DE102022204141A1 - CONTROL SYSTEM, CONTROL PROCEDURE AND PROGRAM - Google Patents

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DE102022204141A1
DE102022204141A1 DE102022204141.0A DE102022204141A DE102022204141A1 DE 102022204141 A1 DE102022204141 A1 DE 102022204141A1 DE 102022204141 A DE102022204141 A DE 102022204141A DE 102022204141 A1 DE102022204141 A1 DE 102022204141A1
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acceleration
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Mamoru Egi
Makoto Shichiro
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

Es wird eine Technik bereitgestellt, bei der in einem Gerät mit mehreren beweglichen Teilen die Geschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt des beweglichen Teils die Sollgeschwindigkeit ist, und die mehreren beweglichen Teile synchron bewegt werden. Steuersystem eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen, die sich bewegen können, gekennzeichnet durch:
ein Mittel zur Berechnung einer Bewegungsbahn, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungsbahn berechnet,
ein Mittel zur Berechnung einer Bewegungszeit, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, bei der eine Sollendgeschwindigkeit realisiert werden kann,
ein Mittel zur Bestimmung einer gemeinsamen Bewegungszeit, das auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit realisieren kann, und
ein Steuerbefehlsmittel, das das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.

Figure DE102022204141A1_0000
A technique is provided in which, in an apparatus having a plurality of moving parts, the speed at the trajectory end point of the moving part is the target speed, and the plurality of moving parts are moved synchronously. Control system of a device with several moving parts that can move, characterized by:
a trajectory calculation means that calculates a trajectory for each of the plurality of moving parts,
a moving time calculation means that calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time at which a target final speed can be realized,
a common moving time determination means that determines a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the target final speed based on the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts, and
a control command means that causes the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of moving parts moves from the one point to the end point on each of the detected moving trajectories with the common moving time.
Figure DE102022204141A1_0000

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION

Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-085177 , die am 20. Mai 2021 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde, und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.This application is based on Japanese Patent Application No. 2021-085177 filed with the Japan Patent Office on May 20, 2021, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung einer Vorrichtung mit mehreren beweglichen Teilen, die sich zumindest zweidimensional bewegen können.The present invention relates to the control of a device with several moving parts that can move at least two-dimensionally.

HINTERGRUNDTECHNIKBACKGROUND TECHNOLOGY

Herkömmlicherweise wurden häufig Vorrichtungen verwendet, bei denen mehrere bewegliche Teile (im Folgenden auch als Achsgruppen bezeichnet) koordiniert werden, um Arbeiten durchzuführen. Es gibt verschiedene Arten und Verwendungszwecke solcher Vorrichtungen, z. B. Röntgenprüfgeräte, bei denen Röntgenbilder eines zu prüfenden Objekts, z B. einer Grundplattenoberfläche, aus mehreren Richtungen aufgenommen werden, dreidimensionale Daten aus den mehreren aufgenommenen Röntgenbildern erstellt werden, und die innere Struktur der Prüfstelle geprüft wird.Conventionally, devices in which a plurality of moving parts (hereinafter also referred to as axle groups) are coordinated to perform works have often been used. There are various types and uses of such devices, e.g. B. X-ray inspection apparatuses in which X-ray images of an object to be inspected, e.g.

In solchen Röntgenprüfgeräten werden Röntgenstrahlen von einer Röntgenquelle auf die Prüfstelle des zu prüfenden Objekts abgestrahlt und die durchgelassenen Röntgenstrahlen von einer Röntgenkamera aufgenommen. Dann werden mehrere Röntgenbilder aufgenommen, wobei die relative Position zwischen der Röntgenquelle, dem zu prüfenden Objekt und der Röntgenkamera verändert wird. Hierbei wird mindestens eine der Röntgenquelle, des zu prüfenden Objekts und der Röntgenkamera in Schwenkbewegung gebracht, wodurch ihre relative Position verändert wird, und wenn eine Schwenkbewegung beendet und die Aufnahme der Prüfstelle beendet ist, wird eine Fortbewegung in die Aufnahmeposition für die Aufnahme der nächsten Prüfstelle vorgenommen und eine weitere Schwenkbewegung erfolgt. Hierbei war es üblich, dass die beweglichen Teile, wie z. B. die Röntgenquelle, zum Übergangszeitpunkt zwischen der Fort- und der Schwenkbewegung, also vor und nach der Schwenkbewegung, angehalten werden und dann die nächste Fort- und Schwenkbewegung wieder gestartet wird.In such X-ray inspection devices, X-rays are radiated from an X-ray source onto the inspection site of the object to be inspected and the transmitted X-rays are recorded by an X-ray camera. Then several X-ray images are taken, changing the relative position between the X-ray source, the object to be examined and the X-ray camera. Here, at least one of the X-ray source, the object to be inspected and the X-ray camera is made to swing, thereby changing their relative position, and when a swing movement is completed and the inspection point is finished, it is moved to the imaging position for imaging the next inspection point made and another pivoting movement takes place. Here it was common that the moving parts such. B. the X-ray source, at the transition time between the forward and the pivoting movement, ie before and after the pivoting movement, stopped and then the next forward and pivoting movement is started again.

Ein solcher Anhaltevorgang selbst verursacht eine Verlängerung der Gesamtprüfzeit, und bei einer Schwenk- und Fortbewegung aus dem Stillstand sind die Röntgenquelle und Röntgenkamera aufgrund von Beschleunigungsänderungen anfällig für Schwingungen und die Bildqualität reduziert sich, so dass eine Leerzeit vorliegt, in der keine Prüfbilder aufgenommen werden können, bis die Schwingung nachlässt, was die Prüfzeit weiter verlängert.Such a stopping operation itself causes an increase in the total inspection time, and when panning and moving from a standstill, the X-ray source and X-ray camera are susceptible to vibration due to changes in acceleration and the image quality is reduced, so that there is an idle time in which no inspection images can be taken until the vibration subsides, further increasing the test time.

Daher ist es denkbar, die Prüfzeit zu verkürzen, indem die Anhaltezeit vor und nach der Schwenkbewegung eliminiert und die Schwenk- und Fortbewegung mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit (Beschleunigung, Ruck) verbindet. Da jedoch die Röntgenquelle und die Röntgenkamera in Bezug auf das zu prüfende Objekt gegenüberliegend positioniert werden müssen, muss die Bewegungszeit der beiden gleich lang sein, um die Anhaltzeit zu eliminieren und das Timing des Beginns der Schwenkbewegung der Röntgenquelle und der Röntgenkamera aufeinander abzustimmen.Therefore, it is conceivable to shorten the test time by eliminating the stopping time before and after the slewing motion and connecting the slewing and locomotion with a continuous speed (acceleration, jerk). However, since the X-ray source and the X-ray camera must be oppositely positioned with respect to the object to be inspected, the movement time of the two must be equal in order to eliminate the stop time and to match the timing of the beginning of the panning movement of the X-ray source and the X-ray camera.

Um die Bewegungszeit zwischen zwei Punkten festzulegen und die beiden glatt zu verbinden, damit die Beschleunigung nicht diskontinuierlich ist, ist es denkbar, das bewegliche Teil mittels einer Bahn zu bewegen, die eine quintische Interpolation verwendet, wie z. B. in Tsuneo Yoshikawa, Fundamentals of Robot Control, CORONA Publishing Co., Ltd., 1988, S. 132-133 offenbart ist. Die Bewegungswege der Röntgenquelle und der Röntgenkamera stimmen jedoch nicht unbedingt überein, und wenn der Bewegungsweg einer der beiden kurz ist, kann sich eine zur Anpassung der Bewegungszeit erzeugte Bewegungsbahn größer als nötig ausdehnen und den beweglichen Bereich des Geräts überschreiten.In order to fix the moving time between two points and to connect the two smoothly so that the acceleration is not discontinuous, it is conceivable to move the moving part by means of a trajectory using a quintic interpolation, such as e.g. as disclosed in Tsuneo Yoshikawa, Fundamentals of Robot Control, CORONA Publishing Co., Ltd., 1988, pp. 132-133. However, the movement paths of the X-ray source and the X-ray camera do not necessarily coincide, and if the movement path of either one is short, a movement path generated to adjust the movement time may expand more than necessary and exceed the movable range of the device.

In dieser Hinsicht beschreibt JP 2012-83982 A eine Technik zur Verhinderung der Erzeugung einer Bewegungsbahn, die vom Kontrollvektor abweicht, indem die Bewegungsbahn zwischen zwei Punkten mit einer durch den Kontrollvektor definierten Bezier-Kurve ermittelt wird. Es beschreibt auch eine Echtzeitberechnung und -steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit, die die Sollgeschwindigkeit und die Sollbeschleunigung des sich bewegenden Objekts am Endpunkt der Bewegung in jedem Steuerzyklus realisiert. Nach der in JP 2012-83982 A beschriebenen Technik ist es möglich, die Start- und Endpunkte durch die einfache Angabe der Start- und Endpunktvektoren glatt miteinander zu verbinden, ohne dass die Bahn zwischen den beiden überschießt, und ohne dass die Geschwindigkeit (Beschleunigung) am Endpunkt der Bewegung diskontinuierlich ist.In this regard describes JP 2012-83982 A a technique for preventing the generation of a trajectory that deviates from the control vector by finding the trajectory between two points with a Bezier curve defined by the control vector. It also describes real-time movement speed calculation and control, which realizes the target speed and target acceleration of the moving object at the end point of movement in each control cycle. To the in JP 2012-83982 A With the technique described, it is possible to smoothly connect the start and end points by simply specifying the start and end point vectors, without the trajectory overshooting between the two, and without the velocity (acceleration) being discontinuous at the end point of the motion.

ÜBERSICHT DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die in JP 2012-83982 A beschriebene Technik bezieht sich auf ein Gerät mit einer einzigen Achsgruppe, jedoch, wie bereits erwähnt, müssen in Röntgenprüfgeräten mehrere Achsgruppen (der Röntgenquelle und der Röntgenkamera) synchron betrieben werden. D. h., die Bewegungszeit des Bewegungsabschnitts jeder Achsgruppe muss gleich sein, jedoch ist die geeignete Bewegungszeit zur Realisierung der Sollgeschwindigkeit am Endpunkt des Bewegungsabschnitts für jede Achsgruppe unterschiedlich, was eine synchrone Steuerung erschwert. Dieses Problem konnte mit der in JP 2012-83982 A beschriebenen Technik nicht gelöst werden.In the JP 2012-83982 A The technique described relates to a device with a single axis group, however, as already mentioned, in X-ray inspection devices several axis groups (the X-ray source and the X-ray camera) must be operated synchronously. That is, the moving time of the moving section of each axis group must be the same, but the appropriate moving time for realizing the target speed at the end point of the moving section is different for each axis group, making synchronous control difficult. This problem could be solved with the in JP 2012-83982 A described technique cannot be solved.

Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf das obige Problem, und das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Technik bereitzustellen, die in einem Gerät mit mehreren beweglichen Teilen eine geeignete Bewegungsbahn für jedes bewegliche Teil erzeugt und eine Steuerung realisiert, bei der die Geschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt jedes beweglichen Teils die Sollgeschwindigkeit ist, und die mehreren beweglichen Teile synchron bewegt werden.The present invention has been made in view of the above problem, and the object of the present invention is to provide a technique which, in an apparatus having a plurality of moving parts, generates an appropriate trajectory for each moving part and realizes control in which the speed at Trajectory end point of each moving part is the target speed, and the plurality of moving parts are moved synchronously.

Die vorliegende Erfindung zu Lösen der obigen Aufgabe wendet die folgende Ausbildung an: Steuersystem eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen, gekennzeichnet durch;
ein Mittel zur Berechnung einer Bewegungsbahn, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine ermittelte Bewegungsbahn berechnet, die ein Weg ist, der einen Startpunkt und einen Endpunkt für die Bewegung des beweglichen Teils verbindet und unter Verwendung eines Polynoms ermittelt wird,
ein Mittel zur Berechnung einer Bewegungszeit, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, die eine Zeit ist, die für die Bewegung von einem Punkt zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn erforderlich ist, und bei der eine Sollendgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil am Endpunkt beibehalten soll, realisiert werden kann,
ein Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit, das auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit am Endpunkt realisieren kann, und
ein Steuerbefehlsmittel, das das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.
The present invention to achieve the above object adopts the following structure: Control system of an apparatus with multiple moving parts, characterized by;
a trajectory calculation means that calculates, for each of the plurality of movable parts, a determined trajectory that is a path connecting a start point and an end point for the movement of the movable part and is determined using a polynomial,
a moving time calculating means which calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time which is a time required for moving from a point to the end point on the detected moving trajectory and at which a final target speed which is a predetermined speed , which is to keep the moving part at the end point, can be realized
a common moving time determination means that determines a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the final target speed at the end point, based on the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts, and
a control command means that causes the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of moving parts moves from the one point to the end point on each of the detected moving trajectories with the common moving time.

Hierdurch ist es möglich, in einem Gerät mit mehreren beweglichen Teilen für jedes bewegliche Teil eine geeignete Bewegungsbahn zu erzeugen, und derart zu steuern, dass die Geschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt jedes beweglichen Teils die Sollgeschwindigkeit ist, und sich die mehreren beweglichen Teile synchron bewegen.This makes it possible to create an appropriate trajectory for each movable part in an apparatus having multiple moving parts, and to control such that the speed at the trajectory end point of each moving part is the target speed and the multiple moving parts move synchronously.

Das Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit kann ferner die längste der mehreren für jedes der mehreren beweglichen Teile berechneten Bewegungszeiten als gemeinsame Bewegungszeit bestimmten. Hierdurch ist es möglich, eine gemeinsame Bewegungszeit festzulegen, bei der sich alle beweglichen Teile problemlos bewegen können, und bei der sich jedes bewegliche Teil als Gesamtgerät am effizientesten bewegen kann.The common moving time determination means may further determine the longest of the plural moving times calculated for each of the plural moving parts as a common moving time. This makes it possible to set a common moving time where all moving parts can move smoothly and where each moving part can move most efficiently as a whole device.

Das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit kann ferner eine Bewegungszeit restlicher Bahn berechnen, die erforderlich ist, um den Endpunkt von der aktuellen Position jedes der mehreren beweglichen Teile in jedem vorbestimmten Steuerzyklus bei der Bewegungssteuerung der beweglichen Teile zu erreichen,
das Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit kann auf der Basis der Bewegungszeit restlicher Bahn, die für jedes der mehreren beweglichen Teile in jedem vorbestimmten Steuerzyklus berechnet wird, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn in jedem vorbestimmten Steuerzyklus bestimmen und aktualisieren, und
das Steuerbefehlsmittel kann das Gerät zur Durchführung einer Steuerung veranlassen, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von jeder der aktuellen Position zum Endpunkt mit der neuesten gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn bewegt, die in jedem Steuerzyklus aktualisiert wird.
The moving time calculation means may further calculate a remaining path moving time required to reach the end point from the current position of each of the plurality of movable parts in each predetermined control cycle in the movement control of the movable parts.
the common moving time determining means may determine and update a single common remaining orbit moving time in each predetermined control cycle based on the remaining orbit moving time calculated for each of the plurality of movable parts in each predetermined control cycle, and
the control command means may cause the apparatus to perform control in which each of the plurality of moving parts moves from each of the current position to the end point with the latest remaining path common moving time updated in each control cycle.

