JP2023118304A - Inspection apparatus and inspection method - Google Patents

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理王 大西
Rio Onishi
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Hacarus
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Hacarus
Hacarus Co Ltd
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Abstract

To provide an inspection apparatus and an inspection method that can handle a wide variety of products in small quantities.SOLUTION: An inspection apparatus 100 includes: an imaging device 220; a lighting device 210; an arm driving device 200 that holds the imaging device 220 and the lighting device 210 with an arm 205; a holding device 300 that holds an object to be inspected so as to be movable along and rotationally around a vertical axis; a casing 500 that can accommodate the arm driving device 200 and the holding device 300; a moving device 600 that can move while supporting the casing 500; and a single power supply 400 that supplies power to the imaging device 220, the lighting device 210, the arm driving device 200, and the holding device 300.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被検査体の検査を円滑に実施するための検査装置および検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for smoothly inspecting an object to be inspected.

特許文献1(特開2021-67592号公報)には、空間的制約を考慮した上で、漏れなく被検査物を検査可能な検査システムが開示されている。
特許文献1に記載の検査システムは、被検査物を検査する検査システムであって、撮像装置と、回転テーブルとを備え、前記撮像装置は、カメラと、駆動機構とを備え、 前記カメラは、前記駆動機構に設けられ、前記被検査物を異なる視点及び視線で撮影するように前記駆動機構によって移動可能に構成され、前記回転テーブルは、前記被検査物を載置して回転可能に構成されるものである。
Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-67592) discloses an inspection system capable of inspecting an object to be inspected without omission in consideration of spatial restrictions.
The inspection system described in Patent Document 1 is an inspection system for inspecting an object to be inspected, and includes an imaging device and a rotary table, the imaging device includes a camera and a driving mechanism, and the camera comprises: The rotary table is provided in the drive mechanism and configured to be movable by the drive mechanism so as to photograph the inspection object from different viewpoints and lines of sight, and the rotary table is configured to be rotatable on which the inspection object is placed. It is a thing.

特許文献2(特開2019-82333号公報)には、異常の判別精度を高めた検査装置が開示されている。
特許文献2に記載の検査装置は、 所定のパターンを有する照明光で被検物を照明する照明部と、前記照明部に照明された前記被検物の表面で前記照明光が鏡面反射して形成される前記パターンの鏡像を撮像する撮像部とを備え、前記撮像部は、前記被検物の表面に対して合焦して、前記パターンの鏡像を撮像するものである。
Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-82333) discloses an inspection device with improved abnormality determination accuracy.
The inspection apparatus described in Patent Document 2 includes an illumination unit that illuminates a test object with illumination light having a predetermined pattern, and the illumination light is specularly reflected by the surface of the test object illuminated by the illumination unit. an imaging unit configured to capture a mirror image of the formed pattern, wherein the imaging unit is focused on the surface of the test object and captures the mirror image of the pattern.

特許文献3(特開2019-158553号公報)には、検査対象物と撮像装置との位置関係を保った状態でその他の撮像条件だけを変えながら検査対象物の画像を複数取得する必要がある画像検査において、撮像装置に対する検査対象物の位置を変化させたままの状態で撮像を可能にする技術が開示されている。
特許文献3に記載の画像検査装置は、検査対象物を画像で検査する画像検査装置であって、前記検査対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段に対する前記検査対象物の位置を周期的に相対変化させる変更手段と、前記相対変化によって周期的に繰り返される、前記撮像手段に対し前記検査対象物が所定の位置となる複数のタイミングで、撮像条件の相異なる複数の画像が取得されるように前記撮像手段に前記検査対象物を撮像させる制御手段と、を備えるものである。
In Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-158553), it is necessary to acquire a plurality of images of the inspection object while maintaining the positional relationship between the inspection object and the imaging device while changing only other imaging conditions. 2. Description of the Related Art In image inspection, a technique has been disclosed that enables imaging while changing the position of an inspection target with respect to an imaging device.
The image inspection apparatus described in Patent Document 3 is an image inspection apparatus for inspecting an inspection object with an image, and includes imaging means for imaging the inspection object, and periodically changing the position of the inspection object with respect to the imaging means. and a plurality of images with different imaging conditions are acquired at a plurality of timings at which the inspection object is at a predetermined position with respect to the imaging means, which are periodically repeated by the relative change. and a control means for causing the imaging means to image the inspection object.

特許文献4(特開2016-38204号公報)には、測定死角を低減する内面形状検査用のセンサユニット及び内面形状検査装置が開示されている。
特許文献4に記載の センサユニットは、検査対象物に形成された穴の内面形状検査用のセンサユニットであって、平行リングレーザ光を出射する平行リングレーザ光生成部と、前記平行リングレーザ光を反射するハーフミラーユニットと、前記ハーフミラーユニットからの前記平行リングレーザ光を一端から入射し他端に向けて導光し、前記穴の内面からの反射光を前記他端から取り込み、前記ハーフミラーユニットに出射する導光部と、前記ハーフミラーユニットを透過した前記反射光を入射する撮像部とを備える。
Patent Document 4 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2016-38204) discloses a sensor unit for inner surface shape inspection and an inner surface shape inspection apparatus that reduces measurement blind spots.
The sensor unit described in Patent Document 4 is a sensor unit for inspecting the inner surface shape of a hole formed in an inspection object, and includes a parallel ring laser light generation unit that emits parallel ring laser light, and the parallel ring laser light and the parallel ring laser beam from the half mirror unit is incident from one end and guided toward the other end, the reflected light from the inner surface of the hole is taken in from the other end, and the half It includes a light guiding section that emits light to a mirror unit, and an imaging section that receives the reflected light that has passed through the half mirror unit.

特許文献5(特開2017-003415号公報)には、1つの光源を用いた光切断法により被検体の表面の検査を行う場合に比較して、被検体の表面の欠陥を精度良く検出することができる検査装置、検査方法、及び検査プログラムが開示されている。
特許文献5に記載の検査装置は、被検体の表面が移動する一方向の該表面内の交差方向に帯状に延び、該一方向に並んだ2つの照射領域に光を個別に照射し、かつ該一方向に隣り合って配置された2つの光源と、該2つの照射領域の間又は2つの照射領域が重なる領域を撮像する撮像部と、該表面の移動中に、該2つの光源を交互に点灯させて一方又は他方の光源が各々点灯された状態で、該撮像部で各々得られた画像の差画像を生成する生成部と、を備えたものである。
Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-003415) discloses that defects on the surface of the object are detected with high accuracy compared to the case of inspecting the surface of the object by the light section method using one light source. An inspection device, an inspection method, and an inspection program are disclosed.
The inspection apparatus described in Patent Document 5 extends in a strip shape in a direction crossing the surface of the object in one direction in which the surface of the object moves, irradiates two irradiation regions arranged in the one direction with light individually, and two light sources arranged adjacent to each other in one direction; an imaging unit configured to capture an image between the two irradiation regions or a region where the two irradiation regions overlap; and a generation unit for generating a difference image between the images obtained by the imaging unit while one or the other light source is lit.

特許文献6(特開2013-160531号公報)には、検査対象物体の外形の欠陥を高精度に検査する検査装置が開示されている。
特許文献6に記載の検査装置は、 検査対象物体を撮像して、検査対象物体の検査部位に相当する画像領域である検査領域が含まれる画像データを生成する撮像部と、画像データに含まれる各画素の画素値を平滑化して、平滑画像データを生成する平滑部と、画像データの画素と、当該画素に対応する平滑画像データの画素の画素値の差分を画素ごとに求めて、差分画像データを生成する差分部と、検査部位の検査基準としての基準画像データと差分画像データとの類似度に基づいて、検査対象物体が良品か否かを判定する判定部とを備えたものである。
Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-160531) discloses an inspection apparatus that inspects defects in the outer shape of an object to be inspected with high accuracy.
The inspection apparatus described in Patent Document 6 includes an imaging unit that captures an image of an object to be inspected and generates image data that includes an inspection area that is an image area corresponding to an inspection portion of the object to be inspected; a smoothing unit that smoothes the pixel value of each pixel to generate smoothed image data; A difference unit for generating data, and a determination unit for determining whether or not an object to be inspected is a non-defective product based on the degree of similarity between reference image data as an inspection reference for an inspection region and the difference image data. .

