JP2018151275A - レール装着物品の装着検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
波形は周波数軸に基づく形状であって、第1周波数から第2周波数までの範囲での波形の波形面積を算出する面積算出部と、
波形面積において、所定面積比率となる波形の区切りの周波数値である特定周波数値を算出する周波数値算出部と、
特定周波数値を閾値と比較して、レール装着物品の装着状態を判定する判定部と、を備え、
判定部は、特定周波数値が閾値以下であれば、装着状態を「良好状態」として判定し、特定周波数値が閾値より大きければ、装着状態を「不良状態」として判定する。
波形は周波数軸に基づく形状であって、第1周波数から第2周波数までの範囲での波形の波形面積を算出する面積算出部と、
波形面積において、所定面積比率となる波形の区切りの周波数値である特定周波数値を算出する周波数値算出部と、
特定周波数値を閾値と比較して、レール装着物品の装着状態を判定する判定部と、を備え、
判定部は、特定周波数値が閾値以下であれば、装着状態を「良好状態」として判定し、特定周波数値が閾値より大きければ、装着状態を「不良状態」として判定する。
面積算出部は、第1周波数から第2周波数に向けて、波形の積分値を算出することで、波形面積を算出する。
周波数値算出部は、Sb/Saが所定面積比率となる特定周波数値を算出する
もしくは、SaとSbの差分である面積をScとして、周波数値算出部は、Sb/Scが所定面積比率となる特定周波数値を算出する。
余分成分除去周波数は、打音においてレールそのものの打音を除去できる周波数値である。
判定部は、複数の閾値と特定周波数値を段階的に比較して判定する、もしくは、複数の閾値のいずれかと特定周波数値を選択的に比較して判定する。
発明者は、背景技術で説明した従来技術(特許文献1〜4を含む)での問題点を解析した。
このとき、金属ろうやはんだなどの溶着素材によって、レールボンド100は、レール200に溶着される(溶着としているが、溶着素材によって取り付けられることを意味しており、溶着、接着などの広く取付けを意味することを、溶着として説明している)。溶着面102に溶着素材110が塗布等されて、この溶着素材110が、レール200への溶着を実現する。溶着素材110によって、溶着面102がレール200に溶着されて、レールボンド100が、レール200に取り付けられる。
(1)剥離部分のバリエーションによって、打音波形の振幅の最大値だけでは、剥離による脱落の危険性を正確に判定できない、との溶着されるレールボンドの特性がある。
(2)打音を得る打撃は、作業者の手作業で行われる。このため、得られる打音の波形にばらつきが出やすいとの、レールボンド特有の特性がある。
本明細書では、レールボンドをレール装着物品の一例として説明する。図8は、本発明の実施の形態1におけるレール装着物品の装着検査装置(以下、必要に応じて「装着検査装置」と略す)のブロック図である。なお、装着検査装置は、装着検査方法として把握されてもよい。このため、装着検査装置としての要素の一部は、機器やハードウェアであって、一部がソフトウェアである(全部がハードウェアであっても全部がソフトウェアであってもよい)場合など、種々の形態がある。
記憶部2は、上述した通り、打音の時間周波数変換後の波形を記憶する。作業者は、レールに装着されたレールボンドをハンマーなどの打撃器具で打撃する。マイクなどの集音装置を設定することで、打撃によって生じる打音を集音できる。集音された打音は、時間周波数軸変換されて周波数に基づく波形に変換される。この変換は、記憶部2の外部要素において実行される。
面積算出部3は、上述の通り、第1周波数から第2周波数の範囲の波形の波形面積を算出する。ここで、面積算出部3は、第1周波数から第2周波数までの範囲の面積であるSaを算出する。あるいは、面積算出部3は、第1周波数から特定周波数値までの区切られた範囲の波形の面積であるSbを算出する。あるいは、第2周波数から特定周波数値までの区切られた範囲の波形の面積Scを算出する。あるいは、これらの複数を算出する。
周波数値算出部4は、面積算出部3で算出される波形面積において、2つの面積が所定の面積比率となる周波数値を、特定周波数値として算出する。第1周波数から第2周波数までの全体における波形面積と、その中の一部の波形の面積との面積比率を計算する。あるいは、第1周波数から第2周波数までのある一部の波形の面積と残りの波形の面積の面積比率を計算する。
判定部5は、特定周波数値と所定の閾値とを比較することで、レール装着物品の装着状態を判定する。上述のように、特定周波数値は、レールボンドの溶着面の様々な剥離態様(剥離面積、剥離位置、剥離場所の数、広がり方、形状など)を、示していると考えられる。
波形の面積を算出する際において、第1周波数と第2周波数が、その算出範囲の基準となる。第1周波数 > 第2周波数であるが、この第2周波数は、余分成分除去周波数以上であることも好ましい。ここで、余分成分除去周波数は、打音においてレールそのものの打音(レール装着物品の打音を含まない)を除去できる周波数値である。
図11は、本発明の実施の形態2におけるノイズを含む波形の模式図である。ある打音の時間周波数変換後の波形が、図11のような波形となることがある。このとき、図11のように、ノイズ100が波形に含まれることがある。周波数軸におけるゲインの変化ではなく、極めて特異波形としてのノイズが波形に生じることがある。
