JP7739757B2 - 制御システム、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも二次元的な移動が可能な複数の可動部材を備える装置の制御に関する。

従前より、複数の可動部材（以下、軸グループともいう）を協調させて作業を行う装置が広く用いられている。このような装置には多様な種類、用途のものが存在しており、例えば、基板表面等の被検査物のＸ線画像を複数の方向から撮影し、撮影された複数のＸ線画像から３次元データを作成し、検査箇所の内部構造の検査を行うＸ線検査装置などがある。

このようなＸ線検査装置においては、被検査物の検査箇所に対して、Ｘ線源からＸ線を照射し、透過したＸ線をＸ線カメラで撮影する。そして、Ｘ線源、被検査物、Ｘ線カメラの位置関係を相対的に変化させつつ複数枚のＸ線画像を撮影する。その際、Ｘ線源、被検査物、Ｘ線カメラの少なくともいずれかを旋回運動させることにより互いの相対位置を変化させ、一回の旋回運動が終わり当該検査箇所の撮影が終わると、次の検査箇所を撮影するための撮影位置へ移動運動を行い、さらに旋回運動させる。ここで、移動運動と旋回運動との遷移のタイミング、即ち、旋回運動の前後においてＸ線源などの可動部材は一旦停止し、その後改めて次の移動運動・旋回運動を開始することが従来行われていた。

ところで、このような停止動作は、それ自体が総検査時間を延ばす要因になるとともに、停止状態から旋回運動・移動運動を行う際には、加速度の変化のためにＸ線源およびＸ線カメラが振動しやすく撮像品質が低下するため、振動がおさまるまで検査画像を撮像できない空送期間が存在し、さらに検査時間を延ばす要因になる。

このため、旋回運動前後の停止時間を無くし、旋回運動と移動運動との間を連続的な速度（加速度、躍度）で接続することで、検査時間を短縮することが考えられる。しかしながら、Ｘ線源とＸ線カメラは被検査物に対して対向配置する必要があるので、停止時間を無くしたうえでＸ線源とＸ線カメラの旋回運動の開始のタイミングを合わせるためには、両者の移動時間を同一にする必要がある。

２点間の移動時間を指定し、かつ加速度が不連続にならないよう滑らかに接続するには、例えば非特許文献１に開示されるような５次補間軌道を用いた軌道により可動部材を移動させることが考えられる。しかしながら、Ｘ線源とＸ線カメラの移動距離は必ずしも一致するわけではなく、一方の移動距離が短い場合には、移動時間を調整するために生成される移動軌道が必要以上に大きく膨らみ、装置の可動範囲を超えてしまう虞がある。

この点、特許文献１には、２点間の移動軌道をコントロールベクトルによって規定されるベジエ曲線で特定することにより、コントロールベクトルを逸脱する移動軌道が生成されることを防止する技術が記載されている。また、移動の終点における移動対象物の目標速度や目標加速度を実現するための移動速度を制御周期毎にリアルタイムで算出して制御を行うことも記載されている。このような特許文献１に記載の技術によれば、始点ベクトル及び終点ベクトルを指定するだけでその間の軌道をオーバーシュートさせることなく、かつ移動運動の終点における速度（加速度）が不連続にならないよう滑らかに始点と終点を接続させることが可能になる。

特開２０１２－８３９８２号公報

吉川恒夫著、「ロボット制御基礎論」、コロナ社、１９８８年、ｐ．１３２－１３３

特許文献１に記載の技術は軸グループが一つの装置に係るものであるが、上記の通りＸ線検査装置においては（Ｘ線源とＸ線カメラの）複数の軸グループを同期して動作させる必要がある。即ち、それぞれの軸グループの移動区間の移動時間を等しくする必要があるが、移動区間終点における目標速度を実現するために好適な移動時間は軸グループ毎に異なるため、同期制御が困難となる。この問題は特許文献１に記載の技術では解決することができなかった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の可動部材を備える装置において、各可動部材に対して適切な移動軌道を生成するとともに、各可動部材の移動軌道終点における速度が目標速度となるように、かつ複数の可動部材を同期して移動させる制御を実現する技術を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明は、以下の構成を採用する。即ち、
複数の可動部材を備える装置の制御システムであって、
前記複数の可動部材毎に、前記可動部材の移動に係る始点と終点を結ぶ経路であって多項式を用いて特定される特定移動軌道を算出する移動軌道算出手段と、
前記複数の可動部材毎に、前記特定移動軌道上の一点から終点への移動に要する時間であって、前記可動部材が前記終点において維持すべき所定の速度である目標終端速度を実現可能な移動時間を算出する移動時間算出手段と、
前記複数の可動部材毎に算出された複数の前記移動時間に基づいて、前記複数の可動部材のそれぞれが前記終点において前記目標終端速度を実現可能な一の共通移動時間を決定する共通移動時間特定手段と、
前記複数の可動部材のそれぞれを、各々の前記特定移動軌道上の前記一点から前記終点まで前記共通移動時間で移動する速度制御を含む制御を前記装置に実行させる制御指令手段と、を有している、
ことを特徴とする制御システム、である。

これによれば、複数の可動部材を備える装置において、各可動部材に対して適切な移動軌道を生成するとともに各可動部材の移動軌道終点における速度が目標速度となるように、かつ複数の可動部材を同期して移動させる制御を行うことが可能になる。

また、前記共通移動時間特定手段は、前記複数の可動部材毎に算出された複数の前記移動時間のうち最も長時間の前記移動時間を前記共通移動時間として決定してもよい。これによれば、全ての可動部材が無理なく、かつ、装置全体としては最も効率的に各可動部材が移動することができる共通の移動時間を設定することが可能になる。

また、前記移動時間算出手段は、前記可動部材の移動制御中における所定の制御周期毎に、前記複数の可動部材それぞれの現在位置から前記終点へ到達するまでに要する残軌道移動時間を算出し、
前記共通移動時間決定手段は、前記制御周期毎に算出される前記可動部材毎の前記残残
道移動時間に基づいて、前記制御周期毎に一の共通残軌道移動時間を決定するとともに、更新し、
前記制御指令手段は、前記複数の可動部材のそれぞれを、各々の前記現在位置から前記終点まで、前記制御周期毎に更新される最新の前記共通残軌道移動時間で移動する制御を前記装置に実行させる、ものであってもよい。

このような構成によれば、複数の可動部材の同期制御をリアルタイムで行うことが可能になる。このため、事前に移動時間を算出することなく、可動部材の移動制御を行うことができる。また、何らかの理由により可動部材が算出された移動時間内での移動を完了することが不可能になった場合にも、リアルタイムで移動時間の修正を行いつつ、複数の可動部材の同期制御を続行することが可能になる。

また、前記移動時間算出手段は、前記可動部材の現在速度と、前記目標終端速度と、前記特定移動軌道の前記可動部材の前記現在位置から前記終点までの残軌道長と、を用いて前記残軌道移動時間を算出してもよい。なお、残軌道長は、例えばセンサを用いて計測してもよいし、初等関数などにより計算で求めることもできる。

また、前記制御システムは、前記制御周期毎に、前記複数の可動部材それぞれについて前記共通残軌道移動時間で前記目標終端速度を実現可能に前記特定移動軌道の前記終点へ到達するための目標加速度又は目標躍度を算出する加速度算出手段をさらに有しており、前記制御指令手段は、前記複数の可動部材のそれぞれについて、前記制御周期毎に算出される前記目標加速度又は前記目標躍度を満たす移動制御を前記装置に実行させるのであってもよい。