Durch diese Ausbildung ist die synchrone Steuerung von mehreren beweglichen Teilen in Echtzeit möglich. Daher kann die Bewegung der beweglichen Teile gesteuert werden, ohne die Bewegungszeit vorab zu berechnen. Auch wenn es aus irgendeinem Grund unmöglich wird, dass die beweglichen Teile die Bewegung innerhalb der berechneten Bewegungszeit abschließen, ist es möglich, die Bewegungszeit in Echtzeit zu korrigieren und die synchrone Steuerung der mehreren beweglichen Teile fortzusetzen.With this design, the synchronous control of multiple moving parts in real time is possible. Therefore, the movement of the moving parts can be controlled without calculating the movement time in advance. Even if for some reason it becomes impossible for the moving parts to complete the movement within the calculated moving time, it is possible to correct the moving time in real time and continue the synchronous control of the multiple moving parts.

Das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit kann ferner die Bewegungszeit restlicher Bahn unter Verwendung der aktuellen Geschwindigkeit des beweglichen Teils, der Sollendgeschwindigkeit und der restlichen Bahnlänge des beweglichen Teils von der aktuellen Position bis zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn berechnen. Die restliche Bahnlänge kann z. B. mit einem Sensor gemessen oder mit Hilfe einer elementaren Funktion usw. rechnerisch ermittelt werden.The moving time calculation means may further calculate the remaining trajectory moving time using the current speed of the moving part, the final target speed and the remaining trajectory length of the moving part from the current position to the end point of the detected moving trajectory. The remaining track length can be B. measured with a sensor or calculated using an elementary function, etc. are determined.

Das Steuersystem weist ein Mittel zur Berechnung der Beschleunigung weiter auf, das in jedem Steuerzyklus und für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Sollbeschleunigung oder einen Sollruck zum Erreichen des Endpunkts der ermittelten Bewegungsbahn berechnet, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, und das Steuerbefehlsmittel kann das Gerät zur Durchführung einer Bewegungssteuerung für jedes der mehreren beweglichen Teile veranlassen, die die Sollbeschleunigung oder den Sollruck erfüllt, die in jedem Steuerzyklus berechnet werden.The control system further includes an acceleration calculation means that calculates a target acceleration or a target jerk for reaching the end point of the determined moving trajectory in each control cycle and for each of the plurality of moving parts, so that the target final speed can be realized in the common moving time remaining trajectory , and the control command means may cause the apparatus to perform motion control for each of the plurality of moving parts that satisfies the target acceleration or jerk calculated in each control cycle.

Außerdem kann das Mittel zur Berechnung der Beschleunigung in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung accRefNonLimited, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit actVel, die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn tLeft, und die Geschwindigkeit Vnec ist, die erforderlich ist, um den Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn zu erreichen, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, die Sollbeschleunigung durch folgende Gleichung berechnen: accRefNonLimited = (2 x Vnec - refVelEnd - actVel)/tLeft.In addition, the means for calculating the acceleration can be used on the assumption that the target acceleration is accRefNonLimited, the target final velocity refVelEnd, the actual velocity is actVel, the common remaining trajectory moving time tLeft, and the velocity Vnec required to reach the end point of the detected trajectory reach so that the target final speed can be realized in the common movement time of the remaining path, calculate the target acceleration using the following equation: accRefNonLimited = (2 x Vnec - refVelEnd - actVel)/tLeft.

Das Mittel zur Berechnung der Beschleunigung kann ferner unter Verwendung eines vorbestimmten Beschleunigungskorrekturfaktors α und in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung accRefNonLimited, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit actVel, die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn tLeft, und die Geschwindigkeit Vnec ist, die erforderlich ist, um den Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn zu erreichen, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, die Sollbeschleunigung durch folgende Gleichung berechnen: accRefNonLimited = (Vnec - actVel + α × (Vnec - refVelEnd))/tLeft.The means for calculating the acceleration can further be calculated using a predetermined acceleration correction factor α and assuming that the target acceleration is accRefNonLimited, the target final velocity refVelEnd, the actual velocity is actVel, the common remaining path moving time tLeft, and the velocity Vnec required In order to reach the end point of the determined trajectory so that the target final speed can be realized in the common movement time of the remaining trajectory, calculate the target acceleration using the following equation: accRefNonLimited = (Vnec - actVel + α × (Vnec - refVelEnd))/tLeft.

Die gemeinsame Bewegungszeit wird durch die in jedem Steuerzyklus berechnete Bewegungszeit restlicher Bahn aktualisiert, was zu einer Erhöhung der Beschleunigung am Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn führen kann. In diesem Fall wird unter Verwendung des oben beschriebenen Beschleunigungskorrekturfaktors α eine Beschleunigung berechnet, die größer ist als die zur Realisierung der Sollendgeschwindigkeit erforderliche Beschleunigung, und die Geschwindigkeit des beweglichen Teils wird vorab erhöht, wodurch verhindert werden kann, dass die Beschleunigung am Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn diskontinuierlich ist (sich die Beschleunigung plötzlich ändert).The common moving time is updated by the remaining trajectory moving time calculated in each control cycle, which may result in an increase in acceleration at the end point of the calculated moving trajectory. In this case, using the acceleration correction factor α described above, an acceleration greater than the acceleration required to realize the target final speed is calculated, and the speed of the moving part is increased in advance, which can prevent the acceleration from occurring at the end point of the detected trajectory is discontinuous (acceleration changes suddenly).

Wenn die berechnete Sollbeschleunigung oder der Sollruck einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, kann das Mittel zur Berechnung der Beschleunigung ferner den Grenzwert als Sollbeschleunigung oder Sollruck ausgeben. In einer solchen Ausbildung können die Beschleunigung und der Ruck beschränkt werden, so dass der vorbestimmte Grenzwert, der auf der Grundlage der Belastung des Geräts usw. festgelegt wird, nicht überschritten wird.Further, when the calculated target acceleration or jerk exceeds a predetermined limit value, the acceleration calculating means may output the limit value as a target acceleration or jerk. With such a configuration, the acceleration and the jerk can be restrained so as not to exceed the predetermined limit value set based on the load on the device, etc.

Die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn kann auch als ganzzahliges Vielfaches des Steuerzyklus bestimmt werden. Ist die berechnete Bewegungszeit kein ganzzahliges Vielfaches des Steuerzyklus, so bestehen die Probleme, dass die Beschleunigung am Bahnverbindungspunkt (Start- und Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn) diskontinuierlich ist und das Rauschen am Bahnverbindungspunkt auftritt, so dass diese Ausbildung vorzuziehen ist.The common movement time of the remaining path can also be determined as an integer multiple of the control cycle. When the calculated moving time is not an integral multiple of the control cycle, there are problems that the acceleration at the trajectory connection point (starting and ending point of the detected moving trajectory) is discontinuous and the noise occurs at the trajectory connection point, so this configuration is preferable.

Das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit kann vor der Bewegungssteuerung der beweglichen Teile eine Bewegungszeit gesamter Bahn, die die Bewegungszeit vom Startpunkt zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn ist, für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnen, und das Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit kann auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten gesamter Bahn, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit gesamter Bahn bestimmen. Hierdurch kann die Bewegungssteuerung reibungslos durchgeführt werden, nachdem die Bewegungszeit des beweglichen Teils vorab berechnet wird.The moving time calculation means may calculate a total trajectory moving time, which is the moving time from the start point to the end point of the detected moving trajectory, for each of the plurality of moving parts before the moving parts are controlled, and the common moving time determining means may based on of the multiple total path travel times calculated for each of the multiple moving parts, a single common motion determine the running time of the entire track. Thereby, the movement control can be performed smoothly after the movement time of the moving part is calculated in advance.

Außerdem kann das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit in der Annahme, dass zumindest eine Sollanfangsgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil an dem Startpunkt beibehalten soll, und die Sollendgeschwindigkeit Eingangsinformationen sind, eine Zeit, in der die Beschleunigung von der Sollanfangsgeschwindigkeit bis zum Erreichen der Sollendgeschwindigkeit konstant ist, wenn sich das bewegliche Teil vom Startpunkt bis zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn bewegt, als Bewegungszeit berechnen. Hierdurch kann das bewegliche Teil vom Bewegungsbahnendpunkt glatter zur nächsten Bewegung übergehen, da die Beschleunigung vom Startpunkt bis zum Endpunkt der Bewegungsbahn konstant und kontinuierlich ist.In addition, assuming that at least an initial target speed which is a predetermined speed that the moving part is to maintain at the starting point, and the final target speed are input information, the moving time calculation means may calculate a time in which the acceleration is to be accelerated from the initial target speed to is constant to reach the target final speed when the moving part moves from the starting point to the end point of the determined trajectory as the movement time. This allows the moving part to transition from the trajectory end point to the next motion more smoothly because the acceleration from the start point to the end point of the trajectory is constant and continuous.

Das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit kann ferner in der Annahme, dass die Sollanfangsgeschwindigkeit, die Sollendgeschwindigkeit und eine Grenzbeschleunigung, die ein Grenzwert der Beschleunigung ist, bis das bewegliche Teil von der Sollanfangsgeschwindigkeit die Sollendgeschwindigkeit erreicht, Eingangsinformationen sind, durch Suchen der Bewegungszeit mit einer Beschleunigung, die die Grenzbeschleunigung nicht überschreitet, die Bewegungszeit berechnen.The moving time calculation means may further, assuming that the initial target speed, the final target speed, and a limit acceleration that is a limit value of the acceleration until the moving part reaches the final target speed from the target initial speed are input information, by searching the moving time with an acceleration , which does not exceed the limit acceleration, calculate the movement time.

In der Annahme, dass die Grenzbeschleunigung eine Grenzsollbeschleunigung refAcc von der Sollanfangsgeschwindigkeit bis zum Erreichen der Sollendgeschwindigkeit des beweglichen Teils ist, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd ist, die Sollanfangsgeschwindigkeit refVelStart ist und die restliche Bahnlänge bis zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn resLen ist, kann die Grenzsollbeschleunigung durch folgende Gleichung bestimmt werden: refAcc = (refVelEnd2 - refVelStart2)/(2 × resLen).Assuming that the limiting acceleration is a target acceleration limit refAcc from the target initial speed until the target final speed of the moving part is reached, the target final speed is refVelEnd, the target initial speed is refVelStart and the remaining path length to the end point on the determined trajectory is resLen, the limit target acceleration can be the following equation can be determined: refAcc = (refVelEnd 2 - refVelStart 2 )/(2 × resLen).

Das Polynom kann eine Bezier-Kurve oder Klothoiden-Kurve zeigen. Hierdurch kann die Bewegungsbahn ohne weiteres entworfen werden, bei der jedes bewegliche Teil nicht von einem vorgegebenen Bewegungsbereich abweicht.The polynomial can exhibit a Bezier curve or Clothoid curve. As a result, the trajectory in which each moving part does not deviate from a predetermined range of movement can be easily designed.

Das Gerät kann ein Röntgenprüfgerät sein, das mit einer Röntgenquelle, die Röntgenstrahlen erzeugt, die auf ein Prüfobjekt abgestrahlt werden, einer Röntgenkamera, die Röntgenbilder durch die von der Röntgenquelle auf das Prüfobjekt abgestrahlten Röntgenstrahlen aufnimmt, und einem Halteteil, der das Prüfobjekt hält, versehen ist,
wobei zu den mehreren beweglichen Teilen mindestens zwei oder mehr der Röntgenquelle, der Röntgenkamera und des Halteteils gehören. Die vorliegende Erfindung ist für solche Geräte geeignet.
The apparatus may be an X-ray inspection apparatus provided with an X-ray source that generates X-rays irradiated on an inspection object, an X-ray camera that takes X-ray images by the X-rays irradiated on the inspection object from the X-ray source, and a holding part that holds the inspection object is,
wherein the plurality of moving parts includes at least two or more of the x-ray source, the x-ray camera, and the holding part. The present invention is suitable for such devices.

Die Erfindung kann auch als Steuerverfahren eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen aufgefasst werden, gekennzeichnet durch:

  • einen Schritt zur Berechnung einer Bewegungsbahn, der für jedes der mehreren beweglichen Teile eine ermittelte Bewegungsbahn berechnet, die ein Weg ist, der einen Startpunkt und einen Endpunkt für die Bewegung des beweglichen Teils verbindet und unter Verwendung eines Polynoms ermittelt wird,
  • einen Schritt zur Berechnung einer Bewegungszeit, der für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, die eine Zeit ist, die für die Bewegung von einem Punkt zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn erforderlich ist, und bei der eine Sollendgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil am Endpunkt beibehalten soll, realisiert werden kann,
  • einen Schritt zur Bestimmung einer gemeinsamen Bewegungszeit, der auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit am Endpunkt realisieren kann, und
  • einen Steuerbefehlsschritt, der das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.
The invention can also be construed as a method of controlling a device with several moving parts, characterized by:
  • a moving trajectory calculation step that calculates, for each of the plurality of moving parts, an estimated moving trajectory that is a path connecting a start point and an end point for movement of the moving part and is determined using a polynomial,
  • a moving time calculating step that calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time that is a time required for moving from a point to the end point on the detected moving trajectory and a final target speed that is a predetermined speed , which is to keep the moving part at the end point, can be realized
  • a common moving time determination step of determining a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the target final speed at the end point, based on the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts, and
  • a control command step that causes the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of moving parts moves from the one point to the end point on each of the detected moving trajectories with the common moving time.

Die vorliegende Erfindung kann ferner auch als Programm, das einen Computer veranlasst, jeden der obigen Schritte durchzuführen, oder als computerlesbares Speichermedium, in dem ein solches Programms nicht temporär gespeichert ist, aufgefasst werden.The present invention can also be construed as a program that causes a computer to perform each of the above steps, or a computer-readable storage medium in which such a program is not temporarily stored.

Die jeweiligen obigen Ausbildungen und Verarbeitungen können miteinander kombiniert werden, um die vorliegende Erfindung auszubilden, sofern sich kein technischer Widerspruch ergibt.The above respective formations and processings can be combined with each other to form the present invention unless there is a technical contradiction.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Technik bereitzustellen, die in einem Gerät mit mehreren beweglichen Teilen eine geeignete Bewegungsbahn für jedes bewegliche Teil erzeugt und eine Steuerung realisiert, bei der die Geschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt jedes beweglichen Teils die Sollgeschwindigkeit ist, und die mehreren beweglichen Teile synchron bewegt werden.According to the present invention, it is possible to provide a technique that generates an appropriate trajectory for each movable part in an apparatus with multiple movable parts and realizes control in which the speed at the trajectory end point of each movable part is the target speed, and the multiple movable Parts are moved synchronously.

