JP2020134494A - Self-propelled metal sheet inspection device, self-propelled metal sheet inspection method and inspection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属板上を自走して金属板の検査を行う金属板用自走式検査装置および金属板用自走式検査方法、ならびに検査システムに関する。 The present invention relates to a self-propelled inspection device for a metal plate, a self-propelled inspection method for a metal plate, and an inspection system that self-propelled on a metal plate to inspect the metal plate.
従来、鋼板等の金属板の品質を保証するために、鋼板等の傷や内部欠陥を、超音波探傷にて検査することが行われている。例えば、生産ラインの送りローラ上を搬送される鋼板等の金属板に、複数個並列に並べられた超音波探傷ヘッドを接触させて自動で検査したり、生産ライン外で鋼板等の金属板に超音波探傷ヘッドを接触させて、人手により検査している。 Conventionally, in order to guarantee the quality of a metal plate such as a steel plate, scratches and internal defects of the steel plate and the like are inspected by ultrasonic flaw detection. For example, a metal plate such as a steel plate conveyed on a feed roller of a production line may be brought into contact with a plurality of ultrasonic flaw detection heads arranged in parallel for automatic inspection, or a metal plate such as a steel plate may be used outside the production line. The ultrasonic flaw detection head is brought into contact and inspected manually.
一般に、超音波探傷ヘッドはケーブルで超音波探傷器と接続され、超音波探傷ヘッドで計測された信号が超音波探傷器に入力され、その出力がデータ処理装置に入力されて処理され、傷の有無が探査される。また、鋼板等の金属板の検査面には、超音波の媒体として水が散布される。したがって、人手により金属板を検査する場合は、この方法では、金属板の全面が水で濡れて滑り易い状態となり、検査員が段差がある金属板上を移動する際に転倒する危険性がある。 Generally, the ultrasonic flaw detector is connected to the ultrasonic flaw detector by a cable, the signal measured by the ultrasonic flaw detector is input to the ultrasonic flaw detector, and the output is input to the data processing device to be processed and processed. The presence or absence is searched. Further, water is sprayed on the inspection surface of a metal plate such as a steel plate as a medium of ultrasonic waves. Therefore, when manually inspecting a metal plate, this method causes the entire surface of the metal plate to become wet with water and becomes slippery, and there is a risk that the inspector may tip over when moving on the stepped metal plate. ..
このような危険性を回避するために、自動探傷装置（自走式検査装置）が開発されている。自走する検査装置の位置を測定する手法としては、誘導線を走行経路に設置する方法、走行経路の床面や天井面をテレビカメラで撮影して、その映像を画像処理する方法、ジャイロセンサを搭載して、走行速度と角速度を高速に積算して、現在位置を算出する方法が広く知られており、このような手法に基づく位置測定手段により測定した位置に基づいて自走する検査装置の位置を制御する。 In order to avoid such a danger, an automatic flaw detector (self-propelled inspection device) has been developed. Methods for measuring the position of a self-propelled inspection device include a method of installing a guide line on the travel path, a method of photographing the floor and ceiling surfaces of the travel path with a TV camera, and image processing the image, and a gyro sensor. A method of calculating the current position by integrating the traveling speed and the angular velocity at high speed is widely known, and an inspection device that runs on its own based on the position measured by a position measuring means based on such a method. Control the position of.
例えば、特許文献１に開示された自動探傷装置は、自己位置の制御方法として位置測定手段により認識した検査装置の位置と別途与えられる検査地点である目標位置との偏差を演算し、その偏差が最小になるように駆動部に車輪の正転・逆転・停止の指令を与え、検査装置を所定の目標位置に自律走行させるように制御する制御手段とを具備し、制御手段は、検査装置の重量変化、または金属板と前記探傷ヘッドとの摺動抵抗、またはこれらの両方を検出し、その検出値から求められた補正値を前記指令にフィードバックする機能を有することを特徴としている。
For example, the automatic flaw detector disclosed in
ところで、特許文献１に記載のような、位置測定手段を用いた検査装置の場合、測定情報の通信手段により現実の位置情報と取得時の位置情報に時間差が生じて自己位置精度が不十分になるおそれがあるが、特許文献１には位置情報の取得方法や制御方法などの詳細については記載されていない。
By the way, in the case of an inspection device using a position measuring means as described in
したがって、本発明は、自己位置制御に関して精度が高い金属板用自走式検査装置および金属板用自走式検査方法、ならびに検査システムを提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a self-propelled inspection device for a metal plate, a self-propelled inspection method for a metal plate, and an inspection system having high accuracy in terms of self-position control.
上記課題を解決するため、本発明は以下の（１）〜（１３）を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following (1) to (13).