特開2021-67592号公報JP 2021-67592 A 特開2019-82333号公報JP 2019-82333 A 特開2019-158553号公報JP 2019-158553 A 特開2016-38204号公報JP 2016-38204 A 特開2017-003415号公報JP 2017-003415 A 特開2013-160531号公報JP 2013-160531 A

検査装置においては、種々の研究開発が進められており、大型の検査装置が検査システムとして固定配置されていることが多い。しかしながら、少量多品種に対応した工場等においては、検査システムを導入する費用が多額となるため、人力による検査が利用されている。これらの少量多品種等の生産現場においても自動化の要望が高まってきている現状がある。また、コロナ禍による人材不足と共により自動化のニーズが高まってきている。 Various researches and developments have been made on inspection devices, and large-sized inspection devices are often fixedly arranged as inspection systems. However, in factories and the like that handle small-lot production of a wide variety of products, the cost of introducing an inspection system is high, so manual inspection is used. There is a current situation where the demand for automation is increasing even in production sites such as these small-lot, high-mix production. In addition, the need for automation is increasing along with the shortage of human resources due to the corona disaster.

本発明の主な目的は、少量多品種に対応できる検査装置および検査方法を提供することである。
本発明の他の目的は、装置自体が移動可能であり、少量多品種に対応できる検査装置および検査方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION A main object of the present invention is to provide an inspection apparatus and an inspection method that can deal with a large variety of products in small quantities.
Another object of the present invention is to provide an inspection apparatus and an inspection method in which the apparatus itself is movable and which can deal with small-lot production of a wide variety of products.

(1)
一局面に従う検査装置は、撮像装置と、照明装置と、撮像装置および照明装置をアームで保持するアーム駆動装置と、被検査体を鉛直軸に沿って回転可能に保持する保持装置と、アーム駆動装置および保持装置を収納可能な筐体と、筐体を支持しつつ移動可能な移動装置と、撮像装置、照明装置、アーム駆動装置、および保持装置へ電力を供給する単一電力供給部と、を含むものである。
(1)
An inspection apparatus according to one aspect includes an imaging device, an illumination device, an arm driving device that holds the imaging device and the illumination device with arms, a holding device that holds an object to be inspected rotatably along a vertical axis, and an arm driving device. a housing capable of housing the device and the holding device, a moving device capable of moving while supporting the housing, a single power supply section supplying power to the imaging device, the lighting device, the arm driving device, and the holding device; includes.

この場合、筐体内の撮像装置、照明装置、アーム駆動装置および保持装置が移動装置により容易に移動できる。その結果、少量多品種の検査を行う場合に、検査装置を容易に移動させることができる。また、被検査体を鉛直軸周りに回転移動させつつ、アーム駆動装置に取り付けられた撮像装置で撮像し、検査を行うことができる。その結果、少量多品種の製品に対して、全方向からの検査を確実に実施することができる。特に、アーム駆動装置を大型化することでアームの長さを延長させることができるが、その場合、検査装置自体の大きさが大きくなり移動が困難となる。本発明においては、アーム駆動装置と保持装置とを設けることで、アーム駆動装置の小型化、結果として検査装置の小型化と移動可能性を高めている。
また、すべての装置が単一電力で駆動可能であるため、移動の場合にも電力の確保が容易である。
In this case, the imaging device, lighting device, arm driving device, and holding device in the housing can be easily moved by the moving device. As a result, the inspection apparatus can be easily moved when inspecting a large variety of products in small quantities. In addition, it is possible to perform inspection by taking an image with an imaging device attached to the arm driving device while rotating the object to be inspected around the vertical axis. As a result, omnidirectional inspection can be reliably carried out for a wide variety of products in small quantities. In particular, the length of the arm can be extended by enlarging the arm driving device, but in that case, the size of the inspection device itself becomes large, making it difficult to move. In the present invention, by providing the arm driving device and the holding device, the size of the arm driving device is reduced, and as a result, the size and mobility of the inspection device are increased.
In addition, since all devices can be driven with a single power, it is easy to secure power even when moving.

(2)
第2の発明にかかる検査装置は、一局面に従う検査装置において、保持部をさらに含み、アーム駆動装置は、保持部の中央部を支持し、保持部の一端側に撮像装置が設けられ、他端側に照明装置が設けられ、保持装置は、被検査体を保持しつつ、鉛直方向に上下移動可能であってもよい。
(2)
An inspection apparatus according to a second aspect of the present invention is an inspection apparatus according to one aspect, further including a holding section, the arm driving device supporting a central portion of the holding section, an imaging device provided on one end side of the holding section, and An illumination device may be provided on the end side, and the holding device may move up and down in the vertical direction while holding the object to be inspected.

この場合、保持装置は、鉛直方向に上下移動可能であり、アーム駆動装置は保持部の中央部を支持し、保持部の一端側に撮像装置が設けられ、他端側に照明装置が設けられているので、照明装置の重量と、撮像装置の重量とがバランスよく配置される。その結果、カウンターウェイト効果が生じて、アーム駆動装置のアームが動作した場合に、アームに加わるモーメントを減少させることができる。その結果、アーム駆動装置の小型化を図ることができる。 In this case, the holding device is vertically movable, the arm driving device supports the central portion of the holding portion, the imaging device is provided at one end of the holding portion, and the lighting device is provided at the other end. Therefore, the weight of the lighting device and the weight of the imaging device are arranged in a well-balanced manner. As a result, a counterweight effect is produced, and when the arm of the arm driving device operates, the moment applied to the arm can be reduced. As a result, the size of the arm driving device can be reduced.

(3)
第3の発明にかかる検査装置は、第2の発明にかかる検査装置において、保持部は、樹脂製であり、撮像装置は、焦点距離が20mm以下であり、照明装置は、全灯または所定の割合の点灯が可能な点灯システムを有してもよい。
(3)
An inspection apparatus according to a third aspect is the inspection apparatus according to the second aspect, wherein the holding portion is made of resin, the imaging device has a focal length of 20 mm or less, and the lighting device is full or predetermined. You may have a lighting system that allows for percentage lighting.

この場合、保持部は、樹脂製であるため、アーム駆動装置の小型化を図ることができる。また、樹脂は、UV硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、形状保持樹脂、3Dプリンターを用いた積層造形による樹脂、その他任意の樹脂からなってもよい。さらに、保持部は、単なる板形状を組み合わせたものであってもよく、トポロジー最適化手法による形状であってもよい。
また、撮像装置は、焦点距離が20mm以下であるため、小型の撮像装置を用いることができ、重量を低減させるとともに、検査装置の小型化を図ることができる。すなわち、焦点距離の短いレンズを用いることで、対象物までの距離を短く設定することができる。その結果、ロボットとワークの距離を短くできるため、結果として検査装置の筐体サイズが水平方向にも垂直方向にも小さくすることができる。さらに、焦点距離を短くすることで、アーム駆動装置のアームの距離も短く設定できるため、結果としてアーム駆動装置自体の小型化も可能になり、検査装置自体のさらなる小型化、軽量化が可能になる。
さらに、照明装置は、全灯または所定の割合の点灯が可能であるので、異なる所定の割合で複数回発光させて光の照射方向を変えて撮像することで、被検査体の不良を確実に検出することができる。
In this case, since the holding portion is made of resin, the size of the arm driving device can be reduced. Also, the resin may be a UV curable resin, a thermoplastic resin, a shape-retaining resin, a resin produced by lamination molding using a 3D printer, or any other resin. Furthermore, the holding portion may be a combination of simple plate shapes, or may be a shape obtained by a topology optimization method.
In addition, since the imaging device has a focal length of 20 mm or less, it is possible to use a small imaging device, thereby reducing the weight and miniaturization of the inspection device. That is, by using a lens with a short focal length, the distance to the object can be set short. As a result, the distance between the robot and the workpiece can be shortened, and as a result, the housing size of the inspection apparatus can be reduced both horizontally and vertically. Furthermore, by shortening the focal length, the arm distance of the arm driving device can also be shortened. As a result, the arm driving device itself can be made smaller, and the inspection device itself can be further reduced in size and weight. Become.
Furthermore, since the lighting device can be turned on at all lights or at a predetermined rate, by emitting light a plurality of times at different predetermined rates and changing the irradiation direction of the light to take an image, defects in the object to be inspected can be reliably detected. can be detected.

