JP2007127490A - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ティーチングによる自動運転を実行するときに使い勝手のよいＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】 Ｘ線測定光学系１３と、視野調整機構１４、１６と、制御系コンピュータ２０とからなり、制御系コンピュータ２０は、ティーチングプログラム実行中に、一時停止操作ボタン７１、やり直し操作ボタン７４、スキップ操作ボタン７３、編集操作ボタン７５とがモニタ画面に表示され、一時停止操作ボタン７１が操作されていない状態ではやり直し操作ボタン７４、スキップ操作ボタン７３、編集操作ボタン７５の操作を制限し、一時停止操作ボタン７１が操作された後にこれらに対する操作制限を解除する。
【選択図】図１

Description

本発明は、工業製品などの透視検査またはＣＴ検査などを行うためのＸ線検査装置に関し、さらに詳細には、被測定物に対してティーチングにより複数の異なる測定視野からの測定を行うＸ線検査装置に関する。

工業製品などの透視検査を行うＸ線検査装置では、Ｘ線発生装置のＸ線源に対向するようにして、イメージインテンシファイア（以下、ＩＩと略す）とＣＣＤカメラとを組み合わせたＸ線検出器が配置してある。最近はＩＩ、ＣＣＤカメラからなるＸ線検出器に代えて、フラットパネルＸ線検出器を使用したＸ線検査装置も利用されている。
これらのＸ線検査装置は、Ｘ線源とＸ線検出器との間に、被測定物を載置するステージを配置し、ステージ上に載置された被測定物について透視Ｘ線像を撮影する。

Ｘ線検査装置による検査では、通常、位置合わせや測定倍率調整、測定角度調整のために視野移動を行う。視野移動は、ステージ駆動機構によりステージを移動しつつ、被測定物の透視Ｘ線画像を撮影するようにし、これにより被測定物の検査位置を探す。

一般に、ステージ駆動機構は、ステージ面方向を含む直交する３軸方向に並進移動する並進駆動機構を備えており、さらにステージ面に垂直な軸の周りに回転移動する回転駆動機構が設けられているものもある。また、斜め方向からのＸ線測定を行うためにＸ線源とＸ線検出器との対向配置を保ったまま回転可能に支持するアームを駆動するアーム駆動機構（傾動機構）を備えたものも利用されている。

Ｘ線検査では、同一形状の多数の被測定物について、それぞれの被測定物における複数の位置を次々と繰り返し検査する場合がある。このような場合に、最初の被測定物（位置決めの基準にする被測定物）に含まれる複数の検査位置を、装置に教示（ティーチング）することによりティーチングプログラムを作成し、ティーチングプログラムに従って測定視野を次々と変更し、各検査位置のＸ線画像を順番に撮影することで効率的に検査を行う、いわゆるティーチング機能を備えた装置が使用されている。

ティーチング機能を備えたＸ線検査装置としては、産業用ロボットのような搬送手段を用いて、予めティーチングした被測定物の任意のポイントを測定視野内に移動させ、測定（観察）することが開示されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−１１７２１４号公報

同一形状を有する複数の被測定物について次々とＸ線検査を行う場合に、被測定物をステージ上に載せ、１つ１つの測定位置（教示ポイント）を指定することによりティーチングプログラムを作成する。また、回転や傾動を行うときは回転角、傾動角も指定して、ティーチングプログラムを作成する。そして、作成したティーチングプログラムに基づいて自動運転による検査を実行する。

ティーチングプログラムによる自動運転がスタートすると、これまでの装置では、プログラム実行中に、いずれか１つの測定点について検査不良などの不具合が見つかってもプログラムが終了するまで自動運転を続けなければならず、自動運転を途中で中止すると、それ以後は手動操作で処理する必要があった。
また、プログラム実行中に、既に測定した測定点について直ちに検査結果を表示する機能を備えた装置では、Ｘ線画像の検査結果が思わしくない不具合点が発生したとき、最初から測定をやり直すか、最後の測定点まで自動運転を続けてから不具合点の再測定を行う必要があり、不具合点の処理について使い勝手が悪い場合があった。不具合が発生していない場合でも、測定開始後に、測定点を追加や削除などの変更をしたい場合があるが、プログラム実行中は、思い通りに変更することが困難であった。

