DE102018216041B4

DE102018216041B4 - Inspektionssystem

Info

Publication number: DE102018216041B4
Application number: DE102018216041.4A
Authority: DE
Inventors: Yuusuke Oota; Fumikazu Warashina
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2038-09-21
Also published as: DE102018216041A1; US10451561B2; US20190120771A1; CN109709097A; JP2019078651A; JP6585681B2; CN109709097B

Abstract

Inspektionssystem (1), das eine Bild-Inspektion an einem Inspektionsziel (W) vornimmt, umfassend:
eine Bildaufnahmevorrichtung (10), die ein Bild des Inspektionsziels (W) aufnimmt;
einen Bläser (20) mit einer Ausblasdüse (22), aus welcher Reingas zum Inspektionsziel (W) herausgeblasen wird;
einen Roboter (30) mit einer Armspitze (32), an welcher die Bildaufnahmevorrichtung (10) und die Ausblasdüse (22) oder das Inspektionsziel (W) angebracht ist; und
eine Inspektionsvorrichtung (50), die eine Bild-Inspektion an dem Inspektionsziel (W) vornimmt, basierend auf einem durch die Bildaufnahmevorrichtung (10) aufgenommenen Bild, wobei
die Inspektionsvorrichtung (50) ein Betriebsprogramm für den Roboter (30) erzeugt, um so die Ausblasdüse (22) vor der Bildaufnahmevorrichtung (10) relativ zum Inspektionsziel (W) zu bewegen, durch Steuern der Position der Armspitze des Roboters basierend auf der Position der Bildaufnahmevorrichtung (10) und derjenigen der Ausblasdüse (22) relativ zueinander.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Inspektionssystem, das ein Inspektionsziel basierend auf einem Bild des Inspektionsziels, das durch eine Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen ist, inspiziert.
Verwandter Stand der Technik
Patentdokument 1 beschreibt ein Inspektionssystem, das ein Inspektionsziel bezüglich eines Defekts (beispielsweise eines Mangels) auf einer Oberfläche des Inspektionsziels inspiziert, beispielsweise auf Basis eines Bilds des Inspektionsziels, das durch eine Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen ist. In diesem Inspektionssystem wird die Position der Bildaufnahmevorrichtung relativ zum Inspektionsziel durch Anbringen der Bildaufnahmevorrichtung an der Spitze eines Arms eines Roboters und Steuern des Roboters gesteuert.
In einem solchen Inspektionssystem, das ein durch die Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenes Bild verwendet, falls Staub oder Schmutz in der Luft an der Inspektionsoberfläche des Inspektionsziels anhaftet, kann ein solches anhaftendes Objekt irrtümlich als ein Defekt (Mangel) detektiert werden. In einem anderen Fall, falls ein Schneidfluid oder ein Reinigungsfluid, das in einem vorigen Schritt verwendet worden ist, an der Inspektionsoberfläche des Inspektionsziels anhaftet, kann die Anmutung in einem Bild verändert werden durch eine Differenz der Lichtreflektivität des Schneidfluids oder des Reinigungsfluids gegenüber der Lichtreflektivität der Oberfläche des Inspektionsziels. In diesem Fall kann ein solches anhaftendes Objekt irrtümlich als ein Defekt (Mangel) detektiert werden, oder kann die Anwesenheit eines solchen anhaftenden Objektes das Übersehen eines Defekts (Mangel), der ursprünglich detektiert werden sollte, verursachen.
In dieser Hinsicht ist in einem in Patentdokument 2 beschriebenen Inspektionssystem, welches Inspektion durchführt, um die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Defekts (beispielsweise eines Mangels) auf einer Oberfläche eines Inspektionsziels basierend auf einem Bild des Inspektionsziels, das durch eine Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen ist, zu bestimmen, eine Luftdüse zum Ausblasen von Luft vor der Bildaufnahmevorrichtung in einer Bewegungsrichtung der Bildaufnahmevorrichtung vorgesehen. Dadurch wird ein an der Oberfläche des Inspektionsziels anhaftendes Fremdobjekt entfernt. Siehe auch Patentdokument 3.

Patentdokument 1: JP 2005-121599 A
Patentdokument 2: JP 2004-108956 A
Patentdokument 3: JP H04-52 508 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, ein Inspektionssystem bereitzustellen, welches die Wahrscheinlichkeit einer irrtümlichen Detektion oder des Übersehens eines Defektes reduziert, der durch ein an einer Oberfläche eines Inspektionsziels anhaftendes Objekt verursacht wird.

(1) Ein Inspektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung (beispielsweise das später beschriebene Inspektionssystem 1) nimmt eine Bild-Inspektion an einem Inspektionsziel (beispielsweise einem später beschriebenen Werkstück W) vor. Das Inspektionssystem beinhaltet: eine Bildaufnahmevorrichtung (beispielsweise eine später beschriebene Kamera 10), die ein Bild des Inspektionsziels aufnimmt; einen Bläser (beispielsweise einen später beschriebenen Bläser 20) mit einer Ausblasdüse (beispielsweise einer später beschriebenen Ausblasdüse 22), aus welcher reines Gas zum Inspektionsziel herausgeblasen wird; einen Roboter (beispielsweise einen später beschriebenen Roboter 30) mit einer Armspitze (beispielsweise einer später beschriebenen Armspitze 32), an welcher die Bildaufnahmevorrichtung und die Ausblasdüse oder das Inspektionsziel angebracht ist; und eine Inspektionsvorrichtung (beispielsweise eine später beschriebene Inspektionsvorrichtung 50), die eine Bild-Inspektion an dem Inspektionsziel vornimmt, basierend auf einem durch die Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bild. Die Inspektionsvorrichtung erzeugt ein Betriebsprogramm für den Roboter, basierend auf der Position der Bildaufnahmevorrichtung und derjenigen der Ausblasdüse relativ zueinander, um so die Ausblasdüse vor der Bildaufnahmevorrichtung relativ zum Inspektionsziel zu bewegen.