(4)
第4の発明にかかる検査装置は、一局面から第3の発明にかかる検査装置において、筐体は、枠体構造からなり、単一電力供給部は、単相100ボルトまたは単相200ボルトであってもよい。
(4)
An inspection apparatus according to a fourth invention is the inspection apparatus according to one aspect to the third invention, wherein the housing has a frame structure, and the single power supply unit is a single-phase 100 volt or a single-phase 200 volt. There may be.

この場合、筐体が枠体構造からなるため、移動装置の小型化を図ることができる。また、単一電力供給部は、単相100ボルトまたは単相200ボルトのいずれか一方からなるため、電源の確保が容易である。また、単相100ボルト仕様の場合、筐体内に設けられたすべての装置の小型化を図ることができる。 In this case, since the housing has a frame structure, it is possible to reduce the size of the mobile device. In addition, since the single power supply section consists of either single-phase 100 volts or single-phase 200 volts, it is easy to secure a power source. Moreover, in the case of the single-phase 100 volt specification, it is possible to reduce the size of all the devices provided in the housing.

(5)
第5の発明にかかる検査装置は、一局面から第4の発明にかかる検査装置において、移動装置は、筐体の下部に配置され、かつ無人搬送機能、自動走行機能、所定位置で移動しないための制動機能、所定位置へ移動するための移動機能の少なくとも1つを含んでもよい。
(5)
An inspection apparatus according to a fifth aspect is an inspection apparatus according to one aspect to the fourth aspect, wherein the moving device is arranged at the bottom of the housing, has an unmanned transport function, an automatic traveling function, and does not move at a predetermined position. and/or a moving function for moving to a predetermined position.

この場合、移動装置は、筐体の下部に配置されるので、筐体全体を容易に移動させることができる。特に自動走行機能または無人搬送機能を有することで、スケジュールに応じて自動で走行し、検査場所へ移動することができる。また、これらに限定されず、キャスターまたは人力による台車で移動可能にしてもよく、衝突防止装置等をさらに兼ね備えていてもよい。また、移動装置は、検査を実施している場合に意図しない移動を抑制するため、制動機能を有することがより好ましい。 In this case, since the moving device is arranged in the lower part of the housing, it is possible to easily move the entire housing. In particular, by having an automatic traveling function or an unmanned transportation function, it can automatically travel according to the schedule and move to the inspection place. In addition, it is not limited to these, and it may be movable with casters or a trolley driven by human power, and may further include a collision prevention device or the like. Further, it is more preferable that the moving device has a braking function in order to suppress unintended movement during inspection.

(6)
第6の発明にかかる検査装置は、一局面から第5の発明にかかる検査装置において、筐体は、さらにスプリングバランサを含み、スプリングバランサは、撮像装置および照明装置の配線を保持してもよい。
(6)
An inspection apparatus according to a sixth aspect of the invention is an inspection apparatus according to any one of the first to fifth aspects of the invention, wherein the housing further includes a spring balancer, and the spring balancer may hold wiring of the imaging device and the lighting device. .

この場合、スプリングバランサを設けることで、撮像装置および照明装置から延在するケーブルの重量をアーム駆動装置に負担させることなく、スプリングバランサで負担させることができる。その結果、検査装置の小型化を図ることができる。 In this case, by providing the spring balancer, the weight of the cables extending from the imaging device and the lighting device can be borne by the spring balancer without being borne by the arm driving device. As a result, it is possible to reduce the size of the inspection apparatus.

(7)
第7の発明にかかる検査装置は、一局面から第6の発明にかかる検査装置において、さらに被検査体受取装置を含み、被検査体受取装置は、検査前の被検査体を保持装置に移動させるとともに、検査後の被検査体を取り出してもよい。
(7)
An inspection apparatus according to a seventh aspect of the invention is the inspection apparatus according to the sixth aspect of the invention, further including an inspection object receiving device, wherein the inspection object receiving device moves the inspection object before inspection to the holding device. At the same time, the object to be inspected after inspection may be taken out.

この場合、少量多品種の個々の検査場所に被検査体受取装置を配置させることで、検査装置を移動させて検査を実施することができる。また、被検査体受取装置により検査前と検査後に自動に被検査体を取り出すことができるので人手を減らすことができる。 In this case, by arranging the device for receiving the object to be inspected at each inspection location for small-lot, high-mix products, the inspection device can be moved to carry out the inspection. In addition, since the object to be inspected can be automatically taken out before and after the inspection by the object receiving device, manpower can be reduced.

(8)
他の局面に従う検査方法は、移動装置を備えた筐体内に被検査体を撮像する撮像装置、被検査体に照射する照明装置、撮像装置および照明装置を保持しつつ移動させるアーム駆動装置、被検査体を保持する保持装置、および各装置に電力を供給する単一電力供給部を備え、被検査体を検査する検査方法であって、筐体を移動装置により移動する移動工程と、撮像装置および照明装置をアーム駆動装置で保持しつつ、被検査体の全方向から発光および撮像する発光撮像工程と、保持装置により被検査体を保持しつつ鉛直軸周りに回転させる回転移動工程と、を含むものである。
(8)
An inspection method according to another aspect includes an imaging device for imaging an object to be inspected, an illumination device for irradiating the object to be inspected, an arm driving device for holding and moving the imaging device and the illumination device, and an object for inspection. An inspection method for inspecting an object to be inspected, comprising a holding device for holding an object to be inspected and a single power supply unit for supplying power to each device, comprising: a moving step of moving a housing by a moving device; and a light emission imaging step of emitting light and imaging from all directions of an object to be inspected while holding the illumination device by the arm driving device, and a rotational movement step of rotating the object to be inspected around a vertical axis while holding it by the holding device. includes.

この場合、筐体内の撮像装置、照明装置、アーム駆動装置および保持装置が移動装置により容易に移動できる。その結果、少量多品種の検査を行う場合に、検査装置を容易に移動させることができる。また、被検査体を鉛直軸周りに回転移動させつつ、アーム駆動装置に取り付けられた撮像装置で撮像し、検査を行うことができる。その結果、少量多品種の製品に対して、全方向からの検査を確実に実施することができる。特に、アーム駆動装置を大型化することでアームの長さを延長させることができるが、その場合、検査装置自体の大きさが大きくなり移動が困難となる。本発明においては、アーム駆動装置と保持装置とを設けることで、アーム駆動装置の小型化、結果として検査装置の小型化と移動可能性を高めている。
また、すべての装置が単一電力で駆動可能であるため、移動の際にも電力の確保が容易である。
In this case, the imaging device, lighting device, arm driving device, and holding device in the housing can be easily moved by the moving device. As a result, the inspection apparatus can be easily moved when inspecting a large variety of products in small quantities. In addition, it is possible to perform inspection by taking an image with an imaging device attached to the arm driving device while rotating the object to be inspected around the vertical axis. As a result, omnidirectional inspection can be reliably carried out for a wide variety of products in small quantities. In particular, the length of the arm can be extended by enlarging the arm driving device, but in that case, the size of the inspection device itself becomes large, making it difficult to move. In the present invention, by providing the arm driving device and the holding device, the size of the arm driving device is reduced, and as a result, the size and mobility of the inspection device are increased.
In addition, since all the devices can be driven with a single power, it is easy to secure power even when moving.