（１）位置測定手段からの位置情報に基づいて金属板上を自走し、金属板表面または内部に存在する欠陥の有無を検査する金属板用自走式検査装置であって、
前記金属板用自走式検査装置は、正転・逆転可能な少なくとも２つの車輪と前記車輪を駆動する駆動部を有する台車と、
台車に搭載され、金属板を検査する超音波探傷の探触子を備えた探傷ヘッドと、
前記位置測定手段により得られる前記位置情報において、情報の通信時間における時間遅れを計測し、当該時間遅れを考慮した前記金属板用自走式検査装置の位置情報と、別途与えられる検査地点である目標位置との偏差を演算し、その偏差に基づいて、前記金属板用自走式検査装置を所定の目標位置に自律走行させるように制御する制御手段と
を有することを特徴とする金属板用自走式検査装置。
(1) A self-propelled inspection device for a metal plate that runs on a metal plate based on position information from a position measuring means and inspects the presence or absence of defects existing on the surface or inside of the metal plate.
The self-propelled inspection device for a metal plate includes a trolley having at least two wheels capable of forward rotation and reverse rotation and a drive unit for driving the wheels.
A flaw detection head mounted on a trolley and equipped with an ultrasonic flaw detector for inspecting metal plates,
In the position information obtained by the position measuring means, the time delay in the communication time of the information is measured, and the position information of the self-propelled inspection device for a metal plate in consideration of the time delay and the inspection point given separately. A metal plate having a control means for calculating a deviation from a target position and controlling the self-propelled inspection device for a metal plate to autonomously travel to a predetermined target position based on the deviation. Self-propelled inspection device.
（２）前記制御手段は、前記情報の通信時間における時間遅れをリアルタイムで計測することを特徴とする上記（１）に記載の金属板用自走式検査装置。 (2) The self-propelled inspection device for a metal plate according to (1) above, wherein the control means measures a time delay in the communication time of the information in real time.
（３）外部信号を発生させる外部信号発生部をさらに有し、
前記制御手段は、前記位置測定手段にて位置情報を取得する際の時間情報と、前記金属板用自走式検査装置の検査情報を取得する際の時間情報とを前記外部信号発生部で発生される外部信号の入出力で取得することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の金属板用自走式検査装置。
(3) Further having an external signal generator for generating an external signal,
The control means generates time information when acquiring position information by the position measuring means and time information when acquiring inspection information of the self-propelled inspection device for a metal plate at the external signal generating unit. The self-propelled inspection device for a metal plate according to the above (1) or (2), which is obtained by inputting / outputting an external signal.
（４）前記制御手段は、前記位置情報を取得した時間と、前記欠陥の有無を検査した時間との差を算出し、得られた時間差から前記金属板用自走式検査装置の目標位置と現在位置の差を演算し、前記金属板用自走式検査装置の制御位置を補正することを特徴とする上記（３）に記載の金属板用自走式検査装置。 (4) The control means calculates the difference between the time when the position information is acquired and the time when the presence or absence of the defect is inspected, and from the obtained time difference, the target position of the self-propelled inspection device for a metal plate is obtained. The self-propelled inspection device for a metal plate according to (3) above, wherein the difference in the current position is calculated and the control position of the self-propelled inspection device for the metal plate is corrected.
（５）前記位置制御手段の位置制御用の受信器が少なくとも２個設置され、
前記制御手段は、探傷前に各受信器の設置角度を板座標に対して自動で補正することを特徴とする上記（１）から（４）のいずれかに記載の金属板用自走式検査装置。
(5) At least two receivers for position control of the position control means are installed.
The self-propelled inspection for a metal plate according to any one of (1) to (4) above, wherein the control means automatically corrects the installation angle of each receiver with respect to the plate coordinates before flaw detection. apparatus.
（６）位置測定手段からの情報に基づいて金属板上で金属板用自走式検査装置を自走させ、金属板表面または内部に存在する欠陥の有無を検査する金属板用自走式検査方法であって、
正転・逆転可能な少なくとも２つの車輪を駆動部により駆動させる台車に金属板を検査する超音波探傷の探触子を備えた探傷ヘッドを装備して金属板用自走式検査装置を構成し、
前記位置測定手段により得られる前記位置情報において、情報の通信時間における時間遅れを計測し、当該時間遅れを考慮した前記金属板用自走式検査装置の位置情報と、別途与えられる検査地点である目標位置との偏差を演算し、その偏差に基づいて、前記金属板用自走式検査装置を所定の目標位置に自律走行させることを特徴とする金属板用自走式検査方法。
(6) Self-propelled inspection for metal plates based on information from position measuring means The self-propelled inspection device for metal plates is self-propelled on the metal plate to inspect the presence or absence of defects existing on or inside the metal plate. It's a method
A self-propelled inspection device for metal plates is configured by equipping a trolley that drives at least two wheels that can rotate forward and reverse by a drive unit with a flaw detection head equipped with an ultrasonic flaw detector that inspects the metal plate. ,
In the position information obtained by the position measuring means, the time delay in the communication time of the information is measured, and the position information of the self-propelled inspection device for a metal plate in consideration of the time delay and the inspection point given separately. A self-propelled inspection method for a metal plate, characterized in that a deviation from a target position is calculated and the self-propelled inspection device for a metal plate is autonomously traveled to a predetermined target position based on the deviation.
（７）情報の通信時間における時間遅れをリアルタイムで計測することを特徴とする上記（６）に記載の金属板用自走式検査方法。 (7) The self-propelled inspection method for a metal plate according to (6) above, wherein the time delay in the communication time of information is measured in real time.
