特許 7438886 検出システム、制御方法、及び検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-16

(45)【発行日】2024-02-27

(54)【発明の名称】検出システム、制御方法、及び検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/265 20060101AFI20240219BHJP

   B25J 19/02 20060101ALI20240219BHJP

   G01N 29/22 20060101ALI20240219BHJP

【ＦＩ】

G01N29/265

B25J19/02

G01N29/22

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020135082

(22)【出願日】2020-08-07

(65)【公開番号】P2022030819

(43)【公開日】2022-02-18

【審査請求日】2023-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】110004026

【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ

(72)【発明者】

【氏名】高橋 宏昌

【審査官】村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１４４２６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０９０７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１８５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８８２４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２９／００－２９／５２

Ｇ０１Ｂ １７／００－１７／０４

Ｂ２５Ｊ １９／００－１９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体又はゲルを通す第１配管を含む、多関節のアーム機構と、
前記アーム機構の先端部に設けられるエンドエフェクタと、
を備え、
前記エンドエフェクタは、
回転継手と、
前記回転継手を介して前記第１配管と接続される第２配管と接続され、前記液体又は前記ゲルを吐出する吐出器と、
回転ステージと、
前記回転ステージを介して前記先端部に設けられ、超音波の送信及び反射波の検出を行う検出器と、
を含み、
前記検出器の先端は、前記回転ステージの回転中心に位置する、検出システム。

【請求項2】

前記回転ステージは、第１方向まわりと、前記第１方向に垂直な第２方向まわりと、に回転可能であり、
前記検出器は、前記第１方向及び前記第２方向に平行な面と交差する方向に前記超音波を送信する、請求項１記載の検出システム。

【請求項3】

前記回転ステージは、前記第１方向まわりに回転する第１ステージと、前記第２方向まわりに回転する第２ステージと、を含み、
前記第１ステージの前記第１方向における位置は、前記検出器の前記先端の前記第１方向における位置と異なり、
前記第２ステージの前記第２方向における位置は、前記検出器の前記先端の前記第２方向における位置と異なる、請求項２記載の検出システム。

【請求項4】

前記第１方向及び前記第２方向に垂直な第３方向から見たときに、前記第１ステージの少なくとも一部は、前記第２ステージの少なくとも一部と重なっていない、請求項３記載の検出システム。

【請求項5】

前記検出器は、それぞれが前記超音波の送信及び前記反射波の受信を行う複数の検出素子を含み、
前記複数の検出素子は、互いに交差する第１配列方向及び第２配列方向に沿って配列され、
前記超音波が送信される前記方向は、前記第１配列方向及び前記第２配列方向に平行な面と交差する、請求項２～４のいずれか１つに記載の検出システム。

【請求項6】

前記第１配列方向は、前記第１方向に平行であり、
前記第２配列方向は、前記第２方向に平行である、請求項５記載の検出システム。

【請求項7】

前記アーム機構及び前記回転ステージを制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記アーム機構を動作させ、前記検出器を対象に接触させる第１動作と、
前記検出器による前記反射波の検出結果に基づき、前記回転ステージを動作させ、前記検出器の前記先端の傾きを変化させる第２動作と、
を実行する、請求項１～６のいずれか１つに記載の検出システム。

【請求項8】

前記対象は、接合体の溶接部である、請求項７記載の検出システム。

【請求項9】

前記検出結果に基づき、前記検出器の前記先端の傾きを算出する処理装置をさらに備え、
算出された前記傾きが予め設定された第１範囲に含まれない場合、前記制御装置は、算出された前記傾きに基づいて前記回転ステージを動作させる、請求項７又は８に記載の検出システム。

【請求項10】

算出された前記傾きが前記第１範囲に含まれる場合、前記処理装置は、前記反射波の前記検出結果に基づいて前記対象を検査する、請求項９記載の検出システム。

【請求項11】

前記回転継手は、前記先端部に対して、前記先端部から前記エンドエフェクタに向かう方向まわりに回転可能である、請求項１～１０のいずれか１つに記載の検出システム。

【請求項12】

前記吐出器は、前記回転ステージを介さずに前記先端部に取り付けられる、請求項１～１１のいずれか１つに記載の検出システム。

【請求項13】

液体又はゲルを通す第１配管を含む、多関節のアーム機構と、
前記アーム機構の先端部に設けられ、
回転継手と、
前記回転継手を介して前記第１配管と接続される第２配管と接続され、前記液体又は前記ゲルを吐出する吐出器と、
回転ステージと、
前記回転ステージを介して前記先端部に設けられ、超音波の送信及び反射波の検出を行う検出器と、
を含むエンドエフェクタと、
を有するシステムの制御方法であって、
前記回転ステージの動作により、前記検出器の先端を前記回転ステージの回転中心上で回転させることで、前記検出器の前記先端の傾きを変化させる、制御方法。

【請求項14】

前記回転ステージを、第１方向まわりと、前記第１方向に垂直な第２方向まわりと、に回転させることで、前記検出器の前記傾きを変化させ、
前記検出器から、前記第１方向及び前記第２方向に平行な面と交差する方向に前記超音波を送信する、請求項１３記載の制御方法。

【請求項15】

前記検出器による前記反射波の検出結果に基づき、前記回転ステージを動作させ、前記検出器の前記傾きを変化させる、請求項１３又は１４に記載の制御方法。

【請求項16】

前記検出結果に基づいて算出された前記傾きが予め設定された第１範囲に含まれない場合、算出された前記傾きに基づいて前記回転ステージを動作させる、請求項１５記載の制御方法。

【請求項17】

前記検出結果に基づいて算出された前記傾きが前記第１範囲に含まれる場合、前記反射波の前記検出結果に基づいて対象を検査する、請求項１６記載の制御方法。

【請求項18】

液体又はゲルを通す第１配管を含む、多関節のアーム機構と、
前記アーム機構の先端部に設けられ、
回転継手と、
前記回転継手を介して前記第１配管と接続される第２配管と接続され、前記液体又は前記ゲルを吐出する吐出器と、
回転ステージと、
前記回転ステージを介して前記先端部に設けられ、超音波の送信及び反射波の検出を行う検出器と、
を含むエンドエフェクタと、
を有するシステムを用いた検査方法であって、
前記回転ステージは、第１方向まわりと、前記第１方向に垂直な第２方向まわりと、に回転可能であり、
前記検出器から、前記第１方向及び前記第２方向に平行な面と交差する方向において、接合体の溶接部に向けて前記超音波を送信させ、
前記反射波の検出結果に基づいて算出される前記検出器の先端の傾きが、予め設定された第１範囲に含まれる場合、前記検出結果に基づいて前記溶接部を検査する、検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、検出システム、制御方法、及び検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