Figurenlistecharacter list

Es zeigt:

  • 1 eine Ansicht für den Überblick eines Röntgenprüfgeräts im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2A eine Ansicht für die Beziehung zwischen einer Schwenk- und Fortbewegung einer Röntgenquelle oder einer Röntgenkamera in herkömmlichem Beispiel; 2B eine Ansicht für die Beziehung zwischen einer Schwenk- und Fortbewegung einer Röntgenquelle oder einer Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Ansicht für ein Beispiel einer Bahn der Schwenk- und Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Bewegungsbahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung der Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung der Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 7A eine Ansicht für ein Beispiel der Bewegungsbahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 7B ein Diagramm für Beispiel der Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 8A eine Ansicht für ein Beispiel der Bewegungsbahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle 10 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 8B ein Diagramm für die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenquelle 10 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 8C eine Ansicht für ein Beispiel der Bewegungsbahn bei der Fortbewegung der Röntgenkamera 20 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 8D ein Diagramm für die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenkamera 20 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 9A eine Ansicht für ein Beispiel der Bewegungsbahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle 10 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 9B ein Diagramm für die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenquelle 10 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 10 eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung einer Bewegungszeit restlicher Bahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 11 eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung einer Bewegungszeit restlicher Bahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 12A eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung einer Bewegungszeit restlicher Bahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 12B eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung einer Bewegungszeit restlicher Bahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 13 ein Blockdiagramm, das den Ablauf einer Informationsverarbeitung zur Berechnung einer aktuellen Position bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer Verarbeitung zu einer synchronen Bewegung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
It shows:
  • 1 Fig. 14 is an outline view of an X-ray inspection apparatus in the embodiment of the present invention;
  • 2A Fig. 12 is a view for the relationship between panning and moving of an X-ray source or an X-ray camera in a conventional example; 2 B Fig. 12 is a view for the relationship between panning and traveling of an X-ray source or an X-ray camera in the embodiment of the present invention;
  • 3 12 is a view showing an example of a trajectory of panning and traveling of the X-ray source or the X-ray camera in the embodiment of the present invention;
  • 4 Fig. 12 is a view showing the trajectory of movement of the X-ray source or the X-ray camera in the embodiment of the present invention;
  • 5 Fig. 14 is a view showing processing for calculating the moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention;
  • 6 Fig. 14 is a view showing processing for calculating the moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention;
  • 7A Fig. 12 is a view showing an example of the trajectory of moving the X-ray source or the X-ray camera in the embodiment of the present invention; 7B Fig. 12 is a diagram showing an example of the relationship between speed and moving time in moving the X-ray source or the X-ray camera in the embodiment of the present invention;
  • 8A Fig. 12 is a view showing an example of the trajectory of moving the X-ray source 10 in the embodiment of the present invention; 8B Fig. 12 is a graph showing the relationship between speed and moving time when the X-ray source 10 moves in the embodiment of the present invention; 8C Fig. 12 is a view showing an example of the trajectory when the X-ray camera 20 moves in the embodiment of the present invention; 8D Fig. 12 is a graph showing the relationship between speed and moving time when the X-ray camera 20 moves in the embodiment of the present invention;
  • 9A Fig. 12 is a view showing an example of the trajectory of moving the X-ray source 10 in the embodiment of the present invention; 9B Fig. 12 is a graph showing the relationship between speed and moving time when the X-ray source 10 moves in the embodiment of the present invention;
  • 10 Fig. 14 is a view showing processing for calculating a remaining path moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention;
  • 11 Fig. 14 is a view showing processing for calculating a remaining path moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention;
  • 12A Fig. 14 is a view showing processing for calculating a remaining path moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention; 12B Fig. 14 is a view showing processing for calculating a remaining path moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention;
  • 13 12 is a block diagram showing the flow of information processing for calculating a current position when the X-ray source or the X-ray camera is advanced in the embodiment of the present invention;
  • 14 FIG. 14 is a flow chart showing the flow of processing for synchronous movement of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 in the embodiment of the present invention.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION

<Anwendungsbeispiel><Application example>

Im Folgenden wird ein Überblick eines Anwendungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit einigen Zeichnungen erläutert. Die Erfindung kann auf ein Röntgenprüfgerät 1 gemäß 1 angewendet werden. In dem Röntgenprüfgerät 1 werden von einer Röntgenquelle 10 Röntgenstrahlen auf ein zu prüfendes Objekt S abgestrahlt, und ein Röntgenbild der durchgelassenen Menge wird von einer Röntgenkamera 20 aufgenommen.In the following, an overview of an application example of the present invention is explained with some drawings. The invention can be applied to an X-ray inspection device 1 in accordance with 1 be applied. In the X-ray inspection apparatus 1, X-rays are radiated from an X-ray source 10 to an object S to be inspected, and an X-ray image of the transmitted amount is picked up by an X-ray camera 20. FIG.

Die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 nehmen jeweils eine Schwenkbewegung auf den Schwenkkreisen 121 und 122 vor, und an mehreren Positionen auf der Bahn werden Röntgenbilder des zu prüfenden Objekts S aufgenommen. Danach nehmen sowohl die Röntgenquelle 10 als auch die Röntgenkamera 20 eine Fortbewegung zum nächsten Schwenkkreis vor, um weitere Prüfstellen zu prüfen, und die Röntgenbilder werden unter weiterer Schwenkbewegung auf den Schwenkkreisen aufgenommen. Die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 können im Folgenden auch als „bewegliche Teile“ oder „Achsgruppen“ bezeichnet werden.The X-ray source 10 and the X-ray camera 20 swing on the swing circles 121 and 122, respectively, and X-ray images of the object S to be inspected are taken at a plurality of positions on the path. Thereafter, both the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 advance to the next panning circle to inspect other test points, and the X-ray images are taken with further panning on the panning circles. The X-ray source 10 and the X-ray camera 20 can also be referred to below as “moving parts” or “axis groups”.

Wenn die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 von einer Schwenkbewegung in eine Fortbewegung übergehen, war herkömmlicherweise, wie in 2A dargestellt, ein Anhaltabschnitt vorgesehen, an dem die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 einmal anhalten. In diesem Zusammenhang wurden Beschleunigungs- und Verzögerungsbewegungen auf dem Schwenkkreis vor und nach der Schwenkbewegung hinzugefügt. Im vorliegenden Anwendungsbeispiel ist, wie in 2B gezeigt, der Anhaltabschnitt beim Übergang von der Schwenkbewegung zur Fortbewegung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 eliminiert. Hierdurch entfallen ein zusätzlicher Anhaltzustand und eine zusätzliche Schwenkbewegung, und die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 können sich schneller von einem Schwenkkreis zum nächsten bewegen.When the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 change from a pivoting movement to a locomotion, conventionally, as in 2A 1, a stopping portion is provided where the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 stop once. In this regard, acceleration and deceleration motions on the pan circle have been added before and after the pan motion. In the present application example, as in 2 B 1, the stopping portion in the transition from pivoting to traveling of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 is eliminated. This eliminates an additional stop state and an additional pivoting movement, and the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 can move faster from one pivoting circle to the next.

Im vorliegenden Anwendungsbeispiel wird, wie in 3 dargestellt, als Bahn der Fortbewegung bei der Bewegung von einem n-ten Schwenkkreis Cn zu einem n+1-ten Schwenkkreis Cn+1 eine Bahn erzeugt, die den n-ten Schwenkkreis Cn und den n+1-ten Schwenkkreis Cn+1 an einem Schwenkendpunkt und einem Schwenkstartpunkt glatt verbindet, und die Bahn verwendet, auf der eine Bewegung beim Fortbewegen möglich ist. Hierdurch können sich die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 schneller und ohne übermäßige Beschleunigung oder Stöße bewegen.In this application example, as in 3 shown, as a trajectory of locomotion in moving from an nth pan circle Cn to an n+1st pan circle Cn+1 generates a trajectory which includes the nth pan circle Cn and the n+1st pan circle Cn+1 smoothly connects a pan end point and a pan start point, and uses the trajectory on which movement is possible when traveling. This allows the x-ray source 10 and x-ray camera 20 to move faster and without excessive acceleration or shock.

Es ist notwendig, dass die obige Bewegungsbahn, die den Schwenkendpunkt und den Schwenkstartpunkt glatt verbindet, im Bereich der Geschwindigkeit, der Beschleunigung und des Bewegungsbereichs der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 liegen, der die zulässigen Grenzen nicht überschreitet.It is necessary that the above moving trajectory smoothly connecting the panning end point and the panning start point is within the range of speed, acceleration and moving range of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 not exceeding the allowable limits.

Um eine Bewegungsbahn zu erhalten, die die zulässigen Grenzen des Bewegungsbereichs nicht überschreitet, wird im vorliegenden Anwendungsbeispiel, wie in 4 dargestellt, die Bewegungsbahn unter Verwendung einer Kurve (kubische Bezier-Kurve) konstruiert, die durch Angabe von vier Punkten, zusätzlich zum Startpunkt P1 und zum Endpunkt P4 der Bewegungsbahn die Kontrollpunkte P2 und P3, ermittelt wird, die den Kontrollvektor definieren. Gemäß der in 4 dargestellten Bewegungsbahnerzeugung kann der Kontrollvektor intuitiv eingestellt werden, damit die Bewegungsbahn von den zulässigen Grenzen (Positionsgrenzen) des Bewegungsbereichs der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 nicht abweicht. Hierdurch ist es möglich, eine gekrümmte Bewegungsbahn zu erhalten, die nicht von dem gemäß den zulässigen Grenzen des Bewegungsbereichs eingestellten Kontrollvektor abweicht und den Schwenkendpunkt und den Schwenkstartpunkt glatt miteinander verbindet.In order to obtain a movement path that does not exceed the permissible limits of the movement range, in the present application example, as in 4 1, the trajectory is constructed using a curve (cubic Bezier curve) obtained by specifying four points, in addition to the start point P1 and end point P4 of the trajectory, control points P2 and P3, which define the control vector. According to the 4 trajectory generation shown, the control vector can be adjusted intuitively, so that the trajectory does not deviate from the permissible limits (position limits) of the movement range of the x-ray source 10 and the x-ray camera 20 . This makes it possible to obtain a curved trajectory which does not deviate from the control vector set in accordance with the allowable limits of the movement range and which smoothly connects the panning end point and the panning start point.

Übrigens, auch wenn die Bewegungsbahn für jeden der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 erhalten werden können, wie oben beschrieben, ist die geeignete Bewegungszeit zum Erfüllen der zulässigen Werte für Geschwindigkeit und Beschleunigung am Bewegungsbahnendpunkt zwischen der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 ggf. unterschiedlich. Um den Anhaltabschnitt beim Übergang von der Schwenkbewegung in die Fortbewegung zu eliminieren, ist es anderseits notwendig, den Zeitpunkt zum Erreichen jeder der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 zum Bewegungsbahnendpunkt (also Startpunkt des nächsten Schwenkkreises) zu synchronisieren.Incidentally, although the trajectories for each of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 can be obtained as described above, the appropriate moving time for satisfying the allowable values of velocity and acceleration at the trajectory end point may be different between the X-ray source 10 and the X-ray camera 20. To the stopping section at the transition from the On the other hand, to eliminate panning motion in the locomotion, it is necessary to synchronize the timing of reaching each of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 to the trajectory end point (that is, starting point of the next panning circle).

Daher wird im vorliegenden Anwendungsbeispiel für die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 jeweils eine geeignete Bewegungszeit berechnet, die nicht von den Geschwindigkeits- und Beschleunigungsgrenzbereichen abweicht, und die Bewegungszeit des beweglichen Teils mit der längeren berechneten Bewegungszeit wird als gemeinsame Bewegungszeit angenommen. D. h., von der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 wird das bewegliche Teil mit der kürzeren berechneten Bewegungszeit (also der Teil, der früher den Bewegungsbahnendpunkt erreicht) derart gesteuert, dass das den Bewegungsbahnendpunkt tatsächlich in der gleichen Bewegungszeit erreicht wie das andere bewegte Bauteil. Konkret erfolgt die Geschwindigkeitssteuerung derart, dass die Geschwindigkeit während der Fortbewegung reduziert wird, um die Bewegungszeit bis zum Bewegungsbahnendpunkt an die des anderen beweglichen Bauteils anzupassen, während die Sollgeschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt realisiert werden kann. Im vorliegenden Anwendungsbeispiel wird die Nenndrehzahl des Servomotors als Grenzgeschwindigkeit verwendet, jedoch in Fällen, in denen die Nenndrehzahl vorübergehend überschritten werden darf, kann die kürzere Bewegungszeit als gemeinsame Bewegungszeit verwendet werden, oder eine in Bezug auf die momentane Höchstdrehzahl ermittelte Bewegungszeit kann als gemeinsame Bewegungszeit verwendet werden.Therefore, in the present application example, the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 each calculate an appropriate moving time that does not deviate from the speed and acceleration limit ranges, and the moving time of the moving part with the longer calculated moving time is adopted as the common moving time. That is, the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 control the movable part with the shorter calculated movement time (i.e. the part that reaches the end point of the trajectory earlier) in such a way that it actually reaches the end point of the trajectory path in the same movement time as the other moved component. Concretely, the speed control is performed such that the speed is reduced during the locomotion to match the moving time up to the trajectory end point with that of the other movable member while the target speed at the trajectory end point can be realized. In the present application example, the rated speed of the servomotor is used as the limit speed, but in cases where the rated speed is allowed to be temporarily exceeded, the shorter moving time can be used as the common moving time, or a moving time determined in relation to the instantaneous maximum speed can be used as the common moving time will.

Der oben beschriebene Verarbeitungsablauf wird nun anhand von 14 erläutert. 14 zeigt ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung für die synchrone Bewegung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 zeigt, die im Röntgenprüfgerät 1 erfolgt. Wie in 14 dargestellt, wird im Röntgenprüfgerät 1 zu nächst für jede der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 eine durch ein Polynom definierte Bewegungsbahn berechnet (S101). Anschließend wird für jede der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 eine geeignete Bewegungszeit berechnet, die nicht von den Geschwindigkeits- und Beschleunigungsgrenzbereichen abweicht (S102), und die Bewegungszeit der beweglichen Teile mit der längeren berechneten Bewegungszeit wird als gemeinsame Bewegungszeit bestimmt. (S103). Die Bewegung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 wird dann derart gesteuert, dass sich die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 entlang der auf diese Weise berechneten Bewegungsbahn mit einer gemeinsamen Bewegungszeit bewegen (S104).The flow of processing described above will now be explained with reference to 14 explained. 14 FIG. 14 is a flowchart showing the flow of processing for the synchronous movement of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 performed in the X-ray inspection apparatus 1. FIG. As in 14 shown, a trajectory defined by a polynomial is first calculated in the X-ray inspection device 1 for each of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 (S101). Then, for each of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20, an appropriate moving time that does not deviate from the speed and acceleration limits is calculated (S102), and the moving time of the moving parts having the longer calculated moving time is determined as the common moving time. (S103). The movement of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 is then controlled such that the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 move along the movement trajectory thus calculated with a common movement time (S104).

Gemäß dem oben beschriebenen vorliegenden Anwendungsbeispiel kann im Röntgenprüfgerät mit mehreren beweglichen Teilen einschließlich der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 für jedes bewegliche Teil eine geeignete Bewegungsbahn erzeugt werden, die nicht von den zulässigen Grenzen des Bewegungsbereichs abweicht. Es ist auch möglich, eine Steuerung der Bewegung jedes beweglichen Teils zu realisieren, so dass die Geschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt jedes beweglichen Teils einer vorbestimmten Sollgeschwindigkeit entspricht (die von den zulässigen Grenzen nicht abweicht), wobei der Zeitpunkt synchronisiert wird, zu dem die mehreren beweglichen Teile den Bewegungsbahnendpunkt erreichen.According to the present application example described above, in the X-ray inspection apparatus having a plurality of moving parts including the X-ray source 10 and the X-ray camera 20, an appropriate moving trajectory that does not deviate from the allowable limit of the moving range can be generated for each moving part. It is also possible to realize control of the movement of each moving part so that the speed at the trajectory end point of each moving part corresponds to a predetermined target speed (which does not deviate from the allowable limits), synchronizing the timing at which the plurality of moving parts reach the trajectory end point.

Wie im Anwendungsbeispiel gezeigt, kann die vorliegende Erfindung auf ein Röntgenprüfgerät 1 angewendet werden, bei dem das zu prüfende Objekt S fixiert ist und die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 schwenkend über und unter ihm bewegt werden, jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Röntgenprüfgerät angewendet werden, bei dem die Röntgenquelle 10 fixiert ist und die Röntgenkamera 20 und das zu prüfende Objekt S schwenkend bewegt werden.As shown in the application example, the present invention can be applied to an X-ray inspection apparatus 1 in which the object S to be inspected is fixed and the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 are pivotally moved above and below it, but the present invention can also be applied to an X-ray inspection apparatus can be applied in which the X-ray source 10 is fixed and the X-ray camera 20 and the object S to be examined are pivotally moved.

