JP7026478B2 - Work inspection device and work inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、ワークを検査する技術に関する。 The present invention relates to a technique for inspecting a work.
従来、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムなど金属材料を金型で鋳造した鋳造品や、樹脂材料を金型で成形した樹脂成形品などのワークに対して、ワーク内部に形成された内部欠陥を非破壊で検査するための装置が種々提案されている。 Conventionally, for workpieces such as cast products in which metal materials such as aluminum, zinc, and magnesium are cast with a mold, and resin molded products in which a resin material is molded with a mold, internal defects formed inside the work are non-destructive. Various devices for inspection have been proposed.
下記の特許文献1には、鋳造品をX線CT撮影装置で撮影することによって内部欠陥の1つである鋳巣を検査する技術が開示されている。この技術は、鋳造品のCT撮影で得られた3次元CTボリュームデータに対して特定のフィルタ処理を実行することによって、鋳造品の内部に形成された鋳巣をその大きさに関係なく検査可能とするものである。
ところで、鋳造品の内部に発生する鋳巣には、鋳造金型の構造に起因する鋳巣と、実際の鋳造条件の微細な変化などに応じて発生する鋳巣と、が含まれることが知られている。同一の金型で複数の鋳造品を鋳造した場合、鋳造条件の変化に応じて発生する鋳巣が鋳造品の内部にランダムに発生するのに対して、鋳造金型の構造に起因する鋳巣は、鋳造品の内部の概ね共通した領域に集中して発生する。 By the way, it is known that the cavities generated inside the cast product include cavities caused by the structure of the casting die and cavities generated in response to minute changes in actual casting conditions. Has been done. When multiple castings are cast in the same mold, cavities generated in response to changes in casting conditions are randomly generated inside the casting, whereas cavities due to the structure of the casting mold are generated. Are concentrated in a generally common area inside the casting.
そこで、同一の金型で鋳造した複数のサンプルを上記のX線CT撮影装置で撮影し、レントゲン撮影画像による3次元ボリュームデータに含まれる鋳巣をサンプル間で精度良く比較できれば、鋳巣が発生する要因と金型の構造との関連付けを行うことができる。これにより、鋳巣の発生状況を金型の構造に反映させることが可能になり、高価な金型の開発や改良に要するコストが低く抑えられる。 Therefore, if a plurality of samples cast in the same mold are photographed by the above-mentioned X-ray CT imaging device and the cavities included in the three-dimensional volume data obtained by the X-ray image can be accurately compared between the samples, cavities will occur. It is possible to associate the factors to be used with the structure of the mold. This makes it possible to reflect the occurrence of cavities in the structure of the mold, and the cost required for the development and improvement of expensive molds can be kept low.
しかしながら、複数のサンプルの3次元ボリュームデータを人手によって統計的に集計して鋳巣の比較を行う場合には多大な工数を要する。このため、工数を低く抑えるためには、複数のサンプルの3次元ボリュームデータをシステム上で合成することが考えられる。 However, it takes a lot of man-hours to manually aggregate the three-dimensional volume data of a plurality of samples and compare the cavities. Therefore, in order to keep the man-hours low, it is conceivable to combine the three-dimensional volume data of a plurality of samples on the system.
ところが、1つのサンプルあたりの3次元ボリュームデータのデータ容量が大きいため、複数の3次元ボリュームデータをシステム上で合成する処理に時間がかかる。特に、上記の関連付けを確かなものにするためには数多くのサンプルが必要になるため、これらのサンプルの3次元ボリュームデータをシステム上で合成すると膨大な時間を要する。
従って、金型の限られた開発期間や改良期間の中でサンプル間での鋳巣の比較を行うのが難しい。かといって、サンプル数を減らすと今度は上記の関連付けの精度が下がるため、鋳巣の発生状況を金型の構造に反映させるという本来の目的を全うするのが難しい。
また、上述のような不具合は、金属材料を金型で鋳造した鋳造品についてのみならず、樹脂材料を金型で成形した樹脂成形品についても同様に生じ得る。
However, since the data capacity of the three-dimensional volume data per sample is large, it takes time to synthesize a plurality of three-dimensional volume data on the system. In particular, since a large number of samples are required to ensure the above association, it takes an enormous amount of time to synthesize the three-dimensional volume data of these samples on the system.
Therefore, it is difficult to compare the cavities between the samples within the limited development and improvement period of the mold. However, if the number of samples is reduced, the accuracy of the above association will be reduced, and it will be difficult to fulfill the original purpose of reflecting the occurrence of cavities in the structure of the mold.
Further, the above-mentioned defects can occur not only in a cast product obtained by casting a metal material with a mold, but also in a resin molded product obtained by molding a resin material with a mold.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、同一の金型で成形された複数のワークのそれぞれの内部欠陥同士を短時間で比較することができるワーク検査技術を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and is an object of the present invention to provide a work inspection technique capable of comparing internal defects of each of a plurality of works formed by the same mold in a short time. Is.
本発明の一態様は、
同一の金型(M)で成形された複数のワーク(W)を検査するワーク検査装置(1)であって、
上記複数のワークのそれぞれのレントゲン撮影画像(C)を処理する処理装置(20)を備え、
上記処理装置は、
上記レントゲン撮影画像による3次元ボリュームデータ(D1)の中から内部欠陥(B,B1,B2)に関する内部欠陥ボクセルデータ(D2)を抽出するデータ抽出部(23)と、
上記複数のワークのそれぞれについて上記データ抽出部によって抽出された上記内部欠陥ボクセルデータから得られる比較用画像データ(D3)を、上記複数のワークに共通の全体形状を示すワーク本体データ(Dw)に対して上記内部欠陥の元の位置である合成位置(P,P1,P2)に合成するデータ合成部(25)と、
上記データ抽出部によって抽出された上記内部欠陥ボクセルデータに基づいて、上記内部欠陥を構成するボクセル集合体(A,A1,A2)を表わす数値化データ(Dc)からこのボクセル集合体と同一の体積を有する簡易図形(S,S1,S2)の図形ボクセルデータ(Ds,Ds1,Ds2,Ds3)を上記比較用画像データとして作成するデータ作成部(24)と、
を有し、
上記データ合成部は、上記データ作成部によって作成された上記図形ボクセルデータを上記ワーク本体データに対して上記合成位置である上記ボクセル集合体の重心(G)の位置に合成する、ワーク検査装置(1)、
にある。
One aspect of the present invention is
A work inspection device (1 ) that inspects a plurality of workpieces (W) formed by the same mold (M).
A processing device (20 ) for processing each X-ray image (C) of the plurality of workpieces is provided.
The above processing device
A data extraction unit (23) that extracts internal defect voxel data (D2) related to internal defects (B, B1, B2) from the three-dimensional volume data (D1) obtained by the X-ray image.
The comparative image data (D3) obtained from the internal defect voxel data extracted by the data extraction unit for each of the plurality of workpieces is converted into the workpiece body data (Dw) showing the overall shape common to the plurality of workpieces. On the other hand, the data synthesizing unit (25) that synthesizes at the synthesizing position (P, P1, P2) which is the original position of the internal defect,
Based on the internal defect voxel data extracted by the data extraction unit, the same volume as the voxel aggregate from the digitized data (Dc) representing the voxel aggregates (A, A1, A2) constituting the internal defects. A data creation unit (24) that creates voxel data (Ds, Ds1, Ds2, Ds3) of a simple figure (S, S1, S2) having the above as image data for comparison.
Have,
The data synthesizing unit synthesizes the graphic voxel data created by the data synthesizing unit at the position of the center of gravity (G) of the voxel aggregate, which is the synthesizing position, with respect to the work body data. 1 ),
It is in.
