JP2012225878A - Damage detection device and method - Google Patents

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Eiichiro Tanaka
英一郎 田中
Hitoshi Takebe
仁 竹辺
Satoshi Wada
諭 和田
Kazunari Okabe
一成 岡部
Yoshihito Nakazawa
良仁 中澤
Kazuhiro Okubo
一弘 大久保
Hiroyuki Sugiura
広之 杉浦
Masayuki Ishiwatari
昌行 石渡
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Shibaura Institute of Technology
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Shibaura Institute of Technology
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a damage detection device and a method that can accurately detect shape abnormalities such as damage on a surface of a product, etc.SOLUTION: A damage detection device (10) in the invention detects the presence or absence of damage by exposing a surface of a product to a laser beam and measuring intensity of its diffused reflection light. The damage detection device (10) comprises: an intensity curve data detection part (13) for detecting the intensity of the diffused reflection light as intensity curve data; a reference intensity curve data acquisition part (16) for acquiring reference intensity curve data; a continuous wavelet transforming part (17) for transforming continuous wavelets; a variation calculation part (20) for calculating a variation between transform results; and a damage detection part (21) for detecting the presence or absence of damage by determining whether or not the variation is larger than a predetermined value.

Description

本発明は、所定周期で回転する製品の表面にレーザ光を照射し、その乱反射光の強度を測定することにより損傷の有無を検知する損傷検知装置及び方法の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a damage detection apparatus and method for detecting the presence or absence of damage by irradiating the surface of a product rotating at a predetermined cycle with laser light and measuring the intensity of diffusely reflected light.

一般的に製造後の製品における物理的な損傷の有無を検出することは、製品の信頼性確保のために重要である。例えば製品の製造工場では生産された製品について不良品がないか判定する際に、外観上の損傷の有無を検出するための検査が行われている。また、製造後、実際にユーザによって使用されている状態に製品についても、使用の過程において後発的に損傷が生じた際に、これを早期に検出することは故障の未然防止を図ったり、故障が実際に生じた場合でもその原因解析を効率的に行うために重要である。   In general, detecting the presence or absence of physical damage in a product after manufacture is important for ensuring the reliability of the product. For example, in a product manufacturing factory, an inspection for detecting the presence or absence of appearance damage is performed when determining whether a manufactured product is defective. In addition, when a product is actually used by a user after manufacturing, if it is later damaged in the process of use, it can be detected early to prevent failure or This is important for efficient analysis of the cause even when the error actually occurs.

従来、このような製品における損傷の検出は、専ら目視によって行われてきたが、近年、その自動化が図られている。その一例として、製品の表面をCCDやCMOSなどの撮像素子を用いたカメラで撮像して画像解析を行う手法がある。しかしながら、このような画像解析は、処理負担が大きい。一般的に、製品の表面には加工時に生じた微細な凹凸が存在するため、このような損傷ではない凹凸と損傷とを正確に区別して判定するためには、高度な画像解析が必要となるため、処理負担が非常に大きくなってしまうという問題があった。このような問題を解決するために、製品の動作時に、その振動を周波数分析することによって、損傷の有無を判定する技術が提唱されている。例えば、特許文献1には検査対象である歯車にマスタ歯車をかみ合わせて回転駆動した際に、当該マスタ歯車の変位(振動)を非接触センサで計測し、その計測データを周波数解析することによって歯車における損傷の有無を判定する技術が開示されている。   Conventionally, the detection of damage in such products has been performed by visual observation, but in recent years, automation has been attempted. As an example, there is a technique for performing image analysis by imaging the surface of a product with a camera using an image sensor such as a CCD or CMOS. However, such image analysis has a large processing burden. In general, since the surface of the product has fine unevenness generated during processing, advanced image analysis is required to accurately distinguish and determine unevenness and damage that are not such damage. Therefore, there has been a problem that the processing burden becomes very large. In order to solve such a problem, a technique has been proposed in which the presence or absence of damage is determined by frequency analysis of vibrations of a product during operation. For example, in Patent Document 1, when a master gear is engaged with a gear to be inspected and rotationally driven, the displacement (vibration) of the master gear is measured with a non-contact sensor, and the measurement data is frequency-analyzed to analyze the gear. Techniques for determining the presence or absence of damage in the are disclosed.

このような従来の周波数分析では、振動信号をフーリエ変換を用いてスペクトル分析する手法がよく用いられる。しかしながら、フーリエ変換で得られるスペクトルは周波数の関数であり、時間の情報は失われてしまうという問題点がある。この問題点に鑑み、周波数分析の新たな手法として、フーリエ変換の代わりに連続ウェーブレット変換を用いて振動解析を行う手法が提案されている(非特許文献1を参照)。   In such a conventional frequency analysis, a technique of spectrally analyzing vibration signals using Fourier transform is often used. However, the spectrum obtained by Fourier transform is a function of frequency, and there is a problem that time information is lost. In view of this problem, as a new method of frequency analysis, a method of performing vibration analysis using continuous wavelet transform instead of Fourier transform has been proposed (see Non-Patent Document 1).

本発明者はこのような連続ウェーブレット変換を用いた損傷の検出方法について研究開発を進めており、特許文献1のような歯車の歯面における損傷の有無を検知する際に、レーザ光を照射して発生させた乱反射光に基づいて行うことで、マスタ歯車を用いることなしに、直接的に損傷の検知が可能であることを見出している(特許文献2)。また特許文献3には、歯車が1回転するタイミングを1周期として取り扱うことによって、異なる歯車同士のウェーブレット変換を比較して、動的性能の評価を行う技術が開示されている。   The present inventor has been researching and developing a method for detecting damage using such a continuous wavelet transform. When detecting the presence or absence of damage on the tooth surface of a gear as in Patent Document 1, the present inventor irradiates a laser beam. It has been found that it is possible to directly detect damage without using a master gear by performing based on irregularly reflected light generated in this way (Patent Document 2). Patent Document 3 discloses a technique for evaluating the dynamic performance by comparing the wavelet transform of different gears by treating the timing of one rotation of the gear as one cycle.