また、ティーチングプログラムは、プログラムによってはスタートから終了までに数分から数十分かかることが想定される。そのため、操作者や操作者以外の者は、プログラムの進捗状況や終了予定時間を知った上でさらに処理を続行するか、処理を変更するか、中止するか等を臨機応変に判断したい場合がある。

そこで、本発明は、ティーチングによる自動運転を実行するときに使い勝手のよいＸ線検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のＸ線検査装置では、透視用Ｘ線を照射するＸ線源と被測定物の透視Ｘ線像を撮影するＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系と、被測定物の各測定点に対するＸ線測定光学系の測定視野を調整する視野調整機構と、Ｘ線測定光学系および視野調整機構の制御を行う制御系コンピュータとからなり、制御系コンピュータはティーチングプログラムによる測定中に必要な指示を行う入力装置および測定結果や運転状況をモニタ画面に表示する表示装置を備えたＸ線検査装置において、制御系コンピュータは、ティーチングプログラム実行中に、処理を一時停止するための入力を行う一時停止操作ボタン、既に測定済みの測定点について測定のやり直しを指示するためのやり直し操作ボタン、未測定の測定点について測定をスキップするスキップ操作ボタン、未測定の測定点について測定内容の編集を行う編集操作ボタンとをモニタ画面に表示し、一時停止操作ボタンが操作されていない状態ではやり直し操作ボタン、スキップ操作ボタン、編集操作ボタンの操作を制限し、一時停止操作ボタンが操作された後にこれらに対する操作制限を解除するようにしている。

この発明によれば、制御系コンピュータはティーチングプログラムによる測定を実行中に、表示装置のモニタ画面に測定結果や運転状況を表示し、さらに、これらの表示とともに処理を一時停止するための入力を行う一時停止操作ボタン、既に測定済みの測定点について測定のやり直しを指示するためのやり直し操作ボタン、未測定の測定点について測定をスキップするスキップ操作ボタン、未測定の測定点について測定内容の編集を行う編集操作ボタンをモニタ画面に表示する。そして、制御系コンピュータは、一時停止操作ボタンが操作されていない状態でやり直し操作ボタン、スキップ操作ボタン、編集操作ボタンの操作を制限して使えないようにし、一時停止操作ボタンが操作された後にこれらに対する操作制限を解除して操作可能な状態にする。これにより、ティーチングプログラムに自動運転での測定中に、不具合点の再測定、測定予定であった測定点のスキップ、未測定点について測定内容の編集を実行したい場合には、プログラムを一時停止して現在実行中のプログラムを変更可能な状態にし、ティーチングプログラムの終了を待つことなく、必要なプログラムの変更を加え、新しいティーチングプログラムで処理を進めることが可能になる。さらに一時停止操作ボタンが操作された後に、これら操作ボタンに対する操作制限を解除して操作可能な状態にすることにより、ティーチングプログラムの測定動作中はプログラム変更ができないようにして測定中にプログラムが変更されることによる誤動作の発生を防ぐ。

上記発明において、さらにティーチングプログラム実行中のモニタ画面に、少なくとも処理の進捗状況表示、処理の推定残り時間表示、処理の終了予定時刻表示のいずれかの表示とともに、一時停止操作ボタン、やり直し操作ボタン、スキップ操作ボタン、編集操作ボタンを表示するようにしてもよい。
これによれば、操作者がモニタ画面に表示される処理の進捗状況、処理の推定残り時間、処理の終了予定時刻の表示を見つつ、これらに基づいてティーチングプログラムの変更操作を行うかを判断し、必要であれば、一時停止操作ボタンおよびやり直し操作ボタン、スキップ操作ボタン、編集操作ボタンの操作を行う。

