示す図である。レーザセンサ3からレーザスリット光3Rが、金型6の表面61に照射される。金型の長辺方向をX方向と定義すると、コントローラ5のロボット制御部51(図1)は、レーザスリット光3RがX方向へ移動し、表面61をスキャンするように多関節ロボット2Aを制御する。
また、図5(A)、(B)に示した例では、金型6の一つの表面61だけに第1シート層W11が形成される例を示した。シート層は、複数の平面及び曲面に跨がって形成されるものであっても良い。図7(A)は、金型60の複数の面に跨がってシート層WRが設けられる例を示す斜視図である。金型60は、第1表面62と、当該第1表面62と直交する第2表面63(面方向が異なる第2表面)と、これらの間に位置する曲面部64とを含む。シート層WRは、第1表面62から第2表面63に跨がって形成されている。
図3に例示したように、1つのシート層は、所定幅のテープ片7を金型6の表面61に貼り詰めることによって形成される。隣接するテープ片7の端縁同士が隙間無く、且つ、重なり合うこと無く配置されていれば、そのシート層は他の問題が無ければ設計通りのシート層となる。これに対し、テープ片7の表面61の貼り具合に不備があれば、そのシート層は不具合を備えたシート層となる。
多関節ロボット2Aには、多様な作業を実行させることが可能である。図1では、レーザセンサ3を移動させる機構としての多関節ロボット2Aの使用を例示しているが、テープ片7を金型6に貼り付ける作業(シート層をベース基材に形成する作業)を兼用させても良い。図9は、多関節ロボット2Aにテープ貼りヘッドTHと、レーザセンサ3とを搭載する例を示す模式図である。
直交軸ロボット2Bには、テープ片7を金型6に貼り付ける作業を兼用させることは難しい。一方、テープ片7の貼り付け毎に検査を行わせる上記の多関節ロボット2Aの例では、複数のテープ片7の並列貼り付けにより形成される1つのシート層全体を、レーザセンサ3で検査させる態様を取ることは難しい。これに対し、直交軸ロボット2Bでは、照射幅の広いレーザスリット光3Rを発するレーザセンサ3を用い、1つのシート層分のテープ片7の配置が全て完了した後に、レーザセンサ3を移動させる(スキャンさせる)態様を取り易い。この態様の利点として、テープ片7の傾き角度を判別できる点が挙げられる。
2A 多関節ロボット(移動機構)
2B 直交軸ロボット(移動機構)
2T ロボット先端部
3 レーザセンサ
3R レーザスリット光
4 ワーク回転機構(支持機構)
5 コントローラ
54 第1認識部
55 第2認識部
6 金型(検査対象物/ベース基材/積層型)
61 表面
62 第1表面
63 第2表面
7 テープ片(シート片)
S スキャン装置
W ワーク(シート層の積層体)
WB 基礎シート層
W11、W12、W13 第1、第2、第3シート層(シート層)
Claims (9)
- ベース基材上に積層されるシート層を検査する検査装置であって、
レーザスリット光を用いて検査対象物の二次元形状を計測するレーザセンサと、前記レーザセンサを所定方向に移動させる移動機構とを備えたスキャン装置と、
前記レーザセンサにより得られた複数の二次元形状データと、前記二次元形状の計測時における前記レーザセンサの位置データとを関連付けることにより、検査対象物の三次元形状データを求める第1認識部と、
前記ベース基材上にシート層が積層される前の第1検査対象物の三次元形状を示す第1の三次元形状データと、前記ベース基材上に前記シート層が積層された後の第2検査対象物の三次元形状を示す第2の三次元形状データとの差分を求めることにより、前記シート層の三次元形状を導出する第2認識部と、
前記ベース基材を姿勢変更可能に支持する支持機構と、
を備えるシート層の検査装置において、
前記ベース基材は、第1表面と、前記第1表面とは面方向が異なる第2表面とを含み、前記シート層は前記第1表面及び前記第2表面に跨がって積層され、
前記支持機構は、少なくとも前記レーザスリット光が前記第1表面に照射される姿勢と、前記レーザスリット光が前記第2表面に照射される姿勢との間で姿勢変更可能に、前記ベース基材を支持する、シート層の検査装置。 - 請求項1に記載のシート層の検査装置において、
前記第1検査対象物となる前記ベース基材は、シート層が積層される表面を備えた積層型、若しくは、前記積層型上にシート層が一層又は複数層積層された基礎シート層が形成された形成物であり、
前記第2検査対象物は、前記積層型の前記表面にシート層が形成された形成物、若しくは、前記基礎シート層上にさらにシート層が形成された形成物である、シート層の検査装置。 - 請求項1又は2に記載のシート層の検査装置において、
前記第1の三次元形状データ及び前記第2の三次元形状データの双方が、前記スキャン装置及び前記第1認識部による実測で得られたデータである、シート層の検査装置。 - 請求項1又は2に記載のシート層の検査装置において、
前記第1の三次元形状データ及び前記第2の三次元形状データのうちの一方が、設計値として予め設定された形状データである、シート層の検査装置。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載のシート層の検査装置において、
一つの前記シート層は、複数のシート片を前記ベース基材上に並列的に配置して形成されるものであり、
前記スキャン装置の前記移動機構は、前記複数のシート片の配置が全て完了した後に、前記レーザセンサを移動させる、シート層の検査装置。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載のシート層の検査装置において、
前記移動機構は、多関節ロボットであって、
前記レーザセンサは、前記多関節ロボットのロボット先端部に搭載されている、シート層の検査装置。 - 請求項6に記載のシート層の検査装置において、
前記多関節ロボットは、前記シート層を前記ベース基材に形成する作業を兼用するロボットである、シート層の検査装置。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載のシート層の検査装置において、
前記移動機構は、直交軸ロボットであって、
前記レーザセンサは、前記直交軸ロボットのロボット先端部に搭載されている、シート層の検査装置。 - 第1表面と、前記第1表面とは面方向が異なる第2表面とを含むベース基材上に積層され、前記第1表面及び前記第2表面に跨がって積層されるシート層を検査する検査方法であって、
レーザスリット光を用いて検査対象物の二次元形状を計測するレーザセンサを、前記レーザスリット光にて前記第1表面および前記第2表面をスキャンするように移動させ、
前記レーザセンサにより得られた複数の二次元形状データと、前記二次元形状の計測時における前記レーザセンサの位置データとを関連付けることにより、検査対象物の三次元形状データを求め、
前記ベース基材上にシート層が積層される前の第1検査対象物の三次元形状を示す第1の三次元形状データと、前記ベース基材上に前記シート層が形成された後の第2検査対象物の三次元形状を示す第2の三次元形状データとの差分を求めることにより、前記シート層の三次元形状を導出する、
シート層の検査方法。
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