WO2023136187A1 - 姿勢変更装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

姿勢変更装置は、第１回転軸線回りに回転可能な第１出力軸と、第１出力軸の回転によって第１出力軸回りに回転可能な第１部材と、第１部材に配置され、第１回転軸線に対して角度を持って傾いた第２回転軸線回りに回転可能な第２出力軸と、第１部材に配置され、被検査物を保持し、第２出力軸の回転によって第２回転軸線回りに回転可能な第２部材と、第１出力軸を所定の角度範囲で正逆回転させる第１アクチュエータと、第２出力軸を所定の角度範囲で正逆回転させる第２アクチュエータとを有する。

Description

姿勢変更装置および検査方法

　本発明は、姿勢変更装置および検査方法に関する。

　特許文献１には、円筒状または円柱状の本体部を有する被検査物の外周面を検査する検査装置が記載されている。
　この検査装置では、被検査物を軸回りに回転させ、明視野領域、暗視野領域および明視野領域と暗視野領域との境界領域を撮影し、撮影された画像に基づいて被検査物の外周面の欠陥部位を検出している。

特開２０１６－６５７８２号公報

　特許文献1に記載の検査装置は、被検査物を軸回りに回転させているが、例えばピストンの冠面検査のように、表面の傷などの欠陥を発見するために軸に対して角度をつけて円錐状に回転させることについては対応していない。
　また、被検査物を保持するために多関節ロボットなどを用いると、コストが高くなるおそれがあった。
　本発明の目的の一つは、コストの増大を抑制しつつ、被検査物を円錐状に回転させることができる姿勢変更装置および検査方法を提供することにある。

　本発明の一実施形態における姿勢変更装置は、第１回転軸線回りに回転可能な第１出力軸と、第１出力軸の回転によって第１出力軸回りに回転可能な第１部材と、第１部材に配置され、第１回転軸線に対して角度を持って傾いた第２回転軸線回りに回転可能な第２出力軸と、第１部材に配置され、被検査物を保持し、第２出力軸の回転によって第２回転軸線回りに回転可能な第２部材と、第１出力軸を所定の角度範囲で正逆回転させる第１アクチュエータと、第２出力軸を所定の角度範囲で正逆回転させる第２アクチュエータとを有する。

　本発明の一実施形態によれば、コストの増大を抑制しつつ、被検査物を円錐状に回転させることができる。

実施形態１の姿勢変更装置を有する検査装置の全体図である。 実施形態１の姿勢変更装置の動作を説明する概略図である。 実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する作動表である。 実施形態１の姿勢変更装置のモータ回転角度設定の動作の流れを示すタイムチャートである。 （ａ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第１側面図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第１平面図である。 （ａ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第２側面図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第２平面図である。 （ａ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第３側面図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第３平面図である。 （ａ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第４側面図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第４平面図である。 実施形態２の姿勢変更装置を有する検査装置の全体図である。 実施形態２の姿勢変更装置の動作の流れを示すタイムチャートである。 （ａ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第１斜視図、（ｂ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第１平面図である。 （ａ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第２斜視図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第２平面図である。 （ａ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第３斜視図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第３平面図である。 （ａ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第４斜視図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第４平面図である。 （ａ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第５斜視図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第５平面図である。 実施形態３の姿勢変更装置の斜視図である。

　〔実施形態１〕
　実施形態１の姿勢変更装置を有する検査装置の全体図である。
　（検査装置の構成）
　検査装置Ｋは、カメラＤ、姿勢変更装置１およびコンピュータＣを備える。
　カメラＤは、ピストン（被検査物）Ｗの検査用表面の画像を撮像する。
　姿勢変更装置１は、カメラＤに対するピストンＷの姿勢を変化させる。
　コンピュータＣは、例えばパーソナルコンピュータであり、メモリＭおよびＣＰＵＡを備える。
　メモリＭには、複数のサンプル画像を用いて機械学習させた学習結果が記憶されている。
　機械学習は、例えば、ニューラルネットを用いた学習であって、実施形態１では、ディープラーニングによる学習を採用している。
　また、ニューラルネットを多層に結合したディープラーニングによる学習を行うため、ニューラルネットを用いた場合と比較して、検査部Ａ２による検査の判定精度を向上できる。
　ＣＰＵＡは、カメラＤにより撮像された撮像画像と、メモリＭに記憶されたディープラーニングによる学習結果と、に基づいてピストンＷの冠面Ｗ１にキズや欠陥があるか否かを検査し、欠陥候補箇所を切り出して、検査結果としての欠陥候補画像を出力する検査部Ａ１を備える。

