JP2014089094A - X線計数装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X線によってセンサ上に描かれる各物品の輪郭が重ならないように位置決め手段15が被検査物3を第1方向に直交する平面内で1回以上移動させた場合に、画像作成手段20が移動後の各位置における被検査物の画像データを取り込んで当該各位置における画像を作成し、画像合成手段21が当該各画像を合成して被検査物内部の1枚の画像を作成する。被検査物を第1方向に直交する平面内で1回以上移動させて各位置における画像を作成することにより、物品に対してほぼ垂直にX線が入射する範囲内の画像を得られる。これら画像を1枚の全体画像に合成することで被検査物に格納された複数の物品が第1方向に直交する平面内に隣接して配置されている場合でも、X線によってラインセンサ上に描かれる各物品の輪郭が重なっていない鮮明な画像を得られる。
【選択図】図3
Description
電子部品を取扱う工場等では、工場内に実在する電子部品の種類及び個数を管理するために一定頻度で計測を行うが、その方法に省力化や精度向上が求められている。
通常、トレイやリールに格納された電子部品の個数を目視によらず計測する手段としては、トレイやリール全体の重量と電子部品単体の重量とに基づいて算出する方法や、電子部品がリールに格納されている場合には、リールからキャリアテープを引き出し、他方のリールに巻き取りながら電子部品を一個ずつ周知の測定装置により計測する方法等が知られている。
また、特許文献2には、容器内において上下方向に重なり合う複数の内容物に対して上方からX線を照射し、ラインセンサに到達するX線の濃度値の差に基づいて内容物の個数を計測するX線検査装置が開示されている。
すなわち、トレイやリールの重量に基づいて電子部品の個数を計測する方法では、電子部品の個体差によってその重量にばらつきがある場合には精度が低下するという問題がある。
また、リールからキャリアテープを引き出して、他方のリールで巻き取りながら電子部品を一個ずつ計測する方法では、引き出し及び巻き取り時に電子部品に作用する外力によって電子部品が破損したり、キャリアテープから脱落するおそれがあり、また巻き取り作業に時間がかかるという問題がある。
ここで、図13(a)に示すように、X線源から照射されるX線について搬送方向(X方向)に沿った断面を見ると、被検査物の縁部分に対する入射角θ1は90度近くになるため、当該縁部分を透過したX線がX線ラインセンサに入射する位置(X線のX方向の中心線Lxからの距離)δ1は、当該縁部分からX方向にほとんど離れない。
一方、図13(b)に示すように、X線について搬送方向に直交する方向(Y方向)の断面を見ると、被検査物の縁部分に対する入射角θ2は90度よりも相当小さくなるため、当該縁部分を透過したX線がX線ラインセンサに入射する位置(X線のY方向の中心線Lyからの距離)δ2は、当該縁部分からY方向に相当離れてしまう。
したがって、計数対象物品がトレイやリールに格納された電子部品の場合、特にY方向に隣接する2つの電子部品の輪郭がラインセンサ上で重なってしまうことがあり、これが画像処理段階において当該2つの電子部品の境界線を画定し辛くし、結果として計数エラーが生じるという問題がある。
なお、このような問題はトレイやリールに格納された電子部品だけでなく、XY方向に隣接配置される物品全般について生じ得るものである。
また、被検査物の寸法を計測する寸法計測手段と、前記寸法計測手段によって計測された寸法データに基づき、前記位置決め手段が被検査物を前記1回以上移動させる必要があるか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
また、X線計数装置が寸法計測手段と判定手段を備えることにすれば、計数作業の省力化を図ることができる。
本実施の形態においては、X線照射手段から扇状のX線を照射し、このX線をラインセンサで検出する場合について説明する。
図1〜図3に示すように、X線計数装置1はX線を用いて被検査物3内に格納された多数の物品の個数を計測する装置である。
X線計数装置1の筐体2内にはX線の遮蔽ボックスや制御手段10(制御用コンピュータ)が格納されており、筐体2外にはモニタ22aや必要に応じてバーコードリーダ22c等が配置される。
CPU11にはテーブル制御部15b、X線源制御部16b、ラインセンサ制御部17b、寸法計測用センサ制御部18b、判定手段19、画像作成手段20、画像合成手段21、表示制御部22b、計数手段23等が格納されており、CPU11が制御プログラムを実行することによりこれらの駆動が制御される。