本実施の形態にかかる検査装置の構成の一例を示す模式的ブロック図である。1 is a schematic block diagram showing an example configuration of an inspection apparatus according to an embodiment; FIG. アーム駆動装置のアームの先端の一例を示す模式的斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of a tip of an arm of an arm driving device; アーム駆動装置のアームの先端の一例を示す模式的側面図である。FIG. 4 is a schematic side view showing an example of a tip of an arm of an arm driving device; 検査装置の一例を示す内部構造側面図である。It is an internal structure side view which shows an example of an inspection apparatus. 検査装置の一例を示す内部構造斜視図である。It is an internal structure perspective view which shows an example of an inspection apparatus. 本実施の形態における検査装置の制御の一例を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing an example of control of the inspection apparatus according to the present embodiment; 移動装置を自律型協働ロボット(AMR)にした場合の検査装置の一例を示す模式的説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing an example of an inspection device in which an autonomous collaborative robot (AMR) is used as a mobile device;

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to the same parts. Moreover, in the case of the same reference numerals, their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

[実施形態]
図1は、本実施の形態にかかる検査装置100の構成の一例を示す模式的ブロック図であり、図2は、アーム駆動装置200のアーム205の先端206の一例を示す模式的斜視図であり、図3は、アーム駆動装置200のアーム205の先端206の一例を示す模式的側面図である。
[Embodiment]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an example of the configuration of an inspection apparatus 100 according to this embodiment, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of a distal end 206 of an arm 205 of an arm driving device 200. 3 is a schematic side view showing an example of the tip 206 of the arm 205 of the arm driving device 200. FIG.

(検査装置100)
図1に示すように、検査装置100は、主にアーム駆動装置200、保持装置300、単一電力供給部400、筐体500および移動装置600を含む。
(Inspection device 100)
As shown in FIG. 1, the inspection device 100 mainly includes an arm driving device 200, a holding device 300, a single power supply 400, a housing 500 and a moving device 600. As shown in FIG.

(アーム駆動装置200)
本実施の形態においては、アーム駆動装置200は、アーム205長が350mm以下の6軸式協働ロボット(ユニバーサルロボット)を用いた。また、アーム駆動装置200のアーム205の先端206には、後述する照明装置210、撮像装置220および保持部250が設けられている。
アーム駆動装置200は、6軸式協働ロボットの機能により照明装置210および撮像装置220を用いて、保持装置300に保持された被検査体の検査を実施できるものである。
本実施の形態においては、アーム駆動装置200として、デンソーウェーブ社製の人協働ロボットCVR038A1を用いた。本実施の形態にかかるアーム駆動装置200の可搬重量は500グラムであり、本実施の形態においては、それを下回るように設計した。
(Arm drive device 200)
In this embodiment, the arm drive device 200 uses a six-axis collaborative robot (universal robot) with an arm 205 length of 350 mm or less. Further, the tip 206 of the arm 205 of the arm driving device 200 is provided with a lighting device 210, an imaging device 220, and a holding portion 250, which will be described later.
The arm driving device 200 can inspect an object to be inspected held by the holding device 300 using the lighting device 210 and the imaging device 220 with the function of a six-axis collaborative robot.
In the present embodiment, a human collaborative robot CVR038A1 manufactured by Denso Wave Co., Ltd. is used as the arm drive device 200 . The weight capacity of the arm drive device 200 according to the present embodiment is 500 grams, and the weight capacity of the present embodiment is designed to be less than that.

(照明装置210)
図2に示すように、本実施の形態に係る照明装置210は、内部にリング状に複数のLEDが配置されている。また、複数のLEDのうち所定の個数のLEDを個別に点灯させることができる。それにより、リング状の円周上を8区分し、それぞれ8分の一ずつ点灯させることができる。その結果、被検査体に対して異なる方向から光を照射することができる。本実施の形態における照明装置210の重量は、305グラムである。
本実施の形態においては、照明装置210として、イマック社製のリング照明IMDR-130DWHV-8chを用いた。
(Lighting device 210)
As shown in FIG. 2, lighting device 210 according to the present embodiment has a plurality of LEDs arranged in a ring shape inside. Further, a predetermined number of LEDs among the plurality of LEDs can be individually lit. As a result, the ring-shaped circumference can be divided into 8 sections, each of which can be lit by 1/8. As a result, the object to be inspected can be irradiated with light from different directions. The weight of lighting device 210 in this embodiment is 305 grams.
In the present embodiment, a ring light IMDR-130DWHV-8ch manufactured by Imac Co., Ltd. is used as the lighting device 210 .

(撮像装置220)
次いで、撮像装置220は、500万画素のカメラを用いた。さらに、撮像装置220のレンズは、焦点距離20mm以下が好ましい。また、本実施の形態においては、焦点距離8mmのレンズを用いた。撮像装置220は、照明装置210の発光に同期して被検査体の撮像を実施するものである。本実施の形態における撮像装置220の重量は、120グラムである。
なお、本実施の形態においては、照明装置210および撮像装置220をそれぞれ個別となっているものを使用したが、これに限定されず、照明装置210と一体になった撮像装置220を用いてもよい。
本実施の形態においては、撮像装置220として、オムロン社製のSTC-MCS500POEを用いた。
(Imaging device 220)
Next, the imaging device 220 used a 5-megapixel camera. Furthermore, the focal length of the lens of the imaging device 220 is preferably 20 mm or less. Also, in this embodiment, a lens with a focal length of 8 mm is used. The imaging device 220 performs imaging of the object to be inspected in synchronization with the light emission of the illumination device 210 . The weight of the imaging device 220 in this embodiment is 120 grams.
In the present embodiment, lighting device 210 and imaging device 220 are used separately, but the present invention is not limited to this, and imaging device 220 integrated with lighting device 210 may be used. good.
In this embodiment, STC-MCS500POE manufactured by Omron Corporation was used as the imaging device 220 .

(保持装置300)
また、保持装置300は、被検査体を鉛直軸周りに回転させることができるとともに、鉛直上下方向に駆動可能な機能を有するものを用いた。すなわち、保持装置300に保持された被検査体を回転させつつ、アーム駆動装置200により移動される撮像装置220等で被検査体の上方から検査され、保持装置300が鉛直上方向に駆動することにより、被検査体が持ち上げられ、被検査体の下方(裏面等)に対しても撮像装置220等で検査することができる。
また、保持装置300は、後述する被検査体受取装置910、920、930等により、検査前の被検査体を自動的に受け取り、検査後の被検査体を排出することができるものである。なお、保持装置300は、被検査体受取装置910、920、930に限定されず、人力により被検査体を受け取ってもよい。
本実施の形態においては、保持装置300の主な構成として、鉛直上下方向および鉛直軸周りに回転可能な電動アクチュエータおよび電動アクチュエータを動作させるためのコントローラーを用いた。
(Holding device 300)
In addition, the holding device 300 is capable of rotating the object to be inspected around the vertical axis and having a function of being able to drive the object vertically up and down. That is, while rotating the object to be inspected held by the holding device 300, the object to be inspected is inspected from above by the imaging device 220 or the like moved by the arm driving device 200, and the holding device 300 is driven vertically upward. Thus, the object to be inspected is lifted, and the lower side (back surface, etc.) of the object to be inspected can also be inspected by the imaging device 220 or the like.
Further, the holding device 300 can automatically receive an object to be inspected before inspection and discharge the object to be inspected after inspection by means of object receiving devices 910, 920, 930, etc., which will be described later. Note that the holding device 300 is not limited to the object receiving devices 910, 920, and 930, and may receive the object manually.
In the present embodiment, as the main configuration of the holding device 300, an electric actuator capable of rotating vertically and around the vertical axis and a controller for operating the electric actuator are used.

