JP2009265022A - 鋳造内部欠陥検査支援装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱処理前、後の鋳巣モデルの位置合わせを行うことにより鋳造品の内部欠陥の種類の判別精度向上を図ることができる鋳造内部欠陥検査支援装置及び方法を提供する。
【解決手段】三次元形状モデル取得手段が得た三次元形状モデルに基づいて加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａを得、加熱処理前、後の鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａを鋳巣モデル分割領域２２毎に位置合わせ（ベストフィット処理）する。形状変化を精度高く把握でき、ひいては内部欠陥の種類（加熱処理で形状変化するガス巣及び加熱処理で形状変化しない引け巣）を精度高く判定できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、鋳造品にできる鋳巣などの内部欠陥の検査を支援するための鋳造内部欠陥検査支援装置及び方法に係り、特に、内部欠陥の種類を判定する装置及び方法に関する。

従来の鋳造内部欠陥検査支援装置の一例として、特許文献１に示される装置がある。特許文献１に示される装置は、同じ三次元座標に存在する鋳造品の鋳巣について、Ｘ線ＣＴ（コンピュータ断層）画像から得た三次元形状モデルを用いて、同一位置に存在する鋳巣の加熱処理前、後の形状差異（体積変化）を求める。そして、前記変化量がある閾値以上である場合、その鋳巣をガス巣とするように鋳巣の種類の判別を行うにしている。この装置では、形状差異の算出を、三次元形状モデルを位置合わせした状態で行っている。
特開２００５−７７３２４号公報

ところで、上述した従来技術では、加熱処理前、後で鋳造品の形状が変化した場合、この形状変化（位置ずれ）により鋳巣位置ひいては鋳巣の体積が変化する一方、前記加熱処理によって鋳巣の体積が変化する。
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、加熱処理に伴うものなのか、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。

また、前記従来技術では、鋳巣の加熱処理前、後の形状差異（体積変化）を求め、その変化量がある閾値以上である場合、その鋳巣をガス巣とするように鋳巣の種類の判別を行うにしている。しかし、前記閾値（前記鋳巣の種類の判別尺度に相当し、以下、適宜、判別尺度ともいう。）ついては、どのように算出されるものなのかについてなんら示されておらず、閾値が曖昧なものになっている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、加熱処理前、後の鋳巣モデルの位置合わせを行うことにより鋳造品の内部欠陥の種類の判別精度向上を図ることができる鋳造内部欠陥検査支援装置及び方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、鋳巣の種類の判別尺度の適切な算出を行うことにより鋳造品の内部欠陥の種類の判別精度向上を図ることができる鋳造内部欠陥検査支援装置及び方法を提供することにある。

本発明は、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を有し、前記加熱処理前、後三次元形状モデルを用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装置において、前記三次元形状モデルから、前記鋳造品の鋳巣に該当する部分を分離して鋳巣モデルとして得る鋳巣モデル取得手段と、前記三次元形状モデルにおける前記鋳造品の鋳巣を含む部分を鋳巣モデル分割領域として区画して得る鋳巣モデル分割領域設定手段と、前記鋳巣モデルにおける加熱処理前、後三次元形状モデルの夫々に対応する加熱処理前、後鋳巣モデルについて、前記鋳巣モデル分割領域毎に位置合わせを行う分割領域対応位置合わせ手段と、
を備えたことを特徴とする。
本発明は、三次元形状モデル取得手段が得た三次元形状モデルに基づいて加熱処理前、後鋳巣モデルを得、加熱処理前、後の鋳巣モデルを鋳巣モデル分割領域毎に位置合わせするので、鋳巣モデルひいては鋳巣の形状変化ひいては内部欠陥の種類を精度高く判定できる。

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
本発明は、次の（１）〜（４）項の態様で構成される。（１）〜（４）項の態様が夫々請求項１〜４に相当している。

（１）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を有し、前記加熱処理前、後三次元形状モデルを用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装置において、前記三次元形状モデルから、前記鋳造品の鋳巣に該当する部分を分離して鋳巣モデルとして得る鋳巣モデル取得手段と、前記三次元形状モデルにおける前記鋳造品の鋳巣を含む部分を鋳巣モデル分割領域として区画して得る鋳巣モデル分割領域設定手段と、前記鋳巣モデルにおける加熱処理前、後三次元形状モデルの夫々に対応する加熱処理前、後鋳巣モデルについて、前記鋳巣モデル分割領域毎に位置合わせを行う分割領域対応位置合わせ手段と、を備えたことを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援装置。

