JP7466298B2 - X-ray inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は、包装材によって内容物が包装された被検査物を搬送しながらＸ線の透過によって検査を行なうＸ線検査装置に係り、特に被検査物の重心位置を算出して外部に出力することができるＸ線検査装置に関するものである。 The present invention relates to an X-ray inspection device that inspects an object, the contents of which are packaged in a packaging material, by passing X-rays through the object while transporting it, and in particular to an X-ray inspection device that can calculate the position of the center of gravity of the object and output the position to the outside.
下記特許文献１には、Ｘ線検査装置に関する発明が開示されている。このＸ線検査装置は、コンベア１０と、Ｘ線検査手段２０と、検査領域より搬送方向下流側の所定搬送区間Ｄ２の搬送路１０ａを覆う開閉カバー３２と、検査手段の検査結果に基づいて被検査物を選択的に搬送路外に排出する選別排出機構４０と、排出された被検査物Ｗを収納する排出物収納ボックス５０とを備えている。開閉カバー３２は、開状態で所定搬送区間Ｄ２の搬送路１０ａの上面とその幅員方向前面側に開放する前面開放式であり、選別排出機構４０が開閉カバー３２の内方側に装備され、所定搬送区間Ｄ２の搬送路１０ａの幅員方向後方側に排出物収納ボックス５０が配置されている。このＸ線検査装置によれば、Ｘ線検査手段近傍の搬送路カバーの下流側に選別装置を設置する必要が無く、コンパクト化を図ることができ、前面側からのメンテナンス作業等も容易化することができる。
The following
前記特許文献１に開示されたような従来のＸ線検査装置では、検査の結果、不良と判定された製品を搬送経路から排除し、また合格と判定された被検査物を所定の集合位置に搬送するために、移動手段を用いる場合があった。移動手段としては、機構の往復運動で製品を搬送経路から押し出すスライド式の装置や、チャッキングや吸着で製品を保持して所望の位置に移動させるロボットアーム等が知られている。
In conventional X-ray inspection devices such as that disclosed in
このような移動手段で製品を移動させる場合、製品の重心の位置が、その外観から一定の位置にあると想定できるのであれば、移動手段による作業に支障が生じる可能性は小さい。例えば、スライド式の装置で当該製品を押し出す際には製品の重心を押すことで確実に移動させることができる。また製品をロボットアームで移動する場合には、重心の付近を目標とすることで確実に保持することができ、ロボットアームで保持した製品を移動させる際に落下させる不具合は生じにくい。 When moving a product using such a moving means, if the position of the product's center of gravity can be assumed to be at a fixed position based on its appearance, there is little chance of problems occurring with the moving means. For example, when pushing the product out with a sliding device, the product can be moved reliably by pushing the product's center of gravity. Also, when moving a product with a robotic arm, the product can be held reliably by targeting the area near the center of gravity, and problems such as dropping a product held by a robotic arm when moving it are unlikely to occur.
しかしながら、Ｘ線検査装置の被検査物が、内容物を包装材で包装した形態の製品であると、これを移動手段で移動させる場合、不具合が生じる可能性がある。すなわち、包装材の中にある内容物の位置が安定しないため、製品の外観からは内容物の位置が判断しにくいような製品は、移動手段による移動時に問題が生じやすい。例えば、スライド式の装置で当該製品を押し出す際に、製品の重心を押し損ねて移動に失敗する可能性がある。また当該製品をロボットアームで移動する場合には、重心以外の部分を目標としたことにより保持に失敗したり、一旦保持しても移動中に落下させてしまう可能性がある。 However, if the object to be inspected by the X-ray inspection device is a product whose contents are wrapped in packaging material, problems may arise when moving this product using a moving means. In other words, products in which the position of the contents inside the packaging material is not stable and the position of the contents is difficult to determine from the product's appearance are prone to problems when moved by a moving means. For example, when pushing the product out with a sliding device, there is a possibility that the product's center of gravity may not be pushed and the movement may fail. Furthermore, when moving the product with a robotic arm, there is a possibility that the product may not be held properly if a part other than the center of gravity is targeted, or that even if it is held, it may drop during movement.
本発明は、以上説明した従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、内容物を包装材で包装した形態の製品を検査するＸ線検査装置において、例えば検査後に被検査物を確実にハンドリングする等、何らかの技術的目的に供するために、検査後の被検査物の重心位置を算出して出力できるようにすることを目的としている。 The present invention was made in consideration of the problems with the conventional technology described above, and aims to enable an X-ray inspection device that inspects products whose contents are packaged in packaging material to calculate and output the position of the center of gravity of an object after inspection in order to serve some technical purpose, such as ensuring reliable handling of the object after inspection.