また、前記加速度算出手段は、
前記目標加速度をａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ、前記目標終端速度をｒｅｆＶｅｌＥｎｄ、前記現在速度をａｃｔＶｅｌ、前記共通残軌道移動時間をｔＬｅｆｔ、前記共通残軌道移動時間で前記目標終端速度を実現可能に前記特定移動軌道の前記終点へ到達するために必要な速度をＶｎｅｃ、とした場合に、
ａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ＝（２×Ｖｎｅｃ－ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ－ａｃｔＶｅｌ）／ｔＬｅｆｔ
の式により前記目標加速度を算出してもよい。

また、前記加速度算出手段は、所定の加速度補正係数αを用いて、
前記目標加速度をａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ、前記目標終端速度をｒｅｆＶｅｌＥｎｄ、前記現在速度をａｃｔＶｅｌ、前記共通残軌道移動時間をｔＬｅｆｔ、前記共通残軌道移動時間で前記目標終端速度を実現可能に前記特定移動軌道の前記終点へ到達するために必要な速度をＶｎｅｃ、とした場合に、
ａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ＝（Ｖｎｅｃ－ａｃｔＶｅｌ＋α×（Ｖｎｅｃ－ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ））／ｔＬｅｆｔ
の式により前記目標加速度を算出してもよい。

制御周期毎に算出される残軌道移動時間により共通移動時間が更新されることで、特定移動軌道の終点における加速度が大きくなってしまう場合がある。この点、上記のように加速度補正係数αを用いて、前記目標終端速度を実現するために必要な加速度よりも大きな加速度を算出し、予め前倒しで可動部材の速度を上げることにより、前記特定移動軌道の終点で加速度が不連続となる（急激に加速度が変化する）ことを防止することができる。

また、前期加速度算出手段は、算出した前記目標加速度又は前記目標躍度が所定の制限
値を超える場合には、前記制限値を前記目標加速度又は前記目標躍度として出力するのであってもよい。このような構成であると、装置への負荷などを根拠として設定される所定の制限値を超えないように、加速度・躍度をクリッピングすることができる。

また、前記共通残軌道移動時間は、前記制御周期の整数倍の値として決定されるのであってもよい。計算された移動時間が制御周期の整数倍でない場合に、軌道の接続点（特定移動軌道の始点及び終点）における加速度が不連続になり、軌道接続点で異音が発生する問題があるため、このような構成であることが好ましい。

前記移動時間算出手段は、前記可動部材の移動制御前に、前記複数の可動部材毎に前記特定移動軌道の前記始点から前記終点までの移動時間である全軌道移動時間を算出し、前記共通移動時間決定手段は、前記複数の可動部材毎に算出された複数の前記全軌道移動時間に基づいて、一の共通全軌道移動時間を決定するようにしてもよい。これによれば、事前に可動部材の移動時間を算出したうえで、スムーズに移動制御を行うことができる。

また、前記移動時間算出手段は、少なくとも、前記可動部材が前記始点において維持しておくべき所定の速度である目標初期速度と前記目標終端速度とを入力情報として、前記可動部材が前記特定移動軌道を前記始点から前記終点まで移動する際に前記目標初期速度から前記目標終端速度へ到達するまでの加速度が一定となる時間を、前記移動時間として算出するのであってもよい。これによれば、移動軌道の始点から終点に至るまで加速度が一定で連続しているため、可動部材がよりスムーズに移動軌道の終点から次の動作に移行することが可能になる。

また、前記移動時間算出手段は、前記目標初期速度と、前記目標終端速度と、前記可動部材が前記目標初期速度から前記目標終端速度へ到達するまでの加速度の制限値である制限加速度を入力情報として前記制限加速度を超えない加速度での移動時間を探索することにより、前記移動時間を算出するのであってもよい。

また、前記制限加速度を前記可動部材が前記目標初期速度から前記目標終端速度へ到達するまでの制限目標加速度ｒｅｆＡｃｃとし、前記目標終端速度をｒｅｆＶｅｌＥｎｄ、前記目標初期速度をｒｅｆＶｅｌＳｔａｒｔ、前記特定移動軌道における前記終点までの残軌道長をｒｅｓＬｅｎとしたとき、
ｒｅｆＡｃｃ＝（ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ^２－ｒｅｆＶｅｌＳｔａｒｔ^２）／（２×ｒｅｓＬｅｎ）の式によって、前記制限目標加速度が決定されるのであってもよい。

また、前記多項式が、ベジエ曲線又はクロソイド曲線を示すものであってもよい。これによれば、各可動部材が所定の動作範囲を逸脱することのない移動軌道を容易に設計することが可能になる。

また、前記装置は、検査対象に照射するＸ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線源から前記検査対象に照射されたＸ線によるＸ線画像を撮影するＸ線カメラと、前記検査対象を保持する保持部と、を備えるＸ線検査装置であり、
前記複数の可動部材には、少なくとも、前記Ｘ線源と、前記Ｘ線カメラと、前記保持部のうちのいずれか２つ以上が含まれる、ものであってもよい。本発明はこのような装置に対して好適である。

また、本発明は、複数の可動部材を備える装置の制御方法であって、
前記複数の可動部材毎に、前記可動部材の移動に係る始点と終点を結ぶ経路であって多項式を用いて特定される特定移動軌道を算出する移動軌道算出ステップと、
前記複数の可動部材毎に、前記特定移動軌道上の一点から終点への移動に要する時間で
あって、前記可動部材が前記終点において維持すべき所定の速度である目標終端速度を実現可能な移動時間を算出する移動時間算出ステップと、
前記複数の可動部材毎に算出された複数の前記移動時間に基づいて、前記複数の可動部材のそれぞれが前記終点において前記目標終端速度を実現可能な一の共通移動時間を決定する共通移動時間決定ステップと、
前記複数の可動部材のそれぞれを、各々の前記特定移動軌道上の前記一点から前記終点まで前記共通移動時間で移動する速度制御を含む制御を前記装置に実行させる制御指令ステップと、を有している、ことを特徴とする制御方法としても捉えることができる。

また、本発明は、コンピュータに上記の各ステップを実行させるためのプログラム、あるいはそのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。

なお、上記構成及び処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

本発明によれば、複数の可動部材を備える装置において、各可動部材に対して適切な移動軌道を生成するとともに、各可動部材の移動軌道終点における速度が目標速度となるように、かつ複数の可動部材を同期して移動させる制御を実現する技術を提供することが可能となる。

図１は、本発明の実施例におけるＸ線検査装置の概要を示す図である。 図２Ａは、従来例におけるＸ線源またはＸ線カメラの旋回運動と移動運動の関係を示す図である。図２Ｂは、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの旋回運動と移動運動の関係を示す図である。 図３は、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの旋回運動と移動運動の軌道の例を示す図である。 図４は、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの移動運動時の移動軌道について説明する図である。 図５は、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの移動運動時の移動時間算出に係る処理について説明する図である。 図６は、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの移動運動時の移動時間算出に係る処理について説明する図である。 図７Ａは、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの移動運動時の移動軌道の一例を示す図である。図７Ｂは、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの移動運動時の速度と移動時間の関係の一例を示すグラフである。 図８Ａは、本発明の実施例におけるＸ線源１０の移動運動時の移動軌道の一例を示す図である。図８Ｂは本発明の実施例におけるＸ線源１０の移動運動時の速度と移動時間の関係を示すグラフである。図８Ｃは、本発明の実施例におけるＸ線カメラ２０の移動運動時の移動軌道の一例を示す図である。図８Ｃは本発明の実施例におけるＸ線カメラ２０の移動運動時の速度と移動時間の関係を示すグラフである。 図９Ａは、本発明の実施例におけるＸ線源１０の移動運動時の移動軌道の一例を示す図である。図９Ｂは本発明の実施例におけるＸ線源１０の移動運動時の速度と移動時間の関係を示すグラフである。 図１０は、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの移動運動時の残軌道移動時間算出に係る処理について説明する図である。 図１１は、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの移動運動時の残軌道移動時間算出に係る処理について説明する図である。 図１２Ａは、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの移動運動時の残軌道移動時間算出に係る処理について説明する図である。図１２Ｂは、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの移動運動時の残軌道移動時間算出に係る処理について説明する図である。 図１３は、本発明の実施例におけるＸ線源またはＸ線カメラの移動運動時の現在位置算出のための情報の処理の流れを示すブロック図である。 図１４は、本発明の実施例におけるＸ線源１０、Ｘ線カメラ２０の同期移動に係る処理の流れを示すフローチャートである。