（２） （１）項に記載の鋳造内部欠陥検査支援装置において、前記分割領域対応位置合わせ手段で位置合わせされた状態での前記加熱処理前、後鋳巣モデルの体積変化率を前記鋳巣毎に算出する鋳巣体積変化率算出手段と、該鋳巣体積変化率算出手段が算出した鋳巣の体積変化率を予め定めた閾値と比較して前記鋳巣がガス巣であるか引け巣であるかを判定する鋳巣種類判定手段と、を備え、前記閾値は、前記鋳造品に対する鋳造圧と、前記加熱処理による圧縮応力との比に基づいて得られることを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援装置。

（３）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を用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において、前記三次元形状モデルから、前記鋳造品の鋳巣に該当する部分を分離して鋳巣モデルとして得る鋳巣モデル取得工程と、該鋳巣モデル取得工程で得られた鋳巣モデルにおける前記鋳造品の鋳巣を含む部分を鋳巣モデル分割領域として区画して得る鋳巣モデル分割領域設定工程と、前記鋳巣モデルにおける加熱処理前、後三次元形状モデルの夫々に対応する加熱処理前、後鋳巣モデルについて、前記鋳巣モデル分割領域毎に位置合わせを行う分割領域対応位置合わせ工程と、を備えたことを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援方法。

（４） （３）項に記載の鋳造内部欠陥検査支援方法において、前記位置合わせ工程で位置合わせされた状態での前記加熱処理前、後三次元形状モデルの鋳巣モデルの鋳巣の体積変化率を前記鋳巣毎に算出する鋳巣体積変化率算出工程と、該鋳巣体積変化率算出工程が算出した鋳巣の体積変化率を予め定めた閾値と比較して前記鋳巣がガス巣であるか引け巣であるかを判定する鋳巣種類判定工程と、を備え、前記閾値は、前記鋳造品に対する鋳造圧と、前記熱処理による圧縮応力との比に基づいて得られることを特徴とすることを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援方法。
（１）、（３）項に記載の発明によれば、三次元形状モデル取得手段が得た三次元形状モデルに基づいて加熱処理前、後鋳巣モデルを得、加熱処理前、後の鋳巣モデルを鋳巣モデル分割領域毎に位置合わせするので、鋳巣モデルひいては鋳巣の形状変化ひいては内部欠陥の種類を精度高く判定できる。
（２）、（４）項に記載の発明によれば、鋳巣がガス巣であるか引け巣であるかの判定に用いる閾値（判別尺度）を、鋳造品に対する鋳造圧と、加熱処理による圧縮応力との比に基づいて得ており、判別尺度の算出が明確となり、ひいては鋳巣の種類の判定精度を向上できる。

本発明によれば、三次元形状モデル取得手段が得た三次元形状モデルに基づいて加熱処理前、後の鋳巣モデルを得、加熱処理前、後の鋳巣モデルを鋳巣モデル分割領域毎に位置合わせするので、鋳巣モデルひいては鋳巣の形状変化ひいては内部欠陥の種類を精度高く判定できる。

以下、本発明の一実施の形態に係る鋳造内部欠陥検査支援装置及び方法を図１〜図７に基づいて説明する。図１において、本発明の一実施の形態に係る鋳造内部欠陥検査支援装置（以下、検査支援装置ともいう。）１は、鋳造品をＸ線にて走査することでＣＴ断層画像を撮影するＸ線ＣＴスキャナ２と、ディスプレイ装置３と、入力装置４と、に接続されている。

検査支援装置１は、Ｘ線ＣＴスキャナ２からのＣＴ断層画像に基づき検査対象の鋳造品（以下、検査対象の鋳造品を、以下、単に鋳造品ともいう。）の内部欠陥検査の助けとなる情報を作成する装置であり、三次元形状モデル取得手段７、三次元形状モデル位置合わせ手段８、鋳巣モデル取得手段９、鋳巣モデル分割領域設定手段１０、ベストフィット処理手段（分割領域対応位置合わせ手段）１１、鋳巣体積変化率算出手段１２、判別尺度計算手段１３、鋳巣種類判定手段１４、及びメモリ１５を備えている。
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７、三次元形状モデル位置合わせ手段８、鋳巣モデル取得手段９、鋳巣モデル分割領域設定手段１０、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、鋳巣種類判定手段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。

