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公開番号2024142899
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023055289
出願日2023-03-30
発明の名称X線検査システムおよびそのキャリブレーション方法
出願人アンリツ株式会社
代理人弁理士法人有我国際特許事務所
主分類B07C 5/36 20060101AFI20241003BHJP(固体相互の分離;仕分け)
要約【課題】搬送される作業対象物に対してロボットの手先を的確に追従させ得るX線検査システムおよびそのキャリブレーション方法を提供する。
【解決手段】X線検査装置10と、トリガ信号を受け所定の稼働領域Arw内で所定の作業を実行するロボット30と、X線検査装置10およびロボット30と通信可能に接続された制御装置20とを備えたX線検査システムであり、逐次X線画像Xiに所定の検査結果とされた特定領域があるとき、少なくともその領域の領域位置情報を含む検査情報を制御装置20に通信出力し、制御装置20からロボット30に対して所定の作業実行位置情報をトリガ信号として通信出力させ、少なくともトリガ信号出力から作業対象の被検査物が稼働領域Arw内の所定作業位置に達するまでの間に、その搬送移動量に応じた信号をロボット30に対して出力させ、ロボット30が所定作業位置を教示された後に所定の作業を実行するように構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
所定の搬送条件で動作する搬送手段により搬送される被検査物（Ｗｐ）にＸ線を照射し、検出したＸ線透過データを処理して得られるＸ線画像に基づいて前記被検査物を検査するＸ線検査装置（１０）と、
トリガ信号を受け、該トリガ信号に含まれる情報に基づいて所定の稼働領域（Ａｒｗ）内で前記被検査物に対し所定の作業を実行するロボット（３０）と、
前記Ｘ線検査装置および前記ロボットと通信可能に接続された制御装置（２０）と、
を備えたＸ線検査システムであって、
前記Ｘ線検査装置は、所定周期で、該周期内に検出した前記Ｘ線透過データを処理して逐次Ｘ線画像（Ｘｉ）を生成し、該逐次Ｘ線画像に所定の検査結果とされた特定領域があるとき、少なくとも該特定領域の位置を示す領域位置情報を含む検査情報を前記制御装置に対して通信出力できるようになっており、
前記制御装置は、
前記検査情報に基づき、前記ロボットに対して前記所定の作業を実行すべき位置を示す情報を含む作業位置情報を前記トリガ信号として通信出力する位置情報出力手段（２５、２６）と、
少なくとも前記トリガ信号を出力してから、前記ロボットが前記所定の作業を実行すべき被検査物が前記稼働領域内の所定の作業位置に達するまでの間において、該被検査物が前記搬送手段により搬送されて移動した搬送移動量に応じて搬送信号を前記ロボットに対して出力する搬送信号出力手段と
を有し、
前記ロボットは、前記領域位置情報に対応する前記所定の作業位置を教示された後、前記所定の作業を実行する、ことを特徴とするＸ線検査システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記位置情報出力手段は、前記Ｘ線検査装置から通信出力される前記検査情報のうち、前記所定の検査結果を含む前記検査情報を受信したとき前記トリガ信号を通信出力し、該所定の検査結果を含まない前記検査情報を受信したとき前記トリガ信号を通信出力しないことを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査システム。
【請求項３】
前記位置情報出力手段は、前記所定の検査結果を含む前記検査情報を受信する毎に、前記トリガ信号を通信出力することを特徴とする請求項２に記載のＸ線検査システム。
【請求項４】
前記位置情報出力手段は、前記所定の検査結果を含む前記検査情報を順次記憶し、所定のタイミングで該検査情報を読み出して通信出力することを特徴とする請求項２に記載のＸ線検査システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記領域位置情報と前記所定の作業位置との対応関係を前記ロボットに教示するための教示モードを実行可能とされ、前記ロボットは、前記対応関係を記憶可能とされていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記教示モードにおいて、
前記Ｘ線検査装置から前記検査情報を受けたとき、第１停止位置で前記被検査物の搬送を停止させ、前記ロボットに前記トリガ信号を通信出力したとき該被検査物の搬送を再開させ、該被検査物が前記ロボットの前記稼働領域に含まれる第２停止位置で該被検査物の搬送を再度停止させてから、前記ロボットに前記対応関係を教示させる、ことを特徴とする請求項５に記載のＸ線検査システム。
【請求項７】
