JP2016191700A - 加工孔の測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工孔の識別及び加工孔の位置測定をリアルタイムで高精度に行えるようにした、加工孔の測定装置を提供する。【解決手段】超音波を発信する発信手段及び前記超音波の反射要因からの反射波を受信する受信手段を有する探触子２０と、探触子２０を加工孔６１の穿孔方向を横切る方向へ所定の幅に亘って走査する走査機構３０と、探触子２０の測定箇所の位置情報と前記反射波のエコー戻り時間及びエコー高さからなる反射波情報とをセットにして、探触子２０が走査機構３０により測定箇所を所定距離だけ変更される毎に繰り返し取得する、情報取得手段４２と、前記エコー高さが閾値以上となった後に、前記エコー戻り時間に基づいて検出される孔深さが複数の測定箇所に亘って連続して減少した場合には、探触子２０の前記超音波の発信方向にある前記反射要因が、加工孔６１であると識別する。【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象に穿設された加工孔の位置を測定する、加工孔の位置測定装置に関する。

従来、ＵＴ（Ultra Tranducer）探触子を自動走査して検査対象の欠陥や加工孔を検知する装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。検査対象の内部に欠陥や加工孔があると、ＵＴ探触子から発信された超音波が、欠陥や加工孔に反射されて反射波として戻ってくるので、反射波が戻ってくるまでの時間を測定することで欠陥や加工孔の存在を検出することができる。

特開平１０−２８２０６９号公報

ところで、ガスタービン翼の内部には、冷却用の流体を流通させる冷却孔が穿設される。この冷却孔を正規の位置に精度良く加工するために、加工中にリアルタイムで且つ高精度に冷却孔（加工孔）の位置を精度よく検出する技術が求められている。
しかしながら、ＵＴ探触子を使用した装置では、反射波に基づく加工孔の識別及び加工孔の位置測定を、走査中（つまり測定中）にリアルタイムで精度良く行う手法が未だ確立されていない。
また、特に検査対象が鋳造品の場合には、超音波の減衰が大きく、加工孔からの反射波を検出できない又は検出できたとしてもＳＮ比が低いため、加工孔の識別や位置測定を精度良く行うことが困難である。

本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、加工孔の識別及び加工孔の位置測定をリアルタイムで高精度に行えるようにした、加工孔の測定装置を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明の加工孔の位置測定装置は、超音波を発信する発信手段及び前記超音波の反射要因からの反射波を受信する受信手段を有する探触子と、前記探触子を、前記加工孔の穿孔方向を横切る方向へ所定の幅に亘って走査する走査機構と、前記探触子の測定箇所の位置情報と、前記反射波のエコー戻り時間及びエコー高さからなる反射波情報とをセットにして、前記探触子が走査機構により測定箇所を所定距離だけ変更される毎に繰り返し取得する、情報取得手段と、前記エコー高さが閾値以上となった後に、前記エコー戻り時間に基づいて検出される孔深さが複数の測定箇所に亘って連続して減少した場合には、前記探触子の前記超音波の発信方向にある前記反射要因が、前記加工孔であると識別する、加工孔識別手段とを備えたことを特徴としている。

（２）前記複数の測定箇所が３箇所であることが好ましい。

（３）前記加工孔識別手段により前記反射要因が前記加工孔であると識別された後において、検出される前記孔深さが、前回の測定箇所で検出される前記孔深さよりも増加した場合には、前記の前回の測定箇所から前記発信方向に前記加工孔が位置すると判定する、位置判定手段をさらに備えることが好ましい。

（４）前記発信手段は、超音波として、低周波成分を含むチャープ波を発信し、反射波のノイズを除去するための相関処理手段をさらに備えることが好ましい。

（５）前記位置判定手段が、前記エコー高さの時間的な変化を表す波形において、立ち上がり位置又はピーク位置における前記エコー戻り時間に基づいて、前記加工孔の深さを判定することが好ましい。

