JP3007474B2 - Ultrasonic inspection method and apparatus - Google Patents

Ultrasonic inspection method and apparatus

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JP3007474B2
JP3007474B2 JP4143106A JP14310692A JP3007474B2 JP 3007474 B2 JP3007474 B2 JP 3007474B2 JP 4143106 A JP4143106 A JP 4143106A JP 14310692 A JP14310692 A JP 14310692A JP 3007474 B2 JP3007474 B2 JP 3007474B2
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隆昌 緒方
英幸 平澤
隆也 三隅
澄広 上田
修武 三木
博雄 大脇
治孝 古池
雄二 杉田
勝弘 恩田
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
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    • GPHYSICS
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    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/269Various geometry objects
    • G01N2291/2693Rotor or turbine parts

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】開示技術は、超音波を用いた機械
装置類に対する探傷検査方法、及び、装置の技術に関す
るものであり、特に複雑な3次元的自由曲面形状を有す
る部分の超音波探傷検査方法、及び、装置の技術に係る
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The disclosed technology relates to a flaw detection inspection method for mechanical devices using ultrasonic waves, and a technique of the apparatus, and particularly to an ultrasonic flaw detection for a portion having a complicated three-dimensional free-form surface shape. The present invention relates to an inspection method and an apparatus technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知の如く、市民社会の隆盛に伴い、産
業は高度に発達し、更なる開発機運はとどまるところを
知らないものである。
2. Description of the Related Art As is well known, with the prosperity of civil society, the industry has been highly developed, and further development momentum is boundless.

【0003】これらの市民社会の隆盛や産業経済の発達
を支持している各種の機器装置の類いは、その本来的な
機能が新規設置時は勿論のこと、長期にわたる経時的使
用期間中も確実に維持することが求められるものであ
る。
[0003] Various types of equipment that support the prosperity of civil society and the development of the industrial economy have not only their original functions when they are newly installed, but also when they are used over a long period of time. It is necessary to maintain it reliably.

【0004】ところで、通常多くの機器装置類は科学技
術の進展に伴い、多くの複雑な機能を果すべく複数の機
構部品から成り立っている場合が殆どであり、したがっ
て、組立て構造も立体的に複雑になり、当該機能を充分
維持するためには新規設置時は勿論のこと、稼動時にあ
っても定期,不定期の機能検査が不可欠であり、実状で
は所定の機器装置類については定期検査について法的規
制が義務付けられている場合さえもある。
By the way, usually, most of the equipments are composed of a plurality of mechanical parts in order to perform many complicated functions with the progress of science and technology, and therefore, the assembly structure is three-dimensionally complicated. In order to maintain the function sufficiently, periodic and irregular function inspections are indispensable not only at the time of new installation, but also at the time of operation. There may even be mandatory regulations.

【0005】これらの機器装置類は新規設置時は勿論の
こと、稼動中の定期,不定期の機能検査時には本来的に
は分解して個々の部品または部品ユニット(以下総称し
て「部品」と呼ぶ)ごとに保守整備をかねて点検するこ
とが望まれるものではある。
[0005] These equipment and devices are naturally disassembled and disassembled into individual parts or component units (hereinafter collectively referred to as “parts”) at the time of regular or irregular function inspection during operation, as well as when newly installed. It is desired that the maintenance and inspection be carried out every time the call is made.

【0006】しかしながら、複雑な組付け,係合の機構
構造を有する部品においてはその分解による検査が極め
て煩瑣で、又、経済的に見合わず、稼動効率を低下さ
せ、又、結果的に、場合によると、分解検査によること
自体が部品の機能を損う場合もあることから非破壊的な
検査が広く用いられるようになっている。
However, in the case of parts having a complicated assembly and engagement mechanism structure, the inspection by disassembly is extremely complicated and economically unreasonable. In some cases, non-destructive inspection has been widely used because the disassembly inspection itself may impair the function of the component.

【0007】そして、近時多くの機器装置類が金属製品
等であること等と相俟って、例えば、特開昭53−14
3293号公報,特開昭57−27691号公報,特開
昭62−21014号公報発明に開示されているような
超音波による非破壊検査法が重用されるようになってき
ている。
[0007] In recent years, in combination with the fact that many equipment and devices are metal products, etc., for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-14 / 1979.
Non-destructive inspection methods using ultrasonic waves as disclosed in Japanese Patent No. 3293, JP-A-57-27691, and JP-A-62-21014 have been increasingly used.