前記制御装置は、所定の操作入力を受けるごとに前記搬送手段を所定時間だけ寸動させ、前記操作入力を複数受けることによって、前記被検査物を前記第１停止位置から前記第２停止位置まで搬送させることを特徴とする請求項６に記載のＸ線検査システム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記被検査物が第２停止位置に停止しているとき、前記領域位置情報に基づく座標データを判読可能に表示する表示手段（１９）を、さらに有することを特徴とする請求項６または７に記載のＸ線検査システム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記座標データの位置を表す記号を、二次元座標において該座標データに直接的または間接的に対応させて前記表示手段に表示することを特徴とする請求項８に記載のＸ線検査システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記ロボットに前記対応関係を教示するために前記座標データの入力を受け付ける座標設定手段をさらに有し、該座標設定された座標データを該ロボットに通信出力することを特徴とする請求項８または９に記載のＸ線検査システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検査システムおよびそのキャリブレーション方法に関し、特に、コンベア搬送中の物品を順次Ｘ線検査するＸ線検査装置とその検査結果に応じて物品搬送に追従しつつ所定の作業を行うロボットとを備えたＸ線検査システム、および、そのキャリブレーション方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
搬送物品を順次検査するＸ線検査システムにおいて、不良となった物品を選別機等で搬送路外に排除する場合、搬送中の物品を物品検知センサで検知し、その検知信号をトリガとしてワークの排除タイミングが設定されるものが多い。
【０００３】
しかし、比較的小サイズの複数の物品を整列させることなく散らばせた状態で搬送（以下、バラ状搬送ともいう）する場合、物品検知によって不良物品を確定することが容易でないため、搬送路上の所定エリア単位で物品検査を実行し、その検査エリアに対応する一定搬送距離毎に、不良品の有無に応じて被検査物品を搬送路上から選択的に系外に排除するものが知られていたが、不良品の排除時に良品の一部まで系外排出するため、製品歩留まりが悪いという問題があった。
【０００４】
そこで、近時、ロボットを用いて物品搬送に追従しつつ不良品を排除可能にするコンベアトラッキングシステムが多用されてきており、特に視覚センサとして工業用のテレビカメラを用いるビジョントラッキングシステムがピンポイントでの排除に有効である。
【０００５】
このようなトラッキングシステムでは、カメラ画像から撮像対象物の位置や姿勢等を正確に把握可能にするために個々のカメラのキャリブレーション（校正）に加え、ビジョントラッキングのためにカメラおよびその画像処理装置から得られるカメラ画像の座標値をロボット座標系の座標値に変換するためのキャリブレーションが実行される。
【０００６】
すなわち、カメラ付きロボットでのコンベアトラッキングが採用される場合、搬送方向への座標追従のために、キャリブレーションと呼ばれる調整を実施することで、撮像信号（例えば原点信号）となるカメラの視野画像の座標値を、ロボット座標系の座標値に変換してロボットに入力させるとともに、搬送方向の移動についてエンコーダーで同期をとることにより、連動動作可能にしている。
【０００７】
この種のビジョントラッキングのためのキャリブレーション方法としては、例えば、ロボットアームの先端が視野内に入る第１のカメラと、コンベア上の所定搬送区間内のワークは視野内に入るもののロボットアームの先端が視野内に入らない第２、第３のカメラと、隣り合う間隔が大小に異なる３つの穴（ここでは、便宜的に穴ｈ１、ｈ２、ｈ３という）を有するキャリブレーション用ワークとを備え、穴ｈ１、ｈ２が第１のカメラの視野内に入り、穴ｈ３が第２のカメラの視野内に入るようにキャリブレーション用ワークを配置して、穴ｈ１、ｈ２、ｈ３のカメラ座標値を求め、カメラ座標値からロボット座標値への変換が平行移動と回転の組合せであるという考えに基づく所定の変換式により穴ｈ１、ｈ２のロボット座標値を求め、穴ｈ１、ｈ２、ｈ３の位置関係と穴ｈ１、ｈ２のロボット座標値とから、ｈ３のロボット座標値を求め、さらに、キャリブレーション用ワークを少しずらして、同様な計算を行うことにより、第２のカメラのキャリブレーションを行うというものが知られている（特許文献１参照）。
【０００８】
また、目盛り付きのマーク板が視覚認識範囲内に入ったことを条件にその視覚認識処理を開始させるとともに、画像の取り込みタイミングに合わせてコンベア搬送による移動量を計測する一方で、マーク板がロボットの動作範囲の第１の位置にあるときに手先にポインタとなるピンを把持したロボットで、ピンに接するマーク板の所定の目盛り位置の座標を取得し、マーク板がロボットの動作範囲の第２の位置にあるとき、第１の位置からの移動距離（ΔＣｏｎｖ）と、同様に読み取った目盛り位置の各座標成分（ｘ、ｙ、ｚ）の変化量とに基いて、座標変換のパラメータＱ、Ｒ、Ｓを求めるようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開昭６２－２１４４０３号公報
特開平６－２３８５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のようなコンベアトラッキングをＸ線検査システムに適用し、座標出力機能を持ったＸ線検査装置とコンベアトラッキング機能を持ったロボットを備えたＸ線検査システムとして構成される場合では、物品ごとにその物品を基準にしたＸ線画像の座標をロボットの座標系に対応させる位置合わせができない場合があるためにＸ線画像の座標をコンベアトラッキングに有効活用することができなかった。
（【００１１】以降は省略されています）

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