JP2019082340A - Inspection method of cast product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋳造製品の検査方法に関するものである。 The present invention relates to a method of inspecting a cast product.
車両用シリンダヘッドは、過熱防止用のために冷却剤を流すことが知られている。冷却剤用の流路は、鋳造時に中子を使用することで形成されるが、鋳造中に中子が折れるなどの不具合が発生した場合、折れた箇所に金属が流れ込んで流路が目詰まりするなどの欠陥が生じてしまう。流路が目詰まりしてしまうと、シリンダヘッドの冷却が十分に行われず、エンジンの焼き付け等の問題を起こしてしまう。このため、シリンダヘッドの鋳造後に、流路の目詰まり等の欠陥が生じていないかを確認する検査が必要である。 It is known that a vehicle cylinder head flows a coolant to prevent overheating. A channel for coolant is formed by using a core at the time of casting, but when a defect such as the core is broken during casting occurs, metal flows into the broken place and the channel is clogged Defects will occur. If the flow path is clogged, the cylinder head is not sufficiently cooled, which causes problems such as engine burn-in. For this reason, after casting the cylinder head, it is necessary to perform an inspection to confirm whether a defect such as clogging of the flow path has occurred.
特許文献1には、鋳造製品の検査方法として、発光部及び受光部を備えた光ファイバプローブを冷却通路内に挿入し、発光部から出射された光の反射光を受光部が受光した場合は、近くに目詰まり等の欠陥があると判断する検査方法が開示されている。
In
特許文献1に係る鋳造製品の検査方法においては、光ファイバプローブから出射される光は散乱光であり、鋳造面で乱反射する。このため、光ファイバプローブから離れた箇所に欠陥が生じていた場合、当該欠陥からの反射光は距離とともに大きく減衰してしまい、検出されにくい。従って、特許文献1に係る鋳造製品の検査方法には、内部空間の深い場所における欠陥を検出するのが困難であるという問題があった。
In the inspection method of the cast product which concerns on
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、内部空間の深い場所における欠陥を検出できる鋳造製品の検査方法を提供するものである。 This invention is made in view of such a situation, Comprising: The inspection method of the cast product which can detect the defect in the deep place of interior space is provided.
本発明に係る鋳造製品の検査方法は、照射位置から鋳造製品内の基準面に向けて照射したレーザー光の反射光を受光して、前記照射位置から前記レーザー光が反射した位置までの距離を測定する測距ステップと、前記測距ステップにおいて測定された距離が前記予め定められた長さよりも短い場合は前記鋳造製品内に欠陥が生じていると判定する欠陥判定ステップと、を備えることを、特徴としたものである。 In the inspection method of a cast product according to the present invention, the reflected light of the laser beam irradiated from the irradiation position toward the reference surface in the cast product is received, and the distance from the irradiation position to the position where the laser beam is reflected is Providing a distance measuring step of measuring, and a defect judging step of judging that a defect has occurred in the cast product if the distance measured in the distance measuring step is shorter than the predetermined length. , Is a feature.
本発明に係る鋳造製品の検査方法では、鋳造製品内の基準面に向けて指向性の高いレーザー光を照射するため、内部空間の深い場所で反射した光であっても、受光可能な強度を有する。このため、内部空間の深い場所の様子を検出することができる。
このようにして、本発明に係る鋳造製品の検査方法では、内部空間の深い場所における欠陥を検出することができる。
In the method of inspecting a cast product according to the present invention, since a highly directional laser beam is emitted toward the reference surface in the cast product, even a light reflected at a deep place in the internal space can receive an intensity capable of receiving light. Have. For this reason, the appearance of a deep place in the internal space can be detected.
In this manner, the method of inspecting a cast product according to the present invention can detect a defect deep in the inner space.
本発明により、内部空間の深い場所における欠陥を検出できる鋳造製品の検査方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method of inspecting a cast product which can detect a defect deep in the inner space.
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。
なお、当然のことながら、図1およびその他の図面に示した右手系xyz座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、z軸正向きが鉛直上向き、xy平面が水平面であり、図面間で共通である。
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, in order to clarify the explanation, the following description and the drawings are simplified as appropriate.