（８）前記位置測定手段にて位置情報を取得する際の時間情報と、前記金属板用自走式検査装置の検査情報を取得する際の時間情報とを外部信号の入出力で取得することを特徴とする上記（６）または（７）に記載の金属板用自走式検査方法。 (8) Acquiring the time information when acquiring the position information by the position measuring means and the time information when acquiring the inspection information of the self-propelled inspection device for a metal plate by input / output of an external signal. The self-propelled inspection method for a metal plate according to (6) or (7) above.
（９）前記位置情報を取得した時間と、前記欠陥の有無を検査した時間との差を算出し、得られた時間差から前記金属板用自走式検査装置の目標位置と現在位置の差を演算し、前記金属板用自走式検査装置の制御位置を補正することを特徴とする上記（８）に記載の前記金属板用自走式検査方法。 (9) The difference between the time when the position information was acquired and the time when the presence or absence of the defect was inspected was calculated, and the difference between the target position and the current position of the self-propelled inspection device for the metal plate was calculated from the obtained time difference. The self-propelled inspection method for a metal plate according to (8) above, wherein the calculation is performed to correct the control position of the self-propelled inspection device for the metal plate.
（１０）前記金属板用自走式検査装置に前記位置制御手段の位置制御用の受信器を少なくとも２個設置し、探傷前に各受信機の設置角度を板座標に対して自動で補正することを特徴とする上記（６）から（９）のいずれかに記載の金属板用自走式検査方法。 (10) At least two receivers for position control of the position control means are installed in the self-propelled inspection device for metal plates, and the installation angle of each receiver is automatically corrected with respect to the plate coordinates before flaw detection. The self-propelled inspection method for a metal plate according to any one of (6) to (9) above.
（１１）上記（１）から（５）のいずれかに記載の金属板用自走式検査装置を用いて金属板の表面または内部に存在する欠陥の有無を検査することを特徴とする金属板用自走式検査方法。 (11) A metal plate characterized by inspecting the presence or absence of defects existing on the surface or inside of the metal plate using the self-propelled inspection device for the metal plate according to any one of (1) to (5) above. Self-propelled inspection method for.
（１２）金属板上を自走し、金属板表面または内部に存在する欠陥の有無を検査する上記（１）から（５）のいずれかに記載の金属板用自走式検査装置と、
前記検査装置の位置の測定を行う位置測定手段と
を有し、
前記位置測定手段により測定された位置情報に基づいて前記検査装置を自走させて金属板の測定を行うことを特徴とする検査システム。
(12) The self-propelled inspection device for a metal plate according to any one of (1) to (5) above, which runs on the metal plate and inspects the presence or absence of defects existing on the surface or inside of the metal plate.
It has a position measuring means for measuring the position of the inspection device.
An inspection system characterized in that the inspection device is self-propelled to measure a metal plate based on the position information measured by the position measuring means.
（１３）前記位置測定手段は、三角測量の原理に基づいて屋内空間での前記検査装置の位置を測定する屋内位置測定システムであることを特徴とする上記（１２）に記載の検査システム。 (13) The inspection system according to (12) above, wherein the position measuring means is an indoor position measuring system that measures the position of the inspection device in an indoor space based on the principle of triangulation.
本発明によれば、位置測定手段から得られる位置情報に関して、情報の通信時間に関する時間遅れを計測し、該時間遅れを考慮した検査装置の位置情報と別途与えられる検査地点である目標位置との偏差を演算し、その偏差に基づいて、前記検査装置を所定の目標位置に自律走行させるように制御するので、自走式検査装置の自己位置精度を向上させることが可能となり、探傷位置精度が大幅に向上する。 According to the present invention, with respect to the position information obtained from the position measuring means, the time delay related to the communication time of the information is measured, and the position information of the inspection device considering the time delay and the target position which is a separately given inspection point. Since the deviation is calculated and the inspection device is controlled to autonomously travel to a predetermined target position based on the deviation, it is possible to improve the self-position accuracy of the self-propelled inspection device, and the flaw detection position accuracy is improved. Greatly improved.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜金属板用自走式検査装置を含む検査システム＞
最初に本発明に係る金属板用自走式検査装置を含む検査システムについて説明する。
図１は金属板用自走式検査装置を含む検査システムの一例を示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<Inspection system including self-propelled inspection device for metal plates>
First, an inspection system including a self-propelled inspection device for a metal plate according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an inspection system including a self-propelled inspection device for a metal plate.