　（姿勢変更装置の構成）
　姿勢変更装置１は、ベースＢに固定された第1回転軸線Ｐ１回りに回転可能な第１モータ出力軸（第１出力軸）２ａを有する第１モータ（第１アクチュエータ）２と、基部４ａと、一端４ｂ１、４ｃ１が基部４ａに離隔して固定された二股状に第1回転軸線Ｐ１の方向に延びる第1アーム４ｂ、第２アーム４ｃとを備える第１部材４と、第１部材４の第1アーム４ｂの他端４ｂ２、第２アーム４ｃの他端４ｃ２に回転可能に支持され、ピストン（被検査物）Ｗを固定保持する第２部材５と、第１部材４の第1アーム４ｂの他端４ｂ２に固定された第1回転軸線Ｐ１とほぼ直交し、交差する第２回転軸線Ｐ２回りに回転可能な第２モータ出力軸（第２出力軸）３ａを有する第２モータ（第２アクチュエータ）３から構成されている。
　なお、第1回転軸線Ｐ１と第２回転軸線Ｐ２とがほぼ直交とは、誤差が±１０°くらいをいう。
　これにより、姿勢変更装置１を、コストの増大を抑制した簡易な構成で、ピストンＷの円錐動作を行うことができる。
　また、第１部材４を、基部４ａと一端４ｂ１、４ｃ１が基部４ａに離隔して固定された第1回転軸線Ｐ１の方向に延びる第1アーム４ｂ、第２アーム４ｃで構成し、第1アーム４ｂの他端４ｂ２と第２アーム４ｃの他端４ｃ２にて第２部材５を回転可能に支持するようにしたので、第1モータ２の第１出力軸２ａの回転軸線Ｐ１と第２モータ３の第２出力軸３ａの回転軸線Ｐ２をずらすことが可能となり、より簡便にピストンＷの円錐動作を行うことができる。

　第1モータ２の第１出力軸２ａの第1回転軸線Ｐ１と第２モータ３の第２出力軸３ａの第２回転軸線Ｐ２をほぼ直角になるようにしたので、ピストン円錐動作中心ＴＣＰが出しやすくなり、円錐動作を確実に行うことができる。
　また、第1モータ２の第１出力軸２ａの第1回転軸線Ｐ１と第２モータ３の第２出力軸３ａの第２回転軸線Ｐ２を交差するようにしたので、より円錐動作を正確に行うことができる。
　さらに、第1モータ２の第１出力軸２ａの第1回転軸線Ｐ１と第２モータ３の第２出力軸３ａの第２回転軸線Ｐ２が交差するピストンＷの冠面Ｗ１のピストン円錐動作中心ＴＣＰを中心に、ピストンＷの円錐動作を行うようにしたので、カメラＤにより撮像されるピストンＷの検査用の冠面Ｗ１の画像の精度を向上することができる。

　また、第１部材４を回転させるベースＢに固定された第1モータ２と、第２部材５を回転させる第1部材４の第1アーム４ｂに固定された第２モータ３を配置するようにしたので、第1モータ２と第２モータ３との回転角度制御を容易にすることができる。
　さらに、第２部材５とピストンＷを回転させる第２モータ３は、第１部材４と第２部材５とピストンＷと第２モータ３を回転させる第１モータ２と比較し駆動負荷が小さいので、第１モータ２よりも最大出力の小さい小型のモータを使用可能であるので、姿勢変更装置１が小型化出来て、第２モータ３の制御性を向上することができる。

　第１モータ出力軸２ａは、第１部材４の基部４ａに固定され、第1部材４を第1回転軸線Ｐ１回りに回転させる。
　第２モータ出力軸３ａは、第２部材５に固定され、第２部材５を第２回転軸線Ｐ２回りに回転させる。
　第１モータ出力軸２ａの回転角度θ１と第２モータ出力軸３ａの回転角度θ２を同期して変化させることで、ピストンＷの傾斜角度が合成されて、ピストンＷの冠面Ｗ１の第1回転軸線Ｐ１と第２回転軸線Ｐ２との交点であるピストン円錐動作中心ＴＣＰを中心として、ＴＣＰ回転軸線Ｑ周りに、ピストンＷを円錐動作させることができる。なお、詳細は、後述する。

