JP5266792B2 - X-ray inspection equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線発生装置とX線検出器の間に各種工業製品等の対象物を配置し、X線発生装置からのX線を対象物に照射して得られる透過X線をX線検出器で検出し、その検出出力を用いて対象物のX線透視像を表示するX線検査装置に関する。 In the present invention, an object such as various industrial products is arranged between an X-ray generator and an X-ray detector, and transmitted X-rays obtained by irradiating the object with X-rays from the X-ray generator are X-rays. The present invention relates to an X-ray inspection apparatus that detects an X-ray fluoroscopic image of an object using a detection output detected by a detector.
例えば物品内部の欠陥の有無などを非破壊のもとに検査する用途には、X線を用いた透視方法が多用されている。X線を用いた透視方法においては、互いに対向配置されたX線発生装置とX線検出器の間に対象とする物品を置いてX線を照射し、物品を透過したX線をX線検出器で検出して、その物品のX線透視像を構築するX線検査装置が用いられる。 For example, fluoroscopic methods using X-rays are frequently used for applications in which the presence or absence of defects inside an article is inspected nondestructively. In the fluoroscopy method using X-rays, the target article is placed between an X-ray generator and an X-ray detector arranged opposite to each other, and X-rays are irradiated to detect X-rays transmitted through the article. An X-ray inspection apparatus is used that detects with an instrument and constructs an X-ray fluoroscopic image of the article.
この種のX線検査装置においては、通常、X線発生装置とX線検出器の対と、透視対象の物品とを相対的に移動させる移動機構を備えており、透視対象の物品上の任意のポイントを任意の方向から透視できるように構成されている。 In this type of X-ray inspection apparatus, usually, a pair of an X-ray generator and an X-ray detector and a moving mechanism that relatively moves the object to be fluoroscopically provided are provided. The point can be seen through from any direction.
このようなX線検査装置を用いた物品の透視手法を用いて、例えばアルミダイキャスト部品の内部のボイドの有無を検査する場合等、互いに同じ形状および寸法の多数の物品を繰り返し観察する場合には、いわゆるティーチング機能を備えたX線検査装置を用いることが有用である(例えば特許文献1参照)。 When repeatedly observing a large number of articles having the same shape and dimensions, such as when inspecting the presence or absence of voids inside an aluminum die cast part, using such an article fluoroscopic method using an X-ray inspection apparatus It is useful to use an X-ray inspection apparatus having a so-called teaching function (see, for example, Patent Document 1).
ティーチング機能を有するX線検査装置においては、一般に、実際の観察に先立ち、対象物を用いてオペレータが手動操作でX線発生装置とX線検出器に対して対象物を相対移動させ、所要の観察ポイント(教示ポイント)に位置決めし、これらの各ポイントを順次登録していく方式が採られており、実際の対象物の観察時には、登録された順に観察ポイントを変更するように移動機構を自動的に駆動制御する。
また、対象物をCCDカメラ等によって撮影し、その光学像を用いて、X線装置に組み込まれたアプリケーションを起動した状態で観察ポイントを順次登録していく方式も採用されている。
A method is also employed in which an object is photographed by a CCD camera or the like, and observation points are sequentially registered using an optical image of the object while an application incorporated in the X-ray apparatus is activated.
ところで、上記した従来のティーチング機能を備えたX線検査装置によれば、ティーチングに際して、対象とする物品の実物が必要であり、実物がなければティーチングを行うことができない。実物を用いずにティーチングする方法として、対象とする物品を光学カメラ等で撮影し、その外観像を用いて観察ポイントや観察方向等を順次設定していく方法や、当該物品の平面的な設計図を用いて同様の設定をする方法が考えられるが、いずれの方法を採ったとしても、観察ポイントや観察方向等をオペレータが感覚的に把握しにくいという問題がある。 By the way, according to the above-described conventional X-ray inspection apparatus having a teaching function, in teaching, the actual article to be processed is necessary, and teaching cannot be performed without the actual article. As a method of teaching without using the real thing, the target article is photographed with an optical camera, etc., and the observation point and the observation direction are set sequentially using the appearance image, or the planar design of the article Although a method of making the same setting using the figure is conceivable, there is a problem that it is difficult for the operator to sensuously grasp the observation point, the observation direction, etc., regardless of which method is adopted.
