JP2022529924A - 非破壊(ndt)検査中に物品をビジュアルスキャンするシステム - Google Patents

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Abstract

非破壊試験(NDT)において使用されるビジョンシステム支援式検査のためのシステム100が提供される。非破壊試験(NDT)ベースセットアップは、NDT検査中に物品154のビジュアルスキャンを得ることを可能にするビジュアルスキャナ158の使用をサポートするように構成することができる。ビジュアルスキャンに対応する走査データを処理することができ、その処理に基づいて、検査示徴を識別することができ、各検査示徴は、物品内の考えられる不良点に対応する。非破壊試験は、浸透探傷検査(LPI)又は磁気粒子検査(MPI)を実施することができる。【選択図】図1B

Description

[関連出願]
本出願は、「METHODS AND SYSTEMS FOR vision system assisted inspections」という発明の名称の2019年4月15日に出願された米国特許出願第16/384,544号の利益を主張する。米国特許出願第16/384,544号の全体は、引用することにより明示的に本明細書の一部をなす。
非破壊試験(NDT:Non-destructive testing)は、材料、コンポーネント、及び/又はシステムの特性及び/又は特徴を、被試験アイテムの損傷又は変質を引き起こすことなく評価するのに用いられる。非破壊試験は検査(inspected)されている物品を永続的には変質させないので、非常に価値のある技法であり、製品評価、トラブルシューティング、及び研究に用いられるときのコスト及び/又は時間を抑えることを可能にする。頻繁に用いられる非破壊試験方法は、磁気粒子検査、渦電流試験、浸透探傷(liquid penetrant)検査(又は染色浸透検査)、放射線透過検査、超音波試験、及び目視試験を含む。非破壊試験(NDT)は、機械工学、石油工学、電気工学、システム工学、航空工学、医療、芸術等の分野において共通して用いられる。
いくつかの事例において、非破壊試験において専用の材料及び/又は製品が用いられる場合がある。例えば、特定のタイプの物品の非破壊試験は、非破壊試験を実行するように構成される材料を、試験されることになる物品又は部品に(例えば、噴霧(spraying)する、流し込む(pouring)、通す(passing)等によって)塗布(applying)することを伴う場合がある。これに関して、そのような材料(以降で「NDT材料」又は「NDT製品」と呼ぶ)は、NDT材料がそのために選択される特性に基づいて、被検査物品内の不良点(defects)、凹凸(irregularities)、及び/又は欠陥(imperfections)(以降で総称して「不良点」と呼ぶ)の検出を可能にすることによって等で、非破壊試験に適する特定の特性(例えば、磁性、ビジュアル等)を有することに基づいて選択及び/又は作成することができる。
多くの事例において、NDTベース検査は、視覚的に行われ、すなわち、不良点の検出は、被検査物品を視覚的に検査することによって行われる。上記で言及したように、いくつかの事例において、NDT材料の塗布は、NDT材料の特定の特性に基づいて不良点をより容易に検出させることによって等で、ビジュアル検査に役立つことができる。例えば、不良点を、例えば、カラーコントラスト又は何らかの光関連挙動に基づいて視覚的に識別することができる。そのようなビジュアル検査において周囲光を使用することができ、すなわち、オペレーターは、NDT材料の塗布後等で、十分に照明されたエリアにおいて物品を単に視覚的に検査することができる。代替的に又は付加的に、いくつかの事例において、NDT検査を行うために使用されるシステム又はセットアップ内で、光源(例えば、特別なランプ)を使用することができる。これに関して、そのような光源は、検査を行うための特定の基準を満たす光を提供するために使用することができる。ビジュアルNDT検査は、しかしながら、いくつかの課題及び制限を有する。
従来の手法の更なる制限及び不利点が、そのような手法を、図面を参照して本開示の残りの部分において記載されている本方法及びシステムのいくつかの態様と比較すると、当業者には自明となるであろう。
本開示の態様は、製品試験及び検査に関する。より詳細には、本開示による種々の実施態様は、実質的に、図面のうちの少なくとも1つに関連して示されるか又は説明されるとともに、特許請求の範囲においてより完全に記載されるような、ビジョンシステム支援式検査の方法及びシステムに関する。
本開示のこれらの利点、態様及び新規の特徴、並びに他の利点、態様及び新規の特徴は、それらの図示される実施態様の詳細とともに、以下の説明及び図面からより十分に理解されるであろう。
本開示による動作のために構成することができる、ビジュアル検査において使用するために使用することができる例示の光源ベース非破壊試験(NDT)検査セットアップを示す図である。
本開示による動作のために構成することができる、ビジュアル検査において使用するために使用することができる例示のウェットベンチベース非破壊試験(NDT)検査セットアップを示す図である。
本開示による、支援式検査のためのビジョンシステムを有する例示のビジュアル非破壊試験(NDT)検査セットアップを示す図である。
本開示の態様による、一体型光センサーを有する検査ランプの使用を組み込む非破壊試験(NDT)ベースセットアップにおいて使用される例示のコントローラを示す図である。
本開示による種々の実施態様は、特にビジュアルシステム又は機器を有する非破壊試験(NDT)ベースセットアップを実施するとともに動作させることによって、改善されかつ最適化されたビジュアル非破壊試験(NDT)検査を提供することに関する。これに関して、上記で言及したように、いくつかの事例において、NDT検査は、周囲光及び/又は専用光源を使用して視覚的に、典型的には、不良点をより容易に検出可能にするために、被検査物品に塗布されるNDT関連材料と組み合わせて、行うことができる。例えば、不良点は、カラーコントラスト又は何らかの光関連挙動に基づく等での、或る特定の特有かつ識別可能な特性を示すことに基づいて視覚的に識別することができる。ビジュアルNDT検査は、しかしながら、それ自身の特有の課題及び/又は制限のセットを有する。例えば、既存の解決策が対処又は救済することができない場合がある一部の不良点は、オペレーターによって視覚的に識別することが難しい場合がある。したがって、これらの欠点の少なくとも一部を克服するNDT関連セットアップ又はシステムが所望される場合がある。