(単一電力供給部400)
次に、図1に示すように、単一電力供給部400は、単相100ボルトの電力を受取り、DC24ボルト、DC12ボルトまたはDC5ボルトのいずれか1つに変換する装置である。なお、複数に変換する装置であってもよい。単一電力供給部400は、変換した直流電圧を、アーム駆動装置200、照明装置210、撮像装置220、保持装置300の全てに供給する。
なお、単一電力供給部400は、工場等において使用される単相200ボルトの電力を受取り、DC24ボルト、DC12ボルトまたはDC5ボルトのいずれかに変換する装置であってもよい。
本実施の形態にかかる検査装置100は、移動可能であるため、電力を受取る装置を単一電力供給部400の一つにすることで、容易に移動後の電源を獲得することができる。すなわち、ワンタッチで検査装置100へ電力を補給することができるというメリットを有する。
また、単一電力供給部400が、単相100ボルト対応の場合には、アーム駆動装置200、照明装置210、撮像装置220、保持装置300の全てを、単相200ボルト対応の場合と比較して、小型化することができる。
一方、単一電力供給部400が、単相200ボルト対応の場合には、アーム駆動装置200、保持装置300を、単相100ボルト対応の場合と比較して、大型化するとともに、被検査体の大きさが大きくても対応することができる。
また、図示していないが、単一電力供給部400は、筐体500の下方側に施設内における単相100ボルト電源に接続可能なコンセントケーブルを有してもよい。
(single power supply 400)
Next, as shown in FIG. 1, a single power supply 400 is a device that receives single phase 100 volt power and converts it to either 24 volts DC, 12 volts DC or 5 volts DC. It should be noted that it may be a device that converts into a plurality of numbers. The single power supply unit 400 supplies the converted DC voltage to all of the arm driving device 200, lighting device 210, imaging device 220, and holding device 300. FIG.
Note that the single power supply unit 400 may be a device that receives single-phase 200 volt power used in a factory or the like and converts it to either DC 24 volts, DC 12 volts, or DC 5 volts.
Since the inspection apparatus 100 according to the present embodiment is movable, by using one of the single power supply units 400 as a device that receives power, it is possible to easily obtain power after movement. That is, there is an advantage that power can be supplied to the inspection apparatus 100 with a single touch.
In addition, when the single power supply unit 400 is compatible with single-phase 100 volts, all of the arm driving device 200, lighting device 210, imaging device 220, and holding device 300 are compared with the case where they are compatible with single-phase 200 volts. can be made smaller.
On the other hand, when the single power supply unit 400 is compatible with single-phase 200 volts, the arm driving device 200 and the holding device 300 are increased in size compared to the case of single-phase 100 volts, and can be handled even if the size of is large.
Also, although not shown, the single power supply 400 may have an outlet cable on the lower side of the housing 500 that can be connected to a single-phase 100 volt power source within the facility.

(筐体500)
本実施の形態に係る筐体500の外形は、高さが1600mm以下であり、幅750mm以下であり、奥行が900mm以下とした。また、筐体500は、軽量化のため、主に枠体で構成した。なお、本実施の形態においては、被検査体の受け取りまたは排出部以外の枠体に対して樹脂製のパネルを取り付けてもよい。
なお、本実施の形態においては、筐体500の外面に検査結果を収集するためのパーソナルコンピュータ等と接続可能なLANコネクタ、各装置の非常時にすべての機能を停止する緊急停止ボタン等を設けた。
(Case 500)
The external shape of housing 500 according to the present embodiment is 1600 mm or less in height, 750 mm or less in width, and 900 mm or less in depth. Further, the housing 500 is mainly composed of a frame for weight reduction. In this embodiment, a panel made of resin may be attached to the frame other than the receiving or discharging portion of the object to be inspected.
In this embodiment, a LAN connector that can be connected to a personal computer or the like for collecting test results and an emergency stop button that stops all the functions of each device in an emergency are provided on the outer surface of the housing 500. .

(移動装置600)
続いて、移動装置600は、コスト低減のために筐体500の下部にキャスターを配置することで対応した。さらに、本実施の形態にかかる移動装置600は、水平調整機能を有する。すなわち、検査装置100が水平状態を維持できるような機能を有する。なお、移動装置600としてキャスターの代わりに、無人搬送車(AGV)または自律型協働ロボット(AMR)を用いる例については後述する。
(Moving device 600)
Subsequently, for the moving device 600, casters were arranged in the lower part of the housing 500 for cost reduction. Further, the moving device 600 according to this embodiment has a horizontal adjustment function. That is, it has a function that allows the inspection apparatus 100 to maintain a horizontal state. An example of using an automatic guided vehicle (AGV) or an autonomous collaborative robot (AMR) instead of casters as the moving device 600 will be described later.

(アーム205の先端部206)
また、本実施の形態においては、図1、図2および図3に示すように、アーム駆動装置200が、アーム205の先端206に照明装置210、撮像装置220および保持部250を有する。図3に示すように、保持部250は、略T字形状の樹脂部材からなる。また、保持部250の一端側に照明装置210が設けられ、保持部250の他端側に撮像装置220が設けられる。保持部250は複数の孔を設けて軽量化されている。特に、保持部250は、ジェネレーティブデザインを用いた場合、23グラムであり、本実施の形態のT字形状の場合、49グラムまで重量を抑制している。また、ネジ等の固定具を含めて500グラム以内で実現していることが好ましい。
(Distal end 206 of arm 205)
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 2, and 3, arm drive device 200 has illumination device 210, imaging device 220, and holding portion 250 at tip 206 of arm 205. As shown in FIGS. As shown in FIG. 3, the holding portion 250 is made of a substantially T-shaped resin member. Also, the illumination device 210 is provided on one end side of the holding portion 250 , and the imaging device 220 is provided on the other end side of the holding portion 250 . The holding portion 250 is lightened by providing a plurality of holes. In particular, the holding part 250 weighs 23 grams when the generative design is used, and the weight is reduced to 49 grams when the T shape of the present embodiment is used. In addition, it is preferable that the weight is within 500 grams including fixing tools such as screws.

(照明装置210、撮像装置220および保持部250の関係)
さらに、照明装置210および撮像装置220の間にアーム駆動装置200のアーム205の先端部206が固定される。図3に示すように、アーム205の先端206を基準にして、照明装置210の重心は距離L1の位置にあり、撮像装置220の重心位置は距離L2の位置にある。
また、照明装置210の重心からの力F21が下方向に加わり、撮像装置220の重心からの力F22が下方向に加わる。一方、アーム205の先端206の支持力F206が上方向に加わる。その結果、力F21と力F22とは、カウンターウェイトの関係となる。
本実施の形態においては、距離L1が27mmであり、距離L2が36mmである。また、後述するように、本実施の形態においては、照明装置210および撮像装置220は、いずれも軽量であるが、単相100ボルトからの電力に対応して動作可能なアーム駆動装置200により駆動されるため、駆動時の回転モーメントに耐え得る構造にする必要性がある。
(Relationship among illumination device 210, imaging device 220, and holding unit 250)
Further, the distal end portion 206 of the arm 205 of the arm driving device 200 is fixed between the illumination device 210 and the imaging device 220 . As shown in FIG. 3, with the tip 206 of the arm 205 as a reference, the center of gravity of the illumination device 210 is located at a distance L1, and the center of gravity of the imaging device 220 is located at a distance L2.
A force F21 from the center of gravity of the lighting device 210 is applied downward, and a force F22 from the center of gravity of the imaging device 220 is applied downward. On the other hand, the supporting force F206 of the tip 206 of the arm 205 is applied upward. As a result, the force F21 and the force F22 have a counterweight relationship.
In this embodiment, the distance L1 is 27 mm and the distance L2 is 36 mm. Further, as will be described later, in the present embodiment, lighting device 210 and imaging device 220 are both lightweight, but are driven by arm driving device 200 capable of operating with power from single-phase 100 volts. Therefore, it is necessary to have a structure that can withstand the rotational moment during driving.