また、従来のティーチング機能を備えたX線検査装置においては、複数の観察ポイントや観察方向等を順次登録して、実際の観察時にはその順に観察ポイントや観察方向等を変化させていくのであるが、ある観察ポイントから次の観察ポイントに変化させる過程については、移動機構によるX線発生装置とX線検出器の対と対象物との相対的な移動の速度は、対象物の落下等の危険などを考慮して設定可能になっている場合もあるものの、2つの観察ポイント間を移動する過程での観察(透視)、言わば流れるような観察を行う点については考慮されていない。 In addition, in a conventional X-ray inspection apparatus having a teaching function, a plurality of observation points and observation directions are registered sequentially, and the observation points and observation directions are changed in that order during actual observation. In the process of changing from one observation point to the next observation point, the relative movement speed between the pair of the X-ray generator and X-ray detector by the moving mechanism and the object is the risk of dropping the object. In some cases, the setting can be made in consideration of the above, but the observation (perspective) in the process of moving between the two observation points, that is, the point of performing the flowing observation is not considered.
更に、従来のティーチング機能を備えたX線検査装置においては、実際の観察時に、ティーチングにより登録された各観察ポイント・観察方向等を順次自動的に変化させながら最終の観察ポイントに到達するまでの一連の動作が終了するか、あるいはその動作を一旦停止しなければ、既に観察したポイントに戻ったり、あるいは登録された観察ポイント以外のポイントを観察することができないという不具合もある。 Furthermore, in an X-ray inspection apparatus equipped with a conventional teaching function, during actual observation, each observation point and observation direction registered by teaching are automatically changed sequentially until reaching the final observation point. There is also a problem that if a series of operations are not completed or the operation is not stopped, it is not possible to return to an already observed point or to observe a point other than the registered observation point.
本発明の主たる課題は、対象とする物品を用意することなく、その物品を検査するために必要な観察ポイントや観察方向等をティーチングすることができ、しかもそのティーチング作業において観察ポイントや観察方向などをオペレータが感覚的に把握しやすく、作業性を良好なものとすることのできるX線検査装置を提供することにある。 The main problem of the present invention is that it is possible to teach an observation point, an observation direction, etc. necessary for inspecting the article without preparing the target article, and in the teaching work, an observation point, an observation direction, etc. It is an object of the present invention to provide an X-ray inspection apparatus that makes it easy for an operator to grasp sensuously and can improve workability.
また、本発明の他の課題は、観察ポイントや観察方向等を連続的に変化させる、流れるような観察を行うことのできるX線検査装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an X-ray inspection apparatus capable of performing a flowing observation that continuously changes an observation point, an observation direction, and the like.
本発明の更に他の課題は、ティーチングにより登録された手順のもとに、実際の観察を行っているとき、特に上記のように流れるような観察を行っているときに、指定した時点の移動機構の状態を再現することができ、流れるような観察作業で刻々と変化する透視像上で再確認する必要のある部位の透視を容易に再現することのできるX線検査装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to move at a specified point in time when performing actual observation under the procedure registered by teaching, particularly when performing observation that flows as described above. To provide an X-ray inspection apparatus that can reproduce the state of a mechanism and can easily reproduce a fluoroscopy of a portion that needs to be reconfirmed on a fluoroscopic image that changes every moment in a flowing observation work. is there.
上記の課題を解決するため、本発明のX線検査装置は、互いに対向配置されたX線発生装置とX線検出器の間に、対象物を配置する試料ステージが設けられ、上記X線発生装置とX線検出器に対する試料ステージの位置を相対的に移動させる移動機構を備え、上記X線発生装置からのX線を上記試料ステージ上の対象物に照射して得られる透過X線を上記X線検出器で検出し、その検出出力を用いて対象物のX線像を得るX線検査装置において、入力された対象物の3次元形状情報および寸法情報と上記試料ステージ上への対象物の設置位置情報に基づき、対象物の3次元モデルを表示する3次元モデル表示手段と、その表示された3次元モデル上で、対象物を実際に観察する際の複数の観察ポイントと観察方向、および観察倍率を逐次設定するための設定手段と、その設定された各観察ポイントと観察方向、および観察倍率を順に記憶する記憶手段と、その記憶内容に従って、対象物の実際の観察時に、その観察ポイントと観察方向、および観察倍率が順次変化するように上記移動機構を駆動制御する制御手段を備え、さらに、上記設定手段による設定の終了後、上記記憶手段に記憶された設定内容に基づき、上記3次元モデルを透視像に擬して、当該3次元モデルのアニメーション表示により設定内容のシミュレーションのための表示を行うシミュレーション表示手段を備えていることによって特徴づけられる(請求項1)。 In order to solve the above-described problems, an X-ray inspection apparatus according to the present invention is provided with a sample stage for placing an object between an X-ray generator and an X-ray detector arranged to face each other. A moving mechanism for moving the position of the sample stage relative to the apparatus and the X-ray detector, and transmitting X-rays obtained by irradiating an object on the sample stage with the X-rays from the X-ray generator In an X-ray inspection apparatus which detects with an X-ray detector and obtains an X-ray image of an object using the detection output, the inputted three-dimensional shape information and dimension information of the object and the object on the sample stage A three-dimensional model display means for displaying a three-dimensional model of the object based on the installation position information, and a plurality of observation points and observation directions when actually observing the object on the displayed three-dimensional model; And observation magnification set sequentially Setting means, storage means for sequentially storing each set observation point and observation direction, and observation magnification, and the observation point and observation direction during actual observation of the object according to the stored contents, and Control means for driving and controlling the moving mechanism so that the observation magnification changes sequentially , and further, after the setting by the setting means is completed, based on the setting contents stored in the storage means, the three-dimensional model is visualized This is characterized by having simulation display means for displaying the setting contents for simulation by displaying the animation of the three-dimensional model .