したがって、本開示による実施態様は、不良点の向上したビジュアル検出を可能にする非破壊試験(NDT)ベースセットアップを提供することによって等で、そのような問題及び欠点に対処する。これは、例えば、ビジュアルNDT検査中にオペレーターが不良点をより良く識別することを支援するために構成することができるビジョンシステム又は機器の使用を組み込むことによって、行うことができる。
本明細書において使用する場合、「回路(circuits)」及び「回路部(circuitry)」という用語は、物理的な電子コンポーネント(例えば、ハードウェア)と、ハードウェアを構成することができ、ハードウェアが実行することができ、及び/又は他の方法でハードウェアに関連付けることができる、任意のソフトウェア及び/又はファームウェア(「コード」)とを指す。本明細書において使用する場合、例えば、特定のプロセッサ及びメモリ(例えば、揮発性又は不揮発性メモリデバイス、汎用コンピューター可読媒体等)は、第1の1つ以上のコードラインを実行するときに第1の「回路」を備え、第2の1つ以上のコードラインを実行するときに第2の「回路」を備えることができる。さらに、回路は、アナログ及び/又はデジタル回路部を含むことができる。そのような回路部は、例えば、アナログ及び/又はデジタル信号に対し動作することができる。回路は、単一のデバイス又はチップ内、単一のマザーボード上、単一のシャーシ内、単一の地理的ロケーションにおける複数の筐体内、複数の地理的ロケーションにわたって分散された複数の筐体内等にあり得ることが理解されるべきである。同様に、「モジュール」という用語は、例えば、物理的な電子コンポーネント(例えば、ハードウェア)と、ハードウェアを構成することができ、ハードウェアが実行することができ、及び/又は他の方法でハードウェアに関連付けることができる、任意のソフトウェア及び/又はファームウェア(「コード」)とを指すことができる。
本明細書において使用する場合、回路部又はモジュールは、或る機能を実施するために必要なハードウェア及びコード(いずれかが必要である場合)を含む場合はいつでも、その機能の実施が(例えば、ユーザーが構成可能な設定、工場トリム等により)無効にされる又は有効にされていないか否かに関わりなく、回路部又はモジュールはその機能を実行するように「動作可能」である。
本明細書において使用する場合、「及び/又は」は、「及び/又は」によって連結されるリストにおける項目のうちの任意の1つ以上の項目を意味する。一例として、「x及び/又はy」は、3つの要素の組{(x),(y),(x,y)}のうちの任意の要素を意味する。言い換えれば、「x及び/又はy」は、「x及びyのうちの一方又は両方」を意味する。別の例として、「x、y及び/又はz」は、7つの要素の組{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}のうちの任意の要素を意味する。言い換えれば、「x、y及び/又はz」は、「x、y及びzのうちの1つ以上」を意味する。本明細書において使用する場合、「例示的な」という用語は、非限定的な例、事例又は例証としての役割を果たすことを意味する。本明細書において使用する場合、「例えば」という用語は、1つ以上の非限定的な例、事例又は例証のリストを開始する。
本明細書において使用する場合、「検査コンポーネント」は、物品の非破壊試験(NDT)検査を実行するか又は容易にするように構成された機械又はセットアップの任意のコンポーネントを含む。例えば、「検査コンポーネント」は、機械又は装置全体及び/又は検査が実行されるセットアップの構造又はフレーム要素、検査される物品を保持する(及び、物品を、検査を行うための特定の方法で位置決めする)ように構成された保持部コンポーネント、(磁化ベース検査において)検査される物品を磁化するように構成された磁化コンポーネント、(例えば、浸透探傷ベース検査において)物品に非破壊試験(NDT)材料を塗布するように構成された塗布コンポーネント、検査中に光を放出するように構成された光源等のうちの任意の1つを含むことができる。検査コンポーネントは、異なる供給源(例えば、異なるプロバイダー)から得ることができ、また、検査機械又はセットアップを構築するときにともに組み合わせることができる。
本開示による例示の非破壊試験(NDT)装置は、物品の非破壊試験(NDT)検査を実施するように構成される1つ以上の検査コンポーネントと、非破壊試験(NDT)検査中に物品のビジュアルスキャンを得るように構成されるビジュアルスキャナと、1つ以上の回路であって、物品のビジュアルスキャンに対応する走査データを処理し、処理に基づいて、物品内の1つ以上の検査示徴(inspection indications)を識別するように構成され、各検査示徴は、物品内の考えられる不良点に対応する、1つ以上の回路とを備えることができる。
例示の実施態様において、1つ以上の回路は、検査示徴を識別及び/又は評価するときに使用するための事前プログラム制御データを記憶するように構成される。
例示の実施態様において、1つ以上の回路は、検査示徴を識別及び/又は評価するときに使用するための制御データを生成するように構成される。
例示の実施態様において、1つ以上の回路は、1つ以上の異なる物品のそれぞれにおける1つ以上の特定の不良点の識別に関連する情報及び/又は各特定の不良点を評価することに関連する情報を付加又は調整するように構成される学習アルゴリズムに基づいて、制御データを生成するように構成される。例示の実施態様において、1つ以上の回路は、識別関連情報を漸進的に付加又は調整するように構成される。
例示の実施態様において、学習アルゴリズムは、パターン認識に基づいて構成され、1つ以上の回路は、1つ以上の異なる物品のそれぞれについての制御データに基づいてパターン認識を生成するように構成することができる。
例示の実施態様において、1つ以上の回路は、物品に関連付けられる許容基準データに基づいて1つ以上の検査示徴のうちのそれぞれ1つを評価するように構成され、許容基準データは、それぞれの考えられる不良点が、許容可能であるとき又は許容可能でないときを規定し、1つ以上の回路は、許容不能であると見なされる少なくとも1つの検査識別について、システムのオペレーターに警告するための通知を生成するように構成される。
例示の実施態様において、1つ以上の回路は、1つ以上の検査示徴のうちの少なくとも1つに関連する示徴関連データを生成するように構成される。示徴関連データは、検査示徴に関連付けられる場所、検査示徴のタイプ、及び対応する不良点の1つ以上の特性のうちの1つ以上に関連することができる。
例示の実施態様において、非破壊試験(NDT)装置は、非破壊試験(NDT)検査中にシステムのオペレーターにフィードバックを提供するように構成されるフィードバックコンポーネントを備えることができる。
例示の実施態様において、フィードバックコンポーネントはビジュアル出力デバイスを含む。
