JP2002139315A - 構造部分の非破壊壁厚検査方法 - Google Patents
構造部分の非破壊壁厚検査方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造部分の壁厚の迅速な検査を可能にする構
造部分の非破壊壁厚検査方法を提供することにある。 【解決手段】 構造部分または構造部分の表面がコンピ
ュータ制御でほぼ完全に無接触で測定されて、ディジタ
ルデータにより記述される形式の構造部分の非破壊壁厚
検査方法であって、構造部分をほぼ完全に記述する、構
造部分の多数の表面点を、３次元の座標系において自動
的に計算し、各表面点から、構造部分の表面に対して垂
直に材料に向って延びる方向で、少なくとも１つの対向
する表面点を探索し、表面点における構造部分の壁厚
が、表面点と、少なくとも１つの対向する表面点との間
の最小間隔として検出し、構造部分を視覚的に表示し
て、壁厚が所定の値を下回るおよび／または上回る表面
点が強調されて表示される。
造部分の非破壊壁厚検査方法を提供することにある。 【解決手段】 構造部分または構造部分の表面がコンピ
ュータ制御でほぼ完全に無接触で測定されて、ディジタ
ルデータにより記述される形式の構造部分の非破壊壁厚
検査方法であって、構造部分をほぼ完全に記述する、構
造部分の多数の表面点を、３次元の座標系において自動
的に計算し、各表面点から、構造部分の表面に対して垂
直に材料に向って延びる方向で、少なくとも１つの対向
する表面点を探索し、表面点における構造部分の壁厚
が、表面点と、少なくとも１つの対向する表面点との間
の最小間隔として検出し、構造部分を視覚的に表示し
て、壁厚が所定の値を下回るおよび／または上回る表面
点が強調されて表示される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造部分の非破壊
壁厚検査方法であって、構造部分または構造部分の表面
がコンピュータ制御でほぼ完全に無接触で測定されて、
ディジタルデータにより記述される形式の構造部分の非
破壊壁厚検査方法に関する。
壁厚検査方法であって、構造部分または構造部分の表面
がコンピュータ制御でほぼ完全に無接触で測定されて、
ディジタルデータにより記述される形式の構造部分の非
破壊壁厚検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば装置部分（シリンダヘッド、軸
等）または動力装置（例えばタービン羽根）のような機
械的および熱的に負荷された構造部分は、最小壁厚の維
持を検査しなければならない。このような構造部分のた
めの検査指示において、構造部分のどの個所でも下回る
ことが許されない壁厚のための最小値が表示される。例
えばシリンダヘッドにおける壁厚は目下のところ、全て
の個所に近づきやすくするために、構造部分をのこぎり
により細分することにより検査し、特別な計器により手
動の検査をおこなっている。構造部分の破壊と並んで、
この方法の主なる欠点は、構造部分の座標系に対する欠
陥のある基準に基づく、欠陥から（薄い壁）欠陥の原因
（例えば、構造部分が鋳造部分である場合の砂コアのず
れ）への逆推論が困難である点である。
等）または動力装置（例えばタービン羽根）のような機
械的および熱的に負荷された構造部分は、最小壁厚の維
持を検査しなければならない。このような構造部分のた
めの検査指示において、構造部分のどの個所でも下回る
ことが許されない壁厚のための最小値が表示される。例
えばシリンダヘッドにおける壁厚は目下のところ、全て
の個所に近づきやすくするために、構造部分をのこぎり
により細分することにより検査し、特別な計器により手
動の検査をおこなっている。構造部分の破壊と並んで、
この方法の主なる欠点は、構造部分の座標系に対する欠
陥のある基準に基づく、欠陥から（薄い壁）欠陥の原因
（例えば、構造部分が鋳造部分である場合の砂コアのず
れ）への逆推論が困難である点である。
【０００３】ＢＩＲ社、ＳＭＳ社、Ａｒａｃｏｒ社等に
