JP4380941B2

JP4380941B2 - 検査装置

Info

Publication number: JP4380941B2
Application number: JP2001171210A
Authority: JP
Inventors: 隆三清水; 誠一穴澤; 英志岩佐
Original assignee: Toshiba Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Current assignee: Toshiba Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: JP2002365268A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺中空の被検査物の非破壊検査や形状測定、あるいは人が近付けない放射線測定、温度測定等を行う検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大形の長尺中空の被検査物を例えば超音波探傷の透過試験により非破壊検査する検査装置においては、被検査物を挟んで配設される一対の相反する検査ヘッドの正確な位置決めを必要とするため、被検査物の一方の開口端より被検査物を挟むようにロッドの先端に取付けられたＵ字形の支持部材を挿入し、このＵ字形の支持部材の両端に検査ヘッドを対向させて固定し、この支持部材を被検査物の一方の開口端側から被検査物の長手方向に片持ち支持させた状態で一体的に移動するようにしていた。
【０００３】
この場合、検査ヘッドの位置決めを行うに際しては、被検査物の周囲に足場を組んで基準位置からの寸法を測定し、内外の検査ヘッドの位置を決めている。
【０００４】
特に被検査物が数ｍ以上の長尺ものであったり、数トンもある重量被検査物であったりする場合には片持の検査ヘッドには限界があり、当然足場等を組んでの検査となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の検査装置においては、基準位置からの寸法を測定して被検査物内外の検査ヘッドの位置決めを行うようにしているため、その段取りに多大な時間がかかるばかりでなく検査員に対して多くの負担がかり、数mm以下の正確な位置決めを繰返し行うことが困難である。
【０００６】
また、被検査物が数ｍ以上の長尺ものの任意位置での検査を行う場合には、上記Ｕ字形の支持部材に検査ヘッドを固定する片持ち構成では支持部材自体に撓みが生じるため、正確な検査を行うことができない。
【０００７】
さらに、数トンもある重量被検査物を検査場所まで移動させる場合、内側に検査ヘッド等の干渉物があると、被検査物を損傷する恐れがあり、また足場等を組んでの検査は落下等の危険もある。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解消すべくなされたもので、被検査物の検査を迅速、且つ安全に行うことができ、しかも作業効率を向上させることができる検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような構成とするものである。
【００１０】
請求項１に対応する発明は、長尺中空状の被検査物の内側を挿通させて配設された内側ガイドレールと、前記被検査物の外側に前記内側ガイドレールと平行に配設された外側ガイドレールと、前記被検査物の長手方向の一端部側に設けられ前記内側ガイドレールを長手方向の退避位置に移動可能に支持する第１の支持機構と、前記被検査物の長手方向の他端部側に設けられ検査時には前記内側ガイドレールを支持し、且つ検査前には前記被検査物の長手方向と直交する方向の退避位置に移動可能な第２の支持機構と、前記内側ガイドレール及び外側ガイドレールに沿って移動可能に且つ前記被検査物を挟んで相対して向い合うようにそれぞれ設けられた検査ヘッドと、これらの検査ヘッドに駆動源からの動力を伝達して前記被検査物の長手方向に同期させて移動する駆動伝達機構と、前記被検査物を転動可能に支持し、且つ前記検査ヘッドの移動と同期して回転させる回転機構とを備えたものである。
【００１１】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明の検査装置において、前記被検査物を挟んで相対して向い合うように設けられる検査ヘッドは、前記内側ガイドレール及び外側ガイドレールに沿って移動可能に設けられた内側移動体及び外側移動体に被検査物に対して退避移動可能に取付けたものである。
【００１２】
請求項３に対応する発明は、請求項１又は請求項２に対応する発明の検査装置において、前記検査ヘッドから得られるデータを処理してその結果を判定するデータ処理機能を有し、且つ前記内側ガイドレールの移動及び前記駆動伝達機構並びに前記回転機構を制御する制御手段を備えたものである。
