JP7199338B2 - 処理装置、検査システム、処理方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents
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図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1実施形態に係る検査システムを表す模式図である。
図2は、第1実施形態に係る検査システムの一部を表す斜視図である。
プローブ10先端の内部には、図3に表したように、マトリクスセンサ11が設けられている。マトリクスセンサ11は、複数のセンサ12を含む。センサ12は、超音波の送信及び受信が可能である。センサ12は、例えばトランスデューサである。
図5は、第1実施形態に係る制御方法を例示するフローチャートである。
図6及び図7は、第1実施形態に係る制御方法を説明するための模式図である。
図8(a)は、撮像部20により撮影された溶接部の画像を表す。図8(b)は、図8(a)のA-A’断面に対応する画像を表す。図8(c)は、図8(a)のB-B’断面に対応する画像を表す。図9は、画像の全体を表す。画像は、図9に表したように、三次元位置のそれぞれにおける値を保持したボリュームデータである。
(式1)
G(x,y,z)=(I(x+1,y,z)-I(x,y,z),I(x1,y+1,
z)-I(x,y,z),I(x,y,z+1)-I(x,y,z))
G(x,y,z)は、座標(x,y,z)における、x方向、y方向、及びz方向の反射波強度の勾配を示す3次元ベクトルである。式1は、勾配を前進差分により算出した。この他に、後進差分や中心差分などの、一般的な勾配の計算方法が用いられても良い。
(式2)
(GM(x)/GM(z),GM(y)/GM(z))
GM(x)、GM(y)、GM(z)は、それぞれ、平均勾配のx、y、z方向の成分である。式2の第1成分から差分角度のθx成分を算出し、第2成分から差分角度のθy成分を算出する。算出は、x方向、y方向、及びz方向における反射波強度の検出ピッチから逆算する方法を採ることができる。
又は、予め、溶接部93を様々な角度に傾け、それぞれの角度においてプローブ10で反射波を検出しても良い。この検出結果に基づき、式2の第1成分及び第2成分と差分角度の関係をテーブル化する。そのテーブルを用いて角度を算出する。もしくは、回帰式の形で算出関係を保持しても良い。次に、差分角度の符号を反転した角度と、現在の送信角度と、の和により、対象物の傾きに対応する傾斜角度を算出する。
別の一例では、繰り返し毎にステップSt3において算出された傾斜角度を記憶しておく。傾斜角度の算出結果が収束したと判定された場合に、終了と判定する。例えば、第1ループが複数回実行され、n回目のステップSt3により第1傾斜角度が算出される。n+1回目のステップSt3により、第2傾斜角度が算出される。第2傾斜角度と第1傾斜角度との差を算出し、この差が所定の値より小さくなった場合に、終了と判定する。第2傾斜角度と第1傾斜角度との差は、例えば、θx成分の差の絶対値とθy成分の差の絶対値の和である。
又は、現在の送信角度θと、傾斜角度と、を用いて、送信角度θNEXTが設定されても良い。例えば、送信角度θNEXTと送信角度θとの差が、傾斜角度と送信角度θとの差よりも大きくなるように決定しても良い。このとき、θx成分及びθy成分の少なくともいずれかの差が、より大きくなるようにする。こうすることで、送信角度θとは異なる角度で、かつ溶接部93の傾きとして予測される傾斜角度の周辺で、再度傾斜角度が算出される。これにより、次に算出される傾斜角度の精度を高めることができる。また、反射波の強度の検出精度等の要因で、算出された傾斜角度が実際の溶接部93の傾きよりも小さい場合に、角度の変化量を大きくできる。これにより、繰り返し算出される傾斜角度の収束を早めることができる。
図10において、横軸はθx成分を表し、縦軸はθy成分を表す。図10(a)は、送信角度θNEXTとして算出された傾斜角度をそのまま用いた場合の、送信角度の遷移を表す。図10(b)は、初回の送信角度θNEXTの設定において、送信角度θNEXTを、送信角度θNEXTと送信角度θとの差が傾斜角度と送信角度θとの差の2倍になるように設定した場合の、送信角度の遷移を表す。
超音波の送信角度が対象物の面に対して垂直であるほど、その面で反射される超音波の強度が高まり、その面の位置をより精度良く検出できる。従って、送信角度は、対象物である溶接部93の面に対して垂直に設定されることが望ましい。
図11は、第2実施形態に係る検査システムを表す模式図である。
図12は、第2実施形態に係る制御方法を表すフローチャートである。
例えば図13に表したように、表示部のディスプレイに、送信角度を示すθx及びθyをプロットするためのグラフが表示される。ステップSt2及びSt3が実行されるたびに、実行された回数と送信角度とがプロットされていく。これにより、ユーザが送信角度の遷移を容易に確認できる。同様にして傾斜角度がプロットされても良い。これにより、ユーザは、傾斜角度が収束しているかどうか、確からしく傾斜角度が算出されているかどうかを容易に確認できる。又は、上述したプロットの方法以外に、テキスト形式で履歴が表示されても良い。