任意の対象を検査するシステム及び装置がある。これらのシステム及び装置について、使い勝手の向上が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９-９０７２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、使い勝手を向上可能な、検出システム、制御方法、及び検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る検出システムは、多関節のアーム機構と、エンドエフェクタと、を備える。前記エンドエフェクタは、前記アーム機構の先端部に設けられる。前記エンドエフェクタは、回転ステージ及び検出器を含む。前記検出器は、前記回転ステージを介して前記先端部に設けられ、超音波の送信及び反射波の検出を行う。前記検出器の先端は、前記回転ステージの回転中心に位置する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態に係る検出システムを表す斜視図である。

【図2】実施形態に係るエンドエフェクタを表す斜視図である。

【図3】実施形態に係るエンドエフェクタを表す斜視図である。

【図4】実施形態に係るエンドエフェクタを表す平面図である。

【図5】実施形態に係る検出システムの動作を表すフローチャートである。

【図6】第１動作の詳細を表すフローチャートである。

【図7】特異点を説明するための模式図である。

【図8】検出器先端の内部構造を表す斜視図である。

【図9】検査における傾きの計算方法を説明するための図である。

【図10】検査において得られた画像の一例である。

【図11】検査において得られた画像の一例である。

【図12】検出器を用いた検査方法を説明するための模式図である。

【図13】変形例に係るエンドエフェクタを表す斜視図である。

【図14】変形例に係るエンドエフェクタを用いた第１動作の詳細を表すフローチャートである。

【図15】変形例に係る検出システムを表す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0008】

図１は、実施形態に係る検出システムを表す斜視図である。
実施形態に係る検出システム１は、図１に表したように、アーム機構１００、エンドエフェクタ２００、制御装置３００、処理装置４００、及び記憶装置４１０を含む。

【0009】

アーム機構１００は、複数のリンク１１０及び複数の回転軸１２０を含む。リンク１１０の一端同士は、回転軸１２０により連結されている。モータにより回転軸１２０が駆動されると、一方のリンク１１０が他方のリンク１１０に対して回転する。

【0010】

アーム機構１００の自由度は、４自由度以上であることが好ましい。例えば、アーム機構１００は、垂直多関節ロボットであり、６自由度を有する。すなわち、アーム機構１００は、その先端部の３方向のそれぞれの位置と、先端部の３方向まわりのそれぞれの角度と、を制御できる。

【0011】

エンドエフェクタ２００は、アーム機構１００の先端部に設けられる。図１に表した検出システム１では、エンドエフェクタ２００は、６自由度を取れるように設けられる。

【0012】

アーム機構１００には、エンドエフェクタ２００に電力及びカプラントを供給するための配線及び配管が取り付けられる。配線及び配管は、例えば、結束部材１４０により束ねられる。結束部材１４０には、例えば、スパイラルチューブ、クリップ、クランプ、又はバンドなどが用いられる。又は、配線及び配管は、各リンク１１０の内側を通して設けられても良い。

【0013】

制御装置３００は、アーム機構１００の各モータに駆動信号を送信する。各モータは、駆動信号に従って駆動され、各回転軸１２０の回転角度が制御される。これにより、アーム機構１００の先端部の姿勢が制御される。例えば、制御装置３００は、制御点の姿勢が所望の姿勢となるように、逆運動学計算により各回転軸１２０の回転角度を計算する。制御点とは、制御装置３００によって位置および向きが制御される点である。制御点は、例えば、アーム機構１００の先端部における任意の一点に設定される。又は、制御点は、エンドエフェクタ２００の任意の一点に設定されても良い。

【0014】

処理装置４００は、エンドエフェクタ２００に設けられる検出器２２０の傾きを算出する。また、処理装置４００は、検出器２２０による検出結果に基づいて、任意の対象を検査する。記憶装置４１０は、検出結果、処理装置４００の処理によって得られたデータなどを記憶する。

【0015】

制御装置３００及び処理装置４００のそれぞれは、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、記憶装置、入力インタフェース、出力インタフェース、通信インタフェース、及びこれらを接続するバスを含む。記憶装置４１０は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、及びネットワーク接続ハードディスク（ＮＡＳ）から選択される少なくとも１つを含む。

【0016】

処理装置４００には、入力装置４２０及び出力装置４３０が接続されても良い。入力装置４２０は、ユーザが処理装置４００に対してデータを入力するために用いられる。入力装置４２０は、例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、及びマイク（音声入力）から選択される少なくとも１つを含む。出力装置４３０は、処理装置４００から送信されたデータを、ユーザに向けて出力する。出力装置４３０は、例えば、モニタ、スピーカ、プリンタ、及びプロジェクタから選択される少なくとも１つを含む。

【0017】

図２及び図３は、実施形態に係るエンドエフェクタを表す斜視図である。
エンドエフェクタ２００は、図２及び図３に表したように、回転ステージ２１０、検出器２２０、吐出器２３０、第１駆動部２４１、第２駆動部２４２、第３駆動部２４３、外筒２５１、回転継手２５２、及びセンサ２６０を含む。

【0018】

回転ステージ２１０は、アーム機構１００の先端部に対して２自由度を有する。検出器２２０は、回転ステージ２１０を介してアーム機構１００の先端部に取り付けられる。すなわち、検出器２２０は、アーム機構１００の先端部に対して、２自由度を取れるように設けられる。検出器２２０の先端は、回転ステージ２１０の回転中心に位置する。検出器２２０の姿勢は、アーム機構１００の先端部の姿勢及び回転ステージ２１０の状態により決定される。

【0019】

ここでは、姿勢とは、位置及び向きを意味する。姿勢は、互いに直交する３方向のそれぞれの位置と、各方向まわりの角度（ローリング、ピッチング、ヨーイング）と、により決定される。

