JP6878781B2 - 検査システム - Google Patents

Description

この発明は検査システムに関し、特に、検査の対象を撮像する検査システムに関する。

ＦＡ（Factory Automation）分野などにおいては、製造過程の部品や半製品や出荷前の製品などの外観検査において、一部の製品を抜き取り、検査作業員が製品の全周囲について段差や傷を検査する。この検査は、全製品について行うとすれば、人数および時間がかかりすぎるとの課題があった。

この課題に対処するために、画像センサ、計測センサおよびロボットを組み合わせた機械を使用して検査を実施する方法が提案されている。例えば特開２００９−１４６９６号公報（特許文献１）は、ロボットを利用した外観検査装置を開示する。特許文献１は検査対象物の外観検査に必要な画像情報を取得するために、ロボットにカメラおよび照明部を取り付ける。ロボットコントローラは、検査対象物に対してカメラを移動させ、またカメラの移動に合わせて照明部を稼働するように、ロボットを制御する。

特開２００９−１４６９６号公報

特許文献１では、検査要員の人数を削減できるが、対象製品の全周囲を外観検査するために、カメラおよび照明部の移動のためにロボットの移動に時間がかかり、また検査処理が膨大な量となり、検査に要する時間が要求される時間を超えてしまうとの課題を有する。

それゆえに、この開示のある目的は、検査にかかる時間を短くすることができる検査システムを提供することである。

この開示のある局面にかかる検査システムは、対象物の外観を検査する検査装置と、検査装置を制御する制御装置と、を備える。検査装置は、対象物が通過可能な第１貫通孔を有する略円柱状の第１胴部と、第１貫通孔を形成する第１胴部の内周面に設けられた複数の撮像部と、を備える。制御装置は、各撮像部から出力される撮像画像を、検査のために処理する画像処理部を有する。

これにより、対象物を、第１貫通孔を通過させるだけで、対象物の略全周囲の外観の撮像画像および外観検査結果を取得することが可能となる。

好ましくは、制御装置は、外部装置と通信する通信部を、さらに備え、外部装置は、対象物を支持するための第１支持部と、駆動部とを有した支持装置を含み、制御装置は、さらに、対象物を支持した第１支持部が第１貫通孔を通過するように駆動部を制御するための制御信号を、支持装置に送信するよう通信部を制御する。

これにより、第１支持部を用いて対象物を支持しながら貫通孔を通過させることができる。

好ましくは、支持装置は、対象物を支持するための第２支持部をさらに有し、制御装置は、さらに、第２支持部が、第１貫通孔を通過した後の対象物を第１支持部から受け取るように駆動部を制御するための制御信号を、支持装置に送信するよう通信部を制御する。

これにより、第１支持部を用いて対象物を支持しながら貫通孔を通過させた後は、第２支持部によりこれを受け取ることができる。

好ましくは、検査装置は、第１貫通孔の内部を照射する光源を、さらに備える。これにより、撮像時の照明光を得ることができる。

好ましくは、検査装置は、対象物が通過可能な第２貫通孔を有する略円柱状の第２胴部と、第２貫通孔を形成する第２胴部の内周面に設けられた対象物の外観を計測する複数の計測センサと、をさらに備え、制御装置は、各計測センサから出力される計測値を、検査のために処理する計測処理部を有する。

これにより、対象物を、第２貫通孔を通過させるだけで、対象物の略全周囲の外観について寸法等の計測値を取得することが可能となる。

好ましくは、第１胴部と第２胴部は、第１貫通孔および第２貫通孔を通る仮想軸に沿って積層されて、仮想軸は、対象物が通過する経路に対応する。

これにより、対象物を仮想軸に沿って通過させるとき、対象物の略全周囲の外観検査および寸法等の計測が可能となる。

この開示の他の局面にかかる検査システムは、対象物の外観を検査する検査装置と、検査装置を制御する制御装置と、を備える検査システムであって、検査装置は、対象物が通過可能な第２貫通孔を有する略柱状の第２胴部と、第２貫通孔を形成する第２胴部の内周面に設けられた前記対象物の外観を計測する複数の計測センサと、を備え、制御装置は、各計測センサから出力される計測値を、検査のために処理する計測処理部を有する。