図１に示すように、検査システム１００は、位置測定手段としての屋内位置測定システム２００と、金属板用自走式検査装置３００（以下、検査装置３００とする）とを有する。
As shown in FIG. 1, the
本例において用いる屋内位置測定システム２００は、三角測量の原理に基づいて屋内空間での自己位置測定を行うものである。具体的には、屋内位置測定システム２００は、屋内に設置された複数の航法用送信機１１と、航法用受信機１２と、位置演算用ソフトウェアを含むホストコンピュータ１３とから構成される。
The indoor
検査装置３００は、金属板１０上を自走して金属板１０の表面または内部の欠陥の有無を検査するものであり、車輪および駆動部を有する台車１４と、台車１４に設けられた、検査用センサである超音波探触子を備えた探傷ヘッド２４および超音波探傷器（図示せず）を含む検査機器１６と、検査装置本体を別途与えられる所定の目標位置に自律走行させるための制御系とを備えている。制御系は、搭載コンピュータ１８を有する。上記ホストコンピュータ１３もこの制御系の一部として機能する。検査機器１６、および制御系のホストコンピュータ１３以外のものは台車１４に搭載され、検査装置３００の本体を構成する。検査装置３００の詳細な構成は後述する。
The
屋内位置測定システム２００には、例えばＩＧＰＳ（Ｉｎｄｏｏｒ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を適用することができる。ＩＧＰＳは、衛星航法システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を屋内位置測定システムに適用したものである。ＩＧＰＳについては、米国特許第６，５０１，５４３号明細書に詳細に記載されている。
For example, IGPS (Indoor Global Positioning System) can be applied to the indoor
屋内位置測定システム２００にＩＧＰＳを適用する場合は、各航法用送信機１１は、回転ファンビーム（扇形ビーム）を射出する。回転ファンビームはレーザファンビームであってもよく、他の光放射手段であってもよい。航法用受信機１２は送信機から射出される回転ファンビームを受信する。このとき、回転ファンビームは所定の角度でずれており、これを受信する受信機の３次元座標値（以下、「座標値」という）、すなわち位置または高さを測定することができる。航法用受信機１２が受信した受信情報はホストコンピュータ１３に無線伝送され、ホストコンピュータ１３により、三角測量の原理に従って、航法用受信機１２の位置を演算する。複数の送信機１１から受信した信号を用いて、また演算を繰り返すことにより、航法用受信機１２を搭載した走行中の検査装置３００の位置情報をリアルタイムで得ることができる。
When applying IGPS to the indoor
＜金属板用自走式検査装置＞
次に、本発明の一実施形態に係る検査装置３００について説明する。
<Self-propelled inspection device for metal plates>
Next, the
図２は、本発明の第１の実施形態に係る検査装置３００を示すブロック図、図３は検査装置３００の側面図、図４は検査装置３００の上面図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an
本実施形態において、検査装置３００は、上述したように、台車１４と、超音波探触子を備えた探傷ヘッドおよび超音波探傷器を含む検査機器１６と、検査装置３００を所定の目標位置に自律走行させるための制御系とを備えている。さらに、検査装置３００は、図２のブロック図に示すように、金属板１０のエッジを検知するエッジ検出用センサ１５と、Ｉ／Ｏボード１７と、コントローラおよびドライバを含み、制御系の一部をなす駆動制御部１９とを備え、これらは台車１４に搭載されている。Ｉ／Ｏボード１７は、エッジ検出用センサ１５の信号を搭載コンピュータ１８に導く。また、台車１４は、走行用の正転・逆転可能な２つの車輪２０と、車輪駆動用および旋回用のモータ２１とを備えている。
In the present embodiment, as described above, the
制御系の一部としても機能するホストコンピュータ１３は、図２に示すように、上述した屋内位置測定システム２００の航法用受信機１２の位置を演算するための現在位置演算用ソフトウェア３１と、目標検査位置、経路情報を設定し、また搭載コンピュータ１８からの検査データ、検査位置情報を評価する設定・評価ソフトウェア３２とを有する。なお、検査装置３００の制御系として、ホストコンピュータ１３を用いずに、搭載コンピュータ１８のみで制御するようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the
検査装置３００は、目標ルートに沿って自律走行する機能と、金属板１０の検査を行う機能の２つの機能を有する。
The
前者の機能については、例示した屋内位置測定システム２００のような位置測定手段からの情報に基づいて、搭載コンピュータ１８、駆動制御部１９、車輪２０、および車輪用モータ２１が担う。すなわち、前述のホストコンピュータ１３における演算結果である検査装置３００（本体部（台車１４））の位置情報および目標検査位置に関する情報は、それぞれ無線通信により搭載コンピュータ１８に無線伝送され、搭載コンピュータ１８において目標検査位置に対する現在位置の偏差を演算する。その偏差に基づいて、検査装置３００を所定の目標位置に自律走行させるように制御する。より具体的には、同偏差のうち検査装置３００（本体部（台車１４））の位置に依存する偏差が０となるように、駆動制御部１９から車輪用モータ２１に速度指令等の制御信号を出力して、車輪２０の正転・逆転・停止の指令を与え、速度、ステアリング角度のフィードバック制御を行うことで目標走行ルートに沿った自律走行を行わせる。
The former function is carried out by the on-