<Ausführungsbeispiel 1><Embodiment 1>

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die jeweiligen Zeichnungen (einschließlich der bereits beim obigen Anwendungsbeispiel erläuterten Zeichnungen) die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beispielhaft näher erläutert. Die in diesem Ausführungsbeispiel angegebenen konkreten Ausbildungen sind jedoch nicht dazu gedacht, den Anwendungsbereich der Erfindung auf diese allein zu beschränken, sofern nicht anders angegeben.In the following, the embodiments of the present invention are explained in more detail by way of example with reference to the respective drawings (including the drawings already explained in the above application example). However, the specific configurations given in this embodiment are not intended to limit the scope of the invention to these alone unless otherwise specified.

Das Röntgenprüfgerät 1 gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung betrifft z. B. ein Gerät zur Beurteilung der Qualität des Lötzustandes von elektronischen Bauteilen, die auf eine Leiterplatte gelötet werden, oder des Bumps eines Ball-Grid-Arrays (BGA). Konkret werden die Röntgenquelle und das zu prüfende Objekt relativ zueinander bewegt und mehrmalige Röntgenbildaufnahmen vorgenommen, um den inneren Zustand des zu prüfenden Ortes zu erhalten, ein Schnittbild an einer geeigneten Position zu erzeugen und anhand des Schnittbildes die Qualität zu prüfen.The X-ray inspection apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention relates to e.g. B. A device for assessing the quality of the soldering condition of electronic components that are soldered on a printed circuit board or the bump of a ball grid array (BGA). Specifically, the X-ray source and the object to be inspected are moved relative to each other, and X-ray images are taken several times to obtain the internal state of the site to be inspected, generate a sectional image at a suitable position, and use the sectional image to check the quality.

<Gerätausbildung><Device Training>

1 zeigt eine Anordnung der Röntgenquelle 10, eines Halteteils 40, der das zu prüfende Objekt S hält, und der Röntgenkamera 20 im Röntgenprüfgerät 1 gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung. Im Röntgenprüfgerät 1 werden Röntgenbilder an mehreren Aufnahmepositionen für jede Prüfstelle des zu prüfenden Objekts S aufgenommen, das von einer Förderrolle (nicht dargestellt) gefördert und vom Halteteil 40 gehalten wird, und dreidimensionale Daten werden erhalten. Konkret werden Röntgenstrahlen von der Röntgenquelle 10 auf das zu prüfende Objekt S abgestrahlt und Röntgenbilder mit dem Durchlicht von der Röntgenkamera 20 aufgenommen. Sowohl die Röntgenquelle 10 als auch die Röntgenkamera 20 ist mittels Auflagen (nicht dargestellt) beweglich. Die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 bewegen sich mittels dieser Auflagen jeweils auf den Schwenkkreisen 121, 122, und die Bilder werden an mehreren Positionen auf den Schwenkkreisen aufgenommen. 1 12 shows an arrangement of the X-ray source 10, a holding part 40 holding the object S to be inspected, and the X-ray camera 20 in the X-ray inspection apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention. In the X-ray inspection apparatus 1, X-ray images are taken at a plurality of pickup positions for each inspection position of the object S to be inspected, which is conveyed by a conveyor roller (not shown) and held by the holding part 40, and three-dimensional data is obtained. Specifically, X-rays are radiated from the X-ray source 10 to the object S to be inspected, and X-ray images are taken by the X-ray camera 20 with the transmitted light. Both the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 can be moved by means of supports (not shown). The X-ray source 10 and the X-ray camera 20 move on the swing circles 121, 122, respectively, by means of these supports, and the images are picked up at a plurality of positions on the swing circles.

Jeder Teil des Röntgenprüfgeräts 1 wird durch ein Steuersignal von einem Steuerung 100 gesteuert. Das Röntgenprüfgerät 1 ist als Steuerung 100 mit einer Steuerung 101 für eine XY-Auflage für die Kamera, einer Kamerasteuerung 102 und einer Steuerung 107 für eine XY-Auflage für die Röntgenquelle versehen. Darüber hinaus ist das Röntgenprüfgerät 1 mit einer Höhenmessung 103, einer Steuerung 104 für die Position des Prüfobjekts, einer Röntgenquellensteuerung 105 und einer Bildaufnahmehöhensteuerung 106 vorgesehen. Darüber hinaus ist das Röntgenprüfgerät 1 mit einem Rechenteil 111, einem Hauptspeicherteil 112, einem Hilfsspeicherteil 113, einem Eingang 114 und einem Ausgang 115 versehen.Each part of the X-ray inspection apparatus 1 is controlled by a control signal from a controller 100. FIG. The X-ray inspection apparatus 1 is provided as the controller 100 with an XY stage controller 101 for the camera, a camera controller 102 and an XY stage controller 107 for the X-ray source. In addition, the X-ray inspection device 1 is provided with a height measurement 103 , a control 104 for the position of the test object, an X-ray source control 105 and an image pickup height control 106 . In addition, the X-ray inspection apparatus 1 is provided with a calculation part 111, a main storage part 112, an auxiliary storage part 113, an input 114 and an output 115.

Die Steuerung 101 für die XY-Auflage für die Kamera sendet ein Steuersignal, um die XY-Auflage für die Kamera (nicht dargestellt) anzusteuern und die Röntgenkamera 20 in horizontaler Richtung zu bewegen. Die Kamerasteuerung 102 sendet ein Steuersignal für die Aufnahme von Röntgenbildern durch die Röntgenkamera 20. Die Höhenmessung 103 empfängt das Signal von einem Wegaufnehmer 30 und misst die Höhe der geprüften Stelle des zu prüfenden Objekts S. Die Steuerung 104 für die Position des Prüfobjekts sendet ein Steuersignal an die Förderrolle und den Halteteil 40 des zu prüfenden Objekts S, um die horizontale Position und die vertikale Position des zu prüfenden Objekts S in die optimale Position für die Aufnahme zu steuern.The camera XY stage controller 101 sends a control signal to drive the camera XY stage (not shown) to move the X-ray camera 20 in the horizontal direction. The camera controller 102 sends a control signal for taking X-ray images by the X-ray camera 20. The height measurement 103 receives the signal from a displacement transducer 30 and measures the height of the inspected point of the object S to be inspected. The inspection object position controller 104 sends a control signal to the conveyor roller and the holding part 40 of the object to be inspected S to control the horizontal position and the vertical position of the object to be inspected S to the optimum position for shooting.

Die Röntgenquellensteuerung 105 sendet ein Signal zur Einstellung des Beginns und des Endes der Röntgenabstrahlung durch die Röntgenquelle 10 sowie der Röntgenintensität. Die Bildaufnahmehöhensteuerung 106 sendet ein Signal zur Steuerung der Höhe der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20. Die Steuerung 107 für die XY-Auflage für die Röntgenquelle sendet ein Signal, um die XY-Auflage für die Röntgenquelle (nicht dargestellt) anzusteuern und die Röntgenquelle 10 in horizontaler Richtung zu bewegen. Die Signale, die von der Steuerung 101 für die XY-Auflage für die Kamera, der Kamerasteuerung 102, der Steuerung 104 für die Position des Prüfobjekts, der Röntgenquellensteuerung 105, der Bildaufnahmehöhensteuerung 106, und der Steuerung 107 für die XY-Auflage für die Röntgenquelle ausgegeben werden, werden auf der Basis der Berechnungsergebnisse des Rechenteils 111 und der im Hauptspeicherteil 112 und Hilfsspeicherteil 113 gespeicherten Informationen bestimmt.The X-ray source controller 105 sends a signal to adjust the start and end of X-ray emission from the X-ray source 10 and the X-ray intensity. The imaging height controller 106 sends a signal to control the height of the x-ray source 10 and the x-ray camera 20. The x-ray source XY stage controller 107 sends a signal to drive the x-ray source XY stage (not shown) and the x-ray source 10 move in horizontal direction. The signals sent from the XY stage controller 101 for the camera, the camera controller 102, the inspection object position controller 104, the X-ray source controller 105, the imaging height controller 106, and the XY stage controller 107 for the X-ray source is determined based on the calculation results of the calculation part 111 and the information stored in the main storage part 112 and auxiliary storage part 113 .

Der Rechenteil 111 umfasst auch Funktionsmodule, eine Bahnberechnungseinheit 111a, eine Bewegungszeitberechnungseinheit 111b, eine Einheit 111c zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit, und eine Beschleunigungsberechnungseinheit 111d, wie unten beschrieben. Die Übertragung von Informationen wie Einstellungsinformationen und Prüfergebnissen zum und vom Benutzer erfolgt ferner über den Eingang 114 und den Ausgang 115.The computing part 111 also includes functional modules, a trajectory calculation unit 111a, a movement time calculation unit 111b, a common movement time determination unit 111c, and an acceleration calculation unit 111d, as described below. Transmission of information such as setup information and test results to and from the user is also via input 114 and output 115.

Die Röntgenkamera 20 ist ein zweidimensionaler Röntgendetektor, der die von der Röntgenquelle 10 abgestrahlte und durch das zu prüfende Objekt S hindurchgehende Röntgenstrahlung erfasst. Als Röntgenkamera 20 kann ein I.I.-Rohr (Image Intensifier) oder ein FPD (Flat Panel Detector) eingesetzt werden. Obwohl hier lediglich eine Röntgenkamera 20 verwendet wird, können mehrere Röntgenkameras eingesetzt werden.The X-ray camera 20 is a two-dimensional X-ray detector that detects the X-ray radiation emitted by the X-ray source 10 and passing through the object S to be examined. An I.I. tube (Image Intensifier) or an FPD (Flat Panel Detector) can be used as the X-ray camera 20 . Although only one X-ray camera 20 is used here, several X-ray cameras can be used.

Der Wegaufnehmer 30 misst den Abstand zum zu prüfenden Objekt S an mehreren Positionen des zu prüfenden Objekts S. Daher kann der Wegaufnehmer 30 die Krümmung oder Neigung des zu prüfenden Objekts S messen. Im Herstellungsprozess des zu prüfenden Objekts S kann es zu Krümmungen und Neigungen kommen, deren Menge je nach dem einzelnen Stück unterschiedlich sind. Daher werden die Krümmung und Neigung jedes zu prüfenden Objekts S gemessen, um die Höhenposition des Halteteils 40 einzustellen und eine geeignete Röntgenaufnahme durchzuführen.The displacement transducer 30 measures the distance to the object S to be inspected at a plurality of positions of the object S to be inspected. Therefore, the displacement transducer 30 can measure the curvature or inclination of the object S to be inspected. In the manufacturing process of the object S to be inspected, there may be warping and tilting, the amount of which differs depending on each piece. Therefore, the curvature and inclination of each object S to be inspected are measured to adjust the height position of the holding member 40 and perform appropriate X-ray photography.

Mit der obigen Ausbildung kann das Röntgenprüfgerät 1 die Position der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 derart steuern, dass die Grundplatte aus verschiedenen Richtungen aufgenommen werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden auf der Basis der Ergebnisse einer solchen Bildaufnahme aus verschiedenen Richtungen und unter Verwendung einer dreidimensionalen Datenerzeugungsmethode namens CT (Computertomographie) dreidimensionale Daten der geprüften Stelle des zu prüfenden Objekts S erzeugt.With the above configuration, the X-ray inspection apparatus 1 can control the position of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 so that the base plate can be photographed from various directions. In the present embodiment, three-dimensional data of the inspected site of the object S to be inspected is generated based on the results of such imaging from different directions and using a three-dimensional data generating method called CT (computed tomography).

Als Rechenteil 111 kann eine Allzweck-Recheneinheit namens CPU (Central Processing Unit) verwendet werden. Als Hauptspeicherteil 112 kann ein Speicher wie RAM verwendet werden. Als Hilfsspeicherteil 113 kann ein ROM oder eine HDD verwendet werden. Der Eingang 114 ist eine beliebige Vorrichtung, die es dem Benutzer ermöglicht, Anweisungen in den Rechenteil 111 einzugeben, wie eine Tastatur, eine Taste, ein Schalter, eine Maus usw. Der Ausgang 115 ist eine beliebige Vorrichtung, die dem Benutzer die Ausgabe des Rechenteils 111 in Form von Bildern, Tönen usw. präsentieren kann, wie ein Display oder ein Lautsprecher. D. h., unter Verwendung eines allgemeinen Computersystems können diese Funktionen realisiert werden. Indem ein im Hilfsspeicherteil 113 gespeichertes Programm vom Rechenteil 111 gelesen und ausgeführt wird, wird die Bewegungssteuerung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 durch jedes Funktionsmodul der Bahnberechnungseinheit 111a, der Bewegungszeitberechnungseinheit 111b, der Einheit 111c zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit, und der Beschleunigungsberechnungseinheit 111d durchgeführt. Der Rechenteil 111 im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann parallel betrieben werden und kann mehrere CPUs umfassen oder mehrere Parallelbetriebsfunktionen in einer einzigen CPU umfassen.As the computing part 111, a general-purpose computing unit called a CPU (Central Processing Unit) can be used. As the main storage part 112, a memory such as RAM can be used. As the auxiliary storage part 113, a ROM or an HDD can be used. Input 114 is any device that allows the user to input instructions to computational portion 111, such as a keyboard, button, switch, mouse, etc. Output 115 is any device that provides the user with the computational portion's output 111 in the form of images, sounds, etc., such as a display or a speaker. That is, using a general computer system, these functions can be realized. By reading and executing a program stored in the auxiliary storage part 113 by the computing part 111, movement control of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 is performed by each functional module of the trajectory calculation unit 111a, the movement time calculation unit 111b, the common movement time determination unit 111c, and the acceleration calculation unit 111d . The computing part 111 in the present embodiment can be operated in parallel and can include multiple CPUs or include multiple parallel operation functions in a single CPU.

Hier bewegen sich die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20, wie in 1 dargestellt, auf der Basis des Steuersignals von der Steuerung 107 für die XY-Auflage für die Röntgenquelle und der Steuerung 101 für die XY-Auflage für die Kamera jeweils auf den Schwenkkreisen 121, 122, und an mehreren Positionen auf der Bahn werden die Röntgenbilder aufgenommen. Anschließend können durch die Schwenkbewegung auf den Schwenkkreisen 121, 122 für jede Prüfstelle auf dem zu prüfenden Objekt S ein 3D-Bilder der betreffenden Prüfstelle erstellt werden. Da mehrere Prüfstellen vorhanden sind, nehmen die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 bei der Prüfung des zu prüfenden Objekts S eine einzige 360°-Schwenkbewegung (auch n-te Schwenkbewegung genannt) vor, um Röntgenbilder der betreffenden Prüfstelle aufzunehmen, und nehmen danach zu einer Position, an der die nächste zu prüfende Stelle aufgenommen werden kann, eine Fortbewegung vor. Von der Position aus wird dann die nächste 360°-Schwenkbewegung (auch n+1-te Schwenkbewegung genannt) gestartet.Here the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 move, as in 1 1, on the basis of the control signal from the X-ray source XY stage controller 107 and the camera XY stage controller 101 on the pan circles 121, 122, respectively, and at a plurality of positions on the path, the X-ray images are taken . A 3D image of the relevant test point can then be created for each test point on the object S to be tested by the pivoting movement on the pivot circles 121, 122. Since there are multiple inspection points, the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 perform a single 360° panning motion (also called the n-th panning motion) when inspecting the object S to be inspected to take X-ray images of the inspection point in question, and then take to one position at which the next point to be checked can be picked up. The next 360° swivel movement (also called the n+1th swivel movement) is then started from the position.