より、構造部分の非破壊検査のためのコンピュータ断層
撮影システムが開発されている。コンピュータ断層撮影
は、コンピュータ上に個々に表示することの出来る、構
造部分の２次元のグレー値断面像のスタックを提供す
る。これらのシステムには、その他、個々の２次元のグ
レー値断面像における選択された壁厚の検査のためのシ
ステムソフトウエアがある。検査は使用者と対話形式で
おこなわれる、即ち、完全な検査は自動的には不可能で
ある。この方法の主な欠点は、実際の壁厚が２次元の断
面像よりも小さくなる、なぜなら断面は、一般的に壁に
対して垂直に位置していないからである。
より、構造部分の非破壊検査のためのコンピュータ断層
撮影システムが開発されている。コンピュータ断層撮影
は、コンピュータ上に個々に表示することの出来る、構
造部分の２次元のグレー値断面像のスタックを提供す
る。これらのシステムには、その他、個々の２次元のグ
レー値断面像における選択された壁厚の検査のためのシ
ステムソフトウエアがある。検査は使用者と対話形式で
おこなわれる、即ち、完全な検査は自動的には不可能で
ある。この方法の主な欠点は、実際の壁厚が２次元の断
面像よりも小さくなる、なぜなら断面は、一般的に壁に
対して垂直に位置していないからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、あら
ゆる実際に生じる壁厚の確実な自動的な検出と、構造部
分若しくは臨界的な壁厚の迅速な検査を可能にする構造
部分の非破壊壁厚検査方法を提供することにある。
ゆる実際に生じる壁厚の確実な自動的な検出と、構造部
分若しくは臨界的な壁厚の迅速な検査を可能にする構造
部分の非破壊壁厚検査方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１に
記載の特徴要件により解決される。
記載の特徴要件により解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】各表面点から、ほぼ垂直に材料内
へ、対向する表面における表面点を探索することによ
り、確実にどこでも最小の材料厚さを検出する。
へ、対向する表面における表面点を探索することによ
り、確実にどこでも最小の材料厚さを検出する。
【０００７】ほぼ垂直の意味は、本明細書では、まず垂
直に材料内に入って、対向する表面の目標点を探索して
検出してその後で、目標点の周囲の所定の公差範囲内
で、別の点を選択して、出発点に対するそれらの点の間
隔を決める。最小間隔が、それぞれの材料厚さを表示す
る。
直に材料内に入って、対向する表面の目標点を探索して
検出してその後で、目標点の周囲の所定の公差範囲内
で、別の点を選択して、出発点に対するそれらの点の間
隔を決める。最小間隔が、それぞれの材料厚さを表示す
る。
【０００８】探索のこの形式は、確かに実際の材料厚さ
を直ちに提供するものではない。例えば、構造部分が、
互いに対向する側において、異なって湾曲した表面によ
って制限されている場合には、探索が、一方の側から最
小の材料厚さを提供できないことが生じる。この場合、
正しい材料厚さをしかし、他方の側のある表面点から得
ることが出来る、なぜなら全ての表面点のための計算が
実施されるからである。従って、表面点に対する実際の
材料厚さは、この表面点からあるいはどこか別の表面点
から、最初とみなされる表面点の方向への最小値であ
る。
を直ちに提供するものではない。例えば、構造部分が、
互いに対向する側において、異なって湾曲した表面によ
って制限されている場合には、探索が、一方の側から最
小の材料厚さを提供できないことが生じる。この場合、
正しい材料厚さをしかし、他方の側のある表面点から得
ることが出来る、なぜなら全ての表面点のための計算が
実施されるからである。従って、表面点に対する実際の
材料厚さは、この表面点からあるいはどこか別の表面点
から、最初とみなされる表面点の方向への最小値であ
る。
【０００９】本発明の方法は、全自動で実施することが
出来る。使用者は、構造部分を検査するために、壁厚の