これにより、対象物を、第２貫通孔を通過させるだけで、対象物の略全周囲の外観について寸法等の計測値を取得することが可能となる。

この開示によれば、対象物を、貫通孔を通過させるときに、対象物の略全周囲の外観検査結果と寸法等の計測値を同時に取得できて、検査にかかる時間を短くできる。

実施の形態１に係る検査システムの概略を示す構成図である。 図１に示された撮像装置２５０および計測装置３５０の構成を模式的に示す図である。 実施の形態１に係るワークＷの一例を示す図である。 実施の形態１にかかるＰＬＣ１００の概略的な構成を示す図である。 実施の形態１にかかる撮像画像を処理する検査ユニット２００の構成を概略的に示す図である。 実施の形態１にかかる計測データを処理する検査ユニット３００の構成を概略的に示す図である。 実施の形態１にかかる自動検査処理のためのフローチャートである。 実施の形態１にかかる第１胴部の変形例を示す図である。 実施の形態１に係る検査システムの利点を示すための他の検査装置を模式的に示す図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

実施の形態では、検査の対象物を「ワーク」と称する。ワークは、実施の形態では、機械の部品を例示するが、これに限定されない。

[概要]
検査システムは、ワークの外観を検査する検査装置と、検査装置を制御する制御装置と、を備える。検査装置は、ワークが通過可能な第１貫通孔を有する略柱状の第１胴部と、第１貫通孔を形成する第１胴部の内周面に設けられた複数の撮像部と、を備える。制御装置は、各撮像部から出力される撮像画像を、検査のために処理する画像処理部を有する。

したがって、内周面に設けられた複数の撮像部により、貫通孔を通過させるだけでワークの略全周囲の外観の撮像画像を取得することが可能となり、ワークの検査所要時間を短縮可能となる。その結果、ワークの抜き取り検査によらず、要求される時間内で全数検査が可能となる。

［実施の形態１］
図１はこの発明の実施の形態に係る検査システムの概略を示す構成図である。検査システムは、生産ラインなどに組み込まれ、トレーなどにバラ積みされた検出対象物（ワークＷ）を後述するロボット４００により１個ずつ把持（支持）しながら検査を実施する。

図１を参照して、検査システムは、ＰＬＣ（programmable logic controller）１００、ＰＬＣ１００に接続される検査ユニット２００および３００、ロボット４００を備える。検査ユニット３００には、計測装置３５０が接続され、検査ユニット２００には、撮像装置２５０が接続される。実施の形態にかかる検査システムの「制御装置」は、検査ユニット２００および３００ならびにＰＬＣ１００を含んで構成される。

ＰＬＣ１００には、ワークを加工するための加工機５００、加工されたワークの表面にＩＤ（Identification）マークを付与（印字）するためのレーザマーカ５１０および付与されたＩＤを読取るためのコードリーダ５２０を備える。ＩＤマークは、例えばバーコードを含む。

さらに、検査システムは、ＰＬＣ１００から出力される検査結果を入力し、検査結果に従いワークＷの等級を決定する後工程装置６００を備える。後工程装置６００により等級が決定されるワークＷは、コードリーダ６２０によりＩＤが読取られる。これにより、ワークＷは等級に分類されて品質管理される。また、ＰＬＣ１００は、検査結果に基づき加工機５００を制御するパラメータを決定し、決定されたパラメータを加工機５００に出力する。これにより加工機５００は、当該パラメータに従い運転が制御されて、ワークＷの加工精度が検査結果により変更される。なお、図１の各部は、有線または無線の通信回線を介して相互に通信する。

（撮像装置と計測装置の構成）
図２は、図１に示された撮像装置２５０および計測装置３５０の構成を模式的に示す図である。撮像装置２５０は、ワークＷが通過可能な第１貫通孔２６０を有する略円柱状の第１胴部２５１を備える。撮像装置２５０は、さらに、第１貫通孔２６０を形成する第１胴部２５１の内周面２５２に沿って設けられた複数の撮像部２５５と複数の光源である照明装置２５４とを備える。各撮像部２５５の撮像角度（アングル）は可変である。実施の形態では、後述するよう第１貫通孔２６０をワークＷが通過するとき、各撮像部２５５の撮像方向および各照明装置２５４の照明方向は、第１貫通孔２６０の円心方向に一致するように調整される。照明装置２５４は、被写体表面（ワークＷの表面）においてハレーションを生じない角度で光を照射する。これにより、撮像画像においてハレーションのない、均一な濃度の画像を得ることができる。

撮像装置２５０は、主要なコンポーネントとして、レンズなどの光学系と、ＣＣＤ（Coupled Charged Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサといった撮像素子とを含む。また、照明装置２５４は主要なコンポーネントとして、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やハロゲンランプなどの光源を含む。