(Berechnung der Bewegungsbahn)(Calculation of the trajectory)

2 zeigt die Bahn des beweglichen Teils im Fall, in dem die Röntgenquelle 10 oder der Röntgenkamera 20 als bewegliches Teil die n-te Schwenkbewegung, die Fortbewegung und die n+1-te Schwenkbewegung vornimmt. Hierbei wird nach dem Stand der Technik, wie in 2A gezeigt, vor der n-ten Schwenkbewegung eine Beschleunigungsbewegung vorgenommen, die n-te Schwenkbewegung wird mit konstanter Geschwindigkeit vorgenommen und nach dem Beenden der n-ten Schwenkbewegung (360°) wird eine Verzögerungsbewegung vorgenommen und das bewegliche Teil hält kurzzeitig an. Danach wird die Fortbewegung entlang einer vorgegebenen Bahn vorgenommen. Denn während der Schwenkbewegung des beweglichen Teils ist eine schnelle Kreisbewegung mit konstanter Geschwindigkeit erforderlich, um qualitativ hochwertige Röntgenbilder mit hoher Geschwindigkeit aufzunehmen. 2 12 shows the trajectory of the movable part in the case where the X-ray source 10 or the X-ray camera 20 as the movable part makes the n-th swing, the advance, and the n+1-th swing. According to the state of the art, as in 2A shown, an accelerating movement is made before the nth pivoting movement, the nth pivoting movement is performed at a constant speed, and after the completion of the nth pivoting movement (360°), a decelerating movement is made and the moving part stops momentarily. Thereafter, the locomotion is carried out along a predetermined path. Because during the pivoting movement of the movable part, a fast circular movement at a constant speed is required in order to take high-quality X-ray images at high speed.

Ebenfalls wird nach dem Ende der Fortbewegung und nach dem Anhalten des beweglichen Teils wieder eine Beschleunigungsbewegung vorgenommen, wobei das bewegliche Teil vor dem Erreichen des Schwenkstartpunktes der Schwenkbewegung auf eine vorgegebene Geschwindigkeit beschleunigt wird, und dann die n+1-te Schwenkbewegung (360°) gestartet wird. Mit anderen Worten, nachdem die Bildaufnahme in der n-ten Schwenkbewegung beendet wird, hält das bewegliche Teil nach einem Verzögerungsbremsweg kurzzeitig an, nimmt für die n+1-te Schwenkbewegung eine Fortbewegung mit der Beschleunigung und Verzögerung vor und hält nach der Bewegung an. Danach erfolgt eine Beschleunigung entlang der Schwenkbahn, so dass die n+1-te Aufnahme ausgeführt werden kann. So muss bei der herkömmlichen Steuerung das bewegliche Teil anhalten und die Schwenkbewegung zur Beschleunigung und Verzögerung vor und nach dem Anhalten ist notwendig, so dass die Unannehmlichkeit besteht, dass die Prüfzeit lang ist.Also, after the end of the advancement and after the moving part stops, an acceleration movement is performed again, the moving part is accelerated to a predetermined speed before reaching the swivel start point of the swivel movement, and then the n+1th swivel movement (360°) is started. In other words, after the image pickup is finished in the n-th swing, the moving part stops momentarily after a deceleration braking distance, advances with the acceleration and deceleration for the n+1-th swing, and stops after the movement. This is followed by acceleration along the pivoting path, so that the n+1-th recording can be carried out. Thus, in the conventional control, the moving part has to stop and the pivoting movement for acceleration and deceleration before and after stopping is necessary, so there is the inconvenience that the checking time is long.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird demgegenüber, wie in 2B gezeigt, während der Fortbewegung von der n-ten Schwenkbewegung zur n+1-ten Schwenkbewegung der Anhaltabschnitt eliminiert, und die Schwenkbewegung zur Beschleunigung und Verzögerung vor und nach dem Anhalten wird nicht zusätzlich zur Schwenkbewegung zur Aufnahme von Röntgenbildern ausgeführt. Außerdem wurde wird für die Bahn der Fortbewegung eine Kurve verwendet, die den Schwenkkreis der n-ten Schwenkbewegung und den Schwenkkreis der n+1-ten Schwenkbewegung am Schwenkendpunkt und am Schwenkstartpunkt glatt verbindet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel leitet die Bahnberechnungseinheit 111a eine solche Bewegungsbahn als Polynom mit Hilfe einer mathematischen Methode ab. Konkret wird die Bezier-Kurve, die sich den Startpunkt, den Endpunkt und zwei Kontrollpunkte (beide Punkte werden als dreidimensionale Koordinaten ermittelt) als Eingangsinformation erfordert, als Bahn der Fortbewegung des beweglichen Teils berechnet. Die auf diese Weise berechnete Bewegungsbahn des beweglichen Teils wird im Folgenden auch als ermittelte Bewegungsbahn bezeichnet.In the present embodiment, on the other hand, as in 2 B 1, during the progression from the n-th swing to the n+1-th swing, the stopping portion is eliminated, and the swing for acceleration and deceleration before and after stopping is not performed in addition to the swing for taking X-ray images. In addition, will for the trajectory of travel uses a curve smoothly connecting the swing circle of the n-th swing and the swing circle of the n+1-th swing at the swing end point and the swing start point. In the present exemplary embodiment, the path calculation unit 111a derives such a movement path as a polynomial using a mathematical method. Concretely, the Bezier curve, which requires the starting point, the ending point, and two control points (both points are determined as three-dimensional coordinates) as input information, is calculated as a trajectory of travel of the moving part. The movement path of the movable part calculated in this way is also referred to below as the determined movement path.

4 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der von der Bahnberechnungseinheit 111a berechneten ermittelten Bewegungsbahn. In 4 ist der Startpunkt P1 z. B. der Endpunkt der n-ten Schwenkbewegung des beweglichen Teils und der Endpunkt P4 ist der Startpunkt der n+1-ten Schwenkbewegung. Um dann einen Kontrollvektor zwischen dem Startpunkt P1 und dem Endpunkt P4 zu geben, werden die Kontrollpunkte P2, P3 festgelegt. D. h., der Kontrollvektor 1 wird als Liniensegment gegeben, das den Startpunkt P1 und den Kontrollpunkt P2 verbindet, und der Kontrollvektor 2 wird als Liniensegment gegeben, das den Kontrollpunkt P3 und den Endpunkt P4 verbindet. Da die ermittelte Bewegungsbahn als eine Kurve bestimmt wird, die nicht von diesen Kontrollvektoren 1 und 2 abweicht, kann der Benutzer eine Kurve, die nicht von den Grenzbereichen in Bezug auf Bewegung hinsichtlich des Raums des Röntgenprüfgeräts 1 oder hinsichtlich des beweglichen Bereichs jeder X-Y-Auflage abweicht, intuitiv und einfach konstruieren. 4 FIG. 12 is a view showing the estimated movement trajectory calculated by the trajectory calculation unit 111a. In 4 is the starting point P1 z. B. the end point of the n-th pivoting movement of the movable part and the end point P4 is the starting point of the n+1-th pivoting movement. Then, to give a control vector between the starting point P1 and the ending point P4, the control points P2, P3 are set. That is, control vector 1 is given as a line segment connecting start point P1 and control point P2, and control vector 2 is given as a line segment connecting control point P3 and end point P4. Since the detected movement trajectory is determined as a curve which does not deviate from these control vectors 1 and 2, the user can obtain a curve which does not deviate from the limit areas in terms of movement in terms of the space of the X-ray examination apparatus 1 or in terms of the movable range of each XY stage deviates, intuitive and easy to construct.

(Berechnung der Bewegungszeit)(Calculation of movement time)

Die Bahn, die den Schwenkkreis der n-ten Schwenkbewegung und den Schwenkkreis der n+1-ten Schwenkbewegung glatt miteinander verbindet, kann eine Bahn sein, bei der die lineare Geschwindigkeit des beweglichen Teils am Schwenkendpunkt und/oder am Schwenkstartpunkt kontinuierlich ist. Alternativ wird eine Bahn erwünscht, bei der die lineare Geschwindigkeit und die Beschleunigung des beweglichen Teils am Schwenkendpunkt und/oder am Schwenkstartpunkt kontinuierlich sind. Wenn die Beschleunigung kontinuierlich ist, beträgt die Beschleunigung idealerweise Null.The trajectory that smoothly connects the slew circle of the nth swing and the slew circle of the n+1th swing may be a trajectory in which the linear velocity of the movable part is continuous at the swing end point and/or the swing start point. Alternatively, a trajectory is desired in which the linear velocity and acceleration of the moving part are continuous at the slew end point and/or at the slew start point. Ideally, if the acceleration is continuous, the acceleration is zero.

Die Bewegungszeitberechnungseinheit 111 b dient zur Berechnung einer optimalen Bewegungszeit (Bewegungszeit gesamter Bahn) Te bei der Bewegung vom Startpunkt zum Endpunkt auf der obigen ermittelten Bewegungsbahn für jedes der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 unter Erfüllung der Bedingungen der Geschwindigkeit und der Beschleunigung. Für die Berechnung der Bewegungszeit können verschiedene Methoden angewendet werden.The moving time calculation unit 111b is for calculating an optimum moving time (entire trajectory moving time) Te in moving from the starting point to the ending point on the above determined moving trajectory for each of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 satisfying the conditions of speed and acceleration. Various methods can be used to calculate the movement time.

So werden bspw. die Geschwindigkeit (Sollanfangsgeschwindigkeit), die das bewegliche Teil am Startpunkt der ermittelten Bewegungsbahn beibehalten soll, und die Geschwindigkeit (Sollendgeschwindigkeit), die das bewegliche Teil am Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn beibehalten soll, als Eingangsinformationen verwendet, und die Zeit, die zur Verbindung zwischen den beiden mit konstanter Beschleunigung erforderlich ist, kann als Bewegungszeit Te genommen werden. In 5. ist eine Ansicht zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, der Beschleunigung und der Laufzeit des beweglichen Teils in einem solchen Fall gezeigt.For example, the speed (initial target speed) that the moving part should maintain at the starting point of the determined trajectory and the speed (final target speed) that the moving part should maintain at the end point of the determined trajectory are used as input information, and the time that required to connect between the two with constant acceleration can be taken as the travel time Te. In 5 . Fig. 12 is a view showing the relationship between the speed, acceleration and running time of the moving part in such a case.

Außerdem kann z. B. unter der Bedingung der Maximalbeschleunigungsbeschränkung Amax, die für jedes bewegliche Teil (oder bewegliche Achse, die in dem beweglichen Teil enthalten ist) die Bewegungszeit, bei der die Differenz zwischen der Maximalbeschleunigungsbeschränkung Amax und der maximalen Beschleunigung auf der durch Verleihen einer vorläufigen Bewegungszeit erzeugten Bewegungsbahn Null ist, durch Simulationsoperationen als Bewegungszeit Te ermittelt werden. Konkret wird die Bewegungszeit Te durch Simulation gesucht, wobei die Sollanfangsgeschwindigkeit, die Sollendgeschwindigkeit und die vorläufige Bewegungszeit als Eingangsinformationen verwendet werden. Da die Bahnlänge vom Startpunkt bis zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn feststeht, kann die der Zeit und der Position entsprechende Beschleunigung auf der Basis der obigen Eingangsinformationen ermittelt werden. 6 zeigt die Simulation der Position, der Geschwindigkeit, der Beschleunigung und des Rucks des beweglichen Teils, wenn die vorläufige Bewegungszeit (Te) auf 0,74 s eingestellt ist.In addition, e.g. B. Under the condition of the maximum acceleration limit Amax, for each moving part (or moving axis included in the moving part), the moving time at which the difference between the maximum acceleration limit Amax and the maximum acceleration generated by giving a provisional moving time Movement trajectory is zero can be determined by simulation operations as movement time Te. Concretely, the moving time Te is searched by simulation using the target initial speed, the target final speed, and the provisional moving time as input information. Since the trajectory length from the start point to the end point of the detected trajectory is fixed, the acceleration corresponding to the time and the position can be detected based on the above input information. 6 12 shows the simulation of the position, velocity, acceleration and jerk of the moving part when the preliminary moving time (Te) is set to 0.74s.

Die Maximalbeschleunigungsbeschränkung Amax kann auch als Sollbeschleunigung refAcc bei Minimierung der Bewegungszeit Te des beweglichen Teils bezeichnet werden. Die Sollbeschleunigung kann in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung refAcc, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die Sollanfangsgeschwindigkeit refVelStart, und die restliche Bahnlänge bis zum Endpunkt der ermittelten beweglichen Bahn resLen ist, durch folgende Gleichung berechnet werden: refAcc = ( refVelEnd 2 refVelStart 2 ) / ( 2 × resLen )

Figure DE102022204141A1_0001
The maximum acceleration limitation Amax can also be referred to as a target acceleration refAcc when the movement time Te of the moving part is minimized. The target acceleration can be calculated by the following equation, assuming that the target acceleration is refAcc, the final target speed is refVelEnd, the target initial speed is refVelStart, and the remaining path length to the end point of the detected moving path is resLen: refAcc = ( refVelEnd 2 refVelStart 2 ) / ( 2 × resLen )
Figure DE102022204141A1_0001

Die Sollbeschleunigung entspricht hierbei der Grenzsollbeschleunigung.The setpoint acceleration here corresponds to the limit setpoint acceleration.

Es ist auch möglich, die Sollanfangsgeschwindigkeit und die Sollendgeschwindigkeit für jedes bewegte Teil gleich zu setzen und mit der Annahme von Sollbeschleunigung auf 0 m/s^2 (d. h. mit konstanter Geschwindigkeit) die Bewegungszeit für die Bewegung auf der ermittelten Bewegungsbahn zu ermitteln. 7 zeigt ein Beispiel für eine Simulation mit einer Sollanfangs- und Sollendgeschwindigkeit von 0,7 m/s und einer Sollbeschleunigung von 0 m/s^2. 7A zeigt eine Ansicht der Bahn der ermittelten Bewegungsbahn, die den n-ten Schwenkkreis mit dem n+1-Schwenkkreis des beweglichen Teils verbindet, und 7B zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und der Bewegungszeit auf der ermittelten Bewegungsbahn des beweglichen Teils zeigt.It is also possible to equate the target initial speed and the target final speed for each moving part and, assuming a target acceleration of 0 m/s^2 (ie at a constant speed), to determine the movement time for the movement on the determined movement path. 7 shows an example of a simulation with a target initial and target speed of 0.7 m/s and a target acceleration of 0 m/s^2. 7A Fig. 12 shows a view of the trajectory of the detected trajectory connecting the nth swivel circle to the n+1 swivel circle of the moving part, and 7B Fig. 12 is a graph showing the relationship between the speed and the moving time on the detected moving trajectory of the moving part.

Die Bewegungszeitberechnungseinheit 111b berechnet auf diese Weise für jede der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 die Bewegungszeit Ten. 8 zeigt die Beziehung zwischen der so berechneten Bewegungszeit für die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 sowie der ermittelten Bewegungsbahn. 8A zeigt eine Ansicht für die Bahn der ermittelten Bewegungsbahn, die den n-ten Schwenkkreis mit dem n+1-Schwenkkreis der Röntgenquelle 10 verbindet, und 8B ein Diagramm für die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und der Bewegungszeit Te1 auf der ermittelten Bewegungsbahn der Röntgenquelle 10. 8C zeigt eine Ansicht für die Bahn der ermittelten Bewegungsbahn, die den n-ten Schwenkkreis mit dem n+1-Schwenkkreis der Röntgenkamera 20 verbindet, und 8D ein Diagramm für die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und der Bewegungszeit Te2 auf der ermittelten Bewegungsbahn der Röntgenkamera 20.The movement time calculation unit 111b calculates the movement time Ten for each of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 in this way. 8th shows the relationship between the movement time calculated in this way for the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 and the movement path determined. 8A Fig. 12 shows a view for the trajectory of the detected trajectory connecting the nth sweep circle to the n+1 sweep circle of the X-ray source 10, and 8B a diagram for the relationship between the speed and the movement time Te1 on the determined movement path of the X-ray source 10. 8C Fig. 12 is a view for the trajectory of the detected trajectory connecting the nth pan circle to the n+1 pan circle of the X-ray camera 20, and 8D a diagram for the relationship between the speed and the movement time Te2 on the determined movement path of the X-ray camera 20.

