(57)【要約】  製品の製造にはしばしば目視検査が行われる。ここでは、対象物Ｏを光学的に検査する検査装置（１）が提案される。この検査装置（１）は、カメラ装置を備え、カメラ装置（３）は、撮影領域（１１）を含む焦点面（１０）を有し、かつ、撮影領域（１１）の画像を撮影するように構成されている。さらに検査装置（１）は、対象物Ｏを把持及び／又は受容するハンドリング装置（２）と、ハンドリング装置（２）を駆動制御する制御装置（１３）と、を備え、制御装置（１３）は、撮影領域(１１)内で対象物Ｏを位置決めするためにハンドリング装置（２）を駆動制御するように構成されている。制御装置（１３）は、対象物のモデル（１５）を含み、制御装置（１３）は、モデル（１５）に基づき撮影領域（１１）内で対象物Ｏを位置決めするためにハンドリング装置（２）を駆動制御することを特徴とする。
2020517966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物（Ｏ）を光学的に検査する検査装置（１）であって、
前記検査装置（１）は、カメラ装置を備え、前記カメラ装置（３）は、撮影領域（１１）を含む焦点面（１０）を有し、かつ、前記撮影領域（１１）の画像を撮影するように構成されている、検査装置（１）において、
前記対象物（Ｏ）を把持及び／又は受容するハンドリング装置（２）と、
前記ハンドリング装置（２）を駆動制御する制御装置（１３）と、
を備え、
前記制御装置（１３）は、前記撮影領域（１１）内で前記対象物（Ｏ）を位置決めするために前記ハンドリング装置（２）を駆動制御するように構成されており、
前記制御装置（１３）は、前記対象物のモデル（１５）を含み、
前記制御装置（１３）は、前記モデル（１５）に基づき前記撮影領域（１１）内で前記対象物を（Ｏ）を位置決めするために前記ハンドリング装置（２）を駆動制御するように構成されていることを特徴とする検査装置（１）。
【請求項２】
前記制御装置（１３）は、前記モデル（１５）に基づき前記焦点面（１０）内で前記対象物（Ｏ）を位置決めするために前記ハンドリング装置（２）を駆動制御するように構成されている、請求項１に記載の検査装置（１）。
【請求項３】
前記モデル（１５）の一部区間は、選択領域（１７）として選択可能であり、前記制御装置（１３）は、前記選択領域（１７）に対応する前記対象物（Ｏ）の一部区間を、対象物選択領域（１８）として決定するように構成され、かつ、前記撮影領域（１１）内及び／又は前記焦点面（１０）内で前記対象物（Ｏ）を前記対象物選択領域（１８）と共に位置決めするために前記ハンドリング装置（２）を駆動制御するように構成されている、請求項１又は２に記載の検査装置（１）。
【請求項４】
前記制御装置（１３）は、前記撮影領域（１１）内及び／又は前記焦点面（１０）内で前記対象物（Ｏ）を衝突なしで位置決めするために装置データに基づき前記ハンドリング装置（２）を駆動制御するように構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検査装置（１）。
【請求項５】
前記検査装置（１）は、照明装置（９）を備え、前記制御装置（１３）は、前記撮影領域（１１）内及び／又は前記焦点面（１０）内で位置決めされた前記対象物（Ｏ）の高コントラスト画像を前記カメラ装置によって撮影するために前記照明装置（９）を駆動制御するように構成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の検査装置（１）。
【請求項６】
前記制御装置（１３）は、少なくとも１つの選択可能な検査プログラムを含み、前記制御装置（１３）は、前記撮影領域（１１）内及び／又は前記焦点面（１０）内での前記対象物（Ｏ）の位置決めのために選択された前記検査プログラムに基づき前記ハンドリング装置（２）を駆動制御するように構成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の検査装置（１）。
【請求項７】
前記制御装置（１３）は、前記撮影領域（１１）内及び／又は前記焦点面内で位置決めされた前記対象物（Ｏ）の画像を前記検査プログラムに応じて撮影するために前記照明装置（９）を駆動制御するように構成されている、請求項５に記載の検査装置（１）。
