JPS62115357A - 欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は探傷面の形状が不連続形状（非定形）の被検査
体の自動欠陥検査および自動良否判定を行なう装置に係
わり、欠陥検出器として用いる渦流探傷器やＣＣＤアレ
イカメラ等の出力信号のなかから例えば被探傷面に存在
する欠陥ではない形状変化による欠陥検出器の出力信号
を取り除き、真に欠陥の存在のみを探傷し得るようにし
た欠陥検査装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 機械部品の製造工程における従来の作業方法は以下の通
りである。即ち、１種類の部品の１加工工程を１人の作
業者が受は持ち、例えば穴あけのみを行う、あるいは旋
盤加工のみ行うといった方法、ＮＣ加工機やマシニング
センター等複数の作業工程を行う事ができる機械を１人
の作業者が複数個量は持って作業するといった方法がと
られている。

この様な作業方法においては、１つの部品に対し作業者
が自分の受は持っている作業を終了し、加工された部品
を加工機よりはずす時に肉眼で検出できるような欠陥は
、その存在を１１１１し不良品として排除している。と
ころが近年、製造コストの低減や人為的な製品のバラツ
キ低減を目的として製造工程の自動化が計られつつあり
、無人の自動化製造ライン等も計画あるいは実現化され
つつある。この場合、機械加工ラインが無人化されると
、従来それぞれの加工機を受けもっていた作業者が作業
の一環として行っていた肉眼検査が行われなくなり、製
品の信頼性が低下することが予想される。この様な状況
に至ることを防止するため、更には作業者が肉眼で検査
する以上に詳細な欠陥検査を行い一品の信頼性をより一
層高めるという観点からも、無人化製造ラインの中に自
動検査装置を設置することが強く要求されるようになっ
た。

この様な製造工程中の自動検査としては鉄鋼プラントに
おける帯鋼や棒鋼、管材等の定形の長い製品に対しては
、超音波探傷や渦流探傷が適用されている例はあるが、
この場合は被検査体の形状が単純で且つ一定であるため
、検査装置の出力信号は、おおむね欠陥の存在にのみ係
わっている為に、良否の判定は欠陥に対応した信号が存
在するか否かだけに注目していれば良い。

しかるに、先に述べた如き機械部品製品ラインにおいて
は、扱かわれる製品の形状は一定ではなく様々な形状の
部品が工程に応じて流れてくる。

また、これらの機械部品の被検査面は、部品の機能上必
要なネジ穴や段差等の形状不連続部が存在する為に、欠
陥の存在による検査装置の出力信号の他、に形状不連続
部から発生する検査装置の出力信号も同時に検出されて
しまうため、これらの信号を分離して、真に欠陥の存在
の有無のみを検知するような欠陥検査装置が必要となる
。

［発明の目的］ 本発明は上記事情にもとづいてなされたものであり、製
造する製品が刻々と変化する無人化製造ラインに流れて
くるような被検査面にネジ穴や段差等の形状不連続部が
存在する被検査体の欠陥の有無を、これら形状不連続部
からの信号と弁別して検出し、製品の良否を判定するこ
とが可能な欠陥検査装置を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明による欠陥検査装置はかかる目的を達成するため
に、以下に示す構成および信号処理・判定法を具備して
いることを特徴としている。すなわち、この欠陥検出器
を用い、この欠陥検出器が探傷用検査している被験面上
の位置を測定し、上記欠陥検出器からの検出信号をしき
い値設定回路により処理して、検出信号がしきい値を越
えているあいだ中、検査位置を検出器より刻々読み取り
且つ読み取られた欠陥位置情報を１つの被検査体の検査
が終了するまで一時的に記憶し、１つの被検査体の検査
が終了したとき上記信号処理器に記憶されている内容を
読み取りかつあらかじめ入力されてでる被検査体の形状
に関する情報を参照して被検査体の良否を判定し、検査
結果を表示装置に表示することにより、被検査体の形状
変化により探傷器からの出力信号と、表面欠陥あるいは
表面近傍欠陥の存在により発生する信号とを弁別し、欠
陥が存在する場合には欠陥位置をデータとして保存する
とともに表示装置上に表示して不良品であることを認識
できるように構成したことを特徴とする。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例について第１図〜第６図を参照
して説、明する。第１図は本発明による欠陥検査装置を
設置する製造ラインの流れを示したもので、被検査体で
あるところの機械部品等１は上位の制御用コンピュータ
２の指令により前加工工程３からロボット等の搬送用機
構４を用いて、欠陥検査装置５に受けわたされ、また検
査終了侵の被検査体１は搬送用機構４により次工程６に
送られる。