また、本発明の別態様は、
同一の金型(M)で成形された複数のワーク(W)を検査するワーク検査方法であって、
上記複数のワークのそれぞれのレントゲン撮影画像(C)による3次元ボリュームデータ(D1)の中から内部欠陥(B,B1,B2)に関する内部欠陥ボクセルデータ(D2)を抽出するデータ抽出ステップ(S106)と、
上記複数のワークのそれぞれについて上記データ抽出ステップによって抽出した上記内部欠陥ボクセルデータから得られる比較用画像データ(D3)を、上記複数のワークに共通の全体形状を示すワーク本体データ(Dw)に対して上記内部欠陥の元の位置である合成位置(P,P1,P2)に合成するデータ合成ステップ(S112)と、
上記データ抽出ステップによって抽出した上記内部欠陥ボクセルデータに基づいて、上記内部欠陥を構成するボクセル集合体(A,A1,A2)を表わす数値化データ(Dc)からこのボクセル集合体と同一の体積を有する簡易図形(S,S1,S2)の図形ボクセルデータ(Ds,Ds1,Ds2,Ds3)を上記比較用画像データとして作成するデータ作成ステップ(S111)と、
を有し、
上記データ合成ステップにおいて、上記データ作成ステップによって作成した上記図形ボクセルデータを上記ワーク本体データに対して上記合成位置である上記ボクセル集合体の重心(G)の位置に合成する、ワーク検査方法、
にある。
Further, another aspect of the present invention is
It is a work inspection method for inspecting a plurality of workpieces (W) formed by the same mold (M).
Data extraction step (S10 6 ) to extract internal defect voxel data (D2) related to internal defects (B, B1, B2) from three-dimensional volume data (D1) obtained by X-ray images (C) of each of the plurality of workpieces. ) And
The comparative image data (D3) obtained from the internal defect voxel data extracted by the data extraction step for each of the plurality of works is applied to the work body data (Dw) showing the overall shape common to the plurality of works. The data synthesis step (S112 ) for synthesizing at the synthesis position (P, P1, P2) which is the original position of the internal defect, and
Based on the internal defect voxel data extracted by the data extraction step, the same volume as this voxel aggregate is obtained from the numerical data (Dc) representing the voxel aggregates (A, A1, A2) constituting the internal defects. A data creation step (S111) for creating voxel data (Ds, Ds1, Ds2, Ds3) of a simple figure (S, S1, S2) having as the above-mentioned comparative image data, and
Have,
In the data synthesis step, a work inspection method for synthesizing the graphic voxel data created by the data creation step at the position of the center of gravity (G) of the voxel aggregate, which is the synthesis position, with respect to the work body data .
It is in.
上記のワーク検査装置またはワーク検査方法において、ワークのレントゲン撮影画像による3次元ボリュームデータから内部欠陥に関する内部欠陥ボクセルデータが抽出される。この内部欠陥ボクセルデータは、ワーク自体の3次元ボリュームデータに比べてデータ容量が小さい。
従って、複数の3次元ボリュームデータを合成する場合に比べると、この内部欠陥ボクセルデータから得られる比較用画像データをワーク本体データに対してシステム上で合成するときの処理負荷を低く抑えることができる。そして、ワーク本体データに対して合成された比較用画像データ同士の比較によって内部欠陥の発生状況を複数のワーク間で比較できる。
この場合、比較用画像データの合成のための処理負荷が低いため、複数のワークのそれぞれのレントゲン撮影画像を取得してからこれらのレントゲン撮影画像に含まれる内部欠陥を比較するまでの一連の処理を短時間で行うことができる。
In the work inspection device or the work inspection method described above, internal defect voxel data relating to internal defects is extracted from the three-dimensional volume data obtained by the X-ray image of the work. The data capacity of this internal defect voxel data is smaller than that of the three-dimensional volume data of the work itself.
Therefore, compared to the case of synthesizing a plurality of three-dimensional volume data, the processing load when synthesizing the comparative image data obtained from the internal defect voxel data with the work body data on the system can be suppressed to a low level. .. Then, the occurrence status of internal defects can be compared among a plurality of works by comparing the comparison image data synthesized with respect to the work body data.
In this case, since the processing load for synthesizing the comparison image data is low, a series of processes from acquiring the X-ray images of each of the plurality of workpieces to comparing the internal defects contained in these X-ray images. Can be done in a short time.
以上のごとく、上記態様によれば、同一の金型で成形された複数のワークのそれぞれの内部欠陥同士を短時間で比較することができるワーク検査技術を提供できる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a work inspection technique capable of comparing the internal defects of each of a plurality of works formed by the same mold in a short time.
The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.
以下、ワーク検査装置及びワーク検査方法に係る実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments relating to the work inspection device and the work inspection method will be described with reference to the drawings.
なお、本明細書の図面では、特に断わらない限り、ワークの左右方向を矢印Xで示し、このワークの奥行方向を矢印Yで示し、このワークの高さ方向を矢印Zで示すものとする。 In the drawings of the present specification, unless otherwise specified, the left-right direction of the work is indicated by an arrow X, the depth direction of the work is indicated by an arrow Y, and the height direction of the work is indicated by an arrow Z.
(実施形態1)
図1に示されるように、実施形態1のワーク検査装置(以下、単に「検査装置」ともいう。)1は、同一の金型で成形された複数のワークWを検査する装置である。本実施形態では、このワークWとして、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、銅などの金属材料からなる鋳造品(ダイカスト)を想定している。このワークWには鋳造時に空間的な欠陥である内部欠陥としての鋳巣Bが発生する。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the work inspection apparatus (hereinafter, also simply referred to as “inspection apparatus”) 1 of the first embodiment is an apparatus for inspecting a plurality of workpieces W formed by the same mold. In the present embodiment, the work W is assumed to be a cast product (die cast) made of a metal material such as aluminum, zinc, magnesium, and copper. A casting cavity B as an internal defect, which is a spatial defect, is generated in the work W during casting.
検査装置1は、CT撮影装置10と、処理装置20と、外部記憶装置30と、表示装置40と、を備えている。
The
CT撮影装置10は、X線を使用してワークWを撮影するためのものである。このCT撮影装置10は、X線発生器11と、X線検出器12と、ワークWを設置するためにX線発生器11とX線検出器12との間に回転軸Lを中心に回転可能に配置された回転ベース13と、を有する。このCT撮影装置10は、「CTスキャン装置」とも称呼される。
The
X線発生器11は、既知の機器でありその構造についての説明は省略するが、電圧により加速した電子を金属に打ち込むことによってX線を発生させるように構成されている。X線検出器12は、X線を検出する機能を有するものであり、本実施形態ではX線2次元カメラによって構成されている。このX線2次元カメラは、撮影素子としてCMOSやアモルファスなどを用いたフラットパネルディテクタ(FPD)である。このX線検出器12は、イーサーネット(LAN)またはカメラリンクなどの接続手段(図示省略)を介して処理装置20に電気的に且つ常時に接続されている。
The
ワークWのCT撮影において、X線検出器12で発生したX線は、回転ベース13上に設置されたワークWの中をエネルギー吸収されながら透過した後にX線検出器12に到達する。そして、このときの透過画像がX線検出器12によって検出される。回転ベース13を回転させながらCT撮影を行うことによって、1つのワークWについて複数枚の2次元のレントゲン撮影画像Cが得られる。これら複数枚のレントゲン撮影画像Cは、撮影された順番でX線検出器12から上記の接続手段を介して処理装置20の記憶部21へ連続的に伝送される。このレントゲン撮影画像Cを、「レントゲン透視画像」或いは「レントゲン透視写真」ということもできる。