As a matter of course, the right-handed xyz coordinates shown in FIG. 1 and the other drawings are convenient for describing the positional relationship of components. Usually, the z-axis positive direction is vertically upward, and the xy plane is a horizontal plane, which is common to the drawings.
本実施形態では、本発明に係る検査方法の例として、シリンダヘッドを検査する様子を説明する。シリンダヘッドとは、アルミニウムや鉄などの金属によって製作される鋳造製品であり、例えば自動車のエンジンの骨格をなすために使用される部品である。
図1は、欠陥のないシリンダヘッド1aを本発明の検査方法で検査するときの全体構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態では、測距装置2、移動ステージ3、コンピュータ4を用いてシリンダヘッド1aを検査する。
In the present embodiment, an aspect of inspecting a cylinder head will be described as an example of an inspection method according to the present invention. The cylinder head is a cast product made of a metal such as aluminum or iron, and is a component used to form, for example, a framework of an automobile engine.
FIG. 1 is a view showing an entire configuration when a defect free cylinder head 1a is inspected by the inspection method of the present invention. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the cylinder head 1 a is inspected using the distance measuring
シリンダヘッド1aの内部には、冷却通路11aが設けられている。本実施形態に係るシリンダヘッド1aは、冷却通路11aの長手方向がx軸と平行になるように、設置面上に置かれている。シリンダヘッド1aを定められた配置に再現良く設置するために、シリンダヘッド1aの周面や底面の形状に対応して予めピンやストッパーを設置面上に固定しておいてもよい。
冷却通路11aのx軸方向の一端には開口部として入射孔12aが設けられている。入射孔12aは、測距装置2の取付け位置やシリンダヘッド1aの寸法の誤差を考慮すると、6.25mm以上の円とすることが望ましい。
冷却通路11aのうち入射孔12aと対向する面には基準面13aが設けられている。基準面13aは、x軸と略垂直な面であると好ましい。基準面13aは、入射孔12aと同様の理由により、6.25mm以上の正方形とすることが望ましい。
A
An
A
測距装置2は、本体部21と、本体部21の側面に配置された照射部22と、照射部22に隣接して配置された受光部23と、を備え、コンピュータ4と電気的に接続されている。
本体部21は、照射部22、受光部23、及びコンピュータ4と、互いに信号を送受信する。照射部22は、内部にレーザー素子と照射レンズを備え、本体部21から照射信号を受信するとレーザー光LIをパルス照射する。受光部23は、内部に受光素子と受光レンズを備え、後述する反射光LRを受光すると受光信号を本体部21に送信する。
測距装置2は、移動ステージ3上に固定され、レーザー光LIの照射方向がx軸と略平行かつ基準面13aに向けられるように配置される。
The
The
移動ステージ3は、y軸方向に可動なステージであり、上面に固定された測距装置2の位置を調節する。移動ステージ3は、z軸方向に可動であってもよい。
コンピュータ4は、測距装置2から受信した信号を基に、レーザー光LIの照射位置からレーザー光LIが反射した位置までの距離dを測定し、シリンダヘッド1aの内部に欠陥が生じていないかを判定する。
The
Computer 4 based on a signal received from the
ここで、図2を用いて、本発明における検査方法の全体フローについて説明する。図2に示すように、本発明の検査方法は、測距ステップS1と、欠陥判定ステップS2と、を備える。測距ステップS1はステップS11〜S13を備え、欠陥判定ステップS2はステップS21〜S23を備える。 Here, the entire flow of the inspection method in the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the inspection method of the present invention includes a distance measurement step S1 and a defect determination step S2. The distance measurement step S1 includes steps S11 to S13, and the defect determination step S2 includes steps S21 to S23.
まず、測距ステップS1の詳細なステップS11〜S13について説明する。
初めに、ステップS11において、本体部21は、照射部22に照射信号を送信する。照射部22は、照射信号を受信すると、基準面13aに向けてレーザー光LIをパルス照射する。レーザー光LIは、図1に示すように、入射孔12aを通って冷却通路11a内に進入し、レーザー光LIの経路内に欠陥がない場合は基準面13aに到達する。到達したレーザー光LIは基準面13aで反射し、反射光LRとなって受光部23に向かう。
First, detailed steps S11 to S13 of the distance measurement step S1 will be described.