例示の実施態様において、フィードバックコンポーネントは可聴出力デバイスを含む。
例示の実施態様において、1つ以上の回路は、フィードバックコンポーネントを介して、1つ以上の検査示徴のうちの少なくとも1つに関連する警告を提供するように構成される。
例示の実施態様において、1つ以上の回路は、フィードバックコンポーネントのタイプ及び/又はフィードバックコンポーネント内でサポートされる出力のタイプに基づいて警告を生成又は調整するように構成される。
例示の実施態様において、ビジュアルスキャナはカメラを備える。
例示の実施態様において、1つ以上検査コンポーネントは、照明ベース浸透探傷検査(LPI)を実行するように構成される。
例示の実施態様において、1つ以上の検査コンポーネントは、照明ベース磁気粒子検査(MPI)を実行するように構成される。
例示の実施態様において、1つ以上の検査コンポーネントは、磁気非破壊試験(NDT)ベース検査のために構成される場合、電流を生成する電流発生器と、非破壊試験(NDT)検査中に物品に電流を印加するように構成される1つ以上の電気接点であって、電流の印加は、検査物品内に磁場を生成する、1つ以上の電気接点とを備える。
図1Aは、本開示による動作のために構成することができる、ビジュアル検査において使用するために使用することができる例示の光源ベース非破壊試験(NDT)検査セットアップを示す。図1Aには、ビジュアルNDT検査を実施するときに使用することができるNDTセットアップ100が示される。
NDTセットアップ100は、特定の非破壊試験(NDT)検査方法論及び/又は技法に従った、物品(例えば、機械部品等)のNDT検査のために構成された種々のコンポーネントを備えることができる。これに関して、種々のNDT検査技法を使用することができる。2つの例示の技法は、「磁気粒子検査」(MPI:magnetic particle inspection)技法及び「浸透探傷検査」(LPI:liquid penetrant inspection)技法であり、MPI技法は、典型的には鉄系材料とともに使用され、LPI技法は、典型的には非鉄系材料(例えば、アルミニウム、真鍮等)とともに使用される。したがって、種々の実施態様において、NDTセットアップ100はMPIベース検査及び/又はLPIベース検査を実施するように構成することができる。
いずれの技法に用いても、目標は、物品が検査されるときに不良点を検出可能にすることである。検査及びしたがって不良点の検出は、視覚的に、すなわち、被検査物品のビジュアル検査を使用して行うことができる。そのため、NDTセットアップ100は、ビジュアルNDT検査のために構成することができる。これに関して、ビジュアルNDT検査において、被検査物品内の不良点は、視覚的に、特に、光、例えば、周囲光又は被検査物品上に投射される光の使用によって、検出することができる。しかしながら、NDTセットアップ100は、特に、光源を使用するためのものとすることができる。これに関して、いくつかの事例において、ビジュアルNDT検査は、特定の方法において光を放出するように構成することができる、特別に設計された光源(例えば、ランプ)の使用を必要とすることができる。これに関して、放出される光は、白色光、他のタイプの光(例えば、紫外線(UV)光)、又はこれらの任意の組み合わせとすることができる。いくつかの事例において、ビジュアルNDT検査は、被検査物品に塗布されるNDT関連材料の使用を伴うことができる。これに関して、不良点は、例えば、塗布されるNDT関連材料によって引き起こされ得るか又は高められ得る、カラーコントラスト又は別の光関連挙動に基づいて視覚的に識別することができる。
図1Aに示すように、NDTセットアップ100は、物品の非破壊試験(NDT)検査において使用するために設計及び/又は構成することができる光源108(例えば、ランプ)を備え、すなわち、ランプ108が放出する光は、適切な周囲照明環境を設けることによって又は物品上に投射することによって、NDT検査中に使用される。ランプ108は、物品(例えば、機械部品)104を配置することができる検査面102上に光を下向きに投射することができるように、支持構造体110に取り付けることができ、物品は、保持部106等を使用して特定の位置において固定され、それにより、ランプ108によって放出及び/又は投射された光を使用してこの物品を検査することができる。
いくつかの事例において、NDTセットアップ(例えば、NDTセットアップ100)は、特別な照明基準又は条件のために構成することができる。例えば、NDTセットアップ100は、NDT検査を行うために、紫外線(UV)光を単独で又は白色(又は可視)光と組み合わせて使用するために構成することができる。したがって、ランプ108は、紫外線(UV)光を生成及び/又は投射するように構成することができる。いくつかの事例において、ランプ108は、白色(又は可視)光を放出することもできる。代替的に、必要に応じて、周囲白色光(又は他の白色光原)を使用することができる。ランプ108は、任意の適切な光源とすることができる。いくつかの事例において、ランプ108は、2018年7月30日に出願された、「Broad-Beam Ultraviolet (UV) Inspection Lamp For Use In Non-Destructive Testing (NDT)」という発明の名称の米国特許出願第16/049,567号において記載されている実施態様のいずれかに従って実施することができる。
いくつかの事例において、NDTセットアップ(例えば、NDTセットアップ100)は、特に照明条件に関して、性能を向上させる(例えば、不良点を検出する能力を改善する)ための特別な対策を組み込むことができる。例えば、図1Aに示すように、NDTセットアップ100は、検査筐体112を使用するために構成することができる。これに関して、検査筐体112は、例えば周囲光を遮蔽又は別様に制限することによって、検査のための適切な照明環境を提供するのに使用することができる。これは、NDTセットアップ108内の光の大半がランプ108に由来する光であることを確実にするために行うことができ、したがって、検査のための制御された照明環境が可能になる。検査筐体112は、例えば、テント状の構造又は十分な遮光を提供する他の任意の構造として構成することができる。さらに、検査筐体112は、例えば、ユーザーの選好、周囲空間等に基づいて、調整可能とすることができる。
NDTセットアップ100はまた、NDTセットアップ100及び/又はそこで実施される検査をオペレーターが制御することを可能にするために、コントローラユニット(図示せず)を組み込むことができる。これに関して、そのようなコントローラユニットは、以下でより詳細に説明するように、適切な回路部及び入力/出力コンポーネントを備えることができる。
