JP2010261816A

JP2010261816A - 打音検査方法

Info

Publication number: JP2010261816A
Application number: JP2009112941A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kobayashi; 武小林; Sei Sumitomo; 聖住友
Original assignee: Asama Giken Co Ltd
Current assignee: Asama Giken Co Ltd
Priority date: 2009-05-07
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】検査装置が小型で安価となる鋳造品の良品判定方法の提供を目的とする。
【解決手段】周波数情報から基準となる最大ピーク周波数f_sを設定するステップと、振幅情報から振幅が予め定めた第１の最小振幅に到達するまでの基準収束時間t_s1を設定するステップと、周波数情報から実最大ピーク周波数f_rを測定するステップと、振幅情報から振幅が予め定めた第１の最小振幅に到達するまでの実収束時間t_r1を測定するステップと、基準となる最大ピーク周波数f_sと実最大ピーク周波数f_rを比較して、検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、基準収束時間t_s1と実収束時間t_r1を比較して、鋳造品の合否判定を行うステップとを含む打音検査方法。
【効果】マイクロホンのみで取得した周波数情報と振幅情報に基づいて抽出されるパラメータにより、良品判定を行うので、装置が小型で安価となる打音検査方法を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳造品の良品判定を行う打音検査方法に関する。

鋳造品の良品判定方法の１つに打音検査方法が知られており、この打音検査方法は従来、人手と人の耳によって行われてきた。
しかし、人による判定では、個人差があり、経験や技術に依存する為、判定の信頼性は低く、また判定に非常に時間がかかってしまう為、効率良く作業を行えない。
そこで、判定の信頼性を高め、作業効率を向上させる為に、鋳造品を叩いたときに発生した音をセンサで検知して、周波数解析を行うことによって、良品判定を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１（図１）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図７に示すように、従来の打音検査装置１００は、ゴルフクラブヘッド２００にハンマー１０１で外力を加えることにより、音を発生させる。そして、周波数判定部１０４では、マイクロホン１０２で検知した音に基づいて、予め設定した基準となる周波数と検出した実周波数とを比較し、また外力判定部１０５では、加振力センサ１０３で検知した外力に基づいて、予め設定した基準となる外力と検出した実外力とを比較する。比較した結果、不良と判断された場合には、警報器１０６にて警報が出力され、ゴルフクラブヘッド２００の割れや剥離などの不良が検出される。

このように周波数に基づいた判定だけでなく、外力に基づいた判定も行っている為、信頼性の高い判定を行うことができる。

しかし、判定部として周波数判定部と外力判定部を用いる為、装置は大型になってしまい、装置費用も嵩む。

特開２０００−１３１２９６公報

本発明は、検査装置が小型で安価となる鋳造品の良品判定方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、鋳造品の良品判定を行う鋳造品の検査方法であって、基準となる鋳造品をハンマーで打って、マイクロホンで周波数情報と振幅情報を取得して、前記周波数情報から基準となる最大ピーク周波数を設定するステップと、振幅が予め定めた第１の最小振幅に到達するまでの収束時間を前記振幅情報から取得して、基準収束時間を設定するステップと、検査対象となる鋳造品をハンマーで打って、マイクロホンで周波数情報と振幅情報を取得して、前記周波数情報から実最大ピーク周波数を取得するステップと、振幅が予め定めた第１の最小振幅に到達するまでの収束時間を前記振幅情報から取得して、実収束時間を計測するステップと、前記基準となる最大ピーク周波数と前記実最大ピーク周波数を比較して、前記検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、前記基準収束時間と前記実収束時間を比較して、前記検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、を含むことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、鋳造品の良品判定を行う鋳造品の検査方法であって、基準となる鋳造品をハンマーで打って、マイクロホンで周波数情報と振幅情報を取得して、前記周波数情報から基準となる最大ピーク周波数を設定するステップと、振幅が予め定めた第１の最小振幅に到達するまでの収束時間を前記振幅情報から取得して、基準収束時間を設定するステップと、振幅が予め定めた最大振幅に到達してから、予め定めた第２の最小振幅に到達するまでの減衰時間を前記振幅情報から取得して、基準減衰時間を設定するステップと、検査対象となる鋳造品をハンマーで打って、マイクロホンで周波数情報と振幅情報を取得して、前記周波数情報から実最大ピーク周波数を取得するステップと、振幅が予め定めた第１の最小振幅に到達するまでの収束時間を前記振幅情報から取得して、実収束時間を計測するステップと、振幅が予め定めた最大振幅に到達してから、予め定めた第２の最小振幅に到達するまでの減衰時間を前記振幅情報から取得して、実減衰時間を計測するステップと、前記基準となる最大ピーク周波数と前記実最大ピーク周波数を比較して、前記検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、前記基準収束時間と前記実収束時間を比較して、前記検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、前記基準減衰時間と前記実減衰時間を比較して、前記検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、を含むことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、周波数情報に基づいた合否判定だけでなく、音が発生してから予め設定した第１の最小振幅になるまでの収束時間に基づいた合否判定も行われる。
これらの合否判定では、最大ピーク周波数と収束時間の２つのパラメータを用いて、判定が行われるので、信頼性の高い判定を行うことができる。
またこの２つのパラメータは、マイクロホンのみで取得した周波数情報と振幅情報に基づいて抽出されるので、検査に必要な部品を最小限に抑えることができる。
従って、検査装置が小型で安価となる鋳造品の良品判定方法が提供される。

