JP2021067586A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曲面部を有するワークの被検査面を高い倍率で適正に検査することができる外観検査装置を提供すること。【解決手段】外観検査装置１は、ワーク１０の曲面部１１２を含む被検査面１１を撮像して外観を検査する装置である。外観検査装置１は、被検査面１１を撮像するための撮像装置２０と、撮像装置２０を含む可動体８０と、可動体８０の被当接部８１に当接し、可動体８０を被検査面１１の形状に沿うように案内するガイド機構９０を構成するガイド部４０と、可動体８０を被検査面１１の形状に沿うように移動させるロボットアーム５０とを有している。外観検査装置１は、ロボットアーム５０の側および可動体８０の側の双方に接続されたダンパ装置６０を有しており、ダンパ装置６０は、可動体８０の被当接部８１をガイド部４０に弾性をもって押し付ける。【選択図】図１

Description

本発明は、曲面部を有するワークの被検査面を検査する外観検査装置に関する。

ロボットアームに撮像装置を取り付け、この撮像装置で、曲面部を有するワークの被検査面を検査する外観検査装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の外観検査装置は、ワークの被検査面を撮影する撮像装置と、撮像装置をワークの曲面部に沿って移動させるロボットアームと、撮像装置が撮影した画像を読み込むことでワーク被検査面の傷等を検出するとともにロボットアームを制御する制御部とを備える。上記外観検査装置であれば、ロボットアームによって、ワークの被検査面の法線方向から、撮像装置で被検査面を撮影するとともに、撮像装置をワークの曲面部に沿って移動させることができるので、曲面部を有するワークの被検査面を検査することが可能となる。

特開２００８−４６１０３号公報

上記外観検査装置において、ワークの被検査面を高倍率（高精度）で検査するためには、撮像装置で用いられるレンズを高倍率なレンズにする必要がある。この場合、レンズは、被写界深度が浅くなり、例えば、０．７μｍ／ｄｏｔの分解能を有するレンズの場合、被写界深度は３０μｍ程度となる。一方、撮像装置を取り付けたロボットアームは、サーボ制御されている影響により１００〜３００μｍ程度の振動量で振動している。このような場合、撮像装置の被写界深度より、ロボットアームの振動量の方が大きいため、ワークの被検査面で安定してピントが合わず、ワークの被検査面を高精度に検査することができないという問題がある。

以上の問題に鑑みて、本願発明の課題は、曲面部を有するワークの被検査面を高い倍率で適正に検査することができる外観検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、ワークの曲面部を含む被検査面の外観を検査する外観検査装置において、前記被検査面を撮像するための撮像装置と、前記撮像装置および前記ワークのうちの一方を含む可動体と、前記可動体の被当接部に当接し、前記可動体を前記被検査面の形状に沿うように案内するガイド機構を構成するガイド部と、前記可動体を前記被検査面の形状に沿うように移動させるロボットアームと、前記ロボットアームの側および前記可動体の側の双方に接続され、前記被当接部を前記ガイド部に弾性をもって押し付けるダンパ装置と、を備えることを特徴とする。

本発明において、ロボットアームは、撮像装置およびワークのうちの一方を含む可動体を、ワークの被検査面の形状に沿って移動させるため、撮像装置は、ワークの曲面部を含む被検査面に対して適正な位置でワークの被検査面を撮像することができる。また、ロボットアームの側およびホルダの側の双方にダンパ装置が接続されており、ダンパ装置は、可動体の被当接部をガイド部に弾性をもって押し付ける。従って、サーボ制御による振動がロボットアームに発生した場合でも、撮像装置の振動を抑制することができる。それ故、撮像装置に高倍率なレンズを用いたために被写界深度が浅くなったとしても、ワークの
被検査面が撮像装置の被写界深度内に位置する。それ故、曲面部を有するワークの被検査面を高い倍率で適正に撮像し、検査することができる。

本発明において、前記ロボットアームは、前記ロボットアームは、前記撮像装置の中心光軸と、前記被検査面のうち、前記撮像装置の中心光軸と重なる位置における法線方向との相対位置関係が一定となるように前記可動体の姿勢を調整する態様を採用することができる。例えば、前記ロボットアームは、前記撮像装置の中心光軸と、前記被検査面のうち、前記撮像装置の中心光軸と重なる位置における法線方向とが一致するように前記可動体の姿勢を調整する態様を採用することができる。なお、撮像装置の中心光軸と被検査面の法線方向との相対位置関係とは、中心光軸と法線方向とが成す角度を意味する。