NDTセットアップ100は、上記で説明したように、NDT検査、特にビジュアルNDT検査を実施するために使用することができる。しかしながら、上記で言及したように、ビジュアルNDT検査は、いくつかの欠点及び/又は制限を有する場合がある。これに関して、ビジュアル検査は、事実上、オペレーターによる不良点のビジュアル識別に基づくため、不良点を識別するのを失敗することに基づいて、又は、不良点が存在しないときに何かを不良点として誤って識別する(すなわち、「偽陰性(false negative)」)場合に、エラーが発生することがある。
したがって、本開示による種々の実施態様において、ビジュアルNDT検査は、ビジュアルNDT検査の精度又は信頼性を向上させるための対策、及び/又は、是正措置等を取るためにユーザーに通知する等、不良点のビジュアル検出に関連する適切な動作を提供するための対策を組み込むことによって、向上させることができる。
いくつかの例示の実施態様において、これは、NDTセットアップ内にビジョンシステム又は機器を組み込むことによって達成することができる。これに関して、ビジョンシステム又は機器は、全ての実際の不良点が検出されることを保証するように及び/又はいずれの偽陰性の検出も防止するように、オペレーターが不良点を検出するのを支援するように構成することができる。そのようなビジョンシステム又は機器は、固定とする(例えば、NDTセットアップ内の既存のコンポーネントのうちのいくつかに内蔵する)ことができ、及び/又は、可動とすることで、例えば、ユーザー選好、検査に関連付けられた固有の特性(例えば、特定の物品が検査される)等に基づいて、NDTセットアップ内のどこにビジョンシステム又は機器を配置するのかを決定する際の或る程度の融通性をユーザーに与えることができる。そのようなビジョンシステム又は機器の使用は、図2に関して、以下でより詳細に説明される。
図1Bは、本開示による動作のために構成することができる、ビジュアル検査において使用するために使用することができる例示のウェットベンチベース非破壊試験(NDT)検査セットアップを示す。図1Bには、ビジュアルNDT検査を実施するときに使用することができるNDTセットアップ150が示される。
NDTセットアップ150は、特定の非破壊試験(NDT)検査方法論及び/又は技法に従った、物品(例えば、機械部品等)のNDT検査のために構成された種々のコンポーネントを備えることができる。これに関して、上記で言及したように、典型的には鉄系材料とともに使用される「磁気粒子検査」(MPI)技法、及び、典型的には非鉄系材料(例えば、アルミニウム、真鍮等)とともに使用される「浸透探傷検査」(LPI)技法を含む種々のNDT検査技法を使用することができる。したがって、種々の実施態様において、NDTセットアップ150は、MPIベース検査又はLPIベース検査を実施するように構成することができる。
いずれの技法を用いても、目標は、物品が検査されるときに不良点を検出可能にすることであり、それは、NDTセットアップ150において、検査物品にNDT材料を塗布することによって達成することができる。これに関して、NDTセットアップ150は、被検査物品がNDT材料を使用して「バッチ処理される(batched)」NDT検査のために構成されるウェットベンチベースセットアップを含むことができ、すなわち、物品内の不良点の検出を容易にするために、NDT材料が、検査中に(例えば、ホースベースシステムを使用して)被検査物品に塗布される。こうしてNDT材料を塗布することは、例えば、NDT材料の塗布、及び、(任意選択で)別のトリガー、例えば、鉄系材料から構成される又はそれを含む物品についての磁化に応答して、示される特定の挙動又は特性に基づいて不良点を(例えば、視覚的に)検出することを可能にすることができる。磁化は、例えば、物品を通る電流の印加、磁気誘導(例えば、手持ち式磁化機器を使用する)等によって、達成することができる。
例えば、NDTセットアップ150は、磁気粒子ベース検査のために構成することができる。これに関して、図1Bに示す例示の実施態様に示すように、NDTセットアップ150はウェットベンチ160を備えることができ、ウェットベンチ160は、ポンプ166及びホース168を介して被検査物品(例えば、図1Bに示す物品154)上に塗布することができるNDT溶液164を貯蔵するタンク162を備える。図1BのNDTセットアップ150はまた、電気接点156を介して被検査物品(例えば、部品)154に電流(複数の場合もある)を印加する電流発生器152を備える。これに関して、種々の磁化手法を使用することができ、一部のシステムは、そのようなオプションの中から選択することを可能にする。磁化は、例えば、AC(交流)、半波DC(直流)、又は全波DC(直流)を使用して達成することができる。一部のシステムにおいて、消磁機能を、システムに組み込むことができる。例えば、消磁機能は、コイル及び減衰性AC(交流)を利用することができる。
検査中、NDT材料164(例えば、湿潤磁気粒子溶液)が部品に塗布される。粒子溶液164(「バス(bath)」とも呼ぶ)は、磁化することができる可視又は蛍光粒子を含むことができる。粒子溶液164は、タンク162内に収集し保持することができる。ポンプ166は、ホース168を通してバスを圧送して、(例えば、部品に噴霧するときに使用されるノズルを介して)検査される部品154に粒子溶液164を塗布する、及び/又は、汚染分析用のコンテナ116内に粒子溶液164のサンプルを収集する。
NDTセットアップ150はまた、NDTセットアップ150及び/又はそこで実施される検査をオペレーターが制御することを可能にするために、コントローラユニット(図示せず)を組み込むことができる。これに関して、そのようなコントローラユニットは、以下でより詳細に説明するように、適切な回路部及び入力/出力コンポーネントを備えることができる。
いくつかの事例において、ビジュアル検査を実施するときに、専用光源を、ウェットベンチベースNDTセットアップ(例えば、NDTセットアップ150)に組み込むことができ、及び/又はそれとともに使用することができる。
NDTセットアップ150を使用して実施される検査は、上記で説明したように、視覚的に行うことができる。これに関して、いくつかの事例において、ビジュアル検査を実施するときに、専用光源を、ウェットベンチベースNDTセットアップ(例えば、NDTセットアップ150)に組み込むことができ、及び/又はそれとともに使用することができる。しかしながら、上記で言及したように、ビジュアルNDT検査はいくつかの欠点及び/又は制限を有する場合がある。これに関して、ビジュアル検査は、事実上、オペレーターによる不良点のビジュアル識別に基づくため、不良点を識別するのを失敗することに基づいて、又は、不良点が存在しないときに何かを不良点として誤って識別する(すなわち、「偽陰性」)場合に、エラーが発生することがある。