請求項２に係る発明では、周波数情報に基づいた合否判定だけでなく、音が発生してから予め設定した第１の最小振幅になるまでの収束時間に基づいた合否判定と、予め設定した最大振幅に到達してから、予め設定した第２の最小振幅になるまでの減衰時間に基づいた合否判定も行われる。
これらの合否判定では、最大ピーク周波数と収束時間と減衰時間の３つのパラメータを用いて、判定が行われるので、より信頼性の高い判定を行うことができる。
またこの３つのパラメータは、マイクロホンのみで取得した周波数情報と振幅情報に基づいて抽出されるので、検査に必要な部品を最小限に抑えることができる。
従って、検査装置が小型で安価となる鋳造品の良品判定方法が提供される。

本発明における打音検査装置を示す図である。本発明の実施例１における作動を説明するフロー図である。本発明における周波数判定を示すグラフである。本発明における収束時間判定を示すグラフである。本発明の実施例２における作動を説明するフロー図である。本発明における減衰時間判定を示すグラフである。従来の打音検査装置を示す図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

先ず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、打音検査装置１０は、基準となる鋳造品２０又は検査対象となる鋳造品２１を叩いて音を発生させるハンマー１１と、発生した音を検知するマイクロホン１２と、このマイクロホン１２で検知された音に基づいて波形グラフを作成するグラフ作成部１３と、このグラフ作成部１３で作成された波形グラフを一時的に記憶するグラフ記憶部１４と、このグラフ記憶部１４に記憶された波形グラフから波形パラメータを抽出する抽出部１５とを備える。

更に、打音検査装置１０は、基準となる鋳造品２０に係る波形パラメータに基づいて決定される基準波形パラメータを蓄積して記憶するデータベース１６と、抽出部１５で抽出された検査対象となる鋳造品２１に係る波形パラメータ（検査対象物の波形パラメータ）を取得するとともに、データベース１６に記憶された基準波形パラメータを取得し、これらの波形パラメータを比較して良品判定を行う判定部１７と、判定部１７で判定された結果を表示する表示部１８とを備える。

グラフ作成部１３は、周波数スペクトルグラフ作成部１３ａと、時間波形グラフ作成部１３ｂとから構成され、マイクロホン１２から入力された音波信号に基づいて、波形グラフを作成する。
グラフ記憶部１４は、周波数スペクトルグラフ記憶部１４ａと、時間波形グラフ記憶部１４ｂとから構成され、グラフ作成部１３で作成された波形グラフを一時的に保存する。
抽出部１５は、グラフ記憶部１４に保存された波形グラフを読み出し、波形グラフの特徴量となる波形パラメータを抽出する。

以上の構成からなる打音検査装置を用いて実施する打音検査方法を図１、図３、図４を参照しつつ、図２で説明する。
図２のステップ番号（以下、ＳＴと略記する）０１において、基準となる最大ピーク周波数f_sを設定する。
具体的には、図１において、基準となる鋳造品２０をハンマー１１で打つと、マイクロホン１２は周波数情報を取得し、周波数スペクトルグラフ作成部１３ａは周波数情報に基づいて、図３（ａ）に示すような基準波形グラフを作成する。そして、作成された波形グラフは周波数スペクトルグラフ記憶部１４ａに一時的に保存され、抽出部１５において、複数のピーク（Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃）のうち、最大のピークＰ₃にあたる最大ピーク周波数f_sが抽出される。さらに、抽出された最大ピーク周波数f_sは、基準波形パラメータの１つである、基準となる最大ピーク周波数f_sとして、データベース１６に保存される。

