JP5105090B2 - 鋳造内部欠陥検査支援装置及び方法 - Google Patents
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Description
前記加熱処理は、熱を加えることで鋳造品(以下、適宜、ワークともいう。)の内部欠陥を膨脹させる加熱処理であり、適宜、ブリスタともいう。また、ブリスタ実施の際の加熱処理温度を以下、適宜、ブリスタ温度という。
このため、三次元形状モデルを、位置合わせするようにした前記従来技術では、鋳巣の体積変化(増加)が、ブリスタに伴うものなのか、あるいは位置ずれに起因するものなのかを区別できず、鋳造品の内部欠陥(鋳巣)の種類の判別精度が低く、改善が求められているというのが実情であった。
一方、鋳造品は、ブリスタ温度、形状によって変形量が部位毎に異なり、これに伴い、鋳造品に対する三次元形状モデルひいては鋳巣モデルも部位毎にブリスタ温度、形状によって変形量が異なる。
このため、変形量が大きい場合、対象となる鋳巣モデルが予め設定された計算対象範囲K0内に入らず、位置合わせを行えなくなる(計算が収束しない)場合が起こり得る。
ことを特徴とする。
本発明によれば、変形量が部分的に異なっても鋳造品の全体にわたって鋳巣の種類の判別を確実に行なうことができる。
本発明は、次の(1)〜(6)項の態様で構成される。(1)、(4)項の態様が夫々請求項1、2に相当している。
ことを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援装置。
(3) (1)又は(2)項に記載の鋳造内部欠陥検査支援装置において、前記予め定められる所定部位は、前記加熱処理前鋳巣モデルの中心であることを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援装置。
ことを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援方法。
(6)(4)又は(5)項に記載の鋳造内部欠陥検査支援方法において、前記予め定められる所定部位は、前記加熱処理前鋳巣モデルの中心であることを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援方法。
ディスプレイ装置3は、検査支援装置1からの入力データの表示を行う。入力装置4は、検査支援装置1に対する指示、設定などの各種データの入力を検査支援装置1に対して行う。本実施形態では、鋳造品30としては、V6シリンダブロックを採用している。
検査支援装置1は、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの汎用コンピュータシステムに、三次元形状モデル取得手段5、三次元形状モデル位置合わせ手段6、変形量算出手段7、計算対象範囲設定手段8、ベストフィット処理手段11、鋳巣体積変化率算出手段12、判別尺度計算手段13、鋳巣種類判別手段14などの処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現することができる。前記メモリ15は、前記プログラムを予め格納していると共に、検査支援装置1に備えられている前記各手段の作業エリアとして用いられるようになっている。
ブリスタ前、後三次元形状モデル32M,32Aは、同等座標軸(本実施形態ではX、Y、Z軸の直交座標軸)で表示され形状及び位置が把握され得るようになっている。
三次元形状モデル位置合わせ手段6は、ブリスタ前、後三次元形状モデル32M,32A(三次元形状モデル32)について、ブリスタ前、後三次元形状モデル32M,32Aの中心〔予め定められる同等部位〕を基準にして位置合わせする。
例えば、鋳造品30の一部(後述する部分対応鋳造品第1部分30paを例にする。)と、他の部分(後述する部分対応三次元形状モデル第2部分32pbを例にする。)とを例にすると、部分対応鋳造品第1、第2部分30pa,32pbの夫々に対応する鋳巣モデル34は、図3(B)、(C)に示すように、ブリスタ前においてはブリスタ前鋳巣モデル34Mであったものがブリスタ後にはブリスタ後鋳巣モデル34Aとなるように移動(変形)する。
部分対応三次元形状モデル32pの変形前、後(ブリスタ前、後)のモデルを、以下、適宜、部分対応ブリスタ前、後三次元形状モデル32pM,32pAという。
これに対して、部分対応鋳造品第1部分30paと異なる他の部分(部分対応鋳造品第2部分という。)30pbひいては三次元形状モデル32における部分対応鋳造品第2部分30pbに対応する部分(部分対応三次元形状モデル第2部分という。)32pbは、その変形量が、部分対応三次元形状モデル第1部分32paに比して大きい(本実施形態では、2.0mm)。
この実施形態では、図5(A)、(B)及び(D)に示すように、変形量が2.0mmであると算出された部分対応三次元形状モデル第2部分32pbを例にすると、当該部分32pbの計算対象範囲Kの半径を、「変形量(2.0mm)+使用ソフト調整分(0.1mm)」〔=2.1mm〕として算出している。前記使用ソフト調整分(0.1mm)は、ベストフィット処理を実行するソフトウェアが変形量算出手段7が用いるソフトウェアと異なることを考慮し、その調整分(±0.1mm)として設定される数値である。
