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WO2013121760A1 - 撮像検査装置ならびにその制御装置および制御方法 - Google Patents

撮像検査装置ならびにその制御装置および制御方法 Download PDF

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WO2013121760A1
WO2013121760A1 PCT/JP2013/000699 JP2013000699W WO2013121760A1 WO 2013121760 A1 WO2013121760 A1 WO 2013121760A1 JP 2013000699 W JP2013000699 W JP 2013000699W WO 2013121760 A1 WO2013121760 A1 WO 2013121760A1
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WO
WIPO (PCT)
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imaging
robot
signal output
tip
inspection
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/000699
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English (en)
French (fr)
Inventor
英紀 田中
博明 北辻
小島　一彦
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
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Priority to CN201380005441.4A priority patent/CN104039511B/zh
Priority to KR1020147018492A priority patent/KR101643314B1/ko
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
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    • B25J9/1689—Teleoperation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S901/30—End effector
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S901/46—Sensing device
    • Y10S901/47—Optical

Definitions

  • the present invention relates to an imaging inspection apparatus that performs an appearance inspection of an inspection object using a multi-axis robot, and a control apparatus and control method therefor.
  • an imaging inspection device that uses a multi-axis robot to inspect the appearance of an inspection object, attach an imager to the tip of the robot, teach the imaging position as the moving position of the tip of the robot, and move the robot a predetermined amount After moving to a position (teaching position), an image is taken.
  • a position such as the moving position of the tip of the robot
  • an image is taken.
  • the robot is always stopped at the imaging position that is the teaching position, there is a problem that the imaging processing takes time as the imaging position increases.
  • Patent Document 1 As a configuration for solving this, the configuration of Patent Document 1 below has been proposed.
  • the configuration of Patent Document 1 when there are three robot teaching positions, an operation command from the first teaching position to the second teaching position and an operation command from the second teaching position to the third teaching position are provided. Is based on the well-known control of smoothly operating while suppressing a decrease in the speed of the robot operation. However, in this control, unless the first to third teaching positions are on a straight line, the actual robot motion trajectory does not pass on the second teaching position (the robot does not have an internal angle of a straight line connecting the teaching positions). Pass by side).
  • the processing that is set to the non-side) is performed.
  • the image captured by the imaging inspection apparatus is compared with a predetermined sample image, and desired image determination such as success / failure of processing, success / failure of attachment of parts, and presence / absence of scratches is performed.
  • image processing is performed in order to compare the captured image and the sample image.
  • the higher the accuracy of the imaging position the smaller the positional deviation from the sample image
  • the robot's motion trajectory is as much as possible. It is preferable to shorten it (to shorten the relative distance between the imager and the inspection object).
  • the image pickup pitch is also shortened. Therefore, in the configuration of Patent Document 1 in which the speed is always reduced in terms of control, the speed reduction becomes remarkable, and the speed cannot be increased.
  • the moving speed of the robot and the position accuracy indicating the degree of coincidence between the teaching position of the robot and the actually moved position are contradictory elements. That is, if the movement speed of the robot is increased, the position accuracy for moving the robot to the teaching position is lowered, and if the robot is moved to the teaching position with high accuracy, the movement speed of the robot cannot be increased. For this reason, in the configuration of Patent Document 1, there is a limit to moving the robot at high speed while maintaining high positional accuracy of the robot to the imaging position.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an imaging inspection apparatus capable of speeding up the movement control of the robot while maintaining high accuracy of the imaging position, and a control apparatus for the same
  • An object is to provide a control method.
  • a control device for an imaging inspection apparatus attaches one of an imaging device and an inspection object to a tip portion of a robot having a plurality of axes, and images the inspection object with the imaging device.
  • a control apparatus for an imaging inspection apparatus for inspecting an object the operation control unit performing an operation command for each axis when moving the tip of the robot from a first position to a second position, and the first A storage unit that stores a predetermined position between the first position and the second position, which is set by a distance from a reference position based on at least one of the position and the second position, as a signal output position; and the robot
  • the tip of the robot When the tip of the robot is moved from the first position to the second position, it is determined whether the tip of the robot is positioned at the signal output position, and the tip of the robot outputs the signal output If it is determined that the position in location, and an imaging instruction signal generating unit that transmits the imaging instruction signal for imaging the inspection object by using the imager in the imager.
  • the first position and the second position are taught as the teaching position of the tip of the robot to which the imaging device or the inspection target is attached, and based on at least one of the first position and the second position.
  • a predetermined position between the first position and the second position is set as a signal output position according to the distance from the reference position.
  • An imaging command signal is transmitted to the image pickup device when the tip of the robot passes the signal output position while the tip end portion of the robot moves from the first position to the second position, and the inspection object is moved by the image pickup device. Imaged.
  • the imaging position signal output position
  • the robot can be moved at the imaging position without stopping or decelerating while imaging at the imaging position. Therefore, it is possible to speed up the movement control of the robot while maintaining high accuracy of the imaging position.
  • the control device includes a line segment direction connecting the first position and the second position at an actual imaging position where an image is taken by the imaging device based on the signal output position and a predetermined desired imaging position. It is determined whether or not the difference in the first direction (hereinafter referred to as the first direction) is greater than or equal to a predetermined value, and when the difference in the first direction is greater than or equal to the predetermined value, the distance from the reference position is changed according to the difference.
  • a first direction correction unit for correcting the signal output position may be provided. According to this, since the imaging position (signal output position) is not the teaching position of the robot, the robot moves linearly from the first position to the second position. The error is corrected by adjusting the distance from the reference position. Therefore, the error in the first direction can be corrected easily and with high accuracy.
  • the control device generates a line segment connecting the first position and the second position between an actual imaging position captured by the imaging device based on the signal output position and a predetermined desired imaging position. It is determined whether the difference in the vertical direction (hereinafter referred to as the second direction) is greater than or equal to a predetermined value, and when the difference in the second direction is greater than or equal to the predetermined value, the tip of the robot where the robot is actually located.
  • a third position is set on a straight line connecting a position corresponding to one position (hereinafter referred to as an actual first position) and the desired imaging position, and on the side opposite to the actual first position on the basis of the desired imaging position.
  • a predetermined position between the first position and the third position is set as a new signal output position based on a distance from a reference position based on at least one of the actual first position and the third position.
  • a second direction correction unit, and the operation control May perform an operation command of each axis to move through said third position the leading portion of the robot from the first position to the second position. Thereby, the position accuracy can be improved by correcting the error in the second direction.
  • the signal output position may be a plurality of positions between the first position and the second position.
  • the teaching position of the robot can be imaged without reducing the moving speed of the robot by simply teaching the operation starting position and the operation ending position one by one, and the number of robot operations (number of teachings) ) And the inspection time can be shortened. Further, the posture of the tip of the robot at a plurality of imaging positions between the first position and the second position can be kept high without separately teaching.
  • An imaging inspection apparatus has a plurality of axes, one of an inspection object and an imager is attached to a tip, and the other end of the inspection object and the imager is attached to the tip.
  • a robot that moves relative to the robot, an inspection device that inspects the inspection object based on an image captured by the imager, and a controller that controls the robot and the imager.
  • An operation control unit that issues an operation command for each axis when moving the tip of the robot from the first position to the second position, and a distance from a reference position based on at least one of the first position and the second position
  • a storage unit configured to store a predetermined position between the first position and the second position set as a signal output position, and determine whether or not the tip of the robot is positioned at the signal output position
  • An imaging command signal generation unit that transmits an imaging command signal for imaging the inspection object using the imaging device to the imaging device when it is determined that the tip of the robot is located at the signal output position; Have.
  • a method for controlling an imaging inspection apparatus wherein one of an imaging device and an inspection object is attached to a tip of a robot having a plurality of axes, and the inspection object is attached by the imaging device.
  • the first position and the second position are taught as the teaching position of the tip of the robot to which the imaging device or the inspection target is attached, and the reference is based on at least one of the first position and the second position.
  • a predetermined position between the first position and the second position is set as a signal output position according to the distance from the position. Then, during the movement of the robot tip from the first position to the second position, an imaging command signal is transmitted to the imager when the robot tip passes the signal output position, so that the imager can inspect the inspection object. Image an object.