ここで、本発明においては、上記設定手段による設定内容に、観察ポイントと観察方向、および観察倍率を設定していくほかに、観察方向と観察倍率を連続的に変化させるとともに、その変化速度を設定する設定内容を含んでいる構成(請求項2)を好適に採用することができる。 Here, in the present invention, in addition to setting the observation point, the observation direction, and the observation magnification in the setting contents by the setting means, the observation direction and the observation magnification are continuously changed, and the change speed thereof is set. A configuration including the setting contents to be set (claim 2) can be suitably employed.
また、本発明においては、入力された上記対象物の3次元形状情報および寸法情報と上記試料ステージ上への対象物の設置位置情報に基づき、上記設定手段による設定内容を、対象物の実際の観察時に当該対象物と装置構造物とが干渉しない範囲に制限を加える構成(請求項3)を採用することが好ましい。 Further, in the present invention, based on the input three-dimensional shape information and dimension information of the target object and the installation position information of the target object on the sample stage, the setting content by the setting means is changed to the actual target object. It is preferable to adopt a configuration (Claim 3) that limits the range in which the object and the apparatus structure do not interfere during observation.
また、本発明においては、上記記憶手段の内容に基づく対象物の実際の観察時に、対象物のX線透視像とは別に、上記移動機構の駆動に同期して、刻々の観察視野を上記3次元モデルを用いて表示する観察視野表示手段を備えた構成(請求項4)を採用してもよい。 Further, in the present invention, during the actual observation of the object based on the contents of the storage means, the observation field of view is changed every 3 times in synchronization with the driving of the moving mechanism, separately from the X-ray fluoroscopic image of the object. You may employ | adopt the structure ( Claim 4 ) provided with the observation visual field display means displayed using a dimensional model.
更にまた、本発明においては、上記記憶手段の内容に基づく対象物の実際の観察時に、任意の透視像の表示状態で指定することにより、その時点における移動機構の位置情報を記憶し、一連の観察動作の終了後に上記指定時における移動機構の状態を再現できるように構成すること(請求項5)を採用することもできる。 Furthermore, in the present invention, when actually observing the object based on the contents of the storage means, the position information of the moving mechanism at that time is stored by designating the display state of an arbitrary perspective image, and a series of It is also possible to adopt a configuration in which the state of the moving mechanism at the time of the designation can be reproduced after the observation operation is finished ( Claim 5 ).
本発明は、例えば3DCADデータのような対象物の3次元形状情報および寸法情報と、試料ステージ上への配設位置情報を用い、対象物のワイヤフレームモデルもしくはサーフェースモデル等の3次元モデルを表示し、その3次元モデル上で観察ポイントや観察方向、観察倍率等を順次設定できるようにすることで、実物の対象物を用いることなくティーチングを容易に行えるようにしようとするものである。 The present invention uses, for example, 3D shape information and dimension information of an object such as 3D CAD data and arrangement position information on a sample stage, and uses a 3D model such as a wire frame model or a surface model of the object. It is intended to facilitate teaching without using a real object by displaying and enabling the observation point, observation direction, observation magnification, and the like to be sequentially set on the three-dimensional model.