【0008】而して、機器装置類の部品が単純な平面を
有する態様やパイプ等の曲面形状の態様の場合にはかか
る超音波による探傷等の検査システムもシンプルで熟練
を要することも少かったが、近時自動車,船舶,航空
機、発電設備等の機器装置類には、例えば、タービンブ
レード,ポンプケーシング,主蒸気管継手,大型弁,管
台等の複雑な3次元的自由曲面を有する形状の態様が広
く用いられており、就中、原子力施設,医療施設,諸学
術研究所等において使用される機器装置類にあっては、
これらの複雑形状の部品の可及的に完全に近い経年的機
能維持が強く求められるものである。
In the case where the parts of the equipment and devices have a simple flat surface or a curved surface such as a pipe, the inspection system such as the ultrasonic flaw detection is simple and requires little skill. However, recently, equipment such as automobiles, ships, aircraft, and power generation facilities have complicated three-dimensional free-form surfaces such as turbine blades, pump casings, main steam pipe joints, large valves, and nozzles. The form of the shape is widely used. Among the equipment used in nuclear facilities, medical facilities, various research laboratories, etc.,
There is a strong demand for the maintenance of these complex shaped parts over time as nearly as possible.

【0009】したがって、これらの部品等に対しては、
容易には分解検査が行えない事情等から、当該複雑な3
次元自由曲面の形状を有する部品の超音波探傷技術が求
められ、しかも、当該探傷データを当該機器装置類の後
期使用時の、或いは、他の同一,類似装置類等の延命化
の研究目的のためバックアップデータとして記録保持さ
れることも求められてきている。
Therefore, for these parts, etc.,
Due to the fact that overhaul inspection cannot be performed easily,
Ultrasonic flaw detection technology for parts having a shape of three-dimensional free-form surface is required, and the flaw detection data is used at the later stage of use of the equipment or for the purpose of research on extending the life of other identical or similar equipment. Therefore, it is also required to be recorded and retained as backup data.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
複雑な3次元自由曲面の形状を有する部品に対する超音
波探傷技術は、前述の単純な平面や曲面の部品に対する
既に確立されて実用化されている超音波探傷システムで
は対応出来ない本質的な欠点があった。
However, the ultrasonic flaw detection technique for such a component having a complicated three-dimensional free-form surface has already been established and put to practical use for the above-mentioned component having a simple flat or curved surface. There are essential disadvantages that cannot be accommodated by the ultrasonic testing system.

【0011】蓋し、該種在来態様の超音波探傷システム
では装置類の部品、即ち、被検査対象物の形状を示す検
査装置の画面に当該部品の内外部の欠陥像を画像として
重ね合わせて表示出来ないために検査対象物の形状から
反射してきたエコーと欠陥部分からのエコーとが識別出
来ず、即ち、被検査対象物の画像が無い場合、或いは、
その画像があっても、外面腐食がある場合や表示画像通
りに検査対象部品が製作されていない場合には、当該部
品の内外面の形状を把握しないと、最適な探傷条件が決
定出来なかったり、超音波を使って探傷した結果、得ら
れたエコーが検査対象物の内面からのエコーか、欠陥部
分からのエコーかが定かに判別出来なかったからであ
る。
In the ultrasonic inspection system of the conventional type, a defect image of the inside and outside of the part is superimposed as an image on a part of the apparatus, that is, a screen of the inspection apparatus showing the shape of the inspection object. The echo reflected from the shape of the inspection object and the echo from the defective portion cannot be identified because they cannot be displayed, that is, when there is no image of the inspection object, or
Even if there is an image, if there is corrosion on the outer surface or if the part to be inspected is not manufactured according to the displayed image, the optimal flaw detection conditions cannot be determined unless the shape of the inner and outer surfaces of the part is known. This is because, as a result of flaw detection using ultrasonic waves, it was not possible to definitely determine whether the obtained echo was an echo from the inner surface of the inspection object or an echo from a defective portion.

【0012】尚、ここで、上記探傷条件としては、具体
的には、例えば、探傷アプローチ位置、スキャニング方
向、探触子の屈折角、探触子の使用周波数、振動寸法、
向きおよびスキャニング速度がある。
Here, the flaw detection conditions specifically include, for example, a flaw detection approach position, a scanning direction, a refraction angle of the probe, a use frequency of the probe, a vibration dimension,
There are orientation and scanning speed.