本発明において、前記ガイド部は、前記被検査面の断面形状と同一のガイド面を構成している態様を採用することができる。

本発明において、前記ガイド部は、前記ワークと同一形状を有する部材である態様を採用することができる。

本発明において、前記ガイド部は、前記ワークの一部の領域である態様を採用してもよい。

本発明において、前記曲面部の断面形状が放物線であり、前記ガイド部は、離間する２箇所で固定されて前記２箇所の間で放物線状に撓んだ線状部材を含む態様を採用することができる。

本発明において、前記被当接部が前記被検査面の断面形状と同一のガイド面を構成している態様を採用することができる。

本発明において、前記可動体が前記撮像装置を含む態様を採用することができる。この場合、前記可動体は、照明装置を含み、前記ロボットアームは、前記照明装置の中心光軸と、前記被検査面のうち、前記照明装置の中心光軸と重なる位置における法線方向との相対位置関係が一定となるように前記可動体の姿勢を調整する態様を採用することができる。なお、照明装置の中心光軸と被検査面の法線方向との相対位置関係とは、中心光軸と法線方向とが成す角度を意味する。

本発明において、前記可動体が前記ワークを含む態様を採用してもよい。

本発明において、前記撮像装置は、ラインセンサカメラまたはエリアセンサカメラである態様を採用することができる。

本発明において、前記ロボットアームは、６軸ロボットアームである態様を採用することができる。

本発明において、ロボットアームは、撮像装置およびワークのうちの一方を含む可動体を、ワークの被検査面の形状に沿って移動させるため、撮像装置は、ワークの曲面部を含む被検査面に対して適正な位置でワークの被検査面を撮像することができる。また、ロボットアームの側およびホルダの側の双方にダンパ装置が接続されており、ダンパ装置は、可動体の被当接部をガイド部に弾性をもって押し付ける。従って、サーボ制御による振動がロボットアームに発生した場合でも、撮像装置の振動を抑制することができる。それ故、撮像装置に高倍率なレンズを用いたため、被写界深度が浅くなったとしても、ワークの
被検査面が撮像装置の被写界深度内に位置する。それ故、曲面部を有するワークの被検査面を高い倍率で適正に撮像し、検査することができる。

本発明の実施形態１に係る外観検査装置の構成を模式的に示す説明図。 図１に示す外観検査装置に用いたロボットアームの説明図。 図１に示す外観検査装置において、曲面部等を撮像する様子を示す説明図。 本発明の実施形態２に係る外観検査装置の構成を模式的に示す説明図。 図４に示す外観検査装置において、曲面部等を撮像する様子を示す説明図。 本発明の実施形態３に係る外観検査装置の構成を模式的に示す説明図。 本発明の実施形態４に係る外観検査装置の説明図。

図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る外観検査装置を説明する。なお、以下の説明において。互いに直交する３方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向として説明する。また、Ｘ軸方向の一方側にＸ１を付し、Ｘ軸方向の他方側にＸ２に付し、Ｙ軸方向の一方側にＹ１を付し、Ｙ軸方向の他方側にＹ２に付し、Ｚ軸方向の一方側にＺ１を付し、Ｚ軸方向の他方側にＺ２に付して説明する。また、被検査面１１に対する法線が延在する方向を法線方向Ｌｖとして図示してある。

［実施形態１）
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１に係る外観検査装置１の構成を模式的に示す説明図である。なお、図１には、ロボットアーム５０をロボットアーム５０による移動方向である矢印Ｆで示してある。

図１に示す外観検査装置１は、ワーク１０の曲面部１１２を含む被検査面１１の外観を検査する装置である。このため、外観検査装置１は、被検査面１１を撮像するための撮像装置２０を有している。また、外観検査装置１は、撮像装置２０およびワーク１０のうちの一方を含む可動体８０と、可動体８０の被当接部８１に当接し、可動体８０を被検査面１１の形状に沿うように案内するガイド機構９０を構成するガイド部４０と、ガイド機構９０に沿って可動体８０を被検査面１１の形状に沿うように移動させるロボットアーム５０とを有している。ロボットアーム５０は、支持部材７０を介して可動体８０を駆動する。