請求項１に記載されたＸ線検査装置２ａ，２ｂ，２ｃは、
包装材Ｗａによって内容物Ｗｂが包装された被検査物Ｗ，Ｗ’を搬送する搬送手段３，４と、前記搬送手段３，４で搬送される被検査物Ｗ，Ｗ’にＸ線を照射するＸ線発生器６と、被検査物Ｗ，Ｗ’を透過したＸ線を検出するＸ線検出器７を備え、前記Ｘ線検出器７が検知したＸ線により取得したＸ線画像を用いて被検査物Ｗ，Ｗ’の検査を行なうＸ線検査装置であって、
前記Ｘ線画像上で前記内容物Ｗｂを示す内容物領域Ｓｂを抽出する内容物領域抽出手段２３と、
前記内容物領域の重心Ｇを算出する重心算出手段２４と、
予め設定された基準位置条件から前記Ｘ線画像上の基準となる位置を表す原点Ｏを求め、該原点Ｏに対する前記重心Ｇの位置を算出して、前記重心Ｇの位置に接触して保持することにより検査済みの被検査物Ｗ，Ｗ’を検査結果に応じた移動先に移動するロボットアーム１６を制御する制御部１５に出力する重心位置出力手段２５と、
を具備し、
前記Ｘ線画像上で前記包装材Ｗａの外形領域Ｓａを抽出する外形領域抽出手段２２を具備し、
前記基準位置条件は、前記外形領域Ｓａの外接円Ｃの中心として定められることを特徴としている。
The
An X-ray inspection apparatus comprising: conveying means 3, 4 for conveying an object W, W' to be inspected, the object W, W' being packed with a packaging material Wa and a content Wb; an
a content area extraction means for extracting a content area indicating the content on the X-ray image;
A center of gravity calculation means 24 for calculating a center of gravity G of the content area;
a center-of-gravity position output means 25 for determining an origin O representing a reference position on the X-ray image from a preset reference position condition, calculating the position of the center of gravity G relative to the origin O, and outputting the calculated position to a
Equipped with
An outer region extraction means 22 is provided for extracting an outer region Sa of the packaging material Wa on the X-ray image,
The reference position condition is characterized in that it is determined as the center of the circumscribing circle C of the outline area Sa.
請求項２に記載されたＸ線検査装置２ａ，２ｂ，２ｃは、請求項１に記載のＸ線検査装置において、
前記基準位置条件を設定する基準位置条件設定手段２７を有することを特徴としている。
The
The present invention is characterized by having a reference position condition setting means 27 for setting the reference position condition.
請求項１に記載されたＸ線検査装置によれば、
Ｘ線画像上で内容物の内容物領域を抽出し、内容物領域から重心を算出し、予め設定された基準位置条件からＸ線画像上の基準となる位置を表す原点を求め、その原点に対する内容物の重心位置を算出し、この重心位置のデータ（座標）を、Ｘ線検査装置の後段に配置した、前記重心の位置に接触して保持することにより検査済みの被検査物を検査結果に応じた移動先に移動するロボットアームの制御部に出力することにより、被検査物のハンドリングを確実に行なえる。
また、Ｘ線画像上で包装材の外形領域と内容物の内容物領域を抽出し、内容物領域から重心を算出し、外形領域に基づく基準位置条件からＸ線画像上の基準となる位置を表す原点を求め、その原点に対する内容物の重心位置を算出して外部に出力することができる。この重心位置のデータを、例えば、Ｘ線検査装置の後段に配置した製品のハンドリング装置の制御に利用すれば、被検査物のハンドリングを確実に行なえる等の効果が得られる。
また、Ｘ線画像上の外形領域に外接する外接円を想定し、その外接円の中心を決定し、当該中心を原点として内容物領域の重心を求める簡単な演算により、内容物領域の重心位置を算出して外部に出力することができる。この重心位置のデータを利用する場合、被検査物のハンドリングを行なう後段で、カメラ等の撮像手段を用いて被検査物の撮像画像を取得すれば、Ｘ線画像と撮像画像を照合することで重心位置を正確に把握できるため、ハンドリングを確実に行なえる等の効果が得られる。
According to the X-ray inspection apparatus of
The contents area of the contents is extracted on the X-ray image, the center of gravity is calculated from the contents area, an origin representing a reference position on the X-ray image is obtained from preset reference position conditions, the position of the center of gravity of the contents relative to that origin is calculated, and the data (coordinates) of this center of gravity position is output to the control unit of a robot arm positioned downstream of the X-ray inspection device, which contacts and holds the position of the center of gravity and moves the inspected object to a destination according to the inspection results, thereby ensuring reliable handling of the inspected object.
In addition, the outer region of the packaging material and the content region of the content can be extracted on the X-ray image, the center of gravity can be calculated from the content region, an origin that represents a reference position on the X-ray image can be obtained from the reference position condition based on the outer region, and the center of gravity position of the content relative to the origin can be calculated and output to the outside. If this center of gravity position data is used to control a product handling device arranged downstream of the X-ray inspection device, for example, it is possible to obtain effects such as reliable handling of the inspected product.
In addition, by assuming a circumscribing circle circumscribing the outer region on the X-ray image, determining the center of the circumscribing circle, and performing a simple calculation to obtain the center of gravity of the content region with the center as the origin, the center of gravity of the content region can be calculated and output to the outside. When using this data on the center of gravity, if an image of the test object is acquired using an imaging means such as a camera at a later stage of handling the test object, the center of gravity position can be accurately grasped by comparing the X-ray image with the image, which has the effect of enabling reliable handling.
請求項２に記載されたＸ線検査装置によれば、
基準位置条件設定手段により、Ｘ線画像上の基準となる位置を表す原点を求めるために必要なデータや指示を簡単に設定できるので、例えばＸ線検査装置の後段に配置した製品のハンドリング装置等について交換や配置換え等の変更があった場合でも、原点の再設定を容易に行なうことができる。
According to the X-ray inspection apparatus of claim 2 ,
The reference position condition setting means makes it possible to easily set the data and instructions required to find the origin that represents the reference position on the X-ray image, so that the origin can be easily re-set even if there is a change, such as replacement or rearrangement, of a product handling device located downstream of the X-ray inspection device.