本発明によれば、エコー高さが閾値以上となった後に、エコー戻り時間が複数の測定箇所に亘って連続して減少した場合、すなわち孔深さが複数の測定箇所に亘って連続して減少した場合には、反射要因の横断面形状が、円形若しくは円形に近似した加工孔の形状を示しているとして、この反射要因が加工孔であると、測定中にリアルタイムで高精度に識別することができる。

本発明に第１実施形態としての冷却孔（加工孔）の位置測定装置の全体構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る情報取得手段を説明するための模式図であって、（ａ）はガスタービン翼の横断面図であり（但しハッチングは省略）、（ｂ）はエコー高さの時間的な変化を表す波形を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るガスタービンの横断面におけるエコー高さの分布を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る加工孔の測定装置の制御を説明するための模式的なフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る加工孔の測定装置の制御装置の構成を示す模式的なブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る相関処理を説明するための模式図であって、（ａ）は反射波のエコー高さＨの時間的変化を表す波形を示す図であり、（ｂ）は参照波のエコー高さＨの時間的変化を表す波形を示す図、（ｃ）は相関処理後の反射波のエコー高さＨの時間的変化を表す波形を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る加工孔の測定装置の制御装置の構成を示す模式的なブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る加工孔の深さを特定する手法を説明するための模式図であって、相関処理後の反射波のエコー高さＨの時間的変化を表す波形を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
なお、以下の各実施形態では、検査対象をガスタービン翼とし、加工孔を冷却孔とした例を説明するが、検査対象や加工孔はこれに限定されるものではない。

［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
本発明の第１実施形態としての位置測定装置の構成について図１を参照して説明する。

本実施形態の位置測定装置１０は、ＵＴ探触子（以下、単に探触子ともいう）２０と、探触子２０を保持すると共に、探触子２０をＸ方向及びＺ方向に移動させる走査機構３０と、制御装置４０とを備えている。

探触子２０は、超音波を発信する振動子，超音波の反射波を受信する振動子，受信した反射波を電気信号に変換する変換器及びこの電気信号をアナログ−デジタル変換するＡＤ変換機を内蔵している。

ガスタービン翼６０には翼長方向Ｌ（走査機構３０のＺ方向）に沿って冷却孔（加工孔）６１が形成されている。走査機構３０は、冷却孔６１が形成されているであろう範囲に対し、探触子２０を、図中に矢印Ａ１で示す経路で走査する。つまり、翼幅方向Ｗ（走査機構３０のＸ方向）に沿って（冷却孔６１の穿孔方向を横切る方向に沿って）、位置Ｘ０から位置Ｘ１までの所定測定範囲に亘って探触子２０を走査し、その後、翼長方向Ｌに沿って探触子２０を移動し、その後、前回とは逆方向で翼幅方向Ｗの方向に沿って探触子２０を走査する。このような走査手順を、タービン翼６０の先端側（Ｚ方向の上方側）から基部６０ａ側（Ｚ方向の下方側）に向かって繰り返し行う。
なお、図１では簡略して示しているが、複雑な曲面形状を有するガスタービン翼６０を効率的に冷却できるように、冷却孔６１も三次元的に複雑に湾曲している。

制御装置４０は、走査機構３０の作動を制御する走査機構制御部４１と、情報取得手段４２と、冷却孔位置特定手段４３とを備えている。以下、走査機構制御部４１，情報取得手段４２及び冷却孔位置特定手段４３について説明する。

先ず、走査機構制御部４１について説明する。
走査機構制御部４１は、走査機構３０を制御して、上述したように矢印Ａ１で示すようにタービン翼６０の表面６２に沿って探触子２０を走査させる。本実施形態では、探触子２０は、冷却孔６１の加工の進行と同期して走査される。つまり、冷却孔６１は、電極（図示略）を使用して上方から穿孔されるが、電極の先端（穿孔位置）近傍の孔の位置（つまりリアルタイムで穿孔されている位置）を測定できるように、その走査が制御される。