In the CT imaging of the work W, the X-rays generated by the
図2に示されるように、回転ベース13には位置決め治具14が取付けられるのが好ましい。この位置決め治具14は、同一の金型Mで成形された複数のワークWのそれぞれを共通基準位置Qに位置決め可能に構成されている。この目的のために、位置決め治具14は、回転ベース13の固定される固定脚15と、この固定脚15の上方に配置される板状の保持板16と、備え、保持板16の前面には、ワークWを下方から支持するための2つの突出部17と、ワークWに対して共通基準位置Qで係合する2つの突出部18が設けられている。
As shown in FIG. 2, it is preferable that the
この位置決め治具14によれば、例えば同一の金型Mで成形された第1番目のワークW1から第n番目のワークWnまでのワークWを順次切替えてCT撮影するとき、各ワークWを保持板16に対して共通基準位置Qに簡単に位置決めしてセットできる。
According to the
ここで、位置決め治具14の保持板16は、垂直方向に対して鋭角θで傾斜するように構成されるのが好ましい。本構成によれば、保持板16にセットされたワークWは、その重量によって保持板16の前面に向けて付勢されることになり、保持板16に安定的に保持される。
Here, it is preferable that the holding
また、位置決め治具14は、回転ベース13に着脱可能に構成され、且つワークWの種類毎に準備されるのが好ましい。この場合、位置決め治具14を必要に応じて取り替えることによって、ワークWを種類毎に切替えてCT撮影するときに、各ワークWの位置決め作業を簡単に行うことができる。
Further, it is preferable that the
なお、複数のワークWの位置決めのために上記の位置決め治具14を用いる代わりに、処理装置20側の処理において複数枚のレントゲン撮影画像Cに共通の絶対座標を指定するようにしてもよい。
Instead of using the
図1に戻り説明すると、処理装置20は、複数のワークWのそれぞれのレントゲン撮影画像Cを処理する機能を有するパーソナルコンピューター(以下、「PC」という。)を用いて構成されている。
Returning to FIG. 1, the
この処理装置20は、その機能を実現するために、記憶部21と、再構成演算部22と、データ抽出部23と、データ作成部24と、データ合成部25と、重なり判別部26と、色相設定部27と、を備えている。この処理装置20を構成するこれらの要素については、必要に応じて複数の要素を1つの要素に統合したり、1つの要素を複数の要素に分割したりすることもできる。
In order to realize the function, the
記憶部21は、CT撮影装置10のX線検出器12から伝送された複数枚のレントゲン撮影画像Cを一時的に記憶する機能を有する。この記憶部21は、PCのマザーボード上のメモリによって構成されている。なお、処理装置20には、記憶部21と同様の機能を有する外部記憶装置30が取付けられている。この外部記憶装置30は、記憶部21よりも大容量のハードディスクドライブ(HDD)及びソリッドステートドライブ(SSD)の少なくとも一方によって構成されている。
The
再構成演算部22は、CPU或いはGPU(画像ボード)とCT再構成ソフトとを使用して、複数枚のレントゲン撮影画像Cを3次元ボリュームデータD1に再構成する再構成演算を実行するように構成されている。
The
データ抽出部23は、再構成演算部22によって再構成演算された3次元ボリュームデータD1の中から、内部欠陥ボクセルデータである、鋳巣Bに関する鋳巣ボクセルデータD2を抽出する機能を有する。
The
ここで、3次元ボリュームデータD1は、複数枚のレントゲン撮影画像Cを再構成演算することによって作成される。即ち、この3次元ボリュームデータD1は、再構成演算によって直接的に作成される3次元CTボリュームデータである。各ワークWについてこの3次元ボリュームデータD1が得られる。この3次元ボリュームデータD1は、3次元空間をさいの目に細かく区切ったボクセル(最小の立方体(正規格子))の集合体であるボクセル集合体で表わされ、3次元空間内の画像の密度分布を3次元データ配列で表現したものである。具体的には、ボクセルごとにX線の吸収量を蓄えたデータが得られ、各ボクセルに対して1つの画素値(X線の吸収量を示す値)が与えられる。 Here, the three-dimensional volume data D1 is created by performing a reconstruction operation on a plurality of X-ray images C. That is, the three-dimensional volume data D1 is the three-dimensional CT volume data directly created by the reconstruction operation. This three-dimensional volume data D1 is obtained for each work W. This three-dimensional volume data D1 is represented by a voxel aggregate that is an aggregate of voxels (minimum cubes (normal lattice)) that divide the three-dimensional space into diced pieces, and displays the density distribution of images in the three-dimensional space. It is represented by a three-dimensional data array. Specifically, data in which the amount of X-ray absorption is stored for each voxel is obtained, and one pixel value (value indicating the amount of X-ray absorption) is given to each voxel.
データ作成部24は、データ抽出部23によって抽出された鋳巣ボクセルデータD2に基づいて、鋳巣Bを構成するボクセル集合体Aを表わす数値化データDcを求め、この数値化データDcからボクセル集合体Aと同一の体積を有する簡易図形としての球体Sの図形ボクセルデータDsを比較用画像データD3として作成する機能を有する。
The
本実施形態において、数値化データDcは、球体Sの位置と大きさを特定するための数値によって構成される。具体的な数値化データDcとして、3次元ボリュームデータD1のうち鋳巣Bを構成するボクセル集合体Aの重心Gの3次元座標とこのボクセル集合体Aの体積とのそれぞれの数値が挙げられる。この場合、ボクセル集合体Aの重心Gのxyz座標の値と、ボクセル集合体Aの体積値を使用できる。なお、ボクセル集合体Aの体積値を、この体積値から求められる球体Sの直径値で表わすこともできる。 In the present embodiment, the quantified data Dc is composed of numerical values for specifying the position and size of the sphere S. Specific numerical data Dc includes the three-dimensional coordinates of the center of gravity G of the voxel aggregate A constituting the cavities B and the respective numerical values of the volume of the voxel aggregate A in the three-dimensional volume data D1. In this case, the value of the xyz coordinate of the center of gravity G of the voxel aggregate A and the volume value of the voxel aggregate A can be used. The volume value of the voxel aggregate A can also be expressed by the diameter value of the sphere S obtained from this volume value.
このデータ作成部24によれば、数値化データDcを用いることによって鋳巣Bが球体Sの図形ボクセルデータDsとして再ボクセル化される。このときの処理を「再ボクセル化」或いは「逆ボクセル化」ということもできる。
According to the
なお、簡易図形である球体Sに代えて、立方体などのような角柱体、円錐体、楕円体をはじめ、他の簡易的な3次元図形を用い、これらの図形の図形ボクセルデータDsを作成するようにしてもよい。要するに、形状が複雑な鋳巣B(ボクセル集合体A)に比べて形状が簡単な簡易図形であれば足りる。 In addition, instead of the sphere S which is a simple figure, other simple three-dimensional figures such as a prism such as a cube, a cone, and an ellipsoid are used to create figure boxel data Ds of these figures. You may do so. In short, a simple figure having a simpler shape than the cavities B (voxel aggregate A) having a complicated shape is sufficient.
データ合成部25は、複数のワークWのそれぞれについてデータ抽出部23によって抽出された鋳巣ボクセルデータD2から得られる図形ボクセルデータDs(比較用画像データD3)を、ワーク本体データDwに対して鋳巣Bの元の位置である合成位置P、即ちボクセル集合体Aの重心Gの位置に合成する機能を有する。
The
ここで、ワーク本体データDwは、複数のワークWのいずれか1つの3次元ボリュームデータD1の中から鋳巣Bに相当する3次元ボリュームデータを除いたものである。
なお、これに代えて、ワークWの全体形状を示すCADデータをワーク本体データDwとして使用することもできる。
Here, the work body data Dw is obtained by removing the three-dimensional volume data corresponding to the cavities B from the three-dimensional volume data D1 of any one of the plurality of works W.
Instead of this, CAD data indicating the overall shape of the work W can be used as the work body data Dw.
重なり判別部26は、データ合成部25によってワーク本体データDwに対して合成された図形ボクセルデータDsの複数が互いに重なる重なり度合いを判別する機能を有する。そして、色相設定部27は、この重なり判別部26によって判別された重なり度合いに応じて予め設定された色相で図形ボクセルデータDsを表示装置40に表示させる機能を有する。
The
表示装置40は、処理装置20によるデータや画像の処理で生じる情報を表示可能なPCディスプレイ(モニター)として構成されており、接続手段(図示省略)を介して処理装置20に電気的に接続されている。
The
次に、上記構成の検査装置1を使用した検査方法について図3~図11を参照しつつ説明する。
Next, an inspection method using the
図3のフローチャートに示されるように、同一の金型Mで成形された複数のワークWを検査するワーク検査方法は、ステップS101からステップS114までの処理を順次実行することによって達成される。なお、必要に応じてこのフローチャートに別のステップが追加されてもよいし、或いはこのフローチャートの1つのステップが複数のステップに分割されてもよい。 As shown in the flowchart of FIG. 3, a work inspection method for inspecting a plurality of workpieces W formed by the same mold M is achieved by sequentially executing the processes from step S101 to step S114. If necessary, another step may be added to this flowchart, or one step of this flowchart may be divided into a plurality of steps.