すなわち、対象物の3DCADデータ等の3次元形状情報および寸法情報と、試料ステージ上への設置位置情報を用いることにより、X線発生装置とX線検出器の対と試料ステージとの相対位置と、X線検出器の視野中に現れる対象物の位置との関係、ひいては得られるX線透視像との関係を求めることができる。本発明においては、対象物の3次元形状情報に基づく3次元モデルの表示を用いて観察ポイントや観察方向等を順次設定することにより、これらの設定内容が順に記憶されていき、実際の対象物の観察時にその記憶内容に従って移動機構が自動制御される。つまり、3次元モデルの表示を用いてティーチングを行うことができる。このような3次元モデルを用いることにより、対象物をどの方向からどのポイントを観察しているのかを立体的に把握しやすく、ティーチング作業を容易かつ効率的なものとすることができる。 That is, by using the three-dimensional shape information and dimension information such as 3D CAD data of the object and the installation position information on the sample stage, the relative position between the pair of the X-ray generator and the X-ray detector and the sample stage can be calculated. The relationship with the position of the object appearing in the field of view of the X-ray detector and the relationship with the obtained X-ray fluoroscopic image can be obtained. In the present invention, by sequentially setting the observation point, the observation direction, etc. using the display of the three-dimensional model based on the three-dimensional shape information of the target object, these setting contents are stored in order, and the actual target object is stored. The moving mechanism is automatically controlled according to the stored contents during observation. That is, teaching can be performed using the display of the three-dimensional model. By using such a three-dimensional model, it is easy to grasp three-dimensionally from which direction and what point the object is observed, and teaching work can be made easy and efficient.
請求項2に係る発明では、ティーチング時の設定内容として、観察ポイントと観察方向および観察倍率を設定していくほかに、観察方向と観察倍率を連続的に変化させるとともに、その変化速度を設定できるように構成することで、実際の対象物の観察時には、透視視野が連続的に変化する、前記した流れるような観察を可能としている。 In the invention according to claim 2, in addition to setting the observation point, the observation direction, and the observation magnification as setting contents at the time of teaching, the observation direction and the observation magnification can be continuously changed and the change speed can be set. With this configuration, when observing an actual target object, it is possible to perform the observation as described above, in which the perspective field changes continuously.
また、対象物の3次元形状情報および寸法情報と装置に対する設置位置情報を用いると、X線発生装置およびX線検出器などの装置構造物と、対象物とが干渉する相対位置関係が判るので、請求項3に係る発明では、3次元モデルを用いたティーチング時に、X線発生装置とX線検出器などの装置構造物と、対象物とが干渉する位置関係の設定を禁止するように構成している。これによって、実物を用いることなく、実際の観察時に対象物と装置との衝突の可能性をなくすることができる。
Further, when the three-dimensional shape information and dimension information of the object and the installation position information for the apparatus are used, the relative position relationship between the object structure such as the X-ray generator and the X-ray detector and the object can be known. The invention according to
3次元モデルのアニメーション表示を用いることにより、ティーチングの終了後、設定されている各観察ポイントや観察方向、観察倍率で得られるX線透視像を、3次元モデルを透視像に擬して表示すること、つまり設定内容のシミュレーションのための表示を行うことができ、請求項1に係る発明はこの機能をも有したことを特徴とするものである。 By using the animation display of the three-dimensional model, the X-ray fluoroscopic image obtained with each observation point, observation direction, and observation magnification set is displayed after the teaching is finished, simulating the three-dimensional model as a fluoroscopic image. In other words, the setting contents can be displayed for simulation, and the invention according to claim 1 is also characterized by having this function.
また、同じく3次元モデルのアニメーション表示等を用いることにより、記憶手段に記憶されているティーチング内容に基づく実際の観察動作時に、移動機構の駆動に同期して、刻々の観察視野を3次元モデルを用いて表示することができ、請求項4に係る発明はこの機能を備えている点を特徴としている。 Similarly, by using an animation display of a three-dimensional model, a three-dimensional model can be displayed every time the observation field of view is synchronized with the driving of the moving mechanism during the actual observation operation based on the teaching contents stored in the storage means. The invention according to claim 4 is characterized in that it has this function.
そして、前記した請求項2に係る発明のように、観察方向や観察倍率を連続的に変化させ、その変化速度を任意に設定可能として、実際の観察時に流れるような観察を行った場合には、特に、オペレータがその一連の観察動作中に再度観察したい状況が生じる可能性がある。請求項5に係る発明では、実際の観察動作時に、任意の透視像の表示状態において指定することにより、その時点における移動機構の位置情報を記憶し、一連の観察動作の終了後に、指定時点の移動機構の状況を再現し、指定した状態でのX線透視像を表示することを可能としている。 And like the above-mentioned invention according to claim 2, when the observation direction and the observation magnification are continuously changed and the change speed can be arbitrarily set, and the observation that flows during actual observation is performed. In particular, there may be situations where the operator wishes to observe again during the series of observation operations. In the invention according to claim 5 , by designating in the display state of an arbitrary perspective image during the actual observation operation, the position information of the moving mechanism at that time is stored, and after the end of the series of observation operations, The state of the moving mechanism is reproduced, and an X-ray fluoroscopic image in a designated state can be displayed.
