CN112649448A - 非破坏检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高检查节拍的非破坏检查装置。本发明的非破坏检查装置包括：两个放射线发生器(2)，对具有四个角的被检查物(100)照射放射线束；以及两个放射线检测器(3)，分别与两个放射线发生器(2)相向而设置。放射线束的光轴在被检查物(100)的近前交叉，通过被检查物(100)的四个角中的放射线发生器(2)侧的两个角。

Description

非破坏检查装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种非破坏检查装置。

背景技术

已知有如下的非破坏检查装置：对被检查物照射以X射线为代表的放射线，检测通过通过被检查物而减弱的放射线的二维分布并将其图像化，由此进行被检查物的非破坏检查。被检查物例如是锂离子聚合物电池。锂离子聚合物电池具有在其内部层叠有平面状的正极板及负极板的结构。

若所述层叠存在偏移，即若正极板超出负极板，则在超出的正极板析出有锂而发生短路，从而有可能着火。因此，必须检查锂离子聚合物电池内部的正极板与负极板的位置偏移。所述检查由非破坏检查装置进行。

为了提高检查的正确性，理想的是对被检查物的四个角中的至少两个进行拍摄。因此，例如，在对一个角照射放射线束之后，使被检查物沿着水平面旋转，进而对另一个角照射放射线束，对两个角进行拍摄。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2011-39014号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

然而，在此种检查装置中，为了对一个被检查物进行检查，需要拍摄、旋转、拍摄这三个步骤，从而检查需要时间。特别是，为了提高被检查物的质量，若对被检查物的四个角全部进行检查，则需要两倍以上的步骤。另一方面，为了提高检查节拍，若设置多个检查线，则会存在导致装置的大型化、复杂化的问题。

为了解决所述问题，本实施方式的目的在于提供一种提高检查节拍的非破坏检查装置。

[解决问题的技术手段]

实施方式的非破坏检查装置包括如下所述的构成。

(1)两个放射线发生器，对具有四个角的被检查物照射放射线束。

(2)两个放射线检测器，分别与所述两个放射线发生器相向而设置。

(3)所述放射线束的光轴在所述被检查物的近前交叉，通过所述被检查物的四个角中的所述放射线发生器侧的两个角。

附图说明

图1是表示实施方式的非破坏检查装置的构成的平面图。

图2是表示实施方式的非破坏检查装置的构成的侧视图。

图3是表示实施方式的放射线发生器与被检查物的位置关系的平面图。

图4是表示实施方式的搬送机构及检查台的立体图。

图5是表示实施方式的控制装置与各构成的关系的框图。

图6的(a)～图6的(d)是说明实施方式的搬送装置及检查台的运行的图。

图7是表示实施方式的非破坏检查装置的运行的流程图。

[符号的说明]

1：非破坏检查装置

10：托盘

10a：对象托盘

10b：检查完毕托盘

11：定位构件

12：凹部

100：被检查物

2：放射线发生器

3：放射线检测器

4：检查台

41：移动机构

42：旋转机构

43：支撑面

44：支柱

5：摄像部

6：屏蔽箱

61：搬入口

62：搬出口

7：搬送机构

71：搬入输送机

72：搬出输送机

73：突起

8：移送机构

81a、81b：臂

82：臂移动机构

82a：导轨

82b：滑块

82c：升降机构

9：控制装置。

具体实施方式

[1.第一实施方式]

[1-1.实施方式的构成]

以下，参照附图详细说明第一实施方式的非破坏检查装置。图1及图2是表示本实施方式的非破坏检查装置1的构成的平面图及侧视图。非破坏检查装置1对被检查物100照射放射线，检测通过被检查物100的放射线。基于所述检测结果，非破坏检查装置1生成被检查物100的透视图像。

[被检查物]