１つもしくは複数の制限値を入力しなければならない。
視覚的表示、例えば、スクリーンにおいて、壁厚が１つ
または複数の制限値を下回る及び／または上回ることが
計算された全ての表面点が浮かびあがる。例えば、スク
リーン上の３次元の構造部分の黒―白―表示において、
壁厚が所定の最小値よりも小さいかあるいは壁厚が上限
値及び下限値時の間にあるような個所は色で印をつける
ことが出来る。特に、表示された構造部分が透明かある
いはスクリーン上に回転可能である場合、使用者は、構
造部分が限界的な壁厚を有する何らかの範囲を有してい
るかどうか非常に簡単に認識することが出来る。
出来る。使用者は、構造部分を検査するために、壁厚の
１つもしくは複数の制限値を入力しなければならない。
視覚的表示、例えば、スクリーンにおいて、壁厚が１つ
または複数の制限値を下回る及び／または上回ることが
計算された全ての表面点が浮かびあがる。例えば、スク
リーン上の３次元の構造部分の黒―白―表示において、
壁厚が所定の最小値よりも小さいかあるいは壁厚が上限
値及び下限値時の間にあるような個所は色で印をつける
ことが出来る。特に、表示された構造部分が透明かある
いはスクリーン上に回転可能である場合、使用者は、構
造部分が限界的な壁厚を有する何らかの範囲を有してい
るかどうか非常に簡単に認識することが出来る。
【００１０】構造部分を表示する３次元の座標系は、構
造部分の測定データが、測定後に残る、例えばデカルト
座標または円柱座標であるのが有利である。統一的な座
標系は、発見された欠陥（例えば薄い壁）から欠陥の原
因（例えば鋳造部分の場合の砂中子のずれ）への得られ
た逆推論を可能にする。
造部分の測定データが、測定後に残る、例えばデカルト
座標または円柱座標であるのが有利である。統一的な座
標系は、発見された欠陥（例えば薄い壁）から欠陥の原
因（例えば鋳造部分の場合の砂中子のずれ）への得られ
た逆推論を可能にする。
【００１１】３次元の構造部分の測定は、光学的な３−
Ｄ−座標測定技術（例えば、レーザスキャナ、テーププ
ロジェクションーセンサー等）または断層撮影測定器
（例えばＸ線―コンピュータ断層撮影）によりおこなわ
れる。測定器の適当な選択により、可能な内部構造を含
む構造部分は完全に測定できる。結果は、以下の形式の
１つにある構造部分のディジタルな記述である。
Ｄ−座標測定技術（例えば、レーザスキャナ、テーププ
ロジェクションーセンサー等）または断層撮影測定器
（例えばＸ線―コンピュータ断層撮影）によりおこなわ
れる。測定器の適当な選択により、可能な内部構造を含
む構造部分は完全に測定できる。結果は、以下の形式の
１つにある構造部分のディジタルな記述である。
【００１２】１．構造部分あるいは３次元のボクセルデ
ータセットによる３次元のグレー値断面像のスタック
（ボクセルは、この容積部材における構造部分の密度の
ための尺度であるグレー値を有する最小の容積部材であ
る）。
ータセットによる３次元のグレー値断面像のスタック
（ボクセルは、この容積部材における構造部分の密度の
ための尺度であるグレー値を有する最小の容積部材であ
る）。
【００１３】２．構造部分の表面を記載する密度の高い
点影。
点影。
【００１４】３．構造部分の表面を記載する三角形網目
結合（三角測量）。
結合（三角測量）。
【００１５】これら３つの場合のいずれも、構造部分の
壁厚の自動的な解析を構成する構造部分の実際の状態の
ディジタルの記述を有している。
壁厚の自動的な解析を構成する構造部分の実際の状態の
ディジタルの記述を有している。
【００１６】第１の場合、例えば、構造部分の表面にお
けるボクセルのグレー値が一般的に一方の値から他方の
値へ飛躍的に変化しないことを利用して、ボクセルデー
タセットから構造部分の表面点を計算する。即ち、表面
点として、例えばグレー値を有するボクセルの中心点を
とる。この場合、グレー値は、構造部分の材料のグレー
値と、材料が存在しない範囲のグレー値との間の所定の
範囲にある。Ｉｓｏ−グレー値―面上または付近に位置