図２のＳＴ０２において、基準収束時間t_s1を設定する。
具体的には、図１において、基準となる鋳造品２０をハンマー１１で打つと、マイクロホン１２は振幅情報を取得し、時間波形グラフ作成部１３ｂは振幅情報に基づいて、図４（ａ）に示すような基準波形グラフを作成する。そして、作成された波形グラフは時間波形グラフ記憶部１４ｂに一時的に保存され、抽出部１５において、振幅が予め定めた第１の最小振幅Ａ₁に到達するまでの収束時間t_s1が抽出される。さらに、抽出された収束時間t_s1は、基準波形パラメータの１つである基準収束時間t_s1として、データベース１６に保存される。

図２のＳＴ０３において、実最大ピーク周波数f_rを抽出する。
具体的には、図１において、検査対象となる鋳造品２１をハンマー１１で打つと、マイクロホン１２は周波数情報を取得し、周波数スペクトルグラフ作成部１３ａは周波数情報に基づいて、図３（ｂ）に示すような検査対象物の波形グラフを作成する。そして、作成された波形グラフは周波数スペクトルグラフ記憶部１４ａに一時的に保存され、抽出部１５において、複数のピーク（Ｐ₄、Ｐ₅、Ｐ₆）のうち、最大のピークＰ₆にあたる実最大ピーク周波数f_rが抽出される。

図２のＳＴ０４において、周波数判定を行う。
具体的には、図１において、判定部１７では、データベース１６に保存された基準となる最大ピーク周波数f_sと、抽出部１５で抽出された実最大ピーク周波数f_rを比較することにより、検査対象となる鋳造品２１の周波数判定を行う。
なお、図３（ｃ）に示すように、実最大ピーク周波数f_rが、基準となる最大ピーク周波数f_sを中心とする所定の周波数帯域内に含まれていれば、合格と判定される。

図２のＳＴ０５において、実収束時間t_r1を抽出する。
具体的には、図１において、検査対象となる鋳造品２１をハンマー１１で打つと、マイクロホン１２は振幅情報を取得し、時間波形グラフ作成部１３ｂは振幅情報に基づいて、図４（ｂ）に示すような検査対象物の波形グラフを作成する。そして、作成された波形グラフは時間波形グラフ記憶部１４ｂに一時的に保存され、抽出部１５において、振幅が予め定めた第１の最小振幅Ａ₁に到達するまでの実収束時間t_r1が抽出される。

図２のＳＴ０６において、収束時間判定を行う。
具体的には、図１において、判定部１７では、データベース１６に保存された基準収束時間t_s1と抽出部１５で抽出された実収束時間t_r1を比較することにより、検査対象となる鋳造品２１の収束時間判定を行う。
なお、図４（ｃ）に示すように、実収束時間t_r1が、基準収束時間t_s1を中心とする所定の時間領域内に含まれていれば、合格と判定される。

図２のＳＴ０７において、ＳＴ０５で実施される周波数判定とＳＴ０６で実施される収束時間判定が、共に合格であると判定された場合には、検査対象となる鋳造品２１は良品と判定される。

図２のＳＴ０８において、ＳＴ０５で実施される周波数判定とＳＴ０６で実施される収束時間判定の２つの判定のうち、いずれか１つでも不合格であると判定された場合には、検査対象となる鋳造品２１は不良品と判定される。

以上に実施例１を説明したが、この実施例１に振幅の減衰時間を判定するステップを追加することができる。振幅の減衰時間を判定するステップを追加した実施例２を以下に説明する。

次に、本発明の実施例２を図１、図３、図４、図６を参照しつつ、図５で説明する。
図５のＳＴ１１において、基準となる最大ピーク周波数f_sを設定する。
具体的には、図１において、基準となる鋳造品２０をハンマー１１で打つと、マイクロホン１２は周波数情報を取得し、周波数スペクトルグラフ作成部１３ａは周波数情報に基づいて、図３（ａ）に示すような基準波形グラフを作成する。そして、作成された波形グラフは周波数スペクトル記憶部１４ａに一時的に保存され、抽出部１５において、複数のピーク（Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃）のうち、最大のピークＰ₃にあたる最大ピーク周波数f_sが抽出される。さらに、抽出された最大ピーク周波数f_sは、基準波形パラメータの１つである、基準となる最大ピーク周波数f_sとして、データベース１６に保存される。