また、計測装置３５０は、ワークＷが通過可能な第２貫通孔３６０を有する略円柱状の第２胴部３５１を備える。計測装置３５０は、さらに、第２貫通孔３６０を形成する第２胴部３５１の内周面３５２に沿って設けられた複数の計測センサ３５３を備える。計測センサ３５３は、非接触式で計測するために、レーザ光、ＬＥＤ光、超音波などの電磁波を用いてワークＷの外形状を計測する。例えば、計測装置３５０により３Ｄ（３次元）測定を実施する。

実施の形態では、第２貫通孔３６０をワークＷが通過するとき、各計測センサ３５３の電磁波の光軸方向は、第２貫通孔３６０の円心方向に一致するように調整される。

第１胴部２５１と第２胴部３５１および第１貫通孔２６０と第２貫通孔３６０は、略円柱状の形状であるが、これは正円柱状または楕円柱状を含む。第１貫通孔２６０および第２貫通孔３６０は、略一致した形状およびサイズを有する。なお、第１胴部２５１と第２胴部３５１および第１貫通孔２６０と第２貫通孔３６０の形状は、略円柱状に限定されず、角柱状であってもよい。

（ロボット４００の構成）
図２では、撮像装置２５０および計測装置３５０に関連してロボット４００が示される。ロボット４００は、ワークＷを把持するためのハンド機構と、当該ハンド機構を任意の位置および方向に位置決めするための関節機構とを含む。ロボット４００は、ロボットコントローラ４０１によってその動作が制御される。

ロボット４００は、マニュピレータアームに相当する第１支持部４１０および第２支持部４２０、これらマニュピレータアームのハンド機構および関節機構を動かすための駆動部４３０を備える。駆動部４３０は、サーボモータに相当する。駆動部は、ハンド機構および関節機構にその回転軸が接続されるモータ、エンコーダおよびドライバを含む。駆動部４３０は、モータ軸の回転角度/回転速度をエンコーダで検出し、検出結果をモータドライバへフィードバックする。モータドライバは、フィードバックされた検出値と、ロボットコントローラ４０１から入力する制御用の値との差がゼロになるような制御信号を生成しモータに出力する。モータが制御信号により回転することで、モータの回転に連動して第１支持部４１０および第２支持部４２０のアームのハンド機構および関節機構の回動、関節の動きなどが制御される。

（ロボットのアームの動き）
検査対象のワークＷは、例えばトレー（図示せず）などに置かれている。ロボットコントローラ４０１は、トレーのワークＷを撮像して得られたＰＬＣ１００によって算出されたワークＷの中心位置（図２の中心軸ＣＡ）を示す情報に基づいて、ワークＷの位置や姿勢を認識するとともに、当該認識された各ワークＷの位置や姿勢に基づいて、ロボット４００の第１支持部４１０のハンド機構を、図２で示す姿勢でワークＷを把持するための位置および方向に位置決めするための指令を生成し、駆動部４３０に出力する。この指令に応答して、駆動部４３０を介して第１支持部４１０は、ワークＷの把持動作を開始する。これにより、把持されたワークＷの姿勢は、中心軸ＣＡが延びる方向が、仮想の軸ＡＲが延びる方向に一致するような予め定められた姿勢となる。

図２を参照すると、複数の胴部（第１胴部２５１と第２胴部３５１）は、軸ＡＲに沿って積層されている。ワークＷが第１貫通孔２６０および第２貫通孔３６０を通過（移動）する経路は、軸ＡＲに沿った経路である。例えば、軸ＡＲは、第１貫通孔２６０の内周面２５２が規定する形状である略円の中心（重心）、および第２貫通孔３６０の内周面３５２が規定する形状である略円の中心（重心）を通過する。

ＰＬＣ１００は、駆動部４３０を制御するための制御信号を、ロボットコントローラ４０１に送信する。この制御信号は、ワークＷを予め定められた姿勢となるように把持したまま、第１支持部４１０が、図２のＺ軸に沿って延びる軸ＡＲの方向に移動し、第２貫通孔３６０および第１貫通孔２６０を通過するように駆動部４３０を制御するための信号を示す。また、ＰＬＣ１００は、さらに、第２支持部４２０が、第１貫通孔２６０を通過した後のワークＷを、上記の予め定められた姿勢のままで、第１支持部４１０から受け取るように駆動部４３０を制御するための制御信号を、ロボットコントローラ４０１に送信する。

上記の予め定められた姿勢は、図示されるようにワークＷの一部（端部）が第１支持部４１０に把持された状態に相当する。したがって、ワークＷは、第２貫通孔３６０を移動するときに、ワークＷの略全周囲方向に位置する複数の計測センサ３５３により外形が計測されて、第１貫通孔２６０を移動するときにワークＷの全周囲方向から照明光が照射されながら、全周囲方向に位置する複数の撮像部２５５により撮像される。