本実施の形態においては、駆動時の回転モーメントに耐え得る構造とするため、アーム205の先端206の支持位置に対して、保持部250を用いて保持部250の一端側に照明装置210の重心を配置し、他端側に撮像装置220の重心を配置する構造とした。その結果、アーム205の先端206に照明装置210および撮像装置220を配置した場合と比較して、回転モーメントを53%程度減少させることができた。なお、回転モーメントを40%以上、好ましくは、50%以上減少させることが好ましい。
なお、本実施の形態においては、図3および図4に示すように保持部250をT字状の部材を例示したが、これに限定されず、トポロジー最適化手法による形状であってもよい。すなわち、保持部250を三次元プリンターにより形成してもよい。
In this embodiment, in order to provide a structure capable of withstanding the rotational moment during driving, the center of gravity of lighting device 210 is placed on one end side of holding portion 250 using holding portion 250 with respect to the support position of tip 206 of arm 205 . , and the center of gravity of the imaging device 220 is arranged on the other end side. As a result, compared to the case where the illumination device 210 and the imaging device 220 are arranged at the tip 206 of the arm 205, the rotational moment can be reduced by about 53%. It is preferable to reduce the rotational moment by 40% or more, preferably 50% or more.
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the holding portion 250 is a T-shaped member, but is not limited to this, and may be shaped by a topology optimization method. That is, the holding portion 250 may be formed by a three-dimensional printer.

(検査装置100の内部構造)
次に、図4は、検査装置100の一例を示す内部構造側面図であり、図5は、検査装置100の一例を示す内部構造斜視図である。
(Internal structure of inspection device 100)
Next, FIG. 4 is a side view of the internal structure showing an example of the inspection device 100, and FIG. 5 is a perspective view of the internal structure showing an example of the inspection device 100. As shown in FIG.

図4および図5に示すように、筐体500は、直方体状で形成され、矩形状の骨組みで枠体が形成されている。また、筐体500の上部の枠体には、スプリングバランサ550が設けられている。
スプリングバランサ550は、撮像装置220、照明装置210およびアーム駆動装置200の配線を保持するために設けられている。ここで、スプリングバランサ550は、スプリングのトルク変化をテーパドラムにすることにより吊り下げ対象物である各配線の重量を保持する機構であり、アーム駆動装置200のアーム205が駆動した場合に照明装置210および撮像装置220の配線の重量をアーム205に加わらないようにするための装置である。
As shown in FIGS. 4 and 5, the housing 500 is formed in the shape of a rectangular parallelepiped, and the frame is formed by a rectangular framework. A spring balancer 550 is provided on the upper frame of the housing 500 .
A spring balancer 550 is provided to hold wiring of the imaging device 220 , the lighting device 210 and the arm driving device 200 . Here, the spring balancer 550 is a mechanism that maintains the weight of each wire, which is an object to be suspended, by changing the torque of the spring to a tapered drum. and a device for preventing the weight of the wiring of the imaging device 220 from being applied to the arm 205 .

その結果、アーム205に余分な力(配線の重量およびモーメント)が加わることなく、アーム駆動装置200がアーム205の先端206に設けられた照明装置210および撮像装置220を移動させることができる。
また、当該移動と同時に保持装置300が被検査体を鉛直上下方向に移動させ、かつ鉛直軸周りに回転させることができるので、撮像装置220による被検査体の撮像を容易に実施することができる。
具体的には、撮像装置220により一方向において数枚撮像されるが、当該数枚撮像する場合の、それぞれにおいて、照明装置210からの光の照射方向(当て方)を変化させることで、被検査体の検査を実施することができる。
As a result, the arm driving device 200 can move the illumination device 210 and the imaging device 220 provided at the tip 206 of the arm 205 without applying extra force (weight and moment of wiring) to the arm 205 .
At the same time as the movement, the holding device 300 can move the object to be inspected in the vertical direction and rotate it around the vertical axis. .
Specifically, several images are captured in one direction by the imaging device 220, and by changing the irradiation direction (applying method) of the light from the illumination device 210 in each case of capturing the several images, An examination of the specimen can be performed.

次に、図6は、本実施の形態における検査装置100の制御の一例を示すフローチャートである。 Next, FIG. 6 is a flow chart showing an example of control of the inspection apparatus 100 in this embodiment.

図6に示すように、検査装置100は、まず電源ON/OFFにより電源をONする(ステップS1)。
次に、検査装置100は、異常が発生していないか確認する(ステップS2)。異常が発生していない場合、ステップS4の処理へ移行する。一方、異常が発生した場合には、異常がリセットされたか否かを判定し(ステップS3)、リセットされる前、ステップS1の処理からステップS3の処理を繰り返す。なお、所定回数繰り返しても異常がリセットされない場合には、電源をOFFさせるようにしてもよい。
As shown in FIG. 6, the inspection apparatus 100 first turns on the power by turning the power ON/OFF (step S1).
Next, the inspection device 100 checks whether an abnormality has occurred (step S2). If no abnormality has occurred, the process proceeds to step S4. On the other hand, if an abnormality has occurred, it is determined whether or not the abnormality has been reset (step S3), and before the reset, the processes from step S1 to step S3 are repeated. If the abnormality is not reset even after repeating the process a predetermined number of times, the power may be turned off.

次に、図6に示すように、検査装置100は、原点復帰要求があった場合(ステップS4)、原点復帰を開始する(ステップS5。)一方、原点復帰要求がない場合には、ステップS7の処理へ移行する。 Next, as shown in FIG. 6, the inspection apparatus 100 starts returning to origin (step S5) when there is a request to return to origin (step S4). to process.

原点復帰を開始した後、原点復帰が完了したか否かを判定し(ステップS6)、原点復帰していない、または原点復帰できないと判定した場合、検査装置100は、異常が発生したとして、ステップS2の処理に戻り、処理を繰り返す。 After starting the origin return, it is determined whether or not the origin return is completed (step S6), and if it is determined that the origin return is not completed or the origin return cannot be performed, the inspection apparatus 100 judges that an abnormality has occurred and determines that the origin return is not possible. Return to the process of S2 and repeat the process.

一方、原点復帰したと判定した場合には、検査装置100は、検査のための保持装置300およびアーム駆動装置200が動作可能か否かを判定し(ステップS7)、動作可能であると判定した場合には、動作を開始する(ステップS8)。すなわち、後述する検査処理を実施する。
一方、検査のための保持装置300およびアーム駆動装置200が動作不可能であると判定した場合には、異常が発生したとして、ステップS2の処理に戻り、処理を繰り返す。
On the other hand, when it is determined that the origin return has been performed, the inspection device 100 determines whether the holding device 300 and the arm driving device 200 for inspection are operable (step S7), and determines that they are operable. If so, the operation is started (step S8). That is, an inspection process, which will be described later, is performed.
On the other hand, when it is determined that the holding device 300 and the arm driving device 200 for inspection are inoperable, it is assumed that an abnormality has occurred, and the process returns to step S2 to repeat the process.

最後に、検査装置100は、検査処理が終了した場合、動作を完了させる(ステップS9)。そして、検査装置100は、ステップS3の処理に戻り、処理を繰り返す。
一方、検査処理が終了しない、または終了できない場合には、動作が完了せず、異常が発生したとして、ステップS2の処理に戻り、処理を繰り返す。
Finally, the inspection apparatus 100 completes the operation when the inspection process is finished (step S9). Then, the inspection apparatus 100 returns to the process of step S3 and repeats the process.
On the other hand, if the inspection process is not completed or cannot be completed, it is determined that the operation is not completed and an abnormality has occurred, and the process returns to step S2 to repeat the process.