(2) Im in (1) beschriebenen Inspektionssystem können die Bildaufnahmevorrichtung und die Ausblasdüse an der Armspitze des Roboters angebracht sein und kann die Inspektionsvorrichtung das Betriebsprogramm für den Roboter so erzeugen, dass eine Übereinstimmung zwischen einer Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung zur Ausblasdüse und einer Inspektionsrichtung eines Inspektionspfads für Bildinspektion des Inspektionsziels erzielt wird.
(3) Im in (2) beschriebenen Inspektionssystem kann die Inspektionsvorrichtung die Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung zur Ausblasdüse als eine Bewegungsrichtung (X-Richtung) der Armspitze des Roboters einstellen und kann die Inspektionsvorrichtung das Betriebsprogramm für den Roboter erzeugen, um so eine Übereinstimmung zwischen der Bewegungsrichtung der Armspitze des Roboters und der Inspektionsrichtung des Inspektionspfads zur Bildinspektion des Inspektionsziels zu erzielen.
(4) Im in einem von (1) bis (3) beschriebenen Inspektionssystem kann die Inspektionsvorrichtung das Betriebsprogramm für den Roboter basierend auf der Unterweisung des Betriebs des Roboters durch einen Benutzer erzeugen.
(5) Im in einem von (1) bis (3) beschriebenen Inspektionssystem kann die Inspektionsvorrichtung das Betriebsprogramm für den Roboter automatisch basierend auf einer Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung zur Ausblasdüse oder einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung zur Ausblasdüse und eine Inspektionsrichtung eines Inspektionspfads von einer Ist-Position zu einem nächsten Inspektionspunkt erzeugen.
(6) In dem in einem von (1) bis (5) beschriebenen Inspektionssystem kann die Inspektionsvorrichtung einen Inspektionspfad zur Bildinspektion am Inspektionsziel automatisch durch Einstellen von mehreren Inspektionspunkten auf einer Inspektionsoberfläche des Inspektionsziels und Bestimmen der Reihenfolge, in welcher die Inspektion bei den mehreren Inspektionspunkten vorgenommen wird, erzeugen.
(7) Im in einem von (1) bis (6) beschriebenen Inspektionssystem kann eine Ausblasrichtung des Reingases von der Ausblasdüse zu einer Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung zur Ausblasdüse gekippt sein.
(8) Im in (7) beschriebenen Inspektionssystem kann die Ausblasrichtung des Reingases aus der Ausblasdüse weiter zu einer Richtung gekippt sein, welche die Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung zur Ausblasdüse schneidet.

Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, ein Inspektionssystem bereitzustellen, welches die Wahrscheinlichkeit irrtümlicher Detektion oder des Übersehens eines durch ein an einer Oberfläche eines Inspektionsziels verursachten Defekts reduziert.
Figurenliste

1 zeigt die Konfiguration eines Inspektionssystems gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine Seitenansicht einer Armspitze eines Rotationsbetrags, gezeigt in 1;
3 ist eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Armspitze des Roboters;
4 ist eine Aufsicht der Armspitze des Roboters und eines Werkstücks zum Erläutern eines Beispiels der Unterweisung des Betriebs des Roboters durch einen Benutzer;
5A ist eine Aufsicht der Armspitze des Roboters und des Werkstücks zum Erläutern eines anderen Beispiels des Unterweisens des Betriebs des Roboters durch einen Benutzer;
5B ist eine Aufsicht der Armspitze des Roboters und des Werkstücks zum Erläutern des anderen Beispiels des Unterweisens des Betriebs des Roboters durch den Benutzer;
6A ist eine Perspektivansicht der Armspitze des Roboters, die eine Ausblasdüse gemäß einer Modifikation zeigt;
6B ist eine Aufsicht der Armspitze des Roboters, die eine Ausblasdüse gemäß der Modifikation zeigt;
7 ist eine Perspektivansicht einer Armspitze eines Roboters in einem Inspektionssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform;
8A ist eine Aufsicht der Armspitze des Roboters und eines Werkstücks zum Erläutern eines Beispiels der automatischen Erzeugung des Betriebsprogramms für einen Roboter durch eine Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der zweiten Ausführungsform;
8B ist eine Aufsicht der Armspitze des Roboters und des Werkstücks zum Erläutern des Beispiels der automatischen Erzeugung des Betriebsprogramms für einen Roboter durch die Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der zweiten Ausführungsform;
8C ist eine Aufsicht der Armspitze des Roboters und des Werkstücks zum Erläutern des Beispiels automatischer Erzeugung des Betriebsprogramms für einen Roboter durch die Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der zweiten Ausführungsform;
8D ist eine Aufsicht der Armspitze des Roboters und des Werkstücks zum Erläutern des Beispiels automatischer Erzeugung des Betriebsprogramms für einen Roboter durch die Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der zweiten Ausführungsform;