ステップS101は、1つのワークWをCT撮影装置10の回転ベース13に対してセットするステップである。このステップS101では、ワークWの位置決めを容易に行うために、上記の位置決め治具14(図2を参照)を使用するのが好ましい。このステップS101によれば、CT撮影装置10を作動させる前の準備が実行される。
Step S101 is a step of setting one work W with respect to the
ステップS102は、ステップS101に次いで、CT撮影装置10を作動させてワークWをCT撮影するステップである。このステップS102では、X線発生器11及びX線検出器12を作動させた状態で回転軸Lを中心に回転ベース13を回転駆動する。このステップS102によれば、ワークWの実際のCT撮影が実施されて、このワークWの複数枚のレントゲン撮影画像Cが得られる。
Following step S101, step S102 is a step of operating the
ステップS103は、ステップS102で得られた、ワークWの複数枚のレントゲン撮影画像Cを記憶するステップである。このステップS103によれば、複数枚のレントゲン撮影画像CがCT撮影装置10から処理装置20の記憶部21に伝送されて一時的に記憶される。このステップS103では、複数枚のレントゲン撮影画像Cが、記憶部21に代えて或いは加えて、外部記憶装置30に記憶されてもよい。
Step S103 is a step of storing a plurality of X-ray images C of the work W obtained in step S102. According to this step S103, a plurality of X-ray images C are transmitted from the
ステップS104は、複数枚のレントゲン撮影画像Cを3次元ボリュームデータD1に再構成するステップである。このステップS104では、記憶部21に一時的に記憶されている複数枚のレントゲン撮影画像Cを読み出して、これら複数枚のレントゲン撮影画像Cを再構成演算部22のCT再構成ソフトによって3次元ボリュームデータD1に再構成する。このステップS104が全てのワークWについて実行される。
Step S104 is a step of reconstructing a plurality of X-ray images C into three-dimensional volume data D1. In this step S104, a plurality of radiographed images C temporarily stored in the
例えば、図4に示されるように、第1番目のワークW1について複数枚のレントゲン撮影画像C1が3次元ボリュームデータD1に再構成され、第n番目のワークWnについて複数枚のレントゲン撮影画像Cnが3次元ボリュームデータD1に再構成される。 For example, as shown in FIG. 4, a plurality of radiographed images C1 for the first work W1 are reconstructed into three-dimensional volume data D1, and a plurality of radiographed images Cn for the nth work Wn are generated. It is reconstructed into the three-dimensional volume data D1.
ステップS105は、ステップS104で再構成した3次元ボリュームデータD1を表示装置40に表示するステップである。このステップS105によれば、ユーザは表示装置40において各ワークWを立体として観察することができ、或いは各ワークWの断面を観察することができる。
Step S105 is a step of displaying the three-dimensional volume data D1 reconstructed in step S104 on the
ここで、図5に示されるように、3次元ボリュームデータD1は、内部空間を構成するボクセルaの集合体A(「ボイド」ともいう。)によって構成されている。各ボクセルaの輝度値を閾値に基づいて区分することによって、3次元ボリュームデータD1の中の複数の鋳巣Bを選別できる。 Here, as shown in FIG. 5, the three-dimensional volume data D1 is composed of an aggregate A (also referred to as “void”) of voxels a constituting the internal space. By classifying the brightness value of each voxel a based on the threshold value, a plurality of cavities B in the three-dimensional volume data D1 can be selected.
ステップS106は、各ワークWのレントゲン撮影画像Cによる3次元ボリュームデータD1の中から、鋳巣Bに関する鋳巣ボクセルデータD2を抽出するデータ抽出ステップである。このステップS106は、データ抽出部23によって全てのワークWの鋳巣Bについて実行される。
Step S106 is a data extraction step of extracting the cavities voxel data D2 relating to the cavities B from the three-dimensional volume data D1 obtained by the X-ray image C of each work W. This step S106 is executed by the
例えば、図5に示されるように、鋳巣Bの1つである第1の鋳巣B1は、ワークWの位置P1に形成されており、且つボクセル集合体Aの1つであるボクセル集合体A1によって構成されている。同様に、鋳巣Bの1つである第2の鋳巣B2は、ワークWの位置P2に形成されており、且つボクセル集合体Aの1つであるボクセル集合体A2によって構成されている。
従って、このステップS106によれば、これらのボクセル集合体A1,A2が、3次元ボリュームデータD1の中から鋳巣ボクセルデータD2として抽出される。
For example, as shown in FIG. 5, the first cavity B1, which is one of the cavities B, is formed at the position P1 of the work W, and is a voxel aggregate which is one of the voxel aggregates A. It is composed of A1. Similarly, the second cavities B2, which is one of the cavities B, is formed at the position P2 of the work W, and is composed of the voxel aggregate A2, which is one of the voxel aggregates A.
Therefore, according to this step S106, these voxel aggregates A1 and A2 are extracted as the cavity voxel data D2 from the three-dimensional volume data D1.
ステップS107は、ステップS106によって抽出した鋳巣ボクセルデータD2を数値化するステップである。具体的には、ボクセル集合体Aを表わす数値化データDcを求める。このステップS107は、データ作成部24によって全てのワークWの鋳巣Bについて実行される。
Step S107 is a step of digitizing the cavity voxel data D2 extracted by step S106. Specifically, the digitized data Dc representing the voxel aggregate A is obtained. This step S107 is executed by the
例えば、図4及び図6に示されるように、鋳巣B1についてはこの鋳巣B1を構成するボクセル集合体A1の重心Gの3次元座標(x1,y1,z1)とこのボクセル集合体A1の体積V1とのそれぞれの数値を、ボクセル集合体A1を表わす数値化データDcとしている。この場合、ボクセル集合体A1の体積は、このボクセル集合体A1を構成するボクセルaの数から導出される。 For example, as shown in FIGS. 4 and 6, for the cavities B1, the three-dimensional coordinates (x1, y1, z1) of the center of gravity G of the voxel aggregate A1 constituting the cavities B1 and the voxel aggregate A1 Each numerical value with the volume V1 is used as the numerical data Dc representing the voxel aggregate A1. In this case, the volume of the voxel aggregate A1 is derived from the number of voxels a constituting the voxel aggregate A1.
同様に、図4及び図7に示されるように、鋳巣B2についてはこの鋳巣B2を構成するボクセル集合体A2の重心Gの3次元座標(x2,y2,z2)とこのボクセル集合体A2の体積V2とのそれぞれの数値を、ボクセル集合体A2を表わす数値化データDcとしている。この場合、ボクセル集合体A2の体積は、このボクセル集合体A2を構成するボクセルaの数から導出される。 Similarly, as shown in FIGS. 4 and 7, for the cavities B2, the three-dimensional coordinates (x2, y2, z2) of the center of gravity G of the voxel aggregate A2 constituting the cavities B2 and the voxel aggregate A2. Each numerical value with the volume V2 of is used as the numerical data Dc representing the voxel aggregate A2. In this case, the volume of the voxel aggregate A2 is derived from the number of voxels a constituting the voxel aggregate A2.
上記の数値化データDcは、そのデータ容量がワークWの3次元ボリュームデータD1のデータ容量を大幅に下回る。例えば、3次元ボリュームデータD1のデータ容量が数ギガバイトであるのに対して、数値化データDcのデータ容量が数キロバイトになる。 The data capacity of the above-mentioned digitized data Dc is significantly smaller than the data capacity of the three-dimensional volume data D1 of the work W. For example, the data capacity of the three-dimensional volume data D1 is several gigabytes, whereas the data capacity of the digitized data Dc is several kilobytes.
ステップS108は、ステップS107によって求めた数値化データDcを記憶部21に一時的に記憶させるステップである。
Step S108 is a step of temporarily storing the digitized data Dc obtained in step S107 in the
ステップS109は、ワークWの検査数nが所定数kに達したか否かを判定する。このS109では、検査数nが所定数kに達した場合(ステップS109の「Yes」の場合)にはステップS110にすすみ、そうでない場合(ステップS109の「No」の場合)にはステップS101に戻る。なお、ワークWの鋳巣Bの比較精度を高めるために、このときの所定数kを少なくとも30程度にするのが好ましい。 Step S109 determines whether or not the inspection number n of the work W has reached a predetermined number k. In this S109, if the number of inspections n reaches a predetermined number k (in the case of “Yes” in step S109), the process proceeds to step S110, and if not (in the case of “No” in step S109), the process proceeds to step S101. return. In addition, in order to improve the comparison accuracy of the cavities B of the work W, it is preferable that the predetermined number k at this time is at least about 30.