図２のＳＴ１２において、基準収束時間t_s1を設定する。
具体的には、図１において、基準となる鋳造品２０をハンマー１１で打つと、マイクロホン１２は振幅情報を取得し、時間波形グラフ作成部１３ｂは振幅情報に基づいて、図４（ａ）に示すような基準波形グラフを作成する。そして、作成された波形グラフは時間波形グラフ記憶部１４ｂに一時的に保存され、抽出部１５において、振幅が予め定めた第１の最小振幅Ａ₁に到達するまでの収束時間t_s1が抽出される。さらに、抽出された収束時間t_s1は、基準波形パラメータの１つである基準収束時間t_s1として、データベース１６に保存される。

図２のＳＴ１３において、基準減衰時間t_s2を設定する。
具体的には、図１において、基準となる鋳造品２０をハンマー１１で打つと、マイクロホン１２は振幅情報を取得し、時間波形グラフ作成部１３ｂは振幅情報に基づいて、図６（ａ）に示すような基準波形グラフを作成する。そして、作成された波形グラフは時間波形グラフ記憶部１４ｂに一時的に保存され、抽出部１５において、振幅が予め定めた最大振幅Ａ₂に到達してから、予め定めた第２の最小振幅Ａ₃に到達するまでの減衰時間t_s2が抽出される。さらに、抽出された収束時間t_s2は、基準波形パラメータの１つである、基準収束時間t_s1として、データベース１６に保存される。

図２のＳＴ１４において、実最大ピーク周波数f_rを抽出する。
具体的には、図１において、検査対象となる鋳造品２１をハンマー１１で打つと、マイクロホン１２は周波数情報を取得し、周波数スペクトルグラフ作成部１３ａは周波数情報に基づいて、図３（ｂ）に示すような検査対象物の波形グラフを作成する。そして、作成された波形グラフは周波数スペクトルグラフ記憶部１４ａに一時的に保存され、抽出部１５において、複数のピーク（Ｐ₄、Ｐ₅、Ｐ₆）のうち、最大のピークＰ₆にあたる実最大ピーク周波数f_rが抽出される。

図２のＳＴ１５において、周波数判定を行う。
具体的には、図１において、判定部１７では、データベース１６に保存された基準となる最大ピーク周波数f_sと、抽出部１５で抽出された実最大ピーク周波数f_rを比較することにより、検査対象となる鋳造品２１の周波数判定を行う。
なお、図３（ｃ）に示すように、実最大ピーク周波数f_rが、基準となる最大ピーク周波数f_sを中心とする所定の周波数帯域内に含まれていれば、合格と判定される。

図２のＳＴ１６において、実収束時間t_r1を抽出する。
具体的には、図１において、検査対象となる鋳造品２１をハンマー１１で打つと、マイクロホン１２は振幅情報を取得し、時間波形グラフ作成部１３ｂは振幅情報に基づいて、図４（ｂ）に示すような検査対象物の波形グラフを作成する。そして、作成された波形グラフは時間波形グラフ記憶部１４ｂに一時的に保存され、抽出部１５において、振幅が予め定めた第１の最小振幅Ａ₁に到達するまでの実収束時間t_r1が抽出される。

図２のＳＴ１７において、収束時間判定を行う。
具体的には、図１において、判定部１７では、データベース１６に保存された基準収束時間t_s1と抽出部１５で抽出された実収束時間t_r1を比較することにより、検査対象となる鋳造品２１の収束時間判定を行う。
なお、図４（ｃ）に示すように、実収束時間t_r1が、基準収束時間t_s1を中心とする所定の時間領域内に含まれていれば、合格と判定される。

図２のＳＴ１８において、実減衰時間t_r2を抽出する。
具体的には、図１において、検査対象となる鋳造品２１をハンマー１１で打つと、マイクロホン１２は振幅情報を取得し、時間波形グラフ作成部１３ｂは振幅情報に基づいて、図６（ｂ）に示すような検査対象物の波形グラフを作成する。そして、作成された波形グラフは時間波形グラフ記憶部１４ｂに一時的に保存され、抽出部１５において、振幅が予め定めた最大振幅Ａ₂に到達してから、予め定めた第２の最小振幅Ａ₃に到達するまでの実減衰時間t_r2が抽出される。