9A ist eine Aufsicht eines Werkstücks zum Erläutern eines Beispiels automatischer Erzeugung eines Inspektionspfads durch eine Inspektionsvorrichtung in einem Inspektionssystem gemäß einer dritten Ausführungsform;
9B ist eine Aufsicht des Werkstücks zum Erläutern eines anderen Beispiels des automatischen Erzeugens eines Inspektionspfads durch die Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der dritten Ausführungsform;
10 ist eine Aufsicht des Werkstücks zum Erläutern des Beispiels automatischer Erzeugung des Inspektionspfads durch die Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der dritten Ausführungsform;
11 ist eine Aufsicht des Werkstücks zum Erläutern des Beispiels automatischer Erzeugung des Inspektionspfads durch die Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der dritten Ausführungsform;
12A ist eine Aufsicht des Werkstücks zum Erläutern des Beispiels automatischer Erzeugung des Inspektionspfads durch die Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der dritten Ausführungsform;
12B ist eine Aufsicht des Werkstücks zum Erläutern eines anderen Beispiels automatischer Erzeugung eines Inspektionspfads durch die Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der dritten Ausführungsform;
13A ist eine Aufsicht eines Werkstücks zum Erläutern eines anderen Beispiels automatischer Erzeugung eines Inspektionspfads durch die Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der dritten Ausführungsform; und
13B ist eine Aufsicht des Werkstücks zum Erläutern des anderen Beispiels automatischer Erzeugung des Inspektionspfads durch die Inspektionsvorrichtung im Inspektionssystem gemäß der dritten Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Ein Teil in einer Zeichnung und ein Teil in einer anderen Zeichnung, die zueinander gleich oder entsprechend sind, erhalten dasselbe Bezugszeichen.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt die Konfiguration eines Inspektionssystems gemäß einer ersten Ausführungsform. Ein in 1 gezeigtes Inspektionssystem 1 ist ein System, das eine Inspektion vornimmt, um die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Defekts (beispielsweise eines Mangels) auf einer Oberfläche (Inspektionsoberfläche) eines Werkstücks (Inspektionsziel) W beispielsweise basierend auf einem Bild des Werkstücks W, das durch eine Kamera (Bildaufnahmevorrichtung) 10 aufgenommen ist, vornimmt. Das Inspektionssystem 1 beinhaltet die Kamera (Bildaufnahmevorrichtung) 10, einen Bläser 20, einen Roboter 30, eine Robotersteuerung 40 und eine Inspektionsvorrichtung 50.
Die Kamera 10 nimmt ein Bild des Werkstücks W unter Steuerung durch die Inspektionsvorrichtung 50 auf. Die Kamera 10 stellt der Inspektionsvorrichtung 50 das aufgenommene Bild des Werkstücks W bereit. Der Bläser 20 bläst Reingas aus einer Ausblasdüse 22 unter Steuerung der Inspektionsvorrichtung 50 aus. Das Reingas, das zu verwenden ist, kann beispielsweise Luft, Stickstoffgas oder Kohlenstoffdioxidgas sein. In der nachfolgenden Beschreibung wird Luft als ein Beispiel des Reingases verwendet.
Ein bekannter Robotermanipulator ist als der Roboter 30 verfügbar. Ein Manipulator mit sechs Verbindungsachsen ist als der Roboter 30 in 1 illustriert. Der Roboter 30 weist eine Armspitze 32 auf, an der die Kamera 10 und die Ausblasdüse 22 des Bläsers 20 angebracht sind. 2 ist eine Seitenansicht der Armspitze 32 des Roboters 30. Wie in 2 gezeigt, ist die Kamera 10 an einer Seite der Armspitze 32 angebracht, um so ein Bild des unter der Kamera 10 angeordneten Werkstücks W aufzunehmen. Die Ausblasdüse 22 ist an der entgegengesetzten Seite der Armspitze 32 angebracht, um so Luft auf das unter der Ausblasdüse 22 aordnete Werkstücks W ausgeblasen wird. Die Ausblasdüse 22 ist ausgebildet oder angeordnet auf solche Weise, dass eine Ausblasrichtung von Luft zu einer Richtung der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22 gekippt ist (eine Bewegungsrichtung der Ausblasdüse 22 des Roboters 30, die später beschrieben wird).
Die Robotersteuerung 40 führt ein Betriebsprogramm für einen Roboter, das aus der Inspektionsvorrichtung 50 bereitgestellt wird, aus, um die Position und Haltung der Armspitze 32 des Roboters 30 zu steuern, um so die Kamera 10 und die Ausblasdüse 22 relativ zum Werkstück W zu bewegen.
Die Inspektionsvorrichtung 50 führt ein Inspektionsprogramm aus, um eine Inspektion vorzunehmen, um Anwesenheit oder Abwesenheit eines Defekts auf der Oberfläche (Inspektionsoberfläche) des Werkstücks W, basierend auf einem Bild des Werkstücks W, das durch die Kamera 10 aufgenommen ist, zu bestimmen. Die Inspektionsvorrichtung 50 erzeugt ein Betriebsprogramm für einen Roboter, um so die Ausblasdüse 22 vor der Kamera 10 relativ zum Werkstück W zu bewegen, basierend auf der Position der Kamera 10 und derjenigen der Ausblasdüse 22 relativ zueinander. Bei dieser Ausführungsform erzeugt die Inspektionsvorrichtung 50 das Betriebsprogramm für einen Roboter, basierend auf der Unterweisung des Betriebs des Roboters 30 durch einen Benutzer. Dies wird im Detail unten beschrieben.