【請求項８】
前記検査装置（１）は、静止検出装置を備え、前記静止検出装置は、前記ハンドリング装置（２）が静止しているときを及び／又は振動していないときを検出するように構成されており、前記カメラ装置は、前記ハンドリング装置（２）が静止している場合に及び／又は振動していない場合にはじめて画像を撮影するように構成されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の検査装置（１）。
【請求項９】
前記カメラ装置は、固定焦点距離及び／又は固定結像距離を有するカメラ装置である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の検査装置（１）。
【請求項１０】
前記検査装置（１）は、開始位置決定モジュールを備え、前記開始位置決定モジュールは、前記ハンドリング装置（２）によって把持及び／又は保持された前記対象物（Ｏ）の開始位置を決定するように構成されている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の検査装置（１）。
【請求項１１】
前記制御装置（１３）は、前記対象物（Ｏ）が、前記開始位置から前記撮影領域（１１）及び／又は前記焦点面（１０）に移動されるように、及び／又は、前記撮影領域（１１）及び／又は前記焦点面（１０）内で位置決めされるように、前記ハンドリング装置（２）を駆動制御するように構成されている、請求項１０に記載の検査装置（１）。
【請求項１２】
前記開始位置決定モジュールは、少なくとも１つの推定画像の撮影のために前記カメラ装置を駆動制御し、かつ、前記モデル（１５）を前記少なくとも１つの推定画像と比較し、かつ、当該比較によって前記対象物（Ｏ）の前記開始位置を決定するように構成されている、請求項１０又は１１に記載の検査装置（１）。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の検査装置（１）を備えた、対象物（Ｏ）を製造する製造システムであって、
前記検査装置（１）は、製造された前記対象物（Ｏ）の少なくとも９０パーセントを光学的に検査するように構成されている、製造システム。
【請求項１４】
検査装置（１）を用いて対象物を光学的に検査する方法において、
制御装置（１３）により、前記対象物がモデル（１５）に基づきカメラ装置の撮影領域（１１）内及び／又は焦点面（１０）内で位置決めされるようにハンドリング装置（２）が駆動制御されることを特徴とする、光学的に検査する方法。
【請求項１５】
前記ハンドリング装置（２）は、前記対象物を保持及び／又は把持し、前記カメラ装置は、前記対象物の少なくとも１つの推定画像を撮影し、開始位置決定モジュールは、前記推定画像を前記モデル（１５）と比較し、当該比較に基づき開始位置を決定する、請求項１４に記載の光学的に検査する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ装置を備えた、対象物を光学的に検査する検査装置に関し、カメラ装置は、撮影領域を有する焦点面を有し、かつ、撮影領域の画像を撮影するように構成されている。
【背景技術】
【０００２】
目視検査作業を自動化するためには、製造過程において、通常、特別な機械が使用される。その際には、すべての検査位置を含めて検査すべき製品域が、システムの開発段階でわかっていなければならない。この目的のために、すべての検査作業に対して、製品固有の固定カメラ位置が定められる。運転開始の期間中、結像距離及び／又は焦点距離は、画質が検査作業の要件に合うように手動で調整され、その後機械的に固定される。時には後からの修正が可能な場合もあるが、しかしながら、これには非常に手間がかかり、高いコストに結びつく。
【０００３】