被检查物100只要为俯视时具有四个角的大致长方体形状则无特别限定，但在本实施方式中，设为具有层叠结构的锂离子聚合物电池。锂离子聚合物电池中，交替重叠的四边形的正极板及负极板收纳在填充有电解液的壳体。在正极板与负极板之间存在隔板，在正极板连接有正极引线，在负极板连接有负极引线，分别捆扎成一根而取出到外部。被检查物100在载置在托盘10的状态下被检查、搬送。在托盘10的表面立设有多个定位构件11(参照图4)，被检查物100在所述多个定位构件11之间定位并固定。

[非破坏检查装置]

如图1及图2所示，非破坏检查装置1包括：放射线发生器2及放射线检测器3，对被检查物100的透视图像进行拍摄；检查台4，使被检查物100移动到检查位置P为止；摄像部5，在检查台4上从上方对被检查物100进行拍摄并对其进行定位；屏蔽箱6；搬送机构7，搬送载置有被检查物100的托盘10；移送机构8，将托盘10从搬送机构7移送到检查台4，及将托盘10从检查台4移送到搬送机构7。非破坏检查装置1还包括控制所述构成的控制装置9。

放射线发生器2向被检查物100照射放射线束。放射线束是以焦点为顶点扩大为角锥形状的放射线的束。放射线例如是X射线。所述放射线发生器2例如是X射线管。

放射线检测器3与放射线发生器2的焦点相向而配置，检测根据放射线的通过路径而减弱的放射线强度的二维分布，并输出与所述放射线强度成比例的通过数据。所述放射线检测器3例如包含图像增强器(Image Intensifier，I.I.)及照相机、或平板显示器(FlatPanel Display，FPD)。

在本实施方式中，设置两组放射线发生器2及放射线检测器3。如图3所示，两组放射线发生器2与放射线检测器3以各组夹着被检查物100的角的方式相向而配置。更详细而言，在俯视时，两个放射线发生器2以各自的放射线束的光轴在检查台4上的被检查物100的近前交叉的方式横向排列设置。在被检查物100的近前交叉的放射线通过被检查物100的四个角中的放射线发生器2侧的两个角。通过所述两个角的放射线分别由对应的放射线检测器3检测。

检查台4承载载置有被检查物100的托盘10，从搬送高度位置L上升到设定在其上方的检查高度位置H，进而移动到检查位置P。搬送高度位置L是与搬送机构7处于大致相同高度的检查台4的高度位置。检查高度位置H是放射线发生器2拍摄被检查物100的角的高度位置。检查位置P是如被检查物100的放射线发生器2侧的两个角与放射线束的光轴对准那样的所述被检查物100的位置。检查台4包括使自身沿XYZ轴方向移动的移动机构41、及以沿上下方向延伸的轴为中心旋转的旋转机构42。移动机构41例如可以使用由伺服马达驱动的滚珠螺杆机构。即，移动机构41通过伺服马达的驱动使检查台4的支撑面43沿着X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动。此外，在本实施方式中，将被检查物100的搬送方向设为X轴方向，将搬送机构7的载置面(水平面)中与X轴方向垂直的方向设为Y方向，将检查台4的升降方向设为Z轴方向。

通过移动机构41的移动，被检查物100的两个角与放射线束的光轴对准。旋转机构42设置在移动机构41之上，例如为包含马达等驱动源而成的致动器。此外，也可在移动机构41之下设置旋转机构42。旋转机构42使检查台4的支撑面43以Z轴为中心旋转。通过所述旋转，进行检查台4上的被检查物100的角与放射线束的光轴的对位，并且使被检查物100旋转180°，由此能够对被检查物100的离放射线发生器2侧远的两个角进行拍摄。

如图4所示，承载有托盘10的检查台4的支撑面43包含隔开固定的间隔并列的大致相同高度的三个面，各个面由支柱44支撑。三个面的间隔及三根支柱44的间隔均设置得比后述的移送机构8的两根臂81a、81b各自的宽度宽。移动机构41及旋转机构42使三根支柱44一起移动，因此支撑面43的三个面及三根支柱44的间隔不变。