後者の機能については、金属板１０と接触させて検査を行う超音波探触子を備えた探傷ヘッド２４を含む検査機器１６、搭載コンピュータ１８が担う。すなわち、搭載コンピュータ１８においてホストコンピュータ１３からの目標検査位置と現在位置情報より、検査機器１６の構成要素である超音波探触子を含む探傷ヘッドを必要走査量分だけ移動させる。検査機器１６による検査データは検査機器からＩ／Ｏボード１７を介して搭載コンピュータ１８に取り込まれ、検査位置情報と合わせて、ホストコンピュータ１３に無線送信される。
The latter function is carried out by the
また、検査装置３００は、搭載コンピュータ１８からＩ／Ｏボード１７を介してホストコンピュータ１３へ外部トリガー信号を送信する外部トリガー信号発生部３３を有している。外部トリガー信号発生部３３は検査開始前に外部トリガー信号をホストコンピュータ１３へ送信することで、現在位置演算用ソフトウェア３１にて外部トリガー信号を受信した時間と、検査データを評価する設定・評価ソフトウェア３２にて外部トリガー信号を受信した時間とが記録される。具体的には、外部トリガー発生部３３で発生した外部トリガーは、現在位置演算用ソフトウェア３１および設定・評価ソフトウェア３２を経由して搭載コンピュータ１８に送信される。そして、搭載コンピュータ１８からＩ／Ｏボード１７を介してホストコンピュータ１３の現在位置演算用ソフトウェア３１および検査データを評価する設定・評価ソフトウェア３２に送信される。
Further, the
現在位置演算用ソフトウェア３１にて外部トリガー信号を受信した時間と、検査データを評価する設定・評価ソフトウェア３２にて外部トリガー信号を受信した時間とが記録される。これにより、位置情報を取得する際の時間データと、検査情報（探傷情報）を取得する際の時間データの時間同期を行うことができ、この時間同期を行うことで、位置情報の通信時間に関する時間遅れをリアルタイムで計測し、位置情報と探傷情報（探傷情報）のマッチングが可能となる。そして、通信で発生するこのような時間遅れを、検査装置３００が探傷検査の動作中に常に測定し、位置情報のずれとして演算して駆動制御部１９へのパラメータを付与する制御を行う。
The time when the external trigger signal is received by the current
また、本実施形態では、現在位置演算用ソフトウェア３１は、位置測定システム２００の航法用受信機１２の設置位置精度をあらかじめ補正する機能を有している。位置測定システム２００は、検査装置３００に設置された航法用受信機１２を２個有しており、受信機のズレがある場合に位置ずれが発生してしまうが、現在位置演算用ソフトウェア３１に自動で角度補正値を算出するプログラムを組み込んで、設置位置精度を予め補正する。すなわち、検査前に検査装置３００がＹ方向またはＸ方向に移動した場合の位置情報を取得し、目標位置に対するずれを確認することで位置測定システム２００の航法用受信機１２の角度を求めることができ、これを利用して、設置位置精度を予め補正する。
Further, in the present embodiment, the current
次に、検査装置３００の本体の具体的な構成について、図３、図４を参照して説明する
検査装置３００の本体には、搭載コンピュータ１８、Ｉ／Ｏボード１７の他、検査機器１６の一部をなす探傷ヘッド２４および無線通信ユニット２２が搭載されている。また、位置測定システム２００の航法用受信機１２が取り付けられている。
Next, the specific configuration of the main body of the
検査装置３００の本体の下部には、走行用の２つの車輪２０、ならびに車輪用のモータ２１が取り付けられている。また、下部の周囲にはエッジ検出用センサ１５および検査機器１６の一部をなす探傷ヘッド２４が取り付けられている。さらに、バッテリー２６および信号増幅アンプ２５が搭載されている。
Two
探傷ヘッド２４は、検査用センサである超音波探触子を有しており、探傷ヘッド２４は、探傷ヘッド支持機構を介して取り付けられている。検査時には、探傷ヘッド２４は、金属板１０に接触した状態で走査される。
The
なお、超音波探傷による金属板１０の検査を行う場合には、探傷ヘッド２４と金属板１０との間は常時水で満たしておく必要があるため、あらかじめ金属板表面に散水をするか計測中に外部から金属板表面に水を供給する必要がある。
When inspecting the
エッジ検出用センサ１５は、例えば、渦流式センサにより構成されており、これにより、金属板１０上を検査装置３００が自律走行している際に板端を検知し、検査装置３００が金属板１０から落下することを防止する。また、これと同時にエッジ検出用センサ１５は、板端の探傷時に、板端に沿って走行するためのセンサとして用いられる。例えば、図４に示すように、探傷ヘッド２４が設置されている側の辺には、それぞれ２つのエッジ検出用センサ１５が探傷ヘッド２４と同一線上となるように設置されており、２つのエッジ検出用センサ１５が常に板端を検出するように検査装置３００の走行方向を制御することにより、板端に沿った検査が可能である。また、図示してはいないが、探傷ヘッド２４が設置されていない側の辺にも、同様にそれぞれ２つのエッジ検出用センサ１５が配置されている。なお、エッジ検出用センサ１５は、渦流式センサに限らず、レーザセンサ等の他のセンサを用いることができる。設置される数も各辺２つに限られず、適宜増減してよい。
The
＜検査動作＞
次に、検査装置３００における検査動作について説明する。
<Inspection operation>
Next, the inspection operation in the
金属板１０の検査に際しては、以上のように構成された検査装置３００を、あらかじめ決定された検査パターンに応じて金属板１０上で走行させる。
When inspecting the
このとき、ホストコンピュータ１３における演算結果である検査装置３００の位置情報および目標検査位置に関する情報は、それぞれ無線通信により搭載コンピュータ１８に無線伝送され、搭載コンピュータ１８において目標検査位置に対する現在位置の偏差を演算する。その偏差に基づいて、検査装置３００を所定の目標位置に自律走行させるように制御する。より具体的には、同偏差のうち検査装置３００の位置に依存する偏差が０となるように、駆動制御部１９から車輪用モータ２１に速度指令等の制御信号を出力して、車輪２０の正転・逆転・停止を指示するとともに、車輪２０の速度、ステアリング角度のフィードバック制御を行うことで目標走行ルートに沿った自律走行を行う。そして、超音波探触子を備えた探傷ヘッド２４を含む検査機器１６により、金属板１０の検査を行う。