  • the imaging position signal output position
  • the robot can be moved at the imaging position without stopping or decelerating while imaging at the imaging position. Therefore, it is possible to speed up the movement control of the robot while maintaining high accuracy of the imaging position.
  • the present invention is configured as described above, and has an effect that the movement control of the robot can be speeded up while maintaining the accuracy of the imaging position.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an imaging inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the imaging inspection apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the teaching procedure of the imaging inspection apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the movement path of the tip of the robot in the imaging inspection apparatus shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a first example of a signal output position setting method in the imaging inspection apparatus shown in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a second example of a signal output position setting method in the imaging inspection apparatus shown in FIG. FIG.
  • FIG. 7A is a schematic diagram illustrating a procedure for performing vector correction in the second direction of the signal output position in the imaging inspection apparatus illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 7B is a schematic diagram illustrating a procedure for performing vector correction in the second direction of the signal output position in the imaging inspection apparatus illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 7C is a schematic diagram illustrating a procedure for performing vector correction in the second direction of the signal output position in the imaging inspection apparatus illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an imaging inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the imaging inspection apparatus shown in FIG.
  • the imaging inspection apparatus 1 of the present embodiment has an imager 3 attached to the tip 11 of a robot 10 having a plurality of axes (six axes J1 to J6 in FIG. 1). ing.
  • the imaging device 3 employs, for example, a CCD camera when performing an appearance inspection, and employs an X-ray camera, for example, when performing non-destructive internal inspection.
  • the robot 10 and the imaging device 3 are controlled by a control device (controller) 2.
  • the imaging inspection apparatus 1 inspects the inspection object 4 by imaging the inspection object 4 placed at a predetermined position by the image pickup device 3.
  • the imaging data of the inspection object 4 imaged by the imaging device is sent to the image processing device (inspection device) 5, and a predetermined inspection is performed based on the imaging data sent by the image processing device 5.
  • the image processing device 5 compares a sample image captured in advance with an image based on the imaging data, and determines the presence / absence of a missing part, the presence / absence of a flaw, the success / failure of processing, and the like.
  • the image processing device 5 may be provided inside the control device 2 (integrated with the control device 2), or may be provided separately from the control device 2.
  • the control device 2 moves the tip portion 11 of the robot 10 (the image pickup device 3 attached thereto) to an arbitrary position and posture along an arbitrary path.
  • the control device 2 includes an operation control unit 21 that issues an operation command for each axis when moving from a movement start position (first position) to a movement end position (second position).
  • a servo motor 12 and a position detector 13 are provided on each of the axes J1 to J6 of the robot 10.
  • the position detector 13 is composed of, for example, a rotary encoder.
  • the motion control unit 21 teaches the coordinates of the motion start position and motion end position of the distal end portion 11 of the robot 10 and performs control to complement the motion so that the distal end portion 11 operates linearly between them.
  • Each servo motor 12 can be driven independently of each other.
  • the corresponding position detector 13 detects the rotation angle (rotation position) of each servo motor 12 around each axis J1 to J6.
  • the control device 2 and the robot 10 may be serially connected or may be connected via a wired or wireless communication network.
  • the control device 2 includes a calculation unit 20 including a motion control unit 21 and a storage unit 22, and can be configured by a general computer.
  • the storage unit 22 stores various data and calculation programs used for the calculation of the calculation unit 20.
  • the control device 2 has an input unit 23 that teaches the operation of the robot 10.
  • the input unit 23 is configured by, for example, a teach pendant.
  • the motion control unit 21 calculates a target movement position where the tip 11 of the robot 10 should be positioned based on the teaching operation input by the input unit 23. This target movement position is calculated based on the operation time and the movement distance obtained from the set value of the movement speed of the tip 11 of the robot 10 or the like.
  • the imaging position by the imaging device 3 is set to a predetermined position between the first position An and the second position Bn.
  • Pm 1, 2,
  • the calculation unit 20 of the control device 2 moves the tip portion 11 of the robot 10 from the first position An to the second position Bn
  • the tip portion 11 of the robot 10 is positioned at the signal output position Pm.
  • an imaging command signal for imaging the inspection object 4 using the imaging device 3 is supplied to the imaging device 3. It functions as the imaging command signal generation unit 24 to transmit.
  • the signal output position is set and input from the input unit 23, is set according to the distance from the reference position based on at least one of the first position An and the second position Bn, and is stored in the storage unit 22.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the teaching procedure of the imaging inspection apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the movement path of the tip of the robot in the imaging inspection apparatus shown in FIG.
  • the image pickup device 3 is attached to the distal end portion 11 of the robot 10, and the image pickup device 3 performs an image pickup operation by an image pickup command signal from the image pickup command signal generation unit 24 of the control device 2.
  • Step S1 Further, the inspection object 4 is installed at a predetermined position.
  • a signal output position Pm that is a robot position for imaging an inspection location on the inspection object 4 is determined (step S2).
  • m 1,..., 4
  • each of the plurality of signal output positions Pm is determined.
  • n indicating the number (the number of sets) of the first position An and the second position Bn is set to 1 (step S3).
  • teaching work of the first position An and the second position Bn is performed using the input unit 23 so as to pass the signal output position Pm (step S4).
  • the first position An and the second position Bn are set so that some of them are connected by a straight path as much as possible.
  • the signal output positions P2 and P3 are the same in the posture of the tip portion 11 of the robot 10 and are close in distance (the route is not complicated), so the first position A2 and the second position B2
  • the first position A2 and the second position B2 are set so that the signal output positions P2, P3 are arranged in a straight line.
  • a plurality of signal output positions Pm may exist between the first position An and the second position Bn.
  • the teaching position of the robot can be imaged without reducing the moving speed of the robot by simply teaching the operation starting position and the operation ending position one by one, and the number of robot operations (number of teachings) ) Can be reduced to shorten the inspection time, and the posture of the distal end portion 11 of the robot 10 at a plurality of imaging positions between the operation start position and the operation end position can be kept high without separately teaching. it can.
  • the signal output position Pm between the first position An and the second position Bn is determined by the distance from the reference position based on at least one of the taught first position An and second position Bn.
  • Set step S5
  • step S6 When all the signal output positions Pm are set by the input unit 23 (No in step S6), the teaching work is finished, the robot 10 is actually operated, and an imaging inspection is performed (step S8).
  • the imaging command signal is sent to the image pickup device. 3 and the inspection object 4 is imaged by the imaging device 3.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a first example of a signal output position setting method in the imaging inspection apparatus shown in FIG.
  • FIG. 5 also shows an example of a teaching program input from the input unit 23 in this example.
  • the signal output position Pm is set based on the teaching position (command value) of the tip 11 of the robot 10. That is, the first position An or the second position Bn itself is used as the reference position based on at least one of the taught first position An and second position Bn.
  • the signal output position P1 is set at a position advanced by 500 mm from the first position A1 toward the second position B1, and from the first position A2 (second position B1) toward the second position B2.
  • the signal output position P2 is set at a position advanced by 1000 mm
  • the signal output position P3 is set at a position where the distance to the second position B2 approaches 600 mm.
  • the teaching program is indicated as the second position Bn except for the initial position and the command “LMOVE (X)” for linearly moving to the movement position (teaching position) X and the position indicated by the immediately preceding LMOVE command.
  • LMOVE B1 means a command for linear movement to the second position B1, and “SIGDEPART [1000, 1]” following this is imaged at a position 1000 mm away from the second position B1 (first position A2).
  • “SIGDEPART [1100, ⁇ 1]” is imaged at a position 1100 mm away from the second position B1 (first position A2) (position away from the signal output position P2).
  • This command means a command to stop the output of the command signal.
  • Subsequent “SIGAPRO [600, 1]” receives the subsequent “LMOVE B2”, and when the distance from the second position B2 to 600 mm is approached, the imaging signal is output. It means an instruction to start output.
  • the imaging command signal is output without the SIGDEPART command or the SIGAPPRO command.