するこれらの点が、密度の高い点影を形成する。
けるボクセルのグレー値が一般的に一方の値から他方の
値へ飛躍的に変化しないことを利用して、ボクセルデー
タセットから構造部分の表面点を計算する。即ち、表面
点として、例えばグレー値を有するボクセルの中心点を
とる。この場合、グレー値は、構造部分の材料のグレー
値と、材料が存在しない範囲のグレー値との間の所定の
範囲にある。Ｉｓｏ−グレー値―面上または付近に位置
するこれらの点が、密度の高い点影を形成する。
【００１７】構造部分が、３次元のグレー値断面像のス
タックにより記載されている場合には、グレー値断面像
のピクセルに類似の上述の計算を実施して、３次元の座
標系内で得られた表面点の位置を記載することが出来
る。あるいは、まずグレー値断面像を１つにまとめて、
各ボクセルが、使用された座標系内の小さな容積に相当
してかつ所属のグレー値を有している３次元のボクセル
データセットを得る。このために、例えばＭＡＴＥＲＩ
ＡＬＩＳＥ社のソフトウエアMIMICSあるいはＶＯＬＵＭ
Ｅ ＧＲＡＰＨＩＣＳ社のソフトウエアVG STUDIO MA
Xのような商業ソフトウエアモジュールが既に存在す
る。
タックにより記載されている場合には、グレー値断面像
のピクセルに類似の上述の計算を実施して、３次元の座
標系内で得られた表面点の位置を記載することが出来
る。あるいは、まずグレー値断面像を１つにまとめて、
各ボクセルが、使用された座標系内の小さな容積に相当
してかつ所属のグレー値を有している３次元のボクセル
データセットを得る。このために、例えばＭＡＴＥＲＩ
ＡＬＩＳＥ社のソフトウエアMIMICSあるいはＶＯＬＵＭ
Ｅ ＧＲＡＰＨＩＣＳ社のソフトウエアVG STUDIO MA
Xのような商業ソフトウエアモジュールが既に存在す
る。
【００１８】各表面点のために、各表面点の付近の別の
表面点による補償方法により、局部的な接平面が検出さ
れる。別の構造部分表面を探索する方向は、それぞれ局
部的な接面上の局部的な法線、即ち、材料内へ向う接平
面の法線ベクトルである。
表面点による補償方法により、局部的な接平面が検出さ
れる。別の構造部分表面を探索する方向は、それぞれ局
部的な接面上の局部的な法線、即ち、材料内へ向う接平
面の法線ベクトルである。
【００１９】使用された測定技術のよる構造部分の表面
を、密度の高い点影により記載されている第２の場合に
は、同様に各表面点に対して、補償方法により、その局
部的な法線が接平面の法線ベクトルによる与えらられる
局部的な接平面が検出される。
を、密度の高い点影により記載されている第２の場合に
は、同様に各表面点に対して、補償方法により、その局
部的な法線が接平面の法線ベクトルによる与えらられる
局部的な接平面が検出される。
【００２０】使用された測定技術のよる構造部分の表面
を、三角形網目結合により記載された第３の場合、３角
のいずれかの点を、特に３角形の重心といった構造部分
の表面点としてとることが出来る。この場合、局部的な
法線、即ち、各表面点のための探索方向は、例えば相応
する３角形の法線ベクトルによりあたえらる。
を、三角形網目結合により記載された第３の場合、３角
のいずれかの点を、特に３角形の重心といった構造部分
の表面点としてとることが出来る。この場合、局部的な
法線、即ち、各表面点のための探索方向は、例えば相応
する３角形の法線ベクトルによりあたえらる。
【００２１】
【実施例】本発明の別の構成要件と利点は、以下に記載
の実施例と図面に基づいて説明する。
の実施例と図面に基づいて説明する。
【００２２】図１において、Ｘ線管２は、Ｘ線４を被検
査構造部分６を通して検出器８に放射する。構造部分６
は、マニピュレータ１０をにより回転可能ならびに上下
運動可能である。構造部分６を完全に透射した後で、コ
ンピュータ断層撮影の図示されていないコンピュタが、
約１０００のグレイ値断面像のスタックを提供する。グ
レイ値断面像は、例えば０．５ｍｍの間隔で互いに平行
な水平面内に位置してそれぞれ例えば０．２ｍｍｘ０．
２ｍｍの解像力を有している。グレイ値は、例えば０