At this time, the position information of the
検査を開始する前に、外部トリガー信号発生部３３から外部トリガー信号をホストコンピュータ１３へ送信し、現在位置演算用ソフトウェア３１にて外部トリガー信号を受信した時間と、検査データを評価する設定・評価ソフトウェア３２にて外部トリガー信号を受信した時間とを記録する。具体的には、外部トリガー信号発生部３３で発生した外部トリガーを、現在位置演算用ソフトウェア３１および設定・評価ソフトウェア３２を経由して搭載コンピュータ１８に送信し、搭載コンピュータ１８からＩ／Ｏボード１７を介して現在位置演算用ソフトウェア３１および検査データを評価する設定・評価ソフトウェア３２に送信する。そして、現在位置演算ソフトウェア３１にて外部トリガー信号を受信した時間と、検査データを評価する設定・評価ソフトウェア３２にて外部トリガー信号を受信した時間とを記録する。これにより、位置情報を取得する際の時間データと、検査情報（探傷情報）を取得する際の時間データの時間同期を行うことができ、この時間同期を行うことで、位置情報の通信時間に関する時間遅れをリアルタイムで計測し、位置情報と探傷情報（探傷情報）のマッチングが可能となる。
Before starting the inspection, the external
本実施形態のような屋内位置測定システムを用いた場合、検査装置３００に搭載されている搭載コンピュータ１８と位置情報を演算するホストコンピュータ１３間のデータ通信を実施している。データ通信を用いた場合、通信時間分の時間遅れが生じるため位置情報に関してリアルタイム性を確保することが困難となる。
When an indoor position measurement system as in this embodiment is used, data communication is performed between the on-
一例として、屋内位置測定システム２００および検査装置３００を用い、探傷試験を実施した際の時間遅れ変化を図５に示す。ここでは、検査装置３００の移動速度は４００ｍｍ／ｓとした。この図に示すように時間遅れとしては２５０ｍｓ程度となっており、また値が変動していることが明らかである。これに対して、本実施形態では、通信で発生する時間遅れを検査装置３００の探傷動作中に常に測定し、位置情報のずれとして演算して駆動制御部１９へパラメータを付与する制御を行う。これにより、位置情報のずれを修正することが可能となるため、探傷位置精度が大幅に向上する。
As an example, FIG. 5 shows a change in time delay when a flaw detection test is performed using an indoor
また、位置測定システム２００は、検査装置３００に設置された航法用受信機１２を２個有しており、受信機のズレがある場合に位置ずれが発生してしまう。図６に位置測定システム２００の航法用受信機１２間の位置がずれた場合の自己位置精度の検証結果を示す。この図に示すように、Ｙ方向に平行に移動した場合に受信機のずれがある場合、例えば０．５度のずれで２．５ｍｍ程度の位置ずれが発生してしまう。これに対し、現在位置演算用ソフトウェア３１に自動で角度補正値を算出するプログラムを組み込むことにより、設置位置精度を予め補正することができる。すなわち、検査前に検査装置３００がＹ方向またはＸ方向に移動した場合の位置情報を取得し、目標位置に対するずれを確認することで位置測定システム２００の航法用受信機１２の角度を求めることができ、これを利用して設置位置精度を予め補正することができる。
Further, the
図１に示す検査システムを用いて金属板表面の探傷を実施した。装置構成については、図２に示すものを用いた。比較例として通信時間遅れを考慮しない場合でも探傷を実施した。検査装置の移動速度は４００ｍｍ/ｓ、探傷データの取り込み周期４０Ｈｚ、探傷ピッチ１００ｍｍ、金属板の幅２５００ｍｍ、長さ１０００００ｍｍの表面検査を行った。探傷後、目標検査位置に対して検査装置が移動した探傷経路確認し、目標検査位置に対する誤差を確認した。図７に本発明例と比較例の位置精度比較結果を示す。 The flaw detection on the surface of the metal plate was carried out using the inspection system shown in FIG. As the apparatus configuration, the one shown in FIG. 2 was used. As a comparative example, flaw detection was performed even when the communication time delay was not taken into consideration. A surface inspection was performed with a moving speed of 400 mm / s, a flaw detection data acquisition cycle of 40 Hz, a flaw detection pitch of 100 mm, a metal plate width of 2500 mm, and a length of 100,000 mm. After the flaw detection, the flaw detection route that the inspection device moved with respect to the target inspection position was confirmed, and the error with respect to the target inspection position was confirmed. FIG. 7 shows the position accuracy comparison results of the example of the present invention and the comparative example.