  • the output is programmed to stop (for example, the imaging command signal is in the output state by the SIGAPPRO command before “LMOVEMOB2”, but when the imaging command signal is positioned at the second position B2, the imaging command signal is output. Is stopped).
  • a command for stopping the output of the imaging command signal may be separately issued.
  • the operation control of the robot 10 can be performed relatively easily.
  • the signal output position Pm can be set based on the future position (the second position Bn that has not yet reached)
  • various setting modes of the signal output position Pm can be adopted depending on the situation. For example, when the signal output position Pm is close to the second position Bn, the signal output position Pm is set with the second position Bn as a reference position, so that the second error is caused by the movement error of the tip portion 11 of the robot 10. It is possible to prevent an error such that the image pickup command signal is not output even if the position is too close to the position Bn or the second position Bn is reached.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a second example of a signal output position setting method in the imaging inspection apparatus shown in FIG.
  • FIG. 6 also shows an example of a teaching program input from the input unit 23 in this example.
  • the operation end position actually reached based on the taught first position An and second position Bn (ideally the second position Bn) is used as the reference position.
  • the signal output positions P2 and P3 are set after the actual movement by the taught second position B1 because the setting is made based on the actual movement position of the tip 11 of the robot 10.
  • the position is set to a position advanced by 1000 mm and 1500 mm from the position toward the second position B2.
  • a command for stopping the imaging command signal is not required as in the example shown in FIG.
  • the element Z in the KI command indicates a correction time, and the time during which the imaging command signal is output can be corrected.
  • the transmission timing and transmission period of the imaging command signal can be finely adjusted in accordance with the actual operation status.
  • KI [1, 0.2, 1000, 0]” and “KI [1, 0.2, 1500, 0]” following “LMOVE B1” are the second position B1 (first position A2), respectively.
  • the second position Since the actual position of the tip 11 of the robot 10 is generally delayed from the command value, when the signal output position is set based on the command value, the second position from the desired imaging position. There is a possibility that an image is captured at a position shifted to the Bn side (or it is necessary to set the signal output position Pm in anticipation of the shift, and it may be difficult to increase the accuracy of the imaging position). Therefore, as in the example shown in FIG. 6, by using the movement position of the tip 11 of the actual robot 10, an imaging signal is output at a position closer to the desired position than when the command value is set as the reference position. (Captured) can be performed, and a captured image with little positional deviation can be obtained by adjusting the imaging position with high accuracy.
  • the tip portion 11 may move to a position deviating from the second position Bn taught by the movement control error of the robot 10. If the actual movement position of the tip 11 of the robot 10 is different from the taught position, the position at which the imaging command signal is actually output is also the signal output position Pm set based on the first position An or the second position Bn. Will be different. Therefore, in the present embodiment, the positional deviation with respect to the teaching position is a line segment direction (first direction) connecting the first position An and the second position Bn, and a direction (second direction) perpendicular to the first direction in plan view. Corrections are made separately.
  • the calculation unit 20 of the control device 2 performs the first operation at an actual imaging position where an image is taken by the imaging device 3 based on the signal output position Pm and a predetermined desired imaging position. It is determined whether or not the difference in direction is greater than or equal to a predetermined value. If the difference in the first direction is greater than or equal to a predetermined value, the signal output position Pm is determined by changing the distance L from the reference position according to the difference. It functions as the first direction correction unit 25 for correction.
  • imaging data captured at the signal output position Pm is sent from the imaging device 3 to the image processing device 5, and the image processing device 5 compares an image based on the imaging data with a sample image to measure a positional deviation amount.
  • the result is transferred to the control device 2.
  • the first direction correction unit 25 determines whether or not the transferred positional deviation amount is equal to or greater than a predetermined value. If it is determined that the amount is greater than the predetermined value, the first direction correction unit 25 is set by the teaching program at the corresponding signal output position Pm.
  • the value of the distance L is changed according to the amount of displacement. For example, in the example of FIG.
  • the measurement of the misregistration amount itself may be performed in the control device 2.
  • a correction amount may be separately added to or subtracted from the distance L at the time of teaching.
  • the imaging position (signal output position Pm) is not the teaching position of the robot 10 and the robot 10 moves linearly from the first position An to the second position Bn, in the direction of linear movement.
  • An error in a certain first direction is corrected by adjusting the distance L from the reference position. Therefore, the error in the first direction can be corrected easily and with high accuracy.
  • the calculation unit 20 of the control device 2 determines that the difference in the second direction between the actual imaging position where the imaging device 3 has captured based on the signal output position Pm and a predetermined desired imaging position is a predetermined value. It functions as the second direction correction unit 26 that performs vector correction regarding the second direction when the difference in the second direction is equal to or greater than a predetermined value.
  • 7A to 7C are schematic diagrams showing a procedure for performing vector correction in the second direction of the signal output position in the imaging inspection apparatus shown in FIG.
  • the second direction correction unit 26 corresponds to the first position An where the tip portion 11 of the robot 10 is actually positioned when the difference in the second direction is equal to or greater than a predetermined value.
  • a third position Cn is set on a straight line connecting the position (actual first position) A′n and the desired imaging position Pm and on the side opposite to the actual first position A′n on the basis of the desired imaging position Pm.
  • the predetermined position between the first position An and the third position Cn is determined as a new signal output position Pm by the distance L from the reference position based on at least one of the actual first position A′n and the third position Cn. Set to.
  • the desired imaging position for imaging the imaging location Dm of the inspection object 4 is Pm
  • the first position An and the second position Bn are taught
  • the signal output position As a result of setting Pm, the path in which the tip 11 of the robot 10 has actually moved becomes a path starting from the actual first position A′n and reaching the actual second position B′n.
  • An example in which the position where the output of the imaging command signal is started is a signal output position P′m farther from the inspection object 4 in the second direction than the desired position Pm will be described as an example.
  • the second direction correction unit 26 also corrects the displacement of the second direction position, thereby improving the accuracy of the imaging position and performing image processing more quickly.
  • the second direction correction unit 26 uses the tip of the robot 10 as shown in FIG.
  • the actual first position A ′ on the straight line connecting the position (actual first position) A′n corresponding to the first position An where the section 11 is actually located and the desired position Pm and using the desired imaging position Pm as a reference.
  • a third position Cn is set on the side opposite to n.
  • the third position Cn is set as the teaching position of the tip 11 of the robot 10.
  • the second direction correction unit 26 performs a desired operation from a reference position (actual first position A′n in FIGS.
  • a desired imaging position between the actual first position A′n and the third position Cn is set as a new signal output position Pm by the distance L ′ to the imaging position Pm.
  • the motion control unit 21 moves the tip 11 of the robot 10 from the first position An (actually located at the actual first position A′n) to the second position Bn via the third position Cn.
  • the operation command of each axis is performed as follows. In this way, the error in the second direction can also be corrected, position accuracy can be improved, and image processing can be performed more quickly.
  • the configuration in which the imaging device 3 is attached to the distal end portion 11 of the robot 10 and the imaging device 3 is moved with respect to the inspection object 4 has been described.
  • a configuration in which the test object 4 is attached to the tip 11 of the robot 10 and the test object 4 is moved with respect to the imaging device 3 is also applied. Is possible.
  • the robot 10 having the six axes J1 to J6 has been described.
  • the robot 10 is not limited to this as long as the robot has a plurality of movable axes.
  • a robot having seven or more axes may be used.
  • a robot having no more than an axis (and two or more axes) may be used.
  • the reference position of the signal output position Pm is one of the first position An and the second position Bn has been described. However, based on both the first position An and the second position Bn.
  • the position may be the reference position.
  • the signal output position Pm may be set by using a midpoint between the first position An and the second position Bn as a reference position and a distance from the reference position.
  • the imaging inspection to which the imaging inspection apparatus according to the present invention is applied is not particularly limited as long as it is an inspection performed by imaging an inspection object with an imager, and may be an appearance inspection or a nondestructive internal inspection. .
  • various imagers used in the imaging inspection apparatus can be employed depending on the imaging inspection to be performed.
  • the imaging inspection apparatus and its control apparatus and control method of the present invention are useful for speeding up the movement control of the robot while maintaining high accuracy of the imaging position.