＜適用例＞
以下に本発明の適用例の概要について一部の図面を用いて説明する。本発明は図１に示すようなＸ線検査装置１に適用することができる。Ｘ線検査装置１では、Ｘ線源１０から被検査物ＳにＸ線を照射し、透過量によるＸ線画像をＸ線カメラ２０によって撮影する。Ｘ線源１０およびＸ線カメラ２０はそれぞれ旋回円１２１、１２２上を旋回運動し、軌道上の複数の位置において被検査物ＳのＸ線画像の撮影を行う。その後、別の検査箇所を検査するために、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０はともに、次の旋回円まで移動運動を行い、さらに旋回円上を旋回運動しつつＸ線画像の撮影を行う。なお、以下ではＸ線源１０、Ｘ線カメラ２０を「可動部材」或いは「軸グループ」とも表現することがある。

ここで、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０が旋回運動から移動運動に移行する場合には、従来、図２Ａに示すように、一旦停止する停止区間が設けられていた。これに伴い、旋回運動の前後において旋回円上の加速運動及び減速運動が追加されていた。本適用例では、図２Ｂに示すように、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０が旋回運動から移動運動に移行する場合の停止区間を無くした。これにより、余分な停止状態や余分な旋回運動が省略され、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０がより迅速に旋回円から次の旋回円に移動することが可能となる。

また、本適用例では、図３に示すように、ｎ回目の旋回円Ｃｎからｎ＋１回目の旋回円Ｃｎ＋１に移動する際の移動運動の軌道として、ｎ回目の旋回円Ｃｎとｎ＋１回目の旋回円Ｃｎ＋１とを、旋回終了点と旋回開始点において滑らかに結ぶ軌道を生成し、移動時における移動可能な軌道を用いることとした。これにより、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０に過度な加速度や衝撃を与えることなく、より迅速に移動することが可能となる。

なお、上記の、旋回終了点と旋回開始点を滑らかに結ぶ移動軌道は、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０の速度、加速度、及び移動範囲が、許容限度を超えない範囲内のものである必要がある。

そして、本適用例では、移動範囲の許容限度を超えない移動軌道を得るため、図４に示すように、移動軌道の始点Ｐ１、終点Ｐ４の他、コントロールベクトルを定義するコントロール点Ｐ２、Ｐ３の４点を指定することによって求められる曲線（３次ベジエ曲線）を用いて移動軌道を設計することとしている。図４に示す移動軌道生成によれば、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０の移動範囲の許容限度（位置的な制限）を逸脱しないように、直感的にコントロールベクトル設定することができる。これによれば、移動範囲の許容限度に合わせて設定されたコントロールベクトルを逸脱することがなく、かつ、旋回終了点と旋回開始点を滑らかに結ぶ曲線の移動軌道を得ることができる。

ところで、上記のようにしてＸ線源１０、Ｘ線カメラ２０それぞれについて移動軌道を得ることができたとしても、移動軌道終点における速度、加速度の許容値を満たすために好適な移動時間は、Ｘ線源１０とＸ線カメラ２０とで異なることがある。一方、旋回運動
から移動運動に移行する場合の停止区間を無くすためには、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０それぞれが移動軌道の終点（即ち次の旋回円の始点）へ到達する時間は同期されている必要がある。

このため、本適用例では、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０それぞれについて、速度、加速度の制限範囲を逸脱することのない好適な移動時間を算出するとともに、該算出された移動時間が長い方の可動部材の移動時間を、共通の移動時間として採用することとした。即ち、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０のうち、算出された移動時間が短い（即ちより早く移動軌道の終点に到達する）方の可動部材は、実際には他方の可動部材の移動時間と同じ移動時間で移動軌道の終点に到達するように制御される。具体的には、移動軌道終点までの移動時間を他方の可動部材と一致させるために移動中の速度を落としつつ、かつ、移動軌道の終点における目標速度を実現することができるように速度制御が行われる。なお、本適用例ではサーボモータの定格速度を制限速度としているが、一時的に定格速度を超えることを許容するような場合には移動時間が短い方を共通の移動時間としたり、あるいは瞬時最大速度を基準にして求めた移動時間を共通の移動時間としてもよい。

ここで、図１４に基づいて、上記で説明した処理の流れを説明する。図１４はＸ線検査装置１において行われるＸ線源１０、Ｘ線カメラ２０の同期移動に係る処理の流れを示すフローチャートである。図１４に示すように、Ｘ線検査装置１では、まずＸ線源１０、Ｘ線カメラ２０それぞれについて、多項式によって定義される移動軌道が算出される（Ｓ１０１）。続いて、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０それぞれについて、速度、加速度の制限範囲を逸脱することのない好適な移動時間が算出され（Ｓ１０２）、該算出された移動時間が長い方の可動部材の移動時間が、共通移動時間として決定される（Ｓ１０３）。そして、このようにして算出された移動軌道を、共通移動時間で移動するように、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０の移動制御が行われる（Ｓ１０４）。

以上のような本適用例によれば、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０を含む複数の可動部を有するＸ線検査装置において、各可動部材に対して移動範囲の許容限度を逸脱しない適切な移動軌道を生成することができる。また、各可動部材の移動軌道終点における速度が（許容限度を逸脱しない）所定の目標速度となるように、かつ複数の可動部材が移動軌道終点に到達する時間を同期して、各可動部材を移動させる制御を実現することができる。

なお、本発明は、適用例に示すように、被検査物Ｓを固定し、その上下においてＸ線源１０とＸ線カメラ２０を旋回運動させるＸ線検査装置１に適用可能であるが、Ｘ線源１０を固定し、Ｘ線カメラ２０及び被検査物Ｓを旋回運動させるＸ線検査装置にも適用することも可能である。

＜実施例１＞
以下に各図面（上記の適用例で一旦説明した図も含む）を順次参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている具体的構成は、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

本発明の実施例１に係るＸ線検査装置１は、例えば、プリント基板にはんだ付けされた電子部品のはんだ付け状態やボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のバンプ等の良否判定をする装置である。より具体的には、Ｘ線源と被検査物とを相対的に移動させて複数回のＸ線撮影を行い、検査対象場所の内部の状態を取得し、適切な位置での断面画像を生成して、当該断面画像に基づいて良否を検査する。

（装置構成）
図１には、本発明の実施例１に係るＸ線検査装置１における、Ｘ線源１０、被検査物Ｓを保持する保持部４０、Ｘ線カメラ２０の配置図を示す。Ｘ線検査装置１においては、搬送ローラ（不図示）によって搬送され保持部４０に保持される被検査物Ｓにおける各検査箇所について、複数の撮影位置においてＸ線画像を撮影して３次元データを取得する。具体的には、Ｘ線源１０から被検査物ＳにＸ線を照射し、透過光によるＸ線画像をＸ線カメラ２０によって撮影する。Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０はともに、ステージ（不図示）によって移動可能である。Ｘ線源１０およびＸ線カメラ２０はこれらのステージによってそれぞれ旋回円１２１、１２２上を移動し、旋回円上の複数の位置において撮影が行われる。