したがって、本開示による種々の実施態様において、ビジュアルNDT検査は、ビジュアルNDT検査の精度又は信頼性を向上させるための対策、及び/又は、是正措置等を取るためにユーザーに通知する等、不良点のビジュアル検出に関連する適切な動作を提供するための対策を組み込むことによって、向上させることができる。これは、例えば、上記で説明したように、NDTセットアップ内にビジョンシステム又は機器を組み込むことによって達成することができる。そのようなビジョンシステム又は機器の使用は、図2に関して以下でより詳細に説明される。
図2は、本開示による、支援式検査のためのビジョンシステムを有する例示のビジュアル非破壊試験(NDT)検査セットアップを示す。図2には、ビジュアルNDT検査を実施するときに使用することができるNDTセットアップ200が示される。
NDTセットアップ200は、上記で説明したように、ビジュアル非破壊試験(NDT)検査のために構成される種々のコンポーネントを備えることができる。これに関して、NDTセットアップ200は、図1Aに関して説明したNDTセットアップ100又は図1Bに関して説明したNDTセットアップ150の実施態様に対応することができる。
しかしながら、NDTセットアップ200は、不良点の向上した検出のために構成される、例えば、ユーザーが被検査物品内の不良点を正しく識別するのを支援する、(任意選択で)ユーザーに対して関連フィードバックを提供すること、自律的是正処置を取ること等のような、向上した検出を確保するための更なる動作を取る又はトリガーする、専用ビジョン機器の使用を組み込むことによって等で、ビジュアルNDT検査中の性能を向上及び/又は最適化するように構成することができる。これに関して、上記で説明したように、NDTセットアップにおいてビジュアル検査を実施するための従来の手法は、特に、不良点の見落とし及び/又は偽陰性に関して、信頼性及び精度に関連する問題に苦しむ場合がある。これは、照明条件に関連する問題、セットアップに関する問題、オペレーターエラー(例えば、特定の物品及び/又は不良点に対応する予想される挙動に関する精通性の欠如による)による場合がある。
例えば、図2に示す例示の実施態様に示すように、NDTセットアップ200はビジョンシステム240を組み込むことができ、ビジョンシステム240は、特定の物品210(例えば、機械部品)を検査するとき等、ビジュアルNDT検査を行うときにユーザーを支援するために使用することができる。これに関して、物品210は、特定の方法で配置することができ、例えば、特定の技法に従って物品210を検査することができるように、保持部220を使用して等で、特定の位置に固定される。例えば、図2に示さないが、NDTセットアップ200は、ベイジング技法を使用して等で、磁気粒子ベース検査のために構成することができる(例えば、NDTセットアップ200はウェットベンチベースセットアップである)。同様に、図2に示さないが、物品210に関する或る特定の基準を満たす光を投射する光源(例えば、ランプ)を使用することができる。
ビジョンシステム240は、検査中に、検査される物品のビジュアルスキャンを得るとともに、対応する走査データを生成するための適切なハードウェア(回路部を含む)を備えることができる。例えば、ビジョンシステム240は、検査中に被検査物品の静止ピクチャ又はビデオを得るように構成されるカメラを備えることができ、したがって、走査データは、ピクチャ又はビデオデータを含むことができる。得られると、走査データは、不良点の識別に関する情報を得るために、及び/又は、ビジュアル検査の信頼性及び性能を向上させるために等で、処理することができる。
例えば、走査データの処理は、特定の識別基準に基づく等、被検査物品内の考えられる不良点(例えば、図2に示す不良点230)の特定の示徴を識別することを可能にするように構成することができる。これに関して、各示徴は、被検査物品上のエリアであって、そのエリア内の不良点を示すことができる特定の特性(例えば、特定のカラー又はその変動)を示す、エリアに対応することができる。識別される示徴は、その後、実際の不良点(又は、許容不能である不良点)に対応するか否かを判定するために評価することができる。これに関して、各示徴は、検査される特定の物品に関連付けられた許容基準に基づいて評価することができる。許容基準は、例えば、不良点を構成するものについての適用可能な閾値であって、その閾値に基づいて、物品を除外する(又は、別様に許容不能であると見なす)ことができる、適用可能な閾値を規定することによって等で、考えられる各不良点が許容可能であるとき又は許容可能でないときを規定することができる。これに関して、異なる識別基準及び/又は許容基準を、異なる物品(例えば、異なるタイプの物品、異なる部品、異なる製品等)のために、及び/又は、異なるオペレーター(例えば、異なる選好)のために等で、規定することができる。
NDTセットアップ200は、制御データに基づいて識別基準及び/又は許容基準を設定又は調整するように構成することができる。これに関して、制御データは、NDTセットアップ200内に(例えば、ビジョンシステム240それ自身内に又は別のコンポーネント内に)記憶することができる事前プログラム制御データを含むことができる。いくつかの事例において、制御データは、セットアップにおいて実施される検査に基づいて(例えば、実施される検査に基づいて)等で、生成又は調整することができる。例えば、制御データの少なくとも一部は、学習アルゴリズムに基づいて生成することができ、学習アルゴリズムは、1つ以上の異なる物品内の特定の不良点の識別に関連する情報及び/又は識別された各不良点を評価することに関連する情報を付加又は調整するように構成される。これに関して、識別関連情報を、漸進的に付加又は調整することができる。学習アルゴリズムは、例えば、パターン認識に基づいて構成することができ、制御データは、1つ以上の異なる物品のそれぞれについてのパターン認識に基づいて異なるように生成される。
いくつかの事例において、示徴関連データは、示徴のうちの少なくとも一部について生成することができる。示徴関連データは、検出される全ての識別について生成することができる。代替的に、示徴関連データは、一部のシナリオにおいてのみで、例えば、特定の識別についてのみで、識別される特定の不良点についてのみで、及び/又は、特定の示徴(複数の場合もある)が、許容不能な不良点(複数の場合もある)の識別に対応すると判定することに応答して、生成することができる。示徴関連データは、示徴に関連付けられる場所、示徴のタイプ、及び対応する不良点の1つ以上の特性のうちの1つ以上に関連する情報を含むことができる。