【００１３】
請求項４に対応する発明は、請求項３に対応する発明の検査装置において、制御手段に具備する記憶装置に被検査物の形状情報と周囲形状情報を予め記憶させ、この記憶情報に基づいて前記内側及び外側ガイドレール、前記第１及び第２の支持機構、検査ヘッド及び回転機構を搭載した検査装置本体を制御するようにしたものである。
【００１４】
請求項５に対応する発明は、請求項１又は請求項２に対応する発明の検査装置において、前記内側及び外側ガイドレール、前記第１及び第２の支持機構、検査ヘッド及び回転機構を搭載した検査装置本体を被検査物に対する位置及び平行度を調整する調整機構を備えたものである。
【００１５】
請求項６に対応する発明は、請求項１又は請求項２に対応する発明の検査装置において、内側及び外側ガイドレールに沿って移動する相対する検査ヘッドとして、検査目的の異なる複数の検査ヘッドをそれぞれ設けて複数の検査を同時に処理可能にしたものである。
【００１６】
従って、このような構成の検査装置にあっては、被検査物の内側に設置されるレールやサポート等の障害物を退避させることが可能となるので、被検査物を検査位置に容易に設置することができる。
【００１７】
また、検査を行う場合にはレールやサポート等を退避位置から所定の位置に移動し、その後被検査物と検査ヘッドとの相対位置を微調整し、設定が完了したら制御手段により回転機構と検査ヘッドの駆動機構を強調動作させることにより、被検査物全体を確実に、迅速且つ安全に検査することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は本発明による検査装置を超音波透過法に適用した場合の実施の形態の構成例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、図２は同実施の形態を後方端部側から見た拡大図である。
【００２０】
図１及び図２において、１は前後に方向転換機構を具備した４つの走行タイヤ２を有する移動式車両で、この移動式車両１上には例えば直径が数ｍ、長さが５ｍ以上、厚さが数十mmからなる中空円筒状の被検査物３が受台４を介して搭載されている。この場合、移動式車両１上の受台４の前後にそれぞれ４個ずつ設けられた計８個の支えローラ５により被検査物３を円周方向に回動可能に支持し、且つ被検査物３の例えば後方端部に設けられた回転機構６により被検査物３を回転駆動可能にしている。
【００２１】
上記回転機構６は被検査物３の端部下側に接するように配置された２個の外側ローラ７と、この外側ローラ７に被検査物２の中心に向って相対する位置に被検査物を挟むように設置された２個の内側ローラ８とを備え、その一方の内側ローラ８は図示しない駆動モータにより所定のピッチで回転駆動され、この駆動モータの動力を一方の内側ローラから他方の内側ローラにスプロケット９及びチェーン１０を介して伝達可能な構成としてある。
【００２２】
また、１１は移動式車両１の一側方に近接させて配設されるキャスタ１２を備えた外側ベースで、この外側ベース１１は被検査物３の長手方向に沿って所定高さの段部が形成され、且つその一方端側に幅広の設置スペースを形成してこの部分に超音波エコー処理コンピュータ１３ａ及び超音波探傷器１３ｂを備えた制御盤１３が設置されている。この制御盤３は装置全体の動作を制御し、且つ安全を確保するためのインターロック機能を有している。
【００２３】
さらに、１５は外側ベース１１の長手方向の一端部に固定されたサポート、１６は外側ベース１１の長手方向の他端部に設置された内側レールサポートで、この内側レールサポート１６は設置ベース上に敷設された軌道に沿って被検査物３の長手方向と直交する方向に移動可能になっている。
【００２４】
一方、１７は被検査物２内を挿通し、且つ一端がサポート１５に被検査物３の長手方向に移動可能に支持され、先端が内側レールサポート１６に有するガイド穴に挿入される内側ガイドレールで、この内側ガイドレール１７は図３に示すようにボックス構造をしており、上部、側面及び下面に直動ガイドレール１８がそれぞれ長手方向にボルトにて固定され、片端は側面及び下面の直動レールガイドブロック１９を介して内側レールサポート１６にて支えられると共に、長手方向にスライド可能となっている。
【００２５】
また、内側ガイドレール１７上には内側移動テーブル２２が上部及び側面の直動レールガイドブロック１９で支えられ、且つＸ軸駆動モータ２０によりサポート１５と内側レールサポート１６との間を往復移動可能に連結したタイミングベルト２１を介して長手方向に移動可能に支持されている。
【００２６】
この場合、タイミングベルト２１は内側ガイドレール１７上部及び内部を通る移動経路となる。
【００２７】