Ｘ線検査装置１における各部の制御は制御部１００からの制御信号に基づいて行われる。Ｘ線検査装置１は、制御部１００として、カメラ用ＸＹステージ制御部１０１、カメラ制御部１０２、Ｘ線源用ＸＹステージ制御部１０７を備える。加えて、高さ計測部１０３、検査対象位置制御部１０４、Ｘ線源制御部１０５、撮像高さ制御部１０６を備える。さらに、Ｘ線検査装置１は、演算部１１１、主記憶部１１２、補助記憶部１１３、入力部１１４、出力部１１５を備える。

カメラ用ＸＹステージ制御部１０１は、カメラ用ＸＹステージ（不図示）を駆動しＸ線カメラ２０の水平方向の移動を行うための制御信号を送信する。カメラ制御部１０２は、Ｘ線カメラ２０によるＸ線画像の撮影を行うための制御信号を送信する。高さ計測部１０３は、変位計３０からの信号を受信して被検査物Ｓの被検箇所の高さを計測する。検査対象位置制御部１０４は、搬送ローラ及び被検査物Ｓの保持部４０に制御信号を送信し被検査物Ｓの水平方向位置及び鉛直方向位置を撮影に最適な位置に制御する。

Ｘ線源制御部１０５は、Ｘ線源１０によるＸ線の照射の開始、終了の他、Ｘ線強度を調整するための信号を送信する。撮像高さ制御部１０６は、Ｘ線源１０及びＸ線カメラ２０の高さ制御用の信号を送信する。Ｘ線源用ＸＹステージ制御部１０７は、Ｘ線源用ＸＹステージ（不図示）を駆動しＸ線源１０の水平方向の移動を行うための信号を送信する。カメラ用ＸＹステージ制御部１０１、カメラ制御部１０２、検査対象位置制御部１０４、Ｘ線源制御部１０５、撮像高さ制御部１０６、Ｘ線源用ＸＹステージ制御部１０７から出力される信号は演算部１１１の演算結果及び、主記憶部１１２、補助記憶部１１３に記憶された情報に基づいて決定される。

また、演算部１１１は、後述するように、軌道算出部１１１ａ、移動時間算出部１１１ｂ、共通移動時間決定部１１１ｃ、加速度算出部１１１ｄの各機能モジュールを備えている。また、ユーザとの間の設定情報、検査結果等の情報の授受は、入力部１１４及び出力部１１５を介して行われる。

Ｘ線カメラ２０は、Ｘ線源１０から照射され、被検査物Ｓを透過したＸ線を検出する２次元Ｘ線検出器である。Ｘ線カメラ２０としては、Ｉ．Ｉ．（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）管や、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）を用いることができる。ここでは１つのみのＸ線カメラ２０が採用されているが、複数個のＸ線カメラを用いても構わない。

変位計３０は、被検査物Ｓまでの距離を、被検査物Ｓの複数の位置について計測する。したがって、変位計３０によって被検査物Ｓの反りや傾きを計測することが可能である。被検査物Ｓの製造過程においては、反りや傾きが生じることがあり、その量は個体によって異なる。そこで、それぞれの被検査物Ｓの反りや傾きを計測して、保持部４０の高さ位置を調整して適切なＸ線撮影が行えるようにする。

以上の構成により、Ｘ線検査装置１は、様々な方向から基板を撮像できるように、Ｘ線源１０とＸ線カメラ２０の位置を制御することができる。本実施例では、このように様々な方向からの撮像結果を基に、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と呼ばれる３次元データ生成手法を用いて、被検査物Ｓの被検箇所の３次元データを生成する。

なお、演算部１１１としては、ＣＰＵ（中央演算処理装置）と呼ばれる一般的な汎用演算装置を用いることができる。主記憶部１１２としてはＲＡＭなどのメモリを用いることができる。補助記憶部１１３は、ＲＯＭやＨＤＤなどを用いることができる。入力部１１４は、キーボード、ボタン、スイッチ、マウスなど、ユーザが演算部１１１に対して指示を入力可能な任意の装置である。出力部１１５は、ディスプレイ、スピーカなど、映像や音声等によって演算部１１１からの出力をユーザに提示可能な任意の装置である。すなわち、一般的なコンピュータシステムを用いて、これらの機能を実現することができる。補助記憶部１１３に格納されたプログラムを演算部１１１が読み込んで実行することにより、軌道算出部１１１ａ、移動時間算出部１１１ｂ、共通移動時間決定部１１１ｃ、加速度算出部１１１ｄの各機能モジュールにより、Ｘ線源１０およびＸ線カメラ２０の移動制御が行われる。なお、本実施例における演算部１１１は、並列演算が可能であり、複数のＣＰＵを含んでいてもよいし、一つのＣＰＵ中に複数の並列演算機能を含んでいてもよい。

ここで、図１に示すように、Ｘ線源１０およびＸ線カメラ２０は、Ｘ線源用ＸＹステージ制御部１０７及びカメラ用ＸＹステージ制御部１０１からの制御信号に基づいて、それぞれ旋回円１２１、１２２上を移動し、軌道上の複数の位置においてＸ線画像の撮影が行われる。そして、被検査物Ｓ上の各検査箇所に対して旋回円１２１、１２２上を旋回運動することで、当該検査箇所の３次元画像の作成が可能となる。そして、被検査物Ｓの検査を行う場合には、検査箇所の位置が複数あるために、Ｘ線源１０およびＸ線カメラ２０は一回の３６０度に亘る旋回運動（ｎ回目の旋回運動ともいう）を行って当該検査箇所のＸ線画像を取得した後に、次の被検箇所を撮影可能な位置まで移動運動を行う。そして、その位置から次の３６０度に亘る旋回運動（ｎ＋１回目の旋回運動ともいう）を開始する。

（移動軌道の算出）
図２には、Ｘ線源１０またはＸ線カメラ２０に当たる可動部材が、ｎ回目の旋回運動を行い、移動運動を行い、ｎ＋１回目の旋回運動を行う場合の可動部材の軌道を示す。その際、従来の技術によれば、図２Ａに示すように、ｎ回目の旋回運動を行う前に加速運動が行われ、ｎ回目の旋回運動は等速で行われ、ｎ回目の旋回運動（３６０度）が完了した後に、減速運動が行われ一旦停止する。そして、その後に、予め決められた軌道に沿って移動運動が行われる。これは、可動部材の旋回運動中は、高速で高画質なＸ線画像の撮影を行うため、高速で等速円運動を行う必要があるからである。

そして、同様に、可動部材の移動運動が終了して停止後に、再度加速運動が行われ、可動部材は旋回運動の開始点に到達する前に所定の速度まで加速され、その後ｎ＋１回目の旋回運動（３６０度）が開始される。換言すると、可動部材は、ｎ回目の旋回運動における撮像が終了した後に減速制動距離を設け一旦停止し、ｎ＋１回目の旋回に備え、加減速を伴う移動運動を行い移動後に停止する。その後に、ｎ＋１回の撮影ができるように旋回軌道に沿って加速を行う。このように、従来の制御においては、可動部材の停止及び、停止前後の加減速のための旋回運動が必要であるために、検査時間が長くなってしまう不都合があった。