如图2所示，摄像部5设置在检查台4的上方，为了检测俯视时的被检查物100的位置偏移而对被检查物100进行拍摄。摄像部5可以使用红外线(Infrared，IR)照相机、电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)照相机、互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)照相机。此外，本实施方式的摄像部5隔开规定的间隔设置两个。其原因在于，通过对照来自两个彼此具有视差的摄像部5的图像，不仅可以检测俯视时的被检查物100的位置偏移，还可以检测被检查物100的角的高度位置。

屏蔽箱6包围放射线发生器2、放射线检测器3，来屏蔽放射线。屏蔽箱6包含铅等屏蔽放射线的材料而构成。屏蔽箱6例如为长方体形状。在屏蔽箱6设置有：搬入口61，将载置有被检查物100的托盘10搬入到内部；搬出口62，将屏蔽箱6内部的被检查物100搬出到屏蔽箱6外部。

如图4所示，搬送机构7是如下机构：将载置有被检查物100的托盘10从搬入口61搬送到检查台4，进而从检查台4搬送到搬出口62。搬送机构7在连接设置在屏蔽箱6的搬入口61与搬出口62的方向设置为大致直线状，并贯穿屏蔽箱6。即，搬送机构7的搬送路径为连接设置在屏蔽箱6的搬入口61与搬出口62的大致直线状。搬送机构7包括设置在搬送路径中途所设置的检查台4的前后的搬入输送机71及搬出输送机72。搬入输送机71设置在屏蔽箱6的搬入口61侧，将被检查物100从搬入口61搬送到检查台4为止。搬出输送机72设置在屏蔽箱6的搬出口62侧，将被检查物100从检查台4搬送到搬出口62。在搬入输送机71及搬出输送机72的表面每隔固定间隔设置有突起73，所述突起73卡合于托盘10的设置在与搬送方向垂直的一对边的凹槽，对托盘10进行定位。本实施方式的搬入输送机71及搬出输送机72的输送带为两条，因此托盘10的凹槽在与搬送方向垂直的一对边各设置两个，在合计四个凹槽卡合有四个突起73。如此，通过设置在两条带的突起73，托盘10隔开固定的间隔被搬送。

如图4所示，搬送机构7包括移送机构8，所述移送机构8将载置有被检查物100的托盘10从搬入输送机71移送到检查台4，及从检查台4移送到搬出输送机72。本实施方式的移送机构8同时移送搬入输送机71上的托盘10及检查台4上的托盘10两者。因此，移送机构8包括两根臂81a、81b，所述两根臂81a、81b具有可以从下方支撑在检查台4的近前停止在搬入输送机71上的托盘10及检查台4上的托盘10的长度。两根臂81a、81b配置在搬出输送机72的两条带之间，且为基端侧彼此连接的俯视时大致U字形状的构件。两根臂81a、81b的前端侧向搬入输送机71突出，基端侧由设置在搬出输送机72侧的臂移动机构82支撑。

臂移动机构82使两根臂81a、81b沿着搬出输送机72的搬出方向(X轴方向)往复移动，并且使托盘10从搬入输送机71、检查台4及搬出输送机72的表面升降。即，臂移动机构82包括沿X轴方向延伸的两根导轨82a及在所述导轨82a上行驶的滑块82b。另外，臂移动机构82包括使两根臂81a、81b沿上下方向(Z轴方向)移动的升降机构82c。升降机构82c例如可以使用由伺服马达驱动的滚珠螺杆机构。