次に、情報取得手段４２について、図２（ａ）,（ｂ）を参照して説明する
探触子２０から発信された超音波２１は、反射要因〔図２（ａ）に示す例では冷却孔６１〕で反射して反射波２２として探触子２０により受信される。そして、情報取得手段４２は、走査機構３０が探触子２０を所定の走査距離ΔＸ（例えば０．１ｍｍ）走査するごとに、走査機構３０からの情報と探触子２０からの情報とをセットにして（対応付けて）取得する。なお、冷却孔６１以外の超音波の反射要因としては、例えばクラックのような欠陥である。

情報取得手段４２が走査機構３０から取得する情報は、走査機構３０が内蔵するエンコーダが検出した探触子２０のＸ方向の位置及びＺ方向の位置、すなわちＸＺ座標上の測定箇所の位置情報である。

情報取得手段４２が探触子２０から取得する情報は反射波（エコー）２２の情報である。具体的には、情報取得手段４２は、反射波２２の情報を、図２（ｂ）に示すように、エコー戻り時間ｔとエコー高さＨとの関係として取得する。エコー高さＨとは、検出された反射波２２の検出レベルである。エコー戻り時間ｔとは、探触子２０から超音波２１が発信されてからその反射波２２が探触子２０により検出されるまで時間である。

次に、冷却孔位置特定手段４３について、図２（ａ），（ｂ）及び図３を参照して説明する。
先ず、冷却孔位置特定手段４３の概略について説明すると、情報取得手段４２により取得された反射波の２２の検出情報から、超音波２１の反射要因が冷却孔６１かどうか判定するとともに、冷却孔６１の位置を測定するものである。つまり、冷却孔位置特定手段４３は、本発明の加工孔識別手段と位置判定手段との両手段を構成するものである。

ここで、図３は、Ｘ軸方向に沿って所定距離（走査距離）ΔＸだけ走査する毎に測定された図２（ｂ）に示すような検出情報を、位置Ｘ０から位置Ｘ１までの所定測定範囲に亘って合成したものであり、ガスタービン翼６０の横断面（翼長方向Ｌに垂直な断面）におけるエコー高さＨの分布を示すものである。例えば、図２（ｂ）が検出された測定箇所は、図３における測定箇所Ｘ（ｎ）に相当する。図３中において、ＬＨ０は、エコー高さＨが後述の閾値Ｈ０である点を繋いだ等高線であり、ＬＨ１は、エコー高さＨがＨ１である点を繋いだ等高線であり、ＬＨ２は、エコー高さＨがＨ２である点を繋いだ等高線である。エコー高さＨは、低い順からＨ０，Ｈ１，Ｈ２となる（Ｈ０＜Ｈ１＜Ｈ２）。

図３に示す例では、測定箇所Ｘが測定箇所Ｘ（ｎ）になった時に初めてエコー高さＨが閾値Ｈ０以上となる。冷却孔位置特定手段４３は、エコー高さＨが閾値Ｈ０以上となったとき、測定箇所Ｘ（ｎ）における〔測定箇所Ｘ（ｎ）において超音波２０の送信方向にある〕反射要因を冷却孔６１の候補であると判断するとともに、そのときの孔深さｄ（ｎ）を記憶する。なお、本実施形態では、孔深さｄ（ｎ）は、エコー高さＨが閾値Ｈ０以上となった時のエコー戻り時間ｔに基づいて算出（検出）される。また、孔深さｄ（ｎ）とは、ガスタービン翼６０の表面６２から反射要因（冷却孔６１やクラックのような孔状欠陥など）までの距離をいう。

そして、その後の測定箇所Ｘ（ｎ＋１）, Ｘ（ｎ＋２），Ｘ（ｎ＋３）において、孔深さｄ（ｎ），ｄ（ｎ＋１），ｄ（ｎ＋２），ｄ（ｎ＋３）が所定の複数回（ここでは経験的に３回以上であば信頼性があるものとしている）連続して浅くなっているので、この孔深さの変遷が、孔が円形であることを示しているとして、この反射要因はクラックのような孔状欠陥ではなく加工された冷却孔６１であると判断する。
そして、その後の測定箇所Ｘ（ｎ＋４）で孔深さｄ（ｎ＋４）が前回の測定箇所Ｘ（ｎ＋３）の孔深さｄ（ｎ＋３）よりも深くなっているので、前回の測定箇所Ｘ（ｎ＋３）の孔深さｄ（ｎ＋３）が最も浅い位置として、この測定箇所Ｘ（ｎ＋３）を冷却孔６１のＸ座標上の位置と規定する。そして、この測定箇所Ｘ（ｎ＋３）に対応する孔深さｄ（ｎ＋３）を冷却孔６１の深さと規定する（つまり、冷却孔６１の最浅の計測位置及びその深さを、冷却孔６１の位置及び深さと規定する）。
以下、孔深さｄ（ｎ）,ｄ（ｎ＋１）…を測定箇所毎に区別しない場合は単に孔深さｄと表記する。