Wie in 8 dargestellt, wurden in der Annahme, dass die Sollanfangsgeschwindigkeit und die Sollendgeschwindigkeit 1,4 m/s und die Sollbeschleunigung 0 m/s^2 ist, Simulationsergebnisse erhalten, dass sich die Röntgenquelle 10 mit einer Bewegungszeit Te1 von 0,644 s auf der ermittelten Bewegungsbahn bewegt. Demgegenüber wurden in der Annahme, dass die Sollanfangsgeschwindigkeit und die Sollendgeschwindigkeit 0,7 m/s und die Sollbeschleunigung 0 m/s^2 ist, Simulationsergebnisse erhalten, dass sich die Röntgenkamera 20 mit einer Bewegungszeit Te2 von 1,066 s auf der ermittelten Bewegungsbahn bewegt.As in 8th shown, simulation results were obtained that the X-ray source 10 moves on the determined trajectory with a movement time Te1 of 0.644 s, assuming that the target initial speed and the target final speed are 1.4 m/s and the target acceleration is 0 m/s^2 . On the other hand, assuming that the target initial speed and the target final speed are 0.7 m/s and the target acceleration is 0 m/s^2, simulation results were obtained that the X-ray camera 20 moves on the determined moving trajectory with a moving time Te2 of 1.066 s.

(Berechnung der gemeinsamen Bewegungszeit)(Calculation of the common movement time)

Hierbei sind die berechneten Bewegungszeiten der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 unterschiedlich, jedoch muss der Zeitpunkt, zu dem die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 jeweils den Endpunkt ihrer Bewegungsbahn (also den Startpunkt des nächsten Schwenkkreises) erreichen, synchronisiert werden. Daher wird durch die Einheit 111c zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit eine einzige gemeinsame Bewegungszeit Tec bestimmt, die sowohl auf die Röntgenquelle 10 als auch auf die Röntgenkamera 20 angewendet wird. Konkret wird die längere der Bewegungszeit Te1 der Röntgenquelle 10 und der Bewegungszeit Te2 der Röntgenkamera 20, hierbei die Bewegungszeit Te2 der Röntgenkamera 20, die 1,066 s benötigt, als gemeinsame Bewegungszeit (gemeinsame Bewegungszeit gesamter Bahn) Tec bestimmt.The calculated movement times of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 are different, but the point in time at which the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 each reach the end point of their movement path (i.e. the starting point of the next swivel circle) must be synchronized. Therefore, a single common moving time Tec applied to both the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 is determined by the common moving time determination unit 111c. Concretely, the longer of the moving time Te1 of the X-ray source 10 and the moving time Te2 of the X-ray camera 20, here the moving time Te2 of the X-ray camera 20 taking 1.066 s, is determined as the common moving time (common moving time of the entire web) Tec.

(Bewegungssteuerbefehl)(movement control command)

Dann steuert die Steuerung 100 (Steuerung 101 für die XY-Auflage für die Kamera, Steuerung 107 für die XY-Auflage für die Röntgenquelle) bei der Steuerung der Bewegung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 derart, dass sich die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 mit einer gemeinsamen Bewegungszeit Tec jeweils vom Startpunkt zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn bewegen. Hierbei, wenn sich die Röntgenquelle 10 mit einer Beschleunigung von 0 m/s^2 bewegt, wird die Bewegungszeit Te1 von 0,644 s auf 1,066 s reduziert, so dass die Geschwindigkeit während der Fortbewegung auf der ermittelten Bewegungsbahn reduziert wird.Then, the controller 100 (XY stage controller 101 for the camera, XY stage controller 107 for the X-ray source) controls the movement of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 in such a way that the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 move with a common movement time Tec from the starting point to the end point of the determined trajectory. Here, when the X-ray source 10 moves at an acceleration of 0 m/s^2, the moving time Te1 is reduced from 0.644 s to 1.066 s, so that the speed is reduced during moving on the detected moving trajectory.

9 zeigt die Beziehung zwischen der Bewegungszeit bzw. der Geschwindigkeit und der ermittelten Bewegungsbahn der Röntgenquelle 10 bei der Bewegung mit einer gemeinsamen Bewegungszeit Tec von 1,066 s. 9A zeigt eine Ansicht für die Bahn der ermittelten Bewegungsbahn, die den n-ten Schwenkkreis und den n+1-ten Schwenkkreis der Röntgenquelle 10 verbindet, und 9B zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungszeit der Röntgenquelle 10 auf der ermittelten Bewegungsbahn zeigt. Wie in 9 gezeigt, betragen die Sollanfangsgeschwindigkeit und die Sollendgeschwindigkeit der Röntgenquelle 10 1,4 m/s, und zum Erfüllen dieser Bedingung muss sich die Röntgenquelle 10 im Wege der ermittelten Bewegungsbahn mit einer reduzierten Bewegungsgeschwindigkeit bewegen. 9 shows the relationship between the movement time or the speed and the determined movement path of the X-ray source 10 during the movement with a common movement time Tec of 1.066 s. 9A Fig. 12 is a view for the trajectory of the detected moving trajectory connecting the n-th sweep circle and the n+1-th sweep circle of the X-ray source 10, and 9B 12 is a graph showing the relationship between the moving speed and the moving time of the X-ray source 10 on the detected moving trajectory. As in 9 shown, are the target initial speed and the Desired final speed of the x-ray source 10 is 1.4 m/s, and in order to fulfill this condition, the x-ray source 10 must move at a reduced speed along the determined path of movement.

(Korrektur während der Durchführung der Bewegungssteuerung)(Correction while performing motion control)

Wie oben beschrieben, ist es möglich, die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungszeit jedes beweglichen Bauteils durch Simulation vorab zu berechnen und auf dieser Basis zu steuern. Wenn jedoch bei der eigentlichen Bewegungssteuerung ein bewegliches Teil eine unerwartete Bewegung ausführen muss, z. B. um ein Hindernis zu vermeiden, ergibt sich die Unannehmlichkeit, bei dem nicht alle beweglichen Teile synchronisiert werden können.As described above, it is possible to calculate the moving speed and the moving time of each movable member in advance by simulation and control them based thereon. However, when actual motion control requires a moving part to perform an unexpected movement, e.g. B. to avoid an obstacle, the inconvenience arises that all moving parts cannot be synchronized.

Daher führt die Bewegungszeitberechnungseinheit 111b für jedes bewegliche Teil in jedem vorbestimmten Steuerzyklus eine Verarbeitung zur Berechnung der Bewegungszeit restlicher Bahn durch, die erforderlich ist, um den Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn zu erreichen, in Bezug auf die aktuelle Position des beweglichen Teils auf der ermittelten Bewegungsbahn, damit die Sollendgeschwindigkeit realisiert werden kann. Die Einheit 111c zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit führt dann in jedem Steuerzyklus Verarbeitungen zur Bestimmung der längsten Bewegungszeit restlicher Bahn von den in jedem Steuerzyklus berechneten Bewegungszeiten restlicher Bahn für jedes beweglichen Teil als gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn und zur Aktualisierung der gemeinsamen Bewegungszeit und der in vorangehendem Steuerzyklus bestimmten gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn durch. Dann führt die Steuerung 100 (Steuerung 101 für die XY-Auflage für die Kamera, Steuerung 107 für die XY-Auflage für die Röntgenquelle) mit der neuesten gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn, die in jedem Steuerzyklus bestimmt wird, eine Bewegungssteuerung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 durch. Auf diese Weise kann die gemeinsame Bewegungszeit in Echtzeit aktualisiert werden, und selbst wenn eine Situation eintritt, in der der Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn nicht in der ursprünglich vorgegebenen Bewegungszeit erreicht werden kann, kann die Bewegungssteuerung vorgenommen werden, so dass jedes bewegliche Teil synchronisiert wird und die Sollendgeschwindigkeit realisiert werden kann.Therefore, the moving time calculation unit 111b performs, for each movable part, processing for calculating the remaining trajectory moving time required to reach the end point of the detected moving trajectory, with respect to the current position of the movable part on the detected moving trajectory, in every predetermined control cycle. so that the target speed can be achieved. The common moving time determination unit 111c then performs processings for determining the longest remaining orbit moving time from the remaining orbit moving times calculated in each control cycle for each movable part as the common remaining orbit moving time and updating the common moving time and that in the previous control cycle in each control cycle determined common movement time of the remaining path. Then the controller 100 (XY stage controller 101 for the camera, XY stage controller 107 for the X-ray source) performs motion control of the X-ray source 10 and the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 through. In this way, the common moving time can be updated in real time, and even if there is a situation where the end point of the detected moving trajectory cannot be reached in the originally specified moving time, the motion control can be made so that each moving part is synchronized and the target final speed can be realized.

Die Suche nach einer Bewegungszeit, bei der alle beweglichen Teile die Maximalbeschleunigungsbeschränkung erfüllen, nimmt viel Zeit in Anspruch, und es ist nicht realistisch, die Berechnung der Bewegungszeit fortzusetzen, während eine solche Suche in Echtzeit durchgeführt wird. Um jedoch eine Synchronisierung in Echtzeit zu erreichen, soll die Bewegungszeit restlicher Bahn ab dem aktuellen Zeitpunkt für alle beweglichen Teile gleich sein, auch wenn die Bewegungszeit Te nicht feststeht. Daher berechnet die Bewegungszeitberechnungseinheit 111b die Zeit, die erforderlich ist, um zwischen der aktuellen Geschwindigkeit und der Sollendgeschwindigkeit jedes beweglichen Teils bei einer konstanten Beschleunigung zu verbinden, als Bewegungszeit restlicher Bahn. Hierbei berechnet die Beschleunigungsberechnungseinheit 111d für jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollbeschleunigung (obige konstante Beschleunigung) zum Erreichen des Endpunkts der ermittelten Bewegungsbahn, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann.Searching for a movement time at which all moving parts satisfy the maximum acceleration constraint takes a long time, and it is not realistic to continue calculating the movement time while such a search is performed in real time. However, in order to achieve real-time synchronization, the travel time of the remaining path from the current point in time should be the same for all moving parts, even if the travel time Te is not fixed. Therefore, the moving time calculation unit 111b calculates the time required to connect between the current speed and the target final speed of each moving part at a constant acceleration as the remaining path moving time. Here, the acceleration calculation unit 111d calculates the target acceleration (above constant acceleration) for reaching the end point of the detected moving trajectory for each of the plurality of moving parts, so that the target final speed can be realized in the common remaining trajectory moving time.

10 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der beweglichen Teile und der Laufzeit, wenn die Bewegungszeit restlicher Bahn auf diese Weise berechnet wird. Wie in 10 gezeigt, wird die Sollbeschleunigung refAcc unter Verwendung der aktuellen Geschwindigkeit actVel des beweglichen Teils, der Sollendgeschwindigkeit refVelEnd und der restlichen Bahnlänge resLen bis zum Erreichen des Endpunkts der ermittelten Bewegungsbahn durch folgende Gleichung berechnet: refAcc = ( refVelEnd 2 actVel2 ) / ( 2*resLen )

Figure DE102022204141A1_0002
10 Fig. 12 is a view showing the relationship between the speed of the moving parts and the travel time when the remaining path travel time is calculated in this way. As in 10 shown, the target acceleration refAcc is calculated using the current velocity actVel of the moving part, the target final velocity refVelEnd, and the remaining trajectory length resLen to reach the end point of the determined trajectory by the following equation: refAcc = ( refVelEnd 2 actVel2 ) / ( 2*resLen )
Figure DE102022204141A1_0002

D. h., die Bewegungszeit restlicher Bahn wird unter Verwendung der aktuellen Geschwindigkeit des beweglichen Teils, der Sollendgeschwindigkeit und der restlichen Bahnlänge bis zum Erreichen des Endpunkts der ermittelten Bewegungsbahn berechnet.That is, the remaining path travel time is calculated using the current speed of the moving part, the final target speed, and the remaining path length to reach the end point of the detected moving path.

(Unterdrückung der Bahnendbeschleunigung)(Suppression of the final path acceleration)

Es besteht die Gefahr, dass bei einer dynamischen Änderung der Bewegungszeit die Beschleunigung am Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn zu groß wird, um die Sollendgeschwindigkeit zu erfüllen, und die Beschleunigung mit der Beschleunigung (0 m/s^2) bei der nächsten Schwenkbewegung diskontinuierlich ist. Da dies unter dem Gesichtspunkt der Gerätbelastung und der Qualität der aufgenommenen Bilder unerwünscht ist, muss die Beschleunigung am Bewegungsbahnendpunkt bei der Änderung der Bewegungszeit restlicher Bahn unterdrückt werden.There is a risk that when the movement time is dynamically changed, the acceleration at the end point on the determined movement path will become too great to meet the target final speed, and the acceleration will be discontinuous with the acceleration (0 m/s^2) in the next swing movement . Since this is from the point of view of the device load and the quality of the captured images which is undesirable, the acceleration at the end point of the motion path must be suppressed when changing the motion time of the remaining path.

Daher führt die Beschleunigungsberechnungseinheit 111d bei der Berechnung der Sollbeschleunigung unter Verwendung eines vorgegebenen Korrekturfaktors eine Berechnung durch und berechnet eine Sollbeschleunigung, die die Geschwindigkeit des beweglichen Teils vorab erhöht, so dass sich die Beschleunigung in der Nähe des Endpunkts der ermittelten Bewegungsbahn allmählich reduzieren kann. Konkret kann die Sollbeschleunigung in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung accRefNonLimited, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit des beweglichen Teils actVel, die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn tLeft, die Geschwindigkeit Vnec, die erforderlich ist, um den Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn zu erreichen, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, und der Korrekturfaktor α ist, durch folgende Gleichung berechnet werden: accRefNonLimited = ( Vnec actVel + α × ( Vnec refVelEnd ) ) / tLeft

Figure DE102022204141A1_0003
Therefore, when calculating the target acceleration, the acceleration calculation unit 111d performs a calculation using a predetermined correction factor, and calculates a target acceleration that increases the speed of the moving part in advance so that the acceleration can be gradually reduced near the end point of the detected trajectory. Specifically, assuming that the target acceleration accRefNonLimited, the target final velocity refVelEnd, the current velocity of the moving part actVel, the common movement time of the remaining path tLeft, the velocity Vnec required to reach the end point of the determined movement path, the target acceleration can be that the target final speed can be realized in the common movement time of the remaining path, and the correction factor is α, can be calculated using the following equation: accRefNonLimited = ( Vnec actVel + a × ( Vnec refVelEnd ) ) / tLeft
Figure DE102022204141A1_0003

Die erforderliche Geschwindigkeit Vnec kann durch folgende Gleichung berechnet werden: Vnec = 2 × resLen / tLeft actVel

Figure DE102022204141A1_0004
The required speed Vnec can be calculated by the following equation: Vnec = 2 × resLen / tLeft actVel
Figure DE102022204141A1_0004

11 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der Berechnung der Sollgeschwindigkeit, wenn der obige Korrekturfaktor α auf „3“ gesetzt wird. 12A zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der Geschwindigkeitsänderung des beweglichen Teils, wenn der Korrekturfaktor α auf „1“ gesetzt wird, und 12B zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der Geschwindigkeitsänderung des beweglichen Teils, wenn der Korrekturfaktor α auf „3“ gesetzt wird. 11 Fig. 12 shows a view for explaining the calculation of the target speed when the above correction factor α is set to "3". 12A Fig. 13 is a view showing the speed change of the moving part when the correction factor α is set to “1”, and 12B Fig. 13 is a view showing the speed change of the moving part when the correction factor α is set to “3”.