　（姿勢変更装置の動作）
　図２は、実施形態１の姿勢変更装置の動作を説明する概略図であり、図３は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する作動表である。

　図２の左上は、第１モータ２の第１出力軸２ａを、第1回転軸線Ｐ１回りに回転角度θ１回転させた状態での第２回転軸線Ｐ２の動作位置を示し、図２の右上は、第２モータ３の第２出力軸３ａを、第２回転軸線Ｐ２回りに回転角度θ２回転させた状態での第1回転軸線Ｐ１の動作位置を示し、図２の下図は、同期して変化しているこの２つを合成した第1回転軸線Ｐ１と第２回転軸線Ｐ２の動作位置を示している。
　図３の作動表に示すように、２５個の教示点において、第１モータ２の第１出力軸２ａの第1回転軸線Ｐ１回りの回転角度θ１と第２モータ３の第２出力軸３ａの第２回転軸線Ｐ２回りの回転角度θ２を同期して変化させることで、ピストンＷの傾斜角度が合成されて、ピストン円錐動作中心ＴＣＰを中心として、ＴＣＰ回転軸線Ｑ周りに、ピストンＷを３６０°円錐動作させることができる。
　なお、各教示点にて、カメラＤによりピストン（被検査物）Ｗの検査用表面の画像を撮像する。

　図４は、実施形態１の姿勢変更装置のモータ回転角度設定の動作の流れを示すタイムチャートである。

　第１ステップでは、例えば、図３に示す教示点４の位置の第２部材５に、ピストンＷを配置し、固定保持させ、ピストンＷの姿勢をピストンＷの座標系で求める。
　第２ステップでは、第１ステップで得られたピストンＷの座標系でのピストンＷの姿勢を、第1回転軸線Ｐ１と第２回転軸線Ｐ２との２軸円錐動作制御機構座標系、すなわち、姿勢変更装置１の座標系に変換し、この姿勢変更装置１の座標系に対して、第１モータ２の基準面Ｓ１に対するピストンＷの傾斜角θ１°、第２モータ３の基準面Ｓ２に対するピストンＷの傾斜角θ２°を計測する。
　なお、ピストンＷの傾斜角θ２°は、－θ１°の傾斜角度補正後の位置で計測を行う。
　これにより、第１モータ２の第１出力軸２ａの制御角度をθ１°、第２モータ３の第２出力軸３ａの制御角度θ２°とする。
　この各ステップを、２５個の教示点の分繰り返し行い、各教示点での第１モータ２の第１出力軸２ａの制御角度をθ１°、第２モータ３の第２出力軸３ａの制御角度θ２°を計測し、決定する。
　第３ステップでは、２５個の教示点での第１モータ２の第１出力軸２ａの制御角度をθ１°、第２モータ３の第２出力軸３ａの制御角度θ２°にて、姿勢制御装置１を作動させ、カメラＤによりピストンＷの冠面Ｗ１を撮像する。

　図５の（ａ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第１側面図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第１平面図であり、図６の（ａ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第２側面図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第２平面図であり、図７の（ａ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第３側面図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第３平面図であり、図８の（ａ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第４側面図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第４平面図である。

　すなわち、図５は、教示点１の姿勢変更装置１の動作位置、図６は、教示点８の姿勢変更装置１の動作位置、図７は、教示点１４の姿勢変更装置１の動作位置、図８は、教示点２０の姿勢変更装置１の動作位置を示している。
　これにより、ピストンＷがピストン円錐動作中心ＴＣＰを中心として、ＴＣＰ回転軸線Ｑ周りに、ピストンＷを円錐動作させることになる。

　次に、実施形態１の作用効果を説明する。

（１）姿勢変更装置１をベースＢに固定された第1回転軸線Ｐ１回りに回転可能な第１モータ出力軸２ａを有する第１モータ２と、基部４ａと、一端４ｂ１、４ｃ１が基部４ａに離隔して固定された二股状に第1回転軸線Ｐ１の方向に延びる第1アーム４ｂ、第２アーム４ｃとを備える第１部材４と、第１部材４の第1アーム４ｂの他端４ｂ２と第２アーム４ｃの他端４ｃ２に回転可能に支持され、ピストンＷを固定保持する第２部材５と、第１部材４の第1アーム４ｂの他端４ｂ２に固定された第1回転軸線Ｐ１と直交する第２回転軸線Ｐ２回りに回転可能な第２モータ出力軸３ａを有する第２モータ３から構成するようにした。
　よって、コストの増大を抑制した簡易な構成で、ピストンＷの円錐動作を行うことができる。

