(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源およびそのＸ線源に対向配置されたＸ線検出器と、そのＸ線検出器からの出力を用いて、上記Ｘ線源とＸ線検出器の間に存在する物体のＸ線透視像を構築する画像処理手段を備えるとともに、上記Ｘ線源とＸ線検出器の間で、検査対象物を把持してあらかじめ設定されている複数の位置および／または姿勢に変化させるロボットを備えたＸ線透視装置において、
上記ロボットを制御するロボットコントローラと、上記Ｘ線源を制御するＸ線コントローラ、および上記画像処理手段とが、共通のコンピュータに接続され、そのコンピュータでは、ロボットコントローラに設定されている全ての教示ポイントごとに、当該各教示ポイントにおけるロボットの動作条件を含む装置の動作種別を表すポイント条件、Ｘ線条件、および画像処理条件を一括して記憶・管理し、これらの各教示ポイントにおける各条件の変更、並びに各教示ポイント自体の変更・削除を当該コンピュータで行えるように構成され、かつ、ロボットコントローラ、Ｘ線コントローラおよび画像処理手段は、上記コンピュータの制御により相互に同期して動作するように構成されているとともに、上記各教示ポイントにおいて設定可能な条件には、ロボットの次の教示ポイントまでの移動速度が含まれるとともに、上記ポイント条件には、画像処理を行わずにロボットがその教示ポイントを端に通過する動作が装置の動作種別の一つとして含まれていることを特徴とするＸ線透視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば工業製品等の透視検査を行うためのＸ線透視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業製品等の透視検査等を行うＸ線透視装置においては、一般に、Ｘ線源に対向して例えばイメージインテンシファイアとＣＣＤカメラ等からなるＸ線検出器を配置し、これらの間に検査対象物を搭載して、少なくともＸ線光軸に交差する平面上で互いに直交する２軸方向に移動可能な、また通常はこれに加えてＸ線光軸方向に移動可能な、更にはＸ線光軸に沿った軸の回りに回転可能な試料ステージを配置した構造を採る。また、更に加えて、Ｘ線検出器を試料ステージに対して傾動させる構造を備えたものも知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、複雑な形状のアルミ鋳物や、溶接された物品の溶接ビード部の欠陥を検査すべく透視検査を行う場合、以上のような試料ステージでは鋳物の肉厚変化やビードの内部欠陥に対応することはできない場合がある。
【０００４】
そこで、このような物品の透視検査には、検査対象物をＸ線源とＸ線検出器の間で自由に動かせるように、産業用ロボットを用いて検査対象物を把持し、透視したい位置へ搬送し、更には所要の姿勢に変化させる得るようにしたシステムが実用化されつつあり、このようなシステムの構築によって複雑なアルミ鋳物の内部欠陥等を発見することが可能となった。
【０００５】
このような産業用ロボットとＸ線透視装置を組み合わせたシステム例を図３に示す。Ｘ線源３１とＸ線検出器３２が対向配置され、Ｘ線源３１はＸ線コントローラ３３の制御下に置かれ、また、Ｘ線検出器３２の出力は画像処理装置３４に取り込まれて画像処理に供され、検査対象物ＷのＸ線透視像が表示器３５に表示される。このような構成からなるＸ線透視装置３０に隣接して、産業用ロボット３６が配置されている。この産業用ロボット３６は、ロボットコントローラ３７によって制御される汎用的なロボットであって、あらかじめ教示されている任意の複数のポイントに検査対象物Ｗを移動させることができ、これにより、検査対象物Ｗの任意の位置および任意の方向からの透視像を得ることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２４９０８６号公報（第５−７頁，図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような産業用ロボットにより透視対象物を把持してＸ線源とＸ線検出器の間で移動させる従来のシステムでは、図３に示されるように、Ｘ線透視装置と産業用ロボットとは実質的に個別の装置を単に組み合わせたものであって、産業用ロボットは指定された透視ポイントまで透視対象物を搬送するだけである。