【0020】

検出器２２０は、検査の対象に対して、探査（プロービング）を実行する。探査では、超音波の送信及び反射波の検出が行われる。超音波の送信方向は、検出器２２０の姿勢に応じて変化する。

【0021】

回転ステージ２１０は、第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２を含む。第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２の一方は、他方の回転ステージに取り付けられる。図示した例では、第１ステージ２１１の回転ステージに、第２ステージ２１２が取り付けられている。

【0022】

第１ステージ２１１は、Ｘ方向（第１方向）まわりに回転する。第２ステージ２１２は、Ｙ方向（第２方向）まわりに回転する。Ｘ方向とＹ方向は、互いに直交する。Ｘ方向及びＹ方向は、アーム機構１００の先端部からエンドエフェクタ２００に向かうＺ方向と交差する。例えば、第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２が傾斜していない状態において、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に対して垂直である。

【0023】

検出器２２０による超音波の送信方向（第３方向）は、Ｘ方向及びＹ方向に平行な面と交差する。例えば、超音波は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向に沿って送信される。第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２が傾斜していない状態において、超音波の送信方向は、Ｚ方向に平行である。

【0024】

例えば、第１ステージ２１１は、基台２１１ａ及び回転部２１１ｂを含む。基台２１１ａは、アーム機構１００の先端部に対して固定されている。基台２１１ａは、Ｘ方向に平行であり且つ回転中心Ｃ１を中心とする円弧状の湾曲面を有する。回転部２１１ｂは、基台２１１ａの湾曲面に沿ってＸ方向まわりに回転する。

【0025】

第１ステージ２１１の回転部２１１ｂは、第１駆動部２４１により回転される。第１駆動部２４１は、モータを含み、配線２４１ａを通して電力が供給される。第１駆動部２４１が動作すると、動力が伝達部２４１ｂを介して第１ステージ２１１に伝達する。第１ステージ２１１がＸ方向まわりに回転することで、検出器２２０のＸ方向まわりの角度が変化する。

【0026】

例えば、第２ステージ２１２は、基台２１２ａ及び回転部２１２ｂを含む。基台２１２ａは、回転部２１１ｂに対して固定されている。基台２１２ａは、Ｙ方向に平行であり且つ回転中心Ｃ２を中心とする円弧状の湾曲面を有する。回転部２１２ｂは、基台２１２ａの湾曲面に沿ってＹ方向まわりに回転する。

【0027】

第２ステージ２１２の回転部２１２ｂは、第２駆動部２４２により回転される。第２駆動部２４２は、モータを含み、配線２４２ａを通して電力が供給される。第２駆動部２４２が動作すると、動力が伝達部２４２ｂを介して第２ステージ２１２に伝達する。第２ステージ２１２がＹ方向まわりに回転することで、検出器２２０のＹ方向まわりの角度が変化する。

【0028】

第１駆動部２４１及び第２駆動部２４２は、Ｚ方向における長さが、Ｘ方向又はＹ方向における長さよりも長い。第１駆動部２４１及び第２駆動部２４２のそれぞれのモータの回転軸方向は、Ｘ方向及びＹ方向と交差する。例えば、それぞれのモータの回転軸方向は、Ｚ方向に平行である。モータの回転方向は、伝達部２４１ｂ及び２４２ｂにより、それぞれＸ方向まわり及びＹ方向まわりに変換され、第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２に伝達される。

【0029】

吐出器２３０は、液体又はゲルを吐出する。吐出される液体又はゲルは、カプラントとして用いられる。カプラントは、検出器２２０と検査対象との間で超音波の音響的整合をとるために用いられる媒体である。吐出器２３０は、Ｚ方向に沿ってカプラントを吐出する。

【0030】

吐出器２３０は、回転ステージ２１０とは別にアーム機構１００の先端部に取り付けられる。吐出器２３０の姿勢は、アーム機構１００の先端部の姿勢に対応する。又は、吐出器２３０は、回転ステージ２１０を介してアーム機構１００の先端部に取り付けられても良い。この場合、回転ステージ２１０が大型化する。また、回転ステージ２１０を回転させるために必要な、第１駆動部２４１及び第２駆動部２４２の出力も増大する。エンドエフェクタ２００の小型化のために、吐出器２３０は、回転ステージ２１０とは別にアーム機構１００の先端部に取り付けられることが好ましい。

【0031】

第３駆動部２４３は、回転ステージ２１０とは別にアーム機構１００の先端部に取り付けられる。第３駆動部２４３は、アーム機構１００の先端部に対して、吐出器２３０をＺ方向に移動させる。例えば、第３駆動部２４３は、エアシリンダを含む。第３駆動部２４３は、アクチュエータを含んでも良い。

【0032】

第３駆動部２４３のピストンは、Ｚ方向に沿って設けられる。ピストンは、後述する外筒２５１に固定された板部材２４３ａ上を、Ｚ方向に摺動する。Ｚ方向から見たときに、吐出器２３０及び第３駆動部２４３は、外筒２５１を挟んで互いに反対側に位置する。第３駆動部２４３のピストンには、連結部２４３ｂが連結される。連結部２４３ｂには、連結部２４３ｃが連結される。吐出器２３０は、連結部２４３ｃに対して固定される。連結部２４３ｂは、屈曲した板状の部材であり、摺動時に他の部材との干渉を回避できる形状に構成されている。連結部２４３ｃは、窪みがＺ方向に延びる凹状の部材である。吐出器２３０の上部は、連結部２４３ｃの窪みの内側に固定される。連結部２４３ｂにより、外筒２５１を挟んで互いに反対側に位置する吐出器２３０及び第３駆動部２４３が連結される。第３駆動部２４３がＺ方向に摺動すると、連結部２４３ｂ及び２４３ｃを介して、吐出器２３０がＺ方向に移動する。また、第３駆動部２４３には、スピードコントローラ２４３ｄが設けられる。スピードコントローラ２４３ｄは、シリンダを流れる気体の流量を制御する。

【0033】

回転ステージ２１０、吐出器２３０、第１駆動部２４１～第３駆動部２４３などは、外筒２５１を介してアーム機構１００の先端部に取り付けられる。外筒２５１は、Ｚ方向に延びる中空の筒状部材であり、アーム機構１００の先端部に対して固定される。外筒２５１の内側には、回転継手２５２が設けられる。回転継手２５２は、外筒２５１に対して、Ｚ方向まわりに回転可能である。

