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公開番号2025043051
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023150346
出願日2023-09-15
発明の名称処理装置、検査システム、処理方法及びプログラム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01N 21/84 20060101AFI20250321BHJP(測定;試験)
要約【課題】検査時間ができるだけ短くなるような軌道を効率的に見つける。
【解決手段】実施形態の処理装置は、検査対象物の表面の形状データを、複数の曲面に分割し、可動体に搭載された検査装置によって前記検査対象物を検査する位置を示す複数の教示点を算出し、前記複数の曲面を遷移する曲面間経路と、前記複数の曲面それぞれの曲面内の教示点を遷移する曲面内経路と、を算出し、前記曲面間経路と、前記曲面内経路と、前記可動体の移動性能とに基づき、前記検査対象物の検査時間がより短くなるように前記可動体の軌道を算出する処理部、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
検査対象物の表面の形状データを、複数の曲面に分割し、
可動体に搭載された検査装置によって前記検査対象物を検査する位置を示す複数の教示点を算出し、
前記複数の曲面を遷移する曲面間経路と、前記複数の曲面それぞれの曲面内の教示点を遷移する曲面内経路と、を算出し、
前記曲面間経路と、前記曲面内経路と、前記可動体の移動性能とに基づき、前記検査対象物の検査時間がより短くなるように前記可動体の軌道を算出する処理部、
を備える処理装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記可動体の移動性能は、前記曲面の水平方向の移動速度と、前記曲面の垂直方向の移動速度と、前記曲面の平行移動速度と、前記曲面の曲線移動速度と、の内少なくとも一つを含み、
前記検査時間は、前記可動体の軌道が算出されるまでの軌道算出時間と、前記検査対象物を検査するときの前記可動体の動作時間と、を含む、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記検査対象物の表面の形状データを、前記表面の形状の曲率の範囲が閾値以下である領域ごとに分割することによって、前記複数の曲面に分割する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記検査対象物の表面の形状データを多角形分割し、
前記検査対象物の表面の形状データを、隣接する多角形の法線ベクトルの角度が閾値以下である多角形の集合に分割することによって、前記複数の曲面に分割する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記可動体の軌道に基づき、前記可動体に搭載された検査装置の位置及び姿勢の少なくとも一方を制御する制御情報を算出する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項６】
検査対象物を検査する検査装置と、
前記検査装置の位置及び姿勢の少なくとも一方を制御する可動体と、
処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
前記検査対象物の表面の形状データを、複数の曲面に分割し、
前記検査装置によって前記検査対象物を検査する位置を示す複数の教示点を算出し、
前記複数の曲面を遷移する曲面間経路と、前記複数の曲面それぞれの曲面内の教示点を遷移する曲面内経路と、を算出し、
前記曲面間経路と、前記曲面内経路と、前記可動体の移動性能とに基づき、前記検査対象物の検査時間がより短くなるように、前記可動体の軌道を算出する処理部、
を備える検査システム。
【請求項７】
前記検査装置は、
結像光学系と、
前記結像光学系の結像面を形成し、前記結像光学系を通して入射された光を撮像する撮像素子と、
所定の波長範囲の光を透過させる波長選択領域を備えるとともに、前記結像光学系を通して前記撮像素子に入射される光の光路上に配置され、前記波長選択領域を透過した前記所定の波長範囲の光を前記撮像素子に入射させるカラーフィルタと、
を備える請求項６に記載の検査システム。
【請求項８】
前記処理部は、前記可動体の軌道に基づき、前記検査装置の位置及び姿勢の少なくとも一方を制御する制御情報を算出し、
前記可動体は、前記制御情報に基づき、前記検査装置の位置及び姿勢の少なくとも一方を制御することによって、前記検査対象物を検査する、
請求項６に記載の検査システム。
【請求項９】
前記検査対象物は、複数あり、
前記処理部は、複数の前記検査対象物の形状データを順番に受け付け、複数の前記検査対象物の形状データを順番に処理することによって、前記可動体の制御情報を算出し、
前記可動体は、前記制御情報に基づき、前記検査装置の位置及び姿勢の少なくとも一方を制御することによって、複数の前記検査対象物を順番に検査する、
請求項８に記載の検査システム。
【請求項１０】
前記検査装置と前記可動体とは、それぞれ複数あり、