図3及び図5に示すように、位置決め手段15は被検査物3を搬送方向(X方向)及び水平面内でX方向に直交する方向(Y方向)に位置決めするために設けられる。位置決め手段15は被検査物3を載置するためのテーブル15aと、テーブル15aを所定位置に移動させるためのテーブル制御部15bとを備える。位置決め手段15として周知のXYステージ装置を利用することができる。
X線源16aから照射されるX線16cは、そのXY平面での断面形状がラインセンサ本体17aの長手方向(次に述べる第2方向)にのびるほぼ長方形状になっており、下方に向かうにつれて当該長方形の短辺及び長辺が大きくなるようなほぼ扇型の形状になっている。
判定手段19は、詳しい説明は後述するが、寸法計測手段18によって計測された寸法データを受け取り、位置決め手段15が被検査物3を第2方向に1回以上移動させる必要があるか否かを判定するために設けられる。
画像合成手段21は、画像作成手段20が作成した画像を必要に応じて合成するために設けられる。詳しい説明は後述するが、判定手段19の判定に基づいて位置決め手段15が被検査物3を第2方向に1回以上移動させた場合に、画像作成手段20が作成した移動後の各位置における被検査物3の画像を画像合成手段21が合成処理することで被検査物3全体が写った1枚の内部画像を作成する。
まず、使用者は被検査物3をテーブル15aに載置する。
次に、寸法計測用センサ制御部18bが寸法計測用センサ本体18aを駆動させ、被検査物3のX,Y,Z方向の長さ(a,b,c)を計測する。計測した被検査物3の寸法データは寸法計測用センサ制御部18bによって判定手段19に出力される。
参照テーブルに含まれるパラメータとしては、例えば被検査物3内に格納されている物品のX,Y,Z方向の長さ(d,e,f)、Y方向に隣接する2つの物品間の距離g、X線源16aからラインセンサ本体17までの距離h等が挙げられる。また、被検査物3がリール5の場合にはその直径であってもよい。
これらパラメータは予めROM12に記憶されており、使用者が被検査物3の種類に応じてモニタ22aを介して適宜選択することにしてもよいし、あるいは被検査物3の一部に貼り付けたバーコードを使用者がバーコードリーダ22cで読み取ることでROM12に記憶されることにしてもよい。
また、このような問題は電子部品4のZ方向の長さfが大きい(厚みが大きい)場合にも生じるし、また、Y方向に隣接する2つの電子部品間の距離gが小さい(間隔が狭い)場合にも生じる。更には、X線源16aからラインセンサ本体17aまでの距離hが小さい(間隔が狭い)場合にも同様の問題が生じ得る。
例えば、X線源16aからラインセンサ本体17aまでの距離hが変動しないという条件下において、Y方向に隣接する2つの電子部品4間の距離gと電子部品4のZ方向の長さfが分かれば、Y方向に隣接する2つの電子部品4の輪郭がラインセンサ本体17a上で重ならないY方向の距離範囲P(図6を参照)を算出することができる。すなわち、当該距離範囲Pは被検査物3内に格納された各電子部品4を重なりなくほぼ正確に撮像できる範囲といえる。
次に、X線照射手段16が被検査物3へのX線照射を開始し、画像作成手段20はラインセンサ制御部17bから出力される被検査物3の画像データを取り込んで、これをシェーディング補正、平均化処理、2値化処理等の周知の手法で処理することにより、被検査物3全体が写った1枚の内部画像(図8を参照)を作成し、これを計数手段23及びモニタ22aに出力する。
そして、画像作成手段20は移動後の各位置における被検査物3の画像データを取り込み、これを処理することにより当該各位置における被検査物3の画像を作成し、これらを画像合成手段21に出力する。
画像合成手段21は、画像作成手段20が作成した移動後の各位置における被検査物3の各画像を合成処理することにより、被検査物3全体が写った1枚の内部画像を作成し、これを計数手段23及びモニタ22aに出力する。
計数手段23による電子部品4の個数の計測方法は周知の手法を用いることができる。例えば、電子部品1個の寸法データをROM12やバーコードリーダから読み込んでおき、被検査物3全体が写った1枚の内部画像に対してエッジ検出により輪郭追跡を行い、この寸法データに最も近いものを基準物品として決定する。そして暗部輪郭検出やラベリング等の周知の手法を利用して基準物品と同じ輪郭となる部分の個数を計測することで電子部品4の個数を計測できる。
