JP2011099810A - 超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の被検査物について行う超音波探傷検査の作業効率を向上させる。
【解決手段】超音波探傷装置１は、被検査物９が載置されるパレット５と、パレット５を所定の水平方向に延びる検査搬送路２３，３３上で間欠搬送する搬送手段２３２，３３２と、検査搬送路２３，３３の途中位置に配設されて、被検査物９に対し超音波探傷検査を行う探傷手段４と、を備える。探傷手段４は、被検査物９に向かって超音波を送信する送信子と、被検査物９からの超音波を受信する受信子とを含んで構成される探傷子と、パレット５の間欠搬送に同期して、探傷子を搬送方向に直交する主走査方向に往復走査する走査機構４２と、を有している。
【選択図】図１

Description

ここに開示する技術は、Ｃスキャン探傷法による超音波探傷装置に関する。

例えば特許文献１には、Ｃスキャン探傷法を採用した超音波探傷装置として、所定の搬送方向に間欠搬送される鋼板に対して、その搬送方向に直交する主走査方向に探傷子を走査することによって、鋼板に対して相対的に探傷子を２次元走査するようにした超音波探傷装置が開示されている。

特開平１１−３４４４７６号公報

ところで、特許文献１に開示されているような鋼板ではなく、超音波探傷装置の検査対象としては、例えば航空機部品としての、複合材製の部品や金属接着された部品も存在しており、これらの部品については、超音波探傷検査によって、例えば接着不良等の欠陥を検出することになる。こうした部品は、多種多様な形状を有しているため、前記特許文献１に開示されているような超音波探傷装置を、そのまま利用することができない。

そこで、こうした様々な種類の部品について超音波探傷を行う場合には、被検査物を所定の検査位置に固定すると共に、探傷子が取り付けられたロボットアームを動かして、その固定された被検査物に対して相対的に、探傷子を、互いに直交する主走査方向及び副走査方向に走査するようにして、その被検査物についてのＣスキャン探傷検査を行うようにしている。しかしながら、こうした検査方法では、１つの被検査物についての超音波探傷検査が終わる毎に、被検査物の取り外し及び新たな被検査物の固定という段取り作業が必要であり、複数の被検査物の検査を連続して行おうとしたときには、段取り作業が、１つの被検査物の検査に要する時間を空けて断続的に必要になる。このため、作業者は長時間拘束されることになり、この点で、作業効率が悪いという不都合がある。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の被検査物について超音波探傷検査を行う場合に、その作業効率を向上させることにある。

ここに開示する超音波探傷装置は、被検査物をパレット上に載置すると共に、そのパレットを所定の搬送方向に間欠搬送しながら、探傷子を、その搬送方向に直交する主走査方向に走査して被検査物に対し相対的に探傷子を２次元走査することにより、被検査物の固定や固定した被検査物の取り外しといった作業を無くして、複数の被検査物について行う超音波探傷検査の作業効率を向上させるようにした。

この超音波探傷装置は、被検査物が載置されるパレットと、前記被検査物が載置されたパレットを、所定の水平方向に延びる検査搬送路上で間欠搬送する搬送手段と、前記検査搬送路の途中位置に配設されて、前記搬送手段によって搬送される前記被検査物に対し超音波探傷検査を行う探傷手段と、を備え、前記探傷手段は、前記被検査物に向かって超音波を送信する送信子と、前記被検査物からの超音波を受信する受信子とを含んで構成される探傷子と、前記パレットの間欠搬送に同期して、前記探傷子を前記搬送方向に直交する主走査方向に往復走査する走査機構と、を有している。

この構成によると、被検査物をパレットに載置し、そのパレットを所定の水平方向に延びる検査搬送路上で間欠搬送する一方で、検査搬送路の途中に配置した探傷手段により、探傷子を搬送方向に直交する主走査方向に往復移動することにより、探傷子は、被検査物に対して相対的に、主走査方向及び搬送方向（副走査方向）のそれぞれに走査されることになり、前記被検査物に対しＣスキャン探傷法による超音波探傷が行われる。

この構成では、被検査物が載置されたパレットを、順次、検査搬送路に沿って搬送することによって、複数の被検査物を、連続的に検査することが実現し得る。このため、従来のように、１つの被検査物に対する検査が終了する度に、被検査物の取り外し及び新たな被検査物の固定といった段取り作業は不要になるため、作業者の拘束時間は短縮され、検査作業の作業効率が向上し得る。

また、被検査物をパレット上に載置して、そのパレットを搬送するため、被検査物の形状等が互いに異なっていても、被検査物の搬送を連続して行い得る。さらに、１つのパレット上に、複数の被検査物を載置し、それらの１つ１つについて超音波探傷検査を実行することも可能である。このため、互いに形状等の異なる複数の被検査物についての超音波探傷検査を連続的に行う場合に、作業効率が向上し得る。

前記被検査物は概略板状であり、前記探傷手段は、前記概略板状の被検査物を間に挟むように、前記パレットの搬送方向に直交する厚み方向に対向配置されると共に、それぞれ前記被検査物に向かって接触媒質を噴射する一対のノズルをさらに備え、前記一対のノズルは、前記走査機構によって前記主走査方向に往復走査され、前記送信子は、前記一対のノズルの一方に内蔵され、前記受信子は、前記一対のノズルの他方に内蔵されている、としてもよい。

一対のノズルのそれぞれから被検査物に向かって接触媒質（例えば水）が噴射されることにより、被検査物と各ノズルとの間には水柱が形成される。一方のノズルに内蔵された送信子から送信された超音波は、この水柱内を伝播して被検査物に至り、他方のノズルに内蔵された受信子は、被検査物から水柱内を伝播する超音波を受信する。