三次元形状モデル取得手段７は、Ｘ線ＣＴスキャナ２から入力される断層画像群から、ポリゴン（多角形面要素）で表現される鋳造品の三次元形状モデルを形成し、この三次元形状モデルの形成を、前記鋳造品に施される加熱処理前の実測及び加熱処理後の実測に基づいて行うことによって、加熱処理前の三次元形状モデル及び加熱処理後の三次元形状モデル（以下、適宜、加熱処理前、後三次元形状モデルという。）を得る。
加熱処理前、後三次元形状モデルは、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８は、加熱処理前、後三次元形状モデルについて原点位置（０，０，０）を基準にして位置合わせする。
鋳巣モデル取得手段９は、三次元形状モデル取得手段７が得た加熱処理前、後三次元形状モデルについて、前記鋳造品の鋳巣に該当する部分のモデルと、前記鋳造品における前記鋳巣に該当する部分を除く部分のモデル（以下、鋳造品外観モデルという。）と、に分離し、図４（ｃ）に示すように、前記鋳造品の鋳巣に該当する部分のモデルを鋳巣モデル２０として得る。

鋳巣モデル分割領域設定手段１０は、図４（ｃ）に示すように三次元形状モデルにおける前記鋳造品の鋳巣を含み鋳巣が密集した部分（鋳巣密集部分）を、前記鋳巣が発生していない部分を境目として区画することにより、鋳巣モデル分割領域２２として得る。この際、鋳巣モデル分割領域２２は前記鋳巣の密集度を考慮して設定される。鋳巣モデル分割領域２２には、複数の鋳巣モデル２０が含まれている。鋳巣モデル２０における加熱処理前、後三次元形状モデルに対応するものを夫々加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａという。なお、便宜上、加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａを、適宜、鋳巣モデル２０と総称する。

ベストフィット処理手段１１は、鋳巣モデル２０（加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａに）ついて、図４及び図５に示すように、前記鋳巣モデル分割領域２２毎に、位置合わせを行う。この位置合わせは、近接して存在する加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａの頂点５０の位置が最適位置になるように、すなわちベストフィット処理がなされるように行う。なお、本実施形態では、鋳巣モデルの位置合わせを行う前〔ベストフィット処理を行う場合を示す図５（ｂ）に対し、ベストフィット処理を行わない場合を示す図５（ａ）参照〕に形状変化を示していない、すなわちこの段階で引け巣であると想定される鋳巣モデル２０を基準にしてベストフィット処理を行うようにしており、この際、加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａの頂点５０の位置の重なりを考慮して位置合わせする（ベストフィット処理を行う）ようにしている。

鋳巣体積変化率算出手段１２は、前記ベストフィット処理手段１１で位置合わせされた状態での加熱処理前鋳巣モデル２０Ｍに対する前記加加熱処理後鋳巣モデル２０Ａの体積比（以下、加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａの体積変化率又は単に鋳巣の体積変化率ともいう。）を鋳巣モデル２０毎に算出する。
判別尺度計算手段１３は、前記鋳造品に対する鋳造圧と、前記熱処理による圧縮応力との比に基づいて閾値（判別尺度）を求める。

鋳巣種類判定手段１４は、鋳巣体積変化率算出手段１２が算出し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）とを比較し、前記鋳造品の鋳巣の種類〔ガス巣（型内への溶湯の充填中に生じるエアを巻き込んだ鋳巣）、引け巣（型内に充填された溶湯が凝固するときに生じる凝固収縮による鋳巣）〕を判別する。具体的には、各鋳巣（鋳巣モデル２０）の体積変化率が閾値(判別尺度)未満の場合は、これに対応する鋳巣が、引け巣であり、閾値(判別尺度)以上の場合はガス巣であると判定する。
なお、鋳巣のうちガス巣は、上述したようにエアを含んでいることから、鋳造品の加熱処理前に比して、加熱処理後はその体積が大きくなる一方、引け巣については加熱処理前、後で大きな体積変化が生じない特性を有している。このため、加熱処理前、後の鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａの位置合わせを行うと、鋳巣モデル２０に対応する鋳巣がガス巣である場合には、後述する図５（ｂ）、（ｃ）に示されるように、加熱処理後鋳巣モデル２０Ａ内に加熱処理前鋳巣モデル２０Ｍが含まれることになる。