3 ist eine Perspektivansicht der Armspitze 32 des Roboters 30. Wie in 30 gezeigt, stellt die Inspektionsvorrichtung 50 ein Koordinatensystem an der Position der Armspitze 32 des Roboters 30 ein, um Position und Haltung der Armspitze 32 zu bestimmen. Hinsichtlich dieser Einstellung stellt die Inspektionsvorrichtung 50 eine X-Achsenrichtung als die Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22 ein (eine Richtung, in welcher die Ausblasrichtung von Luft kippt). Weiter stellt die Inspektionsvorrichtung 50 die X-Achsenrichtung als eine Bewegungsrichtung der Armspitze 32 des Roboters 30 während der Inspektion ein. Auf diese Weise wird die Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22 als die Bewegungsrichtung der Armspitze 32 des Roboters 30 während der Inspektion eingestellt. Das Koordinatensystem zum Bestimmen der Position und Haltung des Roboters 30 kann an der Position der Kamera 10 oder an der Position der Ausblasdüse 22 eingestellt sein, statt der Position der Armspitze 32. Die Richtung jeder Achse im Koordinatensystem zum Bestimmen der Position und Haltung des Roboters 30 kann frei eingestellt werden. In diesem Fall kann auch die Inspektionsvorrichtung 50 die Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22 als die Bewegungsrichtung der Armspitze 32 des Roboters 30 während der Inspektion einstellen.
Die Inspektionsvorrichtung 50 erzeugt das Betriebsprogramm für einen Roboter, um so Übereinstimmung zwischen der X-Achsenrichtung zu erzielen, spezifisch zwischen der Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22 und der Inspektionsrichtung eines Inspektionspfads zur Bildinspektion am Werkstück W. In dieser Ausführungsform erzeugt die Inspektionsvorrichtung 50 das Betriebsprogramm für einen Roboter, basierend auf der Unterweisung des Betriebs des Roboters durch einen Benutzer. 4 ist eine Aufsicht der Armspitze 32 des Roboters 30 und des Werkstücks W zum Erläutern eines Beispiels des Unterweisens des Betriebs des Roboters durch den Benutzer. Wie in 4 gezeigt, unterweist der Benutzer einen Inspektionspfad und eine Inspektionsrichtung, um so Bilder der gesamten Inspektionsoberfläche des Werkstücks W aufzunehmen. Beispielsweise bewegt der Benutzer die Armspitze 32 nur in der +X-Richtung (A-Richtung), um die Position der Kamera 10 an der Armspitze 32 an jedem Inspektionspunkt von einem Ende (näher an der -X-Richtung) zum entgegengesetzten Ende (näher an der +X-Richtung) der Inspektionsoberfläche des Werkstücks W zu unterweisen. Diese Unterweisung wird wiederholt, indem eine Verschiebung in der y-Richtung (B-Richtung) vorgenommen wird. Die Inspektionsvorrichtung 50 kann das Betriebsprogramm für einen Roboter, basierend auf dieser Unterweisung, erzeugen.
Solange wie die Ausblasdüse 22 vor der Kamera 10 in einer Bewegungsrichtung ist, kann der Inspektionspfad und eine Inspektionsrichtung frei bestimmt werden. Beispielsweise, wie in 5A und 5B gezeigt, können ein Inspektionspfad und eine Inspektionsvorrichtung so bestimmt sein, dass sie eine Fahrtrichtung durch Rotieren der Armspitze 32 um die Z-Achse herum ändert. Falls die Stellung der Armspitze 32 (Kamera 10) zur Inspektion auf einer anderen Oberfläche des Werkstücks W verändert wird, kann auch die Ausblasdüse 22 vor der Kamera 10 während der Inspektion lokalisiert sein, indem ein Inspektionspfad unterwiesen wird, um so die Armspitze 32 nur in der +X-Richtung zu bewegen, spezifisch in der Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22.
Der Bläser 20 kann Luft aus der Ausblasdüse 22 konstant während der Bildinspektion am Werkstück W ausblasen oder kann Luft nur ausblasen, wenn die Armspitze 32 des Roboters 30 in einer Inspektionsrichtung fährt.