前記搬送手段は、前記探傷手段の配設位置よりも前記検査搬送路の上流側に設けられ、前記探傷手段による検査前の被検査物が載置された複数のパレットを保持すると共に、前記保持しているパレットを前記検査搬送路上に順次供給する上流側ストック部をさらに有している、としてもよい。

搬送手段は、上流側ストック部に保持されているパレットを順次、探傷手段に搬送することになるため、上流側ストック部に保持されている複数のパレットそれぞれに載置されている被検査物に対する探傷検査が、順次、自動的に行われることになる。従って作業者は、それぞれ被検査物が載置された複数のパレットを、上流側ストック部に予めセットするという前作業を、超音波探傷検査の開始前に集中して行えばよく、作業者の拘束時間がさらに短くなって検査効率が大幅に向上し得る。

前記搬送手段は、前記探傷手段の配設位置よりも前記検査搬送路の下流側に設けられ、前記探傷手段による検査後の被検査物が載置されたパレットを前記検査搬送路上から順次除去すると共に、前記除去したパレットを複数保持する下流側ストック部をさらに有している、としてもよい。

探傷手段によって検査された後の被検査物が載置されたパレットは、検査搬送路における下流側において、下流側ストック部により、その検査搬送路上から順次除去されて保持されるため、探傷手段によって１つのパレットに対する超音波探傷検査が終了する度に、作業者が、検査搬送路上からパレットを除去して、そのパレットから被検査物を降ろすといった後作業を行う必要がなくなる。つまり、複数の被検査物（パレット）に対する超音波探傷検査が全て終了し、その複数の被検査物が全て下流側ストック部に保持された時点で、前記の後作業をまとめて行えばよく、作業者の拘束時間がさらに短縮して検査効率が大幅に向上し得る。

前記搬送手段は、前記探傷手段の配設位置よりも前記検査搬送路の上流側に設けられ、それぞれ前記被検査物が載置された複数のパレットを並べて保持すると共に、前記並んで保持しているパレットを移動させることによって、当該パレットを前記検査搬送路上に順次供給する上流側ストック部と、前記探傷手段の配設位置よりも前記検査搬送路の下流側に設けられ、それぞれ前記被検査物が載置された複数のパレットを並べて保持すると共に、前記並んで保持しているパレットの移動を伴いながら、前記検査搬送路上から前記パレットを順次除去する下流側ストック部と、前記上流側ストック部と下流側ストック部とを互いに連結すると共に、前記下流側ストック部に保持されているパレットを、前記上流側ストック部へと移動させるための循環搬送路と、をさらに有し、前記搬送手段は、前記検査搬送路、下流側ストック部、循環搬送路及び上流側ストック部を通じて前記パレットを循環させるように構成されている、としてもよい。

こうすることで、前記と同様に、上流側ストック部に複数のパレットを予めセットしておくことによって、その複数のパレットに対する超音波探傷検査が順次、自動的に行われると共に、超音波探傷検査の終了後には、その複数のパレットが順次、検査搬送路から除去されて、下流側ストック部に保持される。その結果、作業者の拘束時間が大幅に短縮される。また、上流側ストック部と下流側ストック部とを互いに連結する循環搬送路によってパレットを循環可能にすることで、そうした循環構成を有しない超音波探傷装置と比較したときに、セット可能なパレット数が同じでも、装置は小型化し得る。

前記搬送手段は、前記検査搬送路の端部に対して着脱可能に取り付けられて、当該検査搬送路を延長させる延長搬送路をさらに有し、前記搬送手段は、前記延長搬送路が取り付けられた状態では、相対的に長い長尺パレットを、前記延長搬送路及び検査搬送路上で搬送するように構成されている、としてもよい。

長尺パレットには、長さが比較的長い被検査物を載置することが可能であり、その長尺の被検査物に対する超音波探傷検査が実現し得る。つまり、長尺パレットを利用可能に構成することは、当該超音波探傷装置において探傷検査が可能な被検査物の形状の自由度を高める。

超音波探傷装置は、前記探傷手段による検査結果を、前記被検査物毎に記憶する記憶手段をさらに備えている、としてもよい。

被検査物毎に検査結果が記憶されていることで、作業者は、超音波探傷検査の進捗状況とは無関係に、任意の時間に検査結果の確認や解析を行い得る。その結果、作業者の拘束がさらに緩和される。

以上説明したように、この超音波探傷装置によると、被検査物が載置されたパレットを、検査搬送路上で間欠搬送する一方で、探傷子を主走査方向に往復走査することによって、複数の被検査物を、連続的に検査することが実現し得るため、従来のように１つの被検査物についての検査が終了する度に段取り作業を行う必要がなくなり、作業者の拘束が緩和されて、複数の被検査物に対して実行する超音波探傷検査の検査効率を向上させることができる。

超音波探傷装置の動作概念を示す斜視図である。 超音波探傷装置の構造を示す斜視図である。 超音波探傷装置のパレットの移動手順を示す説明図である。 超音波探傷装置の、図３とは異なるパレットの移動手順を示す説明図である。 パレットの平面図である。 パレットの正面説明図である。 探傷手段の構成を示す側面図である。 探傷手段による探傷動作を説明する平面図である。 超音波探傷装置の制御に係る構成を示すブロック図である。 表示部に表示される画面を例示する図である。 表示部に表示される別の画面を例示する図である。 延長搬送路を取り付けた状態の超音波探傷装置の構造を示す斜視図である。