可動体８０は、撮像装置２０を含む。このため、ワーク１０は固定されている。ワーク１０は、Ｘ軸方向に延在する被検査面１１をＺ軸方向の一方側Ｚ１に向けた板状部材である。ワーク１０の被検査面１１には、Ｘ軸方向の中間部分に平面部１１１が設けられ、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１の端部、およびＸ軸方向の他方側Ｘ２の端部の各々に凸状の曲面部１１２が設けられている。かかる構成のワーク１０としては、例えば、携帯型ディスプレイを挙げることができる。

ガイド部４０は、Ｘ軸方向に延在するガイド面４１をＺ軸方向の一方側Ｚ１に向けた部材である。ガイド面４１には、Ｘ軸方向の中間部分に平面部４１１が設けられ、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１の端部、およびＸ軸方向の他方側Ｘ２の端部の各々に凸状の曲面部４１２が設けられている。ガイド面４１のＸＺ断面は、ワーク１０の被検査面１１のＸＺ断面と形状およびサイズが同一である。

可動体８０は、ワーク１０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１で撮像レンズ２１をＺ軸方向の他方側Ｚ２に向けた撮像装置２０と、撮像装置２０を保持するホルダ３０とを有してい
る。ホルダ３０は、ガイド部４０に対して当接する板部３１と、板部３１からワーク１０の被検査面１１と対向するようにＹ軸方向の他方側Ｙ２に延在したアーム部３２とを有しており、板部３１によって、可動体８０の被当接部８１が構成されている。アーム部３２には、撮像レンズ２１をワーク１０に向けた撮像装置２０が保持されている。従って、撮像装置２０の撮像レンズ２１は、板部３１とＸ軸方向の同一の位置にある。撮像装置２０は、ラインセンサカメラまたはエリアセンサカメラである。本形態において、撮像装置２０は、ラインセンサカメラである。

このように構成した外観検査装置１において、ロボットアーム５０の側と可動体８０の側とに接続するように、ダンパ装置６０が設けられている。例えば、ホルダ３０は、板部３１からＺ軸方向の一方側Ｚ１に向けて延在する軸部３３を有しており、軸部３３は、ロボットアーム５０に保持された支持部材７０の軸穴（図示せず）に軸線方向に移動可能に支持されている。また、軸部３３の周りには、ダンパ装置６０が設けられている。

ダンパ装置６０は、例えば、圧縮コイルバネ６１である。圧縮コイルバネ６１は、板部３１と支持部材７０の間で圧縮されている。従って、圧縮コイルバネ６１の一方の端部は板部３１に接続され、圧縮コイルバネ６１の他方の端部は支持部材７０に接続されている。それ故、ダンパ装置６０（圧縮コイルバネ６１）は、可動体８０の被当接部８１（ホルダ３０の板部３１）をガイド部４０に弾性をもって押し付けている。

（ロボットアーム５０の構成、および本形態の主な効果）
図２は、図１に示す外観検査装置１に用いたロボットアーム５０の説明図である。図３は、図１に示す外観検査装置１において、曲面部１１２等を撮像する様子を示す説明図である。

図２に示すように、ロボットアーム５０は、第１軸Ｌ１周り、第２軸Ｌ２周り、第３軸Ｌ３周り、第４軸Ｌ４周り、第５軸Ｌ５周り、および第６軸Ｌ６周りに回転可能な回転部を有する６軸ロボットアームである。

本形態の外観検査装置１を用いて、ワーク１０の被検査面１１の傷等の有無を検査するには、まず、ロボットアーム５０に対して教示作業を行い、ロボットアーム５０の制御装置（図示せず）に対し、検査プログラムを保持させる。かかる教示作業では、まず、撮像装置２０を含む可動体８０をガイド機構９０に沿ってＸ軸方向に手動で移動させるとともに、ガイド機構９０に沿ってＺ軸方向に手動で移動させ、その際の動きを検査プログラムとして記憶させる。