本発明によれば、対象物の3次元形状情報および寸法と試料ステージ上への設置位置情報を用いることで、対象物の3次元モデル上で検査に必要とする観察ポイントや観察方向、観察倍率などをあらかじめ設定して記憶させることができ、実際の物品の検査時に、その記憶内容に従った動作を自動的に繰り返し実行することができる。つまり、本発明によると、検査対象となる物品を必要とすることなく、3次元モデルを用いたティーチングを行うことができ、3次元モデルを用いてティーチングを行うため、対象物の光学像や平面的な設計モデルを用いる場合に比して、オペレータにとって方向や位置が判りやすく、ティーチング作業の容易化と効率化を達成することができる。 According to the present invention, by using the three-dimensional shape information and dimensions of the object and the installation position information on the sample stage, the observation point, the observation direction, and the observation magnification required for the inspection on the three-dimensional model of the object. Etc. can be set and stored in advance, and the operation according to the stored contents can be automatically and repeatedly executed when an actual article is inspected. That is, according to the present invention, teaching using a three-dimensional model can be performed without requiring an article to be inspected, and teaching is performed using a three-dimensional model. Compared with the case where a typical design model is used, the direction and position are easily understood by the operator, and teaching work can be facilitated and made more efficient.
また、請求項2に係る発明のように、観察方向や観察倍率を連続的に変化させる動作の設定を可能とすることにより、X線透視視野が連続的に変化する、いわゆる流れるような観察が可能となり、検査効率を更に向上させることができる。 Further, as in the invention according to claim 2, by enabling the setting of the operation for continuously changing the observation direction and the observation magnification, so-called flowing observation in which the X-ray fluoroscopic field changes continuously is possible. Thus, the inspection efficiency can be further improved.
3次元モデルを用いたティーチングに当たり、対象物と装置構造物との干渉が生じないように、設定内容に制限を加えることにより(請求項3)、実物を用いることなく、実際の観察時に対象物と装置構造物との衝突を防止することが可能となり、また、3次元モデルのアニメーションを用いたシミュレーション表示機能を持たせることで(請求項1)、ティーチング結果を確認することが可能となって、使いやすいX線検査装置が得られる。 In teaching using a three-dimensional model, by restricting the setting contents so that interference between the object and the device structure does not occur (Claim 3), the object can be observed during actual observation without using the actual object. Can be prevented from colliding with the device structure, and the teaching display result can be confirmed by providing a simulation display function using animation of a three-dimensional model ( Claim 1 ). An easy-to-use X-ray inspection apparatus can be obtained.
また、対象物の実際の観察時に、刻々の観察視野を3次元モデルを用いたアニメーション等により表示することで(請求項4)、オペレータは対象物のどの位置をどの方向から観察しているのかを容易に把握することができる。 In addition, when the object is actually observed, the observation field of view is displayed by an animation or the like using a three-dimensional model ( Claim 4 ), so that the operator is observing which position of the object from which direction. Can be easily grasped.
そして、ティーチング後の実際の対象物の観察時に、随時に指定をすることによって、その指定時点の観察状況が再現されるように構成することで(請求項5)、特に、流れるような観察動作を行う場合に、欠陥等を見逃してしまうことを防止することができる。 And, by observing the actual target object after teaching, by designating it at any time, the observation situation at the designated time point is reproduced ( Claim 5 ). It is possible to prevent a defect or the like from being overlooked.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態の構成図で、装置本体の構成を表す斜視図と、システム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a perspective view showing a configuration of an apparatus main body and a block diagram showing a system configuration.