(黒、空気)と２５５（白、材料）との間の範囲にある。
図２は、構造部分の多数の２次元グレイ値断面像の１つ
を示している。この２次元グレイ値断面像は、暗色の背
景上の明色の範囲として浮き上がっている。
査構造部分６を通して検出器８に放射する。構造部分６
は、マニピュレータ１０をにより回転可能ならびに上下
運動可能である。構造部分６を完全に透射した後で、コ
ンピュータ断層撮影の図示されていないコンピュタが、
約１０００のグレイ値断面像のスタックを提供する。グ
レイ値断面像は、例えば０．５ｍｍの間隔で互いに平行
な水平面内に位置してそれぞれ例えば０．２ｍｍｘ０．
２ｍｍの解像力を有している。グレイ値は、例えば０
(黒、空気)と２５５（白、材料）との間の範囲にある。
図２は、構造部分の多数の２次元グレイ値断面像の１つ
を示している。この２次元グレイ値断面像は、暗色の背
景上の明色の範囲として浮き上がっている。
【００２３】全てのグレイ値像を１つにまとめると、三
次元のボクセルデータセットが得られる。上記の例で
は、デカルト座標内のボクセルは、０．２ｍｍｘ０．２
ｍｍｘ０．５ｍｍの体積に相当しかつ０と２５５との間
の範囲のグレー値を有している。
次元のボクセルデータセットが得られる。上記の例で
は、デカルト座標内のボクセルは、０．２ｍｍｘ０．２
ｍｍｘ０．５ｍｍの体積に相当しかつ０と２５５との間
の範囲のグレー値を有している。
【００２４】材料と空気との境界に位置するボクセル
は、例えばこのボクセルの中心点として選択することの
できる点として表示される。これらの点は一緒に、構造
部分の表面を記述する密接した点影を形成している。
は、例えばこのボクセルの中心点として選択することの
できる点として表示される。これらの点は一緒に、構造
部分の表面を記述する密接した点影を形成している。
【００２５】図３は、壁厚検査を実施する構造部分１２
の断面図である。表面点１４に属する壁厚は、局部的な
法線１６を垂直に材料に引くことにより検出される。表
面点１４と、局部的な法線１６を構造部分１２から引い
た個所との間の間隔が、この個所の壁厚である。
の断面図である。表面点１４に属する壁厚は、局部的な
法線１６を垂直に材料に引くことにより検出される。表
面点１４と、局部的な法線１６を構造部分１２から引い
た個所との間の間隔が、この個所の壁厚である。
【００２６】局部的な法線は、構造部分の表面を記述す
る点影の場合、例えば、点影の各点に対して、周囲の点
による局部的な接平面を計算することにより得られる。
計算された接平面を、この個所の実際の接平面に出来る
だけ正確に対応させるためには、周囲の点に基づく補償
計算をおこなう。局部的な接平面上の法線は、局部的な
法線１６である。
る点影の場合、例えば、点影の各点に対して、周囲の点
による局部的な接平面を計算することにより得られる。
計算された接平面を、この個所の実際の接平面に出来る
だけ正確に対応させるためには、周囲の点に基づく補償
計算をおこなう。局部的な接平面上の法線は、局部的な
法線１６である。
【００２７】図３からわかるように、壁厚計算は、対向
面に対する間隔２０との例えば表面点１８のような数個
の表面点のための法線形成により、最小間隔を提供して
いない。しかしながら、構造部分の反対側の点２４に対
する計算をすると、この個所における最小値を得ること
が出来る。構造部分の最小壁厚を検査するためには、壁
厚として、局部的な法線１６に沿った間隔をとり、間隔
が下回れば十分である。所定の限界内で変動している壁
厚が表示されている場合には、しかしあいまいさを避け
なければならない。そのような場合には、表面点１８を
通過するより長い間隔の長さ、上記実施例において間隔
２０を除去する。
面に対する間隔２０との例えば表面点１８のような数個
の表面点のための法線形成により、最小間隔を提供して
いない。しかしながら、構造部分の反対側の点２４に対
する計算をすると、この個所における最小値を得ること
が出来る。構造部分の最小壁厚を検査するためには、壁