（２）第１部材４を基部４ａと、一端４ｂ１、４ｃ１が基部４ａに離隔して固定された二股状に第1回転軸線Ｐ１の方向に延びる第1アーム４ｂ、第２アーム４ｃで構成し、第１部材４の第1アーム４ｂの他端４ｂ２と第２アーム４ｃの他端４ｃ２に第２部材５を回転可能に支持するようにした。
　よって、第1モータ２の第１出力軸２ａの回転軸線Ｐ１と第２モータ３の第２出力軸３ａの回転軸線Ｐ２をずらすことが可能となり、より簡便にピストンＷの円錐動作を行うことができる。

（３）第1モータ２の第１出力軸２ａの回転軸線Ｐ１と第２モータ３の第２出力軸３ａの回転軸線Ｐ２をほぼ直角になるようにした。
　よって、ピストン円錐動作中心ＴＣＰが出しやすくなり、円錐動作を確実に行うことができる。

（４）第1モータ２の第１出力軸２ａの回転軸線Ｐ１と第２モータ３の第２出力軸３ａの回転軸線Ｐ２を交差するようにした。
　よって、より円錐動作を正確に行うことができる。

（５）第1モータ２の第１出力軸２ａの回転軸線Ｐ１と第２モータ３の第２出力軸３ａの回転軸線Ｐ２が交差するピストンＷの冠面Ｗ１のピストン円錐動作中心ＴＣＰを中心に、ピストンＷの円錐動作を行うようにした。
　よって、カメラＤにより撮像されるピストンＷの検査用表面の画像の精度を向上することができる。

（６）第１部材４を回転させるベースＢに固定された第1モータ２と、第２部材５を回転させる第1部材４の一方の第1アーム４ｂに固定された第２モータ３を配置するようにした。
　よって、第1モータ２と第２モータ３との回転角度制御を容易にすることができる。

（７）第１モータ２は、第１部材４と第２部材５とピストンＷと第２モータ３を回転させ、第２モータ３は、第２部材５とピストンＷを回転させるようにした。
　よって、第２モータ３を最大出力の小さい小型モータにすることができるので、姿勢変更装置１が小型化出来て、第２モータ３の制御性を向上することができる。

　図９は、実施形態２の姿勢変更装置を有する検査装置の全体図である。

　実施形態１では、第１モータ２と第２モータ３によりピストンＷの円錐動作を行うようにしていたが、実施形態２では、第１モータ２と第２モータ３と第３モータ６によりピストンＷの円錐動作を行ようにしている。

　（姿勢変更装置の構成）
　姿勢変更装置１は、ベースＢに固定された第1回転軸線Ｒ１回りに回転可能な第１モータ出力軸（第１出力軸）６ａを有する第１モータ（第１アクチュエータ）６と、基部４０ａと、一端４０ｂ１、４０ｃ１が基部４ａに離隔して固定された二股状に第1回転軸線Ｒ１の方向に延びる第１アーム４０ｂ、第２アーム４０ｃとを備える第１部材４０と、第1アーム４０ｂの他端４０ｂ２と第２アーム４０ｃの他端４０ｃ２に揺動可能に支持され、径方向両側が開放しているピストンＷを固定保持する第２部材５０と、第２部材５０に固定され第１回転軸線Ｒ１に対し、角度を持って傾斜することができる第２回転軸線Ｒ２回りに回転可能な第２モータ出力軸（第２出力軸）７ａを有する第２モータ（第２アクチュエータ）７と、第１部材４０の第1アーム４０ｂの他端４０ｂ２に固定された第1回転軸線Ｐ１とほぼ直交し、交差する第３回転軸線Ｒ３回りに回転可能な第３モータ出力軸８ａを有する第３モータ（角度保持機構）８から構成されている。
　このように、二股状に第1回転軸線Ｒ１の方向に延びる第1アーム４０ｂと第２アーム４０ｃの間に、第２部材５０を配置しているので、姿勢変更装置１の大型化を抑制することができる。
　また、第２部材５０の径方向両側が開放しているので、ピストンＷの設置と取り外しが容易である。