特開平10−300409号公報JP-A-10-3004009 特開2007―232660号公報JP 2007-232660 A 特開2001−242009号公報JP 2001-242009 A

大上祐司・吉田彰,「連続ならびに離散ウェーブレット変換による歯車歯面の故障診断」,トライボロジスト,2003年1月,第48巻,第828〜835頁Yuji Oue, Akira Yoshida, “Failure Diagnosis of Gear Tooth Surface by Continuous and Discrete Wavelet Transform”, Tribologist, January 2003, Vol. 48, pp. 828-835

同一種類の製品が複数製造される場合、各製品には機械加工時に生じる公差によってその形状にバラツキが生じる。つまり、損傷がない正常品の間にも少なからず形状にバラツキが存在するのが現実である。上記背景技術では、いずれもスペクトルの強度差が所定値より大きいか否かを基準として、損傷の有無を判定している。しかしながら、このような単純な閾値との比較では、上述したような正常品が本来有するバラツキとの判別が困難であり、更なる損傷の検出精度の向上が望まれている。すなわち、形状にバラツキのある製品間においても、精度良く損傷を検出可能な技術が求められている。
特に上記特許文献3では、歯車が1回転するタイミングを1周期として取り扱っているため、何番目の歯に損傷があるかを検知するには、その歯車が損傷する前のデータを事前に取得しておき、そのデータとの比較をしなければならない。また特許文献3では、損傷が存在する歯が何番目の歯であるかは確認できるが、損傷位置を特定するための精度は十分に得られないという問題点もある。
When a plurality of products of the same type are manufactured, the shape of each product varies due to tolerances generated during machining. That is, in reality, there is a considerable variation in shape even between normal products that are not damaged. In any of the above background arts, the presence / absence of damage is determined based on whether or not the spectral intensity difference is greater than a predetermined value. However, in comparison with such a simple threshold value, it is difficult to discriminate from the variation inherent in the normal product as described above, and further improvement in detection accuracy of damage is desired. That is, there is a demand for a technique that can detect damage with high accuracy even between products having variations in shape.
In particular, in Patent Document 3 described above, since the timing of one rotation of the gear is handled as one cycle, in order to detect which tooth is damaged, data before the gear is damaged is acquired in advance. It must be compared with the data. Further, in Patent Document 3, it is possible to confirm the number of teeth in which damage exists, but there is a problem that accuracy for specifying the damage position cannot be obtained sufficiently.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、製品の表面における損傷などの形状異常を精度良く検知可能な損傷検知装置及び方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a damage detection apparatus and method capable of accurately detecting a shape abnormality such as damage on the surface of a product.

本発明に係る損傷検知装置は上記課題を解決するために、所定周期で回転する製品の表面にレーザ光を照射し、その乱反射光の強度を測定することにより損傷の有無を検知する損傷検知装置において、前記乱反射光の強度を回転角度又は時間を変数とする強度曲線データとして検出する強度曲線データ検出部と、前記製品が正常である場合に得られる強度曲線データである基準強度曲線データを取得する基準強度曲線データ取得部と、前記強度曲線データ検出部で検出した強度曲線データ及び前記基準強度曲線データ取得部で取得した基準強度曲線データをそれぞれ連続ウェーブレット変換する連続ウェーブレット変換部と、前記連続ウェーブレット変換部での変換結果間の偏差を算出する偏差算出部と、前記偏差算出部で算出された偏差が所定値より大きいか否かを判定することにより損傷の有無を検知する損傷検知部とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a damage detection apparatus according to the present invention irradiates a surface of a product rotating at a predetermined cycle with a laser beam and measures the intensity of the irregularly reflected light to detect the presence or absence of damage. In the above, an intensity curve data detection unit that detects the intensity of the irregularly reflected light as intensity curve data with a rotation angle or time as a variable, and reference intensity curve data that is intensity curve data obtained when the product is normal is acquired. A reference intensity curve data acquisition unit, a continuous wavelet conversion unit that performs continuous wavelet conversion on the intensity curve data detected by the intensity curve data detection unit and the reference intensity curve data acquired by the reference intensity curve data acquisition unit, and the continuous A deviation calculation unit that calculates a deviation between the conversion results in the wavelet conversion unit, and the deviation calculated by the deviation calculation unit is Characterized by comprising a damage detection unit for detecting the presence or absence of damage by determining whether greater or not than value.

本発明に係る損傷検知装置によれば、連続ウェーブレット変換を用いることによって、製品からの乱反射光から検出した強度曲線データの周波数分析を、通常のフーリエ変換では失われてしまう時間(又は回転角度)に関する情報を残しつつ、行うことができる。そのため、強度曲線データを時間(又は回転角度)や周波数のいずれか一方を変数とした解析では見いだせないような従来では取り扱いが困難な偏差を評価することができるので、より精度良く損傷を検知できる。特に基準強度曲線データを予め用意しておくことにより、機械加工時に生じる個体間のバラツキなどに起因するバラツキと、損傷とを精度よく判別して検知することができる。   According to the damage detection apparatus of the present invention, the time (or rotation angle) that the frequency analysis of the intensity curve data detected from the irregularly reflected light from the product is lost in the normal Fourier transform by using the continuous wavelet transform. It can be done while leaving information about. For this reason, it is possible to evaluate deviations that are difficult to handle in the past, which cannot be found by analyzing the intensity curve data using either time (or rotation angle) or frequency as a variable, so that damage can be detected more accurately. . In particular, by preparing reference intensity curve data in advance, it is possible to accurately discriminate and detect variations caused by variations between individuals that occur during machining and damage.

前記損傷検知部は、前記偏差算出部で算出された偏差が前記所定値より大きい変数領域を算出することにより、前記製品のうち損傷が存在する領域を特定してもよい。この態様によれば、前記算出した偏差が所定値以上である領域を損傷領域として特定できるので、損傷の有無に加えて、製品のどの領域に損傷が存在するかを精度よく判別することができる。尚、この所定値は、製品の加工公差に起因する正常なバラツキに応じて適宜設定するとよい。   The damage detection unit may specify a region where damage exists in the product by calculating a variable region in which the deviation calculated by the deviation calculation unit is larger than the predetermined value. According to this aspect, since the area where the calculated deviation is equal to or greater than the predetermined value can be specified as the damaged area, it is possible to accurately determine in which area of the product the damage exists in addition to the presence or absence of the damage. . The predetermined value may be set as appropriate according to normal variations due to product processing tolerances.

好ましくは、前記強度曲線データ検出部で検出された強度曲線データを蓄積する蓄積部を更に備えており、前記基準強度曲線データ取得部は、前記蓄積部にて蓄積された強度曲線データを平均化することにより前記基準強度曲線データを算出するとよい。この態様では、蓄積した強度曲線データを平均化することによって基準強度曲線データを算出することにより、過去の稼働履歴に基づいて信頼性の高い基準強度曲線データが得られるので、より精度良く損傷を検知できる。   Preferably, the storage device further includes an accumulation unit that accumulates the intensity curve data detected by the intensity curve data detection unit, and the reference intensity curve data acquisition unit averages the intensity curve data accumulated in the accumulation unit. Thus, the reference intensity curve data may be calculated. In this aspect, by calculating the reference intensity curve data by averaging the accumulated intensity curve data, highly reliable reference intensity curve data can be obtained based on the past operation history. Can be detected.