Wie in 12 gezeigt, beginnt die reduzierte Geschwindigkeit mit einem Korrekturfaktor von 1 (falls bei der Berechnung der Sollbeschleunigung keine Korrektur vorgenommen wird) in der zweiten Hälfte der Bewegungszeit anzusteigen, und es ist zu erkennen, dass die Beschleunigung auch in der Nähe des Bewegungsbahnendpunkts nicht reduziert werden kann, um die Sollendgeschwindigkeit zu erreichen. Wenn der Korrekturfaktor demgegenüber auf 3 gesetzt wird, beginnt die reduzierte Geschwindigkeit ab der ersten Hälfte der Bewegungszeit anzusteigen, und es ist zu erkennen, dass die Beschleunigung in der Nähe des Bewegungsbahnendpunkts glatt reduziert werden kann.As in 12 shown, the reduced speed starts to increase with a correction factor of 1 (if no correction is made when calculating the target acceleration) in the second half of the movement time, and it can be seen that the acceleration cannot be reduced even near the trajectory end point to reach the target speed. On the other hand, when the correction factor is set to 3, the reduced speed starts to increase from the first half of the movement time, and it can be seen that the acceleration can be smoothly reduced near the trajectory end point.

(Berechnung der aktuellen Position des beweglichen Teils)(Calculation of the current position of the moving part)

Wie oben erwähnt, werden zur Berechnung der Bewegungszeit restlicher Bahn die Positionsinformationen des beweglichen Teils (auf der ermittelten Bewegungsbahn) in jedem Steuerzyklus benötigt. Im Folgenden wird die Verarbeitung zur Ermittlung einer solchen Position des beweglichen Teils in jedem Steuerzyklus anhand von 13 erläutert. 13 zeigt ein Blockdiagramm, das den Ablauf der Informationsverarbeitung zur Berechnung der aktuellen Position des beweglichen Teils zeigt.As mentioned above, in order to calculate the remaining trajectory moving time, the position information of the moving part (on the detected moving trajectory) is required in each control cycle. In the following, the processing for determining such a position of the moving part in each control cycle will be explained using 13 explained. 13 Fig. 12 is a block diagram showing the flow of information processing for calculating the current position of the moving part.

Wie in 13 gezeigt, werden zunächst im Modul 301 zur Berechnung der Befehlsbeschleunigung die restliche Bahnlänge resLen, die restliche Bewegungszeit tLeft, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit actVel und der Beschleunigungskorrekturfaktor α als Eingaben verwendet, um die Befehl(Soll)-Beschleunigung vor der Beschränkung zu berechnen. Im Modul 302 für die obere und untere Grenze der Befehlsbeschleunigung wird anschließend beurteilt, ob die Befehlsbeschleunigung vor der Beschränkung nicht von den vorgegebenen oberen und unteren Grenzen abweicht. Weicht die Befehlsbeschleunigung vor der Beschränkung nicht von den oberen und unteren Grenzen ab, so wird die Befehlsbeschleunigung vor der Beschränkung als Befehlsbeschleunigung accRef festgestellt. Weicht dagegen die Befehlsbeschleunigung vor der Beschränkung von den oberen und unteren Grenzen ab, so wird der abweichende Grenzwert als Befehlsbeschleunigung festgestellt.As in 13 1, the remaining path length resLen, the remaining movement time tLeft, the target final velocity refVelEnd, the actual velocity actVel, and the acceleration correction factor α are first used as inputs in the command acceleration calculation module 301 to calculate the command (target) acceleration before constraint . In the command acceleration upper and lower limit module 302, it is then judged whether the command acceleration before the constraint does not deviate from the predetermined upper and lower limits. When the command acceleration before the restriction does not deviate from the upper and lower limits, the command acceleration before the restriction is determined as the command acceleration accRef. On the other hand, when the command acceleration before restriction deviates from the upper and lower limits, the deviated limit value is determined as the command acceleration.

Als nächstes werden im Modul 303 zur Berechnung der Befehlsgeschwindigkeit die Befehlsbeschleunigung accRef, die aktuelle Geschwindigkeit actVel und der vorgegebene Steuerzyklus Ts als Eingaben verwendet, um die Befehlsgeschwindigkeit vor der Beschränkung velRefNonLimited zu berechnen. Im Modul 304 für die obere und untere Grenze der Geschwindigkeit wird anschließend beurteilt, ob die Befehlsgeschwindigkeit vor der Beschränkung nicht von den vorgegebenen oberen und unteren Grenzen abweicht. Weicht die Befehlsgeschwindigkeit vor der Beschränkung nicht von den oberen und unteren Grenzen ab, so wird die Befehlsgeschwindigkeit vor der Beschränkung als Befehlsgeschwindigkeit velRef festgestellt. Weicht dagegen die Befehlsgeschwindigkeit vor der Beschränkung von den oberen und unteren Grenzen ab, so wird der abweichende Grenzwert als Befehlsgeschwindigkeit festgestellt.Next, in the command velocity calculation module 303, the command acceleration accRef, the current velocity actVel, and the commanded control cycle Ts are used as inputs to calculate the pre-constraint command velocity velRefNonLimited. In the upper and lower speed limit module 304, a judgment is then made as to whether the command speed before the restriction does not deviate from the predetermined upper and lower limits. If the command speed before the restriction does not deviate from the upper and lower limits, the command speed before the restriction is determined as the command speed velRef. Deviates On the other hand, the command speed before the restriction deviates from the upper and lower limits, the deviated limit value is determined as the command speed.

Als Nächstes werden im Modul 305 zur Berechnung des Bewegungsausmaß im Steuerzyklus die Sollgeschwindigkeit velRef und der Steuerzyklus Ts als Eingaben verwendet, um das Bewegungsausmaß im Steuerzyklus (delta L) zu berechnen. Dann werden im Modul 306 zur Berechnung des Bezierkurven-Parametererhöhungsbetrags das Bewegungsausmaß im Steuerzyklus und der Bezierkurven-Parameterwert R als Eingaben verwendet, um den Bezierkurven-Parametererhöhungsbetrag (delta R) zu berechnen. Im Bezierkurven-Parameterwert-Berechnungsmodul 307 wird dann der Bezierkurven-Parameterwert R berechnet.Next, in the control cycle amount of movement calculation module 305, the target velocity velRef and the control cycle Ts are used as inputs to calculate the control cycle amount of movement (delta L). Then, in the Bezier curve parameter increment amount calculation module 306, the amount of movement in the control cycle and the Bezier curve parameter value R are used as inputs to calculate the Bezier curve parameter increment amount (delta R). The Bezier curve parameter value R is then calculated in the Bezier curve parameter value calculation module 307 .

Hierbei gilt für den Bezierkurven-Parameterwert R der Wert 0 ≤ R ≤ 1, und, in der Annahme, dass der Startpunkt P1 der ermittelten Bewegungsbahn 0 und der Endpunkt P4 1 ist, wie in 4 dargestellt, so erhöht sich der Parameterwert R entsprechend dem Ausmaß der Bewegung des beweglichen Teils. Wenn der Bewegungsausmaß im Steuerzyklus bekannt ist, kann auch die entsprechende Erhöhung des Parameterwerts R berechnet werden.Here, the Bezier curve parameter value R is 0≦R≦1, and assuming that the start point P1 of the determined trajectory is 0 and the end point P4 is 1, as in FIG 4 , the parameter value R increases according to the amount of movement of the moving part. If the amount of movement in the control cycle is known, the corresponding increment of the parameter value R can also be calculated.

Dann werden der auf diese Weise ermittelte Bezierkurven-Parameterwert R und die Koordinaten (oder Kontrollvektoren) des Startpunkts P1, des Endpunkts P4 und der Steuerungspunkte P2 und P3 als Eingaben verwendet, um die Position P des beweglichen Teils in jedem Steuerzyklus vom Modul 308 zur Berechnung der Bezier-Kurve zu berechnen.Then the thus determined Bezier curve parameter value R and the coordinates (or control vectors) of the start point P1, the end point P4 and the control points P2 and P3 are used as inputs to calculate the position P of the movable part in each control cycle by the module 308 to calculate the Bezier curve.

Bei dem im obigen vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigten Röntgenprüfgerät 1 ist es möglich, intuitiv die Bewegungsbahn der beweglichen Teile zu konstruieren, die nicht vom Bewegungsbereich abweicht, und eine synchrone Steuerung mehrerer beweglicher Teile zu realisieren, wobei die Geschwindigkeit des Verbindungspunkts zwischen der Schwenkbewegung und der Fortbewegung geschützt wird. Außerdem kann die synchrone Steuerung mehrerer beweglicher Teile in Echtzeit ohne vorherigen Schritt zur Bahngenerierung erfolgen. Daher kann die Belastung des Geräts reduziert und die Prüfgeschwindigkeit erhöht werden.With the X-ray inspection apparatus 1 shown in the above present embodiment, it is possible to intuitively design the moving trajectory of the moving parts that does not deviate from the moving range, and to realize synchronous control of a plurality of moving parts while protecting the speed of the connection point between the pivoting movement and the advance becomes. In addition, synchronous control of multiple moving parts can be performed in real time without a prior trajectory generation step. Therefore, the load on the device can be reduced and the test speed can be increased.

<Sonstiges><Other>

Die Erläuterung des obigen Ausführungsbeispiels ist lediglich eine beispielhafte Erläuterung der vorliegenden Erfindung und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen konkreten Formen beschränkt. Im Rahmen des technischen Gedankens sind verschiedene Varianten und Kombinationen der vorliegenden Erfindung möglich. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde z. B. das Röntgenprüfgerät 1 derart ausgebildet, dass es auch als Steuersystem dient, jedoch es ist auch eine Ausbildung möglich, bei der das als Steuersystem dienende Informationsverarbeitungsterminal und das zu steuernde Gerät separate Einheiten sind. Es ist auch eine Ausbildung möglich, bei der die Bestandteile des Steuersystems auf mehrere Terminals verteilt sind.The explanation of the above embodiment is only an exemplary explanation of the present invention, and the present invention is not limited to the above concrete forms. Various variants and combinations of the present invention are possible within the scope of the technical concept. In the present embodiment z. For example, the X-ray inspection apparatus 1 is formed so that it also serves as a control system, but a structure in which the information processing terminal serving as the control system and the apparatus to be controlled are separate units is also possible. A design is also possible in which the components of the control system are distributed over a number of terminals.

Im obigen Ausführungsbeispiel wurde eine Gleichung gezeigt, in der die Beschleunigungsberechnungseinheit 111d die Sollbeschleunigung unter Verwendung eines Korrekturfaktors berechnet, jedoch es ist nicht unbedingt notwendig, die Sollbeschleunigung unter Verwendung einer solchen Gleichung zu berechnen. Bspw. kann die Sollbeschleunigung in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung accRefNonLimited, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit actVel, die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn tLeft und die erforderliche Geschwindigkeit Vnec ist, durch folgende Gleichung berechnet werden: accRetNonLimited = ( 2 × Vnec refVelEnd actVel ) / tLeft

Figure DE102022204141A1_0005
In the above embodiment, an equation was shown in which the acceleration calculation unit 111d calculates the target acceleration using a correction factor, but it is not essential to calculate the target acceleration using such an equation. For example, assuming that the target acceleration is accRefNonLimited, the final target velocity is refVelEnd, the actual velocity is actVel, the remaining path common moving time is tLeft, and the required velocity is Vnec, the target acceleration can be calculated by the following equation: accRetNonLimited = ( 2 × Vnec refVelEnd actVel ) / tLeft
Figure DE102022204141A1_0005

In jedem der obigen Beispiele wurde der Fall erläutert, dass die Bewegungsbahn des beweglichen Teils eine Bezier-Kurve ist, es kann sich jedoch auch um jede andere gekrümmte Bahn handeln, die durch Polynome definiert ist, z. B. eine Klothoiden-Kurve. In jedem der obigen Beispiele wurde die gemeinsame Bewegungszeit entsprechend der längsten Bewegungszeit von Bewegungszeiten jedes beweglichen Teils bestimmt, jedoch das Verfahren zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit ist nicht darauf beschränkt. Bspw. kann die früheste Bewegungszeit angenommen werden, wenn diese innerhalb des zulässigen Bereichs des Geräts liegt, oder es kann der Durchschnitts- oder Mittelwert mehrerer Bewegungszeiten als gemeinsame Bewegungszeit verwendet werden.In each of the above examples, the case where the trajectory of movement of the movable part is a Bezier curve has been explained, but it can also be any other curved trajectory defined by polynomials, e.g. B. a clothoid curve. In each of the above examples, the common moving time was determined according to the longest moving time of moving times of each moving part, but the method of determining the common moving time is not limited to this. For example, the earliest move time can be assumed if it is within the allowable range of the device, or the average or median of multiple move times can be used as the common move time.

Im obigen Ausführungsbeispiel wurde die Bewegungszeit durch Simulation in Bezug auf den Startpunkt der ermittelten Bewegungsbahn vor dem Start der Bewegungssteuerung des Geräts berechnet, jedoch ist es auch möglich, dass die Simulation nicht erfolgt und die aktuelle Position und die aktuelle Geschwindigkeit des beweglichen Teils vom Startpunkt der ermittelten Bewegungsbahn als Eingabeinformationen verwendet, um die Bewegungszeit zu berechnen. D. h., am Startpunkt der ermittelten Bewegungsbahn kann eine Verarbeitung zur Berechnung der Bewegungszeit unter Verwendung der Gesamtlänge der ermittelten Bewegungsbahn als restliche Bahnlänge vorgenommen werden, um die Bewegungssteuerung durchzuführen.In the above embodiment, the moving time was calculated by simulation with respect to the starting point of the detected moving trajectory before starting the movement control of the device, but it is also possible that the simulation is not performed and the current position and speed of the moving part are different from the starting point of the determined trajectory is used as input information to calculate the movement time. That is, at the starting point of the detected trajectory, processing for calculating the moving time using the total length of the detected trajectory as the remaining trajectory length can be performed to perform the motion control.

In jedem der obigen Beispiele wurde das Röntgenprüfgerät als Beispiel erläutert, kann die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch auf verschiedene andere Geräte angewandt werden, z. B. in bevorzugter Weise auf Industrieroboter und NC (Numerical Control)-Werkzeugmaschinen.In each of the above examples, the X-ray inspection apparatus was explained as an example, of course, the present invention can be applied to various other apparatuses, e.g. B. preferably on industrial robots and NC (numerical control) machine tools.

<Nachtrag 1><Addendum 1>

Steuersystem (1) eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen (10, 20), gekennzeichnet durch:

  • ein Mittel (111a) zur Berechnung einer Bewegungsbahn, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine ermittelte Bewegungsbahn berechnet, die ein Weg ist, der einen Startpunkt und einen Endpunkt für die Bewegung des beweglichen Teils verbindet und unter Verwendung eines Polynoms ermittelt wird,
  • ein Mittel (111b) zur Berechnung einer Bewegungszeit, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, die eine Zeit ist, die für die Bewegung von einem Punkt zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn erforderlich ist, und bei der eine Sollendgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil am Endpunkt beibehalten soll, realisiert werden kann,
  • ein Mittel (111c) zur Bestimmung einer gemeinsamen Bewegungszeit, das auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit am Endpunkt realisieren kann, und
  • ein Steuerbefehlsmittel (100), das das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.
Control system (1) of a device with several moving parts (10, 20), characterized by:
  • a moving trajectory calculating means (111a) which calculates, for each of the plurality of moving parts, a detected moving trajectory which is a path connecting a starting point and an end point for moving the moving part and is detected using a polynomial,
  • a moving time calculating means (111b) which calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time which is a time required for moving from a point to the end point on the detected moving trajectory and at which a final target speed, the one is a predetermined speed that the moving part should maintain at the end point can be realized,
  • a common moving time determination means (111c) that determines a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the target final speed at the end point, based on the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts, and
  • control command means (100) for causing the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of movable parts moves from the one point to the end point on each of the detected moving trajectories with the common moving time.