第１実施形態のＸ線検査システムについて図１～図３を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、このＸ線検査システム１ａは、被検査物Ｗを第１コンベア３で搬送しながらＸ線によって検査するＸ線検査装置２ａと、Ｘ線検査装置２ａの後段に設けられた搬送手段としての第２コンベア４と、第２コンベア４の下流側の側方に設けられて検査済みの被検査物Ｗを検査結果に応じた移動先に移動させるハンドリング装置としてのロボット５等を有している。
An X-ray inspection system according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1(a), this X-ray inspection system 1a includes an
このＸ線検査システム１ａが対象とする被検査物Ｗは、図１（ｂ）のＸ線画像に示すように、包装材Ｗａによって内容物Ｗｂが包装されており、製品の外観からは内容物Ｗｂの位置が判断しにくいという特徴を有する被検査物Ｗである。このような被検査物Ｗをロボット５で移動させようとした場合、包装材Ｗａの中にある内容物Ｗｂの位置が安定しないため、重心Ｇ以外の部分を対象にすると保持に失敗する場合がある（図３（ｄ）及び（ｅ）参照。）。そこで、第１実施形態のＸ線検査装置２ａでは、検査後に被検査物Ｗをロボット５で確実にハンドリングするため、検査済みの被検査物Ｗの重心Ｇの位置を算出してロボット５に出力できるようになっている。
The object W to be inspected by this X-ray inspection system 1a is an object W in which contents Wb are wrapped in packaging material Wa, as shown in the X-ray image in FIG. 1(b), and has the characteristic that the position of the contents Wb is difficult to determine from the appearance of the product. When such an object W to be inspected is moved by a
図１（ａ）に示すように、Ｘ線検査装置２ａは、搬送手段である第１コンベア３と、第１コンベア３で搬送される被検査物ＷにＸ線を照射するＸ線発生器６と、被検査物Ｗを透過したＸ線を検出するＸ線検出器７を備えている。
As shown in FIG. 1(a), the
図１（ａ）に示すように、第１コンベア３は、１本の駆動ローラ８と３本の従動ローラ９に無端状の搬送ベルト１０を掛け回した構造である。第１コンベア３は、図１（ａ）中、上流側の端部に隣接して設けられる被検査物Ｗの供給源（図示せず）から被検査物Ｗの供給を受ける。第１コンベア３は、図中水平な右向きの矢印で示す搬送方向（Ｘ方向とも呼ぶ）に被検査物Ｗを搬送する。なお、水平面内において搬送方向と直交し奥に向かう方向を搬送ベルト１０の幅方向（Ｙ方向とも呼ぶ）と称する。幅方向は、図１（ａ）においては搬送ベルト１０の表面において紙面に垂直な方向であり、図中矢印の始点に設けた丸に×を重ねた図形で示す。
As shown in FIG. 1(a), the
図１（ａ）に示すように、Ｘ線発生器６は、第１コンベア３の中央部の上方において、放射方向を下方に向けて配置されている。Ｘ線発生器６が下方の搬送ベルト１０に向けて放射するＸ線は、図１（ａ）の紙面内では、上下方向に沿った直線状の破線で示されるが、搬送方向に平行な視線で見た場合、つまり図１（ａ）中、水平な横からの視線で見た場合には、Ｘ線発生器６を頂点とした略三角形状の放射面として現れる。
As shown in FIG. 1(a), the
図１（ａ）に示すように、Ｘ線検出器７は、第１コンベア３の無端状の搬送ベルト１０のうち、上側にある搬送ベルト１０の下面に接するように、かつＸ線発生器６の真下の位置となるように配置されている。Ｘ線検出器７は、多数の検出素子が幅方向（Ｙ方向）に沿って並んだＸ線ラインセンサ１１を有している。Ｘ線ラインセンサ１１はＸ線を検知してＸ線透過データを出力し、Ｘ線透過データは後述する制御部２０に送られる。
As shown in FIG. 1(a), the
図１（ａ）に示すように、Ｘ線検査装置２ａの後段には、搬送手段としての第２コンベア４が設けられている。第２コンベア４は、駆動ローラ８と従動ローラ９に搬送ベルト１０を掛け回した構造である。第２コンベア４は、第１コンベア３と搬送面の高さ及び搬送方向が同一であり、第１コンベア３が搬出した検査済みの被検査物Ｗを受け入れて下流に搬送する。
As shown in FIG. 1(a), a
図１（ａ）に示すように、第２コンベア４の下流側の一側方には、被検査物Ｗのハンドリング装置であるロボット５が設けられている。このロボット５はロボット制御部１５を有している。ロボット制御部１５は、Ｘ線検査装置２ａの制御部２０から与えられる被検査物Ｗの重心Ｇの位置を示すデータや、後述するセンサＡから送られる被検査物ＷのＸ方向の検出タイミング信号を利用して制御動作を行なう。またロボット５は、ロボット制御部１５に制御されるロボットアーム１６と、ロボットアーム１６の先端に設けられた把持手段としての吸着装置１７を有している。
1(a), a
図１（ａ）に示すように、ロボット５よりも上流側の第２コンベア４の側方には、第２コンベア４で搬送される被検査物Ｗを検出するためのセンサＡが設けられている。センサＡは投光器と受光器を有する透過型であり、間に被検査物Ｗが進入することで検知信号を出力する。センサＡの検知信号は、ロボット制御部１５に入力され、Ｘ線検査装置２ａの制御部２０から送られるＸ方向の重心Ｇの位置データと整合するようにロボット５の動作位置を制御するために使用される。