また、２３は外側ベース１２の被検査物３の長手方向に沿って形成された所定高さの段部に内側ガイドレール１７と平行に配設された外側ガイドレールで、この外側ガイドレール２３は内側ガイドレール１７と同様に２本の直動レールガイドが長手方向にボルトにて固定されている。
【００２８】
この直動レールガイド上には外側移動テーブル２４がガイドブロックで支えられ、且つ内側移動テーブル２２と相対する位置にタイミングベルト２５を介して長手方向に移動可能に支持されている。このタイミングベルト２５は内側ガイドレール１７のＸ軸駆動モータ２１より動力が伝達される。
【００２９】
ここで、上記内側移動テーブル２２及び外側移動テーブル２４は、被検査物３に検査ヘッドとしてそれぞれ２個並設してなる送受信用の超音波探触子ヘッド２６とこの超音波探触子ヘッド２５を被検査物３に対して退避動作可能なエアシリンダ２７とを備えている。
【００３０】
なお、外側ベース１１をその手前の設置床にアンカーにて固定された固定ベース１４に調整ネジ２８により連結することにより、被検査物３に対する外側ベース１１の設置位置の微調整が可能になっている。
【００３１】
次に上記のように構成された検査装置の作用を図４により説明する。
【００３２】
まず、被検査物３を検査位置に設置可能なように、装置本体の内側ガイドレール１７と内側レールサポート１６とを図４（ａ）に示すようにそれぞれ矢印方向に退避させておく。また、内側レール１７及び外側レール２３に沿って同期移動する内側移動テーブル２２と外側移動テーブル２４に備えられた送受信用の超音波探触子ヘッド２６はエアシリンダ２７により被検査物３から径方向に離れた退避位置に退避させてある。
【００３３】
次に被検査物３を搭載した移動式車両１を図４（ｂ）に示すように牽引車２９にて検査装置近くまで移動させ、ある程度接近させた位置に停止させる。
【００３４】
この状態で内側レールサポート１７を図４（ｃ）に示すように被検査物３の長手方向と直交する方向に移動させて位置決めした後、内側ガイドレール１７を被検査物３内を挿通するように移動させ、その先端を図４（ｄ）に示すように内側レールサポート１６に有するガイド穴に挿入して固定する。
【００３５】
その後、送受信探傷ヘッドを同期駆動するため、サポート１５側に設けられているクラッチ３０にて外側と内側の探触子ヘッドの動力伝達部を連結させる。
【００３６】
また、被検査物３と探触子ヘッドとの相対位置を正確に決めるため、固定ベース１４上に設けられた左右２個の調整ネジ２８により内側ガイドレール１７と外側ガイドレール２３とが平行になるように微調整する。
【００３７】
さらに、内側移動テーブル２２と外側移動テーブル２４に備えられた送受信用の超音波探触子ヘッド２６を被検査物３に相対して所定の距離に移動させる。
【００３８】
このようにして被検査物３と検査装置の位置設定が終了後、制御盤１３からの制御により被被検査物３の非破壊検査が次のようにして行われる。
【００３９】
制御盤１３にて、被検査物３の回転機構６を動作させると同時にＸ軸駆動モータにより内側移動テーブル２２と外側移動テーブル２４とを同期させて移動制御する。この場合、被検査物３が回転機構６により所定のピッチで一回転する毎に内側移動テーブル２２と外側移動テーブル２４とが一ステップずつ被検査物３の長手方向に直進移動する。
【００４０】
このような動作を繰返すことにより、被検査物３を挟むように相対して設けられた超音波送受信探触子２６より被検査物３に対して超音波エコーを送受信し、このとき採取された超音波エコーデータを制御盤１３の超音波探傷器１３ｂに取込み、探傷結果を確認すると同時に、超音波エコー処理コンピュータ１３ａにて画像処理することで、被検査物３の全面あるいは部分探傷結果の判定処理が行われる。
【００４１】
このように本実施の形態によれば、長尺中空の被検査物の被破壊検査を確実に迅速且つ安全に行うことができる。また、測定データの処理やその結果についても、制御盤１３の処理コンピュータ１３ａにて直ぐに結果が判定されるため、問題があった場合には適切な対処を即座に取ることが可能となる。
【００４２】
上記実施の形態では超音波透過法に適用して被検査物の欠陥を検出する場合について述べたが、相対する検査ヘッドの正確な位置決めが必要な被検査物の形状測定、あるいは人が近付けない環境下での放射線測定や温度測定についても前述同様の構成にて適用することができる。
【００４３】
この場合、内側移動テーブル２２と外側移動テーブル２４に備えられる検査ヘッドを着脱可能な構成として、寸法検査ヘッド、Ｘ線装置とフィルムあるいは温度測定用ヘッドと取替えることにより、種々の検査が可能である。
【００４４】
また、内側移動テーブル２２と外側移動テーブル２４に検査目的の異なる複数の検査ヘッドを備えて、これら複数の検査ヘッドにより各々の検査を同時に行って、これらの検査情報を制御盤に取込んで処理することもできる。