続いて、本実施の形態における検査方法の一例について説明を行う。まず初めに、被検査体に対して上面から照明装置210の光の照射を4回変化させて撮像し、保持装置300により鉛直軸周りに90度ずつ回転させる。撮像結果は、図示しないパーソナルコンピュータに送信され、傷または不具合の有無がチェックされる。なお、上記の角度と回数とは、撮像装置220による画素数、撮影範囲および焦点距離により任意に変更してもよい。 Next, an example of an inspection method according to this embodiment will be described. First, an object to be inspected is imaged by changing the irradiation of light from the illumination device 210 four times from above, and rotated by the holding device 300 by 90 degrees around the vertical axis. The imaged result is transmitted to a personal computer (not shown) and checked for flaws or defects. Note that the angle and the number of times described above may be arbitrarily changed according to the number of pixels of the imaging device 220, the imaging range, and the focal length.

続いて、保持装置300は、鉛直上方向に被検査体を上昇させる。そして、被検査体に対して下面から照明装置210の光の照射を4回変化させて撮像し、保持装置300保持装置300により鉛直軸周りに90度ずつ回転させる。
撮像結果は、図示しないパーソナルコンピュータに送信され、傷または不具合の有無がチェックされる。それらの結果を踏まえて被検査体が良品か不良品かの判断がなされる。
以上のような工程で、撮像装置220による撮像結果を基にして検査を実施することができる。
Subsequently, the holding device 300 raises the object to be inspected vertically upward. Then, the object to be inspected is imaged by changing the irradiation of light from the illumination device 210 four times from the lower surface, and the object to be inspected is rotated by the holding device 300 by 90 degrees around the vertical axis.
The imaging result is transmitted to a personal computer (not shown), and checked for flaws or defects. Based on these results, it is determined whether the object to be inspected is a non-defective product or a defective product.
Through the steps described above, an inspection can be performed based on the imaging result of the imaging device 220 .

次に、図7は、移動装置600を自律型協働ロボット(AMR)にした場合の検査装置100の一例を示す模式的説明図である。 Next, FIG. 7 is a schematic explanatory diagram showing an example of the inspection device 100 when the mobile device 600 is an autonomous collaborative robot (AMR).

図7に示すように、所定の工場内において検査装置100を用いる場合について説明を行う。なお、本実施の形態においては、移動装置600が自律型協働ロボットであるとともに、バッテリ、蓄電池、発電機のいずれかを有しており、各装置に電力を供給することができる仕様である。 As shown in FIG. 7, the case where the inspection apparatus 100 is used in a predetermined factory will be described. In this embodiment, the mobile device 600 is an autonomous collaborative robot and has either a battery, a storage battery, or a generator, and is designed to supply power to each device. .

まず、検査装置100は、自律型協働ロボット(AMR)により被検査体Aの検査場所に移動する。そして、被検査体受取装置910により被検査体Aが保持装置300へ受け渡される。検査装置100は、被検査体Aの検査を実施する。
次いで、被検査体Aの検査が終了した場合、被検査体受取装置910により保持装置300から被検査体Aが取り出される。検査前の被検査体Aが複数ある場合には、当該処理を繰り返す。当然ながら、被検査体受取装置910は、良品の被検査体Aと不良品の被検査体Aとを、それぞれ取り出した後、異なる位置に収納する。
First, the inspection apparatus 100 moves to an inspection place of the object A to be inspected by an autonomous collaborative robot (AMR). Then, the object to be inspected A is transferred to the holding device 300 by the object to be inspected receiving device 910 . The inspection apparatus 100 inspects an object A to be inspected.
Next, when the inspection of the object to be inspected A is completed, the object to be inspected A is taken out from the holding device 300 by the object receiving device 910 to be inspected. If there are a plurality of objects A to be inspected before inspection, the processing is repeated. As a matter of course, the inspection object receiving device 910 takes out the good inspection object A and the defective inspection object A, and then stores them in different positions.

次に、検査装置100は、自律型協働ロボット(AMR)により被検査体Aの検査場所から被検査体Bの検査場所へ自動的に移動する。
そして、被検査体受取装置920により被検査体Bが保持装置300へ受け渡される。検査装置100は、被検査体Bの検査を実施する。
次いで、被検査体Bの検査が終了した場合、被検査体受取装置920により保持装置300から被検査体Bが取り出される。検査前の被検査体Bが複数ある場合には、当該処理を繰り返す。当然ながら、被検査体受取装置920は、良品の被検査体Bと不良品の被検査体Bとを、それぞれ取り出した後、異なる位置に収納する。
Next, the inspection apparatus 100 automatically moves from the inspection location for the object A to the inspection location for the object B by an autonomous collaborative robot (AMR).
Then, the object to be inspected B is transferred to the holding device 300 by the object to be inspected receiving device 920 . The inspection apparatus 100 inspects the object B to be inspected.
Next, when the inspection of the object to be inspected B is completed, the object to be inspected B is taken out from the holding device 300 by the object receiving device 920 to be inspected. If there are a plurality of objects B to be inspected before inspection, the processing is repeated. As a matter of course, the inspection object receiving device 920 takes out the good inspection object B and the defective inspection object B, and then stores them in different positions.

次いで、検査装置100は、自律型協働ロボット(AMR)により被検査体Bの検査場所から被検査体Cの検査場所へ自動的に移動する。
そして、被検査体受取装置930により被検査体Cが保持装置300へ受け渡される。検査装置100は、被検査体Cの検査を実施する。
次いで、被検査体Cの検査が終了した場合、被検査体受取装置930により保持装置300から被検査体Cが取り出される。検査前の被検査体Cが複数ある場合には、当該処理を繰り返す。同じく、被検査体受取装置930は、良品の被検査体Cと不良品の被検査体Cとを、それぞれ取り出した後、異なる位置に収納する。
Next, the inspection apparatus 100 automatically moves from the inspection location for the object B to the inspection location for the object C by an autonomous collaborative robot (AMR).
Then, the object to be inspected C is transferred to the holding device 300 by the object to be inspected receiving device 930 . The inspection apparatus 100 inspects the object C to be inspected.
Next, when the inspection of the object to be inspected C is completed, the object to be inspected C is taken out from the holding device 300 by the object receiving device 930 to be inspected. When there are a plurality of objects C to be inspected before inspection, the processing is repeated. Similarly, the inspection object receiving device 930 takes out the good inspection object C and the defective inspection object C, and then stores them in different positions.

このように、移動装置600が、無人搬送車(AGV)または自律型協働ロボット(AMR)により構成される場合には、被検査体A、B、Cの検査個数または所定の検査データを受領した場合に、次の被検査体の検査場所に移動するプログラムを移動装置600に入力させておいてもよい。また、本実施の形態においては、被検査体A、B、Cがベルトコンベアで搬送され、被検査体受取装置により検査装置100の保持装置300と受け取りを行うようにしてもよい。 In this way, when the mobile device 600 is composed of an automatic guided vehicle (AGV) or an autonomous collaborative robot (AMR), the number of inspection objects A, B, and C or predetermined inspection data is received. In this case, the moving device 600 may be made to input a program for moving to the inspection place of the next object to be inspected. Further, in the present embodiment, the inspection objects A, B, and C may be conveyed by a belt conveyor and received by the holding device 300 of the inspection apparatus 100 by the inspection object receiving device.

以上のように、本発明にかかる検査装置100は、少量多品種に対応することができる。また、移動可能な検査装置100は、人力による場合、キャスター等の移動装置600により容易に移動できるとともに、単一電力供給部400により容易に検査を実施することができる。さらに、移動可能な検査装置100は、自律型協働ロボット(AMR)または無人搬送車(AGV)による場合、人力が不要となり、人的資材を有効に使用することができる。 As described above, the inspection apparatus 100 according to the present invention can deal with small-lot, high-mix production. In addition, the movable inspection apparatus 100 can be easily moved by a moving device 600 such as a caster, and can be easily inspected by a single power supply unit 400 when manually operated. Furthermore, the movable inspection device 100 does not require human power when it is based on an autonomous collaborative robot (AMR) or an automatic guided vehicle (AGV), and human resources can be used effectively.