また、可動体８０を移動させる際に可動体８０の姿勢を切り換え、図３に実線で示すように、撮像装置２０によってワーク１０の被検査面１１の平面部１１１を撮像する際、および図３に一点鎖線で示すように、撮像装置２０によってワーク１０の被検査面１１の曲面部１１２を撮像する際のいずれにおいても、撮像レンズ２１の中心光軸Ｌ０と、ワーク１０の被検査面１１（平面部１１１および曲面部１１２）のうち、中心光軸Ｌ０と重なる位置における法線方向Ｌｖとの相対位置関係が同一となるように教示作業を行う。本形態では、撮像レンズ２１の中心光軸Ｌ０と、ワーク１０の被検査面１１のうち、中心光軸Ｌ０と重なる位置における法線方向Ｌｖとが一致するように教示作業を行う。従って、撮像レンズ２１の中心光軸Ｌ０上における撮像装置２０とワーク１０の被検査面１１との距離が一定に保持される。

それ故、ロボットアーム５０によって、ホルダ３０をガイド面４１に沿ってＸ軸方向に移動させる間、撮像装置２０によってワーク１０の被検査面１１を撮像すれば、撮像装置２０は、ワーク１０の曲面部１１２を含む被検査面１１全体に対して適正な距離の位置で
ワーク１０の被検査面１１を撮像することができる。また、撮像結果を制御部において画像解析すれば、傷等の有無を検査することができる。

また、本形態の外観検査装置１では、ロボットアーム５０の側および可動体８０の側の双方にダンパ装置６０が接続されているため、ダンパ装置６０は、可動体８０の被当接部８１をガイド部４０に弾性をもって押し付ける。従って、サーボ制御による振動がロボットアーム５０に発生した場合でも、撮像装置２０の振動を抑制することができる。それ故、撮像装置２０の撮像レンズ２１を高倍率なレンズにしたために撮像レンズ２１の被写界深度が浅くなったとしても、ワーク１０の被検査面１１が撮像装置２０の被写界深度内に位置する。よって、曲面部１１２を有するワーク１０の被検査面１１を高い倍率で適正に撮像し、検査することができる。例えば、撮像レンズ２１の被写界深度が３０μｍ程度である場合にロボットアーム５０に１００〜３００μｍ程度の振動が発生している場合でも、ワーク１０の被検査面１１を高い倍率で適正に撮像し、検査することができる。

［実施形態１の変形例１］
上記実施形態１では、撮像装置２０を可動体８０の側に設けたが、ワーク１０を可動体８０の側に設けてもよい。

［実施形態１の変形例２］
上記実施形態１では、ガイド部４０をワーク１０のＹ軸方向の一方側に配置したが、ワーク１０のＹ軸方向の両側にガイド部４０を配置してもよい。

上記実施形態１では、ワーク１０よりＹ軸方向の幅が狭い部材をガイド部４０として用いたが、ワーク１０とサイズおよび形状が同一の部材をガイド部４０として用いてもよい。例えば、ワーク１０と同時に製造された部材をガイド部４０として用いてもよい。

上記実施形態１では、ワーク１０とは別の部材をガイド部４０として用いたが、ワーク１０の被検査面１１と異なる位置に、被検査面１１と同一形状の領域が一部に存在する場合、かかる一部の領域をガイド部として用いてもよい。

［実施形態２］
図４は、本発明の実施形態２に係る外観検査装置１の構成を模式的に示す説明図である。図５は、図４に示す外観検査装置１において、曲面部１１３等を撮像する様子を示す説明図である。なお、図４には、ロボットアーム５０をロボットアーム５０による移動方向である矢印Ｆで示してある。また、本形態の基本的な構成は、実施形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。

図４に示す外観検査装置１も、実施形態１と同様、ワーク１０の曲面部１１２を含む被検査面１１の外観を検査する装置である。このため、外観検査装置１は、被検査面１１を撮像するための撮像装置２０を有している。また、外観検査装置１は、撮像装置２０およびワーク１０のうちの一方を含む可動体８０と、可動体８０の被当接部８１に当接し、可動体８０を被検査面１１の形状に沿うように案内するガイド機構９０を構成するガイド部４０と、可動体８０をガイド機構９０に沿って移動させるロボットアーム５０とを有している。

実施形態１において、可動体８０は撮像装置２０を含んでいたのに対し、本形態において、可動体８０は、ワーク１０を含む。このため、撮像装置２０は、ワーク１０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２で撮像レンズ２１をＺ軸方向の一方側Ｚ１に向けた状態で固定されている。ワーク１０は、Ｘ軸方向に延在する被検査面１１をＺ軸方向の他方側Ｚ２に向けた板状部材である。ワーク１０の被検査面１１には、Ｘ軸方向の中間部分に平面部１１１
が設けられ、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１の端部、およびＸ軸方向の他方側Ｘ２の端部の各々に凹状の曲面部１１３が設けられている。