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Abstract

　撮像位置の精度を高く保持しつつロボットの移動制御の高速化を図ることができる撮像検査装置ならびにその制御装置および制御方法を提供する。撮像検査装置(1)は、第１位置(An)および第２位置(Bn)の少なくとも一方に基づく基準位置からの距離(L)によって設定された、第１位置(An)と第２位置(Bn)との間の所定の位置を信号出力位置(Pm)として記憶する記憶部(22)と、撮像器(3)および検査対象物(4)のうちの一方が取り付けられたロボット(10)の先端部(11)を第１位置(An)から第２位置(Bn)まで移動させる際に、ロボット(10)の先端部(11)が信号出力位置(Pm)に位置したか否かを判定し、ロボット(10)の先端部(11)が信号出力位置(Pm)に位置したと判定した場合に、撮像器(3)を用いて検査対象物(4)を撮像するための撮像指令信号を撮像器(3)に送信する撮像指令信号生成部(24)とを備えている。

Description

撮像検査装置ならびにその制御装置および制御方法
　本発明は、多軸ロボットを用いて検査対象物の外観検査などを行う撮像検査装置ならびにその制御装置および制御方法に関する。
　多軸ロボットを用いて検査対象物の外観検査などを行う撮像検査装置においては、ロボットの先端部に撮像器を取り付け、撮像位置をロボットの先端部の移動位置として教示してロボットを所定の移動位置（教示位置）に移動させた後、撮像する。しかし、教示位置である撮像位置で必ずロボットを停止させるとなると、撮像位置が多くなるほど撮像処理に時間がかかるという問題がある。
　これを解決するための構成として、下記特許文献１の構成が提案されている。特許文献１の構成は、ロボットの教示位置が３つある場合に、第１の教示位置から第２の教示位置へ向かう動作指令と第２の教示位置から第３の教示位置へ向かう動作指令とを重複させることにより、ロボット動作の速度低下を抑えつつ滑らかに動作させるという公知の制御を基にしている。ただし、この制御では、第１～第３の教示位置が直線上にない限り実際のロボットの動作軌跡が第２の教示位置上を通ることはない（ロボットは各教示位置を結んだ直線の内角側を通る）。このため、特許文献１の構成では、予め教示する第２の教示位置（＝撮像位置）を本来の第２の教示位置より外側（各教示位置を結んだ直線のなす角の内角となる領域ではない側）に設定するような処理を行っている。
特開２００１－８８０７３号公報
　ところで、撮像検査装置で撮像した画像は、所定の見本画像と比較され、加工の成否、部品の取り付け成否、傷の有無などの所望の画像判定が行われる。このような画像判定の際、撮像画像と見本画像とを比較するために画像処理を行うことになる。そして、このような画像処理においては、撮像位置の精度が高い（見本画像との位置ずれが少ない）ほど高速な処理が行えるが、撮像位置の精度を高めるためには、ロボットの動作軌跡はなるべく短くする（撮像器と検査対象物との相対距離を短くする）ことが好ましい。しかし、撮像器と検査対象物との相対距離が短くなると撮像ピッチも短くなるため、制御上必ず速度低下が生じる特許文献１の構成では速度低下が顕著になり、高速化が図れない。
　また、そもそも、ロボットの移動速度と、ロボットの教示位置と実際に移動した位置との一致度を示す位置精度とは背反する要素である。すなわち、ロボットの移動速度を上げようとするとロボットの教示位置へ移動させる位置精度は低下し、ロボットを教示位置へ高い精度で移動させようとするとロボットの移動速度を上げることができない。このため、特許文献１の構成では撮像位置へのロボットの位置精度を高く保持しつつロボットを高速移動させるには限界がある。
　さらに、ロボットの２つの教示位置を結ぶ線分上に１乃至複数の撮像位置を設定する場合、従来の方法では２つの教示位置の間にさらなる教示位置を追加する必要があり、最初の位置と最後の位置とのみ教示した場合に比べて次のような問題もある。すなわち、教示位置が増えることにより教示位置付近のロボットの移動速度が低下し、検査時間が余計に増えるという問題がある。また、教示位置（撮像位置）の教示が人手で行われることにより、教示誤差が生じ、当該教示誤差により、ロボットの実際の移動位置（移動軌跡）がその教示位置だけでなく１つ手前の教示位置（移動位置）までずれてしまい、撮像位置の精度を高くすることができないという問題もある。
　そこで、本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、撮像位置の精度を高く保持しつつロボットの移動制御の高速化を図ることができる撮像検査装置ならびにその制御装置および制御方法を提供することを目的とする。
　本発明に係る撮像検査装置の制御装置は、複数軸を有するロボットの先端部に、撮像器および検査対象物のうちの一方を取り付け、前記撮像器で前記検査対象物を撮像することにより当該検査対象物を検査するための撮像検査装置の制御装置であって、前記ロボットの先端部を第１位置から第２位置まで移動させるときの各軸の動作指令を行う動作制御部と、前記第１位置および前記第２位置の少なくとも一方に基づく基準位置からの距離によって設定された、前記第１位置と前記第２位置との間の所定の位置を信号出力位置として記憶する記憶部と、前記ロボットの先端部を前記第１位置から前記第２位置まで移動させる際に、前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置したか否かを判定し、前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置したと判定した場合に、前記撮像器を用いて前記検査対象物を撮像するための撮像指令信号を前記撮像器に送信する撮像指令信号生成部とを備えている。
　上記構成によれば、撮像器または検査対象物が取り付けられたロボットの先端部の教示位置として第１位置および第２位置が教示される一方、当該第１位置および第２位置の少なくとも一方に基づく基準位置からの距離によって第１位置と第２位置との間の所定の位置が信号出力位置として設定される。そして、ロボットの先端部が第１位置から第２位置まで移動する途中において、ロボットの先端部が信号出力位置を通過する際に撮像指令信号が撮像器に送信され、撮像器により検査対象物が撮像される。これにより、撮像位置（信号出力位置）をロボットの教示位置として設定する必要がなくなり、撮像位置で撮像しつつ当該撮像位置でロボットを停止または減速させることなく移動させることができる。したがって、撮像位置の精度を高く保持しつつロボットの移動制御の高速化を図ることができる。
　前記制御装置は、前記信号出力位置に基づいて前記撮像器により撮像が行われた実際の撮像位置と予め定められた所望の撮像位置とにおける前記第１位置および前記第２位置を結ぶ線分方向（以下、第１方向）の差が所定値以上あるか否かを判定し、当該第１方向の差が所定値以上ある場合に、当該差に応じて前記基準位置からの距離を変更することで前記信号出力位置を補正する第１方向補正部を備えてもよい。これによれば、撮像位置（信号出力位置）がロボットの教示位置ではないことによりロボットが第１位置から第２位置まで直線移動することを利用して、直線移動の方向である第１方向の誤差を基準位置からの距離を調整することにより補正している。したがって、容易かつ高精度に第１方向の誤差を補正することができる。
　前記制御装置は、前記信号出力位置に基づいて前記撮像器により撮像が行われた実際の撮像位置と予め定められた所望の撮像位置とにおける前記第１位置および前記第２位置を結ぶ線分に垂直な方向（以下、第２方向）の差が所定値以上あるか否かを判定し、当該第２方向の差が所定値以上ある場合に、前記ロボットの先端部が実際に位置した前記第１位置に対応する位置（以下、実第１位置）と前記所望の撮像位置とを結ぶ直線上でかつ前記所望の撮像位置を基準として前記実第１位置とは反対側に第３位置を設定し、前記実第１位置および前記第３位置の少なくとも何れか一方に基づく基準位置からの距離によって前記第１位置と前記第３位置との間の所定の位置を新たな信号出力位置に設定する第２方向補正部を備え、前記動作制御部は、前記ロボットの先端部を前記第１位置から前記第３位置を経由して前記第２位置へ移動させるように各軸の動作指令を行ってもよい。これにより、第２方向の誤差についても補正することにより、位置精度を高めることができる。