おそらく本願に最も近い従来技術を形成する独国特許発明第４４２６９６８号明細書（ＤＥ４４２６９６８Ｃ２）においては、少なくとも１つの光源と、光導波路と、受光検査システムとを備えた光学的な検査装置が開示されており、ここでは、少なくとも１つの光源が、光を光導波路に入力している。この光学的な検査装置は、内側に４つの壁部で画定された開口部を有しており、その中で、検査すべき対象物が撮影されている。さらにこの光学的な検査装置は、その外縁部に複数の反射器と、それらに対して異なる傾斜のさらなる複数の反射器とを有している。ここでは、前者の複数の反射器は、対象物の側面が照明されるように入力された光の一部を偏向させ、後者のさらなる複数の反射器は、対象物の上面が照明されるように入力された光のさらなる一部を偏向させる。さらに壁部は、対象物の側面から反射された光を、対象物の上面に面する検査システムの方向に偏向させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許発明第４４２６９６８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明の開示
本発明の枠内においては、請求項１の特徴を有する、対象物を光学的に検査する検査装置が提案される。さらに、請求項１３の特徴を有する製造システム及び請求項１４の特徴を有する検査装置を用いて対象物を光学的に検査する方法が提案される。本発明の好適な及び／又は有利な実施形態は、従属請求項、以下の説明及び添付の図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、対象物を光学的に検査する検査装置が提案される。この検査装置は、固定式又は移動式の検査装置である。特にこの検査装置は、製造システム内、手作業スペース内に統合されるように構成されており、又は、独立式のシステムとして構成されている。特に好適には検査装置は、ピックアンドプレース式の検査装置である。
【０００７】
光学的な検査は、特に対象物の目視検査、例えば、光の可視波長領域、赤外線波長領域又は紫外線波長領域に対応する。対象物は、例えば製造システムの部品、ワークピース及び／又は製品である。対象物は、全体として又は部分的に、光沢面、反射面、つや消し面又は吸収面を有する。対象物は、異なるサイズを有することができ、例えば１０センチメートル未満又は１００センチメートル超であってもよい。検査装置は、特に、対象物の異なるポートフォリオを光学的に検査するように、特に異なる対象物を光学的に検査するように構成されている。
【０００８】
検査装置は、カメラ装置を備えている。好適には、カメラ装置は、１つのカメラ又は複数のカメラを含み、例えば少なくとも２つのカメラ、特に少なくとも１０個のカメラを含む。特に、カメラ装置は、透過光カメラを有する。カメラ装置及び／又はカメラは撮影方向を有する。カメラ装置は、カメラ装置によって包含される複数のカメラに対して少なくとも１つの焦点面を有する。カメラ装置は、複数の焦点面を有することができる。焦点面は、焦点領域として形成されてもよい。焦点面は、撮影領域を含み、ここでは、複数の焦点面が存在する場合、カメラ装置は、複数の撮影領域を含み得る。撮影方向は、特に撮影面に対して垂直である。撮影面は、特に、画像の中でカメラ装置によって完全に焦点が合って結像される領域である。
【０００９】
カメラ装置は、撮影領域の少なくとも１つの画像を撮影するように構成されている。カメラは特にビデオカメラであり、代替的にカメラは、シングルフレームカメラである。特に、カメラはＣＣＤカメラ、例えばカラーカメラ又は白黒カメラである。代替的に、カメラはＣＭＯＳカメラである。カメラはまた、赤外線カメラ又は紫外線カメラであってもよい。
【００１０】
検査装置は、対象物を把持及び／又は受容するハンドリング装置を備えている。特に、ハンドリング装置は、対象物を移動させるために、例えば対象物を経路及び／又は軌道に沿って移動させるために構成されている。この場合、ハンドリング装置は、例えばロボット、特にロボットアームである。ハンドリング装置は、好適には、３軸、６軸又は多軸ロボットである。ハンドリング装置は、例えばグリッパを有し、この場合、グリッパは、対象物を把持及び保持するために構成されている。ハンドリング装置は、この場合対象物を、例えば空気圧で、機械的に又は電磁力を用いて保持することができる。ハンドリング装置は、対象物を、この場合特に力結合的、形状結合的又は摩擦結合的に保持及び／又は受容する。
【００１１】