それに対し、本実施例においては、図２Ｂに示すように、ｎ回目の旋回運動からｎ＋１回目の旋回運動への移動運動中において停止区間を無くし、Ｘ線画像の撮影のための旋回運動の他に、停止前後の加減速のための旋回運動を行わないこととした。さらに、移動運動の軌道を、ｎ回目の旋回運動の旋回円とｎ＋１回目の旋回運動の旋回円とを、旋回終了
点と旋回開始点において滑らかに繋ぐ曲線とすることにした。そして、本実施例においては、軌道算出部１１１ａがこのような移動軌道を、数学的な手法により多項式として導出する。より具体的には、始点、終点及び２つのコントロール点（いずれも三次元座標として特定される点）を入力情報として求められるベジエ曲線を、可動部材の移動運動の軌道として算出する。以下では、このようにして算出される可動部材の移動軌道を特定移動軌道ともいう。

図４に、軌道算出部１１１ａが算出する特定移動軌道を説明する図を示す。図４において始点Ｐ１は例えば可動部材のｎ回目の旋回運動の終了点であり、終点Ｐ４はｎ＋１回目の旋回運動の開始点である。そして、始点Ｐ１と終点Ｐ４との間のコントロールベクトルを与えるため、コントロール点Ｐ２、Ｐ３が設定される。即ち、始点Ｐ１とコントロール点Ｐ２とを結ぶ線分としてコントロールベクトル１が与えられ、コントロール点Ｐ３と終点Ｐ４を結ぶ線分としてコントロールベクトル２が与えられる。特定移動軌道は、これらコントロールベクトル１及び２を逸脱することの無い曲線として決定されるため、ユーザは、Ｘ線検査装置１の空間の観点、各Ｘ－Ｙステージの可動域の観点、などによる移動に係る制限範囲を逸脱することの無い曲線を、直感的かつ容易に設計することができる。

（移動時間の算出）
ここで、ｎ回目の旋回運動の旋回円とｎ＋１回目の旋回運動の旋回円を滑らかに繋ぐ軌道とは、旋回終了点および／または旋回開始点において可動部材の線速度が連続となる軌道であってもよい。または、旋回終了点および／または旋回開始点において可動部材の線速度及び加速度が連続となる軌道であることが望ましい。また、加速度が連続の場合には、加速度が０であることが理想である。

移動時間算出部１１１ｂは、Ｘ線源１０とＸ線カメラ２０のそれぞれについて、このような速度、加速度の条件を満たしつつ、上記の特定移動軌道上を始点から終点まで移動する際の好適な移動時間（全軌道移動時間）Ｔｅを算出する。このような移動時間の算出方法には様々な手法を採用することができる。

例えば、特定移動軌道の始点において可動部材が維持しておくべき速度（目標初期速度）と、特定移動軌道の終点において可動部材が維持しておくべき速度（目標終端速度）と、を入力情報として、その間を一定加速度でつないだ時の所要時間を移動時間Ｔｅとすることができる。図５にこのような場合の、可動部材の速度、加速度、及び経過時間の関係を表す説明図を示す。

また、例えば、可動部材（或いは可動部材に含まれる可動軸）毎に設けられる最大加速度制約Ａｍａｘを条件として、当該最大加速度Ａｍａｘと、仮の移動時間を与えて生成した軌道での最大加速度との差が０となる移動時間を移動時間Ｔｅとするシミュレーション演算により求めることができる。具体的には、目標初期速度と、目標終端速度と、仮の移動時間を入力情報としたシミュレーションにより、移動時間Ｔｅを探索する。特定移動軌道の始点から終点までの軌道長は決まっているため、上記の入力情報に基づいて、時間と位置に対応した加速度を求めることができる。図６に、仮の移動時間（Ｔｅ）を０．７４秒とした場合における、可動部材の位置、速度、加速度、躍度のシミュレーション結果を示す。

ここで、最大加速度制約Ａｍａｘは、可動部材の移動時間Ｔｅを最短にする際の目標加速度ｒｅｆＡｃｃともいうことができる。そして、目標加速度をｒｅｆＡｃｃ、目標終端速度をｒｅｆＶｅｌＥｎｄ、目標初期速度をｒｅｆＶｅｌＳｔａｒｔ、特定移動軌道における終点までの残軌道長をｒｅｓＬｅｎとしたとき、目標加速度は次式
ｒｅｆＡｃｃ＝（ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ^２－ｒｅｆＶｅｌＳｔａｒｔ^２）／（２×ｒｅｓ
Ｌｅｎ）・・・（１）
により求めるようにしてもよい。なお、ここでの目標加速度は制限目標加速度に相当する。

また、可動部毎に目標初期速度と目標終端速度を同一にして、かつ目標加速度を０ｍ／ｓ＾２として（即ち、速度一定のまま）特定移動軌道を移動する移動時間を求めるようにしてもよい。図７に、目標初期速度と目標終端速度を０．７ｍ／ｓ、目標加速度を０ｍ／ｓ＾２とした場合のシミュレーションの例を示す。図７Ａは可動部材のｎ回目の旋回円と、ｎ＋１回目の旋回円を接続する特定移動軌道の軌跡を示す図であり、図７Ｂは可動部材の特定移動軌道における速度と移動時間の関係を示すグラフである。

移動時間算出部１１１ｂは、このようにして、Ｘ線源１０とＸ線カメラ２０のそれぞれについて移動時間Ｔｅｎを算出する。図８に、Ｘ線源１０とＸ線カメラ２０について、このようにして求められた移動時間と特定移動軌道の関係を示す。図８ＡはＸ線源１０のｎ回目の旋回円と、ｎ＋１回目の旋回円を接続する特定移動軌道の軌跡を示す図であり、図８ＢはＸ線源１０の特定移動軌道における速度と移動時間Ｔｅ１の関係を示すグラフである。図８ＣはＸ線カメラ２０のｎ回目の旋回円と、ｎ＋１回目の旋回円を接続する特定移動軌道の軌跡を示す図であり、図８ＤはＸ線カメラ２０の特定移動軌道における速度と移動時間Ｔｅ２の関係を示すグラフである。

図８に示すように、Ｘ線源１０は目標初期速度と目標終端速度を１．４ｍ／ｓ、目標加速度を０ｍ／ｓ＾２とした場合、移動時間Ｔｅ１は０．６４４秒で、特定移動軌道を移動するシミュレーション結果が得られた。一方、Ｘ線カメラ２０は目標初期速度と目標終端速度を０．７ｍ／ｓ、目標加速度を０ｍ／ｓ＾２とした場合、移動時間Ｔｅ２は１．０６６秒で、特定移動軌道を移動するシミュレーション結果が得られた。

（共通移動時間の決定）
ここで、算出されたＸ線源１０とＸ線カメラ２０の移動時間が異なっているが、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０それぞれが移動軌道の終点（即ち次の旋回円の始点）へ到達する時間は同期されている必要がある。そこで、共通移動時間決定部１１１ｃにより、Ｘ線源１０とＸ線カメラ２０のいずれにも適用される一の共通移動時間Ｔｅｃを決定する処理を行う。具体的には、Ｘ線源１０の移動時間Ｔｅ１とＸ線カメラ２０の移動時間Ｔｅ２のうち、長い時間を要する方、ここでは１．０６６秒を要するＸ線カメラ２０の移動時間Ｔｅ２を共通移動時間（共通全軌道移動時間）Ｔｅｃとして決定する。