図２のＳＴ１９において、減衰時間判定を行う。
具体的には、図１において、判定部１７では、データベース１６に保存された基準減衰時間t_s2と抽出部１５で抽出された実減衰時間t_r2を比較することにより、検査対象となる鋳造品２１の減衰時間判定を行う。
なお、図６（ｃ）に示すように、実減衰時間t_r2が、基準減衰時間t_s2を中心とする所定の時間領域内に含まれていれば、合格と判定される。

図２のＳＴ２０において、ＳＴ１７で実施される周波数判定とＳＴ１８で実施される収束時間判定とＳＴ１９で実施される減衰時間判定が、全て合格であると判定された場合には、検査対象となる鋳造品２１は良品と判定される。

図２のＳＴ２１において、ＳＴ１７で実施される周波数判定とＳＴ１８で実施される収束時間判定とＳＴ１９で実施される減衰判定の３つの判定のうち、いずれか１つでも不合格であると判定された場合には、検査対象となる鋳造品２１は不良品と判定される。

以上、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例を説明したが、本発明は係る実施例に限定されない。例えば、実施例では、波形パラメータとして最大ピーク周波数、振幅の収束時間、振幅の減衰時間を用いたが、位相や音圧等を用いても良い。

本発明は、検査装置が小型で安価となる鋳造品の良品判定方法に好適である。

１０…打音検査装置、１１…ハンマー、１２…マイクロホン、１３…グラフ作成部、１３ａ…周波数スペクトルグラフ作成部、１３ｂ…時間波形グラフ作成部、１４…グラフ記憶部、１４ａ…周波数スペクトルグラフ記憶部、１４ｂ…時間波形グラフ記憶部、１５…抽出部、１６…データベース、１７…判定部、１８…表示部、２０…基準となる鋳造品、２１…検査対象となる鋳造品。

Claims

鋳造品の良品判定を行う鋳造品の検査方法であって、
基準となる鋳造品をハンマーで打って、マイクロホンで周波数情報と振幅情報を取得して、前記周波数情報から基準となる最大ピーク周波数を設定するステップと、
振幅が予め定めた第１の最小振幅に到達するまでの収束時間を前記振幅情報から取得して、基準収束時間を設定するステップと、
検査対象となる鋳造品をハンマーで打って、マイクロホンで周波数情報と振幅情報を取得して、前記周波数情報から実最大ピーク周波数を取得するステップと、
振幅が予め定めた第１の最小振幅に到達するまでの収束時間を前記振幅情報から取得して、実収束時間を計測するステップと、
前記基準となる最大ピーク周波数と前記実最大ピーク周波数を比較して、前記検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、
前記基準収束時間と前記実収束時間を比較して、前記検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、
を含むことを特徴とする打音検査方法。
鋳造品の良品判定を行う鋳造品の検査方法であって、
基準となる鋳造品をハンマーで打って、マイクロホンで周波数情報と振幅情報を取得して、前記周波数情報から基準となる最大ピーク周波数を設定するステップと、
振幅が予め定めた第１の最小振幅に到達するまでの収束時間を前記振幅情報から取得して、基準収束時間を設定するステップと、
振幅が予め定めた最大振幅に到達してから、予め定めた第２の最小振幅に到達するまでの減衰時間を前記振幅情報から取得して、基準減衰時間を設定するステップと、
検査対象となる鋳造品をハンマーで打って、マイクロホンで周波数情報と振幅情報を取得して、前記周波数情報から実最大ピーク周波数を取得するステップと、
振幅が予め定めた第１の最小振幅に到達するまでの収束時間を前記振幅情報から取得して、実収束時間を計測するステップと、
振幅が予め定めた最大振幅に到達してから、予め定めた第２の最小振幅に到達するまでの減衰時間を前記振幅情報から取得して、実減衰時間を計測するステップと、
前記基準となる最大ピーク周波数と前記実最大ピーク周波数を比較して、前記検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、
前記基準収束時間と前記実収束時間を比較して、前記検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、
前記基準減衰時間と前記実減衰時間を比較して、前記検査対象となる鋳造品の合否判定を行うステップと、
を含むことを特徴とする打音検査方法。