以下、超音波探傷装置の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。図１，２は、超音波探傷装置１の全体構成を示しており、この超音波探傷装置１は、大別して、上流側ストック部２、下流側ストック部３、及び、その上流側ストック部２と下流側ストック部３との間に配置された探傷手段４を備えて構成されている。尚、図１は主に、超音波探傷装置１の動作を説明するための図であり、理解容易のために、構成部品の一部の図示を省略している。また、以下においては、説明の便宜上、図１，２における紙面右手前を前、左奥を後、右奥を右、左手前を左と呼ぶこととする。

超音波探傷装置１は、この例では、例えば複合材製の航空機部品や、金属接着された航空機部品等を被検査物９とし、各被検査物９の接着不良等の欠陥を検出する。ここで、被検査物９は、図１にも例示するように、その形状が異なる複数種の部品を含むものの、これらの被検査物９は全て、その縦横の長さよりも、厚みが薄い概略板状を有している。この超音波探傷装置１では、概略板状の被検査物９は全て、パレット５上に載置され、超音波探傷装置１は、このパレット５上に載置された被検査物９に対し探傷子を２次元走査することによって、Ｃスキャン探傷法による超音波探傷検査を実施する。尚、超音波探傷装置１の検査対象は、特に限定されるものではなく、パレット５の上に載置可能なものであれば、どのようなものであってもよい。

この超音波探傷装置１において最も特徴的な点は、複数の被検査物９に対する超音波探傷検査を自動的に連続して行い得る点にある。このことにより、この超音波探傷装置１は、作業者の拘束時間を短縮し、検査効率を向上させる。以下、超音波探傷装置１の各部の構成について、詳細に説明する。

上流側ストック部２は、フレーム２１と、パレット５を下降させる下降装置２２と、パレット５を探傷手段４に搬送するための上流側検査搬送路２３と、下流側ストック部３から上流側ストック部２へとパレット５を搬送するための下流側循環搬送路２４と、を備えて構成されている。フレーム２１は、前後左右に所定間隔を空けて立設された４つの脚部２１１と、その各脚部２１１の上端を互いに連結する前後左右の梁部２１２とを備えて構成され、下降装置２２は、前側及び後側の梁部２１２のそれぞれに対し、左右方向に所定の間隔を空けて２つ、取り付け支持されている。

各下降装置２２は、無端体（チェーン又はベルト）２２１と、この無端体２２１が巻き掛けられる一対の回り車２２２（スプロケット又はプーリ）とを備えて構成され、一対の回り車２２２の内の一方は、梁部２１２に対し、左右方向に延びる軸回りに回転可能となるように支持される一方、他方の回り車２２２は、フレーム２１の下端部に、左右方向に延びる軸回りに回転可能となるように配設されている。これにより無端体２２１は、フレーム２１の前側及び後側のそれぞれにおいて、上下方向に延びるように配設されて上下方向に走行するように構成される。各無端体２２１には、その長手方向に所定間隔を空けて複数の爪２２３が取り付けられており、この各爪２２３は、無端体２２１の走行に伴い、上下方向に移動をする。各爪２２３は、水平に配置されているパレット５に係合してパレット５を支持するための爪であり、この上流側ストック部２においては、４つの下降装置２２が互いに同期して駆動することによって、フレーム２１の内方側に配置される爪２２３が下向きに移動し、それによって、４つの爪２２３によって水平に支持されているパレット５が下降するように構成されている。ここで、上流側ストック部２では、各下降装置２２において、フレーム２１の内方側で６つの爪２２３が上下方向に並んで配設されるように構成されており、これによって、上流側ストック部２では、最大６個のパレット５を上下方向に並べて保持することが可能に構成されている（つまり、６段に構成されている）。

上流側検査搬送路２３は、パレット５を探傷手段４に搬送するための搬送路を構成する部分であり、フレーム２１の前側及び後側のそれぞれにおいて、左右に配置された脚部２１１の下端部同士を互いに連結する連結支持部２３１と、当該連結支持部２３１に対して取り付け支持された複数の搬送ローラ２３２と、を備えて構成されている。尚、前側に配設された連結支持部２３１に支持される搬送ローラ２３２は、当該連結支持部２３１の陰になるため、図面上には現れていない。搬送ローラ２３２は、連結支持部２３１におけるフレーム２１の内方側に、左右方向に等間隔を空けて配設されており、各搬送ローラ２３２は、前後方向に延びる軸回りに回転可能に、連結支持部２３１に取り付けられている。各搬送ローラ２３２は、パレット５が載置された状態で回転することによりこのパレット５を水平方向に搬送するためのローラであり、これにより、上流側検査搬送路２３は、パレット５を、探傷手段４に搬送するための検査搬送路の一部を構成することになる。また、前記下降装置２２の爪２２３に支持されているパレット５が最下段に位置したときには、そのパレット５は上流側検査搬送路２３の搬送ローラ２３２上に載置されることになる。このため、この上流側検査搬送路２３は、上流側ストック部２において、パレット５を保持する最下段の部分も構成することになる。

下流側循環搬送路２４は、上流側検査搬送路２３と同様の構成を有しており、フレーム２１の前側及び後側のそれぞれにおいて、左右に配置された脚部２１１の上端部同士を互いに連結する連結支持部２４１と、当該連結支持部２４１に対して所定間隔を空けかつ、それぞれ前後方向に延びる軸回りに回転可能に取り付け支持された複数の搬送ローラ２４２と、を備えて構成されている。各搬送ローラ２４２は、パレット５が載置された状態で回転することによりこのパレット５を水平方向に搬送するローラであり、これにより、下流側循環搬送路２４は、パレット５を、下流側ストック部３から上流側ストック部２に移動させるための循環搬送路の一部を構成することになると共に、上流側ストック部２において、パレット５を保持する最上段の部分も構成することになる。ここで、この下流側循環搬送路２４を構成する各搬送ローラ２４２は、詳細な図示は省略するが、下降装置２２の駆動時には下降するパレット５と干渉することを避けるべく退避位置に位置することが可能に構成されている。

