JP7195090B2 - X線検査装置 - Google Patents
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Description
(1)試料テーブルを挟んで設けられたX線発生器とX線検出器。
(2)前記試料テーブルの近傍に設けられ、X線の光軸と直交する方向に伸びる回転軸。
(3)前記回転軸に設けられた被検査物の把持機構。
(4)前記回転軸をX線の光軸に沿って移動させ、前記被検査物を前記試料テーブルに対して独立に移動させる直行移動機構。
(5)前記試料テーブルに前記直行移動機構及び前記回転軸が着脱自在に設置されたこと。
(1)前記試料テーブルの近傍に、前記被検査物の外形を検出するエリアスキャナが設けられ、前記エリアスキャナからの検出信号に基づいて前記回転軸の移動位置を決定する。
(2)前記被検査物を所定の角度ごとにX線透視して得られた前記被検査物の透視画像に基づいて、前記被検査物の外形を取得し、取得された前記被検査物の外形データに基づいて前記回転軸の移動位置を決定する。
(3)前記試料テーブルの近傍に、前記被検査物の外形を検出する3Dスキャナが設けられ、前記3Dスキャナからの検出信号に基づいて前記回転軸の移動位置を決定する。
(4)前記試料テーブルの近傍に、前記被検査物を撮影するカメラが設けられ、前記カメラからの検出信号に基づいて前記回転軸の移動位置を決定する。
(5)前記回転軸に、前記回転軸の軸方向と直交する方向に伸びるスライドアームと、前記スライドアームに設けられた前記把持機構と前記回転軸との距離を可変とするスライド機構が設けられている。
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、図11で説明した従来技術とは逆に、試料テーブル1を挟んで下方にX線発生器2が設けられ、上方にX線検出器3が設けられる。
図1に示すように、第1実施形態のX線検査装置では、装置の背面部分に垂直方向に伸びる背面板7が設けられ、この背面板7に一対のZ軸レール71が固定される。Z軸レール71には背面板7と平行に試料テーブル昇降板72が移動可能に支持され、この試料テーブル昇降板72に三角形の左右のブラケットを用いてZ軸枠73が水平に支持される。Z軸枠73は中央部が開口した四角形の部材であって、その表面両側には左右方向に伸びる一対のX軸レール74が固定される。Z軸枠73の上面には、同じく中央部が開口した四角形のX軸枠75がX軸レール74に支持された状態で左右に移動可能に配置される。X軸枠75の上面の左右にはY軸レール79が設けられ、このY軸レール79に中央部が開口したY軸枠77が前後に移動可能に支持される。
本実施形態において、小型の被検査物WについてX線透視を行うには、図2に示すように、回転軸5を試料テーブル1の表面に近い位置まで下降させる。すなわち、昇降用ステッピングモータ87の回転力をプーリー88、タイミングベルト89、プーリー86を経由してボールねじ84に伝達させ、このボールねじ84をナットブロック85内において回転させることにより、回転軸昇降板83をリニアガイド82に沿って下降させる。この状態で、上下のハンド61の間に被検査物Wを挟み込み、ハンド61の根元部分に設けられたねじ62を締め付けることによって、回転軸5に被検査物Wを把持させる。なお、この被検査物Wの把持は、回転軸5が上昇位置にある際に行っても良い。
本実施形態は、次のような効果を有する。
(1)上下に昇降する回転軸5を設けることで被検査物Wの回転中心を適切に設定することができる。その結果、被検査物Wが大型の場合、従来の装置では試料テーブル1と干渉してしまうが、回転軸5が上昇することによって干渉を防ぐことができる。また、小型の被検査物Wにおいても回転中心を試料テーブル1へ近づけることで拡大率を維持したままX線透視撮影やX線CTが可能となる。
本実施形態は、エリアセンサ9により、被検査物Wが回転した際に試料テーブル1と接触することを防止し、機器の健全性を確保するものである。すなわち、本実施形態においては、図5に示すように、試料テーブル1の左右の縁にエリアセンサ9の発光部と受光部が設けられる。このエリアセンサ9は、回転軸5の軸方向から見た被検査物Wの長さ全体をカバーする検出領域を有するものが望ましく、本実施形態では複数本のラインセンサを回転軸5の軸方向に沿って所定の間隔で配置したものが使用される。
第3実施形態は、回転軸5と連動したX線透視画像により、被検査物Wの回転に伴う接触を防止するデータを作成する。本実施形態における回転軸5の上昇位置を決定するプロセスを図7に示すフローチャートに従って説明する。
第3実施形態はX線透視により被検査物Wの外形を取得したが、本実施形態は、3Dスキャナ10を動作させることで被検査物Wの形状をあらかじめ測定するものである。本実施形態では、図8に示すように、試料テーブル1上に左右一対の検出素子を有する3Dスキャナ10が設けられる。この3Dスキャナ10は、レーザー光を出力する検出素子が試料テーブル1の左右の枠部分に設けられ、X線検査装置の前後方向、すなわち回転軸5の軸方向に移動可能である。また、3Dスキャナ10は、試料テーブル1上面から回転軸5の最上昇位置までの範囲の検出領域を有するものが好ましい。
本実施形態は、回転軸5を映すカメラ画像から試料の大きさを特定し、機械的干渉を防止する。図9に示すように、本実施形態では、回転軸5の軸方向(必要によっては軸方向と直交する方向にも)に可視光あるいは赤外線のカメラ11を設置し、このカメラ11によって撮影した画像から被検査物Wの外形を取得する。本実施形態においても、前記各実施形態のX線透視や3Dスキャナ10と同様に、被検査物Wの外形の正常又は異常の判定と、被検査物Wに最適な回転軸5の昇降位置を自動的に決定できる。