本発明によれば、ティーチングによる自動運転の実行中に、ティーチングプログラムの終了まで待つことなく、やり直し測定、スキップ操作、ティーチング内容の編集を実行することができるので、使い勝手のよりＸ線検査装置にすることができる。
また、処理の進捗状況表示、処理の推定残り時間表示、処理の終了予定時刻表示の表示を見ながら、一時停止操作ボタン、やり直し操作ボタン、スキップ操作ボタン、編集操作ボタンを操作することにより、状況に応じて臨機応変に対応することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

図１は本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図であり、図２はティーチングプログラム実行中にモニタ画面に表示される状況表示画面（窓画面）、図３はティーチングプログラム実行中におけるモニタ画面全体を示す図である。

このＸ線検査装置１は、Ｘ線発生装置１１とＸ線検出器１２とで構成されるＸ線測定光学系１３と、被測定物Ｓを載置するステージ１４と、ステージ１４を互いに直交するＸＹＺ方向（被測定物載置面をＸＹ面とし、載置面に垂直な方向をＺ軸方向とする）に並進し、ステージ１４をＺ軸の周りに回転するための駆動機構１６と、Ｘ線検出器１２に隣接させて取り付けた光学カメラ１８と、装置全体の制御を行う制御系２０とにより構成される。なお、Ｘ線測定光学系１３の光軸を傾斜させるための傾動機構として図示しないＣアーム機構（Ｘ線発生装置１１とＸ線検出器１２とを対向配置の状態で回転可能に支持するＣ字状のアーム）をさらに備えてもよい。

Ｘ線測定光学系１３を構成するＸ線発生装置１１は、透視Ｘ線照射用のＸ線管を備えている。Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管に対向するように配置されるＩＩと、このＩＩの後側に一体的に取り付けられたＣＣＤカメラとからなり、ＩＩが透視Ｘ線を検出することにより形成した蛍光像をＣＣＤカメラで撮影することにより、透視Ｘ線像の映像信号が出力されるようにしてある。

ステージ１４は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に並進移動できるようにしてある。また、ステージを上下２段にして下方を並進ステージ、上方を回転ステージにすることで、回転移動できるようにしてある。

駆動機構１６は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸それぞれの方向への並進移動用の各駆動軸モータおよび回転移動用のモータが搭載され、ＣＰＵ２１からの制御信号に基づいてステージ１４を並進、回転する。

光学カメラ１８は、Ｘ線測定光学系１３の近傍に取り付けてあり、また、ステージ１４全体を視野内に含めることができるようにしてある。光学カメラ１８とＸ線測定光学系１３とは位置関係が固定されているため、光学カメラ１８により撮影された外観画像（可視光像）上の位置とＸ線検出器１２による透視Ｘ線像の位置とは関係付けられている。

つづいて制御系２０について説明する。制御系２０はコンピュータ装置により構成されるが、そのハードウェアをさらにブロック化して説明すると、ＣＰＵ２１と、キーボード２２やマウス２３などの入力装置と、液晶パネルなどの表示装置２４と、メモリ２５とにより構成される。

また、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、Ｘ線画像作成部３１、Ｘ線画像表示制御部３２、光学カメラ画像作成部３３、光学カメラ画像表示制御部３４、駆動信号発生部３５、ティーチングプログラム状況表示制御部３６、ティーチングプログラム入力編集部３７、ティーチングプログラム実行部３８とに分けられる。
また、メモリ２５には、Ｘ線画像データ記憶領域５０、光学カメラ画像データ記憶領域５１、ティーチングプログラム記憶領域５２、プログラム実行状況記憶領域５３、測定結果記憶領域５４が形成されている。

次に、ＣＰＵ２１の各機能ブロックについて説明する。
Ｘ線画像作成部３１は、Ｘ線検出器１２から送られてきた透視Ｘ線像の映像信号を、次々とデジタル画像に変換し、コマ画像データを作成する制御を行う。作成されたコマ画像データの一部（静止画像表示用）あるいは全部（動画表示用）がメモリ２５のＸ線画像データ記憶領域５０に蓄積される。
Ｘ線画像表示制御部３２は、作成されたコマ画像データを表示装置２４に送って表示することにより、透視Ｘ線画像２４ａを表示する。この透視Ｘ線画像２４ａは、主として被測定物Ｓの局所的な透視Ｘ線像であり、被測定物の検査に用いる画像である。なお、Ｘ線測定終了後に、Ｘ線画像データ記憶億領域５０に蓄積された画像データについても読み出して表示することができるようにしてある。