　第１部材４０の基部４０ａに固定される第１モータ出力軸６ａは、第1部材４０を第1回転軸線Ｒ１回りに回転させる。
　第２部材５０に固定される第２モータ出力軸７ａは、ピストンＷを第２回転軸線Ｒ２回りに回転させる。
　第１部材４０の第1アーム４０ｂの他端４０ｂ２に固定される第３モータ出力軸８ａは、第1回転軸線Ｒ１に対する第２回転軸線Ｒ２の傾く角度を変更可能であり、第２部材５０を第３回転軸線Ｒ３回りに揺動させ、第２部材５０を第1部材４０に対し、すなわち、第1回転軸線Ｒ１に対する第２回転軸線Ｒ２の傾く角度を所定の角度に変更し、保持することができる。
　これにより、必要とする任意の所定の揺動角度に保持することができ、円錐動作がより正確に行えるとともに、第２部材５０を第1部材４０と重複する位置に戻せば、ピストンＷの付け替え変更も容易に行える。
　また、第１部材４０の基部４０ａと第１モータ出力軸６ａに形成された貫通孔４０ｄには、第２モータ７の給電ハーネス７ｂが挿通されている。
　これにより、第２モータ７の第２モータ出力軸７ａが回転しても、給電ハーネス７ｂが邪魔になりにくい。

　（姿勢変更装置の動作）
　図１０は、実施形態２の姿勢変更装置の動作の流れを示すタイムチャートであり、図１１の（ａ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第１斜視図、（ｂ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第１平面図であり、図１２（ａ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第２斜視図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第２平面図であり、図１３（ａ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第３斜視図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第３平面図であり、図１４（ａ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第４斜視図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第４平面図であり、図１５（ａ）は、実施形態２の姿勢変更装置の動作を説明する第５斜視図、（ｂ）は、実施形態1の姿勢変更装置の動作を説明する第５平面図である。

　図１０の第1ステップでは、第１回転軸線Ｒ１と第２回転軸線Ｒ２が同軸に位置し、第１部材４と第２部材５が第３回転軸線Ｒ３方向に重なり合った状態で、第２部材５にピストンＷを配置し、固定保持させる。
　つぎに、第３モータ８の第３モータ出力軸８ａにより、第２部材５を指定角度θ０°に傾斜させ、保持する。
　すなわち、第２回転軸線Ｒ２が第１回転軸線Ｒ１に対し指定角度θ０°に傾斜させ、保持される。
　そして、ピストンＷの姿勢をピストンＷの座標系で求める。
　第２ステップでは、第１ステップで得られたピストンＷの座標系でのピストンＷの姿勢を、第1回転軸線Ｒ１と第２回転軸線Ｒ２との２軸円錐動作制御機構座標系、すなわち、姿勢変更装置１の座標系に変換する。
　この各ステップを複数の教示点分繰り返し行い、第１モータ６の第1出力軸６ａと第２モータ７の第２モータ出力軸７ａの制御回転角度を決定する。
　すなわち、第１モータ６の第１モータ出力軸６ａを矢印方向に＋θａ°回転させ、同時に第１モータ６の第１モータ出力軸６ａと回転角度を同期させ、第２モータ７の第２モータ出力軸７ａを矢印方向に－θａ°逆回転させる。
　なお、同期とは、第１モータ６の第１モータ出力軸６ａの単位時間当たりの回転角度（回転数）と第２モータ７の第２モータ出力軸７ａの単位時間当たりの回転角度（回転数）は、同じであるということである。
　これにより、より正確な円錐動作を可能にすることができる。
　これを、複数の教示点分繰り返し行い、第１モータ６の第１モータ出力軸６ａと第２モータ７の第２モータ出力軸７ａを、回転角度を同期させて３６０°逆回転させることで、第１モータ６の第１モータ出力軸６ａと第２モータ７の第２モータ出力軸７ａの制御回転角度を決定する。
　第３ステップでは、図示はしていないが、複数の教示点で、実施形態１と同様にカメラＤによりピストンＷの検査用表面の画像を撮像する。
　また、撮像終了後は、第１モータ６の第１モータ出力軸６ａが逆回転し、ステップ２の動作位置に戻り、つぎに、第３モータ８の第３モータ出力軸８ａにより、第２部材５を第１部材４と第３回転軸線Ｒ３方向に重なり合ったステップ1の動作位置に戻る。
　これにより、実施形態１と同様に、コストの増大を抑制した簡易な構成で、ピストン円錐動作中心ＴＣＰを中心として、第２回転軸線Ｒ２周りに、ピストンＷを３６０°円錐動作させることができる。