First, in step S11, the
次に、ステップS12において、受光部23は、反射光LRを受光して、受光信号を本体部21に送信する。
次に、ステップS13において、本体部21は、照射信号と受光信号をコンピュータ4に送信し、コンピュータ4は、照射信号と受光信号の位相差からレーザー光LIの飛行時間tを求める。その後、コンピュータ4は、飛行時間tから、レーザー光LIの照射位置からレーザー光LIが反射した位置までの距離dを[d=光速×t×1/2]として求める。
Next, in step S12, the
Next, in step S13, the
レーザー光LIの経路内に欠陥がないシリンダヘッド1aの場合は、図1に示すように、照射位置から基準面13aまでの距離が距離dとなる。本発明においては、指向性の高いレーザー光LIを検出光として用いるため、照射位置から500mm離れた場所からの反射光LRであっても検出することができる。すなわち、内部空間の深い場所の様子を検出することができる。
もちろん、検出可能な距離dの長さは、レーザー光LIの強さや受光部23の感度を上げることによって伸ばすことができる。
If the cylinder head 1a is not defective in the path of the laser beam L I, as shown in FIG. 1, the distance from the irradiation position to the
Of course, the length of the detectable distance d can be extended by increasing the sensitivity of the intensity and the
次に、欠陥判定ステップS2の詳細なステップS21〜S23について説明する。
まず、ステップS21において、コンピュータ4は、距離dが予め定められた長さdTh以上であるかを判定する。長さdThは、シリンダヘッドの形状や検査したい深さによってユーザーが任意に設定できる閾値である。
Next, detailed steps S21 to S23 of the defect determination step S2 will be described.
First, in step S21, the computer 4 determines whether the distance d is greater than or equal to a predetermined length d Th . The length d Th is a threshold that can be arbitrarily set by the user according to the shape of the cylinder head and the depth to be inspected.
距離dが予め定められた長さdTh以上である場合はステップS22に進み、コンピュータ4は、シリンダヘッド内に欠陥が生じていないと判定する。
一方、距離dが予め定められた長さdThよりも短い場合はステップS23に進み、コンピュータ4は、シリンダヘッド内に欠陥が生じていると判定する。
If the distance d is equal to or greater than the predetermined length d Th , the process proceeds to step S22, where the computer 4 determines that no defect occurs in the cylinder head.
On the other hand, when the distance d is shorter than the predetermined length d Th , the process proceeds to step S23, and the computer 4 determines that a defect is generated in the cylinder head.
図1に示すように、シリンダヘッド内に欠陥が生じていない場合、レーザー光LIの照射位置からレーザー光LIが反射した位置までの距離dは予め定められた長さdTh以上になる。従って、コンピュータ4は、ステップS21からステップS22に進み、シリンダヘッド内に欠陥が生じていないと判定する。 As shown in FIG. 1, when a defect in the cylinder head does not occur, the distance d from the irradiation position of the laser beam L I position where the laser beam L I is reflected becomes longer than the length d Th predetermined . Therefore, the computer 4 proceeds from step S21 to step S22 and determines that no defect has occurred in the cylinder head.