また、予め記憶された複数種類のマザーウェーブレット関数から、前記連続ウェーブレット変換部での連続ウェーブレット変換に用いられるマザーウェーブレット関数を選択するための入力部を更に備えてもよい。一般的に損傷の種類によって検出される強度曲線データの波形も異なる。この態様では、連続ウェーブレット変換に用いられるマザーウェーブレットを、変換対象である強度曲線データの波形にマッチングする最適なマザーウェーブレットを指定可能とすることにより、より検知精度を向上させることができる。   In addition, an input unit for selecting a mother wavelet function used for continuous wavelet transform in the continuous wavelet transform unit from a plurality of types of mother wavelet functions stored in advance may be further provided. Generally, the waveform of the intensity curve data detected varies depending on the type of damage. In this aspect, the detection accuracy can be further improved by making it possible to specify an optimal mother wavelet that matches the waveform of the intensity curve data to be converted as the mother wavelet used for continuous wavelet conversion.

好ましくは、前記強度曲線データ検出部は、前記乱反射光の強度を所定周波数以下の成分を除去するためのハイパスフィルターを介して検出するとよい。本発明者の研究によれば、検出された強度曲線データには、低周波数側にノイズや外乱などに起因する不要な信号成分が含まれる傾向が明らかになっている。そのため、ハイパスフィルターを設けることによって、これらの不要な低周波数成分を除去して強度曲線データを検出することによって、より精度のよい損傷の判定が可能となる。   Preferably, the intensity curve data detection unit may detect the intensity of the irregularly reflected light through a high-pass filter for removing a component having a predetermined frequency or less. According to the research of the present inventor, it has been clarified that the detected intensity curve data includes an unnecessary signal component due to noise or disturbance on the low frequency side. Therefore, by providing a high-pass filter, it is possible to determine damage with higher accuracy by removing these unnecessary low-frequency components and detecting intensity curve data.

例えば、前記製品は歯車であり、前記強度曲線データ検出部は、前記歯車の歯面にレーザ光を照射することによって得られた乱反射光を受光し、該受光した乱反射光の強度の時間変化に基づいて強度曲線データを検出するとよい。本発明に係る損傷検知装置の検知対象は、所定周期で回転する製品であり、特に歯車などの損傷の有無を検査すべき領域(歯面)を多数備えるもの、特に量産品に適用と効果的である。   For example, the product is a gear, and the intensity curve data detection unit receives irregularly reflected light obtained by irradiating a tooth surface of the gear with laser light, and changes the intensity of the received irregularly reflected light over time. Based on this, it is preferable to detect the intensity curve data. The object to be detected by the damage detection apparatus according to the present invention is a product that rotates at a predetermined cycle, and particularly when applied to a mass-produced product that has a large number of regions (tooth surfaces) that should be inspected for the presence or absence of damage such as gears. It is.

本発明に係る損傷検知方法は上記課題を解決するために、所定周期で回転する製品の表面にレーザ光を照射し、その乱反射光の強度を測定することにより損傷の有無を検知する損傷検知方法において、前記乱反射光の強度を回転角度又は時間を変数とする強度曲線データとして検出する強度曲線データ検出工程と、前記製品が正常である場合に得られる強度曲線データである基準強度曲線データを取得する基準強度曲線データ取得工程と、前記検出した強度曲線データ及び前記取得した基準強度曲線データをそれぞれ連続ウェーブレット変換する連続ウェーブレット変換工程と、前記連続ウェーブレット変換工程での変換結果間の偏差を算出する偏差算出工程と、前記算出された偏差が所定値より大きいか否かを判定することにより損傷の有無を検知する損傷検知工程とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the damage detection method according to the present invention irradiates the surface of a product that rotates at a predetermined cycle with a laser beam and measures the intensity of the irregularly reflected light to detect the presence or absence of damage. In the above, an intensity curve data detection step for detecting the intensity of the irregularly reflected light as an intensity curve data having a rotation angle or time as a variable, and reference intensity curve data that is an intensity curve data obtained when the product is normal is acquired. A reference intensity curve data acquisition step, a continuous wavelet conversion step of performing continuous wavelet conversion on the detected intensity curve data and the acquired reference intensity curve data, and a deviation between conversion results in the continuous wavelet conversion step. It is possible to determine whether there is damage by determining a deviation and determining whether the calculated deviation is greater than a predetermined value. Characterized in that a damage detection step of detecting a.

本発明に係る損傷検知方法は、上記損傷検知装置(上述の各種態様を含む)によって好適に実現可能である。   The damage detection method according to the present invention can be suitably realized by the damage detection apparatus (including the various aspects described above).

本発明に係る損傷検知装置及び方法によれば、連続ウェーブレット変換を用いることによって、製品からの乱反射光から検出した強度曲線データの周波数分析を、通常のフーリエ変換では失われてしまう時間(又は回転角度)に関する情報を残しつつ、行うことができる。そのため、強度曲線データを時間(又は回転角度)や周波数のいずれか一方を変数とした解析では見いだせないような従来では取り扱いが困難な偏差を評価することができるので、より精度良く損傷を検知できる。特に基準強度曲線データを予め用意しておくことにより、機械加工時に生じる個体間のバラツキなどに起因するバラツキと、損傷とを精度よく判別して検知することができる。   According to the damage detection apparatus and method of the present invention, by using continuous wavelet transform, frequency analysis of intensity curve data detected from diffusely reflected light from a product is lost (or rotated) by normal Fourier transform. This can be done while leaving information about the angle. For this reason, it is possible to evaluate deviations that are difficult to handle in the past, which cannot be found by analyzing the intensity curve data using either time (or rotation angle) or frequency as a variable, so that damage can be detected more accurately. . In particular, by preparing reference intensity curve data in advance, it is possible to accurately discriminate and detect variations caused by variations between individuals that occur during machining and damage.