As shown in FIG. 1(a), a sensor A is provided on the side of the
制御の詳細は後述するが、このロボット５は、吸着装置１７のエア吸引口を被検査物Ｗの重心Ｇの位置に接触させて吸着することにより被検査物Ｗを保持し、エアの吸込みを停止することで被検査物Ｗの保持を解除する動作ができるため、ロボットアーム１６を動かすことにより、ロボットアーム１６の先端に保持した被検査物Ｗを所望の位置へ確実に移動させることができる。なお、ロボットアーム１６の先端に設けられた把持手段の形態として、エアの吸込みにより被検査物Ｗを吸着して保持する吸着装置１７を例示するが、複数の爪状体により被検査物Ｗの二側面を挟持して保持する挟持装置や、板状体を被検査物Ｗの一側面に接触させてスライド移動させるスライド移動装置も用いることができ、把持手段の形態は、対象となる被検査物Ｗの形状や重量、移動方向や移動距離および要求される移動速度などを考慮して選択するのが好ましく、いずれの形態であっても、各形態のロボットアーム１６の把持手段による作用は被検査物Ｗの重心Ｇに適正に加わるように制御される。
Although the details of the control will be described later, the
図１及び図２を参照してＸ線検査装置２ａの制御部２０について説明する。
図１（ａ）及び図２に示すように、Ｘ線ラインセンサ１１から出力されるＸ線透過データはＸ線検査装置２ａの制御部２０に入力される。図２に示すように、Ｘ線検出器７から送られる被検査物ＷのＸ線透過データは、制御部２０の記憶手段２１に記憶される。記憶手段２１は、１つの被検査物Ｗの検査を行う毎に、Ｘ線検出器７の１ライン（Ｙ方向）あたり、検出素子の数に相当する例えば数百個のＸ線透過データを、少なくとも搬送される被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の長さ（前端から後端までの長さ）に対応した所定ライン数（例えば数百ライン）だけ格納する。
The
1A and 2, the X-ray transmission data output from the
図２に示すように、制御部２０は外形領域抽出手段２２を有している。外形領域抽出手段２２は、記憶手段２１に格納されたＸ線透過データから、透過量が大きいほど淡くなるような濃淡値に対応した濃度レベルを有する被検査物Ｗを含んだ所定の大きさのＸ線画像を作成する。図１（ｂ）は、このＸ線画像を模式的に示した図である。外形領域抽出手段２２は、このＸ線画像から、指定した閾値以上の濃度レベルの部分を包装材Ｗａの外形領域Ｓａとして抽出する。図１（ｂ）に示すＸ線画像では、被検査物Ｗの輪郭をなす包装材Ｗａの内側の部分が外形領域Ｓａである。
As shown in FIG. 2, the
なお、外形領域抽出手段２２は、記憶手段２１に格納されたＸ線透過データから作成したＸ線画像の全体の濃度ヒストグラムを求め、この濃度ヒストグラムから被検査物Ｗのデータと被検査物Ｗ以外（ベルト面）のデータを切り分けて２値化し、例えば全体の濃度ヒストグラムにおいて、被検査物Ｗのデータを２５５、被検査物Ｗ以外のデータを０としてデータを２値化し、２値化したデータのうち被検査物Ｗのデータを包装材Ｗａの外形領域Ｓａとして抽出することもできる。 The outer region extraction means 22 obtains an overall density histogram of the X-ray image created from the X-ray transmission data stored in the memory means 21, and from this density histogram, separates and binarizes the data of the object W to be inspected and the data other than the object W to be inspected (the belt surface). For example, in the overall density histogram, the data is binarized by setting the data of the object W to 255 and the data other than the object W to 0, and from the binarized data, the data of the object W to be inspected can be extracted as the outer region Sa of the packaging material Wa.
図２に示すように、制御部２０は内容物領域抽出手段２３を有している。内容物領域抽出手段２３は、外形領域Ｓａ内のＸ線画像から、指定した閾値以上の濃度レベルの部分を被検査物Ｗの内容物Ｗｂと対応する内容物領域Ｓｂとして抽出する。図１（ｂ）に示すＸ線画像では、被検査物Ｗの包装材Ｗａの内側にある内容物Ｗｂの内側の部分が内容物領域Ｓｂである。
As shown in FIG. 2, the
なお、内容物領域抽出手段２３は、外形領域Ｓａの抽出処理と並行して、所定の閾値を超える濃度レベルのＸ線画像を、被検査物Ｗの内容物Ｗｂと対応する内容物領域Ｓｂとして抽出してもよい。 In addition, the content area extraction means 23 may extract X-ray images with a density level exceeding a predetermined threshold as content areas Sb corresponding to the contents Wb of the object W to be inspected, in parallel with the extraction process of the outer shape area Sa.