検査装置は、ハンドリング装置を駆動制御する制御装置を備えている。この制御装置は、例えば、コンピュータユニットとして、プロセッサユニットとして、又は、マイクロチップとして構成されている。例えば制御装置は、ハンドリング装置を制御信号によって駆動制御し、この場合、制御装置は、データ技術的に及び／又は信号技術的にハンドリング装置に接続されている。特に好適には、制御装置は、ハンドリング装置の一部であり、及び／又は、ハンドリング装置に含まれる。
【００１２】
制御装置は、撮影領域内で対象物を位置決めするためにハンドリング装置を駆動制御するように構成されている。ここでは、制御装置は、例えば制御信号を用いてハンドリング装置を駆動制御し、この場合、ハンドリング装置は、制御信号に基づき対象物を撮影領域に移動させ、及び／又は、対象物を撮影領域内で位置決めする。特に、撮影領域内での対象物の位置決めは、撮影領域内での対象物の表面の位置決めである。
【００１３】
制御装置は、対象物のモデルを含む。特に、制御装置内の対象物のモデルは、例えばデータ技術的に保管可能である。対象物のモデルは、好適には３Ｄモデルであり、特に対象物のモデルは、ＣＡＤモデルである。
【００１４】
制御装置は、対象物のモデルに基づき撮影領域内で対象物を位置決めするためにハンドリング装置を駆動制御するように構成されている。その際、制御装置は、モデルに基づき撮影領域への軌道に応じて対象物を移動させるためにハンドリング装置を駆動制御することができる。特に、制御装置は、ハンドリング装置が対象物を撮影領域に移動させなければならない軌道及び／又は経路を計算するために及び／又は決定するために、モデルを使用している。
【００１５】
本発明は、変幻自在に、異なる対象物に適合化可能な検査装置を提供するという考察に基づいている。この場合、検査すべき対象物の交換のために光学系及び／又はハンドリング装置が適合化されている必要はない。特に、本発明は、検査の対象物ポートフォリオが変化した場合に、ハードウェア変更の実施の必要性なしで対象物を検査する変幻自在の検査装置を可能にする。特に、この検査装置は、従来技術の欠点の好適な解決手段を提示するものである。
【００１６】
本発明の特に好適な実施形態においては、制御装置は、モデルに基づいて焦点面内で対象物を位置決めするためにハンドリング装置を駆動制御するように構成されている。特に、ハンドリング装置は、制御信号に基づいて対象物をカメラ装置の焦点面に位置決めする。特に、焦点面における対象物の位置決めは、焦点面における対象物の表面の位置決めである。特に、撮影領域とは、完全に焦点面の内部にある領域を意味するものと理解されたい。
【００１７】
本発明の１つの可能な実施形態は、モデルの一部区間、特にモデルの任意の一部区間が、選択領域として選択可能であることを想定している。この目的のために、検査装置は、例えば入力装置及び／又は入力手段を含み、この場合、ユーザは、入力装置を用いてモデルの一部区間を選択領域として選択することができる。特に、モデルの複数の一部区間が選択領域として選択可能である。好適には、モデルの一部区間は、例えば入力装置に含まれている表示装置上のモデル内で図式的に選択可能である。
【００１８】
制御装置は、選択領域に対応する対象物の一部区間を対象物選択領域として決定するように構成されている。この対象物選択領域は、特に、モデル上で選択領域として対応して選択されている、対象物上の領域に相当する。制御装置は、撮影領域内及び／又は焦点面内で対象物を対象物選択領域と共に位置決めするためにハンドリング装置を駆動制御するように構成されている。特に、制御装置は、対象物が対象物選択領域と共に撮影領域及び／又は焦点面に移動されるように及び／又はそこに位置決めされるように、ハンドリング装置を駆動制御するように構成されている。複数の選択領域の選択の際には、制御装置は、例えば、対応する対象物選択領域を、カメラ装置の撮影領域内及び／又は焦点面内で相前後して位置決めするように構成されている。この実施形態は、検査装置を用いて対象物の一時的でかつ特定の検査を可能にする検査装置を提供するという考察に基づいている。
【００１９】