また、その透視ポイントは固定されたポイントであって、透視ポイントを変更したり、あるいは透視ポイントの追加または削除するには、ロボットプログラムの変更を余儀なくされる。更に、透視ポイントでのＸ線照射はオペレータが手動により行うものが多く、Ｘ線の出力も複数物品の検査ごとに異なった値になって一貫した正確な検査ができない可能性があるなど、Ｘ線透視装置と産業用ロボットが個別に制御される関係上、装置としての汎用性に乏しいという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、産業用ロボットを用いることにより検査対象物の任意の位置および方向からのＸ線透視像を得ることができ、しかも透視ポイントの変更などのロボットの動作の変更が容易であるばかりでなく、Ｘ線の出力並びに画像処理条件もロボットの動作に合わせて自動的に変化させることができるなど、よりシステマティックに装置を機能させることのできるＸ線透視装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のＸ線透視装置は、Ｘ線源およびそのＸ線源に対向配置されたＸ線検出器と、そのＸ線検出器からの出力を用いて、上記Ｘ線源とＸ線検出器の間に存在する物体のＸ線透視像を構築する画像処理手段を備えるとともに、上記Ｘ線源とＸ線検出器の間で、検査対象物を把持してあらかじめ設定されている複数の位置および／または姿勢に変化させるロボットを備えたＸ線透視装置において、上記ロボットを制御するロボットコントローラと、上記Ｘ線源を制御するＸ線コントローラ、および上記画像処理手段とが、共通のコンピュータに接続され、そのコンピュータでは、ロボットコントローラに設定されている全ての教示ポイントごとに、当該各教示ポイントにおけるロボットの動作条件を含む装置の動作種別を表すポイント条件、Ｘ線条件、および画像処理条件を一括して記憶・管理し、これらの各教示ポイントにおける各条件の変更、並びに各教示ポイント自体の変更・削除を当該コンピュータで行えるように構成され、かつ、ロボットコントローラ、Ｘ線コントローラおよび画像処理手段は、上記コンピュータの制御により相互に同期して動作するように構成されているとともに、上記各教示ポイントにおいて設定可能な条件には、ロボットの次の教示ポイントまでの移動速度が含まれるとともに、上記ポイント条件には、画像処理は行わずにロボットがその教示ポイントを単に通過する動作が装置の動作種別の一つとして含まれていることによって特徴づけられる。
【００１０】
本発明は、Ｘ線コントローラと画像処理手段、および透視対象物をハンドリングして所要の位置・姿勢のもとにＸ線源とＸ線検出器の間で移動させるロボットを制御するロボットコントローラとを共通のコンピュータに接続して相互に同期をとらせるとともに、これらの動作条件などをそのコンピュータにより一括管理することによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１１】
すなわち、本発明においては、共通のコンピュータにＸ線コントローラ、画像処理手段およびロボットコントローラを接続して実質的に制御下に置き、これらを同期させて動作させるとともに、これらの各動作条件、つまりロボットの教示ポイントにおいて画像処理を行わずに単に「通過」したり、次の教示ポイントまの移動速度を含むロボットの動作を包含した動作種別を表すポイント条件、Ｘ線条件、画像処理条件をコンピュータで一括管理して、このコンピュータから条件の変更や教示ポイント自体の変更・削除を行うことを可能に構成している。これにより、コンピュータの操作により透視箇所の変更や、ここの透視箇所におけるＸ線条件、画像処理条件等の変更が、ユーザーサイドで随時に行うことが可能となるとともに、ロボットプログラムの変更を行わなくてもロボットの動作を変更することが可能となる。また、ロボットとＸ線源並びに画像処理手段が相互に同期して動作するので、例えば各透視ポイントにおけるＸ線条件や画像処理条件がコンピュータからの指令により自動的に設定された条件に切り替わるため、多数の検査対象物を検査するに当たり、ここのポイントでのＸ線透視像が各検査対象物間で常に一定となって、安定して正確な検査を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図である。