図２に示すように、制御部２０は重心Ｇを算出する重心算出手段２４を有している。重心算出手段２４は、Ｘ線画像の内容物領域Ｓｂの重心Ｇを算出する。具体的には、図１（ｂ）に示すＸ線画像において、内容物領域Ｓｂを構成する図示しない複数の画素について仮の原点に対する仮の重心座標を算出する。仮の原点の座標は、例えば、Ｘ線画像の左下角の点を（０，０）とした座標系における内容物領域ＳｂのＸ方向及びＹ方向の最小値や最大値などとすることができる。
As shown in FIG. 2, the
図２に示すように、制御部２０は基準位置条件設定手段２７を有している。基準位置条件設定手段２７は、図１（ｂ）に示すＸ線画像において、重心算出手段２４で算出した重心Ｇを基に被検査物Ｗの内容物Ｗｂの重心Ｇの位置のデータを算出する際に、そのデータの基準となる座標の原点Ｏを求めるための基準位置条件を設定する。なお、基準位置条件は、Ｘ線検査システムの運用に変更が無いような場合には固定値が装置内部に設定されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
まず、第１実施形態のＸ線検査装置２ａでは、図１（ｂ）に示すように、ロボットアーム１６がハンドリングする被検査物Ｗを搬送する第２コンベア４の幅方向の所定位置Ｌを、Ｙ方向の原点Ｏの位置としている。具体的には、搬送ベルト１０の幅方向の一縁辺や、搬送ベルト１０の幅方向の一縁辺に沿って設けられた搬送方向に平行なガイド板（図示せず）などの位置を、Ｙ方向の前記所定位置Ｌとすることができる。
First, in the
具体的には、図１（ｂ）に示す第２コンベア４の幅方向の所定位置Ｌ１と、Ｘ線画像のＹ方向の縁辺Ｌ２との間隔を示す数値データを、Ｙ方向の基準位置条件とする。Ｘ線検査装置２ａの後段に配置する第２コンベア４やロボット５等の設備は、必要に応じて他機種に変更されることがあり、その場合には後段の設備におけるＹ方向の所定位置Ｌ１も変更される場合があるため、この所定位置Ｌ１を示す数値データを固定値とせず、基準位置条件設定手段２７から任意の数値として入力可能にしておくと便利である。
Specifically, the numerical data indicating the distance between a predetermined position L1 in the width direction of the
また、第１実施形態のＸ線検査装置２ａでは、図１（ｂ）に示すように、Ｘ線画像において、被検査物Ｗの外形領域ＳａにおけるＸ方向の最下流側の角部を、Ｘ方向の基準位置条件としている。Ｘ方向の原点Ｏの位置は、この基準位置条件に従い、制御部２０によるＸ線画像の取得によって自動的に決定する。
In the
図２に示すように、制御部２０は重心Ｇの位置を算出して出力する重心位置出力手段２５を有している。重心位置出力手段２５は、前述したＸ方向の基準位置条件とＹ方向の基準位置条件に基づいて原点Ｏを求め、この原点Ｏと、重心算出手段２４が算出した仮の原点及び仮の重心座標から、原点Ｏに対する内容物領域Ｓｂの重心Ｇの位置を算出する。具体的には、重心算出手段２４と同じ座標系において、Ｙ方向の基準位置条件である所定位置Ｌ１と縁辺Ｌ２との間隔を画素数に換算してＹ座標を求め、Ｘ方向の最下流側の角部をＸ座標として求める。そして、求めたＸ座標とＹ座標を原点Ｏとし、原点Ｏと仮の原点の各方向のずれ量について仮の重心座標の値を補正して重心Ｇの位置を算出する。算出した重心Ｇの位置データはロボット制御部１５に出力する。
2, the
図１（ａ）に示すように、Ｘ線検査装置２ａの制御部２０が出力した重心Ｇの位置データは、ロボット制御部１５に入力される。また、第２コンベア４に設けられたセンサＡからの検知信号も、ロボット制御部１５に入力される。センサＡの検知信号は、制御部２０で設定された原点ＯのＸ方向の位置、すなわち被検査部の最下流側の角部が、第２コンベア４においてロボット５の上流でセンサＡによって検知されたことを示している。
As shown in FIG. 1(a), the position data of the center of gravity G output by the
図２に示すように、制御部２０は表示部２６を有している。表示部２６は、制御部２０に入力されたデータや指示、制御部２０にて取得されたＸ線画像、制御部２０に設定された原点Ｏや該原点Ｏを基準として算出された重心Ｇの位置等、制御において必要な情報を表示することができる。
As shown in FIG. 2, the
以上のように構成されたＸ線検査システム１ａによれば次のような作用効果が得られる。
被検査物Ｗが第１コンベア３で搬送され、Ｘ線発生器６から照射されたＸ線が被検査物Ｗを透過してＸ線検出器７によって検出される。Ｘ線検査装置２ａの制御部２０は、Ｘ線検出器７からのＸ線透過データから図１（ｂ）に示すようなＸ線画像を取得し、このＸ線画像から包装材Ｗａの外形領域Ｓａと、内容物Ｗｂの内容物領域Ｓｂを抽出する。さらに、制御部２０は、内容物領域Ｓｂの重心を算出し、基準位置条件設定手段２７によって入力された基準位置条件に基づいてＸ線画像上の基準となる位置を表す原点Ｏを求める。そして、制御部２０は、この原点Ｏに対する内容物の重心位置を算出し、重心Ｇの位置データをロボット制御部１５に出力する。
According to the X-ray inspection system 1a configured as above, the following advantageous effects can be obtained.