【0013】そこで、これらのニーズに応えてコンピュ
ータ技術を駆使し、併せてレーザ技術、距離計測技術を
利用した3次元自由曲面形状の部品に対する超音波探傷
システムが開発されてはいるが、技術上周知の如く本来
的なニーズに充分応えられないという不具合があった。
To meet these needs, an ultrasonic flaw detection system has been developed for components having a three-dimensional free-form surface using laser technology and distance measurement technology, making full use of computer technology. As is well known, there is a problem that the primary needs cannot be sufficiently satisfied.

【0014】即ち、図3,図4には例えば、タービンブ
レードのような複雑な3次元的自由曲面の形状を有する
被検査対象物の部品1の深い肉厚内部に在る気泡や剥離
等の欠陥部分a、,b、及び、cに対する超音波探傷を
行うシステム2が、検査する態様として示されており、
当該図3に示す様に、先ず、レーザ距離計測装置を探触
子3としてロボットハンド4に取付けて検査対象物の部
品1に対し空中にてその表面形状の計測を行うが、該ロ
ボットハンド4は6軸同期駆動装置5により駆動され、
パソコン6により制御されて、被検査対象物の部品1の
外面形状が計測され、その計測データをミニコン7でデ
ータ処理するようにされてはいる。
That is, FIGS. 3 and 4 show, for example, bubbles and delamination inside the deep wall of the part 1 of the inspection object having a complicated three-dimensional free-form surface such as a turbine blade. A system 2 for performing ultrasonic inspection for defective portions a, b, and c is shown as an inspection mode,
As shown in FIG. 3, first, the laser distance measuring device is attached as a probe 3 to a robot hand 4 to measure the surface shape of the part 1 to be inspected in the air. Is driven by a six-axis synchronous driving device 5,
Under the control of the personal computer 6, the outer surface shape of the component 1 to be inspected is measured, and the measured data is processed by the minicomputer 7.

【0015】次に、超音波探傷装置8を介し水中にて被
検査対象物の部品1に対する欠陥部分a,b,cの超音
波探傷を行う。
Next, ultrasonic inspection of defective parts a, b, and c with respect to the component 1 of the inspection object is performed underwater through the ultrasonic inspection device 8.

【0016】その際、探触子3の動作については上記レ
ーザ計測装置としての該探触子3によって得られた検査
対象物の部品1の外形形状の計測データに基づく計算を
介して移動径路をミニコン7により制御操作する。
At this time, the movement of the probe 3 is determined by calculating based on the measurement data of the external shape of the part 1 of the inspection object obtained by the probe 3 as the laser measuring device. The control operation is performed by the minicomputer 7.

【0017】したがって、図4に示す様に、被検査対象
物の部品1の上半面の外形形状をミニコン7の画面10
に矩形状の2次元画像10´ として表示するようにさ
れ、当該図4の画像10´ には欠陥部分a,b,cに
それぞれ対応する欠陥画像a´ ,b´ ,c´ が一応
示されはする。
Therefore, as shown in FIG. 4, the outer shape of the upper half surface of the component 1 to be inspected is displayed on the screen 10 of the minicomputer 7.
Is displayed as a rectangular two-dimensional image 10 ', and defect images a', b ', and c' corresponding to the defective portions a, b, and c are shown in the image 10 'of FIG. To do.

【0018】尚、図3に於て9は超音波探傷装置8から
のデータと同期駆動装置5からのデータとに基づいて画
像解析を行う画像解析装置である。
In FIG. 3, reference numeral 9 denotes an image analyzer for performing an image analysis based on data from the ultrasonic flaw detector 8 and data from the synchronous driving device 5.

【0019】しかしながら、上述在来システムによる3
次元自由曲面の形状を有する被検査対象物の部品1の肉
厚部の内部欠陥部分a,b,cに対する超音波探傷方法
にあっては、該被検査対象物の部品1の肉厚内部の欠陥
部分a,b,cに対する3次元的な探傷といっても、基
本的には被検査対象物の部品1の外側の自由曲面の形状
計測に基づいて行われる探触子3によるスキャニングで
あり、したがって、実際には、図4に示す様な被検査対
象物の表示画面10´ には肉厚内部の様子は表示され
ない2次元的平面表示であって、3次元的表示とはなら
ない。
However, according to the conventional system described above,
In the ultrasonic inspection method for the internal defect portions a, b, and c of the thick part of the component 1 of the inspection object having the shape of the three-dimensional free-form surface, the inside of the thickness of the component 1 of the inspection object is The three-dimensional flaw detection for the defective portions a, b, and c is basically scanning by the probe 3 performed based on the shape measurement of the free-form surface outside the part 1 of the inspection object. Therefore, actually, the display screen 10 'of the inspection object as shown in FIG. 4 is a two-dimensional plane display in which the inside of the thickness is not displayed, and is not a three-dimensional display.