NDTセットアップ200は、走査データ及び/又はその処理に基づいて特定の動作を実施するように構成することができ、これらの動作はビジュアルNDT検査を向上させるように構成される。例えば、NDTセットアップ200は、或る特定の条件下等で、得られる走査データに基づいて、システムのオペレーターに対してフィードバックを生成及び/又は提供するように構成することができ、例えば、或る特定の示徴が検出されたときに、不良点の特定の示徴が検出されたときに、及び/又は、特定の不良点が許容不能であると判定されたときに、システムのオペレーターに警告するための通知を生成するように構成することができる。フィードバックは、システムのオペレーターに対する簡単な通知又は警告を含むことができる。代替的に又は付加的に(例えば、ユーザー要求に基づいて)、より複雑なフィードバックを(例えば、生成される示徴関連データに基づいて)生成及び/又は提供することができる。フィードバックは、NDTセットアップ内の利用可能な出力デバイスに基づいて構成することができる。例えば、フィードバックは、適切なビジュアル出力デバイス(例えば、スクリーン)を介して提供することができるビジュアルフィードバック、適切な可聴出力デバイスを介して提供することができる可聴フィードバック等を含むことができる。
いくつかの実施態様において、ビジョンシステム240は、システムの少なくとも1つの他のコンポーネントと通信するように構成することができる。例えば、ビジョンシステム240は、サポートされた有線及び/又は無線接続のために構成することができる。したがって、ビジョンシステム240は、そのような接続及びこれらの接続を使用する通信を容易にするための適切な回路部を備えることができる。
ビジョンシステム240は、NDTセットアップ200における向上したビジュアルNDT検査をサポート又は容易にするように、例えば、走査データ及び/又はそれに基づいて(例えば、走査データの処理に基づいて)得られるデータを通信するために、利用可能な接続(有線及び/又は無線)を使用するように構成することができる。例えば、いくつかの事例において、走査データの処理の少なくとも一部を、ビジョンシステム240以外のコンポーネントにおいて実施することができる。そのようなコンポーネントは、そのような処理をハンドリングするように構成することができる。これに関して、そのコンポーネントは、必要な処理を実行する適切な回路部を備えることができる。
例えば、図2に示すように、NDTセットアップ200は、コントローラユニット250を備えることができ、コントローラユニット250は、走査データの処理をハンドリングし、及び/又は、走査データの処理に基づいて取られる任意の動作を実行及び/又は制御する適切な回路部を備えることができる。コントローラユニット250は、例えば、スクリーン又はディスプレイ260を組み込むことができ、スクリーン又はディスプレイ260は、任意の検出された示徴及び/又は対応する識別された不良点に関連する情報(例えば、上記で説明した警告及び/又はフィードバックデータ)を表示するのに使用することができる。しかしながら、本開示はそのように限定されず、したがって、他の組み合わせ又は変形形態をサポートすることができる。例えば、「コントローラ」は、要求される処理機能のうちの一部を実行するように構成することができる、既に含まれたコントローラ回路部(例えば、ランプ210のコントローラ回路部)を含むことができる。さらに、いくつかの事例において、処理のうちの少なくとも一部は、ビジョンシステム240のうちの少なくとも1つの内部で実行することができる。そのような実施態様において、そのような照明センサーは、要求される処理をハンドリングする適切な回路部を備えることができる。
ビジョンシステム240は、「固定」コンポーネントとすることができる。これに関して、ビジョンシステム240は、検査面の上に又は保持部220を覆って等で、NDTセットアップ200内に永久的に固定する(例えば、他のコンポーネントのうちの1つに取り付ける)ことができる。しかしながら、他の実施態様において、ビジョンシステム240は、NDTセットアップ200内でのそれの一時的な配置及び/又はそれの位置の調整を可能するために、可動及び/又は調整可能とすることができる。例えば、ビジョンシステム240は、NDTセットアップ200内の或る特定のポイントに対するそれの取り付けを可能にするために、取り付け要素(例えば、クリップ様コンポーネント)を備えることができる。これにより、(例えば、センサーが検査に干渉しないことを保証するための)ユーザー選好に基づいて、(例えば、検査される物品、検査パラメーター等に基づいて)検査を最適化するために等で、NDTセットアップ200内でビジョンシステム240をどこにまたどのように配置及び/又は位置決めするかを決定するときにユーザーに或る程度の融通性を与えることが可能になる。
種々の例示の実施態様において、ビジョンシステムの使用を組み込む及び/又はサポートするNDTセットアップは、自動化、例えば、これらのセットアップにおいて検査を実施することに関する種々の動作又は機能を、特にこれらのセットアップ内でのビジョンシステムの使用と連携して、自動化することの使用を組み込むように構成することができる。例えば、NDTセットアップ(例えば、NDTセットアップ200)は、ビジョン関連コンポーネント(例えば、ビジョンシステム240)及び/又はそれに関連する機能と連携して、自動化不良点認識を利用するように構成することができる。これに関して、自動化不良点認識を用いる場合、ビジュアルスキャナ(例えば、ビジョンシステム240)は、不良点の示徴を検索することができ、示徴は、オペレーターから独立して、例えば、NDTセットアップ内の適切な処理回路部によって(例えば、ビジュアルスキャナ内で直接)、又は、NDTセットアップ200内のコントローラユニット250等のそのような適切な処理回路部を備える別のコンポーネントによって(そのような事例において、ビジュアルスキャナは、利用可能な有線及び/又は無線接続を使用して、示徴を当該別のコンポーネント(複数の場合もある)に通信するように構成される)、処理される。
例えば、自動化不良点認識を用いる場合、示徴は、示徴が不良点に対応するか否かを判定するために、また、検出された任意の不良点に基づいて、部品が検査に合格するか、又は不合格になるかを判定するために処理される。合格/不合格の結果は、その後、自動的に記録することができ、オペレーターに通知することができる。例えば、ビジュアルスキャナ(例えば、NDTセットアップ200内のビジョンシステム240)によって検出される示徴を、適切な処理回路部を介して、不良点識別基準に対して比較することができる。さらに、示徴(又は、示徴に基づいて判定される不良点)は、不良点(複数の場合もある)(又は全体としての部品)が特定の許容基準を満たすか否か、そしてその結果、検査が、不合格の結果をもたらすか、又は合格の結果をもたらすかを判定するために等で、更に処理することができる。これに関して、不良点識別基準及び/又は許容基準のうちの一方又は両方を、(例えば、学習アルゴリズムの使用に基づいて)予め規定する及び/又は生成することができる。