【0034】

外筒２５１の内側には、回転ステージ２１０、検出器２２０、及び吐出器２３０などに電力を供給するための配線、吐出器２３０にカプラントを供給するための配管（第２配管）などが通される。カプラントが通過する配管は、回転継手２５２を介して、結束部材１４０により結束された配管（第１配管）と接続される。すなわち、エンドエフェクタ２００に取り付けられる配管は、アーム機構１００に取り付けられる配管に対して、回転可能に設けられる。例えば、外筒２５１が回転軸１２０によりＺ方向まわりに回転したとき、アーム機構１００に取り付けられる配管は、回転継手２５２により実質的に回転しない。さらに、エンドエフェクタ２００に取り付けられる配線が、回転継手２５２を介して、アーム機構１００に取り付けられる配線と接続されても良い。

【0035】

外筒２５１内に設けられた、回転ステージ２１０に電力を供給するための配線は、不図示の配線を介して、配線２４１ａ及び２４２ａと接続される。外筒２５１内に設けられたカプラントの配管は、継手２３１、不図示の配管、及び継手２３２を介して、吐出器２３０と接続される。外筒２５１内に設けられた気体の配管は、不図示の配管を介してスピードコントローラ２４３ｄと接続される。

【0036】

センサ２６０は、検出器２２０の検査対象への接触を直接的又は間接的に検知する。センサ２６０は、例えば、力センサ、加速度センサ、角速度センサ、遮光センサ、又は測距センサである。

【0037】

制御装置３００は、エンドエフェクタ２００の各構成要素を制御する。例えば、制御装置３００は、第１駆動部２４１及び第２駆動部２４２に駆動信号を送信する。第１駆動部２４１及び第２駆動部２４２は、駆動信号に従って駆動される。制御装置３００は、アーム機構１００及びエンドエフェクタ２００と、有線通信、無線通信、又はネットワークによって接続される。アーム機構１００及びエンドエフェクタ２００は、１つの制御装置３００により制御されても良い。又は、アーム機構１００及びエンドエフェクタ２００は、複数の制御装置３００により制御されても良い。例えば、回転軸１２０のモータ、第１駆動部２４１、及び第２駆動部２４２は、１つの制御装置３００により制御される。吐出器２３０は、別の制御装置３００により制御される。処理装置４００は、検出器２２０と、有線通信、無線通信、又はネットワークによって接続される。検出器２２０による検出結果の処理、傾きの算出、検査などは、複数の処理装置４００により実行されても良い。処理の一部が専用の処理装置４００により実行され、処理の他部が汎用の別の処理装置４００により実行されても良い。

【0038】

図４は、実施形態に係るエンドエフェクタを表す平面図である。
図４は、エンドエフェクタ２００をＺ方向から見たときの様子を表す。図４では、第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２が、破線で表されている。

【0039】

図２～図４に表したように、検出器２２０の先端は、第１ステージ２１１の回転中心Ｃ１に位置する。図４に表したように、第１ステージ２１１の回転中心Ｃ１のＹ方向における位置は、検出器２２０の先端のＹ方向における位置と同じである。第１ステージ２１１が回転したときに、検出器２２０の先端が回転中心Ｃ１上で回転する。これにより、第１ステージ２１１が回転したときに、検出器２２０の先端のＹ方向における位置の変化を抑制できる。例えば、検出器２２０の先端のＹ方向における位置が変化せずに、検出器２２０の先端のＸ方向まわりの傾きのみが変化する。

【0040】

また、検出器２２０の先端は、第２ステージ２１２の回転中心Ｃ２に位置する。第２ステージ２１２の回転中心Ｃ２のＸ方向における位置は、検出器２２０の先端のＸ方向における位置と同じである。第２ステージ２１２が回転したときに、検出器２２０の先端が回転中心Ｃ２上で回転する。これにより、第２ステージ２１２が回転したときに、検出器２２０の先端のＸ方向における位置の変化を抑制できる。例えば、検出器２２０の先端のＸ方向における位置が変化せずに、検出器２２０の先端のＹ方向まわりの傾きのみが変化する。

【0041】

処理装置４００は、超音波の反射波の検出結果を検出器２２０から受信する。処理装置４００は、検出結果に基づいて、対象に対する検出器２２０の傾きを算出する。制御装置３００は、算出された傾きに基づき、回転ステージ２１０を回転させる。すなわち、検出器２２０の傾きについて、反射波の検出結果に基づくフィードバック制御が実行される。算出された傾きが予め設定された許容範囲（第１範囲）に含まれる場合、処理装置４００は、検出結果に基づいて対象を検査する。

【0042】

図５は、実施形態に係る検出システムの動作を表すフローチャートである。
制御装置３００は、第１動作を実行する（ステップＳ１）。第１動作において、制御装置３００は、アーム機構１００を動作させ、検出器２２０を移動させる。例えば、制御装置３００は、アーム機構１００の先端部の姿勢を、予め教示された姿勢に設定する。姿勢は、検出器２２０の先端が対象に接触するように設定される。

【0043】

例えば、センサ２６０は、遮光センサ又は測距センサである。検出器２２０は、回転ステージ２１０に対して、Ｚ方向において僅かな距離を可動である。第１動作中に検出器２２０の先端が対象に接触すると、対象から検出器２２０への反力により、検出器２２０が回転ステージ２１０に対してＺ方向に動く。センサ２６０は、検出器２２０の動きを検知する。センサ２６０により検出器２２０の動きが検知されると、制御装置３００は、検出器２２０の先端が対象に接触したと判定する。制御装置３００は、アーム機構１００を停止させる。

【0044】

検出器２２０が対象に接触すると、検出器２２０は、探査を実行する（ステップＳ２）。検出器２２０は、反射波を検出し、その検出結果を処理装置４００に送信する。処理装置４００は、対象に対する検出器２２０の傾きを算出する（ステップＳ３）。処理装置４００は、傾きが予め設定された許容範囲に含まれるか判定する（ステップＳ４）。