本発明に係る損傷検知装置の対象背品である歯車の諸元仕様を示す表である。It is a table | surface which shows the item specification of the gear which is a target spine of the damage detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る損傷検知装置によって損傷の検知が行われている歯車の様子を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the mode of the gearwheel whose damage is detected by the damage detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る損傷検知装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the damage detection apparatus which concerns on this invention. 強度曲線データ取得部で取得した強度曲線データ(図4(a))と、その連続ウェーブレット変換結果(図4(b))である。It is the intensity curve data (FIG. 4A) acquired by the intensity curve data acquisition unit and the continuous wavelet transform result (FIG. 4B). 図4(b)に示した連続ウェーブレット変換結果を3次元座標系で示したグラフ図である。It is the graph which showed the continuous wavelet transformation result shown in FIG.4 (b) in the three-dimensional coordinate system. 図6(a)は損傷を有する歯面に対応する強度曲線データと基準強度曲線データとを重ね合わせて示すグラフ図であり、図6(b)はその連続ウェーブレット変換結果である。FIG. 6 (a) is a graph showing the intensity curve data corresponding to the damaged tooth surface and the reference intensity curve data superimposed, and FIG. 6 (b) shows the result of the continuous wavelet transform. 強度曲線データと基準強度曲線データとの間の偏差を簡略的に示すグラフ図である。It is a graph which shows simply the deviation between intensity curve data and standard intensity curve data. 図6に示す強度曲線データ及び基準強度曲線データに基づいて偏差算出部20で算出された偏差の一例である。It is an example of the deviation calculated by the deviation calculation part 20 based on the intensity | strength curve data and reference | standard intensity | strength curve data shown in FIG.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.

本実施例では、本発明に係る損傷検知装置によって損傷の有無を検知する対象製品として、複数の歯面を回転面に有する歯車1を例に説明する。特に本実施例では、検知対象の歯車として略同形状の歯を複数備える「はすば歯車」を取り扱い、この歯車の詳細な諸元仕様を図1に示す。尚、はすば歯車は検知対象の一例であり、これに限られないことは言うまでも無い。   In this embodiment, a gear 1 having a plurality of tooth surfaces on a rotating surface will be described as an example of a target product for detecting the presence or absence of damage by the damage detection apparatus according to the present invention. In particular, in this embodiment, a “helical gear” having a plurality of substantially identical teeth is handled as a gear to be detected, and detailed specifications of the gear are shown in FIG. Needless to say, the helical gear is an example of a detection target and is not limited thereto.

歯車はその駆動時において、その歯面を他の歯車の歯面と接触させて(噛み合わせて)回転駆動することにより、駆動力の伝達を行う。このとき、歯車の歯面ではその回転駆動に伴い、歯面の受け部との転がり接触をするピッチ円近辺において面圧が高くなり、歯車の駆動に伴って繰り返し負荷を受けることによって、接触面近辺の材料が疲労破壊を起こし、損傷(通称「ピッチング」とも称する)が生じることがある。また、歯車の製造段階では、機械加工時に何らかの原因で歯面に損傷が生じることも想定され、実際に、このような不良品は一定割合で発生する。本実施例では、このような歯車の歯面に生じる各種損傷の有無の検知について説明する。   During the driving of the gear, the tooth surface is brought into contact with (engaged with) the tooth surface of another gear, and thereby the driving force is transmitted. At this time, in the tooth surface of the gear, along with its rotational drive, the surface pressure increases in the vicinity of the pitch circle where it makes rolling contact with the receiving portion of the tooth surface, and the load is repeatedly applied as the gear is driven. Nearby materials can cause fatigue failure and damage (also known as “pitching”). Further, at the gear manufacturing stage, it is assumed that the tooth surface is damaged for some reason during machining, and such defective products are actually generated at a certain rate. In the present embodiment, detection of the presence or absence of various kinds of damage occurring on the tooth surfaces of such gears will be described.

図2は本発明に係る損傷検知装置10によって損傷の検知を行っている様子を模式的に示す斜視図である。図2に示すように、損傷検知装置10は所定周期で回転中の歯車の歯面に対して、損傷検知装置10の本体に取り付けられたレーザ変位計11を用いて指向性の高い単一波長の光源であるレーザ光を照射すると共に、歯面からの反射光を受光することによって、光学的に損傷の検知を行う。歯車の歯面が理想的である場合(すなわち表面に製造時の機械加工によって形成された凹凸も無い場合)、図2のように特定方向からレーザ光を照射すると、入射角度に応じた反射角度方向に正反射光が生じる。しかしながら、実際の歯面には、製造時の機械加工(切削など)によって形成された微細な凹凸が存在するため、入射角度の一部がこの繊細な凹凸によって乱反射されることとなる。   FIG. 2 is a perspective view schematically showing how damage is detected by the damage detection apparatus 10 according to the present invention. As shown in FIG. 2, the damage detection device 10 uses a laser displacement meter 11 attached to the main body of the damage detection device 10 with respect to the tooth surface of the gear rotating at a predetermined cycle to provide a single wavelength with high directivity. In addition to irradiating the laser beam, which is a light source, and receiving the reflected light from the tooth surface, optically detecting damage. When the tooth surface of the gear is ideal (that is, when the surface has no irregularities formed by machining during manufacturing), when the laser beam is irradiated from a specific direction as shown in FIG. 2, the reflection angle corresponding to the incident angle Regularly reflected light is generated in the direction. However, since the actual tooth surface has fine irregularities formed by machining (cutting or the like) at the time of manufacture, a part of the incident angle is irregularly reflected by the delicate irregularities.

このような乱反射光は、歯面に損傷がある領域において特に生じやすい性質がある。そのため、歯面に損傷が存在すると、反射光全体における乱反射光の占める割合が大きくなる。すなわち、損傷があると大きな光強度を有する乱反射光が観測される。本発明に係る損傷検知装置10は、このような乱反射光の光強度を取得し、解析することによって損傷の有無を直接的に検知することで、高精度で損傷の有無を判定することができる。   Such irregularly reflected light is particularly likely to occur in a region where the tooth surface is damaged. For this reason, if the tooth surface is damaged, the proportion of diffusely reflected light in the entire reflected light increases. That is, when there is damage, diffusely reflected light having a large light intensity is observed. The damage detection apparatus 10 according to the present invention can determine the presence or absence of damage with high accuracy by directly detecting the presence or absence of damage by acquiring and analyzing the light intensity of such irregularly reflected light. .

尚、検知対象の歯車は、図不示のアクチュエータによって回転駆動されており、固定された損傷検知装置10から照射されたレーザ光が、回転する歯車の歯面上を走査可能なように配置されている。尚、歯車の回転周期はアクチュエータを制御することによって任意に設定可能であり、各時間における回転角度が計測可能に構成されている。好ましくは、損傷検知装置10は照射されるレーザ光が歯車1の歯面2をまんべんなく走査可能な位置に取り付けられており、レーザ光が歯面の歯すじ方向に長い線状、特に好ましくは、ほぼ歯幅程度に長いレーザ光を照射すると更によい。   The gear to be detected is rotationally driven by an actuator (not shown), and is arranged so that the laser light emitted from the fixed damage detection device 10 can scan the tooth surface of the rotating gear. ing. The rotation period of the gear can be arbitrarily set by controlling the actuator, and the rotation angle at each time can be measured. Preferably, the damage detection apparatus 10 is mounted at a position where the irradiated laser beam can be scanned evenly on the tooth surface 2 of the gear 1, and the laser beam is long in the tooth line direction of the tooth surface, particularly preferably, It is even better to irradiate laser light that is approximately as long as the tooth width.