図15は、第3実施形態に係る制御方法を表すフローチャートである。
第3実施形態に係る制御方法は、図15に表したように、ステップSt21、St22、及びSt23をさらに含む。
第3実施形態に係る検査システム300では、処理部2は、良否判定部2eをさらに含む。良否判定部2eは、ステップSt21、St22、及びSt23を実行する。
Claims (19)
- 超音波を送信し、対象物からの反射波を検出する複数のセンサと通信可能な処理装置であって、
前記超音波の送信方向における複数の位置での前記反射波の強度を含む検出結果を取得する取得ステップと、
前記複数の位置のそれぞれでの前記強度の勾配に基づき、前記対象物の傾きを示す傾斜角度を算出する算出ステップと、
を実行する処理装置。 - 前記傾斜角度に基づいて前記送信方向を設定する設定ステップをさらに実行する、請求項1記載の処理装置。
- 前記設定ステップの後に、前記取得ステップ及び前記算出ステップを再度実行する、請求項2記載の処理装置。
- 前記設定ステップの後に、前記取得ステップ、前記算出ステップ、及び前記設定ステップを含むループを繰り返し、
前記ループは、前記ループを終了するか判定する判定ステップをさらに含み、
前記判定ステップにおいて、前記ループを終了すると判定されるまで、前記ループを実行する請求項2記載の処理装置。 - 前記判定ステップでは、前記取得ステップ又は前記算出ステップの繰り返し回数が所定の回数以上になると、前記ループを終了すると判定される請求項4記載の処理装置。
- 前記ループに繰り返しにより、第1傾斜角度と、前記第1傾斜角度の後に算出された第2傾斜角度と、を含む複数の前記傾斜角度が算出されると、前記第2傾斜角度と前記第1傾斜角度との差を算出し、
前記判定ステップでは、前記差が所定の値よりも小さいと、前記ループを終了すると判定される請求項4記載の処理装置。 - 前記ループによる前記送信方向又は前記傾斜角度の遷移を表示する表示ステップをさらに実行する、請求項4~6のいずれか1つに記載の処理装置。
- 前記設定ステップでは、前記送信方向を、基準角度と前記傾斜角度との差よりも大きく変化させ、
前記検出結果は、前記送信方向が前記基準角度に設定されたときに得られた結果である、請求項2記載の処理装置。 - 前記設定ステップの後に、前記取得ステップで得られた前記検出結果とは別の検出結果を受信し、
前記別の検出結果を用いて、前記対象物を検査し、
前記別の検出結果は、前記設定ステップにおいて設定された前記送信方向に沿って前記超音波が送信されたときの前記対象物からの前記反射波の強度を含む、請求項2~8のいずれか1つに記載の処理装置。 - 前記対象物の検査において、
前記送信方向に平行な第1方向と交差する第2方向と、前記第1方向及び前記第2方向に沿う面と交差する第3方向と、に沿った複数の点のそれぞれが、適切に接合されているか判定し、
適切に接合されていると判定された前記点の数に基づいて、前記対象物を検査する、
請求項9記載の処理装置。 - 前記取得ステップでは、複数の点のそれぞれでの前記検出結果を受信し、
前記複数の点は、前記送信方向に平行な第1方向と交差する第2方向と、前記第1方向及び前記第2方向に沿う面と交差する第3方向と、に沿って並び、
前記算出ステップでは、前記第1方向、前記第2方向、及び前記第3方向からなる3次元空間における前記強度の前記勾配に基づき、前記傾斜角度を算出する、請求項1~10のいずれか1つに記載の処理装置。 - 請求項1~11のいずれか1つに記載の処理装置と、
前記複数のセンサと、
を備えた検査システム。 - ロボットアームをさらに備え、
前記複数のセンサは、プローブに設けられ、
前記プローブは、前記ロボットアームの先端部に取り付けられる、請求項12記載の検査システム。 - 処理装置を、超音波を送信して対象物からの反射波を検出する複数のセンサと通信させ、
前記処理装置に、
前記超音波の送信方向における複数の位置での前記反射波の強度を含む検出結果を取得する取得ステップと、
前記複数の位置のそれぞれでの前記強度の勾配に基づき、前記対象物の傾きを示す傾斜角度を算出する算出ステップと、
を実行させる、処理方法。 - 前記処理装置に、前記傾斜角度に基づいて前記送信方向を設定する設定ステップをさらに実行させる、請求項14記載の処理方法。
- 前記処理装置に、前記設定ステップの後に、前記取得ステップ及び前記算出ステップを再度実行させる、請求項15記載の処理方法。
- 前記処理装置に、
前記設定ステップの後に、前記取得ステップで得られた前記検出結果とは別の検出結果を受信させ、
前記別の検出結果を用いて、前記対象物を検査させ、
前記別の検出結果は、前記設定ステップにおいて設定された前記送信方向に沿って前記超音波が送信されたときの前記対象物からの前記反射波の強度を含む、請求項15又は16に記載の処理方法。 - 請求項14~17のいずれか1つに記載の処理方法を前記処理装置に実行させるプログラム。
- 請求項14~17のいずれか1つに記載の処理方法を前記処理装置に実行させるプログラムを記憶した記憶媒体。
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