なお、上記のワークＷについての中心軸ＣＡに基づく予め定められた姿勢は、撮像装置２５０によりワークＷの全方位から画像を撮像可能な姿勢、また計測装置３５０により全方位から変位量を計測可能な姿勢であり、予め実験などにより決定される。なお、予め定められた姿勢は、ワークＷの形状・サイズにより決められることが望ましく、図２の姿勢に限定されない。

（ワークの計測および撮像部位）
図３は、実施の形態１に係るワークＷの一例を示す図である。図３を参照して、ワークＷは、計測装置３５０により、内径（４）と外径（５）、段差（３）および間隔（２）が計測される。撮像装置２５０は、ワークＷの表面における傷または欠けの有無を検査するための部位（１）について画像を撮像する。

図２および図３から示されるように、上記の予め定められた姿勢となるように第１支持部４１０により把持される部位は、計測または撮像対象の部位（１）〜（５）に該当しない部位であることが望ましい。

（ＰＬＣ１００の構成）
ＰＬＣ１００は、典型的には、汎用的なアーキテクチャを有しているコンピュータであり、予めインストールされたプログラム（命令コード）を実行することで、本実施の形態に係る機能を提供する。このようなプログラムは、典型的には、各種記録媒体などに格納された状態で流通し、あるいは、ネットワークなどを介してＰＬＣ１００にインストールされる。

このような汎用的なコンピュータを利用する場合には、本実施の形態に係る機能を提供するためのアプリケーションに加えて、コンピュータの基本的な機能を提供するためのＯＳ（Operating System）がインストールされていてもよい。この場合には、本実施の形態に係るプログラムは、ＯＳの一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。すなわち、本実施の形態に係るプログラム自体は、上記のようなモジュールを含んでおらず、ＯＳと協働して処理が実行されてもよい。本実施の形態に係るプログラムとしては、このような一部のモジュールを含まない形態であってもよい。

さらに、本実施の形態に係るプログラムは、他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には、上記のような組合せられる他のプログラムに含まれるモジュールを含んでおらず、当該他のプログラムと協働して処理が実行される。すなわち、本実施の形態に係るプログラムとしては、このような他のプログラムに組込まれた形態であってもよい。なお、プログラムの実行により提供される機能の一部もしくは全部を専用のハードウェア回路として実装してもよい。

図４は、実施の形態１にかかるＰＬＣ１００の概略的な構成を示す図である。図４を参照して、ＰＬＣ１００は、演算処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、記憶部としてのメインメモリ１１２およびハードディスク１１４、入力インターフェイス１１８、表示コントローラ１２０、通信インターフェイス１２４およびデータリーダ／ライタ１２６とを含む。これらの各部は、バス１２８を介して、互いにデータ通信可能に接続される。

ＣＰＵ１１０は、ハードディスク１１４にインストールされたプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開して、これらを所定順序で実行することで、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置であり、ハードディスク１１４から読み出されたプログラムに加えて、撮像装置２５０によって取得された入力画像、ロボット４００のキャリブレーションデータ、計測結果に関する情報などを保持する。さらに、ハードディスク１１４には、各種設定値などが格納されてもよい。なお、ハードディスク１１４に加えて、あるいは、ハードディスク１１４に代えて、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を採用してもよい。

入力インターフェイス１１８は、ＣＰＵ１１０とマウス、キーボード、タッチパネルなどの入力部１０４との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、入力インターフェイス１１８は、ユーザが入力部を操作することで与えられる操作指令を受付ける。

表示コントローラ１２０は、表示装置の典型例であるディスプレイ１０２と接続され、ＣＰＵ１１０における処理結果などをユーザに通知する。すなわち、表示コントローラ１２０は、ディスプレイ１０２に接続され、当該ディスプレイ１０２での表示を制御する。

通信インターフェイス１２４は、ＣＰＵ１１０と検査システム内の他の装置である検査ユニット２００，３００、ロボット４００（より特定的にはロボットコントローラ４０１）、加工機５００および後工程装置６００などとの間のデータ伝送を仲介する。通信インターフェイス１２４は、典型的には、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）などからなる。

データリーダ／ライタ１２６は、ＣＰＵ１１０と記録媒体であるメモリカード１０６との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、メモリカード１０６には、ＰＬＣ１００で実行されるプログラムなどが格納された状態で流通し、データリーダ／ライタ１２６は、このメモリカード１０６からプログラムを読出す。なお、メモリカード１０６は、ＣＦ（Compact Flash）、ＳＤ（Secure Digital）などの汎用的な半導体記憶デバイスや、フレキシブルディスク（Flexible Disk）などの磁気記憶媒体や、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記憶媒体などからなる。