ガイド部４０は、Ｙ軸方向に延在する軸体４５であり、可動体８０を案内するガイド面３８０は可動体８０の被当接部８１に構成されている。ここで、撮像装置２０の撮像レンズ２１は、軸体４５（ガイド部４０）とＸ軸方向の同一の位置にある。撮像装置２０は、ラインセンサカメラまたはエリアセンサカメラである。本形態において、撮像装置２０は、ラインセンサカメラである。

より具体的には、可動体８０は、ワーク１０と、ワーク１０を保持するホルダ３５とを有している。ホルダ３５は、ワーク１０をＹ軸方向の両側から保持する保持部３６と、保持部３６を繋ぐ連結部３７とを有している。また、ホルダ３５は、保持部３６に対してＹ軸方向の両側でＸ軸方向に延在するレール部３８を有しており、レール部３８は、可動体８０の被当接部８１として、ガイド部４０（軸体４５）に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１から当接している。従って、レール部３８のＺ軸方向の他方側Ｚ２の面がガイド面３８０になっている。

本形態において、レール部３８は、Ｘ軸方向の中間部分が直線部分になっており、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１端部、およびＸ軸方向の他方側Ｘ２の端部の各々に湾曲部が設けられている。従って、ガイド面３８０には、Ｘ軸方向の中間部分に平面部３８１が設けられ、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１の端部、およびＸ軸方向の他方側Ｘ２の端部の各々に凹部状の曲面部３８２が設けられている。ガイド面３８０のＸＺ断面は、ワーク１０の被検査面１１のＸＺ断面と形状およびサイズが同一である。

このように構成した外観検査装置１において、ロボットアーム５０の側とホルダ３５の側とに接続するように、ダンパ装置６０が設けられている。例えば、ホルダ３５は、連結部３７からＺ軸方向の一方側Ｚ１に向けて延在する軸部３９を有しており、軸部３９は、ロボットアーム５０に保持された支持部材７０の軸穴（図示せず）に軸線方向に移動可能に支持されている。また、軸部３９の周りには、ダンパ装置６０が設けられている。

ダンパ装置６０は、例えば、圧縮コイルバネ６１である。ここで、圧縮コイルバネ６１は、板部３１と支持部材７０の間で圧縮されている。従って、圧縮コイルバネ６１の一方の端部は連結部３７に接続され、圧縮コイルバネ６１の他方の端部は支持部材７０に接続されている。それ故、ダンパ装置６０（圧縮コイルバネ６１）は、可動体８０の被当接部８１（レール部３８）をガイド部４０（軸体４５)に弾性をもって押し付けている。

ロボットアーム５０は、図２を参照して説明した６軸ロボットアームである。本形態の外観検査装置１を用いて、ワーク１０の被検査面１１の傷等の有無を検査するには、まず、ロボットアーム５０に対して教示作業を行い、ロボットアーム５０の制御装置（図示せず）に対し、検査プログラムを保持させる。かかる教示作業では、まず、ワーク１０を含む可動体８０をガイド機構９０に沿ってＸ軸方向に手動で移動させるとともに、ガイド機構９０に沿ってＺ軸方向に手動で移動させ、その際の動きを検査プログラムとして記憶させる。

また、可動体８０を移動させる際に軸体４５を支点に可動体８０の姿勢を切り換え、図５に実線で示すように、撮像装置２０によってワーク１０の被検査面１１の平面部１１１を撮像する際、および図５に一点鎖線で示すように、撮像装置２０によってワーク１０の被検査面１１の曲面部１１３を撮像する際のいずれにおいても、撮像レンズ２１の中心光軸Ｌ０と、ワーク１０の被検査面１１（平面部１１１および曲面部１１３）のうち、中心光軸Ｌ０と重なる位置における法線方向Ｌｖとの相対位置関係が同一となるように教示作
業を行う。本形態では、撮像レンズ２１の中心光軸Ｌ０と、ワーク１０の被検査面１１のうち、中心光軸Ｌ０と重なる位置における法線方向Ｌｖとが一致するように教示作業を行う。従って、撮像レンズ２１の中心光軸Ｌ０上における撮像装置２０とワーク１０の被検査面１１との距離が一定に保持される。