ステップS110は、記憶部21から数値化データDcを読み出すステップである。
Step S110 is a step of reading the digitized data Dc from the
ステップS111は、ステップ110によって読み出した数値化データDcに基づいて、ボクセル集合体Aと同一の体積を有する球体Sの図形ボクセルデータDsを比較用画像データD3として作成するデータ作成ステップである。この図形ボクセルデータDsは、球形Sの3次元ボリュームデータ、即ちボクセル集合体である。これにより、鋳巣Bが再ボクセル化されて、球体Sの図形ボクセルデータDsが作り出される。このステップS111を、「再ボクセル化ステップ」或いは「逆ボクセル化ステップ」ということもできる。このステップS111は、データ作成部24によって全てのワークWの鋳巣Bについて実行される。
Step S111 is a data creation step of creating graphic voxel data Ds of a sphere S having the same volume as the voxel aggregate A as comparative image data D3 based on the digitized data Dc read out in step 110. The graphic voxel data Ds are three-dimensional volume data of the sphere S, that is, a voxel aggregate. As a result, the cavities B are re-voxelized, and the graphic voxel data Ds of the sphere S are created. This step S111 can also be referred to as a "re-voxelization step" or a "reverse voxelization step". This step S111 is executed by the
例えば、図4及び図8に示されるように、鋳巣B1については、ボクセル集合体A1と同一の体積を有する球体S1の図形ボクセルデータDs1を比較用画像データD3として作成する。同様に、図4及び図9に示されるように、鋳巣B2については、ボクセル集合体A2と同一の体積を有する球体S2の図形ボクセルデータDs2を比較用画像データD3として作成する。 For example, as shown in FIGS. 4 and 8, for the cavities B1, the graphic voxel data Ds1 of the sphere S1 having the same volume as the voxel aggregate A1 is created as the comparative image data D3. Similarly, as shown in FIGS. 4 and 9, for the cavities B2, the graphic voxel data Ds2 of the sphere S2 having the same volume as the voxel aggregate A2 is created as the comparative image data D3.
ステップS112は、ステップS111によって作成した図形ボクセルデータDsを、複数のワークWに共通の全体形状を示すワーク本体データDwに対して鋳巣Bの元の位置である合成位置Pに合成(「積算」ともいう。)するデータ合成ステップである。このステップS112は、データ合成部25によって全てのワークWの鋳巣Bについて実行される。
In step S112, the graphic voxel data Ds created in step S111 are combined with the work body data Dw showing the overall shape common to the plurality of work W at the composite position P which is the original position of the cavities B (“integration”). It is also a data synthesis step. This step S112 is executed by the
例えば、図4及び図10に示されるように、第1の鋳巣B1については、ボクセル集合体A1に対応した球体S1の図形ボクセルデータDs1を、ワーク本体データDwのうちこの鋳巣B1の元の位置である合成位置P1(図5参照)に合成する。この合成位置P1は、ボクセル集合体A1の重心Gの位置である。 For example, as shown in FIGS. 4 and 10, for the first cavities B1, the graphic voxel data Ds1 of the sphere S1 corresponding to the voxel aggregate A1 is used as the source of the cavities B1 in the work body data Dw. It is synthesized at the synthesis position P1 (see FIG. 5) which is the position of. This composite position P1 is the position of the center of gravity G of the voxel aggregate A1.
同様に、第2の鋳巣B2については、ボクセル集合体A2に対応した球体S2の図形ボクセルデータDs2を、ワーク本体データDwのうちこの鋳巣B2の元の位置である合成位置P2(図5参照)に合成する。この合成位置P2は、ボクセル集合体A2の重心Gの位置である。 Similarly, for the second cavities B2, the graphic voxel data Ds2 of the sphere S2 corresponding to the voxel aggregate A2 is used as the composite position P2 (FIG. 5) which is the original position of the cavities B2 in the work body data Dw. See). This composite position P2 is the position of the center of gravity G of the voxel aggregate A2.
なお、ワーク本体データDwに対して図形ボクセルデータDsが合成された状態を表示装置40であるPCディスプレイに表示するのが好ましい。この場合、これらワーク本体データDw及び図形ボクセルデータDsがともに3次元ボリュームデータであるため、ユーザはワークWの断面観察を行うことができる。
It is preferable to display the state in which the graphic voxel data Ds are combined with the work main body data Dw on the PC display which is the
ステップS113は、ステップS112によってワーク本体データDwに対して合成した図形ボクセルデータDsの複数が互いに重なる重なり度合いを判別する重なり判別ステップである。このステップS113は、重なり判別部26によって全てのワークWの鋳巣Bについて実行される。
Step S113 is an overlap determination step for determining the degree of overlap of a plurality of graphic voxel data Ds synthesized with respect to the work body data Dw in step S112. This step S113 is executed by the
このステップS113によれば、複数のワークWについての図形ボクセルデータDsの重なり度合いを判別できる。本実施形態では、ワーク本体データDwのボクセルaに対して重なっている各図形ボクセルデータDsのボクセルaの重なり数(以下、「ボクセル重なり数」という。)を重なり度合いとして判別する。この重なり数の関する情報は、記憶部21に記憶される。
According to this step S113, the degree of overlap of the graphic voxel data Ds for the plurality of work W can be determined. In the present embodiment, the number of overlaps of voxels a of each graphic voxel data Ds that overlaps with the voxels a of the work body data Dw (hereinafter, referred to as “voxel overlap number”) is determined as the degree of overlap. Information related to this overlapping number is stored in the
ステップS114は、図形ボクセルデータDsをステップS113によって判別した重なり度合いに応じて予め設定された色相で表示装置40に表示させる色相設定ステップである。このステップS114は、色相設定部27によって全てのワークWの鋳巣Bについて実行される。
Step S114 is a hue setting step of displaying the graphic voxel data Ds on the
このステップS114では、例えばワーク本体データDwを黒色や白色などのベース色で表示する一方で、各図形ボクセルデータDsにおいてボクセル重なり数が相対的に多いボクセルaを、ボクセル重なり数が相対的に少ないボクセルよりも目立ち易い色で表示する。このステップS114によれば、ユーザは各ワークWにおける鋳巣Bの発生状況と、全てのワークWにおける鋳巣Bの発生確率を視認できる。 In this step S114, for example, the work body data Dw is displayed in a base color such as black or white, while the voxel a having a relatively large number of voxel overlaps in each figure voxel data Ds has a relatively small number of voxel overlaps. Display in a color that is more noticeable than voxels. According to this step S114, the user can visually recognize the occurrence status of the cavities B in each work W and the occurrence probability of the cavities B in all the works W.
ここで、図形ボクセルデータDsのボクセル重なり数の表示態様の一例について図11を参照しつつ説明する。 Here, an example of a display mode of the number of voxel overlaps of the graphic voxel data Ds will be described with reference to FIG.
図11に示される例では、ワーク本体データDwのみと重なる1つの図形ボクセルデータDs1と、ワーク本体データDwと重なり且つ互いに重なる2つの図形ボクセルデータDs2と、ワーク本体データDwと重なり且つ互いに重なる3つの図形ボクセルデータDs3と、が示されている。この場合、第1領域R1に属するボクセルaのボクセル重なり数は「1」であり、第2領域R2に属するボクセルaのボクセル重なり数は「2」であり、第3領域R3に属するボクセルaのボクセル重なり数は「3」である。 In the example shown in FIG. 11, one graphic voxel data Ds1 that overlaps only with the work body data Dw, two graphic voxel data Ds2 that overlap with the work body data Dw and overlap with each other, and 3 that overlap with the work body data Dw and overlap with each other. Two figure voxel data Ds3 and are shown. In this case, the number of voxel overlaps of the voxel a belonging to the first region R1 is "1", the number of voxel overlaps of the voxel a belonging to the second region R2 is "2", and the number of voxel overlaps of the voxel a belonging to the third region R3 is "1". The number of voxel overlaps is "3".