また、制御装置４０からは、電極により穿孔を行う加工装置の加工制御装置１００に測定結果（（加工穴６１の位置情報）を送信するようになっている。加工制御装置１００は、制御装置４０から取得した加工穴６１の位置情報に基づいて加工位置が目標位置となるようにフィードバック制御する。

［１−２．フローチャート］
本実施形態の加工孔の測定装置の制御について、図４を参照して説明する。
図４は、本実施形態の加工孔の測定装置の制御を説明するための模式的なフローチャートである。このフローは、先ずガスタービン翼６０の上端における高さで開始され、一定の高さにおけるＸ方向に沿った一連の測定が完了して測定箇所が下方に移動されるごとに繰り返される。
先ずステップＳ１０で、孔深さの閾値ｄ０，カウンタＣ及びフラグＦが初期設定値としてそれぞれ設定される。つまり、孔深さの閾値ｄ０は使用上可能な最大値として設定され、カウンタＣ及びフラグＦがそれぞれ０（零）に設定される。
ついで、ステップＳ２０に進み、エコー高さＨが検出され、ステップＳ３０へと進む。

ステップＳ３０では、エコー高さＨが閾値Ｈ０以上であるか否かが判定される。エコー高さＨが閾値Ｈ０よりも低いと、ステップＳ１００へ進み、探触子２０がΔＸだけ走査され、ステップＳ２０へと戻る。すなわち、エコー高さＨが閾値Ｈ０以上となる位置に探触子２０が走査されるまでステップＳ２０，Ｓ３０，Ｓ１００を繰り返す。
そして、ステップ３０でエコー高さＨが閾値Ｈ０以上になると、ステップＳ４０に進み、探触子２０がΔＸだけ走査され、ステップＳ５０へと進む。

ステップＳ５０では、エコー高さＨ及び孔深さｄが検出され、ステップＳ６０へと進む。ステップＳ６０では、エコー高さＨが閾値Ｈ０以上か否か、孔深さｄが閾値ｄ０よりも低いか否かが判定される。なお、閾値ｄ０の初期値は使用上可能な最大値として設定されているので、フローが最初にステップＳ６０に進んだときには、必ず孔深さｄが閾値ｄ０よりも低いと判定されることとなる。
ステップＳ６０において、エコー高さＨが閾値Ｈ０以上であり且つ孔深さｄが閾値ｄ０よりも浅いと判定さると、ステップＳ７０へ進む。ステップＳ７０では、閾値ｄ０に、ステップＳ５０で検出された孔深さｄが代入されるとともにカウンタＣがインクリメントされる（１を加算され）。
ついでステップＳ８０へ進み、カウンタＣが３以上か否かが判定され、カウンタＣが３よりも少ないと判定されるとステップＳ４０へと戻り、探触子２０がΔＸだけ走査され、ステップＳ５０で、新しい走査位置（測定箇所）においてエコー高さＨ及び孔深さｄが検出される。

ステップＳ６０における「エコー高さＨが閾値Ｈ０以上であり且つ孔深さｄが閾値ｄ０よりも浅い（すなわち前回の測定箇所における孔深さｄよりもさらに浅くなっている）」との判定、ひいてはステップ７０におけるカウンタＣのインクリメントが連続して繰り返されて、カウンタＣが３以上になると、ステップＳ８０からステップＳ９０に進み、フラグＦが１にセットされる。すなわち、探触子２０を走査して孔深さｄを計測した結果、エコー高さＨが閾値Ｈ０以上であることを前提として孔深さｄが３回連続して減少して計測されていることから、この反射要因はクラックではなく冷却孔６１であると判定され、冷却孔６１と判定された旨を示すフラグＦが１にセットされる。