<Nachtrag 2><Addendum 2>

Steuerverfahren eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen, gekennzeichnet durch:

  • einen Schritt (S101) zur Berechnung einer Bewegungsbahn, der für jedes der mehreren beweglichen Teile eine ermittelte Bewegungsbahn berechnet, die ein Weg ist, der einen Startpunkt und einen Endpunkt für die Bewegung des beweglichen Teils verbindet und unter Verwendung eines Polynoms ermittelt wird,
  • einen Schritt (S102) zur Berechnung einer Bewegungszeit, der für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, die eine Zeit ist, die für die Bewegung von einem Punkt zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn erforderlich ist, und bei der eine Sollendgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil am Endpunkt beibehalten soll, realisiert werden kann,
  • einen Schritt (S103) zur Bestimmung einer gemeinsamen Bewegungszeit, der auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit am Endpunkt realisieren kann, und
  • einen Steuerbefehlsschritt (S104), der das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.
Control method of a device with several moving parts, characterized by:
  • a trajectory calculation step (S101) that calculates, for each of the plurality of moving parts, a detected trajectory that is a path connecting a start point and an end point for movement of the moving part and is detected using a polynomial,
  • a moving time calculation step (S102) that calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time that is a time required for moving from a point to the end point on the detected moving trajectory, and at which a final target speed, the one is a predetermined speed that the moving part should maintain at the end point can be realized,
  • a common moving time determination step (S103) of determining a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the target final speed at the end point, based on the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts, and
  • a control instruction step (S104) for causing the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of moving parts moves from the one point to the end point on each of the detected moving trajectories at the common moving time.

Bezugszeichenlistereference list

1,111:11
RöntgenprüfgerätX-ray inspection device
1010
Röntgenquellex-ray source
2020
Röntgenkamerax-ray camera
3030
Wegaufnehmerdisplacement transducer
4040
Halteteilholding part
100100
Steuerungsteering
111111
Rechenteilcomputing part
111a111a
Bahnberechnungseinheittrajectory calculation unit
121121
Schwenkbewegungschwenkkreis von RöntgenquellePan movement pan circle of X-ray source
122122
Schwenkbewegungschwenkkreis von RöntgenkameraPan movement pan circle of X-ray camera
123123
Fortbewegungsbahntrajectory
SS
zu prüfendes Objekt (Grundplatte)object to be tested (base plate)

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • JP 2021085177 [0001]JP 2021085177 [0001]
  • JP 2012083982 A [0008, 0009]JP 2012083982 A [0008, 0009]

Claims (17)

Steuersystem eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen, gekennzeichnet durch: ein Mittel zur Berechnung einer Bewegungsbahn, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine ermittelte Bewegungsbahn berechnet, die ein Weg ist, der einen Startpunkt und einen Endpunkt für die Bewegung des beweglichen Teils verbindet und unter Verwendung eines Polynoms ermittelt wird, ein Mittel zur Berechnung einer Bewegungszeit, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, die eine Zeit ist, die für die Bewegung von einem Punkt zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn erforderlich ist, und bei der eine Sollendgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil am Endpunkt beibehalten soll, realisiert werden kann, ein Mittel zur Bestimmung einer gemeinsamen Bewegungszeit, das auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit am Endpunkt realisieren kann, und ein Steuerbefehlsmittel, das das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.A control system of an apparatus having a plurality of moving parts, characterized by : a trajectory calculation means which calculates, for each of the plurality of moving parts, a determined trajectory which is a path connecting a starting point and an ending point for the movement of the moving part and below is determined using a polynomial, a movement time calculation means which calculates, for each of the plurality of moving parts, a movement time which is a time required for movement from a point to the end point on the determined movement trajectory and at which a target final speed , which is a predetermined speed to be maintained by the moving part at the end point, a common moving time determination means that determines a single common moving time based on the plural moving times calculated for each of the plural moving parts definitely, at which allows each of the plurality of moving parts to realize the final target speed at the end point, and a control command means which causes the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of moving parts moves from the one point to the end point on each of the detected trajectories with the shared movement time moved. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit die längste der mehreren für jedes der mehreren beweglichen Teile berechneten Bewegungszeiten als gemeinsame Bewegungszeit bestimmt.tax system according to claim 1 , characterized in that the common moving time determining means determines the longest of the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts as a common moving time. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit eine Bewegungszeit restlicher Bahn berechnet, die erforderlich ist, um den Endpunkt von der aktuellen Position jedes der mehreren beweglichen Teile in jedem vorbestimmten Steuerzyklus bei der Bewegungssteuerung der beweglichen Teile zu erreichen, das Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit auf der Basis der Bewegungszeit restlicher Bahn, die für jedes der mehreren beweglichen Teile in jedem vorbestimmten Steuerzyklus berechnet wird, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn in jedem vorbestimmten Steuerzyklus bestimmt und aktualisiert, und das Steuerbefehlsmittel das Gerät zur Durchführung einer Steuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von jeder der aktuellen Position zum Endpunkt mit der neuesten gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn bewegt, die in jedem Steuerzyklus aktualisiert wird.tax system according to claim 1 or 2 , characterized in that the moving time calculating means calculates a remaining path moving time required to reach the end point from the current position of each of the plurality of movable parts in each predetermined control cycle in the movement control of the movable parts, the determining means the common moving time determines and updates a single common moving time on the basis of the remaining orbit moving time calculated for each of the plurality of movable parts in each predetermined control cycle, and the control command means causes the apparatus to perform control, wherein each of the plurality of moving parts moves from each of the current position to the end point with the latest common remaining path moving time updated in each control cycle. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit die Bewegungszeit restlicher Bahn unter Verwendung der aktuellen Geschwindigkeit des beweglichen Teils, der Sollendgeschwindigkeit und der restlichen Bahnlänge des beweglichen Teils von der aktuellen Position bis zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn berechnet.tax system according to claim 3 , characterized in that the moving time calculation means calculates the remaining path moving time using the current speed of the movable part, the final target speed and the remaining path length of the movable part from the current position to the end point of the detected moving path. Steuersystem nach Anspruch 3 oder 4, weiter gekennzeichnet durch ein Mittel zur Berechnung der Beschleunigung, das in jedem Steuerzyklus und für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Sollbeschleunigung oder einen Sollruck zum Erreichen des Endpunkts der ermittelten Bewegungsbahn berechnet, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, wobei das Steuerbefehlsmittel das Gerät zur Durchführung einer Bewegungssteuerung für jedes der mehreren beweglichen Teile veranlasst, die die Sollbeschleunigung oder den Sollruck erfüllt, die in jedem Steuerzyklus berechnet werden.tax system according to claim 3 or 4 , further characterized by means for calculating the acceleration, which calculates a target acceleration or a target jerk for reaching the end point of the determined movement path in each control cycle and for each of the plurality of moving parts, so that the target final speed can be realized in the common movement time remaining path, wherein the control command means causes the device to perform motion control for each of the plurality of moving parts that satisfies the target acceleration or the target jerk calculated in each control cycle. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Berechnung der Beschleunigung in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung accRefNonLimited, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit des beweglichen Teils actVel, die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn tLeft, und die Geschwindigkeit Vnec ist, die erforderlich ist, um den Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn zu erreichen, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, die Sollbeschleunigung durch folgende Gleichung berechnet: accRefNonLimited = (2 × Vnec - refVelEnd-actVel)/tLeft.tax system according to claim 5 , characterized in that the means for calculating the acceleration is assuming that the target acceleration is accRefNonLimited, the target final velocity is refVelEnd, the current velocity of the moving part is actVel, the common remaining path movement time is tLeft, and the velocity Vnec required to to reach the end point of the determined movement path, so that the target final speed can be realized in the common movement time of the remaining path, the target acceleration is calculated using the following equation: accRefNonLimited = (2 × Vnec - refVelEnd-actVel)/tLeft. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Berechnung der Beschleunigung unter Verwendung eines vorbestimmten Beschleunigungskorrekturfaktors α und in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung accRefNonLimited, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit des beweglichen Teils actVel, die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn tLeft, und die Geschwindigkeit Vnec ist, die erforderlich ist, um den Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn zu erreichen, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, die Sollbeschleunigung durch folgende Gleichung berechnet: accRefNonLimited = (Vnec - actVel + α × (Vnec - refVelEnd))/tLeft.tax system according to claim 5 , characterized in that the means for calculating the acceleration using a predetermined acceleration correction factor α and assuming that the target acceleration accRefNonLimited, the target final velocity refVelEnd, the current speed of the moving part actVel, the common moving time of the remaining path tLeft, and the speed Vnec that is required to reach the end point of the determined moving trajectory, so that the target final speed can be realized in the common moving time of the remaining path, the target acceleration through calculates the following equation: accRefNonLimited = (Vnec - actVel + α × (Vnec - refVelEnd))/tLeft. Steuersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die berechnete Sollbeschleunigung oder der Sollruck einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, das Mittel zur Berechnung der Beschleunigung den Grenzwert als Sollbeschleunigung oder Sollruck ausgibt.Tax system according to one of Claims 5 until 7 , characterized in that when the calculated target acceleration or target jerk exceeds a predetermined limit value, the means for calculating the acceleration outputs the limit value as target acceleration or target jerk. Steuersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn als ganzzahliges Vielfaches des Steuerzyklus bestimmt wird.Tax system according to one of claims 3 until 8th , characterized in that the common movement time of the remaining web is determined as an integer multiple of the control cycle. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit vor der Bewegungssteuerung der beweglichen Teile eine Bewegungszeit gesamter Bahn, die die Bewegungszeit vom Startpunkt zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn ist, für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet, und das Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten gesamter Bahn, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit gesamter Bahn bestimmt.Tax system according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the moving time calculating means calculates a total trajectory moving time, which is the moving time from the starting point to the ending point of the detected moving trajectory, for each of the plurality of moving parts before the moving parts are controlled, and the moving parts determining means calculates the common moving time a single common whole trajectory travel time is determined based on the plurality of whole trajectory travel times calculated for each of the plurality of moving parts. Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit in der Annahme, dass zumindest eine Sollanfangsgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil an dem Startpunkt beibehalten soll, und die Sollendgeschwindigkeit Eingangsinformationen sind, eine Zeit, in der die Beschleunigung von der Sollanfangsgeschwindigkeit bis zum Erreichen der Sollendgeschwindigkeit konstant ist, wenn sich das bewegliche Teil vom Startpunkt bis zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn bewegt, als Bewegungszeit berechnet.tax system according to claim 10 , characterized in that the means for calculating the moving time, assuming that at least an initial target speed which is a predetermined speed which the moving part is to maintain at the starting point, and the final target speed are input information, a time in which the acceleration of the target initial speed is constant until the target final speed is reached, when the movable part moves from the starting point to the end point of the determined path of movement, is calculated as the movement time. Steuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit in der Annahme, dass die Sollanfangsgeschwindigkeit, die Sollendgeschwindigkeit und eine Grenzbeschleunigung, die ein Grenzwert der Beschleunigung ist, bis das bewegliche Teil von der Sollanfangsgeschwindigkeit die Sollendgeschwindigkeit erreicht, Eingangsinformationen sind, durch Suchen der Bewegungszeit mit einer Beschleunigung, die die Grenzbeschleunigung nicht überschreitet, die Bewegungszeit berechnet.tax system according to claim 11 , characterized in that the means for calculating the moving time, assuming that the initial target speed, the final target speed and a limit acceleration which is a limit value of the acceleration until the moving part reaches the final target speed from the initial target speed, are input information, by searching the moving time with an acceleration that does not exceed the limit acceleration, the movement time is calculated. Steuersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Annahme, dass die Grenzbeschleunigung eine Grenzsollbeschleunigung refAcc von der Sollanfangsgeschwindigkeit bis zum Erreichen der Sollendgeschwindigkeit des beweglichen Teils ist, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd ist, die Sollanfangsgeschwindigkeit refVelStart ist und die restliche Bahnlänge bis zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn resLen ist, lautet die Gleichung zur Bestimmung der Grenzsollbeschleunigung: refAcc = (refVelEnd2-refVelStart2)/(2 × resLen).tax system according to claim 12 , characterized in that on the assumption that the limit acceleration is a limit target acceleration refAcc from the target initial speed until the target final speed of the moving part is reached, the target final speed is refVelEnd, the target initial speed is refVelStart and the remaining path length up to the end point on the determined trajectory is resLen , the equation for determining the target acceleration limit is: refAcc = (refVelEnd 2 -refVelStart 2 )/(2 × resLen). Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Polynom eine Bezier-Kurve oder eine Klothoiden-Kurve zeigt.Tax system according to one of Claims 1 until 13 , characterized in that the polynomial exhibits a Bezier curve or a clothoid curve. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ein Röntgenprüfgerät ist, das mit einer Röntgenquelle, die Röntgenstrahlen erzeugt, die auf ein Prüfobjekt abgestrahlt werden, einer Röntgenkamera, die Röntgenbilder durch die von der Röntgenquelle auf das Prüfobjekt abgestrahlten Röntgenstrahlen aufnimmt, und einem Halteteil, der das Prüfobjekt hält, versehen ist, wobei zu den mehreren beweglichen Teilen mindestens zwei oder mehr der Röntgenquelle, der Röntgenkamera und des Halteteils gehören.Tax system according to one of Claims 1 until 14 , characterized in that the apparatus is an X-ray inspection apparatus provided with an X-ray source that generates X-rays irradiated on an inspection object, an X-ray camera that takes X-ray images by the X-rays irradiated from the X-ray source on the inspection object, and a holding part that Holds test object, is provided, wherein the plurality of movable parts include at least two or more of the X-ray source, the X-ray camera and the holding part. Steuerverfahren eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen, gekennzeichnet durch: einen Schritt zur Berechnung einer Bewegungsbahn, der für jedes der mehreren beweglichen Teile eine ermittelte Bewegungsbahn berechnet, die ein Weg ist, der einen Startpunkt und einen Endpunkt für die Bewegung des beweglichen Teils verbindet und unter Verwendung eines Polynoms ermittelt wird, einen Schritt zur Berechnung einer Bewegungszeit, der für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, die eine Zeit ist, die für die Bewegung von einem Punkt zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn erforderlich ist, und bei der eine Sollendgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil am Endpunkt beibehalten soll, realisiert werden kann, einen Schritt zur Bestimmung einer gemeinsamen Bewegungszeit, der auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit am Endpunkt realisieren kann, und einen Steuerbefehlsschritt, der das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.A control method of an apparatus having a plurality of moving parts, characterized by : a trajectory calculation step that calculates, for each of the plural moving parts, a detected trajectory that is a path connecting a start point and an end point for movement of the moving part and below is determined using a polynomial, a moving time calculation step which calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time which is a time required for moving from a point to the end point on the determined moving trajectory and at which a target final speed , which is a predetermined speed to be maintained by the moving part at the end point, a step of determining a common moving time based on the plurality of moves moving times calculated for each of the plurality of moving parts, a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the final target speed at the end point, and a control command step that causes the apparatus to perform control including speed control at which each of the plurality of moving parts moves from the one point to the end point on each of the determined moving trajectories with the common moving time. Programm, das einen Computer veranlasst, jeden im Verfahren nach Anspruch 16 angegebenen Schritt durchzuführen.Program that causes a computer to follow each procedure Claim 16 perform the step indicated.
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