また、ＰＬＣ１００には、必要に応じて、プリンタなどの他の出力装置が接続されてもよい。

（検査ユニット２００の構成）
図５は、実施の形態１にかかる撮像画像を処理する検査ユニット２００の構成を概略的に示す図である。図５を参照して、検査ユニット２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０、メインメモリ２１２およびハードディスク２１４、入力インターフェイス２１８、表示コントローラ２２０、通信インターフェイス２２４、カメラインターフェイス２１６、およびデータリーダ／ライタ２２６を含む。これらの各部は、バスを介して、互いにデータ通信可能に接続される。

ＣＰＵ２１０は、ハードディスク２１４にインストールされたプログラム（コード）をメインメモリ２１２に展開して、これらを所定順序で実行することで、画像処理を含む各種の演算を実施する。メインメモリ２１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置であり、ハードディスク２１４から読み出されたプログラムに加えて、撮像装置２５０によって取得された画像などを保持する。

入力インターフェイス２１８は、ＣＰＵ２１０とマウス、キーボード、タッチパネルなどの入力部２０４との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ２２０は、表示装置の典型例であるディスプレイ２０２と接続され、ＣＰＵ２１０における画像処理結果などをユーザに通知する。通信インターフェイス２２４は、ＣＰＵ２１０とＰＬＣ１００，撮像装置２５０と通信する。

データリーダ／ライタ２２６は、ＣＰＵ２１０と記録媒体であるメモリカード２０６との間のデータ伝送を仲介する。メモリカード２０６は、図４に示すメモリカード１０６と同様である。

カメラインターフェイス２１６は、ＣＰＵ２１０と撮像装置２５０との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、カメラインターフェイス２１６は、ワークＷを撮像して入力画像を生成するための撮像装置２５０と接続される。より具体的には、カメラインターフェイス２１６は、撮像装置２５０からの入力画像を一時的に蓄積するための画像バッファ２１６ａを含む。そして、カメラインターフェイス２１６は、画像バッファ２１６ａに所定コマ数の入力画像が蓄積されると、その蓄積された入力画像をメインメモリ２１２へ転送する。また、カメラインターフェイス２１６は、ＣＰＵ１１０が発生した内部コマンドに従って、撮像装置２５０（より特定的には撮像部２５５）に対して撮像コマンドを与える。

＜画像処理部＞
ＣＰＵ２１０は、画像処理部の機能を有する。画像処理部は、プログラムを実行することにより画像処理を実施する。画像処理のために、画像バッファ２１６ａの各画像データは、当該画像を撮像した対応の撮像部２５５の識別子を有する。各撮像部２５５の位置が固定である場合には、ワークＷは上記の予め定められた姿勢で撮像されるので、当該識別子によりワークＷの撮像部位を一意に特定することが可能となる。ハードディスク２１４には、良品であるワークＷについての各部位のモデル画像データが登録されている。画像処理部は、各撮像部２５５の撮像画像と対応のモデル画像とをパターンマッチングにより照合し、照合結果に基づき欠けまたは表面のキズなどを検出する。画像処理の結果は、ディスプレイ２０２に表示される。

（検査ユニット３００の構成）
図６は、実施の形態１にかかる計測データを処理する検査ユニット３００の構成を概略的に示す図である。図６を参照して、検査ユニット３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０、メインメモリ３１２およびハードディスク３１４、入力インターフェイス３１８、表示コントローラ３２０、通信インターフェイス３２４およびデータリーダ／ライタ３２６を含む。これらの各部は、バスを介して、互いにデータ通信可能に接続される。

ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３１４にインストールされたプログラム（コード）をメインメモリ３１２に展開して、これらを所定順序で実行することで、計測処理を含む各種の演算を実施する。メインメモリ３１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置であり、ハードディスク３１４から読み出されたプログラムに加えて、計測装置３５０によって計測されたデータなどを保持する。

入力インターフェイス３１８は、ＣＰＵ３１０とマウス、キーボード、タッチパネルなどの入力部３０４との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ３２０は、表示装置の典型例であるディスプレイ３０２と接続され、ＣＰＵ３１０における処理結果などをユーザに通知する。通信インターフェイス３２４は、ＣＰＵ３１０とＰＬＣ１００，計測装置３５０と通信する。

データリーダ／ライタ３２６は、ＣＰＵ３１０と記録媒体であるメモリカード３０６との間のデータ伝送を仲介する。メモリカード３０６は、図４に示すメモリカード１０６と同様である。