本発明の可能な一実施形態においては、制御装置が装置データを含むことが想定されている。これらの装置データは、特に、ハンドリング装置の幾何学形状、構造、距離及び／又は可能な動き及び／又は軌道に対する情報を含む。例えば、これらの装置データは、ハンドリング装置が移動し得る、及び／又は、ハンドリング装置が対象物を移動させ得るすべての可能な経路を含む。
【００２０】
制御装置は、撮影領域内及び／又は焦点面内で対象物を衝突なしで位置決めするために装置データに基づきハンドリング装置を駆動制御するように構成されている。衝突なしとは、特に、対象物、カメラ装置及び／又はハンドリングユニットの間で衝突がないことを意味する。特に、制御装置は、装置データを使用するように構成され、対象物が衝突なし及び／又はクラッシュなしで撮影領域内及び／又は焦点面内で位置決めされ得る経路及び／又は軌道を、及び／又は、撮影領域及び／又は焦点面に移動され得る経路及び／又は軌道を決定するように構成されている。この実施形態は、検査期間中の対象物の安全な操作を可能にする検査装置を提供するという考察に基づいている。
【００２１】
特に好適には、検査装置は照明装置を含む。この照明装置は、特に複数の光源を有する。特にこの照明装置は、１０を超える、特に１５を超える、特に１００を超える光源を有する。これらの光源は、例えばＬＥＤである。特にこれらの光源は、白色光源、赤外光源、有色光源、及び、特にＲＧＢ光源である。これらの光源は、特に点状光源であり、代替的及び／又は補足的にこれらの光源は、例えばＯＬＥＤ面などの平坦な光源である。
【００２２】
制御装置は、撮影領域及び／又は焦点面の高コントラスト画像を撮影することができるようにするために、特に撮影領域内及び／又は焦点面内で位置決めされた対象物の高コントラスト画像をカメラ装置によって撮影することができるようにするために、照明ユニットを駆動制御するように構成されている。この場合、制御装置は、例えば、照明ユニットの光源が個別に及び／又はグループで駆動制御されるように、例えば１つのＬＥＤ及び／又はＬＥＤのグループがオン／オフされるように構成されており、それによって、撮影領域及び／又は焦点面の所望の照明が達成される。この実施形態は、対象物の高品質でかつ評価可能な画像を撮影する検査装置を提供するという考察に基づいている。特にこの実施形態は、複数の画像の継続的な品質を可能にする。
【００２３】
可能な一実施形態は、制御装置が少なくとも１つの選択可能な検査プログラムを含むことを想定する。この検査プログラムは、例えば、どのタイプの画像を、例えば赤外線画像、可視画像又は白黒画像を撮影すべきかについての情報を含む。特に検査プログラムは、検査されるべき対象物の選択領域を含む。特に検査プログラムは、照明ユニットによる照明についての情報も含む。
【００２４】
制御装置は、特に、撮影領域内及び／又は焦点面内での対象物の位置決めのために選択された検査プログラムに基づきハンドリング装置を駆動制御するように構成されている。特に、制御装置は、検査プログラムに基づき対象物の対象物選択領域を、検査プログラムに記憶されている選択領域の当該選択領域に対応している画像として撮影するように構成されている。特にこの検査プログラムは、入力装置を用いて選択可能、適合化可能、及び／又は、設定可能である。この実施形態は、ユーザが特に簡単に、実行すべき検査に設定可能である検査装置を提供するという考察に基づいている。
【００２５】
特に好適には、制御装置は、撮影領域内及び／又は焦点面内で位置決めされた対象物の画像を検査プログラムに応じて撮影するために照明ユニットを駆動制御するように構成されている。特に制御装置は、画像撮影が検査プログラムに応じて撮影することができるように対象物を照明ユニットの駆動制御によって照明するように構成されている。
【００２６】
一実施形態は、検査装置が静止検出装置を含むことを想定している。好適には、この静止検出装置は、グリッパ及び／又はハンドリング装置に配置されている。静止検出装置は、特に振動検出器及び／又は加速度センサである。静止検出装置は、ハンドリング装置及び／又はグリッパが静止しているときを及び／又はハンドリング装置及び／又はグリッパが振動していないときを検出するように構成されている。カメラ装置は、静止検出装置がハンドリング装置の静止状態及び／又は振動していない状態を検出した場合にはじめて画像を撮影するように構成されている。この実施形態は、対象物の評価不能な画像及び／又はぼやけた画像の撮影を除外する検査装置を提供するという考察に基づいている。