【0020】したがって、該被検査対象物の部品1の3
次元的全体形状に関する肉厚内部の欠陥部分a,b,c
の相対的な位置、傾きおよびサイズの計測、及び、探触
子3によるデータ解析が出来ないという欠点があり、
又、画像10´ もモノクローム表示であることから、
識別性能に劣るという不具合がある。
Therefore, the part 1 of the inspection object 3
Defects a, b, and c inside the thickness of the three-dimensional overall shape
There is a disadvantage that measurement of relative position, inclination and size of and data analysis by the probe 3 cannot be performed.
Also, since the image 10 'is also a monochrome display,
There is a problem that the discrimination performance is poor.

【0021】そして、探傷結果の画像10´ の表示は
当該図4に示す様に、矩形方式の展開図的な2次元画像
であることから、被検査対象物の部品1の立体的な内外
部を含む全体形状が表示されないし、又、外側表面はと
もかくとして、欠陥部a,b,cの在る重要な内面,裏
面形状の計測が行われないという不都合さもあった。
Since the display of the image 10 'of the flaw detection result is a rectangular developed two-dimensional image as shown in FIG. 4, the three-dimensional inner and outer parts of the component 1 to be inspected are displayed. However, there is also a disadvantage that the measurement of the important inner surface and the back surface shape having the defective portions a, b, and c is not performed, regardless of the outer surface.

【0022】そして、形状計測は空中で行い、欠陥部の
探傷は水中で行われるという二元的操作性の点から、形
状計測時と探傷時では作業環境が変化し、被検査対象物
の部品1の取り付け,取り外しが著しく煩瑣であり、そ
の際の不可欠の調整が繁雑で不便であり、非能率的であ
るというマイナス点があった。
From the point of dual operability that the shape measurement is performed in the air and the flaw detection of the defect is performed in the water, the working environment changes at the time of the shape measurement and the flaw detection, and the parts of the object to be inspected are changed. The mounting and dismounting of the device 1 is extremely complicated, and the necessary adjustment at that time is complicated, inconvenient, and inefficient.

【0023】又、被検査対象物の部品1の水中での浸漬
状態が探傷に好ましくなく、又、該被検査対象物の部品
1の前後における水ジェットの吹付けも好ましくないよ
うな場合には、代替処理が著しく難しいという難点があ
る。
In the case where the immersion state of the part 1 of the object to be inspected in water is not preferable for the flaw detection, and the spraying of the water jet before and after the part 1 of the object to be inspected is not preferable. However, there is a drawback that replacement processing is extremely difficult.

【0024】そして、上述在来態様においては被検査対
象物の部品1の超音波探傷を水中にて浸漬態様で行うた
めに、容器との取合い関係において被検査対象部品がセ
ラミックス製品や小物製品に限定されるという取扱いの
自由度の低さがある不都合さがあった。
In the above-described conventional mode, since the ultrasonic inspection of the component 1 to be inspected is performed by immersion in water, the component to be inspected becomes a ceramic product or a small product in connection with the container. There is an inconvenience that the degree of freedom of handling is limited.

【0025】又、該被検査対象物の部品1の内外面に形
状計測を行わないために、画面10上の2次元的な画像
10´ の表示が3次元的になされないこと共に相俟っ
て超音波伝播径路が検討出来ないことから、被検査対象
物の部品1の3次元形状に適した探傷条件の検討が即座
に出来ないというネックがあった。
In addition, since the shape measurement is not performed on the inner and outer surfaces of the part 1 of the inspection object, the two-dimensional image 10 'on the screen 10 is not displayed three-dimensionally. Therefore, there is a problem that it is not possible to immediately examine the flaw detection conditions suitable for the three-dimensional shape of the component 1 to be inspected because the ultrasonic propagation path cannot be examined.

【0026】更に、計測結果のデータをリアルタイムで
画面10上に表示出来ないがために、欠陥部分a,b,
cの識別も容易で無く、処理作業が効率的で無いという
デメリットがあった。
Furthermore, since the data of the measurement result cannot be displayed on the screen 10 in real time, the defective portions a, b,
There is a disadvantage that the identification of c is not easy and the processing operation is not efficient.