通信インターフェイス３２４は、ＣＰＵ３１０と計測装置３５０との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、通信インターフェイス３２４は、ワークＷを計測して計測データを生成するための計測装置３５０と接続される。より具体的には、ＣＰＵ３１０は、通信インターフェイス３２４を介して計測装置３５０から、上記の内径（４）と外径（５）、段差（３）および間隔（２）の計測データを受信する。また、ＣＰＵ３１０は、通信インターフェイス３２４を介して、計測装置３５０（より特定的には計測センサ３５３）に対して計測コマンドを与える。

＜計測処理部＞
ＣＰＵ３１０は、計測データを処理する計測処理部の機能を有する。計測処理部は、プログラムを実行することにより計測処理を実施する。計測処理のために、ハードディスク３１４には、良品であるワークＷの外観サイズを示す基準データが登録されている。計測処理部は、計測装置３５０から受信する内径（４）と外径（５）、段差（３）および間隔（２）の計測データと、上記の基準データを比較し、比較結果に基づき加工機５００の寸法、サイズなどの加工精度を判定する。また、計測処理の結果は、ディスプレイ３０２に表示される。

＜前工程へのフィードバック＞
検査ユニット２００は画像処理の結果をＰＬＣ１００に送信する。検査ユニット３００は、計測処理の結果をＰＬＣ１００に送信する。ＰＬＣ１００は、画像処理の結果と計測処理の結果に基づき加工機５００のパラメータを決定する処理を実施し、決定されたパラメータを前工程の加工機５００に出力する。パラメータは加工機５００の動作を制御するためのパラメータを含む。これにより、加工機５００は、パラメータに従い加工動作することにより、表面キズの改善または寸法、サイズなどの精度が改善されたワークＷの製造が可能となる。

＜後工程へのフィードフォワード＞
また、ＰＬＣ１００は、画像処理および計測処理の結果に基づき、表面加工、寸法，サイズなどの加工精度を評価し、評価内容を、通信インターフェイス２２４を介して後工程装置６００に送信する。後工程装置６００は、ＰＬＣ１００から受信する評価内容に従い、ワークＷの等級付け（クラス分け）処理を実施する。ワークＷの等級は、コードリーダ６２０によりワークＷから読取られたＩＤと関連付けされて管理される。

（処理フローチャート）
図７は、本発明の実施の形態にかかる自動検査処理のためのフローチャートである。このフローチャートに従うプログラムは予めＰＬＣ１００の記憶部に格納されて、ＣＰＵ１１０により実行される。

ＰＬＣ１００は、まずロボット４００に制御信号を送信する。これにより、ロボット４００の第１支持部４１０が、ワークＷを予め定められた姿勢となるように把持する（ステップＳ２）。第１支持部４１０は、図２の軸ＡＲの方向に移動し、これによりワークＷは予め定められた姿勢のまま、軸ＡＲ方向に沿って直線的に移動する。

軸ＡＲ方向に移動する場合に、ワークＷは計測装置３５０の第２貫通孔３６０を通過し、続いて撮像装置２５０の第１貫通孔２６０を通過する。通過するときに検査処理（ステップＳ５）が実施される。

検査処理（ステップＳ５）では、ワークＷが第２貫通孔３６０を通過するときに上記の計測処理が実施されて（ステップＳ３）、またワークＷが第１貫通孔２６０を通過するときに上記の画像処理が実施される（ステップＳ４）。

ＰＬＣ１００は、画像処理および計測処理の結果に基づき、上記の前工程へのフィードバックおよび後工程へのフィードフォワードを実施する（ステップＳ７）。

その後、すべてのワークについて検査が終了したか否かが判定される（ステップＳ９）。例えば、ＰＬＣ１００のＣＰＵ１１０は、入力部１０４からのユーザ指示に基づき検査処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ９）。処理を終了しないと判断されるときは（ステップＳ９でＮＯ）、処理はステップＳ２に戻り、以降の検査処理が同様に実施される。また、終了すると判断される場合は（ステップＳ９でＹＥＳ）、一連の処理は終了する。

（胴部の変形例）
図８は、実施の形態１にかかる第１胴部の変形例を示す図である。図２では照明装置２５４を撮像部２５５とともに第１胴部２５１に設けたが、照明装置２５４の配置箇所は第１胴部２５１に限定されない。例えば、図８に示すように、検査システムは、撮像装置２５０を、撮像部２５５が備えられる装置２５０Ａと、照明装置２５４が備えられる装置２５０Ｂとに分離して備えてもよい。