なお、計数手段23が電子部品4の個数の計測を行えなかった場合には、上記画像作成手段20による画像処理を再度行って被検査物3全体が写った1枚の新たな内部画像を作成し、再度計数手段23で計測することにすればよい。
また、被検査物3を第2方向に移動させずに被検査物3全体が写った1枚の内部画像を一旦作成し、この画像で計数手段23が計数測定を行い、測定が正確に行える場合には判定手段19は被検査物3を第2方向に移動させない旨を判定し、計数が正確に行なえないことが判明した場合には判定手段19は被検査物3を第2方向に移動させる旨を判定することにしてもよい。
X線源16aから円錐状のX線16dを照射する場合には、図5に示したようなY方向に隣接する2つの電子部品4の輪郭がラインセンサ本体17a上で重なってしまうという問題が、XY平面全体において生じてしまう。この場合、センサとしてエリアセンサ24を用いることにし、位置決め手段15は円錐状のX線16dによってエリアセンサ24上に描かれる各電子部品4の輪郭が重ならないように、被検査物3をXY平面内で複数回移動させることにすればよい。図11は被検査物3を8回移動させる場合の各撮像範囲A1〜A9を示している。
また、本発明のX線計数装置1は容器に格納されていない物品の計数にも利用できる。例えば、ビス、ボルト、ナット等の各種部品、錠剤やカプセル状の薬等の物品について、水平面内で移動させた場合にテーブル15a上を移動しないように、テーブル15aに粘着性のシート等を敷いてこの上に互いに重ならないように載置すれば計数が可能になる。
また、計測した物品の個数や計測日等の情報をラベルプリンターで出力し、ラベルを被検査物3に貼り付けることにしてもよい。
また、テーブル15aやX線源16aをZ方向にも移動可能な構成としてもよい。
2 筐体
3 被検査物
4 電子部品
5 リール
6 トレイ
10 制御手段
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 インターフェース部
15 位置決め手段
15a テーブル
15b テーブル制御部
16 X線照射手段
16a X線源
16b X線源制御部
16c X線
16d X線
17 ラインセンサ
17a ラインセンサ本体
17b ラインセンサ制御部
18 寸法計測手段
18a 寸法計測用センサ本体
18b 寸法計測用センサ制御部
19 判定手段
20 画像作成手段
21 画像合成手段
22 表示手段
22a モニタ
22b 表示制御部
22c バーコードリーダ
23 計数手段
24 エリアセンサ
Claims (3)
- X線を用いて被検査物内に格納された多数の物品の個数を計測するX線計数装置において、
被検査物を位置決めする位置決め手段と、
被検査物に対して第1方向からX線を照射するX線照射手段と、
前記第1方向に直交する平面内に配置されて被検査物に照射されたX線を検出するセンサと、
前記センサによる検出結果に基づき被検査物内部の画像を作成する画像作成手段と、
前記画像作成手段が作成した画像を必要に応じて合成する画像合成手段とを備え、
X線によってセンサ上に描かれる各物品の輪郭が重ならないように前記位置決め手段が被検査物を前記第1方向に直交する平面内で1回以上移動させた場合に、前記画像作成手段が移動後の各位置における被検査物の画像データを取り込んで当該各位置における画像を作成し、前記画像合成手段が当該各画像を合成して被検査物内部の1枚の画像を作成することを特徴とするX線計数装置。 - 前記X線照射手段が扇状のX線を照射するものであり、
前記センサが前記第1方向に直交する第2方向に沿って配置されるラインセンサであり、
X線によってセンサ上に描かれる各物品の輪郭が重ならないように前記位置決め手段が被検査物を第2方向に1回以上移動させた場合に、前記画像作成手段が移動後の各位置における被検査物の画像データを取り込んで当該各位置における画像を作成し、前記画像合成手段が当該各画像を合成して被検査物内部の1枚の画像を作成することを特徴とする請求項1に記載のX線計数装置。 - 被検査物の寸法を計測する寸法計測手段と、
前記寸法計測手段によって計測された寸法データに基づき、前記位置決め手段が被検査物を前記1回以上移動させる必要があるか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のX線計数装置。
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