　図１１は、図１０のステップ２の動作位置を示し、図１５は、撮像終了後の図１０のステップ１の動作位置を示し、図１２－図１４は、第１モータ６の第１モータ出力軸６ａと第２モータ７の第２モータ出力軸７ａを、回転角度を同期させて逆回転させた途中の動作位置を示している。
　その他の構成は、実施形態１と同じ構成であるため、同じ構成には同一符号を付して、説明は省略する。

（１）姿勢変更装置１をベースＢに固定された第1回転軸線Ｒ１回りに回転可能な第１モータ出力軸６ａを有する第１モータ６と、基部４０ａと、一端４０ｂ１、４０ｃ１が基部４ａに離隔して固定された第1回転軸線Ｒ１の方向に二股状に延びる第1アーム４０ｂの他端４０ｂ２と第２アーム４０ｃの他端４０ｃ２に揺動可能に支持され、径方向両側が開放しているピストンＷを固定保持する第２部材５０と、第２部材５０に固定され第１回転軸線Ｒ１に対し、角度を持って傾斜することができる第２回転軸線Ｒ２回りに回転可能な第２モータ出力軸７ａを有する第２モータ７と、第１部材４０の第1アーム４０ｂの他端４０ｂ２に固定された第1回転軸線Ｐ１とほぼ直交し、交差する第３回転軸線Ｒ３回りに回転可能な第３モータ出力軸８ａを有する第３モータ８から構成するようにした。
　よって、コストの増大を抑制した簡易な構成で、ピストンＷの円錐動作を行うことができる。

（２）第１モータ６の第１モータ出力軸６ａを矢印方向に＋θａ°回転させ、同時に第１モータ６の第１モータ出力軸６ａと回転角度を同期させ、第２モータ７の第２モータ出力軸７ａを矢印方向に－θａ°逆回転させるようにした。
　よって、より正確な円錐動作を可能にすることができる。

（３）第１部材４０の第1アーム４０ｂの他端４０ｂ２に固定される第３モータ出力軸８ａは、第1回転軸線Ｒ１に対する第２回転軸線Ｒ２の傾く角度を変更可能であり、第２部材５０を第３回転軸線Ｒ３回りに揺動させ、第２部材５０を第1部材４０に対し、すなわち、第1回転軸線Ｒ１に対する第２回転軸線Ｒ２の傾く角度を所定の角度に変更し、保持することができるようにした。
　よって、必要とする任意の所定の揺動角度に保持することができ、円錐動作がより正確に行えるとともに、第２部材５０を第1部材４０と重複する位置に戻せば、ピストンＷの付け替え変更も容易に行える。

（４）第１部材４０の基部４０ａと第１モータ出力軸６ａに形成された貫通孔４０ｄには、第２モータ７の給電ハーネス７ｂを挿通するようにした。
　よって、第２モータ７の第２モータ出力軸７ａが回転しても、給電ハーネス７ｂが邪魔になりにくい。

（５）第1回転軸線Ｒ１の方向に二股状に延びる第1アーム４０ｂと第２アーム４０ｃの間に、第２部材５０を配置するようにした。
　よって、姿勢変更装置１の大型化を抑制することができる。

（６）第２部材５０の径方向両側を開放するようにした。
　よって、ピストンＷの設置と取り外しが容易である。

　図１６は、実施形態３の姿勢変更装置を有する検査装置の全体図である。

　実施形態２では、第２回転軸Ｒ２を第３モータ８により、第２部材５０を第1部材４０に対し第１回転軸線Ｒ１回りに指定角度θ０に傾斜させ、保持するようにしていたが、実施形態３では、エアシリンダ（角度保持機構）９により、第２部材５０を第1部材４０に対し第１回転軸線Ｒ１回りに指定角度θ０に傾斜させ、保持するようにした。
　その他の構成は、実施形態２と同じ構成であるため、同じ構成には同一符号を付して、説明は省略する。
　よって、実施形態３では、実施形態２と同様の作用効果を奏する。