ステップＳ６０において、孔深さｄが閾値ｄ０（つまり前回の測定箇所における孔深さｄ）以上だと判定された場合には、ステップＳ１１０に進み、フラグＦが１であるか否かが判定される。フラグＦが１であれば反射要因は冷却孔６１であると判定されているので、ステップＳ１２０に進み、前回の孔深さｄが冷却孔６１の最浅位置（ガスタービン翼６０の表面６２から最も近い位置にある冷却孔６１の先端位置）であると判定されるともともに、前回の探触子２０のＸ座標（測定箇所の位置）が、現在の探触子２０の高さ位置（Ｚ方向位置）における孔位置ｄと判定され、フローが終了する。なお、幅方向Ｗに並列に冷却孔６１が複数形成される場合には、ステップＳ１２０からリタンーンしてフローが再スタートされる。

一方、ステップＳ１１０で、フラグＦが１でなかった場合には、孔深さｄが３回連続して減少していないので、この反射要因は冷却孔（加工孔）６１ではなかったとしてステップＳ１０に戻る。

［１−３．効果］
本発明の第１実施形態の加工孔の測定装置によれば、測定中に、反射要因が、クラックではなく冷却孔６１であるとリアルタイムで高精度に識別することができる。
つまり、エコー高さＨが閾値Ｈ０以上となった後に、孔深さｄが、複数の測定箇所（ここでは３つの位置）に亘って連続して減少した時点で、反射要因の横断面形状が円形（又は円形に近似した形状）を示しているとして、これらの測定箇所の超音波の発信方向にある反射要因を、クラックではなく冷却孔６１であるとリアルタイムで高精度に識別することができる。

さらに、反射要因が冷却孔６１であると識別された後において、孔深さｄが、前回の測定箇所で取得された孔深さｄよりも増加した場合（深くなった場合）には、前回の測定箇所が、冷却孔６１の先端位置と判定する。冷却孔６１の先端位置とは、ガスタービン翼６０の表面６２からもっと近い最浅位置なので、表面６２に近すぎるガスタービン翼６０の強度にも影響を及ぼす重要な位置となる。この冷却孔６１の先端位置を精度良く検出できるので、この結果をフィードバックして穴加工を行うことで、ガスタービン翼６０の品質（強度）を安定して確保することができる。

［２．第２実施形態］
本発明の第２実施形態としての加工孔の位置測定装置の構成について図５及び図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

［２−１．構造］
ガスタービン翼６０に一般的に使用される鋳造材は、結晶粒が大きいため超音波の減衰が大きく、ＳＮ比が低くなる。
そこで、本実施形態の加工孔の位置測定装置は、ＳＮ比を向上させるための構成を備えている。以下、ＳＮ比を向上させるための具体的な構成を説明する。
探触子から発信する超音波の周波数が低いほど、超音波の減衰が少ないことが知られており、本実施形態の測定装置は、探触子から、低周波成分を含むチャープ波且つバースト波（チャープしたバースト波）を発信するようになっている。チャープ波とは時間経過にともない周波数を変化させる（変調させる）信号である。バースト波とは、限られた一定時間連続する連続波であって、連続波と連続波との間がある程度間隔がある波のことである。また、ここでいう低周波とは、例えば１．５ＭＨｚ〜０．６ＭＨｚの範囲の周波数をいう。