装置２５０Ｂは、装置２５０Ａの第１胴部２５１Ａに積層される略柱状の第３胴部２５１Ｂを有する。第３胴部２５１Ｂは、ワークＷが通過可能な第３貫通孔を有する。図８では、１または複数の照明装置２５４は第３胴部２５１Ｂの第３貫通孔の内周面２５２Ｂに配置されて、撮像部２５５は第１胴部２５１Ａの内周面２５２Ａに配置される。

第３胴部２５１Ｂの照明装置２５４を、第１胴部２５１Ａの第１貫通孔２６０の内部を照射可能な角度で取付けることにより、第１貫通孔の内部に照明光を行き届かせることが可能となり、撮像時の照明条件を満たすことが可能となる。なお、図８では、第３胴部２５１Ｂは、第１胴部２５１Ａの上側に積層したが、下側に積層されてもよい。

（利点）
図９は、実施の形態１に係る検査システムの利点を示すための他の検査装置を模式的に示す図である。図９を参照して、他の検査装置は、カメラがロボットアームに取付けられている。検査時は、固定されたワークＷの全体を撮像するために、カメラがワークＷの周囲を移動するようにロボットアームを回動させる。この場合、カメラの撮像タイミングとロボットアームの回動を一体的に組合せて相互に同期を取る必要があり、タクトに間に合わない。

これに対し、実施の形態１の検査装置によれば、ロボット４００の第１支持部４１０がワークＷを、貫通孔を軸ＡＲ方向に通過させることにより、全方位から一度に撮像および計測を実施することができる。したがって、撮像タイミングとロボットアームの回動の同期調整は必要とされない。その結果、検査処理に要する時間を短くできて、タクトに間に合わせることが可能となる。

[実施の形態２]
実施の形態２では、実施の形態１の変形例を説明する。

（画像データからの計測）
上記の実施の形態では、計測のために計測装置３５０を設けたが、撮像画像から計測データを取得できる場合には、計測装置３５０を省略することができる。例えば、撮像画像からワークＷの三次元計測を実施するために、撮像部２５５に３Ｄカメラを使用する。この場合は、３Ｄカメラから出力される３Ｄ画像に基づき、ワークＷの表面の高低の情報を検出することが可能となる。取得した３Ｄ画像データと３Ｄ-ＣＡＤデータの比較もしくは、３Ｄ画像から２次元画像を生成し、ワークＷの欠け・キズを検査することが可能となる。

また、上記の実施の形態の検査システムでは、撮像装置２５０と計測装置３５０とは異なる胴部に備えたが、同一の胴部に備えるとしてもよい。

（照明の変形例）
撮像装置２５０に備える照明装置は、第１貫通孔２６０の内周面において開口部の形状に沿って設けられたリング状の照明（３６０°方向からの照明）が可能な装置であってもよい。この場合には、ワーク表面に影ができにくいので、照明の正反射光が撮像部２５５に入りハレーションを起こすこと、またワークＷの表面状態が鏡面のような場合において表面に光源そのものが映り込むことを、より確実に回避することができる。

（照明の省略）
図２の照明装置２５４は省略されてもよい。具体的には、図２のＺ軸が延びる上側に撮像装置２５０が配置されて下側に計測装置３５０が配置される場合に、第１貫通孔２６０内に、室内の天井の照明光などの周囲環境の光が撮像条件を満たすほど十分に照射されるときは、照明装置２５４は省略されてもよい。

（着脱自在の構成）
図２を参照して、撮像装置２５０および計測装置３５０は、支柱７００に固定されずに、着脱自在に装着されてもよい。この場合に、撮像装置２５０および計測装置３５０は、支柱７００の上下方向（Ｚ軸が延びる方向）または奥行方向（Ｙ軸が延びる方向）に位置をずらすことにより取り外し可能である。これにより、検査項目またはワークＷのサイズに応じた種類の撮像装置２５０および計測装置３５０に簡単に交換することができる。

（検査装置とＰＬＣの一体化）
実施の形態１では、ＰＬＣ１００と検査ユニット２００と検査ユニット３００とを個別に設けたが、これらは一体的に備えられてもよい。その場合には、ＰＬＣ１００に、検査ユニット２００と３００の機能が組込まれる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２５０ 撮像装置、２５０Ａ，２５０Ｂ 装置、２５１，２５１Ａ 第１胴部、２５１Ｂ 第３胴部、２５２，２５２Ａ，２５２Ｂ，３５２ 内周面、２５４ 照明装置、２５５ 撮像部、２６０ 第１貫通孔、３５０ 計測装置、３５１ 第２胴部、３５３ 計測センサ、３６０ 第２貫通孔、４００ ロボット、４０１ ロボットコントローラ、４１０ 第１支持部、４２０ 第２支持部、４３０ 駆動部、５００ 加工機、５１０ レーザマーカ、５２０，６２０ コードリーダ、６００ 後工程装置、７００ 支柱、ＡＲ 仮想の軸、ＣＡ 中心軸、Ｗ ワーク。