The object W to be inspected is conveyed by the
Ｘ線検査装置２ａを通過した被検査物Ｗは、第２コンベア４に乗り継ぎ、センサＡを通過する。ロボット制御部１５は、設定されたＹ方向の基準位置条件の基となった第２コンベア４の幅方向の所定位置Ｌ１を基準とし、Ｘ方向の原点Ｏの位置を示すセンサＡの検知信号を用いてタイミングを計ることにより、Ｘ線検査装置２ａからの重心位置と整合するように、ロボット５の吸着装置１７の移動先を決定する。これによってロボット５は、被検査物Ｗを重心位置で吸着して確実に保持し、被検査物Ｗを落下させることなく箱詰工程のための所望の位置へ移動させ、又は第２コンベア４から排除する等、被検査物Ｗのハンドリングを確実に行うことができる。
After passing through the
図３（ａ）～（ｃ）は、第１実施形態において、ロボット５による被検査物Ｗの吸着・移動操作を示す模式図である。前述したように、このＸ線検査システム１ａが対象とする被検査物Ｗは、包装材Ｗａによって内容物Ｗｂが包装されており、製品の外観からは内容物Ｗｂの位置が判断しにくい被検査物Ｗであるが、Ｘ線検査装置２ａから重心Ｇの位置データを取得しているロボット５は、被検査物Ｗの重心Ｇと対応する表面の位置に吸着装置１７を吸着させることができる。このため、吸着が確実で移動時に被検査物Ｗが落下することはなく、適正なハンドリングを行なうことができる。
Figures 3(a) to (c) are schematic diagrams showing the suction and movement of the inspection object W by the
これに対し、図３（ｄ）及び（ｅ）は、Ｘ線検査装置２ａが重心Ｇの位置データを出力できない場合、すなわち従来の技術で説明した被検査物Ｗの移動に支障が生じる場合を示している。ロボット５が被検査物Ｗの重心Ｇの位置データを利用できない場合、ロボット５は重心Ｇの位置において被検査物Ｗの表面に吸着することが困難になる。被検査物Ｗの吸着による保持は不確実になり、移動時に被検査物Ｗが落下する恐れが増大する。
In contrast, Figures 3(d) and (e) show a case where the
以上説明した第１実施形態は、Ｙ方向に関する基準位置条件が、機構的に固定されている第２コンベア４の幅方向の所定位置Ｌ１を基準としたものであるため、Ｘ線画像が特別に鮮明である場合でなくても、少なくともＹ方向に関する原点Ｏは精密に求められる。このため、出力する被検査物Ｗの重心Ｇの位置の算出精度については良好な結果を期待することができる。
In the first embodiment described above, the reference position condition in the Y direction is based on a predetermined position L1 in the width direction of the
第２実施形態のＸ線検査システム１ｂについて、第１実施形態と異なる部分を中心に図４を参照して説明する。第１実施形態と同一の部分については、第１実施形態（図１）と同一の符合を図４に付す。第１実施形態と同一の構成・作用効果については、第１実施形態の説明及び図２を援用する。
The
図４（ａ）に示すように、第２実施形態のＸ線検査システム１ｂでは、Ｘ線検査装置２ｂの後段の第２コンベア４において、ロボット５の上流側の上方に、撮像手段としてのカメラ３０が下向きに設けられている。第１実施形態のセンサＡは第２実施形態にはない。カメラ３０が出力したカメラ画像はロボット制御部１５に入力される。カメラ画像は、Ｘ線検査装置２ｂが取得するＸ線画像と同様のＸＹ座標平面における画像である。
As shown in FIG. 4(a), in the
第２実施形態のＸ線検査装置２ｂによれば、制御部２０の外形領域抽出手段２２は、図４（ｂ）に示すＸ線画像から抽出した外形領域Ｓａを基準として原点Ｏを求める。すなわち、基準位置条件設定手段２７（図２参照）を操作することにより、Ｘ線画像の外形領域Ｓａの一部分、例えば図４（ｂ）のＸ線画像において、Ｙ方向について、重心算出手段２４と同じ座標系におけるＹ方向の最小値となる位置にある部分（この例では最も下にある角部）を基準位置条件として設定することができる。このようにＸ線画像の何れの部分を基準位置条件とするかは予め定めておくと便利であるが、品種に応じてその都度、基準位置条件設定手段２７によって設定してもよい。
According to the
第２実施形態のＸ線検査装置２ｂによれば、制御部２０の重心位置出力手段２５は、設定された基準位置条件に基づいて原点Ｏを求め、この原点と、重心算出手段２４が算出した仮の原点及び仮の重心座標から、原点Ｏに対するＸ線画像の内容物領域Ｓｂの重心Ｇの位置を算出してロボット制御部１５に出力する。
According to the second embodiment of the
図４（ｂ）に示すように、ロボット制御部１５は、カメラ３０から送られたカメラ画像について、被検査物Ｗの外形を基にしたＸ線画像上での原点と同様な位置の原点Ｏ２を求め、その原点Ｏ２に基づいてカメラ画像内に重心Ｇ２の位置を定め、これをロボット５の吸着装置１７の移動先として決定する。カメラ３０によるカメラ画像取得のタイミングにあわせてロボットアーム１６を作動させ、吸着装置１７を被検査物Ｗの重心位置に移動させる。これによって、被検査物Ｗを吸着により確実に保持し、被検査物Ｗを落下させることなく箱詰工程のための所望の位置へ移動させ、又は第２コンベア４から排除する等、被検査物Ｗのハンドリングを確実に行うことができる。
As shown in FIG. 4(b), the
図５は、第２実施形態のＸ線検査装置２ｂにおける原点Ｏの設定方法の変形例を示す図である。この変形例では、Ｘ線検査装置２ｂの制御部２０は、取得したＸ線画像の内の被検査物Ｗの画像に外接円（楕円）を設定し、その中心を原点Ｏとする。より詳細に説明すれば、図５に示す被検査物Ｗの画像において、最大領域である外形領域Ｓａの４つの頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を通る楕円（円）Ｃを描き、描いた楕円（円）Ｃの長軸と短軸との交点を算出し、これを原点Ｏとする。図５の被検査物Ｗの画像には、内容物領域Ｓｂは図示していないが、設定した原点Ｏを基準として内容物領域Ｓｂの重心Ｇを算出してロボット制御部１５に出力する。
Figure 5 is a diagram showing a modified example of the method of setting the origin O in the
以上説明した第２実施形態（変形例も含む）は、Ｘ線画像における被検査物Ｗの外形を基準として原点Ｏを求めているので、Ｘ線画像が特に鮮明である場合に好ましい結果が得られる。例えば、Ｘ線の照射方向に関する被検査物Ｗの寸法が小さい（すなわち高さが比較的小さい）物品である場合、被検査物Ｗを透過したＸ線の広がりが比較的小さくなり、Ｘ線画像の輪郭が比較的明瞭になるため、Ｘ線画像における被検査物Ｗの内容物の重心Ｇの位置の算出の精度について良好な結果を期待することができる。 In the second embodiment (including the modified example) described above, the origin O is determined based on the external shape of the object W in the X-ray image, so favorable results can be obtained when the X-ray image is particularly clear. For example, when the object W is an item with small dimensions in the X-ray irradiation direction (i.e., relatively small height), the spread of the X-rays that pass through the object W is relatively small and the contour of the X-ray image is relatively clear, so that favorable results can be expected in terms of the accuracy of the calculation of the position of the center of gravity G of the contents of the object W in the X-ray image.