　〔他の実施形態〕
　以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
　被検査物は、ピストンに限らないし、学習結果は、ニューラルネット被検査物やディープラーニングに限らず、機械学習であればよい。
　また、実施形態として、第１出力軸を第１モータ出力軸２ａ、６ａ、第２出力軸を第２モータ出力軸３ａ、７ａとしているが、各モータ出力軸をフレキシブルな軸を介して、各部材と連結して、フレキシブルな軸を出力軸としてもよい。
　さらに、実施形態２、３では、第３モータ８、あるいはエアシリンダ９により、第２部材５０を第１回転軸線Ｒ１に対し指定角度θ０に傾斜させ、保持するようにしていたが、図示はしないが、角度保持機構として第１部材４０と第２部材５０とを締結、締結解除可能なボルト（固定部材）でおこなってもよい。

　なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　本願は、２０２２年１月１１日付出願の日本国特許出願第２０２２－００２０４３号に基づく優先権を主張する。２０２２年１月１１日付出願の日本国特許出願第２０２２－００２０４３号の明細書、特許請求の範囲、図面、および要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

１　姿勢変更装置、２　第１モータ（第１アクチュエータ）、２ａ　第１モータ出力軸（第１出力軸）、３　第２モータ（第２アクチュエータ）、３ａ　第２モータ出力軸（第２出力軸）、４　第１部材、４ａ　基部、４ｂ　第１アーム、４０　第１部材、４０ａ　基部、４０ｂ　第１アーム、４０ｃ　第２アーム、４０ｄ　貫通孔、５　第２部材、５０　第２部材、６　第1モータ（第1アクチュエータ）、６ａ　第１モータ出力軸（第1出力軸）、７　第２モータ（第２アクチュエータ）、７ａ第２モータ出力軸（第２出力軸）、７ｂ　給電ハーネス、８　第３モータ（角度保持機構）、９　エアシリンダ（角度保持機構）、Ｐ１　第１回転軸線、Ｐ２　第２回転軸線、Ｒ１　第１回転軸線、Ｒ２　第２回転軸線、Ｗ　ピストン（被検査物）

Claims (20)