【００２７】
本発明の特に好適な実施形態においては、カメラ装置は、固定焦点距離及び／又は固定結像距離を有するカメラ装置である。特に、このカメラ装置は、固定焦点距離及び／又は固定結像距離を有するカメラを含む。従って、カメラ装置の焦点距離及び／又は結像距離は、特に設定可能なものではない。特に、カメラ装置は、焦点合わせの不要なカメラ装置である。この実施形態は、カメラ装置のために高価な集束レンズを使用する必要性のない特に好適な検査装置を提供するという考察に基づいている。
【００２８】
本発明の特に好適な実施形態は、検査装置が開始位置決定モジュールを含むことを想定している。開始位置の決定のための最適化パラメータとして、特に画像の鮮鋭度が用いられる。例えば、開始位置決定モジュールは、制御装置の一部であることも可能である。この開始位置決定モジュールは、ハンドリング装置によって把持及び／又は保持された対象物の開始位置を決定するように構成されている。特に、開始位置決定モジュールは、固定焦点距離及び固定結像距離のための開始位置を決定するように構成されている。特に、開始位置は、特に初期時点における、保持装置によって把持された対象物の位置及び／又は姿勢を含む。この実施形態は、対象物の開始位置の参照を可能にする、従って、特に、撮影領域内で対象物を位置決めするために、経路及び／又は軌道が正確に決定可能及び／又は実行可能である検査装置を提供するという考察に基づいている。
【００２９】
ここでは、制御装置が、対象物が、開始位置から撮影領域に移動されるように及び／又は撮影領域内で位置決めされるように、ハンドリング装置を駆動制御するように構成されていることが想定されてもよい。特に、制御装置は、対象物が開始位置から撮影領域にクラッシュ及び／又は衝突なしで移動されるようにハンドリング装置を駆動制御するように構成されている。好適には、制御装置は、経路を短いクロックタイムに関して最適化するように構成されている。
【００３０】
特に好適には、開始位置決定モジュールは、少なくとも１つの推定画像、特に少なくとも２つの推定画像、特に少なくとも３つの推定画像の撮影のためにカメラ装置を駆動制御するように構成されている。好適には、１０未満の推定画像、特に５未満の推定画像が撮影される。特に、３つの推定画像の撮影が好適である。推定画像は、好適には、カメラ装置によって撮影された対象物のライブ画像である。特にこれらの推定画像は、対象物の画像一部区間の画像であり、この場合、これらの画像一部区間はそれほど離間されていない。好適には、対象物の異なる画像一部区間が、ハンドリング装置の動きなしで及び／又はハンドリング装置のわずかな動きと共にカメラ装置により推定画像として撮影可能である。例えばこれらの画像一部区間は、少なくとも対状の重畳部分を有する。
【００３１】
開始位置決定モジュールは、モデルと、少なくとも１つの推定画像、例えばＣＡＤモデルとを比較するように構成されている。特に、開始位置決定モジュールは、モデルと、対象物の複数の推定画像とを比較するように構成されている。さらに、開始位置決定モジュールは、モデルと少なくとも１つの推定画像との比較によって、対象物の開始位置を決定するように、特に開始位置における対象物の姿勢、位置及び／又は配置構成を決定するように構成されている。開始位置決定モジュールによる開始位置の決定は、特に検査装置の初期化を意味するものと理解されたい。この実施形態は、測定すべき対象物の位置の開始点を特に簡単に決定する検査装置を提供するという考察に基づいている。さらに、ここでの本発明の考察は、開始位置を、対象物の完全な走査なしで決定するということにあり、そのため、ここでは、特に開始位置を決定するための時間が短縮可能である。なぜなら、対象物の動き出しの際の機構の安定化時間を待機する必要がないからである。
【００３２】