それ故、ロボットアーム５０によって、ホルダ３０をガイド面４１に沿ってＸ軸方向に移動させる間、撮像装置２０によってワーク１０の被検査面１１を撮像すれば、撮像装置２０は、ワーク１０の曲面部１１３を含む被検査面１１全体に対して適正な距離の位置でワーク１０の被検査面１１を撮像することができる。

また、本形態の外観検査装置１では、ロボットアーム５０の側および可動体８０の側の双方にダンパ装置６０が接続されているため、ダンパ装置６０は、可動体８０の被当接部８１をガイド部４０に弾性をもって押し付ける。従って、サーボ制御による振動がロボットアーム５０に発生した場合でも、撮像装置２０の振動を抑制することができる。従って、撮像装置２０の撮像レンズ２１を高倍率なレンズにしたために撮像レンズ２１の被写界深度が浅くなったとしても、ワーク１０の被検査面１１が撮像装置２０の被写界深度内に位置する。それ故、曲面部１１２を有するワーク１０の被検査面１１を高い倍率で適正に撮像し、検査することができる。

［実施形態２の変形例］
上記実施形態２では、軸体４５をガイド部４０とし、レール部３８を可動体８０の被当接部８１としたが、軸体４５を可動体８０の被当接部８１とし、レール部３８をガイド部４０としてもよい。また、実施形態２では、ワーク１０を可動体８０の側に設けたが、撮像装置２０を可動体８０の側に設けてもよい。

［実施形態３］
図６は、本発明の実施形態３に係る外観検査装置１の構成を模式的に示す説明図である。なお、図６には、ロボットアーム５０をロボットアーム５０による移動方向である矢印Ｆで示してある。また、本形態の基本的な構成は、実施形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。

図６に示す外観検査装置１は、ワーク１０の曲面部１１４を含む被検査面１１の外観を検査する装置である。このため、外観検査装置１は、被検査面１１を撮像するための撮像装置２０を有している。また、外観検査装置１は、撮像装置２０およびワーク１０のうちの一方を含む可動体８０と、可動体８０の被当接部８１に当接し、可動体８０を被検査面１１の形状に沿うように案内するガイド機構９０を構成するガイド部４０と、可動体８０をガイド機構９０に沿って移動させるロボットアーム５０とを有している。

可動体８０は、撮像装置２０を含む。このため、ワーク１０は固定されている。ワーク１０は、Ｘ軸方向に延在する被検査面１１をＺ軸方向の一方側Ｚ１に向けた板状部材である。ここで、ワーク１０の被検査面１１は、断面が放物線の凸状の曲面部１１４が設けられている。

ガイド部４０は、Ｘ軸方向に延在する線状部材４９である。本形態において、線状部材４９は、互いに離間する水平方向に移動可能な２箇所（点４９１、４９２）の間で放物線状に撓んでおり、ワーク１０の曲面部１１４と、曲率半径等が同一である。曲率半径等の調整は点４９１、４９２間の距離を調節することで可能である。

可動体８０は、ワーク１０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ２で撮像レンズ２１をＺ軸方向の他方側Ｚ２に向けた撮像装置２０と、撮像装置２０を保持する中空のホルダ３４とを有
しており、可動体８０は、ロボットアーム５０に保持された支持部材７０によってＸ軸方向に駆動される。撮像装置２０は、ラインセンサカメラまたはエリアセンサカメラである。本形態において、撮像装置２０は、ラインセンサカメラである。ホルダ３４は、ガイド部４０（線状部材４９）が貫通する円弧状の筒部３４０を有しており、筒部３４０によって、可動体８０の被当接部８１が構成されている。

このように構成した外観検査装置１において、ロボットアーム５０の側と可動体８０の側とに接続するように、ダンパ装置６０が設けられている。例えば、筒部３４０と、ロボットアーム５０に保持された支持部材７０との間にはダンパ装置６０が設けられている。ダンパ装置６０は、例えば、圧縮コイルバネ６１である。ここで、圧縮コイルバネ６１は、筒部３４０と支持部材７０の間で圧縮されている。従って、圧縮コイルバネ６１の一方の端部は筒部３４０に接続され、圧縮コイルバネ６１の他方の端部は支持部材７０に接続されている。それ故、ダンパ装置６０（圧縮コイルバネ６１）は、可動体８０の被当接部８１（筒部３４０）をガイド部４０（線状部材４９）に弾性をもって押し付けている。