【0045】

傾きが許容範囲に含まれない場合、処理装置４００は、算出された傾きを制御装置３００に送信する。制御装置３００は、第２動作を実行する（ステップＳ５）。第２動作では、制御装置３００は、回転ステージ２１０を動作させ、検出器２２０の先端の傾きを変化させる。これにより、傾きと許容範囲との差が小さくなる。その後は、探査が再度実行される。傾きが許容範囲に含まれる場合、処理装置４００は、検出結果に基づいて対象を検査する（ステップＳ６）。処理装置４００は、検査結果を出力する（ステップＳ７）。

【0046】

図６は、第１動作の詳細を表すフローチャートである。
第１動作は、例えば、以下の動作を含む。制御装置３００は、アーム機構１００を動作させる（ステップＳ１１）、これにより、吐出器２３０が、カプラントを対象へ吐出するための位置に配される。制御装置３００は、吐出器２３０を対象へ接近させるために、第３駆動部２４３をＺ方向に沿って摺動させる（ステップＳ１２）。吐出器２３０が、対象に向けてカプラントを吐出する（ステップＳ１３）。制御装置３００は、吐出器２３０を対象から離すために、第３駆動部２４３をＺ方向に沿って摺動させる（ステップＳ１４）。制御装置３００は、アーム機構１００を動作させる（ステップＳ１５）。これにより、検出器２２０の先端が対象に接触する。対象への接触は、センサ２６０の検知結果に基づいて判定される。その後、探査が実行される。

【0047】

実施形態の効果を説明する。
実施形態に係る検出システム１は、アーム機構１００及びエンドエフェクタ２００を含む。アーム機構１００は、多関節であり、エンドエフェクタ２００の姿勢を容易に調整できる。エンドエフェクタ２００は、検出器２２０を含む。検出器２２０は、探査を実行する。探査される対象に対する検出器２２０の傾きには、好ましい範囲が存在する。検出器２２０の傾きを好ましい範囲内に設定して探査することで、その検出結果を用いた検査の精度が向上する。

【0048】

一方で、多関節のアーム機構１００には、制御上の特異点が存在する。制御上の特異点とは、逆運動学計算によって各回転軸１２０の回転角度を決定できない姿勢（位置及び向き）を指す。特異点では、各回転軸１２０の回転角度を一意に決めることができない。このため、アーム機構１００の姿勢を、そのような姿勢に設定することができない。また、特異点付近では、アーム機構１００の動作が不安定となりうる。以下では、特異点と、特異点付近の姿勢と、をまとめて「特異点近傍」と呼ぶ。

【0049】

図７（ａ）及び図７（ｂ）は、特異点を説明するための模式図である。
図７（ａ）は、アーム機構１００を側方から見たときの様子を表す。図７（ｂ）は、アーム機構１００を上方から見たときの様子を表す。複数の回転軸１２０は、基台１３０からエンドエフェクタ２００に向けて、回転軸１２１～１２６を含む。図７（ａ）に表したように、回転軸１２４の回転中心と回転軸１２６の回転中心とが同一直線上に並んだ場合、エンドエフェクタ２００の回転は、回転軸１２４及び１２６のいずれの回転によっても可能である。図７（ｂ）に表したように、回転軸１２１の回転中心と回転軸１２６の回転中心とが同一直線上に並んだ場合も、エンドエフェクタ２００の回転は、回転軸１２４及び１２６のいずれの回転によっても可能である。図７（ａ）及び図７（ｂ）に表した姿勢に対しては、逆運動学計算によって回転軸１２１～１２６のそれぞれの回転角度が一意に決まらない。このため、制御点の姿勢が特異点近傍にあると、アーム機構１００が制御不能、又はアーム機構１００の動作が不安定になる可能性がある。

【0050】

例えば、ティーチングプレイバック方式によってアーム機構１００に全く同一の動きを繰り返させる場合には、制御点の姿勢が特異点近傍とならないように、アーム機構１００に動作を教示できる。しかし、処理装置４００による傾きの算出結果に基づいて制御点の姿勢を調整する場合には、制御点が教示されていない姿勢となりうる。このため、制御点の姿勢の調整中に、制御点の姿勢が特異点近傍となる可能性がある。

【0051】

この課題について、実施形態に係る検出システム１では、エンドエフェクタ２００が回転ステージ２１０を含む。回転ステージ２１０は、アーム機構１００の先端部に対して、検出器２２０を回転させる。また、検出器２２０の先端は、回転ステージ２１０の回転中心に位置している。このため、回転ステージ２１０は、検出器２２０の先端の位置の変化を抑制しつつ、検出器２２０の傾きを変化させることができる。回転ステージ２１０を用いることで、アーム機構１００の制御点の姿勢が、予め教示された姿勢以外となることを抑制できる。このため、制御点の姿勢が、特異点近傍となる可能性を低減でき、不安定な動作の発生を抑制できる。実施形態によれば、動作がより安定した、使い勝手の良い検出システムが提供される。

【0052】

回転ステージ２１０は、アーム機構１００に比べて、制御が容易であり、機械要素の数が少ない。検出器２２０の先端の傾きの調整に回転ステージ２１０を用いることで、アーム機構１００を用いる場合に比べて、傾きをより高精度に調整できる。また、回転ステージ２１０は、３自由度以上のユニットを用いる場合に比べて、容易に大きな出力が得られる。このため、回転ステージ２１０を用いることで、エンドエフェクタ２００の大型化を抑制できる。例えば、検出器２２０が対象に接触する際に、エンドエフェクタ２００が他の部材に干渉することを抑制できる。

【0053】

エンドエフェクタ２００は、回転ステージ２１０の第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２をそれぞれ駆動させるために、第１駆動部２４１及び第２駆動部２４２を含む。第１駆動部２４１及び第２駆動部２４２のモータの回転方向は、伝達部２４１ｂ及び２４２ｂにより、それぞれＸ方向まわり及びＹ方向まわりに変換され、第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２に伝達される。この構成によれば、モータの回転軸方向がＸ－Ｙ面に平行な場合に比べて、エンドエフェクタ２００のＸ方向及びＹ方向におけるサイズを小さくできる。例えば、検査の対象部位が奥まった位置にあるときでも、エンドエフェクタ２００が別の部材と接触し難くなる。エンドエフェクタ２００の使い勝手を向上できる。