Wie oben beschrieben, erzeugt im Inspektionssystem 1 dieser Ausführungsform die Inspektionsvorrichtung 50 ein Betriebsprogramm für einen Roboter, basierend auf der Position der Kamera 10 und derjenigen der Ausblasdüse 22 relativ zueinander, um so Übereinstimmung zwischen der Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22 und eine Inspektionsrichtung eines Inspektionspfads für Bildinspektion am Werkstück W zu erzielen, spezifisch, die Ausblasdüse 22 vor der Kamera 10 relativ zum Werkstück W zu bewegen. Dadurch passiert die Ausblasdüse 22 zuerst eine Position zur Bildaufnahme durch die Kamera 10 und bläst Luft auf ein Sichtfeld der Kamera 10 unmittelbar vor der Bildaufnahme aus. Dies gestattet die Entfernung eines an einer Oberfläche des Werkstücks W innerhalb des Sichtfelds der Kamera 10 anhaftenden Objekts wie etwa Staub, Dreck, ein Schneidfluid oder ein Reinigungsfluid. Dies ermöglicht es, die Wahrscheinlichkeit irrtümlicher Detektion oder des Übersehens eines Defektes zu reduzieren, die durch ein an der Oberfläche des Werkstücks W anhaftendes Objekt verursacht wird, um die Erfolgsrate der Ist-Position zu vergrößern. Ein Objekt in der Luft, wie etwa Schmutz, kann auch an dem Werkstück W während der Inspektion anhaften. In dieser Hinsicht wird in dem Inspektionssystem 1 dieser Ausführungsform Luft auf das Sichtfeld der Kamera 10 geblasen, unmittelbar vor Bildaufnahme, so dass ein an dem Werkstück W während der Inspektion anhaftendes Objekt auch unmittelbar vor der Bildaufnahme entfernt werden kann.
Im Inspektionssystem 1 dieser Ausführungsform wird die Ausblasdüse 22 auf solche Weise gebildet oder angeordnet, dass eine Ausblasrichtung von Luft zur Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22 (einer Bewegungsrichtung der Armspitze 32 des Roboters 30) gekippt ist. Dies gestattet einem an einer Oberfläche (Inspektionsoberfläche) des Werkstücks W anhaftendem Objekt, vorwärts zu fliegen, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Fliegens eines Fremdobjekts mit Luft zur Kamera 10 hin reduziert wird.
(Modifikation erste Ausführungsform: Modifikation von Ausblasdüse)
6A ist eine Perspektivansicht der Armspitze 32 des Roboters 30, die eine Ausblasdüse gemäß einer Modifikation zeigt. 6B ist eine Aufsicht der Armspitze 32 des Roboters 30, die die Ausblasdüse gemäß der Modifikation zeigt. Wie in 6A und 6B gezeigt, kann eine Ausblasdüse 23 der Modifikation anstelle der Ausblasdüse 22 verwendet werden. Die Ausblasdüse 23 ist auch an der entgegengesetzten Seite der Armspitze 32 angebracht, um so Luft zum unter der Ausblasdüse 23 angeordneten Werkstück W auszublasen. Die Ausblasdüse 23 ist auf solche Weise ausgebildet oder angeordnet, dass eine Ausblasrichtung von Luft zu einer Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 23 gekippt ist (einer Bewegungsrichtung der Armspitze 32 des Roboters 30). Die Ausblasdüse 23 ist in einem V-förmigen Muster auf solche Weise gebildet oder angeordnet, dass eine Ausblasrichtung von Luft weiter zu beiden Seitenrichtungen gekippt wird, welche die Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 23 schneiden. Alternativ kann die Ausblasdüse 23 auf solche Weise ausgebildet oder angeordnet sein, dass eine Ausblasrichtung von Luft nur zu einer von beiden Seitenrichtungen verkippt ist. Dadurch wird einem an einer Oberfläche (Inspektionsoberfläche) des Werkstücks W anhaftendem Objekt gestattet, von beiden Seiten vorwärts zu fliegen, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Fliegens eines Fremdobjektes mit Luft zur Kamera reduziert wird.
In dieser Ausführungsform ist das Werkstück W fest installiert und sind die Kamera 10 und die Ausblasdüse 22 oder 23 des Bläsers 20 an der Armspitze 32 des Roboters 30 angebracht, wodurch die Kamera 10 und die Ausblasdüse 22 oder 23 relativ zum Werkstück W bewegt werden. Alternativ können die Kamera 10 und die Ausblasdüse 22 oder 23 des Bläsers 20 relativ zum Werkstück W durch festes Installieren der Kamera 10 und der Ausblasdüse 22 oder 23 und Ergreifen des Werkstücks W mit der Armspitze 32 des Roboters 30 bewegt werden. In diesem Fall kann die Inspektionsvorrichtung 50 eine Richtung entgegengesetzt zur Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22 oder 23 als eine Bewegungsrichtung des Gehäuses 2 einstellen und ein Betriebsprogramm für einen Roboter erzeugen, um so Übereinstimmung zwischen der eingestellten Bewegungsrichtung des Werkstücks W und einer Inspektionsrichtung eines Inspektionspfads für Bildinspektion des Werkstücks W erzeugen. Dies bewegt die Ausblasdüse 22 oder 23 vor der Kamera 10 relativ zum Werkstück W.
(Zweite Ausführungsform)
In der ersten Ausführungsform wird ein Betriebsprogramm für einen Roboter basierend auf den Unterweisungen des Betriebs des Roboters durch einen Benutzer erzeugt. In einer zweiten Ausführungsform wird das Betriebsprogramm für einen Roboter automatisch erzeugt.
Die Konfiguration eines Inspektionssystems 1 der zweiten Ausführungsform ist die gleiche wie diejenige des Inspektionssystems 1 der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Das Inspektionssystem 1 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich vom Inspektionssystem 1 der ersten Ausführungsform in der Funktion und den Betrieb der Inspektionsvorrichtung 50.