装置本体1は、X線発生装置11とX線検出器12、および対象物を載せて移動させるための試料ステージ13を主体として構成されている。X線発生装置11とX線検出器12とは、互いに対向した状態で共通の支持アーム14に支持されている。支持アーム14はコラム15に対して傾動機構16およびZステージ17を介して支承されており、傾動機構16の駆動により、X線発生装置11とX線検出器12は対向状態を維持しつつ水平軸の回りに傾動(旋回)するとともに、Zステージ17の駆動によって、X線発生装置11とX線検出器12の対は同じく対向状態を維持しつつ、傾動機構16とともに鉛直方向(z軸方向)に移動する。
The apparatus main body 1 is mainly composed of an
X線発生装置11はコーンビーム状のX線を発生し、X線検出器12は例えばFPD(フラットパネルディテクタ)等の2次元X線検出器である。
The
試料ステージ13はコラム15に隣接して配置されている。試料ステージ13は対象物を搭載して鉛直の回転軸の回りに回転する回転テーブル18と、その回転テーブル18を水平面上で互いに直交する2軸方向(x,y軸方向)に移動させるXYテーブル19を主体として構成されている。
The
傾動機構16、Zステージ17、回転テーブル18および、XYテーブル19は、軸制御部21から供給される制御信号によって駆動制御され、この軸制御部21は、コンピュータを主体とする演算・制御装置22の制御下に置かれている。また、X線発生装置11の管電流、管電圧はX線コントローラ23から供給され、このX線コントローラ23も演算・制御装置22の制御下に置かれている。
The
X線検出器12の出力は画像データ取り込み回路24を介して演算・制御装置22に取り込まれる、演算・制御装置22では、X線検出器12により検出された対象物の透過X線を用いて、対象物のX線透視像を構築して表示器25に表示する。
The output of the
演算・制御装置22には、後述するジョグダイアルやキーボード、マウス、ジョイスティック等からなる操作部26が接続されており、この操作部26の手動操作により、軸制御部21を介して傾動機構16、Zステージ17、回転テーブル18およびXYテーブル19に対して駆動制御信号を供給し、随意に移動させることができる。また、後述するティーチング後の自動運転に際しては、演算・制御部22はこれらのXYテーブル19等を、ティーチングされた内容に基づいて自動的に駆動制御する。
An
対象物のX線透視に際しては、XYステージ19を駆動して回転テーブル18上の対象物をy軸方向に移動させること、および、Zステージ17を駆動してX線発生装置11とX線検出器12の対をz軸方向に移動させることによって、観察ポイント(X線検出器12の視野)を変化させることができ、また、回転テーブル18を駆動して対象物を回転させること、あるいは傾動機構16を駆動してX線発生装置11とX線検出器12の対を傾動させるにより、観察方向(透視方向)を変化させることができる。更に、XYテーブル19を駆動して対象物をx軸方向に移動させることによって、観察倍率(透視倍率)を変化させることができる。
In X-ray fluoroscopy of the object, the
さて、この演算・制御装置22は、3DCADシステム3とリンクされており、この3DCADシステム3から、対象物の3次元設計データ(3次元形状情報と寸法情報)を演算・制御装置22に転送することができ、演算・制御装置22では、そのデータに基づいて対象物の3次元モデル、例えばワイヤフレームモデルもしくはサーフェースモデル、を表示することができる。また、操作部26の操作により、対象物の回転テーブル18上への設置位置情報を入力することができ、その入力情報と上記の転送情報を用いて、対象物の3次元モデルを使って以下のようにティーチングを行うことができる。
The arithmetic /
図2(A)、(B)および(C)に、対象物の3次元形状の例を平面図、正面図および右側面図で示す。このような3次元モデルを表示器25に表示した状態で、オペレータが操作部26を操作することによって、実際の対象物の検査を行う際のティーチングを行うこと、つまり観察ポイント、観察方向および観察倍率等を順次変更していく一連の観察動作を設定することができる。図3にその観念図を示す。対象物の3次元モデルMと、X線内部の駆動系モデル(回転テーブル18とXYテーブル19)mとの位置関係r、例えば図2(B)の正面図で示した姿勢で対象物を回転テーブル18上に設置し、その設置位置については、図2(B)の左右および前後の中心と回転テーブル18の回転中心が一致する位置関係とする等、を用いて、観察ポイントおよび観察方向等の変化手順Vを設定していく。
2A, 2B, and 2C show an example of a three-dimensional shape of an object in a plan view, a front view, and a right side view. With such a three-dimensional model displayed on the
ティーチング時における3次元モデルの実際の表示方法については特に限定されるものではないが、例えば3DCADシステム等において常用的に有している図形の回転機能等を用いて、観察方向に対応して3次元モデルを回転させ、また、表示画面の中央を観察の中心(視野中心)として3次元モデルを移動させるとともに、観察倍率に対応して3次元モデルの大きさを変化させる等の方法を採用することができる。図4にその例を示す。この図4の例では、当初の観察方向を図2(B)の正面図の方向とし(図4(A))、その観察方向を変化させずに観察ポイントをy,z軸方向に移動させ(図4(B),(C))、その後観察方向をz軸の回りに回転するように変化させていく(図4(D),(E))という例を示している。 The actual display method of the three-dimensional model at the time of teaching is not particularly limited. For example, a 3D CAD system or the like that is commonly used in a 3D CAD system or the like can be used in accordance with the observation direction. Rotate the three-dimensional model, move the three-dimensional model with the center of the display screen as the center of observation (field of view center), and change the size of the three-dimensional model according to the observation magnification. be able to. An example is shown in FIG. In the example of FIG. 4, the initial observation direction is the direction of the front view of FIG. 2B (FIG. 4A), and the observation point is moved in the y and z axis directions without changing the observation direction. (FIGS. 4B and 4C), and then the observation direction is changed to rotate around the z axis (FIGS. 4D and 4E).