第２図は本実施例の欠陥検査装置５の構成を示したもの
で、ターンテーブル７のチャック８により固定された被
検査体１の被検査面に極く近接して平面検査用渦流探傷
プローブ９が設置されており、ターンテーブル回転用パ
ルスモータ１ｏおよび平面探傷用プローブ９の半径方向
移動用パルスモータ１１、同プローブの上下方向移動用
パルスモータ１２により上向きの被探傷面全面を走査し
探傷することができる。また被検査体１の側面や中心孔
の内側面等は側面探傷用プローブ１３を用い、このプロ
ーブの上下方向移動用パルスモータ１４等により側面全
体を検査することができる。

これらの平面検査用プローブ９および側面検査用プロー
ブ１３はプローブ選択器１５により切換えて使用される
が、それらは渦流探傷器１６に接続されている。ターン
テーブル７の回転位置および平面検査用プローブ９と側
面検査用プローブ１３の上下方向位置、これらプローブ
の横方向即ち被検査体に対する半径方向位置は、それぞ
れ周方向エンコーダ１７、上下方向エンコーダ１８．１
９および半径方向エンコーダ２０により読み取られ、信
号処理器２７に導びかれる。

この信号処理器２１においては渦流探傷器１６より出力
される欠陥信号および形状不連続部よりの出力信号があ
らかじめ設定されたしきい値レベルを越えた場合にのみ
、前記の各種エンコーダ１７〜２ｏの出力を数値として
読み取り、欠陥信号および形状不連続部信号の被検査体
１内における存在位置を、一つの被検査体の探（諺が終
了するまで記憶する。

探傷が終了すると信号処理器２１に記憶された欠陥およ
び形状不連続部の出力信号の発生位置は計測・制御用コ
ンピュータ２２に転送され、ここで、あらかじめ上位の
コンピュータ２から送られて来ている被検査体の形状寸
法に関するデータとの比較・参照処理が行われ、真に欠
陥による出力信号が存在する場合には、それが許容基準
以内であるか否か判別する。なお、計測・制御用コンピ
ュータ２２は上位コンピュータ２から送られて来る被検
査体の形状寸法に従って、パルスモータコントローラ２
３を介しターンテーブルの回転や深間用プローブの半径
方向移動および上下方向移動を制御し、かつ平面探傷用
プローブ９と側面探傷用プローブ１３の選択器１５をも
制陣する。

計測制御用コンピュータ２２による探傷判定結果は探傷
結果表示用０ＲＴ２４上に画像表示されるとともに、上
位コンピュータに伝送され、また欠陥が許容基準以上に
存在する場合には警告表示装置２４を作動させて欠陥品
の発生を知らせる。

以上の構成による実施例の作用を第３図〜第５図を参照
して説明する。被検査体１が第３図（ａ　）に示す如く
、例えば４個のネジ穴２６（１）〜２６　（４）有して
おり、かつ欠陥２７が存在する場合に、平面検査用プロ
ーブ９の走査ライン２８がこれらネジ穴及び欠陥の上を
通過すれば、走査ラインの一周に対応する渦流探傷器１
６の出力波形２９は第３図（１）　）の如く得られる。

この出力波形の中であらかじめ設定しであるしきい値３
ｏを越えている部分はネジ穴および欠陥の部分であるが
、これらの位置は第３図（Ｃ）の如く常に出力されてい
るターンテーブルの周方向エンコーダ１７の出力３１の
中から、渦流探１器１６の出力信号がしきい値を越えて
いる部分だけ第３図（ｄ　）の様に読み取られる。

従って、第４図（ａ　）に被検査体１の一部を示した如
く、被検査面全面を？！数の走査ラインで探傷した場合
、しきい値を越えた部分として第４図（ａ）中の黒点部
分が得られ、これら複数個の信号検出部の各々に対し周
方向位置θと半径方向位［ｒが組となり第４図（ｂ　）
に示すマトリックスとして信号処理器２１内に記憶され
る。