従って、1つの表示形態では、第2領域R2のボクセルaを第1領域R1のボクセルaよりも目立ち易い色相で表示し、且つ第3領域R3のボクセルaを第2領域R2のボクセルaよりも目立ち易い色相で表示することができる。このとき、各領域の間でボクセルaの色相を連続的に変化させてもよいし、或いは各領域の間でボクセルaの色相を段階的に変化させてもよい。 Therefore, in one display mode, the voxel a in the second region R2 is displayed in a hue more conspicuous than the voxel a in the first region R1, and the voxel a in the third region R3 is displayed in a hue more conspicuous than the voxel a in the second region R2. It can be displayed in a conspicuous hue. At this time, the hue of voxel a may be continuously changed between the regions, or the hue of voxel a may be changed stepwise between the regions.
例えば、ワークWの数が30である場合、ボクセル重なり数は1から30までの数値に成り得る。そこで、表示装置40であるPCディスプレイに表示される色相がR(赤)、G(緑)、B(青)の組み合わせで成り立ちRGBそれぞれが8ビット(256階調)の情報を持つ場合、RGBそれぞれの階調を適宜に設定して互いに組み合わせることによって、ボクセル重なり数が1から30までの間でのボクセルaの色相を連続的に或いは段階的に変化させることができる。
For example, when the number of work W is 30, the number of voxel overlaps can be a numerical value from 1 to 30. Therefore, when the hue displayed on the PC display of the
なお、上述のような、ボクセル重なり数に応じてボクセルaを色分けする表示形態に代えて、ボクセルaの重なり密度や重なり面積など、ボクセル重なり数以外のパラメータに応じてボクセルaを色分けする表示形態や、図形ボクセルデータDsの重なり数に応じてこの図形ボクセルデータDsを色分けする表示形態を採用することもできる。 In addition, instead of the display form in which the voxels a are color-coded according to the number of voxel overlaps as described above, the display form in which the voxels a are color-coded according to parameters other than the number of voxel overlaps such as the overlap density and the overlap area of the voxels a. Alternatively, a display form in which the figure voxel data Ds are color-coded according to the number of overlaps of the figure voxel data Ds can be adopted.
また、表示装置40に表示された図形ボクセルデータDsがマウス等の選択手段で選択されたとき、その選択位置におけるボクセルaのボクセル重なり数が表示装置40に数値表示されるように構成するのが好ましい。これにより、ユーザは、ボクセルaのボクセル重なり数を色相の相違によって定性的に把握できるのに加えて、数値によっても定量的に把握することができる。
Further, when the graphic voxel data Ds displayed on the
次に、上記の実施形態1の作用効果について説明する。 Next, the operation and effect of the above-mentioned first embodiment will be described.
実施形態1によれば、各ワークWのレントゲン撮影画像Cによる3次元ボリュームデータD1から鋳巣Bに関する鋳巣ボクセルデータD2が抽出される。更に、この鋳巣ボクセルデータD2を数値化した数値化データDcを用いて図形ボクセルデータDsが作成される。このときの数値化データDcは、ワークW自体の3次元ボリュームデータD1に比べてデータ容量が小さい。例えば、データ容量が数ギガバイトである3次元ボリュームデータD1に対して、数値化データDcのデータ容量が数キロバイトに抑えられる。
従って、複数の3次元ボリュームデータD1を合成する場合に比べると、この数値化データDcから得られる図形ボクセルデータDsをワーク本体データDwに対してシステム上で合成するときの処理負荷を低く抑えることができる。そして、ワーク本体データDwに対して合成された図形ボクセルデータDs同士の比較によって鋳巣Bの発生状況を複数のワークW間で比較できる。
この場合、図形ボクセルデータDsの合成のための処理負荷が低いため、複数のワークWのそれぞれのレントゲン撮影画像Cを取得してからこれらのレントゲン撮影画像Cに含まれる鋳巣Bを比較するまでの一連の処理を短時間で行うことができる。
According to the first embodiment, the cavities voxel data D2 relating to the cavities B is extracted from the three-dimensional volume data D1 obtained by the X-ray image C of each work W. Further, the graphic voxel data Ds is created by using the quantified data Dc obtained by quantifying the cavities voxel data D2. The digitized data Dc at this time has a smaller data capacity than the three-dimensional volume data D1 of the work W itself. For example, the data capacity of the digitized data Dc can be suppressed to several kilobytes with respect to the three-dimensional volume data D1 having a data capacity of several gigabytes.
Therefore, compared to the case of synthesizing a plurality of three-dimensional volume data D1, the processing load when synthesizing the graphic voxel data Ds obtained from this digitized data Dc with respect to the work body data Dw on the system can be suppressed to a low level. Can be done. Then, the generation state of the cavities B can be compared among the plurality of works W by comparing the graphic voxel data Ds synthesized with respect to the work body data Dw.
In this case, since the processing load for synthesizing the graphic voxel data Ds is low, from the acquisition of the X-ray images C of each of the plurality of works W to the comparison of the cavities B contained in these X-ray images C. A series of processes can be performed in a short time.
以上のごとく、実施形態1によれば、同一の金型Mで成形された複数のワークWのそれぞれの鋳巣B同士を短時間で比較することが可能になる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to compare the cavities B of the plurality of workpieces W formed by the same mold M in a short time.
また、実施形態1によれば、ワーク本体データDwに対して合成された図形ボクセルデータDsの複数が互いに重なる重なり度合い(ボクセル重なり数)を判別することによって、鋳巣Bの発生確率を把握できる。特に、図形ボクセルデータDsをボクセル重なり数に応じて予め設定された色相で表示装置40に表示させることによって、ユーザは複数のワークW間で鋳巣Bが集中して発生している箇所を視認できる。
Further, according to the first embodiment, the probability of occurrence of the cavities B can be grasped by determining the degree of overlap (the number of voxel overlaps) in which a plurality of graphic voxel data Ds synthesized with respect to the work body data Dw overlap each other. .. In particular, by displaying the graphic voxel data Ds on the
これにより、ユーザは、複数のワークWの内部の概ね共通した領域に集中して発生している鋳巣Bを金型Mの構造に起因するものであると判定でき、この鋳巣Bが発生する要因と金型Mの構造との関連付けを行うことができる。一方で、この鋳巣Bを、実際の鋳造条件の微細な変化などに応じてランダムに発生する内部欠陥と区別できる。その結果、鋳巣Bの発生状況を金型Mの構造に反映させることが可能になり、高価な金型Mの開発や改良に要するコストを低く抑えることができる。 As a result, the user can determine that the cavities B that are concentrated in a substantially common area inside the plurality of workpieces W are caused by the structure of the mold M, and the cavities B are generated. Factors can be associated with the structure of the mold M. On the other hand, this casting cavity B can be distinguished from internal defects that randomly occur in response to minute changes in actual casting conditions. As a result, it becomes possible to reflect the generation state of the cast cavity B in the structure of the mold M, and the cost required for the development and improvement of the expensive mold M can be kept low.
また、実施形態1によれば、ワーク本体データDwとして、複数のワークWのいずれか1つの3次元ボリュームデータD1を使用することによって、ワーク本体データDwに図形ボクセルデータDsが合成された状態でワークWの断面観察が可能になる。 Further, according to the first embodiment, by using the three-dimensional volume data D1 of any one of the plurality of work Ws as the work body data Dw, the graphic voxel data Ds is synthesized with the work body data Dw. It is possible to observe the cross section of the work W.
以下、上記の実施形態1に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態1の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明は省略する。 Hereinafter, other embodiments related to the above-described first embodiment will be described with reference to the drawings. In other embodiments, the same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description of the same elements will be omitted.