いくつかの実施態様において、NDTセットアップは、完全自動化することができ、すなわち、全くオペレーターがいない状態で、例えば、被検査物品をハンドリングするためのロボット部品ハンドリング、及び、不良点を検出し評価する、及び/又は、不良点(又は全体としての部品)が、適用可能な許容基準を満たすか、又は満たすことができないかを判定するためのビジョンシステムを使用して、ビジョンシステムの任意の使用を含んで全体として検査をハンドリングすることをサポートするように構成することができる。
図3は、本開示の態様による、一体型光センサーを有する検査ランプの使用を組み込む非破壊試験(NDT)ベースセットアップにおいて使用される例示のコントローラを示す。図3には、コントローラシステム300が示される。
コントローラシステム300は、特に、本開示に従って実装されるNDTセットアップにおいてコントローラ関連機能を提供するときに使用するために、本開示の種々の態様を実施する適切な回路部を備えることができる。これに関して、コントローラシステム300は、図2のコントローラユニット250の例示の実施態様を示すことができる。したがって、コントローラシステム300は、図2に関して説明したように、特に、ビジョンシステム又は機器及びその使用を組み込むセットアップにおける検査を組み込むセットアップにおいて、ビジュアルNDT検査をサポートするように構成することができる。例えば、コントローラシステム300は、NDTセットアップ200に関して説明したように、ビジョンシステム又は機器が生成する走査情報の処理の少なくとも一部を実施するように、また、それに基づいて取られる動作を取る又はサポートするように構成することができる。
図3に示すように、コントローラシステム300は、プロセッサ302を含むことができる。これに関して、例示のプロセッサ302は、任意の製造業者からの任意の汎用中央処理ユニット(CPU:central processing unit)とすることができる。しかしながら、いくつかの例示の実施態様において、プロセッサ302は、ARMコアを有するRISCプロセッサ、グラフィック処理ユニット、デジタル信号プロセッサ、及び/又は、システムオンチップ(SoC:system-on-chips)等の1つ以上の専用処理ユニットを含むことができる。
プロセッサ302は機械可読命令304を実行し、機械可読命令304は、プロセッサに(例えば、含まれるキャッシュ又はSoC内に)、ランダムアクセスメモリ(RAM)306(又は他の揮発性メモリ)内に、リードオンリーメモリ(ROM)308(又はフラッシュメモリ等の他の不揮発性メモリ)内に、及び/又は、マスストレージデバイス310内にローカルで記憶することができる。例示のマスストレージデバイス310は、ハードドライブ、固体記憶デバイス、ハイブリッドドライブ、RAIDアレイ、及び/又は、任意の他の大容量データ記憶デバイスとすることができる。
バス312は、プロセッサ302、RAM306、ROM308、マスストレージデバイス310、ネットワークインターフェース314、及び/又は入力/出力(I/O)インターフェース316の間の通信を可能にする。
例示のネットワークインターフェース314は、コントローラシステム300をインターネット等の通信ネットワーク318に接続するハードウェア、ファームウェア、及び/又はソフトウェアを含む。例えば、ネットワークインターフェース314は、通信を送信及び/又は受信するためのIEEE202.X準拠無線及び/又は有線通信ハードウェアを含むことができる。
図3の例示のI/Oインターフェース316は、1つ以上のユーザーインターフェースデバイス320をプロセッサ302に接続して、プロセッサ302に入力を提供する及び/又はプロセッサ302から出力を提供するハードウェア、ファームウェア、及び/又はソフトウェアを含む。例えば、I/Oインターフェース316は、ディスプレイデバイスにインターフェースするためのグラフィック処理ユニット、1つ以上のUSB準拠デバイスにインターフェースするためのユニバーサルシリアルバスポート、ファイヤーワイヤー(FireWire(登録商標))、フィールドバス、及び/又は任意の他のタイプのインターフェースを含むことができる。
例示のコントローラシステム300は、I/Oインターフェース316に結合されたユーザーインターフェースデバイス324を含む。ユーザーインターフェースデバイス324は、キーボード、キーパッド、物理的ボタン、マウス、トラックボール、ポインティングデバイス、マイクロフォン、オーディオスピーカー、光媒体ドライブ、マルチタッチタッチスクリーン、ジェスチャー認識インターフェース、及び/又は、任意の他のタイプの入力及び/又は出力デバイス(複数の場合もある)又はそれらの組み合わせのうちの1つ以上を含むことができる。本明細書における例は、ユーザーインターフェースデバイス324を指すが、これらの例は、単一のユーザーインターフェースデバイス324として、任意の数の入力及び/又は出力デバイスを含むことができる。他の例示のI/Oデバイス(複数の場合もある)320は、光媒体ドライブ、磁気媒体ドライブ、周辺デバイス(例えば、スキャナ、プリンター等)及び/又は任意の他のタイプの入力及び/又は出力デバイスを含む。
例示のコントローラシステム300は、I/Oインターフェース316及び/又はI/Oデバイス(複数の場合もある)320を介して非一時的機械可読媒体322にアクセスできる。図3の機械可読媒体322の例は、光ディスク(例えば、コンパクトディスク(CD:compact discs)、デジタル多用途/ビデオディスク(DVD:digital versatile/video discs)、Blu-ray(登録商標)ディスク等)、磁気媒体(例えば、フロッピー(登録商標)ディスク)、可搬型記憶媒体(例えば、可搬型フラッシュドライブ、セキュアデジタル(SD:secure digital)カード等)、及び/又は任意の他のタイプの取り外し可能及び/又は設置式機械可読媒体を含む。
本開示による他の実施態様は、機械及び/又はコンピューターによって実行可能な少なくとも1つのコードセクションを有し、それにより、本明細書において説明されたように機械及び/又はコンピューターに処理を実行させる、機械コード及び/又はコンピュータープログラムが記憶された非一時的コンピューター可読媒体及び/又は記憶媒体、及び/又は非一時的機械可読媒体及び/又は記憶媒体を提供することができる。