光学カメラ画像作成部３３は、光学カメラ１８から送られてきた被測定物Ｓの可視光映像信号をデジタル画像データに変換し、被測定物Ｓの外観画像データとしてメモリ２５の光学カメラ画像データ蓄積領域５１に蓄積する制御を行う。この光学カメラ画像データは、ステージ１４を予め定めた基準位置（原点）に位置決めした状態で、被測定物Ｓの全体像を測定するようにしてあり、その結果、光学カメラ画像データ上の各点とステージ１４の位置座標との対応が付くようにしてある。

光学カメラ画像表示制御部３４は、操作者による表示指示がある場合に、光学カメラ画像データに基づいて表示装置２４のモニタ画面に、光学カメラ画像２４ｂを表示する制御を行う。この光学カメラ画像２４ｂ上で、マウス２３により任意の位置の指定を行うことにより、指定位置を透視Ｘ線像の測定視野に導くまでの移動距離が算出されるようにしてある。すなわち、光学カメラ１８とＸ線測定光学系１３の位置関係は一定に固定されているため、原点位置で撮影した光学カメラ画像２４ｂと透視Ｘ線画像２４ａとの間の位置関係を予め対応付けしておくことができる。上述したように、光学カメラ画像２４ｂ上の各点とステージ１４上の位置座標との対応が付けられているので、結局、透視Ｘ線像２４ａ上の位置と光学カメラ画像２４ｂ上の位置とステージ１４座標とを対応付けることができる。したがって、光学カメラ画像２４ｂあるいは透視Ｘ線画像２４ａ上で位置を指定すれば、その指定した位置に対応するステージ１４座標が一義的に定まり、この座標をＸ線測定光学系の測定視野内に移動するまでの移動距離を算出できるようになっている。
この機能を利用して、光学カメラ画像２４ｂあるいは透視Ｘ線画像２４ａ上でマウス２３による位置指定を行うことにより、ティーチングプログラムを作成することができる。

駆動信号発生部３５は、駆動機構１６を制御するための駆動信号を発生する。駆動信号１６は、キーボード２２の矢印キーを押下する操作によりその矢印方向へ移動する指示を与えたり、Ｘ線画像２４ａ上や光学カメラ画像２４ｂ上の任意の位置をマウス２３でクリックする操作でその位置を測定視野内に移動する指示を与えたりすることにより、駆動信号が発生する。また、自動運転中は、後述するティーチングプログラム実行部３８からの出力信号に基づいて駆動信号が発生する。

ティーチングプログラム状況表示制御部３６は、ティーチングプログラムを実行中に、表示装置２４のモニタ画面に、操作者に向けて必要な現在の運転情報を表示するとともに操作者に向けて現在実行可能な機能の入力を促すための状況表示画面２４ｃを表示する。
具体的には、図２に示すように、操作者へ知らせる現在の運転情報として、装置操作者名６１、ティーチングプログラム開始時刻（自動操作開示時刻）６２、ティーチングプログラム終了予定時刻６３、推定残り時間６４、全測定点数のうちの完了測定点数（１００％換算でもよい）６５、各測定点の測定状況・測定結果情報６６を表示する。さらに操作者への入力を促すための入力操作用情報として、ティーチングプログラムの一時停止操作ボタン７１（一時停止操作状態のときは再開（停止解除）を促す停止解除操作ボタンに切り換わる）、ティーチングプログラムを中止する中止操作ボタン７２、未測定の測定点について測定をスキップするスキップ操作ボタン７３、既に測定済みの測定点について測定のやり直しを指示するためのやり直し操作ボタン７４、未測定の測定点について測定内容の編集を行う編集操作ボタン７５を表示する。さらに、測定点ごとに、測定するか否かを知らせるチェックボックス７６を表示する。