また、図５に示すように、本実施形態の位置測定装置の制御装置４０Ａは、第１実施形態の制御装置４０（図１参照）に対し、さらに相関処理手段４４を備えている。
相関処理手段４４は、受信した反射波と参照波とを相関処理することで反射波のノイズを低減するものである。参照波には、振動子から発信するチャープ波と同じ波形又は近似した波形が使用されており、受信した反射波２２と参照波とを相関処理することにより、反射波２２から参照波と相関関係のある波形のみが抽出され、参照波と相関関係のないノイズを除去することができる。
参照波は、ここでは、探触子から発信した超音波と同様に、低周波成分を含むチャープ波且つバースト波（チャープしたバースト波）が使用されている。受信した反射波２２と、チャープしたバースト波である参照波とを相関処理することにより、最終的に構成される波（相関の高い波）は、パルス波のような時間分解能の高い波になり、位置分解性能を向上させることができる。
この他の構成は、第１実施形態と同じなので説明を省略する。

［２−２．効果］
本発明の第２実施形態の加工孔の測定装置によれば、探触子から低周波成分を含むチャープ波が発信される。周波数が低いほど超音波の減衰率は低下するので、鋳造材のように超音波の減衰率が高い素材からなるガスタービン翼についても、低周波成分を含むチャープ波を発信することで、エコー高さＨを高いレベルで検出できる。
また、図６（ａ）に示すような波形の反射波が、図６（ｂ）に示す波形の低周波数成分を含むチャープしたバースト波を参照波として相関処理されることにより、図６（ｃ）に示すようにノイズが除去された波形が得られる。

つまり、本実施形態では、超音波に低周波成分を含むチャープ波を使用することで、減衰を抑制して反射波のエコー高さＨを高くすることができ（検出シグナルＳのレベルを高くすることができ）、さらに、相関処理を行うことで反射波のノイズＮを低減することができる。したがってＳＮ比を向上させることができる。

また、探触子２０から送信された超音波２１は周波数の変調されたチャープ波であるため時間分解能低く、これに応じて、反射波２２の波形も図６（ａ）に示すように波数が多く分解能の低い波形となるが、図６（ｂ）に示す参照波との相関処理により図６（ｃ）に示すような分解能の高い波形を取得することができる。

［３．第３実施形態］
本発明の第３実施形態としての加工孔の位置測定装置の構成について図７及び図８を参照して説明する。なお、上記実施形態と同一要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

［３−１．構造］
図７に示すように、本実施形態の加工孔の位置測定装置は、第２実施形態に対し、冷却孔位置特定手段４３を、冷却孔位置特定手段（加工孔識別手段，位置判定手段）４３Ａに置き換えたものである。冷却孔位置特定手段４３Ａは、冷却孔の孔深さｄを、探触子により検出された反射波の立ち上がり位置に基づいて検出する。
図８を参照して、冷却孔位置特定手段４３Ａにおける冷却孔６１の孔深さｄの検出手法を説明すると、冷却孔位置特定手段４３Ａでは、立ち上がり位置Ｐ１におけるエコー戻り時間ｔ１に基づいて孔深さｄを検出するようにしている。
立ち上がり位置Ｐ１とは、エコー高さＨが、基準高さＨａを越える位置であり、基準高さＨａは、例えば、図８におけるエコー高さの略平坦な部分の時間平均値に余裕値を加算した値である。或いは、エコー高さの単位時間当たりの上昇量が所定値を超えた点を立ち上がり位置としても良い。

［３−２．効果］
本発明の第３実施形態の加工孔の測定装置によれば、ガスタービン翼６０を形成する素材の超音波減衰率が高い場合でも孔深さｄを検出することができる。つまり、閾値Ｈ０よりも高くなった位置のエコー戻り時間ｔに基づいて孔深さｄを検出する手法では、ガスタービン翼６０を形成する素材の超音波減衰率が高いと、図８に示すように反射波の波形全体が閾値Ｈ０よりも低くなって孔深さｄを検出できない場合がある。これに対し、本実施形態のように反射波の立ち上がり位置に基づいて孔深さｄを検出する場合には、エコー高さＨのレベルに拘わらず孔深さｄを検出することができるので、ガスタービン翼６０を形成する素材の超音波減衰率が高い場合でも孔深さｄを検出することができる。

［３−３．その他］
上記実施形態では、反射波の立ち上がり位置Ｐ１におけるエコー戻り時間ｔ１に基づいて孔深さｄを検出するようにしたが、図８に示すように反射波のピーク（極大値）の位置Ｐ２におけるエコー戻り時間ｔ２に基づいて孔深さｄを検出するようにしても良い。