したがって、本開示による種々の実施態様は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにおいて実現することができる。本開示は、少なくとも1つのコンピューティングシステムにおいて集中形式で、又は異なる要素がいくつかの相互接続されたコンピューティングシステムにわたって拡散される分散形式で実現することができる。本明細書において説明された方法を実行するように適応された任意の種類のコンピューティングシステム又は他の装置が適合する。ハードウェア及びソフトウェアの典型的な組み合わせは、ロードされて実行されると、本明細書において説明された方法を実行するようにコンピューティングシステムを制御するプログラム又は他のコードを用いる汎用コンピューティングシステムとすることができる。別の典型的な実施態様は、特定用途向け集積回路又はチップを含むことができる。
本開示による種々の実施態様は、本明細書において説明された方法の実施態様を可能にする全ての特徴を含むとともに、コンピューターシステム内にロードされると、これらの方法を実行することが可能であるコンピュータープログラム製品に埋め込むこともできる。この文脈におけるコンピュータープログラムは、一組の命令の、任意の言語、コード又は表記での任意の表現を意味し、この一組の命令は、情報処理能力を有するシステムに、直接、又は次のもの、すなわち、a)別の言語、コード又は表記への変換、b)異なるマテリアルフォームでの再現、のうちの一方又は双方の後に特定の機能を実行させるように意図される。
本開示は、或る特定の実施態様を参照して説明されてきたが、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができるとともに均等物に置き換えることができることを理解するであろう。例えば、開示した例のブロック及び/又はコンポーネントを、組み合わせ、分割し、再配置し、及び/又は他の方法で変更することができる。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の教示に対して特定の状況又は材料を適応させるように多くの改変を行うことができる。したがって、本開示は、開示されている特定の実施態様に限定されず、むしろ、本開示は、添付の特許請求の範囲の適用範囲内に入る全ての実施態様を含むことが意図される。

Claims (18)

  1. 非破壊試験(NDT)において使用されるシステムであって、
    物品の非破壊試験(NDT)検査を適用するように構成される1つ以上の検査コンポーネントと、
    前記非破壊試験(NDT)検査中に前記物品のビジュアルスキャンを得るように構成されるビジュアルスキャナと、
    1つ以上の回路であって、
    前記物品の前記ビジュアルスキャンに対応する走査データを処理し、
    前記処理に基づいて、前記物品内の1つ以上の検査示徴を識別する、
    ように構成され、各検査示徴は、前記物品内の考えられる不良点に対応する、1つ以上の回路と、
    を備える、システム。
  2. 前記1つ以上の回路は、検査示徴を識別及び/又は評価するときに使用するための事前プログラム制御データを記憶するように構成される、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記1つ以上の回路は、検査示徴を識別及び/又は評価するときに使用するための制御データを生成するように構成される、請求項1に記載のシステム。
  4. 前記1つ以上の回路は、1つ以上の異なる物品のそれぞれにおける1つ以上の特定の不良点の識別に関連する情報及び/又は各特定の不良点を評価することに関連する情報を付加又は調整するように構成される学習アルゴリズムに基づいて、前記制御データを生成するように構成される、請求項3に記載のシステム。
  5. 前記学習アルゴリズムは、パターン認識に基づいて構成され、
    前記1つ以上の回路は、前記1つ以上の異なる物品のそれぞれについての制御データに基づいてパターン認識を生成するように構成される、請求項4に記載のシステム。
  6. 前記1つ以上の回路は、前記物品に関連付けられる許容基準データに基づいて前記1つ以上の検査示徴のうちのそれぞれ1つを評価するように構成され、前記許容基準データは、各考えられる不良点が、許容可能であるとき又は許容可能でないときを規定する、請求項1に記載のシステム。
  7. 前記1つ以上の回路は、許容不能であると見なされる少なくとも1つの検査識別について、前記システムのオペレーターに警告するための通知を生成するように構成される、請求項1に記載のシステム。
  8. 前記1つ以上の回路は、前記1つ以上の検査示徴のうちの少なくとも1つに関連する示徴関連データを生成するように構成される、請求項1に記載のシステム。
  9. 前記示徴関連データは、前記検査示徴に関連付けられる場所、前記検査示徴のタイプ、及び対応する不良点の1つ以上の特性のうちの1つ以上に関連する、請求項8に記載のシステム。
  10. 前記非破壊試験(NDT)検査中に前記システムのオペレーターにフィードバックを提供するように構成されるフィードバックコンポーネントを備える、請求項1に記載のシステム。
  11. 前記フィードバックコンポーネントはビジュアル出力デバイスを含む、請求項10に記載のシステム。
  12. 前記フィードバックコンポーネントは可聴出力デバイスを含む、請求項10に記載のシステム。
  13. 前記1つ以上の回路は、前記フィードバックコンポーネントを介して、前記1つ以上の検査示徴のうちの少なくとも1つに関連する警告を提供するように構成される、請求項10に記載のシステム。
  14. 前記1つ以上の回路は、前記フィードバックコンポーネントのタイプ及び/又は前記フィードバックコンポーネント内でサポートされる出力のタイプに基づいて前記警告を生成又は調整するように構成される、請求項13に記載のシステム。
  15. 前記ビジュアルスキャナはカメラを備える、請求項1に記載のシステム。
  16. 前記1つ以上の検査コンポーネントは、浸透探傷検査(LPI)を実行するように構成される、請求項1に記載のシステム。
  17. 前記1つ以上の検査コンポーネントは、磁気粒子検査(MPI)を実行するように構成される、請求項1に記載のシステム。
  18. 1つ以上の検査コンポーネントは、磁気非破壊試験(NDT)ベース検査のために構成される場合、
    電流を生成する電流発生器と、
    前記非破壊試験(NDT)検査中に前記物品に前記電流を印加するように構成される1つ以上の電気接点であって、前記電流の前記印加は、前記検査物品内に磁場を生成する、1つ以上の電気接点と、
    を備える、請求項1に記載のシステム。
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