【００１３】
Ｘ線源１に対向して、例えばイメージインテンシファイアとＣＣＤとからなるＸ線検出器２が配置されている。Ｘ線源１はＸ線コントローラ３から供給される管電流および管電圧に応じたＸ線を出力する。Ｘ線検出器２の出力は、画像処理装置４に取り込まれる。画像処理装置４は、キャプチャーボード等の画像取り込み回路５と、パーソナルコンピュータ６の画像処理部６１によって構成されている。なお、パーソナルコンピュータ６内の画像処理部６１および後述する制御部６２は、実際には当該パーソナルコンピュータ６にインストールされているそれぞれに該当するプログラムの実行により実現する機能を表すものであって、図においては説明の便宜上、それぞれの機能を表すブロックによって示している。
【００１４】
画像処理装置４では、Ｘ線検出器２からの各画素出力を用いて、後述するように設定されている処理条件のもとに画像処理を行い、検査対象物ＷのＸ線透視像を構築し、表示器７に表示する。
【００１５】
Ｘ線源１とＸ線検出器２に隣接してロボット８が配置されている。このロボット８は、ロボットコントローラ９からの駆動制御信号に従い、検査対象物Ｗを把持して、Ｘ線源１とＸ線検出器２の間の空間内であらかじめ設定されている複数の教示ポイント（位置並びに姿勢）に移動させる。
【００１６】
Ｘ線コントローラ３と、画像処理装置４（画像処理部６１）並びにロボットコントローラ９は、パーソナルコンピュータ６内の制御部６２に接続されている。制御部６２は、これらのＸ線コントローラ３、画像処理装置４並びにロボットコントローラ９が互いに同期して動作するように、これらの各装置との間で同期信号をやり取りする。また、この制御部６２は、パーソナルコンピュータ６に設定されているデータ記憶部６３に記憶している、Ｘ線コントローラ３、画像処理装置４並びにロボットコントローラ９の動作条件を、一括して管理している。そして、この制御部６２では、装置の稼働状態において、データ記憶部６３の内容を逐次読み出し、その内容に応じた指令をＸ線コントローラ３，画像処理装置４並びにロボットコントローラ９に供給する。データ記憶部６３は、これらのＸ線コントローラ３，画像処理装置４並びにロボットコントローラ９の各動作条件を、ロボット８の各教示ポイントを基準として記憶している。
【００１７】
［表１］にデータ記憶部６３の記憶内容の例を示す。また、図２にはこの［表１］に対応する教示ポイントの設定例の説明図を示し、これらを参照しつつ本発明の実施の形態の動作例を説明する。
【００１８】
【表１】
0003729168.tif 000002
【００１９】
［表１］に示すように、データ記憶部６３では、ロボット８の各教示ポイントごとに、Ｘ線条件（電流，電圧）、画像処理条件、およびロボット８の次のポイントまでの移動スピードを記憶している。
【００２０】
この例において、教示ポイント１はロボット８の待機位置（原点位置）とする。教示ポイント２の位置には検査対象物Ｗが置いてあり、ロボット８はポイント２の位置でチャックを開けて検査対象物Ｗを掴む。各ポイント間でロボット８が移動する速度は、ロボット８が有しているスピードの百分率で設定することができるようになっている。
【００２１】
次に教示ポイント３に検査対象物Ｗを移動させる。このポイント３は検査ポイントに設定されており、ポイント２から３に移動する過程で、Ｘ線コントローラ３に指令を発してＸ線出力を８０ｋＶ、７０μＡに設定し、ポイント３において検査対象物ＷのＸ線透視像を得る。ポイント２から３に移動する過程でＸ線出力を調整することにより、１サイクルに要する時間を節約することができる。
【００２２】
ポイント３に到着した時点においては、ロボット８の動作が一旦停止し、オペレータによる操作で次のポイントまたは前のポイントに移動することができる。また、ポイント３で待機している間には、画像積算の処理を行う。重要であるポイントは検査ポイントとすることで、積算処理や、コントラストの変更、明るさの変更等が可能となる。これらの画像処理は画像処理ソフトウエアで行い、積算処理やコントラスト変更等はこのソフトウエアの機能の一部であるマクロとして登録しておく。よって［表１］において各ポイントで設定されている「画像処理条件」とは、実際にはこのマクロ番号となる。また、画像処理が可能となるのはポイント条件が「検査ポイント」と設定されているポイントのみとする。