【0054】

図４に表したように、第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２は、Ｚ方向から見たときに、検出器２２０の先端と重なっていない。すなわち、第１ステージ２１１のＸ方向における位置は、検出器２２０の先端のＸ方向における位置と異なる。第２ステージ２１２のＹ方向における位置は、検出器２２０の先端のＹ方向における位置と異なる。この構成によれば、検出器２２０の配線をアーム機構１００の先端部に向けて引き出す際に、配線が第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２と干渉することを抑制できる。例えば、第１ステージ２１１及び第２ステージ２１２との干渉を回避するために、配線長を長くして配線を引き回す必要が無くなる。アーム機構１００及びエンドエフェクタ２００の動作時に、配線が他の部材と干渉することを抑制できる。

【0055】

図４に表したように、Ｚ方向からみたときに、第１ステージ２１１の一部は、第２ステージ２１２の一部と重なっている。例えば、第１ステージ２１１の回転部２１１ｂの一部が、第２ステージ２１２の基台２１２ａ及び回転部２１２ｂと重なっている。この構成によれば、第１ステージ２１１と第２ステージ２１２が重なっていない場合に比べて、エンドエフェクタ２００のＸ方向及びＹ方向におけるサイズを小さくできる。例えば、エンドエフェクタ２００の使い勝手を向上できる。

【0056】

なお、対象に対する検出器２２０の傾きを調整する際に、傾きの変化量が回転ステージ２１０の回転可能な範囲を超えている場合は、アーム機構１００により検出器２２０の傾きを調整しても良い。例えば、アーム機構１００により検出器２２０の傾きを調整した後に、検出器２２０による再度の探査が実行される。その後、回転ステージ２１０により、検出器２２０の傾きが調整される。この場合も、傾きの調整に回転ステージ２１０を用いることで、アーム機構１００による傾きの変化量を小さくし、制御点の姿勢が特異点近傍になることを抑制できる。

【0057】

検出システム１は、超音波を用いた非破壊検査に幅広く適用できる。また、検出システム１を検査に用いることで、検出器２２０の傾きを自動的に調整できる。これにより、人が検出器２２０を持って探査する場合に比べて、検査の精度を向上できる。また、検査結果が人の経験、感覚などに依存しないため、検査結果の信頼性を向上できる。

【0058】

例えば、検出システム１は、溶接された接合体の検査に適用される。ここでは、複数の部材がスポット抵抗溶接により接合された接合体の検査について説明する。スポット抵抗溶接では、複数の部材がスポット状に接合される。複数の部材の一部同士が溶融して混ざり合った後に凝固し、溶接部が形成される。例えば、検査では、この溶接部の径が十分に大きいかどうかを調べる。

【0059】

検出器２２０による探査の際には、カプラントを用いることが好ましい。カプラントを用いることで、検出器２２０と対象との間で超音波が伝搬し易くなる。吐出器２３０にカプラントを供給するために、回転継手２５２を設けることが好ましい。具体的には、アーム機構１００には、カプラントを供給するための第１配管が設けられる。第１配管は、例えば結束部材１４０中に設けられる。エンドエフェクタ２００には、第２配管が設けられる。第２配管の一端は、回転継手２５２を介して第１配管と接続される。第２配管の他端は、吐出器２３０と接続される。

【0060】

カプラントを吐出する際、吐出器２３０の位置を調整するために、エンドエフェクタ２００をＺ方向まわりに回転することがある。回転継手２５２が設けられない場合、エンドエフェクタ２００の回転時に、カプラントを供給するための配管にねじれが生じる。配管の長さは、ねじれの分の余裕が必要となる。回転継手２５２が設けられる場合、エンドエフェクタ２００の回転時における、配管のねじれを抑制できる。これにより、配管の長さを短縮でき、配管が別の部材と干渉する可能性を低減できる。

【0061】

同様に、配管以外の配線についても、回転継手２５２を介して設けられることが好ましい。これにより、配線の長さを短縮でき、配線が別の部材と干渉する可能性を低減できる。

【0062】

図８は、検出器先端の内部構造を表す斜視図である。
検出器２２０先端の内部には、図８に表したように、素子アレイ２２１が設けられる。素子アレイ２２１は、複数の検出素子２２２を含む。検出素子２２２は、例えば、トランスデューサである。複数の検出素子２２２は、第１配列方向Ｄ１及び第２配列方向Ｄ２に沿って配列されている。第１配列方向Ｄ１及び第２配列方向Ｄ２は、互いに交差する。図示した例では、第１配列方向Ｄ１及び第２配列方向Ｄ２は、互いに直交する。

【0063】

検出器２２０の先端には、伝搬部２２３がさらに設けられる。素子アレイ２２１から送信された超音波は、伝搬部２２３を通して対象へ伝搬する。また、対象からの反射波は、伝搬部２２３を通して素子アレイ２２１へ伝搬する。伝搬部２２３は、超音波が伝搬し易い樹脂材料などにより構成される。対象の表面形状に応じた伝搬部２２３を設けることで、対象の内部まで超音波を伝搬させ易くなる。また、伝搬部２２３により、検出器２２０が対象へ接触した際の検出器２２０の変形、損傷などを抑制できる。伝搬部２２３は、対象への接触時の変形、損傷などを抑制するために、十分な硬さを有する。

【0064】

図８は、接合体５を検査する様子を表している。接合体５は、金属板５１（第１部材）と金属板５２（第２部材）が、溶接部５３においてスポット溶接されて作製されている。溶接部５３では、金属板５１の一部と金属板５２の一部が溶融し、混ざり合って凝固した凝固部５４が形成されている。それぞれの検出素子２２２は、カプラント５５が塗布された接合体５に向けて超音波ＵＳを送信し、接合体５からの反射波ＲＷを受信する。

【0065】

より具体的な一例として、図８に表したように、１つの検出素子２２２が溶接部５３に向けて超音波ＵＳを送信する。超音波ＵＳの一部は、接合体５の上面または下面などで反射される。複数の検出素子２２２のそれぞれは、この反射波ＲＷを受信（検出）する。それぞれの検出素子２２２が順次超音波ＵＳを送信し、それぞれの反射波ＲＷを複数の検出素子２２２で受信する。これにより、溶接部５３近傍の状態を示す反射波の検出結果が得られる。