厚として、局部的な法線１６に沿った間隔をとり、間隔
が下回れば十分である。所定の限界内で変動している壁
厚が表示されている場合には、しかしあいまいさを避け
なければならない。そのような場合には、表面点１８を
通過するより長い間隔の長さ、上記実施例において間隔
２０を除去する。
【００２８】構造部分の表面が、上記実施例のような密
度の高い点影により記述されていなくて、三角形網目結
合により記載する場合の局部的な壁厚の検知を以下に詳
細に記載する。
度の高い点影により記述されていなくて、三角形網目結
合により記載する場合の局部的な壁厚の検知を以下に詳
細に記載する。
【００２９】図４は、３−D―座標測定技術により検出
する構造部分の２つの対向する表面２６と２８を示して
いる。３−D―座標測定技術は、表面２６と２８を描く
三角測量または三角形網目結合を提供する。構造部分の
材料は、表面２６と２８との間に延びている。
する構造部分の２つの対向する表面２６と２８を示して
いる。３−D―座標測定技術は、表面２６と２８を描く
三角測量または三角形網目結合を提供する。構造部分の
材料は、表面２６と２８との間に延びている。
【００３０】まず、各三角形の重心を計算する。順々
に、各三角形と各三角形の３つの隣接する三角形に対し
て、重心を通る局部的な表面法線を計算する。隣接の三
角形を計算に入れることが、局部的な表面の欠陥または
測定誤差を補償するために有利である。粗い網目の三角
網目結合の場合には、それぞれ各三角形の局部的な表面
法線を計算すれば十分である。
に、各三角形と各三角形の３つの隣接する三角形に対し
て、重心を通る局部的な表面法線を計算する。隣接の三
角形を計算に入れることが、局部的な表面の欠陥または
測定誤差を補償するために有利である。粗い網目の三角
網目結合の場合には、それぞれ各三角形の局部的な表面
法線を計算すれば十分である。
【００３１】局部的な表面法線上に、それぞれ１つの法
線ベクトル３０が位置している。法線ベクトル３０は、
重心ｓから構造部分の材料に向って示されている。法線
ベクトル３０に沿って変化する線分は、長さＡを有して
いる。即ち、重心ｓにおいては、Ａ＝０である。
線ベクトル３０が位置している。法線ベクトル３０は、
重心ｓから構造部分の材料に向って示されている。法線
ベクトル３０に沿って変化する線分は、長さＡを有して
いる。即ち、重心ｓにおいては、Ａ＝０である。
【００３２】この実施例では、壁厚が、下側の限界値Am
inと上側の限界値Amaxとの間に位置している構造部分の
個所が探索される。下側の限界値Aminと上側の限界値Am
axとは、本発明の方法を実施する前に使用者によって入
力される。その他、使用者は、表面法線の中心として、
間隔Aminと間隔Amaxとの間で、表面２６から別の構造部
分表面（図４の表面２８）へ探索される円筒の直径であ
る探索公差を入力する。
inと上側の限界値Amaxとの間に位置している構造部分の
個所が探索される。下側の限界値Aminと上側の限界値Am
axとは、本発明の方法を実施する前に使用者によって入
力される。その他、使用者は、表面法線の中心として、
間隔Aminと間隔Amaxとの間で、表面２６から別の構造部
分表面（図４の表面２８）へ探索される円筒の直径であ
る探索公差を入力する。
【００３３】探索範囲３２は、図４に示すように、Amin
とAmaxとの間の長さにわたって延びる、直径ｔを有する
円筒である。表面２８上の、探索範囲３２内にある三角
形の全ての重心または頂点並びに表面２６上の出発三角
形の重心ｓからの全ての重心または頂点が検索されて記
憶される。これらの値の最小値が、表面２６と２８との
間の探索された壁厚である。
とAmaxとの間の長さにわたって延びる、直径ｔを有する
円筒である。表面２８上の、探索範囲３２内にある三角
形の全ての重心または頂点並びに表面２６上の出発三角
形の重心ｓからの全ての重心または頂点が検索されて記
憶される。これらの値の最小値が、表面２６と２８との
間の探索された壁厚である。
【００３４】全ての三角形が、上記記載のように解析さ