図3は本発明に係る損傷検知装置10の構成を示すブロック図である。まず、損傷検知装置10は、図2を参照して説明したように、レーザ変位計11の照射部11aからレーザ光を歯車の歯面に照射すると共に、受光部11bにて歯面からの乱反射光を受光する。そして、受光した乱反射光は光電変換されることで電圧信号が作成される。このとき、本発明者の研究によれば、この作成した電圧信号には、低周波数側にノイズや外乱などに起因する不要な信号成分が含まれる傾向が明らかになっている。そのため、ハイパスフィルター12を設けることによって、これらの不要な低周波数成分を除去することで、損傷の判定精度を向上させている。その後、電圧信号は強度曲線データ取得部13に送られ、強度曲線データとして検出される。本実施例の強度曲線データ取得部13では、強度曲線データを、乱反射光が光電変換されてなる所定の電圧波形を有する電圧信号として取り込んでいるが、例えば電流波形でもよく、その形態はこれに限定されるものではない。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the damage detection apparatus 10 according to the present invention. First, as described with reference to FIG. 2, the damage detection apparatus 10 irradiates the tooth surface of the gear with laser light from the irradiation unit 11 a of the laser displacement meter 11, and irregular reflection from the tooth surface at the light receiving unit 11 b. Receives light. The received irregularly reflected light is photoelectrically converted to create a voltage signal. At this time, according to the research of the present inventor, it has been clarified that the created voltage signal includes an unnecessary signal component due to noise or disturbance on the low frequency side. Therefore, by providing the high-pass filter 12, these unnecessary low-frequency components are removed, thereby improving the damage determination accuracy. Thereafter, the voltage signal is sent to the intensity curve data acquisition unit 13 and detected as intensity curve data. In the intensity curve data acquisition unit 13 of the present embodiment, the intensity curve data is taken in as a voltage signal having a predetermined voltage waveform obtained by photoelectrically converting diffusely reflected light. However, for example, a current waveform may be used. It is not limited.

強度曲線データ取得部13で取得した強度曲線データは、記憶部14に設けられた蓄積部15に記憶される。このような蓄積部15への記憶動作は、強度曲線データ取得部13が強度曲線データを取得する毎に行われ、過去の強度曲線データの蓄積が行われる。尚、強度曲線データ取得部13の強度曲線データの取得頻度は、一定又は不定であってよく、これに伴い蓄積部15への記憶も随時行われる。   The intensity curve data acquired by the intensity curve data acquisition unit 13 is stored in the storage unit 15 provided in the storage unit 14. Such storage operation in the storage unit 15 is performed every time the intensity curve data acquisition unit 13 acquires the intensity curve data, and the past intensity curve data is stored. The intensity curve data acquisition frequency of the intensity curve data acquisition unit 13 may be constant or indefinite, and accordingly, storage in the storage unit 15 is also performed as needed.

続いて基準強度曲線データ算出部16は、蓄積部15にアクセスすることにより、蓄積された過去の強度曲線データを取得し、該取得した強度曲線データを平均化することにより基準強度曲線データを算出する。すなわち、蓄積された強度曲線データをxi(t)とすると、基準強度曲線データxsi(t)は、次式
xsi(t)=Σxi(t)/i (1)
により算出される。このように、蓄積した強度曲線データを平均化することによって基準強度曲線データを算出することで、過去の稼働履歴に基づいて信頼性の高い基準強度曲線データが得られるので、より精度良く損傷を検知できる。
Subsequently, the reference intensity curve data calculation unit 16 accesses the storage unit 15 to acquire the accumulated past intensity curve data, and calculates the reference intensity curve data by averaging the acquired intensity curve data. To do. That is, if the accumulated intensity curve data is xi (t), the reference intensity curve data xsi (t) is expressed by the following equation: xsi (t) = Σxi (t) / i (1)
Is calculated by In this way, by calculating the reference strength curve data by averaging the accumulated strength curve data, highly reliable reference strength curve data can be obtained based on the past operation history. Can be detected.

尚、本実施例では蓄積した強度曲線データを平均化することで基準曲線データを算出するようにしたが、これに代えて、予め損傷がない正常な製品についての信頼し得る基準強度曲線データを理論的又は実験的に用意してメモリ等の記憶手段に読み出し可能なように記憶しておいてもよい。   In the present embodiment, the reference curve data is calculated by averaging the accumulated intensity curve data. Instead of this, reliable reference intensity curve data for a normal product that is not damaged in advance is used. It may be prepared theoretically or experimentally and stored in a storage means such as a memory so that it can be read out.

続いて、連続ウェーブレット変換部17は、強度曲線データ取得部13で取得した強度曲線データと基準強度曲線データ算出部16で算出した基準強度曲線データとを、それぞれ連続ウェーブレット変換する。前述したように、強度曲線データや基準強度曲線データは回転角度(又は時間)を変数としており、連続ウェーブレット変換によって周波数と回転角度(又は時間)とが変数になるように変換される。   Subsequently, the continuous wavelet transform unit 17 performs continuous wavelet transform on the intensity curve data acquired by the intensity curve data acquisition unit 13 and the reference intensity curve data calculated by the reference intensity curve data calculation unit 16, respectively. As described above, the intensity curve data and the reference intensity curve data have the rotation angle (or time) as a variable, and are converted so that the frequency and the rotation angle (or time) are variables by continuous wavelet transform.

本実施例では特に、連続ウェーブレット変換に用いられるマザーウェーブレット関数が記憶部14のマザーウェーブレット関数記憶部18に予め複数種類用意されている。これらの用意された複数種類のマザーウェーブレット関数は、キーボード、マウス又はタッチパネルなどの入力部19を介してオペレータが指定することが可能となっている。一般的に損傷の種類によって検出される強度曲線データの波形も異なる。本実施例では、連続ウェーブレット変換に用いられるマザーウェーブレット関数を、変換対象である強度曲線データの波形にマッチングする最適なマザーウェーブレットを指定可能とすることにより、より検知精度を向上させることができる。   Particularly in this embodiment, a plurality of types of mother wavelet functions used for continuous wavelet transformation are prepared in the mother wavelet function storage unit 18 of the storage unit 14 in advance. These prepared plural types of mother wavelet functions can be specified by the operator via the input unit 19 such as a keyboard, a mouse, or a touch panel. Generally, the waveform of the intensity curve data detected varies depending on the type of damage. In the present embodiment, the detection accuracy can be further improved by making it possible to specify an optimal mother wavelet that matches the waveform of the intensity curve data to be converted as the mother wavelet function used for continuous wavelet conversion.