また、ティーチングプログラム状況表示制御部３６は、さらに一時停止操作ボタン７１が操作されていない状態でスキップ操作ボタン７３、やり直し操作ボタン７４、編集操作ボタン７５の操作を制限して使えないように、一時停止操作ボタン７１が操作された後にこれらに対する操作制限を解除して操作可能な状態にする制御を行う。

ティーチングプログラム入力編集部３７は、ティーチングプログラム作成の際に、所定の入力画面（不図示）にて操作者によるキーボード２２やマウス２３による入力操作を受け付けて、ティーチングプログラムを作成したり、作成したティーチングプログラムを編集したりするときの制御を行う。作成、編集されたティーチングプログラムは、ティーチングプログラム記憶領域５２に蓄積され、その後、ティーチングプログラムの実行命令が入力されたときに読み出される。また、ティーチングプログラム実行中に、一時停止操作や中止操作、停止解除操作の入力操作がなされたときに、それぞれの入力を受け付ける制御も行う。また、本発明では作成したティーチングプログラムを実行中に、一時停止状態になって、ティーチングプログラムのスキップ、やり直し、編集を行うことがあるが、その場合の編集などの制御も行う。

ティーチングプログラム実行部３８は、作成されたティーチングプログラムに基づいてＸ線測定の自動操作を実行する制御を行う。ティーチングプログラム実行中に撮影されたＸ線画像を用いて、予め組み込まれている計測プログラムにより検査がなされると、その検査結果（ＯＫまたはＮＧの検査結果、ＮＧの場合はＮＧとなった検査項目表示）は、測定結果記憶領域５３に蓄積される。

次に、ティーチングプログラム実行中の状況表示画面の表示例について、図２、図３を用いて説明する。
図２、図３は、多数の測定点がプログラムされたティーチングプログラムにより、すでにティーチングプログラムによる自動操作が開始されている状態である。

ログインユーザ６１の表示は、操作者が誰であるか（例えば図２では「Ｉｃｈｉｒｏ」）を示しており、第三者が、操作者を知ることができるようにしてある。
自動操作開始時刻６２、終了予定事項６３、残り時間６４など実行中の情報の表示は、装置の使用経過、使用予定を示すことにより、操作者や第三者が、予定を立てるのに役立つようにしてある。

全測定点数のうちの完了測定点数６５は、ここでは全観測点数のち測定完了点数を１００％換算で表示し、さらにグラフィック表示（プログレスバー表示）で進捗度を表示している。この表示を確認することにより、すべて終了するまで、あとどれくらいかかるかを直感的に把握することができる。

各測定点の測定状況・測定結果情報６６は、測定点欄（ポイント欄）と検査結果欄（ＯＫ／ＮＧ欄）とを対にしてグリッドコントロール表示してある。
測定点欄（ポイント欄）には、測定点の識別番号とともにその測定点に測定順が回ってきたときにスキップすることなく測定を実行するか、それとも、スキップするかを選択するためのチェックボックス７５が形成してあり、チェックを入れた点について順次測定が実行される。
検査結果欄（ＯＫ／ＮＧ欄）には、測定を終えた測定点についてＯＫまたはＮＧが表示され、さらにＮＧの表示のときはどのような計測項目がＮＧであるかも表示するようにしてある。この表示を見た操作者は、急いで再測定したいと考えたときに、後述するやり直し操作ボタン７４の操作を行うことになる。
また、計測中の測定点については「計測中」の表示がなされる。

一時停止操作ボタン７１は、自動操作中にこのボタンを押下すると、計測動作、および、移動動作を停止し、ティーチングプログラムは進行を一時停止する。なお、一旦、一時停止状態になると、一時停止操作ボタン７１は、このボタンに割り付けられた機能が停止解除操作ボタンに切り換わり、ボタンのキャプションも「一時停止」から「停止解除」に変化する。
なお、一時停止操作ボタンが押下されると、スキップ操作ボタン７３、やり直し操作ボタン７４、編集ボタン７５は、これまで操作できない状態であったのが操作可能な状態に変化し、キャプションも薄い不鮮明な表示から濃い通常表示に切り換わる。