下流側ストック部３は、上流側ストック部２と同様に、フレーム３１と、パレット５を上昇させる上昇装置３２と、探傷手段４からパレット５を搬送するための下流側検査搬送路３３と、下流側ストック部３から上流側ストック部２へとパレット５を搬送するための上流側循環搬送路３４と、を備えて構成されている。ここで、フレーム３１、下流側検査搬送路３３及び上流側循環搬送路３４の各構成は、上流側ストック部２におけるフレーム２１、上流側検査搬送路２３及び下流側循環搬送路２４の各構成と互いに同じであるため、対応する部分には対応する符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、各上昇装置３２の構成も、その駆動方向が下降装置２２の駆動方向とは逆で、下流側ストック部３においては、爪３２３によって水平に支持されたパレット５を上昇させることを除いて、下降装置２２の構成と同じであるため、対応する部分には対応する符号を付して、その詳細な説明は省略する。下流側ストック部３は、上流側ストック部２と同様に、６個のパレット５を上下方向に並べて保持することが可能に構成されており、前記の検査搬送路上には、１個のパレット５しか置くことができないことから、この超音波探傷装置１は、最大で１１個のパレット５をセットすることが可能に構成されている。尚、この例では、上流側ストック部２及び下流側ストック部３の段数をそれぞれ６段に構成しているが、超音波探傷装置１における段数は特に限定されず、適宜の段数を設定すればよい。

こうしてこの超音波探傷装置１では、上流側ストック部２の上流側検査搬送路２３と、下流側ストック部３の下流側検査搬送路３３とは、探傷手段４を挟んで互いに連続するように構成されている。この上流側検査搬送路２３と下流側検査搬送路３３とによって構成される検査搬送路上を、超音波探傷装置１の右側から左側に向かって（以下、この方向を搬送方向や副走査方向ともいう）パレット５が移動し、詳しくは後述するが、探傷手段４を通過する際に当該パレット５上に載置されている被検査物９に対する超音波探傷検査が実行されることになる。また、超音波探傷検査が完了したパレット５は、下流側ストック部３において、その最下段（つまり、下流側検査搬送路３３）から最上段へと、上昇装置３２の駆動に伴い順次上昇する。さらに、下流側ストック部３の最上段に位置するパレット５は、上流側循環搬送路３４と下流側循環搬送路２４とからなる循環搬送路によって、下流側ストック部３から上流側ストック部２へと移動をする。そうして、上流側ストック部２において、その最上段から最下段へと、下降装置２２の駆動に伴い、パレット５は順次下降し得る。このように超音波探傷装置１は、検査搬送路、下流側ストック部３、循環搬送路、及び上流側ストック部２を通って、パレット５が循環可能に構成されている（図１も参照）。

ここで、図３を参照しながら、この超音波探傷装置１におけるパレット５の移動手順について説明する。先ず初期状態として、上流側ストック部２には、最下段から最上段までの各段に、順にＡ〜Ｆの６個のパレットがセットされ、下流側ストック部３には、最上段から２段目までの各段に、順にＧ〜Ｋの５個のパレットがセットされているとする。つまり、この例では、超音波探傷装置１に、最大数のパレットがセットされている。

超音波探傷装置１は、パレットＡを検査搬送路２３，３３上で移動させ、このパレットＡに対する超音波探傷検査を行う（工程Ｐ１１参照）。パレットＡに対する超音波探傷検査が完了し、当該パレットＡが下流側ストック部３に到達すれば、上流側ストック部２の下降装置２２を駆動して、Ｂ〜Ｆの各パレットを１段分だけ下降させる（工程Ｐ１２参照）。これによって、上流側ストック部２の最上段は空きになることから、超音波探傷装置１は次いで、循環搬送路２４，３４を通じて、下流側ストック部３から上流側ストック部２にパレットＧを移動させる（工程Ｐ１３参照）。その後、下流側ストック部３の上昇装置３２を駆動することによって、Ｈ〜Ｋ及びＡの各パレットを１段分だけ上昇させる（工程Ｐ１４参照）。こうして、工程Ｐ１５に示すように、下流側ストック部３における最下段が空きになった初期状態と同様の状態となる。この工程Ｐ１１〜Ｐ１５を繰り返すことにより、Ａ〜Ｋの１１個のパレットそれぞれに対して超音波探傷検査を、順次行うことができる。

これに対し、図４は、図３とは異なるパレット５の移動手順を示している。この例は、上流側ストック部２の最上段及び下流側ストック部３の最下段を少なくとも含む、２つ以上の空きが存在している場合に行い得る移動手順である。ここでは初期状態として、上流側ストック部２には、最下段から５段目までの各段に、順にＡ〜Ｅのパレットがセットされ、下流側ストック部３には、最上段から２段目までの各段に、順にＦ〜Ｊのパレットがセットされているとする。