上述したように構成された鋳造内部欠陥検査支援装置１の作用を、図２〜図７に基づいて説明する。
この鋳造内部欠陥検査支援装置１では、図２〜図３に示す処理を実行して鋳巣の種類の判定（ガス巣・引け巣の判別）を行う。すなわち、図２のステップＳ１１で、Ｘ線ＣＴスキャナ２による検査対象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、このＣＴ断層画像は、検査支援装置１の三次元形状モデル取得手段７に入力される。ステップＳ１１に続いて、三次元形状モデル取得手段７が、Ｘ線ＣＴスキャナ２から入力される断層画像群から、鋳造品の三次元形状モデル（３Ｄモデル）を形成する（ステップＳ１２）。この段階で得られた三次元形状モデルは、前記加熱処理前の鋳造品の三次元形状モデル、すなわち熱処理前三次元形状モデルに相当し、前記加熱処理後三次元形状モデルとは異なるものである。

次に、ステップＳ１１で計測された鋳造品について、加熱処理を施す（Ｓ１３）。ここで施す加熱処理は、鋳造品の内部欠陥をガス巣と引け巣とに判別できるようにするためにガス巣内のガスを加熱によって膨張させ、結果としてガス巣の形状を加熱前の形状と異なる形状にしようとするものである。加熱処理の処理条件は、鋳造品の材質や形状、大きさなどによって異なるが、例えば、アルミダイカスト品の場合には、加熱温度を例えば５２０℃としている。

そして、ステップＳ１３で加熱処理が施された鋳造品（すなわち、加熱処理後の鋳造品）に対してステップＳ１１、Ｓ１２の処理が実行され、三次元形状モデル取得手段７が、加熱処理後の鋳造品の三次元形状モデル（３Ｄモデル）を形成する。
ステップＳ１２に続いて、三次元形状モデル位置合わせ手段８が、加熱処理前、後三次元形状モデルについて原点位置（０，０，０）を基準にして位置合わせする（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４に続いて、鋳巣モデル取得手段９が、三次元形状モデル取得手段７が得た三次元形状モデル（加熱処理前、後三次元形状モデル）を鋳造品外観モデル及び鋳巣モデル２０に分離することにより鋳巣モデル２０（加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａ）を得る（ステップＳ１５）。図５に、一つの鋳巣モデル分割領域２２〔図４（ｃ）参照〕を対象にしたステップＳ１５の処理で得られる加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａの一例を示す。図５に示す例では、加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａが夫々４個（以下、適宜、加熱処理前第１〜第４、後第１〜第４鋳巣モデル２０Ｍ１〜２０Ｍ４，２０Ａ１〜２０Ａ４という。）含まれたものになっている。

ステップＳ１５に続いて、鋳巣モデル２０（加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａ）の位置合わせ処理（ステップＳ１６）及び形状差異判別処理（ステップＳ１７）を順次実行し、鋳造品の鋳巣の種類を判別するようにしている。
ステップＳ１６の鋳巣モデル２０（加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａ）の位置合わせ処理は、ステップＳ１８〜Ｓ２０を含み、大略、不良にならない（規格外の）極微小な鋳巣を削除し、この状態で、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、鋳巣モデル２０（加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａ）の位置合わせ（ベストフィット処理）を行う（後述のステップＳ２０）。
ステップＳ１７の形状差異判別処理は、ステップＳ２１〜Ｓ２３を含み、大略、判別尺度計算法で求めた閾値（判別尺度）で形状差異を判別するようにしている。
ステップＳ１８では、不良にならない（規格外の）極微小体積の鋳巣を削除し、後述する鋳巣の位置合わせを精度高く行えるようにしている。

ステップＳ１８に続くステップＳ１９のサブルーチン（鋳巣密集度を用いた分割領域の算出）では、図３（ａ）及び図４に示す処理を行う。ステップＳ１９では、まず、図３及び図４（ａ）に示すように、Ｘ線ＣＴスキャナ２からのＣＴ断層画像について、断層面毎に鋳巣発生分布を算出する（図３（ａ）ステップＳ３１）。
ステップＳ３１に続くステップＳ３２で、図４（ｂ）に示すように、鋳巣モデル２０について、鋳巣密集部分〔前記鋳造品の鋳巣を含む部分であり、前記鋳巣が発生していない部分を境目として区画される部分〕毎にラベリング処理を行う。この際、連続して発生している鋳巣は１つであるとして処理を行う。