本実施形態は、左右方向に移動するスライドアーム52で被検査物Wの回転中心を変更させることによって、被検査物Wの把持位置に関わらず対象を検査することを可能としたものである。すなわち、前記各実施形態は、回転用ステッピングモータ51の出力軸と同軸に回転軸5を設けたが、本実施形態では、図10に示すように、回転軸5にスライドアーム52の基端部が固定され、このスライドアーム52に対して移動継手63aがスライドアーム52の長さ方向に移動可能に支持されている。把持機構6のハンド61は移動継手63aに接続される。スライドアーム52の内部には、移動継手を直線運動させるために、ボールねじとナットブロックを備えた駆動機構が設けられ、この駆動機構はスライドアーム52の先端に設けられたステッピングモータ53により駆動される。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、以下のような構成を採用することができる。
(2)前記実施形態は、既存のX線透視装置の試料テーブル1に回転軸5の昇降機構8を設けたが、回転軸5の昇降機構8を試料テーブル1近傍の他の場所に設けることも可能である。その場合、試料テーブル1がXYZ方向に移動する装置であれば、別途設ける回転軸5の昇降機構8も同様なXYZ方向の移動機構を設けることが好ましい。
(3)回転軸5の昇降機構8を既存のX線透視装置に追加する以外に、当初からこのような昇降機構8を有するX線検査装置を製造することも可能である。
(4)試料テーブル1に開口部を設けることで被検査物Wと試料テーブル1の干渉を防止し、より大型の被検査物Wに対応することもできる。その場合、小さな被検査物Wを装置内に落下させる可能性があることから、開口部を着脱自在の蓋板で覆うこともできる。
(5)第4実施形態における3Dスキャナ10としては、走査部が回転軸5の軸方向に沿って移動するもの以外に、走査部を固定したまま回転軸5を回転させて被検査物Wの周囲を走査するものも使用できる。
(6)第6実施形態において、移動継手63aがスライドアーム52に沿って左右に移動する構成の代わりに、スライドはそれ自体が左右に伸縮するスライドアーム52を使用したり、回転軸5に対してスライドアームが直行方向に移動する構成を採用することができる。
(7)図示の実施形態は、試料テーブル1の上下にX線発生器2とX線検出器3を配置したため、回転軸5を昇降機構8によってX線の光軸に沿って移動させたが、本発明は、試料テーブル1を垂直に配置してその両側にX線発生器2とX線検出器3を配置したX線検査装置にも適用可能である。その場合、回転軸5をX線の光軸に沿って移動させる直行移動機構としては、回転軸5を検査装置の左右方向に移動させるものを使用する。
1…試料テーブル
2…X線発生器
3…X線検出器
4…筐体
5…回転軸
51…回転用ステッピングモータ
52…スライドアーム
53…スライド機構
6…把持機構
61…ハンド
62…ねじ
7…背面板
71…Z軸レール
72…試料テーブル昇降板
73…Z軸枠
74…X軸レール
75…Y軸枠
76…Z軸駆動部
77…X軸枠
78…X軸駆動部
79…Y軸レール
80…Y軸駆動部
8…回転軸昇降機構
81…支持板
82…リニアガイド
83…回転軸昇降板
84…ボールねじ
86,88…プーリー
85…ナットブロック
87…昇降用ステッピングモータ
89…タイミングベルト
9…エリアセンサ
10…3Dスキャナ
11…カメラ
Claims (6)
- 試料テーブルを挟んで設けられたX線発生器とX線検出器と、
前記試料テーブルの近傍に設けられ、X線の光軸と直交する方向に伸びる回転軸と、
前記回転軸に設けられた被検査物の把持機構と、
前記回転軸をX線の光軸に沿って移動させ、前記被検査物を前記試料テーブルに対して独立に移動させる直行移動機構と、
を備え、
前記試料テーブルに前記直行移動機構及び前記回転軸が着脱自在に設置されたことを特徴とするX線検査装置。 - 前記試料テーブルの近傍に、前記被検査物の外形を検出するエリアスキャナが設けられ、前記エリアスキャナからの検出信号に基づいて前記回転軸の移動位置を決定する請求項1に記載のX線検査装置。
- 前記被検査物を所定の角度ごとにX線透視して得られた前記被検査物の透視画像に基づいて、前記被検査物の外形を取得し、取得された前記被検査物の外形データに基づいて前記回転軸の移動位置を決定する請求項1に記載のX線検査装置。
- 前記試料テーブルの近傍に、前記被検査物の外形を検出する3Dスキャナが設けられ、前記3Dスキャナからの検出信号に基づいて前記回転軸の移動位置を決定する請求項1に記載のX線検査装置。
- 前記試料テーブルの近傍に、前記被検査物を撮影するカメラが設けられ、前記カメラからの検出信号に基づいて前記回転軸の移動位置を決定する請求項1に記載のX線検査装置。
- 前記回転軸に、前記回転軸の軸方向と直交する方向に伸びるスライドアームと、前記スライドアームに設けられた前記把持機構と前記回転軸との距離を可変とするスライド機構が設けられている請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のX線検査装置。
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