Wenn der Inspektionsvorrichtung 50 die Positionen eines Roboters an allen Inspektionspunkten durch einen Benutzer beigebracht werden, um die Reihenfolge des Passierens der Inspektionspunkte zu bestimmen, spezifisch, einen Inspektionspfad und eine Inspektionsrichtung zu bestimmen, erzeugt die Inspektionsvorrichtung 50 ein Betriebsprogramm für einen Roboter automatisch, um so die Ausblasdüse 22 vor der Kamera 10 relativ zum Werkstück W zu bewegen. Dies wird im Detail unten beschrieben.
7 ist eine Perspektivansicht der Armspitze 32 des Roboters 30. Wie in 7 gezeigt, stellt die Inspektionsvorrichtung 50 ein Koordinatensystem ...? Positionen ? der Kamera 10 zum Bestimmen der Position und der Haltung der Armspitze 32 des Roboters 30 ein. Hinsichtlich dieser Einstellung stellt die Inspektionsvorrichtung 50 die X-Achsenrichtung als eine Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22 (eine Richtung, in welcher die Ausblasrichtung von Luft kippt) ein. Weiter stellt die Inspektionsvorrichtung 50 die X-Achsenrichtung als eine Bewegungsrichtung der Armspitze 32 des Roboters 30 während der Inspektion ein. Auf diese Weise wird die Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22 als die Bewegungsrichtung der Armspitze 32 des Roboters 30 während der Inspektion eingestellt.
Die Inspektionsvorrichtung 50 erzeugt das Betriebsprogramm für einen Roboter, um so eine Übereinstimmung zwischen der X-Achsenrichtung, spezifisch, zwischen der Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22, und eine Inspektionsrichtung eines Inspektionspfads zur Bildinspektion am Werkstück W zu erzielen. In dieser Ausführungsform erzeugt die Inspektionsvorrichtung 50 das Betriebsprogramm für einen Roboter automatisch. 8A bis 8D sind Aufsichten der Armspitze 32 des Roboters 30 und des Werkstücks W zum Erläutern eines Beispiels automatischer Erzeugung des Betriebsprogramms für einen Roboter. Wie in 8A gezeigt, bestimmt die Inspektionsvorrichtung 50 eine Inspektionsrichtung eines Inspektionspfads ab der Ist-Position zu einem nächsten Inspektionspunkt. Als Nächstes, wie in 8B gezeigt, erzeugt die Inspektionsvorrichtung 50 das Betriebsprogramm für einen Roboter automatisch, um so Übereinstimmung zwischen der X-Achsenrichtung, spezifisch zwischen der Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22, und der Inspektionsrichtung des Inspektionspfads zu erzielen. Durch Verfolgen dieses Betriebsprogramms kompensiert die Robotersteuerung 40 Richtung und Stellung der Armspitze 32 des Roboters 30. Dann, wie in 8C gezeigt, wird die Armspitze 32 des Roboters 30 zu einem nächsten Inspektionspunkt bewegt.
Als Nächstes, wie in 8D gezeigt, erzeugt die Inspektionsvorrichtung 50 das Betriebsprogramm für einen Roboter automatisch, um so Übereinstimmung zwischen der X-Achsenrichtung, spezifisch zwischen der Richtung ab der Kamera 10 zur Ausblasdüse 22, und der Inspektionsrichtung des Inspektionspfads zu erzielen. Indem diesem Betriebsprogramm gefolgt wird, kompensiert die Robotersteuerung 40 die Richtung und die Stellung der Armspitze 32 des Roboters 30. Zu dieser Zeit bringt die Inspektionsvorrichtung 50 die Kamera 10 dazu, ein Bild des Werkstücks W aufzunehmen, indem dem Inspektionsprogramm gefolgt wird. Das Bild des Werkstücks W kann aufgenommen werden, während der Roboter weiter arbeitet oder während der Roboter einen Moment lang angehalten ist.
Die Inspektionsvorrichtung 50 führt die Operationen in 8A bis 8D repetitiv an allen Inspektionspunkten P (Inspektionspfade A und B) am Werkstück W durch, wodurch das Betriebsprogramm für einen Roboter automatisch erzeugt wird.
Das Inspektionssystem 1 dieser Ausführungsform ist in der Lage, einen Effekt zu erzielen, der mit dem durch das Inspektionssystem 1 der ersten Ausführungsform erzielten Effekt vergleichbar ist.
(Dritte Ausführungsform)
In der zweiten Ausführungsform wird ein Inspektionspfad zur Bildinspektion am Werkstück W basierend auf der E durch einen Benutzer erzeugt und wird ein Betriebsprogramm für einen Roboter automatisch erzeugt. In einer dritten Ausführungsform wird auch ein Inspektionspfad zur Bildinspektion am Werkstück W automatisch erzeugt.
Die Konfiguration eines Inspektionssystems 1 der dritten Ausführungsform ist die gleiche wie diejenige des Inspektionssystems 1 der in 1 gezeigten zweiten Ausführungsform. Das Inspektionssystem 1 der dritten Ausführungsform unterscheidet sich vom Inspektionssystem 1 der zweiten Ausführungsform in Funktion und Betrieb der Inspektionsvorrichtung 50.