ステップＳ３２に続くステップＳ３３で、図４（ｃ）に示すように、鋳巣モデル取得手段９が得た鋳巣モデル２０における前記鋳造品の鋳巣を含む部分について前記鋳巣が発生していない部分を境目とし、前記鋳巣の密集度を考慮して前記鋳巣モデル分割領域２２を定める。この鋳巣モデル分割領域２２には、複数の鋳造モデル〔図５（ａ）、（ｂ）では上述したように、１つの鋳巣モデル分割領域２２に加熱処理前第１〜第４、後第１〜第４鋳巣モデル２０Ｍ１〜２０Ｍ４，２０Ａ１〜２０Ａ４を含んだ例を示している。〕が含まれており、前記鋳巣モデル２０の位置合わせは、鋳巣モデル分割領域２２毎に行うようにしている。

ステップＳ１９に続くステップＳ２０のサブルーチン（加熱処理前、後の鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａの鋳巣モデル分割領域２２毎の位置合わせ）では、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａについて、加熱処理前鋳巣モデル２０Ｍを基準にして、加熱処理後鋳巣モデル２０Ａを鋳巣モデル分割領域２２毎に位置合わせ（分割領域対応位置合わせ）する（図３ステップＳ３６、Ｓ３７）。図５（ｂ）に示す例では、一つの鋳巣モデル分割領域２２に対応して加熱処理前第１〜第４、後第１〜第４鋳巣モデル２０Ｍ１〜２０Ｍ４，２０Ａ１〜２０Ａ４を含んでいる。

前記図５（ｂ）に対し図５（ａ）に、前記ステップＳ２０（ベストフィット処理）を行わない場合の加熱処理前第１〜第４、後第１〜第４鋳巣モデル２０Ｍ１〜２０Ｍ４，２０Ａ１〜２０Ａ４を示す。そして、前記ステップＳ２０（ベストフィット処理）を行わない場合、加熱処理前第１〜第４、後第１〜第４鋳巣モデル２０Ｍ１〜２０Ｍ４，２０Ａ１〜２０Ａ４は相互に近傍に配置されるものの、位置合わせされておらず、形状変化を精度高く把握することが困難である。これに対して、図５（ｂ）に示すように、前記ステップＳ２０（ベストフィット処理）を実行する本実施形態によれば、加熱処理前第１〜第４、後第１〜第４鋳巣モデル２０Ｍ１〜２０Ｍ４，２０Ａ１〜２０Ａ４を適切に位置合わせすることができ、これにより形状変化を精度高く把握できることになる。

図５（ａ）に示される例では、加熱処理前第１〜第３、後第１〜第３鋳巣モデル２０Ｍ１〜２０Ｍ３，２０Ａ１〜２０Ａ３が引け巣であり、加熱処理前第４、後第４鋳巣モデル２０Ｍ４，２０Ａ４がガス巣となっている。そして、加熱処理前第４、後第４鋳巣モデル２０Ｍ４，２０Ａ４がガス巣であることから、前記ステップＳ２０（ベストフィット処理）を実行した場合、図５（ｂ）、（ｃ）に示されるように、加熱処理後第４鋳巣モデル２０Ａ４（すなわち、加熱処理により形状が大きくなった鋳巣モデル２０）内に加熱処理前第４鋳巣モデル２０Ｍ４が含まれることになる。
ステップＳ２０（図３ステップＳ３６、Ｓ３７）の処理により、加熱処理しても形状変化を生じない引け巣を基準にして位置合わせすることができ、最適な位置合わせ（即ち、ベストフィット）を行うことでき、鋳巣の種類の判別処理精度を向上できる。

形状差異判別処理を行うステップＳ１７に含まれるステップＳ２１（鋳巣体積変化率算出手段１２、鋳巣体積変化率算出工程）では、加熱処理前、後の鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａについて、鋳巣毎に膨脹率（体積変化率）を求める。ステップＳ２１に続くステップＳ２２で全鋳巣を対象にして前記ステップＳ２１の処理が完了したか否かの判定を行う。
ステップＳ２２でＮＯと判定すると、ステップＳ２１に戻り、ＹＥＳと判定すると、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３（鋳巣種類判定手段１４、鋳巣種類判定工程）では、後述する判別尺度計算法で算出した閾値（判別尺度）を用いてガス巣と引け巣の分離（判別）を行う。