【００２３】
さて、オペレータから、ポイント３からポイント４への移動指示を与えると、ロボット８はポイント４に移動する。このポイント４は、図２のように例えばＸ線源１の付帯機器などの障害物Ｉが存在し、ポイント３から５に直接移動すると透視対象物Ｗと干渉してしまう。よってポイント４を障害物Ｉを迂回するためのポイントとして教示しておくことで、ロボット８並びに検査対象物Ｗの他の機器との干渉を避けることができる。ポイント４は迂回ポイントであるため、ポイント条件は「通過」とし、画像処理などは行わない。
【００２４】
ポイント５のポイント条件は「検査ポイント」となっており、ポイント３と同様に一時停止して、透視画像を読み込む。このとき、検査対象物Ｗの透視方向への肉厚が、前記したポイント３での透視方向への肉厚と相違する等により、Ｘ線条件並びに画像処理条件がポイント３での条件とは相違するものに設定されており、透視方向に応じた最適な条件のもとに透視画像が読み込まれる。
【００２５】
オペレータの指示により、ポイント５からポイント６へ進むと、ポイント６は「透視対象物を放す」と設定されているので、この位置でロボット８は透視対象物Ｗを放し、取り合い位置に置くことになる。
【００２６】
以上が一連の動作であって、パーソナルコンピュータ６により、Ｘ線コントローラ３、画像処理装置４およびロボットコントローラ９が相互に同期して、自動的に関連しつつ動作する。
【００２７】
上記した［表１］により例示した条件の設定は、パーソナルコンピュータ６を操作することにより、検査対象物Ｗの種類ごとに設定することができる。例えば１０種類の検査対象物のポイントデータを保存することができ、それぞれの検査対象物ごとに例えば２００ポイントずつの教示ポイントを設定できる。
【００２８】
なお、以上の実施の形態においては、Ｘ線コントローラ３とロボットコントローラ９を制御するパーソナルコンピュータ６内に制御部６２のほかに画像処理部６１を設けて画像処理装置４の主部を構成したが、画像処理装置４は他のパーソナルコンピュータを用いて構築してもよい。
【００２９】
また、パーソナルコンピュータ６とＸ線コントローラ３並びにロボットコントローラ９との接続は、有線による接続のほか無線での接続であってもよいことは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、コンピュータの制御のもとに、Ｘ線源と画像処理装置が、これらの間で検査対象物を移動させるロボットと同期して動作し、任意に設定された検査ポイントごとに、Ｘ線条件並びに画像処理条件が自動的にあらかじめ設定されている条件に変更されるため、例えば透視方向によっては肉厚等が相違する検査対象物であっても、検査の信頼性を向上させることができる。しかも、ロボットの教示ポイントにおける各条件、例えば次の教示ポイントまでのロボットの移動速度や教示ポイントを単に通過するなどの条件なども含むロボットの動作条件と、Ｘ線条件、および画像処理条件が、コンピュータに一括管理されているため、ロボットプログラムの変更や画像処理装置自体の設定変更を行わなくとも、このコンピュータの操作によってこれらの条件を変更することが可能となり、ユーザーサイドにおいて必要に応じて最適な条件設定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の教示ポイントの設定例の説明図である。
【図３】産業用ロボットとＸ線透視装置を組み合わせた従来のシステム構成例の説明図である。
【符号の説明】
１  Ｘ線源
２  Ｘ線検出器
３  Ｘ線コントローラ
４  画像処理装置
５  画像取り込み回路
６  パーソナルコンピュータ
６１  画像処理部
６２  制御部
６３  データ記憶部
７  表示器
８  ロボット
９  ロボットコントローラ
Ｗ  検査対象物
【図１】
0003729168.tif 000003
【図２】
0003729168.tif 000004
【図３】
0003729168.tif 000005