れた後に、構造部分または構造部分の興味ある部分は例
えばCAD−プログラムにより遠近法でスクリーン上に表
示される。視覚的な表示において、それぞれ探索範囲３
２内に位置する全ての表面点は、構造部分の色とコント
ラストを示す色で表示される。即ち、AminとAmaxとの間
の壁厚を有する構造部分の範囲は、例えば、CAD−プロ
グラムにより可能なように遠近法の表示を仮想に回転す
ることにより、強調されて表示されてより詳細に見るこ
とが出来る。
れた後に、構造部分または構造部分の興味ある部分は例
えばCAD−プログラムにより遠近法でスクリーン上に表
示される。視覚的な表示において、それぞれ探索範囲３
２内に位置する全ての表面点は、構造部分の色とコント
ラストを示す色で表示される。即ち、AminとAmaxとの間
の壁厚を有する構造部分の範囲は、例えば、CAD−プロ
グラムにより可能なように遠近法の表示を仮想に回転す
ることにより、強調されて表示されてより詳細に見るこ
とが出来る。
【００３５】検索された範囲をスクリーン上に表示する
色は、自動的に局部的な壁厚と関連して選択することが
出来る。壁厚が、探索された範囲内で変化している場合
には、虹色における各色が壁厚を表わす。各色に属する
壁厚が、同様にスクリーン上に表示された色スペクトル
に沿う数値として表示されるので、使用者は、ただちに
相応する数値を認識するとが出来る。
色は、自動的に局部的な壁厚と関連して選択することが
出来る。壁厚が、探索された範囲内で変化している場合
には、虹色における各色が壁厚を表わす。各色に属する
壁厚が、同様にスクリーン上に表示された色スペクトル
に沿う数値として表示されるので、使用者は、ただちに
相応する数値を認識するとが出来る。
【００３６】上記記載の視覚的な表示と並んで、CAD−
プログラムは、例えば、所定の目標位置からの検索され
た範囲の万一のずれを数値で表示できるような、多数の
他の有効な情報を提供できる。
プログラムは、例えば、所定の目標位置からの検索され
た範囲の万一のずれを数値で表示できるような、多数の
他の有効な情報を提供できる。
【００３７】上記記載の非破壊壁厚検査のための重要な
方法ステップは、まとめて第５図に示されている。
方法ステップは、まとめて第５図に示されている。
【００３８】方法ステップｓ１では、構造部分または構
造部分の表面がコンピュータ制御でほぼ完全に無接触で
測定されて、記憶されたディジタルデータにより記述さ
れる。方法ステップｓ２では、使用者は、例えば上記記
載のパラメータｔ、Amin、Amaxのような所望の探索パラ
メータを入力する。方法ステップｓ３において、自動的
に、構造部分をほぼ完全に記述する、構造部分の多数の
表面点が、３次元の座標系において計算される。方法ス
テップｓ４において、各表面点から、表面点において構
造部分の表面に対して垂直に材料に向って延びる方向
で、少なくとも１つの対向する表面点が探索される。方
法ステップｓ５において、表面点における構造部分の壁
厚が、表面点と、少なくとも１つの対向する表面点との
間の間隔として検出する。最後に、方法ステップＳ５に
おいて、構造部分が視覚的に表示される。視覚的な表示
において、壁厚が探索パラメータの相当するか若しくは
何らかの形式で探索パラメータからずれている表面点が
強調されて表示される。
造部分の表面がコンピュータ制御でほぼ完全に無接触で
測定されて、記憶されたディジタルデータにより記述さ
れる。方法ステップｓ２では、使用者は、例えば上記記
載のパラメータｔ、Amin、Amaxのような所望の探索パラ
メータを入力する。方法ステップｓ３において、自動的
に、構造部分をほぼ完全に記述する、構造部分の多数の
表面点が、３次元の座標系において計算される。方法ス
テップｓ４において、各表面点から、表面点において構
造部分の表面に対して垂直に材料に向って延びる方向
で、少なくとも１つの対向する表面点が探索される。方
法ステップｓ５において、表面点における構造部分の壁
厚が、表面点と、少なくとも１つの対向する表面点との