図4は強度曲線データ取得部13で取得した強度曲線データ(図4(a))と、その連続ウェーブレット変換結果(図4(b))である。ここで、横軸は歯車の回転角度を示しており、図4(a)の縦軸は受光した乱反射光の光強度が光電変換されてなる電圧値を示しており、図4(b)の縦軸は周波数を示している。図4では、歯車が有する複数の歯面からの乱反射光に対応する波形が示されており、この例では特に歯面に損傷が無い場合のデータを示している。各歯面には上記したように、機械加工時に形成された微細な凹凸や精度誤差が存在するため、図4に示す強度曲線データにおいても、各歯面毎に取得したデータ波形にバラツキがある。   FIG. 4 shows the intensity curve data (FIG. 4A) acquired by the intensity curve data acquisition unit 13 and the continuous wavelet transform result (FIG. 4B). Here, the horizontal axis indicates the rotation angle of the gear, and the vertical axis in FIG. 4 (a) indicates the voltage value obtained by photoelectrically converting the light intensity of the received irregularly reflected light, and in FIG. 4 (b). The vertical axis represents the frequency. FIG. 4 shows a waveform corresponding to irregularly reflected light from a plurality of tooth surfaces of the gear, and in this example, data in the case where the tooth surfaces are not particularly damaged is shown. As described above, since there are fine irregularities and accuracy errors formed during machining as described above, even in the intensity curve data shown in FIG. 4, the data waveform obtained for each tooth surface varies. .

図5は図4(b)に示した連続ウェーブレット変換結果を3次元座標系で模式的に示したグラフ図である。図5のように、連続ウェーブレット変換結果は等高線状に表現されており、この等高線図のxy平面(x:回転角度,y:周波数)上で信号が発生する領域は、傷のない同諸元の歯車であればほぼ一致することが発明者らの研究により明らかになっている。図5の例では、検知対象の歯車として異常のないもの(即ち、正常品)を用いているため、各歯面のウェーブレット変換結果はほぼ重なっている。そのため、z軸(強度)の大きさは,歯ごとによって多少の変化があるが、ウェーブレット変換結果を表す3次元形状は、ほぼ同じ形状となっている。   FIG. 5 is a graph schematically showing the result of the continuous wavelet transform shown in FIG. 4B in a three-dimensional coordinate system. As shown in FIG. 5, the result of the continuous wavelet transform is expressed in contour lines, and the region where a signal is generated on the xy plane (x: rotation angle, y: frequency) of the contour map is the same specification without scratches. It has been clarified by the inventors' research that the two gears are almost identical. In the example of FIG. 5, since there is no abnormality (that is, a normal product) as a gear to be detected, the wavelet transform results of the tooth surfaces are almost overlapped. For this reason, the size of the z-axis (intensity) varies slightly depending on each tooth, but the three-dimensional shape representing the wavelet transform result is almost the same.

ここで図6(a)は損傷を有する歯面から取得した強度曲線データと基準強度曲線データとを重ね合わせて示すグラフ図であり、図6(b)はその連続ウェーブレット変換結果である。図6では、基準強度曲線データを実線で示しており、強度曲線データを破線で示している。   Here, FIG. 6A is a graph showing the superposition of the intensity curve data acquired from the damaged tooth surface and the reference intensity curve data, and FIG. 6B shows the continuous wavelet transform result. In FIG. 6, the reference intensity curve data is indicated by a solid line, and the intensity curve data is indicated by a broken line.

図6(a)に示すように、連続ウェーブレット変換前の強度曲線データは、歯車の回転周期に応じた周期性を有しており、基本的に2変数(横軸x:回転角度(又は時間)、縦軸y:電圧値)によって表わされている。そして、基準強度曲線データと比較して、横軸の狭い領域(図6中の「損傷範囲」と示されている領域を参照)においてのみ、差が生じている。ここで、各歯面は、上述したように、加工公差などの個体差に起因するバラツキを有しており、その表面に存在する凹凸も微妙に異なっている。そのため、仮にいずれの歯面にも異常がない場合であっても、強度曲線データには少なからず差異があり、図6(a)のようなわずかな差異が損傷に起因するものであるか否かを評価することが難しい。   As shown in FIG. 6A, the intensity curve data before the continuous wavelet transform has a periodicity corresponding to the rotation period of the gear, and basically has two variables (horizontal axis x: rotation angle (or time). ), The vertical axis y: voltage value). As compared with the reference intensity curve data, a difference occurs only in a narrow area on the horizontal axis (refer to an area indicated as “damage range” in FIG. 6). Here, as described above, each tooth surface has variations due to individual differences such as processing tolerances, and unevenness existing on the surface is also slightly different. Therefore, even if there is no abnormality in any tooth surface, there are not a few differences in the intensity curve data, and whether or not the slight difference as shown in FIG. 6A is due to damage. It is difficult to evaluate.

一方、図6(b)では、強度曲線データ及び基準強度曲線データを連続ウェーブレット変換することにより、3変数(x:回転角度もしくは時間,y:周波数,z:強度)で表現している。その結果、図6(b)に示すように、強度曲線データと基準強度曲線データとの間に、より広い回転角度の領域に亘って大きな偏差が現れている。   On the other hand, in FIG. 6B, the intensity curve data and the reference intensity curve data are expressed by three variables (x: rotation angle or time, y: frequency, z: intensity) by continuous wavelet transform. As a result, as shown in FIG. 6B, a large deviation appears between the intensity curve data and the reference intensity curve data over a wider rotation angle region.