Wenn der Inspektionsvorrichtung 50 eine Inspektionsoberfläche des Werkstücks W gegeben wird, bezeichnet durch einen Benutzer, und ein repräsentativer Inspektionspunkt zum Bestimmen einer Inspektionsregion vom Benutzer gegeben wird, erzeugt die Inspektionsvorrichtung 50 automatisch einen Inspektionspfad. In der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, dass die Inspektionsoberfläche des Werkstücks W eine rechteckige flache Oberfläche ist.
9A, 10, 11 und 12A sind Aufsichten des Werkstücks W zum Erläutern eines Beispiels der automatischen Erzeugung eines Inspektionspfads. Wie in 9A gezeigt, wird der Inspektionsvorrichtung 50 ein Inspektionspunkt P1, ein Inspektionspunkt P2, und ein Inspektionspunkt P3 an drei Ecken der Inspektionsoberfläche des Werkstücks W vom Benutzer gegeben und werden die Positionen und Stellungen des Roboters 30 an den Inspektionspunkten P1, P2 und P3 durch den Benutzer beigebracht. Wie in 9B gezeigt, kann der Inspektionsvorrichtung 50 die Inspektionspunkten P1 und P2 und ein Inspektionspunkt P4 beigebracht werden.
Wie in 10 gezeigt, bestimmt die Inspektionsvorrichtung 50 einen Bewegungsbetrag ab dem Inspektionspunkt P1 bis zum Inspektionspunkt P2 und einen Bewegungsbetrag ab dem Inspektionspunkt P1 bis zum Inspektionspunkt P3 (in 9B ein Bewegungsbetrag von Inspektionspunkt P2 zu Inspektionspunkt P4). Die Inspektionsvorrichtung 50 unterteilt den bestimmten Bewegungsbetrag ab dem Inspektionspunkt P1 bis zum Inspektionspunkt P2 durch (M-1), basierend auf der intendierten Anzahl M von Gitterpunkten (beispielsweise sechs), um Inspektionsintervalle zwischen dem Inspektionspunkt P1 und dem Inspektionspunkt P2 zu bestimmen. Gleichermaßen dividiert die Inspektionsvorrichtung 50 den bestimmten Bewegungsbetrag ab dem Inspektionspunkt P1 bis zum Inspektionspunkt P3 durch (N-1), basierend auf einer intendierten Anzahl N von Gitterpunkten (beispielsweise fünf), um Inspektionsintervalle zwischen dem Inspektionspunkt P1 und dem Inspektionspunkt P3 zu bestimmen. Die intendierte Anzahl von Gitterpunkten wird durch den Benutzer bezeichnet. Ein Parameter für Inspektionsintervalle, der durch den Benutzer bezeichnet ist, ist nicht auf die Anzahl von Gitterpunkten beschränkt. Beispielsweise kann der Benutzer direkt Inspektionsintervalle in einer Richtung ab dem Inspektionspunkt P1 bis zum Inspektionspunkt P2 bezeichnen und Inspektionsintervalle in einer Richtung ab dem Inspektionspunkt P1 bis zum Inspektionspunkt P3.
Als Nächstes, wie in 11 gezeigt, lokalisiert die Inspektionsvorrichtung 50 mehrere Inspektionspunkte in einem Gittermuster auf der Inspektionsoberfläche des Werkstücks W, basierend auf den bestimmten Inspektionsintervallen zwischen dem Inspektionspunkt P1 und dem Inspektionspunkt P3 und den bestimmten Inspektionsintervallen zwischen dem Inspektionspunkt P1 und dem Inspektionspunkt P3.
Als Nächstes bestimmt die Inspektionsvorrichtung 50 die Reihenfolge des Passierens der Inspektionspunkte, spezifisch ein Inspektionspfad und eine Inspektionsrichtung. Wie beispielsweise in 12A gezeigt, kann die Inspektionsvorrichtung 50 einen Inspektionspfad und eine Inspektionsrichtung in einer solchen Weise einstellen, dass die Inspektion längs einer Linie von einem Ende zum entgegengesetzten Ende fortschreitet und nachdem die Inspektion längs der einen Linie beendet ist, startet die Inspektion wieder von einem Ende und schreitet in derselben Richtung längs einer nächsten Inspektionslinie fort, spezifisch schreitet die Inspektion längs Linie nacheinander in derselben Richtung fort. Jedoch ist dies nicht der einzige Weg, einen Inspektionspfad und eine Inspektionsrichtung einzustellen. In 11B beispielsweise gezeigt, können ein Inspektionspfad und eine Inspektionsrichtung in ein Scroll-(Spiral-) Muster etc. eingestellt werden.
Das Inspektionssystem 1 dieser Ausführungsform ist in der Lage, einen Effekt zu erzielen, der mit dem Effekt vergleichbar ist, welcher durch das Inspektionssystem 1 der zweiten Ausführungsform erzielt wird.