ここで、前記判別尺度計算法、すなわち鋳造品に発生するガス巣と引け巣の判別に用いられる閾値（判別尺度）の計算法について、図６及び図７に基づいて、説明する。まず、型内への溶湯の充填が圧縮応力Ｘ１〔ＭＰａ〕で行われ、充填完了時におけるガス体積Ｖ０が算出され、圧縮応力Ｘ１及びガス体積Ｖ０が記憶される〔図６ステップＳ６１、図７（ａ）〕。次に、鋳造圧Ｘ２〔ＭＰａ〕で製品が離型され、前記鋳造圧Ｘ２が記憶される〔図６ステップＳ６２、図７（ｂ）〕。
前記製品離型時におけるガス体積Ｖ１は、式（１）で求められ、その算出値が記憶される〔図６ステップＳ６３、図７（ｂ）〕。
Ｖ１＝Ｖ０／（Ｘ２／Ｘ１） … （１）

そして、鋳造品に施される加熱処理における鋳造品に付与される供給温度（加熱処理温度）時の圧縮応力Ｘ３〔ＭＰａ〕を用いて、前記加熱処理後のガス体積Ｖ２を次式（２）で求め、記憶する〔図６ステップＳ６４、Ｓ６５、図７（ｃ）〕。
Ｖ２＝Ｖ０／（Ｘ３／Ｘ１） … （２）

上述したように記憶された製品離型時におけるガス体積Ｖ１及び加熱処理後のガス体積Ｖ２から次式（３）から、膨脹率が求められ、この値が閾値Ａ（判別尺度）とされる。すなわち、本実施形態では、鋳巣がガス巣であるか引け巣であるかの判定に用いられる閾値を、鋳造品に対する鋳造圧Ｘ２と前記熱処理による圧縮応力Ｘ３との比に基づいて得るようにしている。
膨脹率＝Ｖ２／Ｖ１＝〔Ｖ０／（Ｘ３／Ｘ１）〕／〔Ｖ０／（Ｘ２／Ｘ１）〕
＝鋳造圧Ｘ２／圧縮応力Ｘ３＝閾値Ａ … （３）
本実施形態では、ステップＳ２１で得られた加熱処理前、後鋳巣モデル２０Ｍ，２０Ａにおける鋳巣毎の膨脹率Ｄ（体積変化率）を閾値Ａと比較し、膨脹率Ｄが閾値Ａ以上の場合は、鋳巣がガス巣であり、閾値Ａ未満の場合は、鋳巣がガス巣であると判定する。

上述したように、不良にならない（規格外の）極微小体積の鋳巣を削除している（ステップＳ１６、Ｓ１８）ので、この分、鋳巣の位置合わせを精度高く行える。
また、鋳巣モデル取得手段９が得た鋳巣モデル２０における前記鋳造品の鋳巣を含む部分について前記鋳巣が発生していない部分を境目として前記鋳巣の密集度に基づいて分割して鋳巣モデル分割領域２２として得（図３ステップＳ３３）、加熱処理前鋳巣モデル２０Ｍを基準にして、加熱処理後鋳巣モデル２０Ａを鋳巣モデル分割領域２２毎に位置合わせ（分割領域対応位置合わせ）する（図６ステップＳ３６、Ｓ３７）。このため、位置合わせを精度高く行え、この後に実行される判別処理精度を向上できる。