これに対して、シリンダヘッド内に欠陥が生じている場合の様子を、図3を用いて説明する。図3は、欠陥Cのあるシリンダヘッド1bを本発明の検査方法で検査するときの全体構成である。シリンダヘッド1bは、シリンダヘッド1aと同様に、冷却通路11b、入射孔12b、基準面13bを備えるが、照射位置からの距離が長さdTh未満の箇所に欠陥Cが生じている点でシリンダヘッド1aと異なる。欠陥Cは、例えば鋳造時に中子が折れたことによって生じた目詰まり等である。
On the other hand, the situation in the case where a defect occurs in the cylinder head will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an entire configuration when a cylinder head 1b having a defect C is inspected by the inspection method of the present invention. Cylinder head 1b, similarly to the cylinder head 1a, the
図3に示すように、レーザー光LIの経路内に欠陥Cがある場合、レーザー光LIは欠陥Cで反射し、反射光LRとなって受光部23に到達する。このため、レーザー光LIの照射位置からレーザー光LIが反射した位置までの距離dは、長さdThよりも短くなる。従って、コンピュータ4は、ステップS21からステップS23に進み、シリンダヘッド内に欠陥が生じていると判定する。
As shown in FIG. 3, if there is a defective C in the path of the laser beam L I, the laser light L I is reflected by the defect C, it reaches the
このようにして、本実施形態に係る鋳造製品の検査方法では、指向性の高いレーザー光を用いることで、内部空間の深い場所の様子を検出することができる。従って、内部空間の深い場所においても欠陥が生じているか判定することができる。
以上のように、本発明に係る鋳造製品の検査方法は、内部空間の深い場所における欠陥を検出することができる。
Thus, in the method of inspecting a cast product according to the present embodiment, the appearance of a deep place in the internal space can be detected by using a laser beam with high directivity. Therefore, it can be determined whether a defect has occurred even in a deep place in the inner space.
As mentioned above, the inspection method of the cast product concerning the present invention can detect the fault in the deep place of interior space.
なお、本実施形態に係る鋳造製品の検査方法では、レーザー光の反射光を受光することで冷却通路内の欠陥の有無を判定するため、冷却通路に開口部が1箇所あれば検査が可能である。従って、例えば冷却通路を貫通する穴に光を通して冷却通路内の欠陥を調べる検査方法と比較すると、本発明に係る検査方法は、冷却通路に不必要な開口部を設ける必要がないという利点がある。 In addition, in the inspection method of the cast product according to the present embodiment, since the presence or absence of the defect in the cooling passage is determined by receiving the reflected light of the laser light, the inspection is possible if there is one opening in the cooling passage. is there. Thus, compared to inspection methods for examining defects in the cooling passages, for example by passing light through holes through the cooling passages, the inspection method according to the invention has the advantage that it is not necessary to provide unnecessary openings in the cooling passages. .
また、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、上記の実施形態では、飛行時間tを距離dに換算し、距離dが所定の長さ以上であるかを判定することで、鋳造製品内に欠陥が生じているかを判断したが、飛行時間tが所定の時間以上であるかを判定することで鋳造製品内に欠陥が生じているかを判断してもよい。この場合、飛行時間tを距離dに換算するステップを省略することができる。
Moreover, this invention is not limited to said embodiment, It is possible to change suitably in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the above embodiment, the flight time t is converted into the distance d, and it is determined whether the defect occurs in the cast product by determining whether the distance d is equal to or longer than a predetermined length. It may be determined whether a defect has occurred in the cast product by determining whether time t is equal to or greater than a predetermined time. In this case, the step of converting the flight time t into the distance d can be omitted.
また、上記の実施形態では、測距装置2を固定して距離dを測定したが、移動ステージ3を変位させて、y軸上あるいはz軸上を走査させながら距離dを測定し、その最大値が予め定められた長さdTh以上であるか否かによってシリンダヘッド内に欠陥があるか否かを判定してもよい。この場合、測距装置2の設置場所のずれによる測定誤差を抑えることができる。
In the above embodiment, the
1a、1b シリンダヘッド
2 測距装置
3 移動ステージ
4 コンピュータ
11a、11b 冷却通路
12a、12b 入射孔
13a、13b 基準面
21 本体部
22 照射部
23 受光部
C 欠陥
d 距離
LI レーザー光
LR 反射光
S1 測距ステップ
S2 欠陥判定ステップ
t 飛行時間
1a,
Claims (1)
前記測距ステップにおいて測定された距離が前記予め定められた長さよりも短い場合は前記鋳造製品内に欠陥が生じていると判定する欠陥判定ステップと、を備える、
鋳造製品の検査方法。 A distance measuring step of receiving the reflected light of the laser light irradiated from the irradiation position toward the reference surface in the cast product and measuring the distance from the irradiation position to the position where the laser light is reflected;
Determining a defect in the cast product if the distance measured in the distance measuring step is shorter than the predetermined length.
Inspection method of cast products.
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JP2017208583A JP2019082340A (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Inspection method of cast product |
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