1. 　被検査物を保持した状態で前記被検査物の姿勢を変更可能な姿勢変更装置であって、
   　第１回転軸線回りに回転可能な第１出力軸と、
   　前記第１出力軸の回転によって前記第１出力軸回りに回転可能な第１部材と、
   　前記第１部材に配置され、前記第１回転軸線に対して角度を持って傾いた第２回転軸線回りに回転可能な第２出力軸と、
   　前記第１部材に配置され、前記被検査物を保持し、前記第２出力軸の回転によって前記第２回転軸線回りに回転可能な第２部材と、
   　前記第１出力軸を所定の角度範囲で正逆回転させる第１アクチュエータと、
   　前記第２出力軸を所定の角度範囲で正逆回転させる第２アクチュエータと、
   　を有する、
   　姿勢変更装置。
2. 　請求項１に記載の姿勢変更装置であって、
   　前記第１部材は、前記第１出力軸と連結する基部と、前記基部から前記第１回転軸の方向に延びる第１アームと、を有し、
   　前記第１アームに前記第２部材が回転可能に配置されている、
   　姿勢変更装置。
3. 　請求項２に記載の姿勢変更装置であって、
   　前記第２回転軸線は、前記第１回転軸線に対してほぼ直角である、
   　姿勢変更装置。
4. 　請求項３に記載の姿勢変更装置であって、
   　前記第２回転軸線は、前記第１回転軸線と交差する、
   　姿勢変更装置。
5. 　請求項２に記載の姿勢変更装置であって、
   　前記第１回転軸線と前記第２回転軸線の交差する点を中心に、前記被検査物が円錐動作するように前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータが駆動される、
   　姿勢変更装置。
6. 　請求項２に記載の姿勢変更装置であって、
   　前記第１アクチュエータは、第１モータであり、
   　前記第２アクチュエータは、前記第１アームに固定された第２モータである、
   　姿勢変更装置。
7. 　請求項５に記載の姿勢変更装置であって、
   　前記第２モータの最大出力は、前記第１モータの最大出力よりも小さい、
   　姿勢変更装置。
8. 　請求項１に記載の姿勢変更装置を用いた検査方法であって、
   　前記被検査物の姿勢を前記被検査物の座標系で求める第１ステップと、
   　前記第１ステップで得られた前記被検査物の座標系での前記被検査物の姿勢を、前記姿勢変更装置の座標系での前記被検査物の姿勢に変換する第２ステップと、
   　前記第２ステップで得られた前記姿勢変更装置の座標系での前記被検査物の姿勢に沿って前記姿勢変更装置を作動させ、かつ、前記被検査物を撮像する第３ステップと、
   　を有する、
   　被検査物の検査方法。
9. 　被検査物を保持した状態で前記被検査物の姿勢を変更可能な姿勢変更装置であって、
   　第１回転軸線回りに回転可能な第１出力軸と、
   　前記第１出力軸の回転によって前記第１出力軸回りに回転可能な第１部材と、
   　前記第１部材に配置され、前記第1回転軸線に対して角度を持って傾いた第２回転軸線の方向に前記被検査物を傾けることが可能な第２部材と、
   　前記第２部材に配置され、前記被検査物を前記第２回転軸線回りに回転可能な第２出力軸と、
   　前記第１出力軸を回転させる第１アクチュエータと、
   　前記第２出力軸を回転させる第２アクチュエータであって、前記第１出力軸が前記第１回転軸線回りに回転するときに、前記第２出力軸を前記第２回転軸線回りに、前記第１部材の回転方向に対して反対方向に回転させる第２アクチュエータと、
   　を備える、
   　姿勢変更装置。
10. 　請求項９に記載の姿勢変更装置であって、
    　前記第１出力軸の単位時間当たりの回転数と、前記第２出力軸の単位時間当たりの回転数とが同じである、
    　姿勢変更装置。
11. 　請求項９に記載の姿勢変更装置であって、
    　前記第２部材は、前記第１部材に対して揺動できるようになっており、前記第１回転軸線に対する前記第２回転軸線の傾く角度を変更可能になっている、
    　姿勢変更装置。
12. 　請求項１１に記載の姿勢変更装置であって、
    　前記第２部材は、前記第１部材に対して揺動した所定の角度を保つ角度保持機構を有する、
    　姿勢変更装置。
13. 　請求項１２に記載の姿勢変更装置であって、
    　前記角度保持機構は、モータである、
    　姿勢変更装置。
14. 　請求項１２に記載の姿勢変更装置であって、
    　前記角度保持機構は、エアシリンダである、
    　姿勢変更装置。
15. 　請求項１２に記載の姿勢変更装置であって、
    　前記角度保持機構は、前記第１部材と前記第２部材とを締結し、かつ、締結解除可能な固定部材である、
    　姿勢変更装置。
16. 　請求項９に記載の姿勢変更装置であって、
    　前記第１アクチュエータは、前記第１出力軸を回転させる第１モータであり、
    　前記第２アクチュエータは、前記第２部材に配置されて前記第２出力軸を回転させる第２モータである、
    　姿勢変更装置。
17. 　請求項１６に記載の姿勢変更装置であって、
    　前記第１部材と前記第１出力軸とを貫通する貫通孔を有し、前記第２モータの給電ハーネスが前記貫通孔に挿通されている、
    　姿勢変更装置。
18. 　請求項９に記載の姿勢変更装置であって、
    　前記第１部材は、前記第１出力軸と連結する基部と、前記基部から前記第１回転軸の方向に二股状に延びる第１アームおよび第２アームと、を有し、
    　前記第１アームおよび前記第２アームに前記第２部材が回転可能に配置されている、
    　姿勢変更装置。
19. 　請求項１８に記載の姿勢変更装置であって、
    　前記第２部材は、径方向両側が開放している、
    　姿勢変更装置。
20. 　請求項９に記載の姿勢変更装置を用いた検査方法であって、
    　前記被検査物の姿勢を前記被検査物の座標系で求める第１ステップと、
    　前記第１ステップで得られた前記被検査物の座標系での前記被検査物の姿勢を、前記姿勢変更装置の座標系での前記被検査物の姿勢に変換する第２ステップと、
    　前記第２ステップで得られた前記姿勢変更装置の座標系での前記被検査物の姿勢に沿って前記姿勢変更装置を作動させ、かつ、前記被検査物を撮像する第３ステップと、
    　を有する、
    　被検査物の検査方法。