また、鋳巣の種類（ガス巣、引け巣）を判定するために用いる閾値（判別尺度）を、鋳造品に対する鋳造圧と、前記熱処理による圧縮応力との比に基づいて得るので、判定基準が明確になり、良好な判定を行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る鋳造内部欠陥検査支援装置を模式的に示すブロック図である。 図１の鋳造内部欠陥検査支援装置の処理手順を示すフローチャートである。 図２のサブルーチン（ステップＳ１９、Ｓ２０）の内容を示し、（ａ）は、ステップＳ１９（鋳巣密集度を用いた分割領域算出法）の内容を示し、（ｂ）は、ステップＳ２０（鋳巣モデルの鋳巣モデル分割領域毎の位置合わせ処理）の内容を示すフローチャートである。 図３のステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３に夫々対応する鋳巣モデルを（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す図である。 図２のステップＳ１６（鋳巣モデルの位置合わせ処理）を説明するための図であり、（ａ）は、本実施形態による鋳巣モデルの位置合わせ処理（ステップＳ１６）〔ひいてはベストフィット処理〕を実行しない場合に得られる加熱処理前、後鋳巣モデルについての位置合わせ状況を示す斜視図、（ｂ）は、本実施形態により実行されるベストフィット処理により得られる加熱処理前、後鋳巣モデルについての位置合わせ状況を示す斜視図、（ｃ）は、（ｂ）の一部を拡大して示す斜視図である。 図１の鋳造内部欠陥検査支援装置に用いられる判別尺度計算法を説明するためのフローチャートである。 判別尺度計算法を示す図であり、（ａ）は、ダイカスト型内への溶湯の充填時の圧縮応力及び充填完了した際のガス体積を示し、（ｂ）は、鋳造圧及び製品離型時のガス体積を示し、（ｃ）は、加熱処理を行った後のガス体積及び膨脹率の算出式を示す図である。

符号の説明

１…鋳造内部欠陥検査支援装置、９…鋳巣モデル取得手段、１０…鋳巣モデル分割領域設定手段、１１…ベストフィット処理手段（分割領域対応位置合わせ手段）、１２…鋳巣体積変化率算出手段、１３…判別尺度計算手段、１４…鋳巣種類判定手段、２０…鋳巣モデル、２０Ｍ，２０Ａ…加熱処理前、後鋳巣モデル、２０Ｍ１〜２０Ｍ４，２０Ａ１〜２０Ａ４…加熱処理前第１〜第４、後第１〜第４鋳巣モデル、２２…鋳巣モデル分割領域。

Claims (4)

1. 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を有し、前記加熱処理前、後三次元形状モデルを用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装置において、
   前記三次元形状モデルから、前記鋳造品の鋳巣に該当する部分を分離して鋳巣モデルとして得る鋳巣モデル取得手段と、
   前記三次元形状モデルにおける前記鋳造品の鋳巣を含む部分を鋳巣モデル分割領域として区画して得る鋳巣モデル分割領域設定手段と、
   前記鋳巣モデルにおける加熱処理前、後三次元形状モデルの夫々に対応する加熱処理前、後鋳巣モデルについて、前記鋳巣モデル分割領域毎に位置合わせを行う分割領域対応位置合わせ手段と、
   を備えたことを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援装置。
2. 請求項１に記載の鋳造内部欠陥検査支援装置において、
   前記分割領域対応位置合わせ手段で位置合わせされた状態での前記加熱処理前、後鋳巣モデルの体積変化率を前記鋳巣毎に算出する鋳巣体積変化率算出手段と、
   該鋳巣体積変化率算出手段が算出した鋳巣の体積変化率を予め定めた閾値と比較して前記鋳巣がガス巣であるか引け巣であるかを判定する鋳巣種類判定手段と、を備え、
   前記閾値は、前記鋳造品に対する鋳造圧と、前記加熱処理による圧縮応力との比に基づいて得られることを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援装置。
3. 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を用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において、
   前記三次元形状モデルから、前記鋳造品の鋳巣に該当する部分を分離して鋳巣モデルとして得る鋳巣モデル取得工程と、
   該鋳巣モデル取得工程で得られた鋳巣モデルにおける前記鋳造品の鋳巣を含む部分を鋳巣モデル分割領域として区画して得る鋳巣モデル分割領域設定工程と、
   前記鋳巣モデルにおける加熱処理前、後三次元形状モデルの夫々に対応する加熱処理前、後鋳巣モデルについて、前記鋳巣モデル分割領域毎に位置合わせを行う分割領域対応位置合わせ工程と、
   を備えたことを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援方法。
4. 請求項３に記載の鋳造内部欠陥検査支援方法において、
   前記位置合わせ工程で位置合わせされた状態での前記加熱処理前、後三次元形状モデルの鋳巣モデルの鋳巣の体積変化率を前記鋳巣毎に算出する鋳巣体積変化率算出工程と、
   該鋳巣体積変化率算出工程が算出した鋳巣の体積変化率を予め定めた閾値と比較して前記鋳巣がガス巣であるか引け巣であるかを判定する鋳巣種類判定工程と、を備え、
   前記閾値は、前記鋳造品に対する鋳造圧と、前記熱処理による圧縮応力との比に基づいて得られることを特徴とする鋳造内部欠陥検査支援方法。

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