【0066】

処理装置４００は、検出結果に基づいて、対象に対する検出器２２０の第１配列方向Ｄ１まわりの傾き及び第２配列方向Ｄ２まわりの傾きを算出する。以降では、第１配列方向Ｄ１及び第２配列方向Ｄ２が、それぞれＸ方向及びＹ方向に平行である場合について説明する。

【0067】

図９は、検査における傾きの計算方法を説明するための図である。
図１０及び図１１は、検査において得られた画像の一例である。
図１０は、反射波の検出結果に基づいて描写される３次元のボリュームデータである。図１１（ａ）は、図１０に表したボリュームデータにおける溶接部５３の表面を表す。図１１（ｂ）は、図１０に表したボリュームデータにおける溶接部５３近傍のＹ－Ｚ断面を表す。図１１（ｃ）は、図１０に表したボリュームデータにおける溶接部５３近傍のＸ－Ｚ断面を表す。図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）では、上側が溶接部５３の表面で、下向きに深さ方向のデータが示されている。輝度が高い部分は、超音波の反射強度が大きい部分である。超音波は、溶接部５３の底面、未接合の部材同士の間の面などで強く反射される。

【0068】

検出器２２０の傾きは、図９に表した、溶接部５３に垂直な方向５３ａと、検出器２２０の方向２２０ａと、の間の角度に対応する。検出器２２０の方向２２０ａは、検出素子２２２の配列方向に対して垂直である。この角度は、第１配列方向Ｄ１まわりの角度及び第２配列方向Ｄ２まわりの角度によって表される。第１配列方向Ｄ１及び第２配列方向Ｄ２が、それぞれＸ方向及びＹ方向に平行である場合、方向５３ａと２２０ａとの間の角度は、Ｘ方向まわりの角度θｘと、Ｙ方向まわりの角度θｙと、によって表される。

【0069】

角度θｘは、図１１（ｂ）に表したように、Ｙ－Ｚ断面での検出結果に基づいて算出される。角度θｙは、図１１（ｃ）に表したように、Ｘ－Ｚ断面での検出結果に基づいて算出される。処理装置４００は、各断面について，３次元の輝度勾配の平均を角度θｘ及びθｙとして算出する。処理装置４００は、算出した角度θｘ及びθｙを、検出器２２０の傾きとして、記憶装置４１０に記憶する。

【0070】

角度θｘ及び角度θｙがゼロに近いほど、検査の精度を向上できる。制御装置３００は、算出された角度θｘ及び角度θｙがゼロに近づくように、回転ステージ２１０を動作させる。例えば、制御装置３００は、第１ステージ２１１を動作させることで、検出器２２０のＸ方向まわりの角度を変化させ、角度θｘを小さくする。制御装置３００は、第２ステージ２１２を動作させることで、検出器２２０のＹ方向まわりの角度を変化させ、角度θｙを小さくする。

【0071】

第１配列方向Ｄ１及び第２配列方向Ｄ２は、それぞれＸ方向及びＹ方向に平行であることが好ましい。上述したように、検出器２２０の対象に対する傾きは、第１配列方向Ｄ１まわりの角度、及び第２配列方向Ｄ２まわりの角度として算出される。第１配列方向Ｄ１及び第２配列方向Ｄ２が、それぞれＸ方向及びＹ方向に対して傾斜している場合、算出されたそれぞれの角度から、Ｘ方向まわりの角度及びＹ方向まわりの角度を算出する必要がある。第１配列方向Ｄ１及び第２配列方向Ｄ２がそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行であると、Ｘ方向まわりの角度及びＹ方向まわりの角度の算出が不要となる。また、検出器２２０の傾き、回転ステージ２１０の傾きなどがユーザに向けて出力される場合に、ユーザがそれぞれの傾きを容易に理解できる。

【0072】

図１２は、検出器を用いた検査方法を説明するための模式図である。
図１２（ａ）に表したように、超音波ＵＳの一部は、金属板５１の上面５ａまたは溶接部５３の上面５ｂで反射される。超音波ＵＳの別の一部は、接合体５に入射し、金属板５１の下面５ｃまたは溶接部５３の下面５ｄで反射する。

【0073】

上面５ａ、上面５ｂ、下面５ｃ、及び下面５ｄのＺ方向における位置は、互いに異なる。すなわち、これらの面と検出素子２２２との間のＺ方向における距離が、互いに異なる。検出素子２２２が、これらの面からの反射波を受信すると、反射波の強度のピークが検出される。超音波ＵＳを送信した後、各ピークが検出されるまでの時間を算出することで、どの面で超音波ＵＳが反射されているか調べることができる。

【0074】

図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、超音波ＵＳを送信した後の時間と、反射波ＲＷの強度と、の関係を例示するグラフである。ここでは、反射波ＲＷの強度を絶対値で表している。図１２（ｂ）のグラフは、金属板５１の上面５ａ及び下面５ｃからの反射波ＲＷの受信結果を例示している。図１２（ｃ）のグラフは、溶接部５３の上面５ｂ及び下面５ｄからの反射波ＲＷの受信結果を例示している。

【0075】

図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）のグラフにおいて、ピークＰｅ１０は、伝搬部２２３の表面からの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１１は、上面５ａからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１２は、下面５ｃからの反射波ＲＷに基づく。超音波ＵＳの送信からピークＰｅ１１及びピークＰｅ１２が検出されるまでの時間は、それぞれ、金属板５１の上面５ａ及び下面５ｃのＺ方向における位置に対応する。

【0076】

同様に、ピークＰｅ１３は、上面５ｂからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１４は、下面５ｄからの反射波ＲＷに基づく。超音波ＵＳの送信からピークＰｅ１３及びピークＰｅ１４が検出されるまでの時間は、それぞれ、溶接部５３の上面５ｂ及び下面５ｄのＺ方向における位置に対応する。

【0077】

処理装置４００は、Ｘ－Ｙ面内の各点におけるＺ方向の反射波強度分布において、ピークＰｅ１２が存在するか判定する。具体的には、処理装置４００は、ピークＰｅ１２が検出されうるＺ方向の所定範囲におけるピークを検出する。処理装置４００は、そのピークの強度を、所定の閾値と比較する。ピークが閾値を超えているとき、処理装置４００は、そのピークがピークＰｅ１２であると判定する。ピークＰｅ１２の存在は、その点において下面５ｃが存在し、金属板５１と５２が接合されていないことを示す。処理装置４００は、ピークＰｅ１２が検出された点を、接合されていないと判定する。処理装置４００は、Ｘ－Ｙ面内の各点が接合されているか、順次判定する。接合されていると判定された点の集合が、溶接部５３に対応する。