本形態の外観検査装置１を用いて、ワーク１０の被検査面１１の傷等の有無を検査するには、まず、ロボットアーム５０に対して教示作業を行い、ロボットアーム５０の制御装置（図示せず）に対し、検査プログラムを保持させる。かかる教示作業では、まず、撮像装置２０を含む可動体８０をガイド機構９０に沿ってＸ軸方向に手動で移動させるとともに、ガイド機構９０に沿ってＺ軸方向に手動で移動させ、その際の動きを検査プログラムとして記憶させる。

その結果、撮像レンズ２１の中心光軸Ｌ０と、ワーク１０の被検査面１１のうち、中心光軸Ｌ０と重なる位置における法線方向Ｌｖとの相対位置関係が同一となる。本形態では、撮像レンズ２１の中心光軸Ｌ０と、ワーク１０の被検査面１１のうち、中心光軸Ｌ０と重なる位置における法線方向Ｌｖとが一致する。また、撮像レンズ２１の中心光軸Ｌ０上における撮像装置２０とワーク１０の被検査面１１との距離が一定に保持される。

従って、ロボットアーム５０によって、ホルダ３０をガイド部４０に沿ってＸ軸方向に移動させる間、撮像装置２０によってワーク１０の被検査面１１を撮像すれば、撮像装置２０は、ワーク１０の曲面部１１４を含む被検査面１１全体に対して適正な距離の位置でワーク１０の被検査面１１を撮像することができる。

また、本形態の外観検査装置１では、ロボットアーム５０の側および可動体８０の側の双方にダンパ装置６０が接続されているため、ダンパ装置６０は、可動体８０の被当接部８１をガイド部４０に弾性をもって押し付ける。従って、サーボ制御による振動がロボットアーム５０に発生した場合でも、撮像装置２０の振動を抑制することができる。従って、撮像装置２０の撮像レンズ２１を高倍率なレンズにしたために撮像レンズ２１の被写界深度が浅くなったとしても、ワーク１０の被検査面１１が撮像装置２０の被写界深度内に位置する。それ故、曲面部１１２を有するワーク１０の被検査面１１を高い倍率で適正に撮像し、検査することができる。

［実施形態４］
図７は、本発明の実施形態４に係る外観検査装置１の説明図である。上記実施形態１〜３では、ロボットアーム５０が、撮像装置２０の中心光軸Ｌ０と、被検査面１１のうち、中心光軸Ｌ０と重なる位置における法線方向Ｌｖとが一致するように可動体８０の姿勢を調整した。但し、図７に示すように、ロボットアーム５０が、撮像装置２０の中心光軸Ｌ０と、被検査面１１のうち、撮像装置２０の中心光軸Ｌ０と重なる位置における法線方向Ｌｖとの相対位置関係が一定となるように可動体８０の姿勢を調整する態様であれば、撮像装置２０の中心光軸Ｌ０と被検査面１１に対する法線方向Ｌｖとが一致する態様に限定
されない。

また、可動体８０が照明装置２５を含む場合、図７に示すように、ロボットアーム５０が、可動体８０を駆動する際、ロボットアーム５０が、撮像装置２０の中心光軸Ｌ０と、被検査面１１のうち、中心光軸Ｌ０と重なる位置における法線方向Ｌｖとの相対位置関係が一定となるように可動体８０の姿勢を調整するとともに、ロボットアーム５０が、照明装置２５の中心光軸Ｌ２５と、被検査面１１のうち、中心光軸Ｌ２５と重なる位置における法線方向Ｌｖとの相対位置関係が一定となるように可動体８０の姿勢を調整することが好ましい。

［他の実施形態］
上記形態において、ダンパ装置６０として圧縮コイルバネ６１を用いたが、板バネ等、他の種類のバネを用いてもよい。また、ダンパ装置６０として、エアシリンダー等の流体圧シリンダを用いてもよい。また、ダンパ装置６０として、ゴムやゲル状部材等の粘弾性部材を用いてもよい。

上記形態において、ワーク１０の曲面部は、Ｘ軸方向のみに沿って湾曲していたが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って湾曲した曲面部を備えたワーク１０を検査するための外観検査装置に本発明を適用してもよい。