（移動制御指令）
そして、制御部１００（カメラ用ＸＹステージ制御部１０１、Ｘ線源用ＸＹステージ制御部１０７）がＸ線源１０及びＸ線カメラ２０の移動制御を行う際には、Ｘ線源１０、Ｘ線カメラ２０それぞれを共通移動時間Ｔｅｃで特定移動軌道の始点から終点まで移動させる制御を行う。この際、Ｘ線源１０は加速度０ｍ／ｓ＾２で移動した場合には０．６４４秒であった移動時間Ｔｅ１を、１．０６６秒の共通移動時間Ｔｅｃに合わせて移動するために、特定移動軌道の移動の最中に、速度を落として移動を行うことになる。

図９に、１．０６６秒の共通移動時間Ｔｅｃで移動を行った際のＸ線源１０の移動時間・速度と特定移動軌道の関係を示す。図９ＡはＸ線源１０のｎ回目の旋回円と、ｎ＋１回目の旋回円を接続する特定移動軌道の軌跡を示す図であり、図９ＢはＸ線源１０の特定移動軌道における移動速度と移動時間の関係を示すグラフである。図９に示すように、Ｘ線源１０の目標初期速度と目標終端速度は１．４ｍ／ｓであり、この条件を達成するために、Ｘ線源１０は特定移動軌道の途中において、移動速度を減少させて移動を行う必要が生じる。

（移動制御実行中の修正）
上記のように、予めシミュレーションによって各可動部材の移動速度、移動時間を算出し、これに基づいて制御を行うことが可能である。しかしながら、実際の移動制御中に、ある可動部材に障害物回避などの想定外の動作が必要になった場合には、全ての可動部材の同期ができなくなるという不具合が生じる。

このため、移動時間算出部１１１ｂは、可動部材毎に特定移動軌道における可動部材の現在位置を基準として目標終端速度を実現可能に特定移動軌道の終点へ到達するまでに要する残軌道移動時間を算出する処理を、所定の制御周期毎に実行する。そして、共通移動時間決定部１１１ｃは、制御周期毎に算出される可動部材毎の残軌道移動時間のうち、最も長時間の残軌道移動時間を共通残軌道移動時間として決定するとともに、共通移動時間及び直前の制御周期に決定された共通残軌道移動時間を更新する処理を、制御周期毎に実行する。そして、制御部１００（カメラ用ＸＹステージ制御部１０１、Ｘ線源用ＸＹステージ制御部１０７）は制御周期毎に決定される最新の共通残軌道移動時間で、Ｘ線源１０及びＸ線カメラ２０の移動制御を実行する。このようにしておけば、リアルタイムに共通移動時間を更新し、当初に与えられた移動時間で特定移動軌道の終点まで到達できない状況が生じた場合であっても、各可動部材を同期しつつ目標終端速度を実現可能に移動制御することができる。

ところで、全ての可動部材が最大加速度制約を満足する移動時間を探索するのには時間がかかり、リアルタイムでこのような探索を行いつつ移動時間を算出し続けるのは現実的ではない。一方、リアルタイムで同期を達成するためには、移動時間Ｔｅが確定していなくても、現在からの残軌道移動時間がすべての可動部材で共通でありさえすればよい。そこで、移動時間算出部１１１ｂは、各可動部材の現在速度と目標終端速度の間を一定加速度でつないだ時の所要時間を残軌道移動時間として算出する。ここで、加速度算出部１１１ｄは、複数の可動部材それぞれについて、共通残軌道移動時間で目標終端速度を実現可能なように特定移動軌道の終点へ到達するための目標加速度（上記の一定加速度）を算出する。

図１０に、このようにして残軌道移動時間を算出する際の可動部材の速度、及び経過時間の関係を表す説明図を示す。図１０に示すように、ここでの目標加速度ｒｅｆＡｃｃは、可動部材の現在速度ａｃｔＶｅｌと、目標終端速度ｒｅｆＶｅｌＥｎｄと、特定移動軌道の終点へ到達するまで残軌道長ｒｅｓＬｅｎと、を用いて、次式
ｒｅｆＡｃｃ＝（ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ２－ａｃｔＶｅｌ２）／（２＊ｒｅｓＬｅｎ）・・・（２）
によって求められる。即ち、残軌道移動時間は、可動部材の現在速度と、目標終端速度と、特定移動軌道の終点へ到達するまで残軌道長と、を用いることによって算出される。

（軌道終端加速度の抑制）
なお、移動時間が動的に変更されると、目標終端速度を満足させるために、特定移動軌道終点における加速度が大きくなりすぎ、次の旋回運動時の加速度（０ｍ／ｓ＾２）と不連続になってしまう虞がある。このことは、装置の負荷、撮像画像の質の観点から望ましくないため、残軌道移動時間が変更された場合に、移動軌道終点における加速度を抑制する必要がある。

そこで、加速度算出部１１１ｄは、目標加速度の算出の際に所定の補正係数を用いて演算を行い、前倒しで可動部材の速度を上昇させて、特定移動軌道終点近傍において加速度をなだらかに減少させることが可能な目標加速度を算出する。具体的には、目標加速度をａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ、目標終端速度をｒｅｆＶｅｌＥｎｄ、可動部材の現
在速度をａｃｔＶｅｌ、共通残軌道移動時間をｔＬｅｆｔ、共通残軌道移動時間で目標終端速度を実現可能なように特定移動軌道の終点へ到達するために必要な速度をＶｎｅｃ、補正係数をα、とした場合に、次式
ａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ＝（Ｖｎｅｃ－ａｃｔＶｅｌ＋α×（Ｖｎｅｃ－ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ））／ｔＬｅｆｔ・・・（３）
によって目標加速度を算出することができる。

なお、必要速度Ｖｎｅｃは、次式
Ｖｎｅｃ＝２×ｒｅｓＬｅｎ／ｔＬｅｆｔ－ａｃｔＶｅｌ・・・（４）
によって求めることができる。

図１１に、上記の補正係数αを「３」とした場合の目標速度算出に係る説明図を示す。また、図１２Ａに補正係数αを「１」とした場合の可動部材の速度変化を示す説明図を、図１２Ｂに補正係数αを「３」とした場合の可動部材の速度変化を示す説明図をそれぞれ示す。

図１２に示すように、補正係数が１の場合（目標加速度算出に当たり補正が行われなかった場合）には、低下した速度が移動時間の後半において上昇し始めており、目標終端速度を達成するために、移動軌道終点近傍においても加速度を低下させることができないことがわかる。一方、補正係数を３とした場合には、低下した速度が移動時間の前半から上昇し始めており、移動軌道終点近傍において滑らかに加速度を低減させることが可能なことがわかる。

（可動部の現在位置計算）
なお、上述のように、残軌道移動時間を算出するためには、制御周期毎の可動部材の（特定移動軌道上の）位置情報が必要になる。以下では、図１３に基づいて、そのような制御周期毎の可動部材の位置を求めるための処理について説明する。図１３は、可動部材の現在位置算出のための情報の処理の流れを示すブロック図である。

図１３に示すように、まず指令加速度算出モジュール３０１において、残軌道長ｒｅｓＬｅｎ、残移動時間ｔＬｅｆｔ、目標終端速度ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ、現在速度ａｃｔＶｅｌ、加速度補正係数α、を入力として、制約前指令（目標）加速度ａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄが算出される。続けて、指令加速度上下限制限モジュール３０２において、制約前指令加速度が、所定の上下限制限を逸脱していないか否かが判定される。ここで、上下限制限を逸脱していない場合には、制約前指令加速度が指令加速度ａｃｃＲｅｆとして確定される。一方、制約前指令加速度が、上下限制限を逸脱している場合には、該逸脱したほうの制限値を指令加速度として確定する。