超音波探傷装置１は、パレットＡを検査搬送路２３，３３上で移動させ、このパレットＡに対する超音波探傷検査を行う。これと共に、超音波探傷装置１は、パレットＦを循環搬送路２４，３４を通じて、下流側ストック部３から上流側ストック部２へと移動させる（工程Ｐ２１参照）。パレットＡに対する超音波探傷検査が完了して当該パレットＡが下流側ストック部３に到達すると共に、パレットＦが上流側ストック部２に到達すれば、超音波探傷装置１は、上流側ストック部２の下降装置２２を駆動して、Ｂ〜Ｆの各パレットを１段分だけ下降させると共に、下流側ストック部３の上昇装置３２を駆動して、Ｇ〜Ｊ及びＡの各パレットを１段分だけ上昇させる（工程Ｐ２２参照）。こうして、工程Ｐ２３に示すように、上流側ストック部２における最上段と下流側ストック部３における最下段が空きになった初期状態と同様の状態となる。この工程Ｐ２１〜Ｐ２３を繰り返すことにより、Ａ〜Ｊの１０個のパレットそれぞれに対して超音波探傷検査を順次行うことができる。この図４の例のように２以上の空きがある場合には、パレットの移動手順を少なくして、複数のパレット５についての超音波探傷検査に要する時間を短縮することが可能になる。

パレット５は、図５，６に示すように、平面視で矩形状の枠体５１と、その枠体５１内に配設された複数本のワイヤ５２とを備えて構成されている。枠体５１の前後（超音波探傷装置１における前後に対応、図１等参照）の部分にはそれぞれ、その上面にラックギア５３が設けられている。この各ラックギア５３は、図６に示すように、ピニオンギア５４と噛み合うギアであり、ピニオンギア５４は、図１，２では図示を省略するが、上流側ストック部２における上流側検査搬送路２３（各連結支持部２３１）付近、及び、下流側循環搬送路２４（各連結支持部２４１）付近、並びに、下流側ストック部３における下流側検査搬送路３３（各連結支持部３３１）付近、及び、上流側循環搬送路３４（各連結支持部３４１）付近にそれぞれ設けられている。ラックギア５３に噛み合った状態でピニオンギア５４が回転駆動することにより、搬送ローラ２３２，２４２，３３２，３４２に支持されたパレット５が、検査搬送路２３，３３上、又は、循環搬送路２４，３４上を搬送されることになる（図６の実線及び二点鎖線の矢印参照）。ここで、探傷手段４による超音波探傷検査を行うべく、パレット５が検査搬送路２３，３３上を移動するときには、後述するように、当該パレット５は所定ピッチで間欠搬送される。

各ワイヤ５２は、枠体５１内において、その前後の部分を互いに連結するように前後方向に延びて配設されていると共に、左右方向に所定間隔を空けて配置されている。ワイヤ５２は、被検査物９を支持することで、被検査物９をパレット５に載置するためのものである。このため、各ワイヤ５２は、被検査物９を支持可能な剛性を有することが望ましいが、この各ワイヤ５２は、詳しくは後述するが、被検査物９と、探傷子（受信子）との間に介在することになるため、ワイヤ５２は超音波探傷検査に実質的な影響を及ぼさない程度の小径であることが望ましい。また、その間隔は適宜設定することが可能である。

探傷手段４は、探傷子を支持する支持体４１と、支持体４１を、パレット５の搬送方向（副走査方向）に直交する主走査方向（つまり、超音波探傷装置１における前後方向）に往復移動させる走査機構４２と、を備えて構成されている。

支持体４１は、図７に端的に示すように、概略板状の被検査物９を間に挟んだ上側と下側とのそれぞれにおいて、主走査方向に延びる上側支持部４１１及び下側支持部４１２と、これら上側支持部４１１及び下側支持部４１２の基端部同士を互いに連結して、上側支持部４１１と下側支持部４１２とを一体化させる連結部４１３とを備えて側面視でコ字状に形成されている。

上側支持部４１１には、その先端部に送信側ノズル４１４が、その中心軸（探傷軸Ｘ）が鉛直方向となるように取り付けられている。送信側ノズル４１４は接触媒質としての水を下向きに噴射するノズルであり、この水の噴射によって、送信側ノズル４１４とパレット５上の被検査物９における上向きの面との間には、水柱が形成されるようになる。図示は省略するが、送信側ノズル４１４には、被検査物９に向かって超音波を送信する送信子（探傷子）が内蔵されており、この送信子が送信した超音波は水柱内を伝播して被検査物９に至るようになる。

下側支持部４１２には、その先端部に受信側ノズル４１５が、上側支持部４１１の送信側ノズル４１４と同軸となるように取り付けられている。この受信側ノズル４１５も、前記送信側ノズル４１４と同様に、水を上向きに噴射する。この水の噴射によって、受信側ノズル４１５とパレット５上に被検査物９における下向きの面との間には、前記上側の水柱と同軸に水柱が形成されるようになる。また、図示は省略するが、受信側ノズル４１５には、被検査物９からの超音波を受信する受信子（探傷子）が内蔵されており、この受信子は水柱内を伝播して受信側ノズル４１５に至る超音波を受信する。こうして、探傷手段４においては、被検査物９を間に挟んだ上下のそれぞれに、送信子（送信側ノズル４１４）と受信子（受信側ノズル４１５）とがそれぞれ、鉛直方向に延びる探傷軸Ｘ上に配置された状態にされる。尚、送信子と受信子とは逆に配置してもよい。