如图5所示，控制装置9控制放射线发生器2、放射线检测器3、检查台4、摄像部5、搬送机构7及移送机构8。另外，控制装置9对放射线发生器2及放射线检测器3所拍摄的透视图像或摄像部5所拍摄的图像进行分析。即，使搬送机构7的搬入输送机71、搬出输送机72及移送机构8搬送被检查物100。另外，使摄像部5对检查台4上的被检查物100进行摄像，基于所述图像使检查台4沿XYZ方向移动，使被检查物100的角与放射线束的光轴对准。进而，使放射线发生器2及放射线检测器3对被检查物100进行拍摄。控制装置9是所谓的计算机，包含中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)或固态驱动器(Solid State Drive，SSD)等存储器(storage)，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)及驱动电路。存储器存储程序，RAM展开程序，而且暂时存储数据，CPU对程序进行处理，驱动器电路根据CPU的处理结果对各构成供给电力。

[1-2.实施方式的作用]

以下，参照图6的(a)～图6的(d)及图7说明本实施方式的被检查物100的搬送及检查顺序。在搬送机构7的搬送路径，载置有被检查物100的托盘10每隔固定的间隔定位、排列。搬送机构7将所述托盘10从搬入口61搬送到搬出口62。首先，搬送机构7的搬入输送机71将所述托盘10从搬入口61搬送到检查台4的近前为止。当搬入输送机71将载置有作为检查对象的被检查物100的托盘10(以下，也称为对象托盘10a)搬送到检查台4的近前为止时，暂时停止输送带的运行。此外，在检查台4上载置有刚刚结束检查的托盘10(被检查物100)(以下，也称为检查完毕托盘10b)。此处，检查台4的高度与搬送机构7的高度大致相同。即，检查台4位于搬送高度位置L。

如图6的(a)所示，两根臂81a、81b通过移送机构8向对象托盘10a的方向(X轴方向)移动。两根臂81a、81b一面从其前端穿过检查台4的三根支柱44之间，潜入检查完毕托盘10b的下方，一面向对象托盘10a的下方前进(步骤S01)。如图6的(b)所示，当两根臂81a、81b的前端超过对象托盘10a的下方而前进时，停止向X轴方向的移动，接下来向上方向移动。此时，两根臂81a、81b从搬入输送机71的两条带之间及支撑面43的三个面之间伸出，抬起对象托盘10a及检查完毕托盘10b(步骤S02)。

如图6的(c)所示，当对象托盘10a及检查完毕托盘10b通过所述抬起分别远离两条带及检查台4时，两根臂81a、81b停止向上方向移动，而向搬出输送机72的方向(X轴方向)移动，使对象托盘10a向检查台4的上方移动，且使检查完毕托盘10b向搬出输送机72的上方移动(S03)。如图6的(d)所示，当对象托盘10a来到检查台4的上方为止时，两根臂81a、81b停止向X轴方向的移动，而向下方向移动。此时，两根臂81a、81b穿过形成支撑面43的三个面之间而向下方向移动，对象托盘10a离开两根臂81a、81b的手，被交接给位于搬送高度位置L的检查台4的支撑面43(步骤S04)。另外，在将对象托盘10a交接给检查台4的同时，还将检查完毕托盘10b交接给搬出输送机72。所述交接通过两根臂81a、81b贯穿搬出输送机72的两条带并向下方向移动来进行。此时，设置在检查完毕托盘10b的凹部12与设置在搬出输送机72的两条带的表面的突起73卡合并定位。

从移送机构8接收对象托盘10a的检查台4通过移动机构41使对象托盘10a从搬送高度位置L上升到检查高度位置H为止(步骤S05)。在各被检查物100的高度大致相同的情况下，从检查台4接收对象托盘10a的搬送高度位置L到检查高度位置H为止的移动距离固定。另一方面，在各被检查物100的高度存在偏差的情况下，也可通过由两个摄像部5从上方对被检查物100进行拍摄来检测被检查物100的角的高度，从而来调整所述移动距离。