中止ボタン７２は、自動操作中にこのボタンを押下すると、自動操作を中止する。

スキップ操作ボタン７３は、一時停止状態でのみ押下することができ、スキップ操作ボタン７３押下後に、グリッドコントロール内のスキップしたい測定点（ポイント）のチェックボックス７６のチェックマークを消すと自動操作再開後に、この点をスキップすることができるようになる。

やり直し操作ボタン７４は、一時停止状態でのみ押下することができ、やり直し操作ボタン７４押下後に、再測定をしようとする測定点（ポイント）を選択すると、この選択した測定点（ポイント）から測定をやり直すようになる。
なお、１つの測定点のみをやり直したいときには、グリッドコントロール内のやり直したい測定点のみをマウス２３でダブルクリックすることにより、ティーチングプログラムでは１つの測定点のみのやり直しと判断して、その点の再測定のみを行い、その後、現在の測定点から測定を再開する。

編集操作ボタン７５は、一時停止状態でのみ押下することができ、編集操作ボタン７５押下後に、グリッドコントロール内の測定点（ポイント）を選択すると、編集画面（不図示）が開かれ、その測定点（ポイント）での計測項目などを編集することができる。

このように、ティーチングプログラムによる自動運転中に進捗状況を確認でき、また、プログラム実行時に一時停止操作ボタンによりプログラムを一時停止し、その上でスキップ、やり直し、編集などのティーチングプログラムの変更を行うことができるので、ティーチングプログラム実行中でも、誤動作することなく安全に、ティーチングプログラムを変更することができる。

本発明は、ティーチングプログラムにより自動操作を行うことができるＸ線検査装置に利用することができる。

本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図。 ティーチングプログラム実行中の表示装置のモニタ画面の一例を示す図。 ティーチングプログラム実行中のモニタ画面全体の表示例を示す図。

符号の説明

１： Ｘ線検査装置
１１： Ｘ線発生装置（Ｘ線源）
１２： Ｘ線検出器
１３： Ｘ線測定光学系
１４： ステージ
１６： 駆動機構
１８： 光学カメラ
２０： 制御系
２１： ＣＰＵ
２３： マウス
２４： 表示装置
２５： メモリ
３１： Ｘ線画像作成部
３２： Ｘ線画像表示制御部
３３： 外観画像作成部
３４： 外観画像表示制御部
３６： ティーチングプログラム状況表示制御部
３７： ティーチングプログラム入力編集部
３８： ティーチングプログラム実行部

Claims (2)

1. 透視用Ｘ線を照射するＸ線源と被測定物の透視Ｘ線像を撮影するＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系と、被測定物の各測定点に対するＸ線測定光学系の測定視野を調整する視野調整機構と、Ｘ線測定光学系および視野調整機構の制御を行う制御系コンピュータとからなり、制御系コンピュータはティーチングプログラムによる測定中に必要な指示を行う入力装置および測定結果や運転状況をモニタ画面に表示する表示装置を備えたＸ線検査装置において、
   制御系コンピュータは、ティーチングプログラム実行中に、処理を一時停止するための入力を行う一時停止操作ボタン、既に測定済みの測定点について測定のやり直しを指示するためのやり直し操作ボタン、未測定の測定点について測定をスキップするスキップ操作ボタン、未測定の測定点について測定内容の編集を行う編集操作ボタンとをモニタ画面に表示し、
   一時停止操作ボタンが操作されていない状態ではやり直し操作ボタン、スキップ操作ボタン、編集操作ボタンの操作を制限し、一時停止操作ボタンが操作された後にこれらに対する操作制限を解除することを特徴とするＸ線検査装置。
2. ティーチングプログラム実行中のモニタ画面に、少なくとも処理の進捗状況表示、処理の推定残り時間表示、処理の終了予定時刻表示のいずれかの表示とともに、一時停止操作ボタン、やり直し操作ボタン、スキップ操作ボタン、編集操作ボタンを表示することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。

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