以上の図4(A)〜(E)に例示するようなX線透視像が得られる状態は、対象物の3次元形状情報と寸法情報、および回転テーブル18上への対象物の設置位置情報を用いることにより、回転テーブル18の回転角度とXYテーブル19のx,y軸方向への位置、傾動機構16の傾動角度とZステージ17のz軸方向への位置の組み合わせによって一意的に現出させることができ、演算・制御装置22は、ティーチングされた各状態を得るためのこれらの各移動機構の位置や角度を記憶していく。また、演算・制御装置22では、対象物の3次元形状情報と寸法情報、および回転テーブル18上への設置位置情報を用いることにより、回転テーブル18の回転位置、XYテーブル19の位置、傾動機構16およびZステージ17によるX線発生装置11とX線検出器12の位置との関連において、対象物がX線発生装置11やX線検出器12などの装置構造物に干渉する範囲が判るので、上記のティーチング動作時においては、対象物と装置構造物とが干渉するような移動機構の動作範囲への設定を禁止する。
The state in which the X-ray fluoroscopic images as illustrated in FIGS. 4A to 4E are obtained is the three-dimensional shape information and dimensional information of the object, and the installation position information of the object on the rotary table 18. Is uniquely expressed by the combination of the rotation angle of the rotary table 18 and the position of the XY table 19 in the x and y axis directions, the tilt angle of the
以上のティーチングにおいては、図4(A)〜(E)に示した状態をそれぞれ教示点としてそれぞれ一定の時間ずつ停止してもよいし、また、これらの各教示点間の移動速度(観察ポイントと観察方向の変化速度)を設定することもでき、あるいは上記のような各教示点での停止を行わずに、図4(A)〜(E)の各状態を通過点として、観察ポイント、観察方向を連続的に変化させる、いわゆる流れるような観察とすることもできる。このような設定には、例えば図5に示すようなジョグダイアル26a等を用いると操作性が良好なものとなる。この図5の例では、観察ポイントないしは観察方向の変化の方向と、その各方向への変化の速度の設定、更には停止を一つのジョグダイアルJの操作によって行えるように考慮されている。
In the above teaching, the states shown in FIGS. 4A to 4E may be stopped for a certain period of time using the teaching points as the teaching points, and the movement speeds (observation points) between these teaching points may be stopped. And the change speed of the observation direction), or without stopping at each teaching point as described above, using each state of FIGS. 4A to 4E as a passing point, It can also be a so-called flowing observation in which the observation direction is continuously changed. For such a setting, for example, a
また、以上の実施の形態において、上記のようにして対象物を必要とすることなく行われるティーチングの後、そのティーチング内容について、図4に例示した表示に準じた表示手法で、3次元モデルをX線透視像に擬したアニメーション表示により、ティーチングシミュレーションを行うことができる。このようなシミュレーションの表示により、オペレータはティーチングの内容を確認することができる。 In the above embodiment, after teaching performed without the need for an object as described above, the teaching content is converted into a three-dimensional model by a display method according to the display illustrated in FIG. Teaching simulation can be performed by animation display imitating a fluoroscopic image. By displaying such a simulation, the operator can confirm the contents of teaching.
そして、実際の対象物の検査時においては、ティーチング時に入力した通りの姿勢、および位置に対象物を設置して、自動運転の実行指令を与えることにより、演算・制御装置22から、ティーチング内容に従って回転テーブル18、XYテーブル19、Zステージ17および傾動機構16を自動的に駆動制御するための信号が刻々と軸制御部21に供給される。そして、その間、対象物のX線透視像が表示器25に表示されるのであるが、その表示と併せて、刻々の観察ポイントや観察方向、観察倍率に係る情報を表示器25に表示することができる。その例を図6に示す。
Then, when inspecting the actual object, the object is placed in the posture and position as input at the time of teaching, and an execution command for automatic operation is given, so that the calculation /
図6の例においては、表示器25の表示画面上に、X線透視像を表示する透視像表示エリアAtと、3次元モデルのアニメーションを表示するアニメーション表示エリアAaとが設定されており、アニメーション表示エリアAaの表示により、その時点で表示されているX線透視像が、対象物の全体のどのポイントをどの方向からどのような倍率の元に観察しているのかを報知するようになっている。
In the example of FIG. 6, a fluoroscopic image display area At for displaying an X-ray fluoroscopic image and an animation display area Aa for displaying a three-dimensional model animation are set on the display screen of the
すなわち、アニメーション表示エリアAaには、常に対象物の全体を表す3次元モデルMが表示され、回転テーブル18のz軸回りへの回転、および傾動機構16のy軸回りの傾動に応じて、3次元モデルを該当方向に回転させることによって観察方向を報知するとともに、このアニメーション表示エリアAa上の3次元モデルに重畳して、X線検出器12のその時点における視野、つまりその時点におけるX線透視像の表示範囲、を表す枠Qを表示することにより、観察ポイントと観察倍率に係る情報を報知している。
That is, in the animation display area Aa, the three-dimensional model M that always represents the entire object is always displayed, and in accordance with the rotation of the rotary table 18 around the z axis and the
また、X線透視像上の任意の点をクリックすることによって、アニメーション表示エリアAaに表示されている枠Q内の該当の位置にクリックポイントPが表示される。このような表示により、例えばアルミダイキャスト部品のボイドの検査等において、X線透視像上でボイドの位置をクリックし、その位置が部品全体のどの位置にあるのかを知ることができ、例えばボイドの存在位置により合否がわかれるような場合に有効である。 Further, by clicking on an arbitrary point on the X-ray fluoroscopic image, the click point P is displayed at a corresponding position in the frame Q displayed in the animation display area Aa. With such a display, for example, in the inspection of voids in aluminum die-cast parts, it is possible to click on the position of the void on the X-ray fluoroscopic image and know where the position is in the entire part. This is effective when the pass / fail status is determined by the location of the.