【0078】

なお、反射波の強度は、任意の態様で表現されて良い。例えば、検出素子２２２から出力される反射波強度は、位相に応じて、正の値及び負の値を含む。正の値及び負の値を含む反射波強度に基づいて、各種処理が実行されても良い。正の値及び負の値を含む反射波強度を、絶対値に変換しても良い。各時刻における反射波強度から、反射波強度の平均値を減じても良い。又は、各時刻における反射波強度から、反射波強度の加重平均値、重み付き移動平均値などを減じても良い。反射波強度にこれらの処理を加えた結果を用いた場合でも、本願で説明する各種処理を実行可能である。

【0079】

（変形例）
図１３は、変形例に係るエンドエフェクタを表す斜視図である。
図１３に表したエンドエフェクタ２００ａは、エンドエフェクタ２００と比べて、撮像装置２７０をさらに含む。撮像装置２７０は、対象を撮影する。撮像装置２７０又は処理装置４００は、撮影して得られた画像から、検査すべき位置を判定する。制御装置３００は、この判定結果に基づいてアーム機構１００を動作させ、検出器２２０及び吐出器２３０を移動させる。

【0080】

図１４は、変形例に係るエンドエフェクタを用いた第１動作の詳細を表すフローチャートである。
図１４に表したフローチャートは、図６に表したフローチャートと比べて、ステップＳ２１及びＳ２２をさらに含む。ステップＳ２１において、撮像装置２７０は、対象を撮影する。ステップＳ２２において、制御装置３００は、画像に基づいて算出されたずれを補正するように、アーム機構１００を動作させる。

【0081】

変形例に係るエンドエフェクタ２００ａによれば、対象の検査すべき位置が、検出システム１に対して予め教示された位置からずれている場合であっても、撮像装置２７０によってずれを補正できる。これにより、検査の精度を向上できる。

【0082】

以上では、検出システム１が、６自由度を有する垂直多関節のアーム機構１００を含む例を説明した。アーム機構１００は、４自由度又は５自由度であっても良い。又は、４自由度以上を有する水平多関節のアーム機構１００が設けられても良い。いずれの形態においても、検出器２２０の傾きの調整に回転ステージ２１０を用いることで、制御点が特異点近傍となる可能性を低減できる。

【0083】

図１５は、実施形態の変形例に係る検出システムを表す模式図である。
変形例に係る検出システム１ａは、図１５に表したように、アーム機構１００を含まない。検出システム１ａは、検出装置２００ｂを含む。検出装置２００ｂの構成は、エンドエフェクタ２００又は２００ａの構成と同じである。

【0084】

検出装置２００ｂは、任意の物に取り付けられる。検出装置２００ｂは、他の装置、設備、壁などに取り付けることが可能である。また、検出装置２００ｂの向きは、任意である。検出器２２０が水平方向を向くように検出装置２００ｂが取り付けられても良いし、検出器２２０が鉛直方向を向くように検出装置２００ｂが取り付けられても良い。検出器２２０は、回転ステージ２１０により、取り付けられた物に対して、Ｘ方向まわり及びＹ方向まわりに回転可能である。

【0085】

例えば、搬送装置Ｔが、接合体５を搬送する。検出器２２０が接合体５に接触する位置まで、搬送装置Ｔが接合体５を搬送する。検出器２２０が接合体５に接触した後は、図５に表したフローチャートのステップＳ２～Ｓ７が実行される。

【0086】

検出装置２００ｂの構成として、上述したエンドエフェクタ２００又は２００ａの構成を適用することで、検出装置２００ｂの使い勝手を向上できる。すなわち、検出器２２０の先端は、回転ステージ２１０の回転中心に位置している。このため、回転ステージ２１０は、検出器２２０の先端の位置の変化を抑制しつつ、検出器２２０の傾きを変化させることができる。また、検出器２２０の傾きの調整に回転ステージ２１０を用いることで、３自由度以上のユニットを用いる場合に比べて、容易に大きな出力が得られる。例えば、検出装置２００ｂを小型化でき、検出装置２００ｂが他の部材に干渉することを抑制できる。

【0087】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0088】

１，１ａ：検出システム、 ５：接合体、 ５ａ：上面、 ５ｂ：上面、 ５ｃ：下面、 ５ｄ：下面、 ５１，５２：金属板、 ５３：溶接部、 ５３ａ：方向、 ５４：凝固部、 ５５：カプラント、 １００：アーム機構、 １１０：リンク、 １２０～１２６：回転軸、 １３０：基台、 １４０：結束部材、 ２００，２００ａ：エンドエフェクタ、 ２００ｂ：検出装置、 ２１０：回転ステージ、 ２１１：第１ステージ、 ２１２：第２ステージ、 ２２０：検出器、 ２２０ａ：方向、 ２２１：素子アレイ、 ２２２：検出素子、 ２２３：伝搬部、 ２３０：吐出器、 ２３１，２３２：継手、 ２４１：第１駆動部、 ２４１ａ：配線、 ２４１ｂ：伝達部、 ２４２：第２駆動部、 ２４２ａ：配線、 ２４２ｂ：伝達部、 ２４３：第３駆動部、 ２４３ａ：板部材、 ２４３ｂ，２４３ｃ：連結部、 ２４３ｄ：スピードコントローラ、 ２５１：外筒、 ２５２：回転継手、 ２６０：センサ、 ２７０：撮像装置、 ３００：制御装置、 ４００：処理装置、 ４１０：記憶装置、 ４２０：入力装置、 ４３０：出力装置、 Ｃ１，Ｃ２：回転中心、 Ｄ１：第１配列方向、 Ｄ２：第２配列方向、 Ｄｉ１：距離、 Ｄｉ２：距離、 Ｐｅ１～Ｐｅ４：ピーク、 ＲＷ：反射波、 Ｔ：搬送装置、 ＴＤ１，ＴＤ２：時間差、 ＵＳ：超音波、 θｘ：角度、 θｙ：角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】