図12は、本発明の実施の形態2における判定部での判定の状態を説明する説明図である。判定部5は、特定周波数値と閾値とを比較して、装着状態を判定する。このとき、判定部5は、複数の閾値を有していることも好適である。図12では、判定部5は、閾値A、閾値B、閾値Cの3つを有している。判定部5は、複数の閾値と特定周波数値を段階的に比較して判定してもよい。例えば、図12では、特定周波数値は、閾値A以上閾値B以下である。この場合には、不良状態と良好状態との中間状態などのように判定してもよい。
実施の形態1、2で説明した装着検査装置1は、既述したように、その要素の一部もしくは全部が、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェアで実現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの混在で実現されてもよい。
2 記憶部
3 面積算出部
4 周波数値算出部
5 判定部
100 ノイズ
Claims (13)
- レールに装着されたレール装着物品を打撃して得られる打音の時間周波数変換後の波形を記憶する記憶部と、
前記波形は周波数軸に基づく形状であって、第1周波数から第2周波数までの範囲での前記波形の波形面積を算出する面積算出部と、
前記波形面積において、所定面積比率となる波形の区切りの周波数値である特定周波数値を算出する周波数値算出部と、
前記特定周波数値を閾値と比較して、前記レール装着物品の装着状態を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記特定周波数値が前記閾値以下であれば、前記装着状態を「良好状態」として判定し、前記特定周波数値が前記閾値より大きければ、前記装着状態を「不良状態」として判定する、レール装着物品の装着検査装置。 - 前記第1周波数 > 第2周波数であり、
前記面積算出部は、前記第1周波数から前記第2周波数に向けて、前記波形の積分値を算出することで、前記波形面積を算出する、請求項1記載のレール装着物品の装着検査装置。 - 前記打音は、作業者が前記レール装着物品を打撃して集音装置で得られる、請求項1または2記載のレール装着物品の装着検査装置。
- 前記第1周波数から前記第2周波数までの波形の面積をSaとし、前記第1周波数から前記特定周波数値までの波形における面積をSbとして、
前記周波数値算出部は、Sb/Saが前記所定面積比率となる前記特定周波数値を算出する
もしくは、SaとSbの差分である面積をScとして、前記周波数値算出部は、Sb/Scが前記所定面積比率となる特定周波数値を算出する、請求項1から3のいずれか記載のレール装着物品の装着検査装置。 - 前記所定面積比率は、可変である、請求項1から4のいずれか記載のレール装着物品の装着検査装置。
- 前記第2周波数は、余分成分除去周波数以上であり、
前記余分成分除去周波数は、前記打音においてレールそのものの打音を除去できる周波数値である、請求項1から5のいずれか記載のレール装着物品の装着検査装置。 - 前記面積算出部は、前記波形においてノイズと判断される部分を除去して、前記波形面積を算出する、請求項1から6のいずれか記載のレール装着物品の装着検査装置。
- 前記閾値は、前記レール装着物品の装着状態が良好状態として判定される実測値に基づいて定められる、請求項1から7のいずれか記載のレール装着物品の装着検査装置。
- 前記実測値は、複数の実測結果の蓄積により算出される、請求項8記載のレール装着物品の装着検査装置。
- 前記閾値は、前記判定部での判定結果に基づいて、変更可能である、請求項1から9のいずれか記載のレール装着物品の装着検査装置。
- 前記判定部は、複数の前記閾値を有しており、
前記判定部は、前記複数の閾値と前記特定周波数値を段階的に比較して判定する、もしくは、前記複数の閾値のいずれかと前記特定周波数値を選択的に比較して判定する、請求項1から10のいずれか記載のレール装着物品の装着検査装置。 - 前記不良状態は、前記レール装着物品が前記レールから脱落する可能性が高く、前記良好状態は、前記レール装着物品が前記レールから脱落する可能性が低い状態である、請求項1から11のいずれか記載のレール装着物品の装着検査装置。
- レールに装着されたレール装着物品を打撃して得られる打音の時間周波数変換後の波形を記憶する記憶ステップと、
前記波形は周波数軸に基づく形状であって、第1周波数から第2周波数までの範囲での前記波形の波形面積を算出する面積算出ステップと、
前記波形面積において、所定面積比率となる波形の区切りの周波数値である特定周波数値を算出する周波数値算出ステップと、
前記特定周波数値を閾値と比較して、前記レール装着物品の装着状態を判定する判定ステップと、を備え、
前記判定ステップは、前記特定周波数値が前記閾値以下であれば、前記装着状態を「良好状態」として判定し、前記特定周波数値が前記閾値より大きければ、前記装着状態を「不良状態」として判定する、レール装着物品の装着検査方法。
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糸平,他6名: "「ろう付け部の打音検査技術」", 福岡県工業技術センター研究報告, vol. No.24 (2014), JPN7020002971, October 2014 (2014-10-01), pages 20 - 21, ISSN: 0004353203 * |
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