前記処理部は、前記複数の曲面に含まれる１以上の曲面の検査を、それぞれの前記検査装置に割り当て、
それぞれの前記検査装置が、前記処理部によって割り当てられた１以上の曲面を検査することによって、前記検査対象物を検査する、
請求項６に記載の検査システム。
（【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】
本発明の実施形態は処理装置、検査システム、処理方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
検査対象物の表面または内部などを検査して、傷などの欠陥を検査する装置が従来から知られている。目視検査の代替手段として、ロボットアームなどの可動体にカメラなどの検査装置を取り付けることにより、検査対象物の検査が行われている。検査対象面すべてを検査するために、可動体の経路（軌道）を適切に作成する必要がある。経路の作成は、一般的に人が教示することが多く、工数がかかる。検査対象物の形状データに基づき計算機により教示を行うことで、人手による工数を削減する検査システムも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－３７３３３号公報
特開２０１９－１２４５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来の技術では、検査時間ができるだけ短くなるような軌道を効率的に見つけることが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の処理装置は、検査対象物の表面の形状データを、複数の曲面に分割し、可動体に搭載された検査装置によって前記検査対象物を検査する位置を示す複数の教示点を算出し、前記複数の曲面を遷移する曲面間経路と、前記複数の曲面それぞれの曲面内の教示点を遷移する曲面内経路と、を算出し、前記曲面間経路と、前記曲面内経路と、前記可動体の移動性能とに基づき、前記検査対象物の検査時間がより短くなるように前記可動体の軌道を算出する処理部、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態の検査システムの装置構成の例を示す図。
第１実施形態の処理装置の機能構成の例を示す図。
第１実施形態の形状データの例を示す図。
第１実施形態の三角形の集合によって曲面を形成する方法について説明するための図。
第１実施形態の曲面の例１を示す図。
第１実施形態の曲面の例２を示す図。
第１実施形態の曲面の例３を示す図。
第１実施形態の曲面の例４を示す図。
第１実施形態の曲面の例５を示す図。
第１実施形態の曲面の例６を示す図。
第１実施形態の検査装置の構成の例を示す図。
第１実施形態の処理方法の全体フローの例を示すフローチャート。
第１実施形態の複数の曲面に分割する方法（ステップＳ１の詳細フロー）の例を示すフローチャート。
従来のルールベースで作成された軌道の例１を示す図。
従来のルールベースで作成された軌道の例２を示す図。
第１実施形態の処理装置によって作成された軌道の例１を示す図。
第１実施形態の処理装置によって作成された軌道の例２を示す図。
第２実施形態の検査システムの装置構成の例を示す図。
第３実施形態の検査システムの装置構成の例を示す図。
第４実施形態の検査システムの装置構成の例を示す図。
第１乃至第４実施形態の処理装置のハードウェア構成の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、処理装置、検査システム、処理方法及びプログラムの実施形態を詳細に説明する。
【０００８】
少品種多量生産または多品種少量生産などであれば、検査対象物の形状データを取得してから検査工程まで十分な時間および計算資源を用意することが可能であると考えられる、しかし、変種変量生産のように、オンデマンドに生産する製品、または生産量を変化させる生産システムなどである場合、形状データの取得から検査完了までに、限られた時間と計算資源とで教示が行われる必要がある。
【０００９】
形状データから算出された教示点をすべて通り、かつ、最も短い距離を通る経路を探索する問題は、巡回セールスマン問題と呼ばれる。巡回セールスマン問題は計算量理論でＮＰ困難といわれる、解くのが難しい問題である。そのため、量子アニーリング及び量子コンピュータなどのアルゴリズムまたはハードウェアなどを使用した場合でも、最適解または近似解などを得るのは難しい。
【００１０】
上述の経路を探索する問題は、教示点をＮ点とした場合、全探索の計算量はＯ（ｎ！）、比較的効率的なアルゴリズムとされる手法を用いてもＯ（ｎ
２
２
ｎ
）であり、教示点が増えれば加速度的に計算量が増加することが知られている。十分な計算資源または時間がない場合などに、対応可能な検査システムを実現することは難しい。最適解が得えるのは難しいとして、近似解を求めるアルゴリズムが提案されているが、近似解を得るにしても同様で、教示点ｎを小さくすることが計算量の増加を抑えるのに最も効率的である。
（【００１１】以降は省略されています）

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