図7は強度曲線データと基準強度曲線データとの間の偏差を簡略的に示すグラフ図である。算出された連続ウェーブレット変換結果は図7(a)のように等高線的に分布している。損傷の有無に対応するそれぞれの波形を重ね合せて表示すると、図7(b)に示すように、損傷の有無による波形の変化が鮮明になり、図7(c)に示すように強度曲線データと基準強度曲線データとの間の偏差が明確になる。このように連続ウェーブレット変換を行うと、定常パターンからのずれが生じると、そのずれが変換結果に大きく反映される。そのため、損傷のない歯面に対応する基準強度曲線データから損傷のある歯面から取得した強度曲線データの偏差を大きく抽出することができる。   FIG. 7 is a graph schematically showing a deviation between the intensity curve data and the reference intensity curve data. The calculated continuous wavelet transform results are distributed in a contour line as shown in FIG. When the waveforms corresponding to the presence / absence of damage are superimposed and displayed, as shown in FIG. 7 (b), the change in the waveform due to the presence / absence of damage becomes clear, and the intensity curve data as shown in FIG. 7 (c). And the deviation between the reference intensity curve data becomes clear. When continuous wavelet transformation is performed in this way, if a deviation from a steady pattern occurs, the deviation is greatly reflected in the transformation result. Therefore, the deviation of the intensity curve data acquired from the damaged tooth surface can be largely extracted from the reference intensity curve data corresponding to the tooth surface without damage.

再び図3に戻って、このような偏差の算出は、偏差算出部20で行われる。偏差算出部20では、連続ウェーブレット変換部17にて算出された強度曲線データと基準強度曲線データとの連続ウェーブレット変換結果間の偏差が算出される。ここで図8は、図6に示す強度曲線データ及び基準強度曲線データに基づいて偏差算出部20で算出された偏差の一例である。   Returning to FIG. 3 again, such a deviation calculation is performed by the deviation calculating unit 20. The deviation calculation unit 20 calculates the deviation between the continuous wavelet transform results between the intensity curve data calculated by the continuous wavelet transform unit 17 and the reference intensity curve data. Here, FIG. 8 is an example of the deviation calculated by the deviation calculating unit 20 based on the intensity curve data and the reference intensity curve data shown in FIG.

そして、損傷検知部21では、偏差算出部20で算出された偏差が所定値より大きいか否かを判定することにより損傷の有無を検知する。この所定値は、損傷が存在する場合と存在しない場合について、予め実験値又は理論値などによって設定される。尚、この例では、これまでの本発明者の研究により、所定値は2〜2.5kHz近傍であった。   And the damage detection part 21 detects the presence or absence of damage by determining whether the deviation calculated by the deviation calculation part 20 is larger than a predetermined value. This predetermined value is set in advance by an experimental value, a theoretical value, or the like for cases where damage is present and not present. In this example, the predetermined value is in the vicinity of 2 to 2.5 kHz according to the research of the present inventors so far.

より好ましくは、損傷検知部21では所定値より大きな偏差がある領域において、損傷があると判定し、歯面のうちどの領域に亘って損傷が生じているかを求めるようにするとよい。図8に示すように、所定値より大きな偏差が存在する回転角度が判明するので、歯車の回転角度の初期値などの基準値からの回転角度を算出し、それを幾何学的に解析することによって、損傷領域を特定することができる。この幾何学的な解析は、例えば図2に示すように、レーザ光を照射する角度など、測定条件に依存する。   More preferably, the damage detection unit 21 may determine that there is damage in a region where there is a deviation larger than a predetermined value, and determine which region of the tooth surface is damaged. As shown in FIG. 8, since a rotation angle having a deviation larger than a predetermined value is found, a rotation angle from a reference value such as an initial value of the gear rotation angle is calculated and geometrically analyzed. Thus, the damaged area can be specified. This geometric analysis depends on measurement conditions such as an angle at which laser light is irradiated, as shown in FIG.

そして損傷検知部21での検知結果(損傷の有無や領域)は、結果出力部22に出力される。結果出力部22は例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどの表示画面であってもよいし、警告音などを発生させる報知手段であってもよい。   Then, the detection result (the presence / absence or area of damage) in the damage detection unit 21 is output to the result output unit 22. The result output unit 22 may be a display screen such as a liquid crystal display or a plasma display, or may be notification means for generating a warning sound or the like.

以上説明したように、本実施例に係る損傷検知装置10によれば、連続ウェーブレット変換を用いることによって、製品からの乱反射光から検出した強度曲線データの周波数分析を、通常のフーリエ変換では失われてしまう時間(又は回転角度)に関する情報を残しつつ、行うことができる。そのため、強度曲線データを時間(又は回転角度)や周波数のいずれか一方を変数とした解析では見いだせないような従来では取り扱いが困難な偏差を評価することができるので、より精度良く損傷を検知できる。特に基準強度曲線データを予め用意しておくことにより、加工公差や組立公差に起因する正常なバラツキと、損傷に起因する異常形状とを精度よく判別して検知することができる。   As described above, according to the damage detection apparatus 10 according to the present embodiment, the frequency analysis of the intensity curve data detected from the irregularly reflected light from the product is lost in the normal Fourier transform by using the continuous wavelet transform. This can be done while leaving information on the time (or the rotation angle). For this reason, it is possible to evaluate deviations that are difficult to handle in the past, which cannot be found by analyzing the intensity curve data using either time (or rotation angle) or frequency as a variable, so that damage can be detected more accurately. . In particular, by preparing reference strength curve data in advance, it is possible to accurately discriminate and detect normal variations caused by processing tolerances and assembly tolerances and abnormal shapes caused by damage.

尚、このような損傷検知装置は、すでに機器などの内部に組み込まれて稼働中の歯車についても、その歯面にレーザ光が照射可能なように取り付けることによって、稼働時間の経過と共に生じるピッチングの検知を行うようにしてもよい。   In addition, such a damage detection device is attached to the tooth surface of a gear already in operation such as in an apparatus so that the tooth surface can be irradiated with laser light. Detection may be performed.

また、更に適用範囲を広げて、AGV(無人搬送車両)や無人フォークリフトのように同一走行経路を繰り返し走行して作業する無人車両において、景観を画像などで取り込んで障害物を検知する障害物センサを取り付けておき、通常時にはこれらの障害物センサが取得する景観には定常パターンや傾向があるが、これが変化した場合の異常を連続ウェーブレット変換によって感度良く検知するように応用してもよい。このような適用方法としては、例えば繰り返し同じ作業を繰り返す産業用ロボットの動作制御においても同様に応用可能である。   In addition, in the unmanned vehicle that works by repeatedly traveling the same traveling route like AGV (automated transport vehicle) and unmanned forklift, the obstacle sensor that detects the obstacle by capturing the landscape with images etc. The landscape acquired by these obstacle sensors usually has a steady pattern or tendency, but it may be applied to detect anomalies when this changes with high sensitivity by continuous wavelet transform. As such an application method, for example, it can be similarly applied to the operation control of an industrial robot that repeats the same work repeatedly.