［４．その他］
（１）上記各実施形態では、冷却孔６１の加工と同期して冷却孔６１の位置を測定するとともに測定結果を加工制御装置１００にフィードバックするようにしたが、本発明の加工孔の位置測定装置は、このような用途に限定されない。本発明の加工孔の位置測定装置は、例えば、冷却孔６１の加工終了後に加工品質を確認すべく冷却孔６１の位置を測定することにも使用できる。

（２）上記実施形態では、孔深さｄが連続して３回（３箇所）で浅くなったときに、反射要因を冷却孔６１であると判断するようにしたが、反射要因を冷却孔６１であると判断するための、孔深さｄが連続して浅くなる回数は、３回に限定されない。情報取得手段４２は走査距離ΔＸ毎に情報を取得するが、上記回数は、走査距離ΔＸや冷却孔６１の径などに応じて適宜設定されるものである。

１０ 位置測定装置
２０ ＵＴ探触子
２１ 超音波
２２ 反射波
３０ 走査機構
４０，４０Ａ，４０Ｂ 制御装置
４１ 走査機構制御部
４２ 情報取得手段
４３，４３Ａ 冷却孔位置特定手段（加工孔識別手段，位置判定手段）
４４ 相関処理手段
６０ ガスタービン翼
６１ ガスタービン翼６０の冷却孔
６２ ガスタービン翼６０の表面
ｄ，ｄ（ｎ＋１），ｄ（ｎ＋２） 孔深さ
ｄ０ 孔深さの閾値
Ｈ，Ｈ１，Ｈ２ エコー高さ
Ｈａ エコー高さＨの基準高さ
Ｈ０ エコー高さＨの閾値
Ｐ１ 反射波２２の立ち上がり位置
Ｐ２ 反射波２２の極大値の位置（ピーク位置）
ｔ，ｔ１，ｔ２ エコー戻り時間
Ｘ，Ｚ 走査機構の走査方向
Ｘ（ｎ）, Ｘ（ｎ＋１）, Ｘ（ｎ＋２） 測定箇所
ΔＸ 走査距離

Claims (5)

1. 検査対象に穿設された加工孔の位置を測定する、加工孔の位置測定装置であって、
   超音波を発信する発信手段及び前記超音波の反射要因からの反射波を受信する受信手段を有する探触子と、
   前記探触子を、前記加工孔の穿孔方向を横切る方向へ所定の幅に亘って走査する走査機構と、
   前記探触子の測定箇所の位置情報と、前記反射波のエコー戻り時間及びエコー高さからなる反射波情報とをセットにして、前記探触子が走査機構により測定箇所を所定距離だけ変更される毎に繰り返し取得する、情報取得手段と、
   前記エコー高さが閾値以上となった後に、前記エコー戻り時間に基づいて検出される孔深さが複数の測定箇所に亘って連続して減少した場合には、前記探触子の前記超音波の発信方向にある前記反射要因が、前記加工孔であると識別する、加工孔識別手段とを備えた
   ことを特徴とする、加工孔の位置測定装置。
2. 前記複数の測定箇所が３箇所である
   ことを特徴とする、請求項１記載の加工孔の測定装置。
3. 前記加工孔識別手段により前記反射要因が前記加工孔であると識別された後において、検出された前記孔深さが、前回の測定箇所で検出された前記孔深さよりも増加した場合には、前記の前回の測定箇所から前記発信方向に前記加工孔が位置すると判定する、位置判定手段をさらに備えた
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の加工孔の測定装置。
4. 前記発信手段は、超音波として、低周波成分を含むチャープ波を発信し、
   反射波のノイズを除去するための相関処理手段をさらに備えた
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の加工孔の測定装置。
5. 前記位置判定手段が、前記エコー高さの時間的な変化を表す波形において、立ち上がり位置又はピーク位置における前記エコー戻り時間に基づいて、前記加工孔の深さを判定する
   ことを特徴とする、請求項４記載の加工孔の測定装置。

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