Claims (9)

1. 対象物の外観を検査する検査装置と、前記検査装置を制御する制御装置と、を備える検査システムであって、
   前記検査装置は、
   前記対象物が通過可能な第１貫通孔を有する略柱状の第１胴部と、
   前記第１貫通孔を形成する前記第１胴部の内周面に設けられた複数の撮像部と、を備え、
   前記制御装置は、
   各前記撮像部から出力される撮像画像を、前記検査のために処理する画像処理部と、
   外部装置と通信する通信部と、を備え、
   前記外部装置は、
   第１支持部と、駆動部とを有した支持装置を含み、
   前記制御装置は、さらに、
   前記対象物を撮像した画像に基づき当該対象物の位置を算出する手段と、
   前記対象物の算出された前記位置に基いて、所定姿勢で前記対象物を支持するための位置および方向に前記第１支持部を位置決めする手段と、を備え、
   前記所定姿勢で前記対象物を支持しながら前記第１支持部が前記第１貫通孔を通過するように前記駆動部を制御するための制御信号を、前記支持装置に送信するよう前記通信部を制御する、検査システム。
2. 前記支持装置は、前記対象物を支持するための第２支持部をさらに有し、
   前記制御装置は、さらに、
   前記第２支持部が、前記第１貫通孔を通過した後の前記対象物を前記第１支持部から受け取るように前記駆動部を制御するための制御信号を、前記支持装置に送信するよう前記通信部を制御する、請求項１に記載の検査システム。
3. 前記検査装置は、
   前記第１貫通孔の内部を照射する光源を、さらに備える、請求項１または２に記載の検査システム。
4. 前記第１胴部の内周面に設けられる前記対象物の外観を計測する複数の計測センサをさらに備え、
   前記制御装置は、
   各前記計測センサから出力される計測値を、検査のために処理する計測処理部を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の検査システム。
5. 前記検査装置は、
   前記対象物が通過可能な第２貫通孔を有する略柱状の第２胴部と、
   前記第２貫通孔を形成する前記第２胴部の内周面に設けられた前記対象物の外観を計測する複数の計測センサと、をさらに備え、
   前記制御装置は、
   各前記計測センサから出力される計測値を、検査のために処理する計測処理部を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の検査システム。
6. 前記第１胴部と前記第２胴部は、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔を通る仮想軸に沿って積層されて、
   前記仮想軸は、前記対象物が通過する経路に対応し、
   前記所定姿勢は、前記対象物を通過する仮想の軸が延びる方向が、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔を通る前記仮想軸が延びる方向に一致する姿勢を含む、請求項５に記載の検査システム。
7. 対象物の外観を検査する検査装置と、前記検査装置を制御する制御装置と、を備える検査システムであって、
   前記検査装置は、
   前記対象物が通過可能な第２貫通孔を有する略柱状の第２胴部と、
   前記第２貫通孔を形成する前記第２胴部の内周面に設けられた前記対象物の外観を計測する複数の計測センサと、を備え、
   前記制御装置は、
   各前記計測センサから出力される計測値を、検査のために処理する計測処理部と、
   外部装置と通信する通信部とを備え、
   前記外部装置は、
   第１支持部と、駆動部とを有した支持装置を含み、
   前記制御装置は、さらに、
   前記第２貫通孔を通過させる際に、撮像部によって前記対象物を撮像した画像に基づき当該対象物の位置を算出する手段と、
   前記対象物の算出された前記位置に基いて、所定姿勢で前記対象物を支持するための位置および方向に前記第１支持部を位置決めする手段と、を備え、
   前記所定姿勢で前記対象物を支持しながら前記第１支持部が前記第２貫通孔を通過するように前記駆動部を制御するための制御信号を、前記支持装置に送信するよう前記通信部を制御する、検査システム。
8. 前記支持装置は、前記対象物を支持するための第２支持部をさらに有し、
   前記制御装置は、さらに、
   前記第２支持部が、前記第２貫通孔を通過した後の前記対象物を前記第１支持部から受け取るように前記駆動部を制御するための制御信号を、前記支持装置に送信するよう前記通信部を制御する、請求項７に記載の検査システム。
9. 前記第２貫通孔を通る仮想軸は、前記対象物が通過する経路に対応し、
   前記所定姿勢は、前記対象物を通過する仮想の軸が延びる方向が、前記第２貫通孔を通る仮想軸が延びる方向に一致する姿勢を含む、請求項７または８に記載の検査システム。

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