走査機構４２は、上流側ストック部２と下流側ストック部３との間でそれらのフレーム２１，３１に固定されて、主走査方向に延びる案内レールを有しており、前記の支持体４１は、この案内レールに対して係合した状態で、図示省略の駆動源によって、主走査方向に往復移動される。図８に示すように、この支持体４１の往復移動に伴い、前記送信側ノズル４１４（送信子）及び受信側ノズル４１５（受信子）、つまり探傷軸Ｘが、被検査物９に対して相対的に、主走査方向に往復移動するようになる。一方、パレット５は、検査搬送路上を、副走査方向に移動することから、送信子及び受信子からなる探傷子は、パレット５上に載置された概略板状の被検査物９に対して縦横に２次元走査されるようになりる。より詳細には、パレット５は、検査搬送路上を所定ピッチで間欠搬送される一方、操作機構４２は、探傷子を、パレット５の搬送が停止している間に、主走査方向の一方向に移動（往方向に移動又は復方向に移動）することで、パレット５上の被検査物９の全面が、探傷子によって２次元走査される。そうして、被検査物９に対するＣスキャン探傷法による超音波探傷検査が実現する。ここで、図５に一点鎖線で示す範囲が、各パレット５において探傷子を走査可能な範囲に相当し、この範囲は換言すれば、各パレット５において、被検査物９を載置することが可能な範囲である。尚、この超音波探傷装置１では、この範囲内であれば１つのパレット５の上に複数の被検査物９を載置することが可能にされている。

尚、ここでは探傷手段４として、送信子及び受信子を、被検査物９を間に挟んで厚み方向に対向配置しているが、送信子及び受信子を含む探傷子を、被検査物９の上方又は下方に配置するように構成してもよい。

図９は、超音波探傷装置１の制御に係る制御装置６の構成を示しており、この制御装置６は、例えば液晶表示装置等からなる表示部６１、例えばキーボードやポインティングデバイス等からなる入力部６２、例えばハードディスクドライブ等からなる記憶部６３、例えばＣＰＵ等からなる制御部６４を備えて構成されている。こうした制御装置６は、汎用ＰＣを利用することが可能である。つまり、作業者は、制御装置６を用いて、表示部６１に表示される画面を見ながら入力部６２を通じて検査条件等を入力設定することにより、その検査条件等に基づいて超音波探傷装置１が制御されて、被検査物９に対する超音波探傷検査を行うことができると共に、その結果が記憶部６３に記憶されることによって、被検査物９の検査結果の確認や解析を行うことが可能に構成されている。

図１０，１１は、制御装置６の表示部６１に表示される画面の一例を示している。図１０は、メイン画面の一例であり、このメイン画面１０１は、超音波探傷装置１による被検査物に対する超音波探傷検査を実行している最中には、その超音波探傷装置１にセットされている各パレットの現況の情報を表示するように構成されている。つまり、メイン画面１０１には、超音波探傷装置１にセットされているパレットが、超音波探傷装置１における実際のパレット５の並びと同じ並びで表示されており（図例では、上流側ストック部２に対応する、画面向かって右側に、下から上に順にＡ〜Ｆの６個のパレットと、下流側ストック部３に対応する、画面向かって左側に、上から下に順にＧ〜Ｋの５個のパレットとが表示されている）、超音波探傷装置１において、前述したようにパレット５が移動することに伴い、このメイン画面１０１におけるパレットの並びも変更されることになる。メイン画面１０１ではまた、各パレットの情報として、ステータス（未探傷、探傷済み、探傷中、及びエラー発生等）と、探傷条件（探傷速度、送りピッチ、パレット上の載置位置（Ｐ１，Ｐ２）等）と、当該パレットの探傷検査の終了予定時刻が表示されるように構成されている。ここで、メイン画面１０１においては、各パレットのステータスに応じて、当該パレットの表示色を変えるようにしてもよく、例えば、未探傷のときは黄色、探傷済みのときは緑色、探傷中のときは緑色の点滅、エラー発生のときは赤色としてもよい。こうすることによって作業者は、メイン画面１０１を一目見るだけで、超音波探傷装置１による超音波探傷検査の進捗状況や、エラー発生の有無を確認することが可能になる。

またメイン画面１０１に表示されている各パレットは選択操作が可能に構成されており、いずれかのパレットの選択操作を行ったり、メイン画面１０１の上部に設けられた「パレット情報」の選択ボタンの選択操作を行ったりしたときには、パレット情報画面が表示部６１に表示される。このパレット情報画面は、超音波探傷装置１による超音波探傷検査の開始前のときには、当該パレットについての探傷条件（検査条件）を設定するための画面であり、超音波探傷検査の最中や、検査終了後のときには、当該パレットについての各種の情報（探傷条件、現況、検査結果等）を表示する画面である。

図１１は、探傷条件（検査条件）を設定するためのパレット情報画面１０２の一例を示している。このパレット情報画面１０２には、パレット上の被検査物の載置位置を入力するための載置位置入力部１０２１と、探傷速度及びパレットの送りピッチを設定するための条件設定部１０２２と、パレットに載置される各被検査物のシリアル番号、部品番号及び部品名称等の識別情報を入力する識別情報入力部１０２３と、を含んで構成されている。

ここで載置位置入力部１０２１には、パレットにおける探傷子が走査可能な範囲（被検査物を載置可能な範囲）が表示されており、作業者は、例えばマウスドラッグ操作によって、パレット５上に載置される被検査物９の大きさ及び位置を指定することが可能に構成されている。図例では、パレットＡに、Ａ１〜Ａ５の５個の被検査物が載置されることが設定されている。

こうしてパレット情報画面１０２において入力された情報に基づいて、制御装置６は超音波探傷装置１を制御して、各パレット５に載置されている被検査物９に対し超音波探傷検査を実行することになる。その検査結果を受けて制御装置６は、パレット情報画面１０２において入力された情報と検査結果（探傷画像及び検査の合否結果を含む）とを対応付けて記憶部６３に記憶することになる。これによって記憶部６３には、被検査物９の情報と、その被検査物９に対して行った超音波探傷検査の結果とが蓄積されることになる。