(Modifikation der dritten Ausführungsform)
Die automatische Erzeugung eines Inspektionspfads dieser Ausführungsform kann auf die Form einer Inspektionsoberfläche des Werkstücks W mit jeglicher Regularität angewendet werden und die Form der Inspektionsoberfläche des Werkstücks W ist nicht auf ein Rechteck beschränkt. Wie in 13A beispielsweise gezeigt, kann die Inspektionsoberfläche des Werkstücks W eine ringförmige (ringartige) Form aufweisen. In diesem Fall, wie in 13B gezeigt, kann die Inspektionsvorrichtung 50 mehrere Inspektionspunkte längs eines Kreises lokalisieren, der durch einen Inspektionspunkt P1, einen Inspektionspunkt P2 und einen Inspektionspunkt P3, die durch einen Benutzer gegeben sind, passiert, und die Reihenfolge des Passierens der Inspektionspunkte beginnend am Inspektionspunkt P1 bestimmen, spezifisch, einen Inspektionspfad und eine Inspektionsrichtung bestimmen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben sind, beschränkt. Die in den Ausführungsformen beschriebenen Effekte sind lediglich eine Liste der bevorzugtesten Effekte, die von der vorliegenden Erfindung herrühren. Durch die vorliegende Erfindung erzielte Effekte sind nicht auf jene in den Ausführungsformen beschriebenen beschränkt.
Beispielsweise dient das in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Inspektionssystem 1 dazu, eine Inspektion vorzunehmen, um Anwesenheit oder Abwesenheit eines Defektes (Mangel, beispielsweise) am Werkstück (Inspektionsziel) W zu bestimmen. Andererseits sind die Charakteristika der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Arten von Inspektionssystemen anwendbar, die verschiedene Typen von Inspektionen an einem Inspektionsziel basierend auf einem Bild des Inspektionsziels vornehmen, das durch die Bildaufnahmevorrichtung, wie eine Kamera, aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste

1: Inspektionssystem
10: Kamera (Bildaufnahmevorrichtung)
20: Bläser
22: Ausblasdüse
30: Roboter
32: Armspitze
40: Robotersteuerung
50: Inspektionsvorrichtung
W: Werkstück (Inspektionsziel)

Claims

Inspektionssystem (1), das eine Bild-Inspektion an einem Inspektionsziel (W) vornimmt, umfassend: eine Bildaufnahmevorrichtung (10), die ein Bild des Inspektionsziels (W) aufnimmt; einen Bläser (20) mit einer Ausblasdüse (22), aus welcher Reingas zum Inspektionsziel (W) herausgeblasen wird; einen Roboter (30) mit einer Armspitze (32), an welcher die Bildaufnahmevorrichtung (10) und die Ausblasdüse (22) oder das Inspektionsziel (W) angebracht ist; und eine Inspektionsvorrichtung (50), die eine Bild-Inspektion an dem Inspektionsziel (W) vornimmt, basierend auf einem durch die Bildaufnahmevorrichtung (10) aufgenommenen Bild, wobei die Inspektionsvorrichtung (50) ein Betriebsprogramm für den Roboter (30) erzeugt, um so die Ausblasdüse (22) vor der Bildaufnahmevorrichtung (10) relativ zum Inspektionsziel (W) zu bewegen, durch Steuern der Position der Armspitze des Roboters basierend auf der Position der Bildaufnahmevorrichtung (10) und derjenigen der Ausblasdüse (22) relativ zueinander.
Inspektionssystem (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Bildaufnahmevorrichtung (10) und die Ausblasdüse (22) an der Armspitze (32) des Roboters (30) angebracht sein, und die Inspektionsvorrichtung (50) das Betriebsprogramm für den Roboter (30) so erzeugt, dass eine Übereinstimmung zwischen einer Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung (10) zur Ausblasdüse (22) und einer Inspektionsrichtung eines Inspektionspfads für Bildinspektion des Inspektionsziels (W) erzielt wird.
Inspektionssystem (1) gemäß Anspruch 2, wobei die Inspektionsvorrichtung (50) die Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung (10) zur Ausblasdüse (22) als eine Bewegungsrichtung der Armspitze (32) des Roboters (30) einstellt, und die Inspektionsvorrichtung (50) das Betriebsprogramm für den Roboter (30) erzeugt, um so eine Übereinstimmung zwischen der Bewegungsrichtung der Armspitze (32) des Roboters (30) und der Inspektionsrichtung des Inspektionspfads zur Bildinspektion des Inspektionsziels (W) zu erzielen.
Inspektionssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Inspektionsvorrichtung (50) das Betriebsprogramm für den Roboter (30), basierend auf einer Unterweisung des Betriebs des Roboters, (30) durch einen Benutzer erzeugt.
Inspektionssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Inspektionsvorrichtung (50) das Betriebsprogramm für den Roboter (30) automatisch erzeugt, basierend auf a) einer Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung (10) zur Ausblasdüse (22) oder einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung (10) zur Ausblasdüse (22) und b) einer Inspektionsrichtung eines Inspektionspfads von einer Ist-Position zu einem nächsten Inspektionspunkt.
Inspektionssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Inspektionsvorrichtung (50) einen Inspektionspfad zur Bildinspektion am Inspektionsziel (W) automatisch durch Einstellen von mehreren Inspektionspunkten auf einer Inspektionsoberfläche des Inspektionsziels (W) und Bestimmen der Reihenfolge, in welcher die Inspektion bei den mehreren Inspektionspunkten vorgenommen wird, erzeugt.
Inspektionssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Ausblasrichtung des Reingases von der Ausblasdüse (22) zu einer Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung (10) zur Ausblasdüse (22) gekippt ist.
Inspektionssystem (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Ausblasrichtung des Reingases aus der Ausblasdüse (22) weiter zu einer Richtung gekippt ist, welche die Richtung ab der Bildaufnahmevorrichtung (10) zur Ausblasdüse (22) schneidet.