図７に示すように本発明例の処理を行うことにより、金属板検査において検査位置精度が大幅に向上することが明らかとなった。 As shown in FIG. 7, it has been clarified that the inspection position accuracy is significantly improved in the metal plate inspection by performing the processing of the example of the present invention.
＜他の適用＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、位置情報を取得する際の時間データと、検査情報（探傷情報）を取得する際の時間データの時間同期を行って、位置情報の通信時間に関する時間遅れをリアルタイムで計測したが、リアルタイムで計測することに限定されない。例えば、位置情報を取得する際の時間データと検査情報を取得する際の時間データをあらかじめそれぞれ記録しておき、検査終了後に各データの時間情報を一致させて位置情報と検査情報を合わせる方法を挙げることができる。
<Other applications>
The present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified. For example, in the above embodiment, the time data when acquiring the position information and the time data when acquiring the inspection information (fault detection information) are time-synchronized, and the time delay related to the communication time of the position information is measured in real time. However, it is not limited to real-time measurement. For example, a method of recording the time data when acquiring the position information and the time data when acquiring the inspection information in advance, and matching the time information of each data after the inspection is completed to match the position information and the inspection information. Can be mentioned.
また、上記実施形態では、台車に車輪を２つ設けた例について示したが、車輪の数は２つに限らず、２つ以上であればよく、例えば４つであってもよい。 Further, in the above embodiment, an example in which two wheels are provided on the carriage is shown, but the number of wheels is not limited to two, and may be two or more, for example, four.
さらに、金属板用自走式検査装置自身の位置を測定する位置測定手段としての屋内位置測定システムとしては、上記実施形態に限らず、三角測量の原理に基づいた他の屋内位置測定システムであってもよい。例えば、上記実施形態とは逆に、検査装置側に航法用送信機を搭載するものを用いることができ、このような例として、オフィスビル内を自律走行する清掃ロボットに搭載されたレーザ三角測量技術が挙げられる（例えば、http://robonable.typepad.jp/news/2009/11/25subaru.html参照）。具体的には、検査装置の本体に設置された航法用送信機と、屋内に設置された複数のリフレクタと、位置演算用ソフトウェアを含むホストコンピュータとから構成される屋内位置測定システムを挙げることができる。 Further, the indoor position measuring system as a position measuring means for measuring the position of the self-propelled inspection device for a metal plate is not limited to the above embodiment, but is another indoor position measuring system based on the principle of triangulation. You may. For example, contrary to the above embodiment, it is possible to use a device in which a navigation transmitter is mounted on the inspection device side. As such an example, laser triangulation mounted on a cleaning robot that autonomously travels in an office building. Technology can be mentioned (see, for example, http://robonable.typepad.jp/news/2009/11/25subaru.html). Specifically, an indoor position measurement system composed of a navigation transmitter installed in the main body of the inspection device, a plurality of reflectors installed indoors, and a host computer including position calculation software can be mentioned. it can.
また、位置測定手段としては、以上のように三角測量の原理に基づいて屋内空間での自己位置測定を行う屋内位置測定システムを好適に用いることができるが、これに限定されるものではなく、例えば、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）等の他の測定手段を用いることもできる。 Further, as the position measuring means, an indoor position measuring system that performs self-positioning in an indoor space based on the principle of triangulation as described above can be preferably used, but the present invention is not limited to this. For example, other measuring means such as SLAM (Simultaneus Localization and Mapping) can also be used.
さらに、金属板用自走式検査装置の制御系を構成するコンピュータとして、自身に搭載されている搭載コンピュータと、位置測定手段との連携制御を行うためのホストコンピュータを用いた例を示したが、搭載コンピュータのみを用いてもよい。 Furthermore, as a computer constituting the control system of the self-propelled inspection device for metal plates, an example was shown in which the on-board computer mounted on the metal plate and the host computer for coordinated control of the position measuring means were used. , Only the on-board computer may be used.
１０ 金属板
１１ 航法用送信機
１２ 航法用受信機
１３ ホストコンピュータ
１４ 台車
１５ エッジ検出用センサ
１６ 検査機器
１７ Ｉ／Ｏボード
１８ 搭載コンピュータ
１９ 駆動制御部
２０ 車輪
２１ モータ
２２ 無線通信ユニット
２４ 探傷ヘッド（超音波探触子（検査用センサ））
３１ 現在位置演算用ソフトウェア
３２ 設定・評価ソフトウェア
３３ 外部トリガー信号発生部
１００ 検査システム
２００ 屋内位置測定システム
３００ 金属板用自走式検査装置（検査装置）
10
31 Current
Claims (13)
前記金属板用自走式検査装置は、正転・逆転可能な少なくとも２つの車輪と前記車輪を駆動する駆動部を有する台車と、
台車に搭載され、金属板を検査する超音波探傷の探触子を備えた探傷ヘッドと、
前記位置測定手段により得られる前記位置情報において、情報の通信時間における時間遅れを計測し、当該時間遅れを考慮した前記金属板用自走式検査装置の位置情報と、別途与えられる検査地点である目標位置との偏差を演算し、その偏差に基づいて、前記金属板用自走式検査装置を所定の目標位置に自律走行させるように制御する制御手段と
を有することを特徴とする金属板用自走式検査装置。 A self-propelled inspection device for metal plates that runs on a metal plate based on position information from a position measuring means and inspects the presence or absence of defects existing on or inside the metal plate.