図１０に戻り、メイン画面１０１の上部には「探傷画像」及び「管理」の選択ボタンが含まれており、この内「探傷画像」を選択操作したときには、記憶部６３に記憶されている探傷画像の中から、所望の被検査物９の探傷画像を表示部６１に表示させてこれを確認することが可能に構成されている。また、「管理」を選択操作したときには、記憶部６３に記憶されている検査結果の中から、所望の被検査物９の検査結果を表示部６１に表示させてこれを確認することが可能に構成されている。これらの探傷画像や検査結果を表示させるときには、例えば検査日時やシリアル番号等の各種の検索キーに基づいて検索を行うことが可能に構成されており、これによって所望の被検査物９に関する情報を、容易に確認することが可能になる。

以上説明したように、この超音波探傷装置１では、被検査物９をパレット５に載置し、そのパレット５を水平方向に延びる検査搬送路２３，３３上で間欠搬送する一方で、検査搬送路２３，３３の途中に配置した探傷手段４において、探傷子を主走査方向に往復移動するように構成されている。このことにより、探傷子は、被検査物９に対して相対的に、主走査方向及び副走査方向のそれぞれに走査されることになり、被検査物９に対しＣスキャン探傷法による超音波探傷が実行されることになる。このため、この超音波探傷装置１では、被検査物９が載置されたパレット５を、順次、検査搬送路２３，３３に沿って搬送することによって、複数の被検査物９を、連続的に検査することが実現し得る。つまり従来のように１つの被検査物に対する検査が終了する度に、被検査物の取り外し及び新たな被検査物の固定といった段取り作業が不要であるため、作業者の拘束時間は短縮され、検査作業の作業効率が向上し得る。特に、この超音波探傷装置１では、上流側ストック部２部及び下流側ストック部３を備えて、パレット５を循環させるようにし、最大で１１個のパレット５をセットして、それら１１個のパレット５に対する超音波探傷検査を連続して自動的に行い得るため、作業者は、超音波探傷検査の開始前に、各パレット５に被検査物９を載置して、それを超音波探傷装置１にセットするという前作業を集中して行えばよく、超音波探傷装置１による超音波探傷検査の最中には、特に作業がない。その結果、作業者の拘束時間が大幅に短縮される。尚、パレット５の循環構成は、超音波探傷装置１の小型化に寄与する。

また、超音波探傷検査の結果が記憶部６３に記憶されることにより、その検査結果の確認や解析は、超音波探傷検査の進捗状況とは無関係に任意の時間に行い得る。例えば全てのパレット５に対する超音波探傷検査が終了した時点で、検査結果の確認や解析を行ってもよい。このことも、作業者の拘束を緩和することになる。

また、被検査物９をパレット５上に載置して、そのパレット５を搬送するため、被検査物９の形状等が互いに異なっていても、被検査物９の搬送を連続して行い得る。さらに、１つのパレット５上に、複数の被検査物９を載置し、それらの１つ１つについて超音波探傷検査を一度に実行することも可能である。このため、この超音波探傷装置１は、互いに形状等の異なる、複数の被検査物９についての超音波探傷検査を連続的に行う場合に特に有効である。

また、この超音波探傷装置１では、オプションとして、延長搬送路７を設けることが可能に構成されている。この延長搬送路７は、図１２に示すように、上流側ストック部２の下端部や下流側ストック部３の下端部に着脱可能に取り付けられる一対のローラ支持部７１によって構成されている。各ローラ支持部７１は、その基端部が上流側ストック部２や下流側ストック部３に対して着脱可能に支持されると共に、そこから左右外方に水平方向に延びて配設されている。ローラ支持部７１に対しては、複数の搬送ローラ７２が取り付け支持されており、これにより延長搬送路７は、前記上流側ストック部２の上流側検査搬送路２３や下流側ストック部３の下流側検査搬送路３３と同様の構成を有している。つまり、搬送ローラ７２は、ローラ支持部７１に対して左右方向に等間隔を空けて配設されており、各搬送ローラ７２は、前後方向に延びる軸回りに回転可能に、そのローラ支持部７１に取り付けられている。ローラ支持部７１にはまた、その先端部に脚部を有しており、これによってローラ支持部７１が水平に配設されることで、搬送ローラ７２が水平方向に並んで配置されることになる。各搬送ローラ７２は、パレットが載置された状態で回転することにより、このパレットを搬送するためのローラであり、これにより、上流側ストック部２の前側及び後側のそれぞれにローラ支持部７１を取り付けることによって、上流側検査搬送路２３が、その搬送方向の上流側にさらに延長されることになる。同様に、下流側ストック部３の前側及び後側のそれぞれにローラ支持部７１を取り付けることによって、下流側検査搬送路３３が、その搬送方向の下流側にさらに延長されることになる。このようにして検査搬送路を延長することにより、図１２に仮想的に示すように、左右方向（搬送方向）の長さが相対的に長い長尺パレット５０１を、検査搬送路２３，３３，７上で搬送することが実現し得る。長尺パレット５０１は、上流側ストック部２及び下流側ストック部３に保持することはできないものの、長尺パレット５０１には、図示は省略するが、長尺の被検査物９を載置することが可能である。つまり、延長搬送路７を設けることは、超音波探傷装置１において検査可能な被検査物９の形状の自由度を高めることになる。また、前記の各ローラ支持部７１（延長搬送路７）は、上流側ストック部２に対し取り付けることによって、例えば被検査物９が載置されたパレット５（つまり、上流側ストック部２及び下流側ストック部３に保持し得るパレット）を、超音波探傷装置１にセットするときにも利用し得る。つまり各ローラ支持部７１によって形成される延長搬送路７は、その上方が開放されているためパレット５を置きやすいことから、超音波探傷装置１にパレット５をセットする前作業の効率が向上する。