上記実施形態１において、ガイド部４０のガイド面４１がＸ軸方向に連続して延在していたが、ガイド部４０のガイド面４１がＸ軸方向の複数箇所に分割して配置されている態様であってもよい。同様に、上記実施形態２において、レール部３８のガイド面３８０がＸ軸方向に連続して延在していたが、レール部３８のガイド面３８０がＸ軸方向の複数箇所に分割して配置されている態様であってもよい。

１…外観検査装置、１０…ワーク、１１…被検査面、２０…撮像装置、２１…撮像レンズ、３０、３４、３５…ホルダ、３１…板部、３２…アーム部、３３、３９…軸部、３６…保持部、３７…連結部、３８…レール部、４０…ガイド部、４１、３８０…ガイド面、４５…軸体、４９…線状部材、５０…ロボットアーム、６０…ダンパ装置、６１…圧縮コイルバネ、７０…支持部材、８０…可動体、８１…被当接部、９０…ガイド機構、１１１、３８１、４１１…平面部、１１２、１１３、１１４、３８２、４１２…曲面部、３４０…筒部、４９１、４９２…点、Ｌ０、Ｌ２５…中心光軸、Ｌｖ…法線

Claims (13)

1. ワークの曲面部を含む被検査面の外観を検査する外観検査装置において、
   前記被検査面を撮像するための撮像装置と、
   前記撮像装置および前記ワークのうちの一方を含む可動体と、
   前記可動体の被当接部に当接し、前記可動体を前記被検査面の形状に沿うように案内するガイド機構を構成するガイド部と、
   前記可動体を前記被検査面の形状に沿うように移動させるロボットアームと、
   前記ロボットアームの側および前記可動体の側の双方に接続され、前記被当接部を前記ガイド部に弾性をもって押し付けるダンパ装置と、
   を備えることを特徴とする外観検査装置。
2. 請求項１に記載の外観検査装置において、
   前記ロボットアームは、前記撮像装置の中心光軸と、前記被検査面のうち、前記撮像装置の中心光軸と重なる位置における法線方向との相対位置関係が一定となるように前記可動体の姿勢を調整することを特徴とする外観検査装置。
3. 請求項２に記載の外観検査装置において、
   前記ロボットアームは、前記撮像装置の中心光軸と、前記被検査面のうち、前記撮像装置の中心光軸と重なる位置における法線方向とが一致するように前記可動体の姿勢を調整することを特徴とする外観検査装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の外観検査装置において、
   前記ガイド部は、前記被検査面の断面形状と同一のガイド面を構成していることを特徴とする外観検査装置。
5. 請求項４に記載の外観検査装置において、
   前記ガイド部は、前記ワークと同一形状を有する部材であることを特徴とする外観検査装置。
6. 請求項４に記載の外観検査装置において、
   前記ガイド部は、前記ワークの一部の領域であることを特徴とする外観検査装置。
7. 請求項４に記載の外観検査装置において、
   前記曲面部の断面形状が放物線であり、
   前記ガイド部は、離間する２箇所で固定されて前記２箇所の間で放物線状に撓んだ線状部材を含むことを特徴とする外観検査装置。
8. 請求項１から７までの何れか一項に記載の外観検査装置において、
   前記被当接部は、前記被検査面の断面形状と同一のガイド面を構成していることを特徴とする外観検査装置。
9. 請求項１から８までの何れか一項に記載の外観検査装置において、
   前記可動体は、前記撮像装置を含むことを特徴とする外観検査装置。
10. 請求項９に記載の外観検査装置において、
    前記可動体は、照明装置を含み、
    前記ロボットアームは、前記照明装置の中心光軸と、前記被検査面のうち、前記照明装置の中心光軸と重なる位置における法線方向との相対位置関係が一定となるように前記可動体の姿勢を調整することを特徴とする外観検査装置。
11. 請求項１から８までの何れか一項に記載の外観検査装置において、
    前記可動体は、前記ワークを含むことを特徴とする外観検査装置。
12. 請求項１から１１までの何れか一項に記載の外観検査装置において、
    前記撮像装置は、ラインセンサカメラまたはエリアセンサカメラであることを特徴とする外観検査装置。
13. 請求項１から１２までの何れか一項に記載の外観検査装置において、
    前記ロボットアームは、６軸ロボットアームであることを特徴とする外観検査装置。

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