在检查高度位置H处，摄像部5从上方对载置在对象托盘10a的被检查物100进行拍摄。控制装置9获取及分析摄像部5所拍摄的图像，并确认俯视时的被检查物100是否存在位置偏移。在检测到位置偏移的情况下，检查台4通过移动机构41调整被检查物100的位置，并使其移动到检查位置P(步骤S06)。

所述位置偏移的检测例如是通过如下方式来进行：控制装置9预先存储俯视时的两个放射线束的光轴的线，根据摄像部5所拍摄的图像判定被检测物100的放射线侧的两个角是否位于所述光轴的线上。在检测到位置偏移的情况下，检查台4的移动机构41或旋转机构42、或者所述两者使被检查物100移动，以使被检查物100的放射线侧的两个角搭载在所述光轴的线上。

简单地说明所述移动。图3表示移动到高度位置H为止的被检查物100的四个角A1、A2、A3、A4中，仅角A1位于放射线束的光轴的线上的状态。首先，摄像部5从上方对所述光轴与被检查物100的角的位置关系进行拍摄。接下来，控制装置9通过分析所述拍摄图像来识别被检查物100不在检查位置P处，并计算用于使被检查物100移动到检查位置P的向X轴方向及Y轴方向的移动量。控制装置9基于所述移动量，通过检查台4的移动机构41或旋转机构42、或者所述两者使被检查物100移动。

作为用于计算此种移动量的图像处理方法，例如，可以利用使用模式匹配的方法、使用相位限定相关法的方法等。另外，也可使用叠代最近点(Iterative Closest Point，ICP)等已知的对位算法。

在载置在托盘10的被检查物100移动到检查位置P之后，两个放射线发生器2从两个不同的方向对被检查物100照射放射线束。俯视时的被检查物100的四个角中的A1及A2同时被拍摄，通过放射线检测器3检测通过A1及A2的放射线(步骤S07-1)。控制装置9从放射线检测器3获取所拍摄的被检查物100的A1、A2的透视图像，并通过规定的程序判定被检查物100的好坏。其后，进入后述的步骤S08，但也可在之前插入对A3及A4进行拍摄的步骤。即，检查台4的旋转机构42可使支撑面43旋转180°，通过两个放射线发生器2同时对被检查物100的四角中的A3及A4进行拍摄(步骤S07-2)，然后进入步骤S08。

步骤S08是拍摄被检查物100后，使检查台4向下方向移动直至搬送高度位置L为止的步骤。即，刚刚结束检查的托盘10(被检查物100)位于搬送高度位置L。最后，搬入输送机71将下一个对象托盘10a移送到检查台4的近前为止，搬出输送机72将最初的检查完毕托盘10b搬送到搬出口62(步骤S09)。即，用于载置接下来从支撑台移送的检查完毕托盘10b的空间设置在搬出输送机72。以上，重复步骤S01～步骤S09的运行，依次搬送及检查载置在托盘10的被检查物100。

[1-3.实施方式的效果]

(1)在本实施方式中，放射线发生器2设置两个，且以各自的放射线束的光轴在被检查物100的近前交叉的方式设置，因此可以一次对被检查物100的四个角中的仅两个角进行拍摄。由此，可以省去在对被检查物100的一个角进行拍摄之后使被检查物100旋转等而再次对另一个角进行拍摄的步骤，因此可以提高被检查物100的检查节拍。

(2)在本实施方式中，可以基于由摄像部5拍摄的被检查物100的拍摄图像，检测被检查物100的位置偏移，并通过检查台4的移动机构41来修正所述位置偏移。由此，可以与被检查物100的尺寸的偏差无关地正确地对被检查物100的角进行拍摄。

(3)在本实施方式中，通过检查台4的旋转机构42，可以使被检查物100旋转180°。由此，即使在为了严格判定被检查物100是否良好而对四个角全部进行拍摄的情况下，以往也需要四次拍摄及三次旋转的步骤，而现在仅通过两次拍摄及一次旋转就可以完成检查。