　前記信号出力位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の複数の位置であってもよい。これにより、ロボットの教示位置は動作開始位置および動作終了位置を１つずつ教示するだけでその間の複数の位置をロボットの移動速度を落とすことなく撮像することができ、ロボットの動作数（教示数）を低減して検査時間を短縮することができる。また、第１位置と第２位置との間の複数の撮像位置におけるロボットの先端部の姿勢を別途教示することなく高く保持することができる。
　本発明の他の形態に係る撮像検査装置は、複数軸を有し、先端部に検査対象物および撮像器のうちの一方が取り付けられ、前記先端部を検査対象物および撮像器のうちの他方に対して相対移動させるロボットと、前記撮像器で撮像された画像に基づいて前記検査対象物を検査する検査器と、前記ロボットおよび前記撮像器を制御する制御器とを備え、前記制御器は、前記ロボットの先端部を第１位置から第２位置まで移動させるときの各軸の動作指令を行う動作制御部と、前記第１位置および前記第２位置の少なくとも一方に基づく基準位置からの距離によって設定された、前記第１位置と前記第２位置との間の所定の位置を信号出力位置として記憶する記憶部と、前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置するか否かを判定し、前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置したと判定した場合に、前記撮像器を用いて前記検査対象物を撮像するための撮像指令信号を前記撮像器に送信する撮像指令信号生成部とを有している。
　また、本発明の他の形態に係る撮像検査装置の制御方法は、複数軸を有するロボットの先端部に、撮像器および検査対象物のうちの一方を取り付け、前記撮像器で前記検査対象物を撮像することにより当該検査対象物を検査するための撮像検査装置の制御方法であって、前記ロボットの先端部を第１位置から第２位置まで移動させるときの各軸の動作指令を行うこと、前記第１位置および前記第２位置の少なくとも一方に基づく基準位置からの距離によって前記第１位置と前記第２位置との間の所定の位置を信号出力位置として設定すること、および前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置するか否かを判定し、前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置したと判定した場合に、前記撮像器を用いて前記検査対象物を撮像するための撮像指令信号を前記撮像器に送信すること、を含んでいる。
　上記方法によれば、撮像器または検査対象物が取り付けられたロボットの先端部の教示位置として第１位置および第２位置を教示するとともに、当該第１位置および第２位置の少なくとも一方に基づく基準位置からの距離によって第１位置と第２位置との間の所定の位置を信号出力位置として設定する。そして、ロボットの先端部が第１位置から第２位置まで移動する途中において、ロボットの先端部が信号出力位置を通過する際に撮像指令信号を撮像器に送信することにより、撮像器により検査対象物を撮像する。これにより、撮像位置（信号出力位置）をロボットの教示位置として設定する必要がなくなり、撮像位置で撮像しつつ当該撮像位置でロボットを停止または減速させることなく移動させることができる。したがって、撮像位置の精度を高く保持しつつロボットの移動制御の高速化を図ることができる。
　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
　本発明は以上に説明したように構成され、撮像位置の精度を高く保持しつつロボットの移動制御の高速化を図ることができるという効果を奏する。
図１は本発明の一実施形態に係る撮像検査装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は図１に示す撮像検査装置の機能ブロックを示す図である。 図３は図１に示す撮像検査装置の教示手順を説明するためのフローチャートである。 図４は図１に示す撮像検査装置におけるロボットの先端部の移動経路の一例を示す模式図である。 図５は図１に示す撮像検査装置における信号出力位置の設定方法の第１例を示す模式図である。 図６は図１に示す撮像検査装置における信号出力位置の設定方法の第２例を示す模式図である。 図７Ａは図１に示す撮像検査装置における信号出力位置の第２方向へのベクトル補正を行う手順を示す模式図である。 図７Ｂは図１に示す撮像検査装置における信号出力位置の第２方向へのベクトル補正を行う手順を示す模式図である。 図７Ｃは図１に示す撮像検査装置における信号出力位置の第２方向へのベクトル補正を行う手順を示す模式図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
　まず、本発明の一実施形態に係る撮像検査装置の概略構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る撮像検査装置の概略構成を示すブロック図である。また、図２は図１に示す撮像検査装置の機能ブロックを示す図である。
　図１に示されるように、本実施形態の撮像検査装置１は、複数の軸（図１においてはＪ１～Ｊ６の６軸）のロボット１０の先端部１１に取り付けられた撮像器３を有している。撮像器３は、外観検査を行う場合には、例えばＣＣＤカメラ等が採用され、非破壊内部検査を行う場合には、例えばＸ線カメラ等が採用される。撮像検査装置１は、制御装置（制御器）２によってロボット１０および撮像器３が制御される。撮像検査装置１は、撮像器３により所定位置に設置された検査対象物４を撮像することにより当該検査対象物４を検査する。具体的には、撮像器で撮像された検査対象物４の撮像データを画像処理装置（検査器）５に送り、画像処理装置５において送られた撮像データに基づいて所定の検査を行う。例えば、画像処理装置５は、予め撮像された見本画像と撮像データに基づく画像とを比較し、部品の欠品の有無、傷の有無、加工の成否などを判定する。画像処理装置５は、制御装置２の内部に（制御装置２と一体化して）設けられてもよいし、制御装置２とは分離して設けられていてもよい。
　制御装置２は、ロボット１０の先端部１１（に取り付けられた撮像器３）を任意の位置および姿勢に任意の経路に沿って移動させる。具体的には、制御装置２は、移動開始位置（第１位置）から移動終了位置（第２位置）まで移動させるときの各軸の動作指令を行う動作制御部２１を備えている。ロボット１０の各軸Ｊ１～Ｊ６には、それぞれサーボモータ１２および位置検出器１３が設けられている。位置検出器１３は、例えば、ロータリエンコーダで構成されている。制御装置２の制御指令に基づいて各サーボモータ(servo motor)１２を駆動することにより、各軸Ｊ１～Ｊ６回りの回転動作が行われる。本実施形態において、動作制御部２１は、ロボット１０の先端部１１の動作開始位置および動作終了位置の座標を教示し、その間を先端部１１が直線的に動作するように補完する制御を行う。なお、各サーボモータ１２は互いに独立して駆動することが可能である。また、各サーボモータ１２が駆動されると、対応する位置検出器１３によって各サーボモータ１２の各軸Ｊ１～Ｊ６回りの回転角度（回転位置）の検出が行われる。なお、制御装置２とロボット１０とは、シリアル(serial)接続されていてもよいし、有線または無線による通信ネットワークにより接続されていてもよい。
　制御装置２は、動作制御部２１を含む演算部２０および記憶部２２を有し、一般的なコンピュータで構成可能である。記憶部２２には、演算部２０の演算に用いられる各種データおよび演算プログラムが記憶されている。さらに、制御装置２は、ロボット１０の動作を教示する入力部２３を有している。入力部２３は、例えばティーチペンダント(teach pendant)により構成される。動作制御部２１は、入力部２３によって入力された教示操作に基づいて、ロボット１０の先端部１１が位置すべき目標移動位置を算出する。この目標移動位置は、操作時間とロボット１０の先端部１１の移動速度の設定値等から求められる移動距離とに基づいて算出される。さらに、動作制御部２１は、目標移動位置に基づくロボット１０の各軸Ｊ１～Ｊ６の回転角度（回転位置）を演算する。そして、動作制御部２１は、演算された各軸Ｊ１～Ｊ６の回転角度と各軸Ｊ１～Ｊ６の移動前の回転位置との偏差に基づき、対応する各サーボモータ１２の動作量の指令値を演算し、動作指令信号を各サーボモータ１２に出力する。これにより、ロボット１０の先端部１１が移動開始位置（第１位置Ａｎ、ｎ＝１，２，…）から移動終了位置（第２位置Ｂｎ）に移動する。