(参考形態1)
図12に示されるように、参考形態1のワーク検査装置101は、処理装置120の構成についてのみ実施形態1のワーク検査装置1と相違している。
( Reference form 1 )
As shown in FIG. 12, the
処理装置120は、記憶部21と、再構成演算部22と、データ抽出部23と、データ合成部25と、重なり判別部26と、色相設定部27と、を備えている。即ち、この処理装置120は、実施形態1の処理装置20のデータ作成部24に相当する要素を備えていない。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
The
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
図13に示されるように、参考形態1のワーク検査装置101を使用した検査方法は、ステップS201からステップS212までの処理を順次実行することによって達成される。なお、必要に応じてこのフローチャートに別のステップが追加されてもよいし、或いはこのフローチャートの1つのステップが複数のステップに分割されてもよい。
As shown in FIG. 13, the inspection method using the
ここで、ステップS201からステップS206までの処理及びステップS208の処理は、実施形態1のステップS101からステップS106までの処理及びステップS108の処理(図3を参照)と同じである。従って、以下では、それ以外のステップの処理についてのみ説明する。 Here, the processing from step S201 to step S206 and the processing of step S208 are the same as the processing from step S101 to step S106 and the processing of step S108 (see FIG. 3) of the first embodiment. Therefore, in the following, only the processing of the other steps will be described.
ステップS207は、ステップS206によって抽出した鋳巣ボクセルデータD2を記憶部21に一時的に記憶させるステップである。この場合、鋳巣ボクセルデータD2は、ボクセル集合体Aを構成する全てのボクセルaの3次元座標として記憶される。
Step S207 is a step of temporarily storing the cavities voxel data D2 extracted by step S206 in the
ステップS209は、記憶部21から鋳巣ボクセルデータD2を読み出すステップである。
Step S209 is a step of reading the cavities voxel data D2 from the
ステップS210は、ステップS209によって読み出した鋳巣ボクセルデータD2を、ワーク本体データDwに対して鋳巣Bの元の位置である合成位置Pに合成するデータ合成ステップである。この場合、鋳巣ボクセルデータD2自体が比較用画像データD3となる。このステップS210は、データ合成部25によって全てのワークWの鋳巣Bについて実行される。
Step S210 is a data synthesis step of synthesizing the cavities voxel data D2 read in step S209 at the synthesis position P, which is the original position of the cavities B, with respect to the work body data Dw. In this case, the cast cavity voxel data D2 itself becomes the comparison image data D3. This step S210 is executed by the
ステップS211は、ステップS210によってワーク本体データDwに対して合成した鋳巣ボクセルデータD2の複数が互いに重なる重なり度合い(ボクセルaの重なり数)を判別する重なり判別ステップである。このステップS211は、重なり判別部26によって全てのワークWの鋳巣Bについて実行される。
Step S211 is an overlap determination step for determining the degree of overlap (the number of overlaps of voxels a) in which a plurality of cavities voxel data D2 synthesized with respect to the work body data Dw in step S210 overlap each other. This step S211 is executed by the
ステップS212は、鋳巣ボクセルデータD2をステップS210によって判別した重なり度合いに応じて予め設定された色相で表示装置40に表示させる色相設定ステップである。このステップS212は、色相設定部27によって全てのワークWの鋳巣Bについて実行される。
Step S212 is a hue setting step for displaying the cast cavity voxel data D2 on the
参考形態1によれば、鋳巣ボクセルデータD2(鋳巣Bのボクセル集合体A)がその形状のままでワーク本体データDwに対して合成されるため、表示装置40において合成後の鋳巣Bを精度良く表示させることができる。これにより、ユーザは、実施形態1のような簡易的な球形ではなく、現実の鋳巣Bの形状での観察が可能になる。
According to the
また、ワーク本体データDwに対して合成される鋳巣ボクセルデータD2のデータ容量は、実施形態1における数値化データDcよりも大きいが、鋳巣Bの体積が相当に小さいため、ワークWの3次元ボリュームデータD1のデータ容量に対しては依然としてこのデータ容量を大幅に下回る。
このため、鋳巣ボクセルデータD2の合成のための処理負荷が低く、複数のワークWのそれぞれのレントゲン撮影画像Cを取得してからこれらのレントゲン撮影画像Cに含まれる鋳巣Bを比較するまでの一連の処理を短時間で行うことができる。
Further, the data capacity of the cavities voxel data D2 synthesized with respect to the work body data Dw is larger than the digitized data Dc in the first embodiment, but the volume of the cavities B is considerably small, so that the work W 3 The data capacity of the three-dimensional volume data D1 is still significantly lower than this data capacity.
Therefore, the processing load for synthesizing the cavities voxel data D2 is low, and from the acquisition of the X-ray images C of each of the plurality of works W to the comparison of the cavities B contained in these X-ray images C. A series of processes can be performed in a short time.
また、実施形態1のデータ作成部24、ステップS107のような数値化ステップ、及びステップS111のようなデータ作成ステップをともに省略することができる。
Further, the
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。 Other than that, it has the same effect as that of the first embodiment.
本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。 The present invention is not limited to the above-mentioned typical embodiments, and various applications and modifications can be considered as long as the object of the present invention is not deviated. For example, the following embodiments to which the above embodiments are applied can also be implemented.
上記の実施形態では、処理装置20が再構成演算部22と重なり判別部26と色相設定部27の3つの要素を少なくとも備える場合について例示したが、これに代えて、これら3つの要素の全てが省略された構成(以下、「第1の構成」という。)や、再構成演算部22のみが省略された構成(以下、「第2の構成」という。)や、色相設定部27のみが省略された構成(以下、「第3の構成」という。)や、重なり判別部26及び色相設定部27の両方が省略された構成(以下、「第4の構成」という。)を採用することもできる。
In the above embodiment, the case where the
例えば、第1の構成の場合には、各ワークWの3次元ボリュームデータD1を記憶部21に予め記憶させ、データ抽出部23によって3次元ボリュームデータD1を記憶部21から読み出してこの3次元ボリュームデータD1の中から鋳巣ボクセルデータD2を抽出すればよい。また、ワーク本体データDwに対して比較用画像データD3が合成された状態を表示装置40に表示させることによって、ユーザは複数のワークWのそれぞれの鋳巣B同士を比較できる。
For example, in the case of the first configuration, the three-dimensional volume data D1 of each work W is stored in the
また、第2の構成の場合には、各ワークWの3次元ボリュームデータD1を記憶部21に予め記憶させ、データ抽出部23によって3次元ボリュームデータD1を記憶部21から読み出してこの3次元ボリュームデータD1の中から鋳巣ボクセルデータD2を抽出すればよい。
Further, in the case of the second configuration, the three-dimensional volume data D1 of each work W is stored in the
また、第3の構成の場合には、重なり判別部26によって判別された、比較用画像データD3の重なり度合いを色分けすることなく、その重なり度合いを示す数値情報を記憶部21に記憶させることができる。
Further, in the case of the third configuration, the
また、第4の構成の場合には、ワーク本体データDwに対して比較用画像データD3が合成された状態を表示装置40に表示させることによって、ユーザは複数のワークWのそれぞれの鋳巣B同士を比較できる。
Further, in the case of the fourth configuration, by displaying the state in which the comparison image data D3 is combined with the work main body data Dw on the
上記の実施形態では、ワークWをCT撮影装置10で撮影しながら処理装置20において画像処理を行う場合について例示したが、これに代えて、処理装置20における画像処理を、ワークWをCT撮影装置10で撮影する操作とは別のタイミングで実行することもできる。
In the above embodiment, the case where the image processing is performed by the
上記の実施形態では、CT撮影装置10のX線検出器12が処理装置20に常時に接続される場合について例示したが、これに代えて、CT撮影装置10及び処理装置20を互いに分離させた状態で使用することもできる。
In the above embodiment, the case where the
上記の実施形態では、ワークWの内部の鋳巣を鋳巣Bとして検査する場合について例示したが、鋳巣以外に割れなどの空間的な鋳巣Bを検査することもできる。 In the above embodiment, the case where the cavities inside the work W are inspected as the cavities B is illustrated, but it is also possible to inspect the spatial cavities B such as cracks in addition to the cavities.
上記の実施形態では、X線を使用してワークWのレントゲン撮影画像を得る場合について例示したが、これに代えて、ガンマ線などのようなX線以外の放射線を使用してワークWのレントゲン撮影画像を得るようにしてもよい。 In the above embodiment, the case where the X-ray is used to obtain the X-ray image of the work W has been illustrated, but instead, the work W is X-rayed using radiation other than X-rays such as gamma rays. You may try to get an image.