The self-propelled inspection device for a metal plate includes a trolley having at least two wheels capable of forward rotation and reverse rotation and a drive unit for driving the wheels.
A flaw detection head mounted on a trolley and equipped with an ultrasonic flaw detector for inspecting metal plates,
In the position information obtained by the position measuring means, the time delay in the communication time of the information is measured, and the position information of the self-propelled inspection device for a metal plate in consideration of the time delay and the inspection point given separately. A metal plate having a control means for calculating a deviation from a target position and controlling the self-propelled inspection device for a metal plate to autonomously travel to a predetermined target position based on the deviation. Self-propelled inspection device.
前記制御手段は、前記位置測定手段にて位置情報を取得する際の時間情報と、前記金属板用自走式検査装置の検査情報を取得する際の時間情報とを前記外部信号発生部で発生される外部信号の入出力で取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属板用自走式検査装置。 It also has an external signal generator that generates an external signal.
The control means generates time information when acquiring position information by the position measuring means and time information when acquiring inspection information of the self-propelled inspection device for a metal plate at the external signal generating unit. The self-propelled inspection device for a metal plate according to claim 1 or 2, wherein the external signal is acquired by input / output.
前記制御手段は、探傷前に各受信器の設置角度を板座標に対して自動で補正することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の金属板用自走式検査装置。 At least two receivers for position control of the position control means are installed.
The self-propelled type for a metal plate according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means automatically corrects the installation angle of each receiver with respect to the plate coordinates before flaw detection. Inspection equipment.
正転・逆転可能な少なくとも２つの車輪を駆動部により駆動させる台車に金属板を検査する超音波探傷の探触子を備えた探傷ヘッドを装備して金属板用自走式検査装置を構成し、
前記位置測定手段により得られる前記位置情報において、情報の通信時間における時間遅れを計測し、当該時間遅れを考慮した前記金属板用自走式検査装置の位置情報と、別途与えられる検査地点である目標位置との偏差を演算し、その偏差に基づいて、前記金属板用自走式検査装置を所定の目標位置に自律走行させることを特徴とする金属板用自走式検査方法。 It is a self-propelled inspection method for metal plates that inspects the presence or absence of defects existing on the surface or inside of the metal plate by self-propelling the self-propelled inspection device for metal plates on the metal plate based on the information from the position measuring means. hand,
A self-propelled inspection device for metal plates is configured by equipping a trolley that drives at least two wheels that can rotate forward and reverse by a drive unit with a flaw detection head equipped with an ultrasonic flaw detector that inspects the metal plate. ,
In the position information obtained by the position measuring means, the time delay in the communication time of the information is measured, and the position information of the self-propelled inspection device for a metal plate in consideration of the time delay and the inspection point given separately. A self-propelled inspection method for a metal plate, characterized in that a deviation from a target position is calculated and the self-propelled inspection device for a metal plate is autonomously traveled to a predetermined target position based on the deviation.
前記検査装置の位置の測定を行う位置測定手段と
を有し、
前記位置測定手段により測定された位置情報に基づいて前記検査装置を自走させて金属板の測定を行うことを特徴とする検査システム。 The self-propelled inspection device for a metal plate according to any one of claims 1 to 5, which runs on the metal plate and inspects the presence or absence of defects existing on the surface or inside of the metal plate.
It has a position measuring means for measuring the position of the inspection device.
An inspection system characterized in that the inspection device is self-propelled to measure a metal plate based on the position information measured by the position measuring means.
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|---|---|---|---|---|
| US20030089183A1 (en) * | 2001-11-13 | 2003-05-15 | Jacobsen Robert A. | Apparatus and method for non-destructive inspection of large structures |
| JP2014089173A (en) * | 2012-10-05 | 2014-05-15 | Jfe Steel Corp | Self-propelled inspection apparatus for metal plate and inspection method |
| JP2015194491A (en) * | 2014-03-24 | 2015-11-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Self-traveling inspection device for metal plate, self-traveling inspection method for metal plate and inspection system |
| JP2018107568A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 日本電気株式会社 | Remote control device, remote control system, remote control method, and remote control program |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030089183A1 (en) * | 2001-11-13 | 2003-05-15 | Jacobsen Robert A. | Apparatus and method for non-destructive inspection of large structures |
| JP2014089173A (en) * | 2012-10-05 | 2014-05-15 | Jfe Steel Corp | Self-propelled inspection apparatus for metal plate and inspection method |
| JP2015194491A (en) * | 2014-03-24 | 2015-11-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Self-traveling inspection device for metal plate, self-traveling inspection method for metal plate and inspection system |
| JP2018107568A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 日本電気株式会社 | Remote control device, remote control system, remote control method, and remote control program |
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