本発明のさらなる態様は、検査装置を備えた製造システムによって形成される。製造システムは、特に、人が対象物を製造するためのワークステーション、ロボットワークステーション、マシンワークステーション又は手動ワークステーションである。好適には、検査装置は、製造システムによって製造された対象物を自動的に及び／又は独立して把持するように、及び／又は、当該対象物を撮影するように構成されている。特に、検査装置は、製造された部品の少なくとも９０パーセントを光学的に検査するように構成されている。特に、検査装置は、製造システムの製造された対象物のすべてを、即ち、特に１００パーセントを光学的に検査するように構成されている。この実施形態は、製造システム、特に交換される製品ポートフォリオと、製造された対象物の特に簡単で好適な光学的検査を可能にする検査装置とを備えた製造システムを提供するという考察に基づいている。
【００３３】
本発明のさらなる態様は、検査装置を用いて対象物を光学的に検査する方法によって形成される。この方法は、特に制御装置により、ハンドリング装置が駆動制御されることを特徴とする。特にこの制御装置によれば、対象物がモデルに基づきカメラ装置の撮影領域内で位置決めされるようにハンドリング装置が駆動制御される。特に対象物は、ハンドリング装置によって撮影領域内及び／又は焦点面内で位置決めされる。本発明のこの態様は、対象物を光学的に検査する簡単で安価な方法を提供するという考察に基づいている。
【００３４】
本方法の特に好ましい実施形態は、ハンドリング装置が対象物を受容することを想定している。例えば、ハンドリング装置は、製造システムから直接対象物を受容する。ここでは、ハンドリング装置は、例えばピックアンドプレース式装置である。カメラ装置は、この実施形態においては、対象物の少なくとも１つの推定画像を撮影し、この場合、この推定画像の開始位置決定モジュールは、対象物のモデルと比較され、この比較に基づいて対象物の開始位置が決定される。
【００３５】
本発明のさらなる特徴、利点及び効果は、本発明の好適な実施例の以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】検査装置の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、検査装置１の実施例を示す。この検査装置１は、ハンドリング装置２とカメラ装置３とを含む。ハンドリング装置２は、対象物Ｏの操作及び把持のために構成されている。
【００３８】
ハンドリング装置２は、ベース４と、その上に取り付けられている及び／又はその上に配置されている多軸ロボット５とを含む。特にベース４は、多軸ロボット５の無振動の取り付け及び／又は安定した取り付けのためのものである。多軸ロボット５は、自身の自由端部にグリッパ６を含む。このグリッパ６は、対象物Ｏの把持と保持のために、特に力結合的、形状結合的、及び／又は、摩擦結合的保持のために構成されている。グリッパ６は、ハンドリング装置２の作業領域内で移動可能であり、この場合、グリッパ６は、作業領域の内部に固定可能な経路上を移動可能である。
【００３９】
対象物Ｏは、特に部品である。好適にはこの部品は、電子部品、自動車供給部品又は製造品である。対象物Ｏは、好適には１０センチメートル未満、特に５センチメートル未満である。代替的に対象物Ｏは、より大形の対象物、例えばフェンダであってもよい。この場合、そのような対象物は、好適には１／２メートルよりも長い長さ、特に１ミリメートルよりも長い長さを有する。対象物Ｏは、平坦な対象物であってもよく、代替的に対象物Ｏは、嵩張った対象物であってもよい。
【００４０】
グリッパによって把持された対象物Ｏは、特に、ハンドリング装置２の作業領域内で移動可能であり、ここでは、対象物Ｏは、ハンドリング装置２のグリッパ６と同じ経路を描く。
【００４１】
配向に対して、座標系Ｋが支援的に示されており、この場合、座標系Ｋは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を規定する。ハンドリング装置２の作業領域内でグリッパ６及び／又は対象物Ｏが通過する経路は、特にＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向によって説明可能である。
【００４２】