(4)在本实施方式中，通过包括两根臂81a、81b的移送机构8，可以同时移送搬入输送机71上的托盘10及检查台4上的托盘10两者。由此，与经过首先移送检查台4上的托盘10，接下来移送搬入输送机71上的托盘10这两个步骤的情况相比，可以提高被检查物100的检查节拍。

(5)在本实施方式中，在搬送机构7的输送带以固定的间隔设置有突起73，在载置被检查物100的托盘10设置有卡合于所述突起73的凹部12。由此，可以将所搬送的托盘10的间隔设为固定，因此可靠地通过移送装置同时移送两个托盘10。

[2.其它实施方式]

在本说明书中说明了本发明的多个实施方式，但所述实施方式是作为示例而提出，不意图限定发明的范围。如上所述的实施方式能够以其它各种形态来实施，且可以在不脱离发明的范围的范围内进行各种省略或置换、变更。所述实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨中，同样地也包含在权利要求所记载的发明及其均等的范围内。

(1)在第一实施方式中，在检测到被检查物100的角的位置偏移时，使检查台4移动而与放射线束的光轴对准，但也可变更放射线发生器2的照射方向。在此情况下，在放射线发生器2及放射线检测器3设置有移动机构41，通过所述移动机构41可以变更照射方向及与其相向的检测方向。

(2)第一实施方式的移送机构8设为两根臂81a、81b从下捧起托盘10进行移送，但例如也可为从上把持托盘10进行移送。另外，臂81a、臂81b的根数不限于两根，例如也可为三根。在此情况下，检查台4的支撑面43包含四个面。

(3)在第一实施方式中，配置两组放射线发生器2及放射线检测器3，以可以同时对被检查物100的角A1及角A2进行拍摄，但也可配置两组放射线发生器2及放射线检测器3，以可以同时对其它两个角进行拍摄。例如，也可将两个放射线发生器2配置在检查台4的搬出侧以对被检查物100的搬送方向前方侧的两个角(图3中的A2、A3)进行拍摄，也可将两个放射线发生器2配置在检查台4的搬入侧以对搬送方向后方侧的两个角(图3中的A1、A4)进行拍摄。

(4)在第一实施方式中，将托盘10的搬送机构7与检查台4设为独立的构件，但托盘10的搬送机构7自身也可以兼用作检查台4。即，若正确地进行由搬送机构7搬送的托盘10的定位，则也可使搬送机构7停止在利用两组放射线发生器2及放射线检测器3进行检查的检查位置P，在所述状态下对由搬送机构7保持的托盘10上的被检查物100的透视图像进行拍摄。

Claims (4)

1.一种非破坏检查装置，包括：

两个放射线发生器，对具有四个角的被检查物照射放射线束；以及

两个放射线检测器，分别与两个所述放射线发生器相向而设置，

所述放射线束的光轴在所述被检查物的近前交叉，通过所述被检查物的四个角中的所述放射线发生器侧的两个角。

2.根据权利要求1所述的非破坏检查装置，还包括：

检查台，载置所述被检查物；以及

摄像部，对所述被检查物进行拍摄，

所述检查台包括移动机构，

所述移动机构基于所述摄像部所拍摄的图像，使所述两个角与所述放射线束的光轴对准。

3.根据权利要求2所述的非破坏检查装置，其中

所述检查台包括旋转机构，

所述旋转机构使所述被检查物的四个角中的与所述放射线发生器相反侧的两个角朝向所述放射线发生器侧。

4.根据权利要求2或3所述的非破坏检查装置，还包括：

搬送机构，分别设置在所述检查台的搬入侧及搬出侧，且在以固定的间隔排列多个所述被检查物的状态下进行搬送；以及

移送机构，将载置于所述搬入侧的所述搬送机构的所述被检查物移送到所述检查台，且将载置于所述检查台的所述被检查物移送到所述搬出侧的所述搬送机构，同时移送所述被检查物两者。

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