第３実施形態のＸ線検査システム１ｃについて、第１実施形態と異なる部分を中心に図６を参照して説明する。第１実施形態と同一の部分については、第１実施形態（図１）と同一の符合を図６に付す。第１実施形態と同一の構成・作用効果については、第１実施形態の説明及び図２を援用する。 The X-ray inspection system 1c of the third embodiment will be described with reference to FIG. 6, focusing on the parts that differ from the first embodiment. The same parts as in the first embodiment (FIG. 1) are assigned the same reference numerals in FIG. 6. For the same configurations and effects as the first embodiment, the description of the first embodiment and FIG. 2 are used.
図６（ａ）に示す第３実施形態が、図１に示す第１実施形態と異なる点は、被検査物Ｗの形状に関する特徴である。第３実施形態の適用対象となる被検査物Ｗ’は、Ｘ線の照射方向に関する寸法が大きい（すなわち高さが比較的大きい）物品である。このような被検査物Ｗ’の場合、被検査物Ｗ’を透過したＸ線の広がりは比較的大きくなり、Ｘ線画像の輪郭がぼけて比較的不明瞭になるため、Ｘ線画像に基づいて原点Ｏを設定した場合、これを基準として算出する被検査物Ｗ’の重心Ｇの位置の精度が低下する恐れがある。 The third embodiment shown in FIG. 6(a) differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in terms of the shape of the object to be inspected W. The object to be inspected W' to which the third embodiment is applied is an object with a large dimension in the direction of X-ray irradiation (i.e., a relatively large height). In the case of such an object to be inspected W', the spread of the X-rays that pass through the object to be inspected W' becomes relatively large, and the contour of the X-ray image becomes blurred and relatively unclear. Therefore, if the origin O is set based on the X-ray image, there is a risk that the accuracy of the position of the center of gravity G of the object to be inspected W' calculated based on this may decrease.
図６（ａ）に示す第３実施形態が、図１に示す第１実施形態と異なる次の点は、前述した被検査物Ｗ’の形状に関する特徴に起因して、Ｘ方向の原点Ｏを設定するために第１コンベア３にセンサＢを設けた点である。すなわち、第１コンベア３には、搬送されてくる被検査物Ｗ’を検出するセンサＢがＸ線検出器７の下流側に設けられている。このセンサＢは、第２コンベア４に設けられたセンサＡと同一の構成であるが、センサＢの検知信号は、Ｘ線検査装置２ｃの制御部２０の重心位置出力手段２５（図２参照）に入力され、原点ＯのＸ方向を求めるのに使用される。すなわち、図６（ｂ）に示すように、センサＢの検知信号は、Ｘ線画像の外形領域Ｓａにおける最下流の縁部の位置を検出するものであり、第３実施形態のＸ線検査装置２ｃでは、これをＸ方向の原点Ｏとしている。すなわち、センサＢの検知信号の入力タイミングに相当するＸ方向の位置が、Ｘ方向の原点Ｏとなる。
The third embodiment shown in FIG. 6(a) differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a sensor B is provided on the
図６（ｂ）に示すように、第３実施形態のＸ線検査装置２ｃでは、第２コンベア４の幅方向の所定位置Ｌ１と、Ｘ線画像のＸ方向に平行な縁辺Ｌ２との間隔を示す数値データを、Ｙ方向の基準位置条件としている。これは前述した第１実施形態と同様であり、Ｙ方向に関する原点Ｏは精密に求められる。
As shown in FIG. 6(b), in the
第３実施形態のＸ線検査システム１ｃによれば次のような作用効果が得られる。
被検査物Ｗ’が第１コンベア３で搬送され、第１実施形態と同様に、制御部２０はＸ線画像を取得し、このＸ線画像から包装材Ｗａの外形領域と、内容物Ｗｂの内容物領域Ｓｂを抽出する。さらに、制御部２０は、内容物領域Ｓｂの重心を算出し、基準位置条件設定手段２７によって入力された基準位置条件に基づいてＸ線画像上の基準となる位置を表す原点Ｏを求める。そして、制御部２０は、この原点Ｏに対する内容物の重心位置を算出し、重心Ｇの位置データをロボット制御部１５に出力する。
According to the X-ray inspection system 1c of the third embodiment, the following advantageous effects can be obtained.