尚、ここでは、上流側ストック部２及び下流側ストック部３において、複数のパレット５を上下方向に並べて保持するように構成しているが、複数のパレット５を保持するための態様は、これに限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。また、パレット５の下降装置２２及び上昇装置３２の構成や、検査搬送路及び循環搬送路の構成も、前記の構成に限定されるものではなく、パレット５を移動可能な構成であれば、どのようなものを採用してもよい。さらに、前記の超音波探傷装置１では、パレット５を循環可能に構成しているが、これを省略することも可能である。さらには、複数のパレット５を保持可能な上流側ストック部や下流側ストック部３を省略してもよい。

以上説明したように、ここに開示した超音波探傷装置は、被検査物を載置したパレットを検査搬送路上で間欠搬送すると共に、検査搬送路の途中に設けた探傷手段によってそのパレット上に載置された被検査物に対し超音波探傷検査を行うことで、複数の被検査物に対する検査を連続して行うことができ、超音波探傷検査の作業効率を向上させる点で有用である。

１ 超音波探傷装置
２ 上流側ストック部
２３ 上流側検査搬送路
２３２ 搬送ローラ（搬送手段）
２４ 下流側循環搬送路
３ 下流側ストック部
３３ 下流側検査搬送路
３３２ 搬送ローラ（搬送手段）
３４ 上流側循環搬送路
４ 探傷手段
４１４ 送信側ノズル
４１５ 受信側ノズル
４２ 走査機構
５ パレット
５４ ピニオンギア（搬送手段）
６３ 記憶部（記憶手段）
７ 延長搬送路
９ 被検査物

Claims (7)

1. 被検査物が載置されるパレットと、
   前記被検査物が載置されたパレットを、所定の水平方向に延びる検査搬送路上で間欠搬送する搬送手段と、
   前記検査搬送路の途中位置に配設されて、前記搬送手段によって搬送される前記被検査物に対し超音波探傷検査を行う探傷手段と、を備え、
   前記探傷手段は、
   前記被検査物に向かって超音波を送信する送信子と、前記被検査物からの超音波を受信する受信子とを含んで構成される探傷子と、
   前記パレットの間欠搬送に同期して、前記探傷子を前記搬送方向に直交する主走査方向に往復走査する走査機構と、を有している超音波探傷装置。
2. 請求項１に記載の超音波探傷装置において、
   前記被検査物は概略板状であり、
   前記探傷手段は、前記概略板状の被検査物を間に挟むように、前記パレットの搬送方向に直交する厚み方向に対向配置されると共に、それぞれ前記被検査物に向かって接触媒質を噴射する一対のノズルをさらに備え、
   前記一対のノズルは、前記走査機構によって前記主走査方向に往復走査され、
   前記送信子は、前記一対のノズルの一方に内蔵され、前記受信子は、前記一対のノズルの他方に内蔵されている超音波探傷装置。
3. 請求項１又は２に記載の超音波探傷装置において、
   前記搬送手段は、前記探傷手段の配設位置よりも前記検査搬送路の上流側に設けられ、前記探傷手段による検査前の被検査物が載置された複数のパレットを保持すると共に、前記保持しているパレットを前記検査搬送路上に順次供給する上流側ストック部をさらに有している超音波探傷装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波探傷装置において、
   前記搬送手段は、前記探傷手段の配設位置よりも前記検査搬送路の下流側に設けられ、前記探傷手段による検査後の被検査物が載置されたパレットを前記検査搬送路上から順次除去すると共に、前記除去したパレットを複数保持する下流側ストック部をさらに有している超音波探傷装置。
5. 請求項１又は２に記載の超音波探傷装置において、
   前記搬送手段は、
   前記探傷手段の配設位置よりも前記検査搬送路の上流側に設けられ、それぞれ前記被検査物が載置された複数のパレットを並べて保持すると共に、前記並んで保持しているパレットを移動させることによって、当該パレットを前記検査搬送路上に順次供給する上流側ストック部と、
   前記探傷手段の配設位置よりも前記検査搬送路の下流側に設けられ、それぞれ前記被検査物が載置された複数のパレットを並べて保持すると共に、前記並んで保持しているパレットの移動を伴いながら、前記検査搬送路上から前記パレットを順次除去する下流側ストック部と、
   前記上流側ストック部と下流側ストック部とを互いに連結すると共に、前記下流側ストック部に保持されているパレットを、前記上流側ストック部へと移動させるための循環搬送路と、
   をさらに有し、
   前記搬送手段は、前記検査搬送路、下流側ストック部、循環搬送路及び上流側ストック部を通じて前記パレットを循環させるように構成されている超音波探傷装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の超音波探傷装置において、
   前記搬送手段は、前記検査搬送路の端部に対して着脱可能に取り付けられて、当該検査搬送路を延長させる延長搬送路をさらに有し、
   前記搬送手段は、前記延長搬送路が取り付けられた状態では、相対的に長い長尺パレットを、前記延長搬送路及び検査搬送路上で搬送するように構成されている超音波探傷装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の超音波探傷装置において、
   前記探傷手段による検査結果を、前記被検査物毎に記憶する記憶手段をさらに備えている超音波探傷装置。

Images