本発明は、所定周期で回転する製品の表面にレーザ光を照射し、その乱反射光の強度を測定することにより前記製品における損傷の有無を検知する損傷検知方法及び装置に利用可能である。   The present invention is applicable to a damage detection method and apparatus for detecting the presence or absence of damage in a product by irradiating the surface of the product rotating at a predetermined cycle with laser light and measuring the intensity of the irregularly reflected light.

10 損傷検知装置
11 レーザ変位計
11a 照射部
11b 受光部
12 ハイパスフィルター
13 強度曲線データ取得部
14 記憶部
15 蓄積部
16 基準強度曲線データ取得部
17 変換部
18 マザーウェーブレット関数記憶部
19 入力部
20 偏差算出部
21 損傷検知部
22 結果出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Damage detection apparatus 11 Laser displacement meter 11a Irradiation part 11b Light reception part 12 High pass filter 13 Intensity curve data acquisition part 14 Storage part 15 Storage part 16 Reference | standard intensity | strength curve data acquisition part 17 Conversion part 18 Mother wavelet function storage part 19 Input part 20 Deviation Calculation unit 21 Damage detection unit 22 Result output unit

Claims (7)

所定周期で回転する製品の表面にレーザ光を照射し、その乱反射光の強度を測定することにより損傷の有無を検知する損傷検知装置において、
前記乱反射光の強度を回転角度又は時間を変数とする強度曲線データとして検出する強度曲線データ検出部と、
前記製品が正常である場合に得られる強度曲線データである基準強度曲線データを取得する基準強度曲線データ取得部と、
前記強度曲線データ検出部で検出した強度曲線データ及び前記基準強度曲線データ取得部で取得した基準強度曲線データをそれぞれ連続ウェーブレット変換する連続ウェーブレット変換部と、
前記連続ウェーブレット変換部での変換結果間の偏差を算出する偏差算出部と、
前記偏差算出部で算出された偏差が所定値より大きいか否かを判定することにより損傷の有無を検知する損傷検知部と
を備えたことを特徴とする損傷検知装置。
In a damage detection device that detects the presence or absence of damage by irradiating the surface of a product rotating at a predetermined cycle with laser light and measuring the intensity of the irregularly reflected light,
An intensity curve data detector that detects the intensity of the irregularly reflected light as intensity curve data with a rotation angle or time as a variable;
A reference intensity curve data acquisition unit for acquiring reference intensity curve data which is intensity curve data obtained when the product is normal;
A continuous wavelet transform unit that continuously transforms the intensity curve data detected by the intensity curve data detection unit and the reference intensity curve data acquired by the reference intensity curve data acquisition unit, respectively;
A deviation calculating unit for calculating a deviation between the conversion results in the continuous wavelet transform unit;
A damage detection apparatus comprising: a damage detection unit that detects whether or not there is damage by determining whether or not the deviation calculated by the deviation calculation unit is greater than a predetermined value.
前記損傷検知部は、前記偏差算出部で算出された偏差が前記所定値より大きい変数領域を算出することにより、前記製品のうち損傷が存在する領域を特定することを特徴とする請求項1に記載の損傷検知装置。   The said damage detection part specifies the area | region where damage exists among the said products by calculating the variable area | region where the deviation calculated by the said deviation calculation part is larger than the said predetermined value, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The damage detection device described. 前記強度曲線データ検出部で検出された強度曲線データを蓄積する蓄積部を更に備えており、
前記基準強度曲線データ取得部は、前記蓄積部にて蓄積された強度曲線データを平均化することにより前記基準強度曲線データを算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の損傷検知装置。
A storage unit for storing the intensity curve data detected by the intensity curve data detection unit;
The damage detection apparatus according to claim 1, wherein the reference intensity curve data acquisition unit calculates the reference intensity curve data by averaging the intensity curve data accumulated in the accumulation unit. .
予め記憶された複数種類のマザーウェーブレット関数から、前記連続ウェーブレット変換部での連続ウェーブレット変換に用いられるマザーウェーブレット関数を選択するための入力部を更に備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の損傷検知装置。   4. An input unit for selecting a mother wavelet function used for continuous wavelet transformation in the continuous wavelet transformation unit from a plurality of types of mother wavelet functions stored in advance. The damage detection apparatus according to claim 1. 前記強度曲線データ検出部は、前記乱反射光の強度を所定周波数以下の成分を除去するためのハイパスフィルターを介して検出することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の損傷検知装置。   The damage according to any one of claims 1 to 4, wherein the intensity curve data detection unit detects the intensity of the irregularly reflected light through a high-pass filter for removing a component having a frequency equal to or lower than a predetermined frequency. Detection device. 前記製品は歯車であり、
前記強度曲線データ検出部は、前記歯車の歯面にレーザ光を照射することによって得られた乱反射光を受光し、該受光した乱反射光の強度の時間変化に基づいて強度曲線データを検出することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の損傷検知装置。
The product is a gear;
The intensity curve data detection unit receives irregularly reflected light obtained by irradiating a tooth surface of the gear with laser light, and detects intensity curve data based on a temporal change in intensity of the received irregularly reflected light. The damage detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein
所定周期で回転する製品の表面にレーザ光を照射し、その乱反射光の強度を測定することにより損傷の有無を検知する損傷検知方法において、
前記乱反射光の強度を回転角度又は時間を変数とする強度曲線データとして検出する強度曲線データ検出工程と、
前記製品が正常である場合に得られる強度曲線データである基準強度曲線データを取得する基準強度曲線データ取得工程と、
前記検出した強度曲線データ及び前記取得した基準強度曲線データをそれぞれ連続ウェーブレット変換する連続ウェーブレット変換工程と、
前記連続ウェーブレット変換工程での変換結果間の偏差を算出する偏差算出工程と、
前記算出された偏差が所定値より大きいか否かを判定することにより損傷の有無を検知する損傷検知工程と
を備えたことを特徴とする損傷検知方法。
In the damage detection method for detecting the presence or absence of damage by irradiating the surface of the product rotating at a predetermined cycle with laser light and measuring the intensity of the irregularly reflected light,
An intensity curve data detection step of detecting the intensity of the irregularly reflected light as intensity curve data with a rotation angle or time as a variable;
A reference intensity curve data acquisition step for acquiring reference intensity curve data which is intensity curve data obtained when the product is normal;
A continuous wavelet transform step for performing continuous wavelet transform on the detected intensity curve data and the acquired reference intensity curve data, respectively;
A deviation calculating step of calculating a deviation between the conversion results in the continuous wavelet conversion step;
A damage detection method comprising: a damage detection step of detecting the presence or absence of damage by determining whether or not the calculated deviation is greater than a predetermined value.
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