　本実施形態において、撮像器３による撮像位置は、第１位置Ａｎと第２位置Ｂｎとの間の所定位置に設定される。ここで、撮像位置は、制御装置２から撮像器３へ撮像指令信号を送信するための信号出力位置Ｐｍ（ｍ＝１，２，…）として設定される。具体的には、制御装置２の演算部２０は、ロボット１０の先端部１１を第１位置Ａｎから第２位置Ｂｎまで移動させる際に、ロボット１０の先端部１１が信号出力位置Ｐｍに位置したか否かを判定し、ロボット１０の先端部１１が信号出力位置Ｐｍに位置したと判定した場合に、撮像器３を用いて検査対象物４を撮像するための撮像指令信号を撮像器３に送信する撮像指令信号生成部２４として機能する。信号出力位置は、入力部２３から設定入力されることにより、第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎの少なくとも一方に基づく基準位置からの距離によって設定され、記憶部２２に記憶される。
　本実施形態における具体的な教示手順について説明する。図３は図１に示す撮像検査装置の教示手順を説明するためのフローチャートである。また、図４は図１に示す撮像検査装置におけるロボットの先端部の移動経路の一例を示す模式図である。図３に示すように、まず、ロボット１０の先端部１１に撮像器３を取り付け、撮像器３が制御装置２の撮像指令信号生成部２４からの撮像指令信号によって撮像器３が撮像動作するように構成する（ステップＳ１）。また、所定位置に検査対象物４を設置する。
　そして、検査対象物４における検査箇所を撮像するためのロボット位置である信号出力位置Ｐｍを決める（ステップＳ２）。図４に示すように、信号出力位置Ｐｍが複数ある場合（図４においてはｍ＝１，…，４）は、複数の信号出力位置Ｐｍについてそれぞれ決める。また、第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎの数（組数）を示すｎを１とする（ステップＳ３）。その上で、入力部２３を用いて信号出力位置Ｐｍを通過するような、第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎの教示作業を行う（ステップＳ４）。
　ここで、複数の信号出力位置Ｐｍが存在する場合、可能な限り、そのうちのいくつかを直線経路で結ぶような第１位置Ａｎと第２位置Ｂｎを設定する。例えば、図４の例において、信号出力位置Ｐ２，Ｐ３は、ロボット１０の先端部１１の姿勢が同じで距離が近い（経路が複雑にならない）ため、第１位置Ａ２と第２位置Ｂ２との間に信号出力位置Ｐ２，Ｐ３が直線上に並ぶように、当該第１位置Ａ２および第２位置Ｂ２を設定する。このように、信号出力位置Ｐｍは、第１位置Ａｎと第２位置Ｂｎとの間に複数存在することとしてもよい。これにより、ロボットの教示位置は動作開始位置および動作終了位置を１つずつ教示するだけでその間の複数の位置をロボットの移動速度を落とすことなく撮像することができ、ロボットの動作数（教示数）を低減して検査時間を短縮することができるとともに、動作開始位置と動作終了位置との間の複数の撮像位置におけるロボット１０の先端部１１の姿勢を別途教示することなく高く保持することができる。
　次に、教示された第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎの少なくとも一方に基づく基準位置からの距離によって第１位置Ａｎと第２位置Ｂｎとの間の信号出力位置Ｐｍを入力部２３を用いて設定する（ステップＳ５）。信号出力位置Ｐｍの具体的な設定方法については後述する。
　この結果、ステップＳ２で決めた撮像位置（信号出力位置）Ｐｍのうち、設定されていない信号出力位置Ｐｍが存在するかどうか（すべての信号出力位置Ｐｍを入力部２３により設定したかどうか）を判定し（ステップＳ６）、未設定の信号出力位置Ｐｍがある場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、ｎ＝ｎ＋１である第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎを教示して、信号出力位置Ｐｍを設定する（ステップＳ７を経てステップＳ４に戻る）。この場合、ステップＳ４においては、一つ前の第２位置Ｂｎがその次の第１位置Ａｎに一致する（Ｂｎ＝Ａｎ＋１となる）ため、実質的には第２位置Ｂｎのみを教示すればよい。また、最終的に、ロボット１０を動作開始前の位置に位置させる場合（例えば同じ形状を有する複数の検査対象物４を繰り返し検査する場合など）には、最後の第２位置Ｂｎが１つ目の第１位置Ａ１となるように教示する。
　すべての信号出力位置Ｐｍを入力部２３により設定した場合には（ステップＳ６でＮｏ）、教示作業を終了し、実際にロボット１０を動作させ、撮像検査を行う（ステップＳ８）。
　上記構成によれば、ロボット１０の先端部１１が第１位置Ａｎから第２位置Ｂｎまで移動する途中において、ロボット１０の先端部１１が信号出力位置Ｐｍを通過する際に撮像指令信号が撮像器３に送信され、撮像器３により検査対象物４が撮像される。これにより、撮像位置（信号出力位置Ｐｍ）をロボット１０の教示位置（移動終了位置）として設定する必要がなくなり、撮像位置で撮像しつつ当該撮像位置でロボット１０を停止または減速させることなく移動させることができる。したがって、撮像位置の精度を高く保持しつつロボット１０の移動制御の高速化を図ることができる。
　ここで、信号出力位置Ｐｍの具体的な設定方法について説明する。図５は図１に示す撮像検査装置における信号出力位置の設定方法の第１例を示す模式図である。なお、図５には、本例において入力部２３から入力される教示プログラム例も併記している。図５に示す例においては、ロボット１０の先端部１１の教示位置（指令値）に基づいて、信号出力位置Ｐｍが設定される。すなわち、教示された第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎの少なくとも一方に基づく基準位置として、第１位置Ａｎまたは第２位置Ｂｎ自身が用いられる。
　図５に示す例においては、第１位置Ａ１から第２位置Ｂ１に向けて５００ｍｍ進んだ位置に信号出力位置Ｐ１が設定され、第１位置Ａ２（第２位置Ｂ１）から第２位置Ｂ２に向けて１０００ｍｍ進んだ位置に信号出力位置Ｐ２が設定され、第２位置Ｂ２までの距離が６００ｍｍに近づいた位置に信号出力位置Ｐ３が設定されている。
　したがって、教示プログラムは、移動位置（教示位置）Ｘへ直線移動させる命令「ＬＭＯＶＥ（Ｘ）」と、直前のＬＭＯＶＥ命令で示される位置（プログラムとしては、初期位置を除き第２位置Ｂｎとして示されるが、実際には次の移動における移動開始位置＝第１位置Ａｎ＋１を意味する）から所定距離Ｌ離れた際に信号を出力（Ｙ＝１）または停止（Ｙ＝－１）させる命令「ＳＩＧＤＥＰＡＲＴ［Ｌ，Ｙ］」と、直後のＬＭＯＶＥ命令で示される第２位置Ｂｎに所定距離Ｌまで近づいた際に撮像指令信号を出力（Ｙ＝１）または停止（Ｙ＝－１）させる命令「ＳＩＧＡＰＰＲＯ［Ｌ，Ｙ］」とを組み合せることにより構成される。
　例えば「ＬＭＯＶＥ Ｂ１」は、第２位置Ｂ１まで直線移動させる命令を意味し、これに続く「ＳＩＧＤＥＰＡＲＴ［１０００，１］」は、第２位置Ｂ１（第１位置Ａ２）から１０００ｍｍ離れた位置で撮像指令信号を出力開始する命令を意味し、「ＳＩＧＤＥＰＡＲＴ［１１００，－１］」は、第２位置Ｂ１（第１位置Ａ２）から１１００ｍｍ離れた位置（信号出力位置Ｐ２から１００ｍｍ離れた位置）で撮像指令信号の出力を停止する命令を意味し、これに続く「ＳＩＧＡＰＰＲＯ［６００，１］」は、後に続く「ＬＭＯＶＥ Ｂ２」を受けて、第２位置Ｂ２に６００ｍｍまでの距離に近づいたら撮像信号を出力開始する命令を意味している。なお、上記例における教示プログラムでは、いったんＳＩＧＤＥＰＡＲＴ命令またはＳＩＧＡＰＰＲＯ命令により撮像指令信号が出力されていても、第２位置Ｂｎに到着した場合にはＳＩＧＤＥＰＡＲＴ命令またはＳＩＧＡＰＰＲＯ命令がなくても当該撮像指令信号の出力は停止させるようにプログラミングされている（例えば「ＬＭＯＶＥ Ｂ２」の前のＳＩＧＡＰＰＲＯ命令により、撮像指令信号が出力状態となっているが、第２位置Ｂ２に位置した時点で当該撮像指令信号の出力が停止される）。もちろん、全ての場合において、撮像指令信号の出力を停止させる命令を別途行うこととしてもよい。