また、ティーチング内容に基づく一連の自動運転による観察時に、任意の時点で操作部26を操作して指定することにより、その時点における回転テーブル18、XYテーブル19、傾動機構16およびZステージ17の状態が記憶され、一連の自動運転の終了後にその状態が再現されるように軸制御部21に駆動制御信号が供給される。これにより、指定した観察状態が再現されてX線透視像が表示されることになる。この機能は、特に、前記したような流れるような観察を設定してアルミダイキャスト部品のボイドの検査を行うような場合、自動運転時の刻々と変化していくX線透視像からは合否判断を下せなかったボイドの有無やその位置、大きさ等を再度観察することが可能となって有用である。
Further, during observation by a series of automatic driving based on teaching contents, the
1 装置本体
11 X線発生装置
12 X線検出器
13 試料ステージ
14 支持アーム
15 コラム
16 傾動機構
17 Zステージ
18 回転テーブル
19 XYテーブル
21 軸制御部
22 演算・制御装置
23 X線コントローラ
24 画像データ取り込み回路
25 表示器
26 操作部
3 3DCADシステム
Aa アニメーション表示エリア
At 透視像表示エリア
M 3次元モデル
P クリックポイント
Q 枠
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus
Claims (5)
入力された対象物の3次元形状情報および寸法情報と上記試料ステージ上への対象物の設置位置情報に基づき、対象物の3次元モデルを表示する3次元モデル表示手段と、その表示された3次元モデル上で、対象物を実際に観察する際の複数の観察ポイントと観察方向、および観察倍率を逐次設定するための設定手段と、その設定された各観察ポイントと観察方向、および観察倍率を順に記憶する記憶手段と、その記憶内容に従って、対象物の実際の観察時に、その観察ポイントと観察方向、および観察倍率が順次変化するように上記移動機構を駆動制御する制御手段を備え、
さらに、上記設定手段による設定の終了後、上記記憶手段に記憶された設定内容に基づき、上記3次元モデルを透視像に擬して、当該3次元モデルのアニメーション表示により設定内容のシミュレーションのための表示を行うシミュレーション表示手段を備えていることを特徴とするX線検査装置。 A sample stage for disposing an object is provided between the X-ray generator and the X-ray detector arranged to face each other, and the position of the sample stage relative to the X-ray generator and the X-ray detector is moved relatively. A transmission mechanism is provided, and transmitted X-rays obtained by irradiating an object on the sample stage with X-rays from the X-ray generator are detected by the X-ray detector, and the detection output is used to detect the object. In an X-ray inspection apparatus for obtaining an X-ray image,
3D model display means for displaying a 3D model of the object based on the inputted 3D shape information and dimension information of the object and the installation position information of the object on the sample stage, and the displayed 3 On the dimensional model, setting means for sequentially setting a plurality of observation points, observation directions, and observation magnifications when actually observing the object, and the set observation points, observation directions, and observation magnifications. In accordance with the storage contents, storage means for storing in order, and control means for driving and controlling the moving mechanism so that the observation point, the observation direction, and the observation magnification sequentially change during actual observation of the object ,
Further, after the setting by the setting unit is completed, the three-dimensional model is simulated as a perspective image based on the setting content stored in the storage unit, and the setting content is simulated by displaying an animation of the three-dimensional model. An X-ray inspection apparatus comprising simulation display means for performing display .
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