The object W' to be inspected is conveyed by the
Ｘ線検査装置２ｃを通過した被検査物Ｗ’は、第２コンベア４に乗り継ぎ、センサＡを通過する。ロボット制御部１５は、設定されたＹ方向の基準位置条件の基となった第２コンベア４の幅方向の所定位置Ｌ１を基準とし、Ｘ方向の原点Ｏの位置を示すセンサＢの検知信号の入力タイミングと、センサＡによる被検査物Ｗ’の入力タイミングを整合させることにより、Ｘ線検査装置２ｃからの重心位置をロボット５の吸着装置１７の移動先として決定する。これによってロボット５は、被検査物Ｗ’を重心位置で吸着して確実に保持し、被検査物Ｗ’を落下させることなく箱詰工程のための所望の位置へ移動させ、又は第２コンベア４から排除する等、被検査物Ｗ’のハンドリングを確実に行うことができる。
After passing through the
以上説明したように、実施形態のＸ線検査システムに設けられたＸ線検査装置によれば、取得したＸ線画像から包装材の外形領域と内容物の内容物領域を抽出し、内容物領域から重心を算出し、予め設定された基準位置条件から前記Ｘ線画像上の基準となる位置を表す原点Ｏを求め、該原点Ｏに対する内容物の重心位置を算出して外部に出力することができる。原点Ｏを求める基準位置条件については、Ｘ線画像の外形領域のみに基づいて設定することもできるし、また後段に設ける第２コンベア４の機構上の所定位置を利用して設定することもできるし、さらに第１コンベア３に設けたセンサＢでＸ線画像の外形領域に相当する特定箇所を検知して設定することもできる。このような基準位置条件については、被検査物の特徴に合わせて任意に選択することができる。そして、Ｘ線検査装置が出力した重心位置のデータをＸ線検査装置の後段に配置した製品のハンドリング装置の制御に利用すれば、被検査物の移動や仕分けを確実に行なえる等の効果が得られる。
As described above, according to the X-ray inspection device provided in the X-ray inspection system of the embodiment, the outer region of the packaging material and the content region of the contents are extracted from the acquired X-ray image, the center of gravity is calculated from the content region, the origin O representing the reference position on the X-ray image is obtained from the preset reference position condition, and the center of gravity position of the contents relative to the origin O can be calculated and output to the outside. The reference position condition for obtaining the origin O can be set based only on the outer region of the X-ray image, or can be set using a predetermined position on the mechanism of the
１ａ，１ｂ，１ｃ…Ｘ線検査システム
２ａ，２ｂ，２ｃ…Ｘ線検査装置
３…搬送手段としての第１コンベア
４…搬送手段としての第２コンベア
５…ハンドリング装置としてのロボット
６…Ｘ線発生器
７…Ｘ線検出器
１５…ロボット制御部
２０…Ｘ線検査装置の制御部
２２…外形領域抽出手段
２３…内容物領域抽出手段
２４…重心算出手段
２５…重心位置出力手段
２７…基準位置条件設定手段
３０…カメラ
Ａ…センサ
Ｂ…センサ
Ｃ…外形領域の外接円であるだ円
Ｏ…原点
Ｇ…重心
Ｗ，Ｗ’…被検査物
Ｗａ…包装材
Ｗｂ…内容物
Ｓａ…包装材の外形領域
Ｓｂ…内容物の内容物領域
Ｌ１…搬送手段の幅方向の所定位置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記Ｘ線画像上で前記内容物を示す内容物領域（Ｓｂ）を抽出する内容物領域抽出手段（２３）と、
前記内容物領域の重心（Ｇ）を算出する重心算出手段（２４）と、
予め設定された基準位置条件から前記Ｘ線画像上の基準となる位置を表す原点を求め、該原点に対する前記重心の位置を算出して、前記重心の位置に接触して保持することにより検査済みの被検査物を検査結果に応じた移動先に移動するロボットアーム（１６）を制御する制御部（１５）に出力する重心位置出力手段（２５）と、
を具備し、
前記Ｘ線画像上で前記包装材の外形領域（Ｓａ）を抽出する外形領域抽出手段（２２）を具備し、
前記基準位置条件は、前記外形領域の外接円（Ｃ）の中心として定められることを特徴とするＸ線検査装置（２ａ，２ｂ，２ｃ）。 An X-ray inspection device comprising: conveying means (3, 4) for conveying an object to be inspected (W, W') having contents (Wb) packed in a packaging material (Wa); an X-ray generator (6) for irradiating the object to be inspected conveyed by the conveying means with X-rays; and an X-ray detector (7) for detecting the X-rays transmitted through the object to be inspected, the X-ray inspection device inspecting the object to be inspected using an X-ray image acquired from the X-rays detected by the X-ray detector,
a content area extraction means (23) for extracting a content area (Sb) showing the content on the X-ray image;
A center of gravity calculation means (24) for calculating a center of gravity (G) of the content area;
a center-of-gravity position output means (25) for determining an origin representing a reference position on the X-ray image from a preset reference position condition, calculating the position of the center of gravity relative to the origin, and outputting the calculated position to a control unit (15) for controlling a robot arm (16) for contacting and holding the position of the center of gravity to move the inspected object to a destination according to the inspection result;
Equipped with
An outer region extraction means (22) for extracting an outer region (Sa) of the packaging material on the X-ray image,
An X-ray inspection apparatus (2a, 2b, 2c) characterized in that the reference position condition is determined as the center of a circumscribing circle (C) of the outer shape area .
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