この様にして得られた探傷結果は１つの被検査体の探傷
が終了すると計測・制御用コンピュータ２２に転送され
、その内部で、あらかじめ上位コンピュータ２より送ら
れてきた被検査体１の形状寸法に関する情報、即ち第３
図および第４図の例ではネジ穴の位置と個数および大き
さ等の情報との比較検討が行われる。即ち第５図に示す
如く、被検査体１をターンテーブル上に置く際の置き方
によっては探傷結果の信号検出位置の集合は上位コンピ
ュータより送られてくる形状・寸法の情報に対し回転し
た位置として得られる場合もあるが、各々の信号検出位
置集合の周方向位置および半径方向位置を調べるアルゴ
リズムによりネジ穴による信号出力を除去し、欠陥の信
号のみを抽出することができる。

次に第６図を参照して本発明の他の実施例について説明
する。即ち第２図に示す方法では欠陥および形状不連続
部を検出する装置として渦流探傷用プローブと渦流探傷
器を用いたが、被検査面が上面に限定されており、かつ
表面欠陥の検査のみが問題となる場合には、渦流探傷用
プローブの代りにＣＣＤアレイカメラ３２を被検面上方
に設置し、多数個存在するアレイ素子３３　（１１〜３
３　（ｎ　）により被検査体１の半径方向を同時に検査
し電気的出力として取り出すことが可能となる。従って
アレイカメラを機械的に移動させる必要が無い為にター
ンテーブル７の回転だけで探傷作業が終了するために一
つの被検査体を検査する為に必要な時間を短縮すること
が可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、無人化製造ライン
の如く形状寸法の種々異なり、かつネジ穴等の形状不連
続部が存在する機械部品等の欠陥検査を行う際に上記形
状不連続部から発生する検査装置の出力信号を欠陥の存
在により発生する出力信号から分離し、真に欠陥の有無
のみを検出することが可能となり、自動化製造ラインに
より製造される製品の信頼性向上に多大な効果をもたら
すことが可能な欠陥検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用すべき自動化製造ラインの流れを
説明する為のブロック図、第２図は本発明の一実施例の
構成を示すブロック図、第３図〜第５図は実施例の作用
を説明するための図、第６図は本発明による他の実施例
の構成を示すブロック図である。 １・・・被検査体、２・・・上位コンピュータ、５・・
・欠陥検査装置、７・・・ターンテーブル、９・・・平
面検査用渦流探傷プローブ、１０・・・回転用パルスモ
ータ、１７・・・周方向エンコーダ、１６・・・渦流探
傷器、２１・・・信号処理器、２２・・・計測・制御用
コンピュータ、２６・・・ネジ穴、２７・・・欠陥、２
９・・・出力信号、３２・・・ＣＣＤアレイカメラ、３
３（１）〜（ｎ　）・・・アレイ素子。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外形が不連続形状の被検査体の表面欠陥あるいは
   表面近傍の欠陥を検査する欠陥検査装置において、欠陥
   検出器と、この欠陥検出器が探傷用検査している被検査
   面上の位置を測定する位置検出器と、上記欠陥検出器か
   らの検出信号を処理するためのしきい値設定回路と、上
   記検出信号が上記しきい値を越えているあいだ中、検査
   位置を検出器により刻々読み取り且つ読み取られた欠陥
   位置情報を１つの被検査体の検査が終了するまで一時的
   に記憶することが可能な信号処理器と、１つの被検査体
   の検査が終了したとき上記信号処理器に記憶されている
   内容を読み取り且つあらかじめ入力されている被検査体
   の形状に関する情報を参照して被検査体の良否を判定す
   るための計測・制御・解析用コンピュータと、検査結果
   を表示するための表示装置と、前記コンピュータを動作
   させ一連の処理を行うソフトウェアーとを具備すること
   により、被検査体の形状変化により探傷器からの出力信
   号と、表面欠陥あるいは表面近傍欠陥の存在により発生
   する信号とを弁別し、欠陥が存在する場合には欠陥位置
   をデータとして保存するとともに表示装置上に表示して
   不良品であることを認識できるように構成したことを特
   徴とする欠陥検査装置。
2. （２）欠陥検出器として渦電流探傷器を用い、その探傷
   プローブの位置はエンコーダで検出することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の欠陥検査装置。
3. （３）欠陥検出器として、ＣＣＤアレイカメラ等の光学
   的検出器を用い、アレイカメラが監視する直線上の領域
   に一度に検査する構成とすることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の欠陥検査装置。