次に、指令速度算出モジュール３０３において、指令加速度ａｃｃＲｅｆ、現在速度ａｃｔＶｅｌ、所定の制御周期Ｔｓを入力として、制約前指令速度ｖｅｌＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄが算出される。続けて、速度上下制限モジュール３０４において、制約前指令速度が所定の上下限制限を逸脱していないか否かが判定される。ここで、上下限制限を逸脱していない場合には、制約前指令速度が指令速度ｖｅｌＲｅｆとして確定される。一方、制約前指令速度が、上下限制限を逸脱している場合には、該逸脱したほうの制限値を指令速度として確定する。

次に、制御周期間移動量算出モジュール３０５において、指令速度ｖｅｌＲｅｆと制御周期Ｔｓを入力として、制御周期間移動量（デルタＬ）が算出される。そして、ベジエ曲線媒介変数増加量算出モジュール３０６において、制御周期間移動量、及びベジエ曲線媒介変数値Ｒを入力として、ベジエ曲線媒介変数増加量（デルタＲ）が算出される。そして
、ベジエ曲線媒介変数値算出モジュール３０７において、ベジエ曲線媒介変数値Ｒが算出される。

ここで、ベジエ曲線媒介変数値Ｒは、０≦Ｒ≦１であり、図４を参照して特定移動軌道の始点Ｐ１を０、終点Ｐ４を１とすると、可動部材の移動量に応じて媒介変数値Ｒは増加していくことになる。そして、制御周期間移動量がわかれば、それに応じた媒介変数値Ｒの増加分も算出することができる。

そして、このようにして求められたベジエ曲線媒介変数値Ｒと、始点Ｐ１、終点Ｐ４、コントロール点Ｐ２、Ｐ３の座標（或いはコントロールベクトル）、を入力として、ベジエ曲線計算モジュール３０８により、可動部材の制御周期毎の位置Ｐが求められる。

以上のような本実施例に示すＸ線検査装置１によれば、動作範囲を逸脱しない可動部材の移動軌道を直感的に設計することができるとともに、旋回運動と移動運動の接続点の速度を守りつつ、複数の可動部材の同期制御が実現できる。また、複数の可動部材の同期制御を、事前の軌道生成工程無く、リアルタイムで実行することができる。このため、装置への負荷を低減しつつ検査速度を向上させることが可能になる。

＜その他＞
上記実施例の説明は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な形態には限定されない。本発明は、その技術的思想の範囲内で種々の変形及び組み合わせが可能である。例えば、本実施例においては、Ｘ線検査装置１が制御システムを兼ねる構成となっていたが、制御システムとして機能する情報処理端末と制御される装置とが別体となっている構成であっても構わない。また、制御システムの構成要素が複数の端末に分散して設けられるような構成であっても構わない。

また、上記実施例において、加速度算出部１１１ｄが補正係数を用いて目標加速度を算出する式を示したが、必ずしもそのような式により目標加速度を算出する必要はない。例えば、目標加速度をａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ、目標終端速度をｒｅｆＶｅｌＥｎｄ、現在速度をａｃｔＶｅｌ、共通残軌道移動時間をｔＬｅｆｔ、必要速度をＶｎｅｃ、とした場合に、次式
ａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ＝（２×Ｖｎｅｃ－ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ－ａｃｔＶｅｌ）／ｔＬｅｆｔ・・・（５）
により目標加速度を算出するのであってもよい。

また、上記各例では、可動部材の移動軌道がベジエ曲線である場合について説明を行ったが、例えばクロソイド曲線など、多項式を用いて定義される他の曲線軌道であっても構わない。また、上記各例では、共通移動時間は各可動部材の移動時間のうち、最も長時間の移動時間に合わせて決定されていたが、共通移動時間の決定方法はこれに限られない。例えば、装置の許容範囲内であれば、最も早い移動時間を採用してもよいし、複数の移動時間の平均値や中央値を共通移動時間とするのであってもよい。

また、上記実施例では、装置の移動制御の開始前に、特定同軌道の始点を基準としてシミュレーションによる移動時間の算出を行っていたが、このようなシミュレーションを行わずに、特定移動軌道の始点から可動部材の現在位置及び現在速度を入力情報として移動時間を算出するようにしてもよい。即ち、特定移動軌道の始点においては特定移動軌道の全長を残軌道長として移動時間を算出する処理を行い、移動制御を実行するようにしてもよい。

また、上記各例ではＸ線検査装置を例に説明したが、本発明はこれ以外の様々な装置に
適用することが当然に可能であり、例えば、産業用ロボットやＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ
Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機械にも好ましく適用することができる。

＜付記１＞
複数の可動部材（１０、２０）を備える装置の制御システム（１）であって、
前記複数の可動部材毎に、前記可動部材の移動に係る始点と終点を結ぶ経路であって多項式を用いて特定される特定移動軌道を算出する移動軌道算出手段（１１１ａ）と、
前記複数の可動部材毎に、前記特定移動軌道上の一点から終点への移動に要する時間であって、前記可動部材が前記終点において維持すべき所定の速度である目標終端速度を実現可能な移動時間を算出する移動時間算出手段（１１１ｂ）と、
前記複数の可動部材毎に算出された複数の前記移動時間に基づいて、前記複数の可動部材のそれぞれが前記終点において前記目標終端速度を実現可能な一の共通移動時間を決定する共通移動時間決定手段（１１１ｃ）と、
前記複数の可動部材のそれぞれを、各々の前記特定移動軌道上の前記一点から前記終点まで前記共通移動時間で移動する速度制御を含む制御を前記装置に実行させる制御指令手段（１００）と、を有している、
ことを特徴とする、制御システム。

＜付記２＞
複数の可動部材を備える装置の制御方法であって、
前記複数の可動部材毎に、前記可動部材の移動に係る始点と終点を結ぶ経路であって多項式を用いて特定される特定移動軌道を算出する移動軌道算出ステップ（Ｓ１０１）と、
前記複数の可動部材毎に、前記特定移動軌道上の一点から終点への移動に要する時間であって、前記可動部材が前記終点において維持すべき所定の速度である目標終端速度を実現可能な移動時間を算出する移動時間算出ステップ（Ｓ１０２）と、
前記複数の可動部材毎に算出された複数の前記移動時間に基づいて、前記複数の可動部材のそれぞれが前記終点において前記目標終端速度を実現可能な一の共通移動時間を決定する共通移動時間決定ステップ（Ｓ１０３）と、
前記複数の可動部材のそれぞれを、各々の前記特定移動軌道上の前記一点から前記終点まで前記共通移動時間で移動する速度制御を含む制御を前記装置に実行させる制御指令ステップ（Ｓ１０４）と、を有している、
ことを特徴とする、制御方法。

１、１１・・・Ｘ線検査装置
１０・・・Ｘ線源
２０・・・Ｘ線カメラ
３０・・・変位計
４０・・・保持部
１００・・・制御部
１１１・・・演算部
１１１ａ・・・軌道算出部
１２１・・・Ｘ線源旋回運動旋回円
１２２・・・Ｘ線カメラ旋回運動旋回円
１２３・・・移動運動軌道
Ｓ・・・被検査物（基板）

Claims (16)