間の間隔として検出する。最後に、方法ステップＳ５に
おいて、構造部分が視覚的に表示される。視覚的な表示
において、壁厚が探索パラメータの相当するか若しくは
何らかの形式で探索パラメータからずれている表面点が
強調されて表示される。
【図１】図１は、構造部分を検査するためのコンピュー
タ断層撮影の原理図である。
タ断層撮影の原理図である。
【図２】図２は、構造部分の多数の２次元グレイ値断面
像の１つを示す図である。
像の１つを示す図である。
【図３】図３は、壁厚検査を実施する構造部分の断面図
である。
である。
【図４】図４は、構造部分を描く三角網点の基づく探索
法を説明するための斜視図である。
法を説明するための斜視図である。
【図５】図５は、非破壊壁厚検査の主要な方法行程を説
明するための系統図。
明するための系統図。
２ Ｘ線管 ４ Ｘ線 ６ 被検査構造部分 ８ 検出器 １０ マニピュレータ １２ 構造部分 １４ 表面点 １６ 法線 １８ 表面点 ２０ 間隔 ２６ 表面 ２８ 表面 ３０ 法線ベクトル Ｓ 重心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディミトリ ヴィトキン ドイツ連邦共和国 ウルム ハイルマイア ーシュタイゲ 156／１ Ｆターム(参考） 2F067 AA25 AA27 CC00 HH04 HH12 KK06 NN02 RR35 SS02 SS13 2F069 AA44 AA46 BB40 GG04 GG08 JJ11 2G001 AA01 AA10 BA11 CA01 DA07 FA06 GA06 GA08 HA01 HA07 HA13 JA08 JA13 JA20 KA11 PA12
Claims (4)
- 【請求項１】 構造部分または構造部分の表面がコンピ
ュータ制御でほぼ完全に無接触で測定されて、ディジタ
ルデータにより記述される形式の構造部分の非破壊壁厚
検査方法であって、コンピュータは、以下のように実施
される、 ａ）構造部分をほぼ完全に記述する、構造部分の多数の
表面点を、３次元の座標系において自動的に計算し、 ｂ）各表面点から、表面点において構造部分の表面に対
して垂直に材料に向って延びる方向で、少なくとも１つ
の対向する表面点を探索し、 ｃ）表面点における構造部分の壁厚が、表面点と、少な
くとも１つの対向する表面点との間の最小間隔として検
出し、 ｄ）構造部分を視覚的に表示して、視覚的な表示におい
て、壁厚が単数または複数の所定の値を下回るおよび／
または上回る表面点が強調されて表示されることを特徴
とする構造部分の非破壊壁厚検査方法。 - 【請求項２】 ３次元の空間内の多数の点のそれぞれに
対する構造部分の無接触の測定は、グレー値を提供し
て、構造部分の表面点を、構造部分の材料のグレー値
と、構造部分の材料の存在しない範囲のグレー値との間
のグレー値を有する点として計算することを特徴とする
請求項１記載の構造部分の非破壊壁厚検査方法。 - 【請求項３】 構造部分の無接触の測定は、３次元の空
間内の点影を提供して、構造部分の表面点を、３次元の
座標系内の点影の点により形成することを特徴とする請
求項１記載の構造部分の非破壊壁厚検査方法。 - 【請求項４】 構造部分の無接触の測定は、３次元の空
間内の三角形網目結合を提供して、構造部分の表面点
を、三角形の所定の点として計算することを特徴とする
請求項１記載の構造部分の非破壊壁厚検査方法。
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- 2001-09-05 US US09/947,241 patent/US6618689B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-09-07 JP JP2001272040A patent/JP4695792B2/ja not_active Expired - Fee Related
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