また、本発明にかかる検査装置100は、被検査体の汚れ、傷、異物、欠損、部品等の取り付け位置または部品の傾きまたは部品の向き、へこみ、銘板、欠け、塗装むら、等任意の不良を検査することができる。特に検査装置100は、少量多品種で形状が複雑な被検査体の場合でも容易に対応することができる。 In addition, the inspection apparatus 100 according to the present invention can detect any defects such as dirt, scratches, foreign matter, defects, attachment positions of parts, inclination of parts, orientation of parts, dents, nameplates, chips, uneven coating, etc. of the object to be inspected. can be inspected. In particular, the inspection apparatus 100 can easily deal with a small-lot, high-variety inspection object with a complicated shape.

本発明において、検査装置100が「検査装置」に相当し、撮像装置220が「撮像装置」に相当し、照明装置210が「照明装置」に相当し、アーム205が「アーム」に相当し、アーム駆動装置200が「アーム駆動装置」に相当し、被検査体A、B、Cが「被検査体」に相当し、保持装置300が「保持装置」に相当し、筐体500が「筐体」に相当し、移動装置600が「移動装置」に相当し、単一電力供給部400が「単一電力供給部」に相当し、保持部250が「保持部」に相当し、スプリングバランサ550が「スプリングバランサ」に相当し、被検査体受取装置910、920、930が「被検査体受取装置」に相当し、検査装置100を使用する方法が「検査方法」に相当し、移動装置600が移動する工程が「移動工程」に相当し、照明装置210および撮像装置220を用いる方法が「発光撮像工程」に相当し、保持装置300が被検査体を保持しつつ鉛直軸周りに回転させる工程が、「回転移動工程」に相当する。 In the present invention, the inspection device 100 corresponds to the "inspection device", the imaging device 220 corresponds to the "imaging device", the illumination device 210 corresponds to the "illumination device", the arm 205 corresponds to the "arm", The arm driving device 200 corresponds to the “arm driving device”, the objects A, B, and C to the “inspected objects”, the holding device 300 to the “holding device”, and the housing 500 to the “housing device”. The moving device 600 corresponds to the “moving device”, the single power supply unit 400 corresponds to the “single power supply unit”, the holding unit 250 corresponds to the “holding unit”, and the spring balancer 550 corresponds to a "spring balancer", device receiving devices 910, 920, and 930 correspond to "devices to be tested", a method using the inspection device 100 corresponds to an "inspection method", and moving device The process of moving 600 corresponds to the "moving process", the method using the illumination device 210 and the imaging device 220 corresponds to the "light emission imaging process", and the holding device 300 rotates around the vertical axis while holding the object to be inspected. The step of moving corresponds to the “rotational movement step”.

本発明の好ましい一実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。 Although one preferred embodiment of the invention is described above, the invention is not so limited. It is understood that various other embodiments can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, in this embodiment, the actions and effects of the configuration of the present invention are described, but these actions and effects are examples and do not limit the present invention.

100 検査装置
200 アーム駆動装置
205 アーム
210 照明装置
220 撮像装置
250 保持部
300 保持装置
400 単一電力供給部
500 筐体
600 移動装置
550 スプリングバランサ
910、920、930 被検査体受取装置
A、B、C 被検査体


REFERENCE SIGNS LIST 100 inspection device 200 arm driving device 205 arm 210 lighting device 220 imaging device 250 holding section 300 holding device 400 single power supply section 500 housing 600 moving device 550 spring balancer 910, 920, 930 object receiving device A, B, C object to be inspected


Claims (8)

撮像装置と、
照明装置と、
前記撮像装置および前記照明装置をアームで保持するアーム駆動装置と、
被検査体を鉛直軸に沿って回転可能に保持する保持装置と
前記アーム駆動装置および前記保持装置を収納可能な筐体と、
前記筐体を支持しつつ移動可能な移動装置と、
前記撮像装置、前記照明装置、前記アーム駆動装置、および前記保持装置へ電力を供給する単一電力供給部と、を含む、検査装置。
an imaging device;
a lighting device;
an arm driving device that holds the imaging device and the lighting device with an arm;
a holding device that holds an object to be inspected rotatably along a vertical axis; a housing that can accommodate the arm driving device and the holding device;
a moving device capable of moving while supporting the housing;
and a single power supply that provides power to the imaging device, the illumination device, the arm drive, and the holding device.
保持部をさらに含み、
前記アーム駆動装置は、前記保持部の中央部を支持し、
前記保持部の一端側に前記撮像装置が設けられ、他端側に前記照明装置が設けられ、
前記保持装置は、前記被検査体を保持しつつ、鉛直方向に上下移動可能である、請求項1に記載の検査装置。
further comprising a holding part;
The arm driving device supports a central portion of the holding portion,
The imaging device is provided on one end side of the holding portion, and the lighting device is provided on the other end side,
2. The inspection apparatus according to claim 1, wherein said holding device is vertically movable while holding said object to be inspected.
前記保持部は、樹脂製であり、前記撮像装置は、焦点距離が20mm以下であり、前記照明装置は、全灯または所定の割合の点灯が可能な点灯システムを有する、請求項2に記載の検査装置。 3. The apparatus according to claim 2, wherein said holding portion is made of resin, said imaging device has a focal length of 20 mm or less, and said lighting device has a lighting system capable of lighting all lights or a predetermined ratio of lighting. inspection equipment. 前記筐体は、枠体構造からなり、前記単一電力供給部は、単相100ボルトまたは単相200ボルトである、請求項1から3のいずれか1項に記載の検査装置。 4. The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the housing has a frame structure, and the single power supply is single phase 100 volts or single phase 200 volts. 前記移動装置は、前記筐体の下部に配置され、かつ無人搬送機能、自動走行機能、所定位置で移動しないための制動機能、所定位置へ移動するための移動機能の少なくとも1つを含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の検査装置。 The moving device is arranged in the lower part of the housing and includes at least one of an unmanned transport function, an automatic traveling function, a braking function for preventing movement at a predetermined position, and a moving function for moving to a predetermined position. Item 5. The inspection device according to any one of Items 1 to 4. 前記筐体は、さらにスプリングバランサを含み、
前記スプリングバランサは、前記撮像装置および前記照明装置の配線を保持する、請求項1から5のいずれか1項に記載の検査装置。
the housing further includes a spring balancer;
The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the spring balancer holds wiring of the imaging device and the lighting device.
さらに被検査体受取装置を含み、
前記被検査体受取装置は、検査前の前記被検査体を前記保持装置に移動させるとともに、検査後の前記被検査体を取り出す、請求項1から6のいずれか1項に記載の検査装置。
further comprising a device for receiving an object to be inspected;
7. The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein said inspection object receiving device moves said inspection object before inspection to said holding device and takes out said inspection object after inspection.
移動装置を備えた筐体内に被検査体を撮像する撮像装置、前記被検査体に照射する照明装置、前記撮像装置および前記照明装置を保持しつつ移動させるアーム駆動装置、前記被検査体を保持する保持装置、および各装置に電力を供給する単一電力供給部を備え、前記被検査体を検査する検査方法であって、
前記筐体を前記移動装置により移動する移動工程と、
前記撮像装置および前記照明装置を前記アーム駆動装置で保持しつつ、前記被検査体の全方向から発光および撮像する発光撮像工程と、
前記保持装置により前記被検査体を保持しつつ鉛直軸周りに回転させる回転移動工程と、を含む、検査方法。

An imaging device for imaging an object to be inspected, an illumination device for irradiating the object to be inspected, an arm driving device for holding and moving the imaging device and the illumination device, and holding the object to be inspected in a housing provided with a moving device and a single power supply unit for supplying power to each device, the inspection method for inspecting the object to be inspected,
a moving step of moving the housing by the moving device;
a light emission imaging step of emitting light and capturing images from all directions of the object to be inspected while holding the imaging device and the lighting device by the arm driving device;
and a rotational movement step of rotating the object to be inspected around a vertical axis while holding the object by the holding device.

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