1. 複数の可動部材を備える装置の制御システムであって、
   前記複数の可動部材毎に、前記可動部材の移動に係る始点と終点を結ぶ経路であって多項式を用いて特定される特定移動軌道を算出する移動軌道算出手段と、
   前記複数の可動部材毎に、前記特定移動軌道上の一点から終点への移動に要する時間であって、前記可動部材が前記終点において維持すべき所定の速度である目標終端速度を実現可能な移動時間を算出する移動時間算出手段と、
   前記複数の可動部材毎に算出された複数の前記移動時間に基づいて、前記複数の可動部材のそれぞれが前記終点において前記目標終端速度を実現可能な一の共通移動時間を決定する共通移動時間決定手段と、
   前記複数の可動部材のそれぞれを、各々の前記特定移動軌道上の前記一点から前記終点まで前記共通移動時間で移動する速度制御を含む制御を前記装置に実行させる制御指令手段と、を有しており、
   前記移動時間算出手段は、前記可動部材の移動制御中における所定の制御周期毎に、前記複数の可動部材それぞれの現在位置から前記終点へ到達するまでに要する残軌道移動時間を算出し、
   前記共通移動時間決定手段は、前記制御周期毎に算出される前記可動部材毎の前記残軌道移動時間に基づいて、前記制御周期毎に一の共通残軌道移動時間を決定するとともに更新し、
   前記制御指令手段は、前記複数の可動部材のそれぞれを、各々の前記現在位置から前記終点まで、前記制御周期毎に更新される最新の前記共通残軌道移動時間で移動する制御を前記装置に実行させる、
   ことを特徴とする、制御システム。
2. 前記共通移動時間決定手段は、
   前記複数の可動部材毎に算出された複数の前記移動時間のうち最も長時間の前記移動時間を前記共通移動時間として決定すること
   を特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 前記移動時間算出手段は、前記可動部材の現在速度と、前記目標終端速度と、前記特定移動軌道の前記可動部材の前記現在位置から前記終点までの残軌道長と、を用いて前記残軌道移動時間を算出する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記制御周期毎に、前記複数の可動部材それぞれについて前記共通残軌道移動時間で前記目標終端速度を実現可能に前記特定移動軌道の前記終点へ到達するための目標加速度又は目標躍度を算出する加速度算出手段をさらに有しており、
   前記制御指令手段は、前記複数の可動部材のそれぞれについて、前記制御周期毎に算出される前記目標加速度又は前記目標躍度を満たす移動制御を前記装置に実行させる、
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御システム。
5. 前記加速度算出手段は、
   前記目標加速度をａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ、前記目標終端速度をｒｅｆＶｅｌＥｎｄ、前記可動部材の現在速度をａｃｔＶｅｌ、前記共通残軌道移動時間をｔＬｅｆｔ、前記共通残軌道移動時間で前記目標終端速度を実現可能に前記特定移動軌道の前記終点へ到達するために必要な速度をＶｎｅｃ、とした場合に、
   ａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ＝（２×Ｖｎｅｃ－ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ－ａｃｔＶｅｌ）／ｔＬｅｆｔ
   の式により前記目標加速度を算出する、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の制御システム。
6. 前記加速度算出手段は、所定の加速度補正係数αを用いて、
   前記目標加速度をａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ、前記目標終端速度をｒｅｆＶｅｌＥｎｄ、前記可動部材の現在速度をａｃｔＶｅｌ、前記共通残軌道移動時間をｔＬｅｆｔ、前記共通残軌道移動時間で前記目標終端速度を実現可能に前記特定移動軌道の前記終点へ到達するために必要な速度をＶｎｅｃ、とした場合に、
   ａｃｃＲｅｆＮｏｎＬｉｍｉｔｅｄ＝（Ｖｎｅｃ－ａｃｔＶｅｌ＋α×（Ｖｎｅｃ－ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ））／ｔＬｅｆｔ
   の式により前記目標加速度を算出する、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の制御システム。
7. 前記加速度算出手段は、算出した前記目標加速度又は前記目標躍度が所定の制限値を超える場合には、前記制限値を前記目標加速度又は前記目標躍度として出力する、
   ことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の制御システム。
8. 前記共通残軌道移動時間は、前記制御周期の整数倍の値として決定される、ことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の制御システム。
9. 前記移動時間算出手段は、前記可動部材の移動制御前に、前記複数の可動部材毎に、前記特定移動軌道の前記始点から前記終点までの移動時間である全軌道移動時間を算出し、
   前記共通移動時間決定手段は、前記複数の可動部材毎に算出された複数の前記全軌道移動時間に基づいて、一の共通全軌道移動時間を決定する、
   ことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の制御システム。
10. 前記移動時間算出手段は、
    少なくとも、前記可動部材が前記始点において維持しておくべき所定の速度である目標初期速度と前記目標終端速度とを入力情報として、前記可動部材が前記特定移動軌道を前記始点から前記終点まで移動する際に前記目標初期速度から前記目標終端速度へ到達するまでの加速度が一定となる時間を、前記移動時間として算出する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の制御システム。
11. 前記移動時間算出手段は、
    前記目標初期速度と、前記目標終端速度と、前記可動部材が前記目標初期速度から前記目標終端速度へ到達するまでの加速度の制限値である制限加速度を入力情報として、前記制限加速度を超えない加速度での移動時間を探索することにより、前記移動時間を算出する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の制御システム。
12. 前記制限加速度の目標値である制限目標加速度をｒｅｆＡｃｃとし、前記目標終端速度をｒｅｆＶｅｌＥｎｄ、前記目標初期速度をｒｅｆＶｅｌＳｔａｒｔ、前記特定移動軌道における前記終点までの残軌道長をｒｅｓＬｅｎとしたとき、前記制限目標加速度の決定式が
    ｒｅｆＡｃｃ＝（ｒｅｆＶｅｌＥｎｄ２－ｒｅｆＶｅｌＳｔａｒｔ２）／（２×ｒｅｓＬｅｎ）
    であることを特徴とする、請求項１１に記載の制御システム。
13. 前記多項式が、ベジエ曲線又はクロソイド曲線を示すものであることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の制御システム。
14. 前記装置は、検査対象に照射するＸ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線源から前記検査対象に照射されたＸ線によるＸ線画像を撮影するＸ線カメラと、前記検査対象を保持する保持部と、を備えるＸ線検査装置であり、
    前記複数の可動部材には、少なくとも、前記Ｘ線源と、前記Ｘ線カメラと、前記保持部のうちのいずれか２つ以上が含まれる、
    ことを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の制御システム。
15. 複数の可動部材を備える装置の制御方法であって、
    前記複数の可動部材毎に、前記可動部材の移動に係る始点と終点を結ぶ経路であって多項式を用いて特定される特定移動軌道を算出する移動軌道算出ステップと、
    前記複数の可動部材毎に、前記特定移動軌道上の一点から終点への移動に要する時間であって、前記可動部材が前記終点において維持すべき所定の速度である目標終端速度を実現可能な移動時間を算出する移動時間算出ステップと、
    前記複数の可動部材毎に算出された複数の前記移動時間に基づいて、前記複数の可動部材のそれぞれが前記終点において前記目標終端速度を実現可能な一の共通移動時間を決定する共通移動時間決定ステップと、
    前記複数の可動部材のそれぞれを、各々の前記特定移動軌道上の前記一点から前記終点まで前記共通移動時間で移動する速度制御を含む制御を前記装置に実行させる制御指令ステップと、を有しており、
    前記移動時間算出ステップでは、前記可動部材の移動制御中における所定の制御周期毎に、前記複数の可動部材それぞれの現在位置から前記終点へ到達するまでに要する残軌道移動時間を算出し、
    前記共通移動時間決定ステップでは、前記制御周期毎に算出される前記可動部材毎の前記残軌道移動時間に基づいて、前記制御周期毎に一の共通残軌道移動時間を決定するとともに更新し、
    前記制御指令ステップでは、前記複数の可動部材のそれぞれを、各々の前記現在位置から前記終点まで、前記制御周期毎に更新される最新の前記共通残軌道移動時間で移動する制御を前記装置に実行させる、
    ことを特徴とする、制御方法。
16. 請求項１５の方法に記載の各ステップを、コンピュータに実行させるためのプログラム。