　このように教示位置（指令値）を基準位置とすることにより、ロボット１０の動作制御を比較的容易に行うことができる。また、未来の位置（未だ到達していない第２位置Ｂｎ）に基づいて信号出力位置Ｐｍを設定することができるため、信号出力位置Ｐｍの設定態様を状況に応じて種々採用することができる。例えば、信号出力位置Ｐｍが第２位置Ｂｎに近接している場合には、第２位置Ｂｎを基準位置として信号出力位置Ｐｍを設定することにより、ロボット１０の先端部１１の移動誤差によって第２位置Ｂｎに近づき過ぎたり、第２位置Ｂｎに到達しても撮像指令信号が出力されないといったエラーを防止することができる。
　また、図５の例に代えて、ロボット１０の先端部１１の現実の移動位置に基づいて、信号出力位置Ｐｍが設定されてもよい。図６は図１に示す撮像検査装置における信号出力位置の設定方法の第２例を示す模式図である。なお、図６にも、本例において入力部２３から入力される教示プログラム例を併記している。図６に示す例においては、教示された第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎに基づいて実際に到達した動作終了位置（理想的には第２位置Ｂｎ）を基準位置としている。
　図６に示す例においても、図５に示す例と同様の位置で撮像するように設定される。ただし、図６に示す例においては、ロボット１０の先端部１１の現実の移動位置に基づいて設定するため、信号出力位置Ｐ２，Ｐ３は、教示された第２位置Ｂ１によって実際に移動した後のロボット１０の先端部１１の位置（現実の動作開始位置）を基準に、当該位置から第２位置Ｂ２に向けて１０００ｍｍおよび１５００ｍｍ進んだ位置にそれぞれ設定されている。
　したがって、教示プログラムは、移動位置（教示位置）Ｘへ直線移動させる命令「ＬＭＯＶＥ（Ｘ）」と、現実の動作開始位置から所定距離Ｌ離れた際に撮像指令信号を時間Ｔの間だけ出力（Ｙ＝１）する命令「ＫＩ［Ｙ，Ｔ，Ｌ，Ｚ］」とを組み合せることにより構成される。本例においては、ＫＩ命令において撮像指令信号を出力している時間の情報が含まれているため、図５に示す例のように、撮像指令信号を停止させる命令は不要となる。また、ＫＩ命令における要素Ｚは、補正時間を示し、撮像指令信号を出力している時間の補正を行うことができる。これにより、実際の動作状況に応じて撮像指令信号の送信タイミングや送信期間を微調整することができる。
　例えば、「ＬＭＯＶＥ Ｂ１」に続く「ＫＩ［１，０．２，１０００，０］」、「ＫＩ［１，０．２，１５００，０］」は、それぞれ第２位置Ｂ１（第１位置Ａ２）から１０００ｍｍ、１５００ｍｍ離れた位置で撮像指令信号を０．２秒間出力する命令を意味する。
　現実のロボット１０の先端部１１の位置は、指令値よりも遅れているのが一般的であるため、指令値を基準に信号出力位置を設定した場合には、所望の撮像位置より第２位置Ｂｎ側へずれた位置で撮像される可能性がある（あるいはそのずれを見越して信号出力位置Ｐｍを設定する必要があり、撮像位置の精度を高めるのが難しい場合がある）。そこで、図６に示す例のように、現実のロボット１０の先端部１１の移動位置を用いることにより、指令値を基準位置とする場合に比べてより所望の位置に近い位置で撮像信号を出力する（撮像する）ことができ、撮像位置を高精度に調整して位置ずれの少ない撮像画像を得ることができる。
　以上のような教示を行い、ロボット１０を実際に動作させた際、ロボット１０の移動制御誤差により、先端部１１が教示した第２位置Ｂｎとはずれた位置に移動する場合がある。ロボット１０の先端部１１の実際の移動位置が教示した位置と異なると、実際に撮像指令信号が出力される位置も第１位置Ａｎまたは第２位置Ｂｎに基づいて設定された信号出力位置Ｐｍとは異なってくる。そこで、本実施形態では、教示位置に対する位置ずれを第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎを結ぶ線分方向（第１方向）と、平面視において第１方向に垂直な方向（第２方向）とに分けて補正している。
　より具体的には、まず、制御装置２の演算部２０は、信号出力位置Ｐｍに基づいて撮像器３により撮像が行われた実際の撮像位置と予め定められた所望の撮像位置とにおける第１方向の差が所定値以上あるか否かを判定し、当該第１方向の差が所定値以上ある場合に、当該差に応じて基準位置からの距離Ｌを変更することで信号出力位置Ｐｍを補正する第１方向補正部２５として機能する。
　例えば、信号出力位置Ｐｍで撮像された撮像データが撮像器３から画像処理装置５に送られ、画像処理装置５は、撮像データに基づく画像と見本画像とを比較して位置ずれ量を計測し、その結果を制御装置２に転送する。第１方向補正部２５は、転送された位置ずれ量が所定値以上か否かを判定し、所定値以上であると判定された場合に、対応する信号出力位置Ｐｍにおける教示プログラムによって設定された距離Ｌの値を位置ずれ量に応じて変更する。例えば、図５の例において、信号出力位置Ｐ２として設定された場所に対応して実際に撮像された位置が当該信号出力位置Ｐ２より第２位置Ｂ２側に１０ｍｍずれている場合は、第１位置Ａ２からの距離Ｌ（＝１０００）に位置ずれ量１０ｍｍだけ減算した距離に補正する。なお、位置ずれ量の計測自体を制御装置２内で行ってもよい。また、直接距離Ｌの値自体を変更する代わりに、教示時における距離Ｌに補正量を別途加減算することとしてもよい。
　これによれば、撮像位置（信号出力位置Ｐｍ）がロボット１０の教示位置ではないことによりロボット１０が第１位置Ａｎから第２位置Ｂｎまで直線移動することを利用して、直線移動の方向である第１方向の誤差を基準位置からの距離Ｌを調整することにより補正している。したがって、容易かつ高精度に第１方向の誤差を補正することができる。
　また、制御装置２の演算部２０は、信号出力位置Ｐｍに基づいて撮像器３により撮像が行われた実際の撮像位置と予め定められた所望の撮像位置とにおける第２方向の差が所定値以上あるか否かを判定し、当該第２方向の差が所定値以上ある場合に、第２方向に関するベクトル補正を行う第２方向補正部２６として機能する。図７Ａ～図７Ｃは図１に示す撮像検査装置における信号出力位置の第２方向へのベクトル補正を行う手順を示す模式図である。
　図７Ａ～図７Ｃに示すように、第２方向補正部２６は、第２方向の差が所定値以上である場合に、ロボット１０の先端部１１が実際に位置した第１位置Ａｎに対応する位置（実第１位置）Ａ’ｎと所望の撮像位置Ｐｍとを結ぶ直線上でかつ所望の撮像位置Ｐｍを基準として実第１位置Ａ’ｎとは反対側に第３位置Ｃｎを設定し、実第１位置Ａ’ｎおよび第３位置Ｃｎの少なくとも何れか一方に基づく基準位置からの距離Ｌによって第１位置Ａｎと第３位置Ｃｎとの間の所定の位置を新たな信号出力位置Ｐｍに設定する。
　具体的には、図７Ａに示すように、検査対象物４の撮像箇所Ｄｍを撮像するための所望の撮像位置がＰｍであり、第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎを教示し、信号出力位置Ｐｍを設定した結果、ロボット１０の先端部１１が実際に移動した経路が、実第１位置Ａ’ｎから出発して実第２位置Ｂ’ｎに到達するような経路となることにより、実際に撮像指令信号が出力開始された位置が所望の位置Ｐｍより第２方向において検査対象物４より遠い信号出力位置Ｐ’ｍであった場合を例に説明する。
　このように実際の信号出力位置Ｐ’ｍが所望の撮像位置Ｐｍに対して第２方向（すなわち、撮像の前後方向）にずれると、撮像器４で撮像される画像の大きさが変化してしまうため、画像データが送られた画像処理装置５において拡大縮小などの画像処理を行う必要が生じるため、画像処理に時間がかかり迅速な撮像検査が行えない問題がある。そこで、第２方向補正部２６は第２方向位置のずれについても補正することにより、撮像位置の精度を高め、画像処理をより迅速に行うことを可能としている。