検査装置１は、カメラ装置３を備え、カメラ装置３は、ハウジング７と、カメラ８と、照明ユニット９とを有する。カメラ８は、例えばＣＣＤカメラである。代替的にカメラ８は、ＣＭＯＳカメラである。
【００４３】
ハウジング７は、ドーム形状の中空体として形成されており、この実施例においては、半球状の中空体として形成されている。半球状の中空体は、特に赤道面で切断されている。このハウジング７は、開口部を有しており、この場合、この開口部にはカメラ８及び／又はカメラ装置３の焦点面１０が配置されている。ハウジング７は内側領域を有し、この場合、この内側領域は好適には反射性であり、代替的にこの内側領域は吸収性である。
【００４４】
ハウジング７の内部領域には照明ユニット９が配置されており、この場合、この照明ユニット９は、複数の光源、特にＬＥＤを含む。これらのＬＥＤは、特に、等距離で及び／又は均等にハウジング７の内側に取り付けられている。焦点面１０の向かい側にはさらなる開口部が存在し、この場合、この開口部は、半球状ハウジング７の極に配置されている。この開口部内においては、極にカメラ８が視線方向で焦点面１０の方向に配置されている。
【００４５】
焦点面１０は撮影領域１１を有する。この撮影領域１１は、特にカメラ８によって特に高コントラストで完全に結像される領域である。撮影領域１１は、特に１平方センチメートルよりも大きい、特に１０平方センチメートルよりも大きい面積を有する領域である。撮影領域１１は、平坦な領域、特に平面領域である。代替的に、撮影領域１１は、湾曲した領域であり、この場合は焦点面１０も湾曲した平面である。
【００４６】
ハンドリング装置２は、データリンク１２を介して制御装置１３に接続されている。このデータリンク１２は、有線接続であってもよい。代替的に、このリンク１２は、例えば赤外線接続の形態の無線接続のような仮想リンクである。
【００４７】
制御装置１３は、例えばコンピュータユニットとして構成されている。制御ユニット１３は、好適には表示ユニット１４を含む。この表示ユニット１４は、特にタッチスクリーンモニタである。制御装置１３は、対象物Ｏのモデル１５を含む。このモデル１５は、特に３Ｄモデル、例えばＣＡＤモデルである。モデル１５は、特に実物大のモデルである。好適にはモデル１５は、カメラ装置３の位置、姿勢、及び／又は、幾何学的情報を含む。特に好適にはモデル１５は、焦点面１０の位置、特に撮影領域１１の位置を含む。
【００４８】
制御装置１３は入力手段１６を有し、この場合、入力手段１６は、例えばコンピュータマウスである。代替的に入力手段１６は、タッチスクリーンモニタとして構成されてもよい。入力手段１６を用いて、ユーザは、対象物Ｏのモデル１５内で選択領域１７を選択することができる。特に選択領域１７は、モデル１５内で自由に選択可能である。選択領域１７は、特に直線的に及び／又は曲線的に画定されてもよい平坦な領域である。さらにモデル１５の選択領域１７は、現実の世界における対象物Ｏ上の対象物選択領域１８に対応している。ここでの対象物選択領域１８は、モデル１５上で選択領域１７として選択された、現実の対象物上の領域である。制御装置１３は、対象物Ｏを対象物選択領域１８と共に移動させなければならない軌道１９を決定するように構成されており、それによって、対象物選択領域１８は、カメラ装置３の撮影領域１１内及び／又は焦点面内に存在する。この軌道１９は、特に座標系Ｋを用いてパラメータ化され及び／又は計算され得る。
【００４９】
ハンドリング装置２は、この場合、制御装置１３により、対象物Ｏが対象物選択領域１８と共に軌道１９に沿って移動し、対象物選択領域１８の移動後に撮影領域１１内に存在するように駆動制御される。対象物Ｏが対象物選択領域１８と共に撮影領域１１及び／又は焦点面に移動されることによって、特に安価な検査装置１が達成され得る。なぜなら、ここでは、一定の焦点距離を有しかつ高価な集束装置を持たないカメラ８を使用することができるからである。
【図１】
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【国際調査報告】
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