そして、上述したように算出された計算対象範囲Kが、計算対象範囲設定手段8により設定され、設定された計算対象範囲Kがベストフィット処理手段11によるベストフィット処理に用いられる。
判別対象とされる鋳巣モデル34が複数ある場合、上述したのと異なる他の判別対象とされる鋳巣モデル34についても上述したのと同様にして、ベストフィット処理を行う。この場合、他の判別対象とされる鋳巣モデル34が上記と異なる部分対応三次元形状モデル32pに含まれているときには、当該異なる部分対応三次元形状モデル32pの計算対象範囲Kを用いてベストフィット処理を行う。
この鋳造内部欠陥検査支援装置1では、まず、X線CTスキャナ2による検査対象の鋳造品(ブリスタ前、後の鋳造品)に対して所定間隔でX線の走査によりCT断層画像を得る(ステップS1)。ステップS1で得たこのCT断層画像が三次元形状モデル取得手段5に入力され、三次元形状モデル取得手段5が、X線CTスキャナ2から入力される断層画像群から、ブリスタ前、後の鋳造品の三次元形状モデル(3Dモデル)〔ブリスタ前、後三次元形状モデル32M,32A〕を形成する(ステップS2。三次元形状モデル取得工程)。
ステップS3に続いて、変形量算出手段7が、鋳造品30の各部分(部分対応鋳造品30p)ひいては部分対応三次元形状モデル32p毎に、当該部分対応三次元形状モデル32p(部分対応ブリスタ前、後三次元形状モデル32pM,32pA)の変形量を算出する(ステップS4。変形量算出工程)。
ステップS6の処理の後、鋳巣体積変化率算出手段12による鋳巣モデル34毎のブリスタ後鋳巣モデル34Aの体積比の算出、判別尺度計算手段13による閾値(判別尺度)の算出が行われると共に、鋳巣種類判別手段14が、鋳巣体積変化率算出手段12により算出された各鋳巣の体積変化率と、判別尺度計算手段13が求めた閾値(判別尺度)とを比較することにより、鋳巣が、引け巣であるか、又はガス巣であるかの判定を行う(ステップS7)。
例えば、図8(A)に示すように、ブリスタ前第1、第3鋳巣モデル34‐1Mの中心に代えて、ブリスタ前第1鋳巣モデル34‐1Mの外周側の一部34‐1tを「予め定められる所定部位」として計算対象範囲Kを算出するようにしてもよい。この場合にも、図8(B)に示すように、ブリスタ前、後第1鋳巣モデル34‐1M、34‐1Aの位置合わせを精度よく行え、ひいては鋳巣の種類判別の精度向上を図ることができる。
Claims (2)
- 検査対象の鋳造品に施される加熱処理前、後の実測に基づいて該鋳造品に対する三次元形状モデルを、前記加熱処理前、後に対応して加熱処理前、後三次元形状モデルとして得る三次元形状モデル取得手段と、前記加熱処理前、後三次元形状モデルにおける前記鋳造品の鋳巣に対応する加熱処理前、後鋳巣モデルを対象にして予め定められる所定部位を中心として定まる計算対象範囲で行われる鋳巣モデル位置合わせ処理を行う鋳巣モデル位置合わせ処理手段と、該鋳巣モデル位置合わせ処理手段の処理結果に基づいて前記鋳造品の鋳巣の種類を判別する鋳巣種類判別手段と、を備えた鋳造内部欠陥検査支援装置であって、
前記加熱処理前、後三次元形状モデルについて、前記各モデルの予め定められる同等部位を三次元座標の原点に合わせて位置合わせする三次元形状モデル位置合わせ手段と、
前記鋳造品の各部分に対応する前記加熱処理前、後三次元形状モデルの各部分の変形量に相当する部分対応三次元形状モデル変形量を、前記各部分毎に算出する変形量算出手段と、
該変形量算出手段が算出した部分対応三次元形状モデル変形量に基づいて、前記鋳巣モデル位置合わせ処理手段が実行する鋳巣モデル位置合わせ処理で用いる前記計算対象範囲を設定する計算対象範囲設定手段と、
を有した
ことを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援装置。 - 検査対象の鋳造品に施される加熱処理前、後の実測に基づいて該鋳造品に対する三次元形状モデルを、前記加熱処理前、後に対応して加熱処理前、後三次元形状モデルとして得る三次元形状モデル取得工程を有し、前記加熱処理前、後三次元形状モデルにおける前記鋳造品の鋳巣に対応する加熱処理前、後鋳巣モデルを対象にして、予め定められる所定部位を中心として定まる計算対象範囲で行われる位置合わせ処理の結果に基づいて前記鋳造品の鋳巣の種類を判別する鋳造内部欠陥検査支援方法であって、
前記加熱処理前、後三次元形状モデルについて、前記各モデルの予め定められる同等部位を三次元座標の原点に合わせて位置合わせする三次元形状モデル位置合わせ工程と、
前記鋳造品の各部分毎に、前記加熱処理前、後三次元形状モデルの変形量を算出する変形量算出工程と、
前記変形量算出手段が算出した加熱処理前、後三次元形状モデルの変形量に基づいて前記計算対象範囲を設定する計算対象範囲設定工程と、
を備え、
前記加熱処理前、後鋳巣モデルを対象にした前記計算対象範囲での位置合わせ処理は、前記鋳造品の各部分に対応した三次元形状モデルの各部分毎に行うことを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援方法。
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