【００４５】
また、中空円筒状の被検査物を検査する場合について述べたが、制御盤１３内の記憶装置に被検査物の形状情報と検査範囲情報を予め記憶させておき、この記憶情報に基づいて前述した検査装置を駆動制御することにより、被検査物の自動検証も可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、被検査物の検査を迅速、且つ安全に行うことができ、しかも作業効率を向上させることができる検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による検査装置を超音波透過法に適用した場合の実施の形態の構成例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図２】同実施の形態を後方端部側から見た拡大図。
【図３】同実施の形態における内側レールサポートに支持された内側ガイドレールと内側移動テーブルの関係を詳細に示す斜視図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は同実施の形態において、検査装置の設定手順をそれぞれ示す説明図。
【符号の説明】
１……移動式車両
３……被検査物
６……回転機構
１１……外側ベース
１３……制御盤
１４……固定ベース
１５……サポート
１６……内側レールサポート
１７……内側レールガイド
２０……駆動モータ
２１……タイミングベルト
２２……内側移動テーブル
２３……外側ガイドレール
２４……外側移動テーブル
２５……タイミングベルト
２６……超音波探触子ヘッド
２７……エアシリンダ
２８……調整ネジ

Claims

長尺中空状の被検査物の内側を挿通させて配設された内側ガイドレールと、前記被検査物の外側に前記内側ガイドレールと平行に配設された外側ガイドレールと、前記被検査物の長手方向の一端部側に設けられ前記内側ガイドレールを長手方向の退避位置に移動可能に支持する第１の支持機構と、前記被検査物の長手方向の他端部側に設けられ検査時には前記内側ガイドレールを支持し、且つ検査前には前記被検査物の長手方向と直交する方向の退避位置に移動可能な第２の支持機構と、前記内側ガイドレール及び外側ガイドレールに沿って移動可能に且つ前記被検査物を挟んで相対して向い合うようにそれぞれ設けられた検査ヘッドと、これらの検査ヘッドに駆動源からの動力を伝達して前記被検査物の長手方向に同期させて移動する駆動伝達機構と、前記被検査物を転動可能に支持し、且つ前記検査ヘッドの移動と同期して回転させる回転機構とを備えたことを特徴とする検査装置。
長尺中空状の被検査物の内側を挿通させて配設された内側ガイドレールと、前記被検査物の外側に前記内側ガイドレールと平行に配設された外側ガイドレールと、前記被検査物の長手方向の一端部側に設けられ前記内側ガイドレールを長手方向の退避位置に移動可能に支持する第１の支持機構と、前記被検査物の長手方向の他端部側に設けられ検査時には前記内側ガイドレールを支持し、且つ検査前には前記被検査物の長手方向と直交する方向の退避位置に移動可能な第２の支持機構と、前記内側ガイドレール及び外側ガイドレールに沿って移動可能に設けられた内側移動体及び外側移動体と、これら両移動体に前記被検査物を挟んで相対して向い合うように設けられ且つ被検査物に対して退避移動可能な検査ヘッドと、前記検査ヘッドを内側移動体及び外側移動体に駆動源からの動力をそれぞれ同期させて伝達して前記被検査物の長手方向に移動させる駆動伝達機構と、前記被検査物を転動可能に支持し、且つ前記検査ヘッドの移動と同期して回転させる回転機構とを備えたことを特徴とする検査装置。
請求項１又は請求項２記載の検査装置において、前記検査ヘッドから得られるデータを処理してその結果を判定するデータ処理機能を有し、且つ前記内側ガイドレールの移動及び前記駆動伝達機構並びに前記回転機構を制御する制御手段を備えたことを特徴とする検査装置。
請求項３記載の検査装置において、制御手段に具備する記憶装置に被検査物の形状情報と周囲形状情報を予め記憶させ、この記憶情報に基づいて前記内側及び外側ガイドレール、前記第１及び第２の支持機構、検査ヘッド及び回転機構を搭載した検査装置本体を制御することを特徴とする検査装置。
請求項１又は請求項２記載の検査装置において、前記内側及び外側ガイドレール、前記第１及び第２の支持機構、検査ヘッド及び回転機構を搭載した検査装置本体を被検査物に対する位置及び平行度を調整する調整機構を備えたことを特徴とする検査装置。
請求項１又は請求項２記載の検査装置において、内側及び外側ガイドレールに沿って移動する相対する検査ヘッドとして、検査目的の異なる複数の検査ヘッドをそれぞれ設けて複数の検査を同時に処理可能にしたことを特徴とする検査装置。