　そこで、所望の撮像位置Ｐｍと実際の信号出力位置Ｐ’ｍとの第２方向の位置ずれが所定値以上の場合、図７Ｂに示すように、第２方向補正部２６は、ロボット１０の先端部１１が実際に位置した第１位置Ａｎに対応する位置（実第１位置）Ａ’ｎと所望の位置Ｐｍとを結ぶ直線上でかつ所望の撮像位置Ｐｍを基準として実第１位置Ａ’ｎとは反対側に第３位置Ｃｎを設定する。第３位置Ｃｎは、ロボット１０の先端部１１の教示位置として設定される。さらに、第２方向補正部２６は、実第１位置Ａ’ｎおよび第３位置Ｃｎの少なくとも何れか一方に基づく基準位置（図７Ａ～図７Ｃにおいては実第１位置Ａ’ｎ）から所望の撮像位置Ｐｍまでの距離Ｌ’によって実第１位置Ａ’ｎと第３位置Ｃｎとの間の所望の撮像位置を新たな信号出力位置Ｐｍに設定する。
　そして、動作制御部２１は、ロボット１０の先端部１１を第１位置Ａｎ（実際には実第１位置Ａ’ｎに位置する）から第３位置Ｃｎを経由して第２位置Ｂｎへ移動させるように各軸の動作指令を行う。このようにして、第２方向の誤差についても補正することができ、位置精度を高め、画像処理をより迅速に行うことができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
　例えば、上記実施形態においては、ロボット１０の先端部１１に撮像器３を取り付け、撮像器３を検査対象物４に対して動かす構成について説明したが、本発明はロボット１０を用いて撮像器３と検査対象物４とを相対移動させることが可能な限りこれに限られず、例えばロボット１０の先端部１１に検査対象物４を取り付け、検査対象物４を撮像器３に対して動かす構成も適用可能である。
　また、上記実施形態においては、６つの軸Ｊ１～Ｊ６を有するロボット１０について説明したが、複数の可動軸を有するロボットである限りこれに限られず、例えば、７軸以上のロボットでもよいし、５軸以下（かつ２軸以上）のロボットでもよい。
　また、上記実施形態においては、信号出力位置Ｐｍの基準位置を第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎの何れか一方とする例について説明したが、第１位置Ａｎおよび第２位置Ｂｎの双方に基づく位置を基準位置としてもよい。例えば、第１位置Ａｎと第２位置Ｂｎとの中点を基準位置として当該基準位置からの距離で信号出力位置Ｐｍを設定することとしてもよい。
　また、本発明における撮像検査装置が適用される撮像検査は、撮像器で検査対象物を撮像することによって行われる検査であれば特に限定されるものではなく、外観検査でも非破壊内部検査でもよい。また、実施される撮像検査に応じて撮像検査装置に用いる撮像器は種々採用可能である。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　本発明の撮像検査装置ならびにその制御装置および制御方法は、撮像位置の精度を高く保持しつつロボットの移動制御の高速化を図るために有用である。
　１　撮像検査装置
　２　制御装置（制御器）
　３　撮像器
　４　検査対象物
　５　画像処理装置（検査器）
　１０　ロボット
　１１　先端部
　１２　サーボモータ
　１３　位置検出器
　２０　演算部
　２１　動作制御部
　２２　記憶部
　２３　入力部
　２４　撮像指令信号生成部
　２５　第１方向補正部
　２６　第２方向補正部
　Ｊ１～Ｊ６　軸

Claims (6)

  1. 　複数軸を有するロボットの先端部に、撮像器および検査対象物のうちの一方を取り付け、前記撮像器で前記検査対象物を撮像することにより当該検査対象物を検査するための撮像検査装置の制御装置であって、
    　前記ロボットの先端部を第１位置から第２位置まで移動させるときの各軸の動作指令を行う動作制御部と、
    　前記第１位置および前記第２位置の少なくとも一方に基づく基準位置からの距離によって設定された、前記第１位置と前記第２位置との間の所定の位置を信号出力位置として記憶する記憶部と、
    　前記ロボットの先端部を前記第１位置から前記第２位置まで移動させる際に、前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置したか否かを判定し、前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置したと判定した場合に、前記撮像器を用いて前記検査対象物を撮像するための撮像指令信号を前記撮像器に送信する撮像指令信号生成部とを備えた、撮像検査装置の制御装置。
  2. 　前記信号出力位置に基づいて前記撮像器により撮像が行われた実際の撮像位置と予め定められた所望の撮像位置とにおける前記第１位置および前記第２位置を結ぶ線分方向（以下、第１方向）の差が所定値以上あるか否かを判定し、当該第１方向の差が所定値以上ある場合に、当該差に応じて前記基準位置からの距離を変更することで前記信号出力位置を補正する第１方向補正部を備えた、請求項１に記載の撮像検査装置の制御装置。
  3. 　前記信号出力位置に基づいて前記撮像器により撮像が行われた実際の撮像位置と予め定められた所望の撮像位置とにおける前記第１位置および前記第２位置を結ぶ線分に垂直な方向（以下、第２方向）の差が所定値以上あるか否かを判定し、当該第２方向の差が所定値以上ある場合に、前記ロボットの先端部が実際に位置した前記第１位置に対応する位置（以下、実第１位置）と前記所望の撮像位置とを結ぶ直線上でかつ前記所望の撮像位置を基準として前記実第１位置とは反対側に第３位置を設定し、前記実第１位置および前記第３位置の少なくとも何れか一方に基づく基準位置からの距離によって前記実第１位置と前記第３位置との間の所定の位置を新たな信号出力位置に設定する第２方向補正部を備え、
    　前記動作制御部は、前記ロボットの先端部を前記第１位置から前記第３位置を経由して前記第２位置へ移動させるように各軸の動作指令を行う、請求項１または２に記載の撮像検査装置の制御装置。
  4. 　前記信号出力位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の複数の位置である、請求項１～３の何れかに記載の撮像検査装置の制御装置。
  5. 　複数軸を有し、先端部に検査対象物および撮像器のうちの一方が取り付けられ、前記先端部を検査対象物および撮像器のうちの他方に対して相対移動させるロボットと、
    　前記撮像器で撮像された画像に基づいて前記検査対象物を検査する検査器と、
    　前記ロボットおよび前記撮像器を制御する制御器とを備え、
    　前記制御器は、
    　前記ロボットの先端部を第１位置から第２位置まで移動させるときの各軸の動作指令を行う動作制御部と、
    　前記第１位置および前記第２位置の少なくとも一方に基づく基準位置からの距離によって設定された、前記第１位置と前記第２位置との間の所定の位置を信号出力位置として記憶する記憶部と、
    　前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置するか否かを判定し、前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置したと判定した場合に、前記撮像器を用いて前記検査対象物を撮像するための撮像指令信号を前記撮像器に送信する撮像指令信号生成部とを有する、撮像検査装置。
  6. 　複数軸を有するロボットの先端部に、撮像器および検査対象物のうちの一方を取り付け、前記撮像器で前記検査対象物を撮像することにより当該検査対象物を検査するための撮像検査装置の制御方法であって、
    　前記ロボットの先端部を第１位置から第２位置まで移動させるときの各軸の動作指令を行うこと、
    　前記第１位置および前記第２位置の少なくとも一方に基づく基準位置からの距離によって前記第１位置と前記第２位置との間の所定の位置を信号出力位置として設定すること、および
    　前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置するか否かを判定し、前記ロボットの先端部が前記信号出力位置に位置したと判定した場合に、前記撮像器を用いて前記検査対象物を撮像するための撮像指令信号を前記撮像器に送信すること、を含む、撮像検査装置の制御方法。
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