上記の実施形態では、金属材料から同一の金型Mで鋳造された複数の鋳造品(ダイカスト)を検査する場合について例示したが、この検査技術を、樹脂材料から同一の金型で成形された複数の樹脂成形品を検査する技術に適用することもできる。 In the above embodiment, the case of inspecting a plurality of cast products (die casts) cast from a metal material with the same mold M has been illustrated, but this inspection technique was molded from a resin material with the same mold. It can also be applied to a technique for inspecting a plurality of resin molded products.
1,101 ワーク検査装置(検査装置)
10 CT撮影装置
11 X線発生器
12 X線検出器
13 回転ベース
14 位置決め治具
20,120 処理装置
22 再構成演算部
23 データ抽出部
24 データ作成部
25 データ合成部
26 重なり判別部
27 色相設定部
40 表示装置
a ボクセル
A,A1,A2 ボクセル集合体
B,B1,B2 鋳巣(内部欠陥)
C レントゲン撮影画像
D1 3次元ボリュームデータ
D2 鋳巣ボクセルデータ(内部欠陥ボクセルデータ)
D3 比較用画像データ
Dc 数値化データ
Ds,Ds1,Ds2,Ds3 図形ボクセルデータ(比較用画像データ)
Dw ワーク本体データ
G 重心
M 金型
P,P1,P2 合成位置
Q 共通基準位置
S,S1,S2 球体(簡易図形)
W,W1,Wn ワーク
S106,S206 データ抽出ステップ
S111 データ作成ステップ
S112,S210 データ合成ステップ
S113,S211 重なり判別ステップ
S114,S212 色相設定ステップ
1,101 Work inspection equipment (inspection equipment)
10
C X-ray image D1 3D volume data D2 Voxel data of cavities (internal defect voxel data)
D3 Comparison image data Dc quantified data Ds, Ds1, Ds2, Ds3 Graphic voxel data (comparison image data)
Dw Work body data G Center of gravity M Mold P, P1, P2 Composite position Q Common reference position S, S1, S2 Sphere (simple figure)
W, W1, Wn Work S106, S206 Data extraction step S111 Data creation step S112, S210 Data synthesis step S113, S211 Overlap discrimination step S114, S212 Hue setting step
Claims (9)
上記複数のワークのそれぞれのレントゲン撮影画像(C)を処理する処理装置(20)を備え、
上記処理装置は、
上記レントゲン撮影画像による3次元ボリュームデータ(D1)の中から内部欠陥(B,B1,B2)に関する内部欠陥ボクセルデータ(D2)を抽出するデータ抽出部(23)と、
上記複数のワークのそれぞれについて上記データ抽出部によって抽出された上記内部欠陥ボクセルデータから得られる比較用画像データ(D3)を、上記複数のワークに共通の全体形状を示すワーク本体データ(Dw)に対して上記内部欠陥の元の位置である合成位置(P,P1,P2)に合成するデータ合成部(25)と、
上記データ抽出部によって抽出された上記内部欠陥ボクセルデータに基づいて、上記内部欠陥を構成するボクセル集合体(A,A1,A2)を表わす数値化データ(Dc)からこのボクセル集合体と同一の体積を有する簡易図形(S,S1,S2)の図形ボクセルデータ(Ds,Ds1,Ds2,Ds3)を上記比較用画像データとして作成するデータ作成部(24)と、
を有し、
上記データ合成部は、上記データ作成部によって作成された上記図形ボクセルデータを上記ワーク本体データに対して上記合成位置である上記ボクセル集合体の重心(G)の位置に合成する、ワーク検査装置(1)。 A work inspection device (1 ) that inspects a plurality of workpieces (W) formed by the same mold (M).
A processing device (20 ) for processing each X-ray image (C) of the plurality of workpieces is provided.
The above processing device
A data extraction unit (23) that extracts internal defect voxel data (D2) related to internal defects (B, B1, B2) from the three-dimensional volume data (D1) obtained by the X-ray image.
The comparative image data (D3) obtained from the internal defect voxel data extracted by the data extraction unit for each of the plurality of workpieces is converted into the workpiece body data (Dw) showing the overall shape common to the plurality of workpieces. On the other hand, the data synthesizing unit (25) that synthesizes at the synthesizing position (P, P1, P2) which is the original position of the internal defect,
Based on the internal defect voxel data extracted by the data extraction unit, the same volume as the voxel aggregate from the digitized data (Dc) representing the voxel aggregates (A, A1, A2) constituting the internal defects. A data creation unit (24) that creates voxel data (Ds, Ds1, Ds2, Ds3) of a simple figure (S, S1, S2) having the above as image data for comparison.
Have,
The data synthesizing unit synthesizes the graphic voxel data created by the data synthesizing unit at the position of the center of gravity (G) of the voxel aggregate, which is the synthesizing position, with respect to the work body data. 1 ) .
上記CT撮影装置は、X線発生器(11)と、X線検出器(12)と、上記X線発生器と上記X線検出器との間に回転可能に配置された回転ベース(13)と、を有し、上記回転ベースには上記複数のワークのそれぞれを共通基準位置(Q)に位置決め可能な位置決め治具(14)が取付けられている、請求項1~5のいずれか一項に記載のワーク検査装置。 A CT imaging device (10) for obtaining the above-mentioned X-ray image is provided.
The CT imaging device is a rotation base (13) rotatably arranged between the X-ray generator (11), the X-ray detector (12), and the X-ray generator and the X-ray detector. Any one of claims 1 to 5 , wherein a positioning jig (14) capable of positioning each of the plurality of workpieces at a common reference position (Q) is attached to the rotation base. The work inspection device described in.
上記複数のワークのそれぞれのレントゲン撮影画像(C)による3次元ボリュームデータ(D1)の中から内部欠陥(B,B1,B2)に関する内部欠陥ボクセルデータ(D2)を抽出するデータ抽出ステップ(S106)と、
上記複数のワークのそれぞれについて上記データ抽出ステップによって抽出した上記内部欠陥ボクセルデータから得られる比較用画像データ(D3)を、上記複数のワークに共通の全体形状を示すワーク本体データ(Dw)に対して上記内部欠陥の元の位置である合成位置(P,P1,P2)に合成するデータ合成ステップ(S112)と、
上記データ抽出ステップによって抽出した上記内部欠陥ボクセルデータに基づいて、上記内部欠陥を構成するボクセル集合体(A,A1,A2)を表わす数値化データ(Dc)からこのボクセル集合体と同一の体積を有する簡易図形(S,S1,S2)の図形ボクセルデータ(Ds,Ds1,Ds2,Ds3)を上記比較用画像データとして作成するデータ作成ステップ(S111)と、
を有し、
上記データ合成ステップにおいて、上記データ作成ステップによって作成した上記図形ボクセルデータを上記ワーク本体データに対して上記合成位置である上記ボクセル集合体の重心(G)の位置に合成する、ワーク検査方法。 It is a work inspection method for inspecting a plurality of workpieces (W) formed by the same mold (M).
Data extraction step (S10 6 ) to extract internal defect voxel data (D2) related to internal defects (B, B1, B2) from three-dimensional volume data (D1) obtained by X-ray images (C) of each of the plurality of workpieces. ) And
The comparative image data (D3) obtained from the internal defect voxel data extracted by the data extraction step for each of the plurality of works is applied to the work body data (Dw) showing the overall shape common to the plurality of works. The data synthesis step (S112 ) for synthesizing at the synthesis position (P, P1, P2) which is the original position of the internal defect, and
Based on the internal defect voxel data extracted by the data extraction step, the same volume as this voxel aggregate is obtained from the numerical data (Dc) representing the voxel aggregates (A, A1, A2) constituting the internal defects. A data creation step (S111) for creating voxel data (Ds, Ds1, Ds2, Ds3) of a simple figure (S, S1, S2) having as the above-mentioned comparative image data, and
Have,
A work inspection method in which, in the data synthesis step, the graphic voxel data created by the data creation step is synthesized with respect to the work body data at the position of the center of gravity (G) of the voxel aggregate, which is the synthesis position .
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