【0027】又、欠陥部分a,b,cの探傷に際して前
述した如く検査対象物の部品1の内面形状や裏面形状か
らのエコーと本来的な欠陥部分a,b,cからのエコー
との識別が困難であるという好ましくないネックがあっ
た。
Further, when detecting flaws a, b, and c, as described above, discrimination between echoes from the inner surface shape and back surface shape of the component 1 to be inspected and echoes from the original defective portions a, b, and c is performed. There was an unfavorable neck that was difficult.

【0028】更に、レーザによる形状計測や超音波探触
子3による探傷を行うに際してのビーム照射がスポット
的な座標抽出によって行われることから、ビーム寸法の
関係上、全領域を同時的にカバー出来ないマイナス点が
あり、被検査対象物の部品1に細い凹凸がある場合には
レーザにより計測した形状と超音波探傷上必要な形状と
が一致せず、探触子3の位置や方向が定まらない不都合
さがあり、スポット的な座標抽出に加えて得られたエコ
ーの値に補正をかけねばならず、結果的により正確な処
理が出来ないという不具合があった。
Further, since beam irradiation is performed by spot-like coordinate extraction when performing shape measurement using a laser or flaw detection using the ultrasonic probe 3, the entire area can be covered simultaneously due to the beam size. If there is no negative point and the part 1 of the object to be inspected has fine irregularities, the shape measured by the laser does not match the shape required for ultrasonic flaw detection, and the position and direction of the probe 3 cannot be determined. There is no inconvenience, and it is necessary to correct the echo value obtained in addition to the spot-like coordinate extraction, resulting in a problem that more accurate processing cannot be performed.

【0029】更に、駆動装置5について6軸同期駆動装
置を用いることにより探触子3のスキャンニングの自由
度やスキャンニングエリヤの自由度が小さくなるという
ネックもあった。
Further, the use of a six-axis synchronous driving device for the driving device 5 has a problem in that the degree of freedom of scanning of the probe 3 and the degree of freedom of the scanning area are reduced.

【0030】そして、これらのことは前述した如く被検
査対象物の部品1に関して画面10に矩形状の画像10
´ の表示を2次元的表示として行うことで、探傷用の
超音波エコーの立体的な識別や把握が出来ないことにつ
ながるというマイナス点もあった。
As described above, the rectangular image 10 is displayed on the screen 10 for the part 1 of the inspection object as described above.
There is also a negative point that performing the display of the symbol 'as a two-dimensional display may make it impossible to three-dimensionally identify and grasp the ultrasonic echo for flaw detection.

【0031】[0031]

【発明の目的】この出願の発明の第一の目的は、上述従
来技術に基づく複雑な3次元自由曲面を有する被検査対
象物の部品に対する超音波探傷の問題点を解決すべき技
術的課題とし、を超音波で当該部品を探傷する場合で
も、欠陥部分が正確に把握出来るようにして機械装置産
業等に於ける機能維持技術利用分野に益する優れた超音
波探傷検査方法、及び、該方法に直接使用する装置を提
供せんとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the invention of the present application is to solve the problem of ultrasonic flaw detection for a part of an object to be inspected having a complicated three-dimensional free-form surface based on the above-mentioned prior art. An excellent ultrasonic flaw detection method that can accurately grasp a defective portion even when flaw-detecting the part with ultrasonic waves, and is beneficial to the application of functional maintenance technology in the mechanical equipment industry and the like, and the method. To provide a device for direct use.

【0032】又、この出願の発明の他の目的は、該複雑
な3次元自由曲面を有する検査対象物の部品の欠陥部分
が立体的に2次元画面に3次元的に表示可能な超音波探
傷検査方法、及び、装置を提供することにある。
Another object of the invention of the present application is to provide an ultrasonic flaw detector capable of displaying a defect part of a part of an inspection object having a complicated three-dimensional free-form surface three-dimensionally on a two-dimensional screen. It is to provide an inspection method and an apparatus.

【0033】そして更なるこの出願の発明の他の目的
は、当該欠陥部分がリアルタイムで表示可能な超音波探
傷検査方法、及び、装置を提供することにもある。
It is another object of the present invention to provide an ultrasonic inspection method and apparatus capable of displaying the defective portion in real time.

【0034】この出願の発明の更なる別の目的は、被検
査対象物の部品の取扱いが容易な超音波探傷検査方法、
及び、装置を提供することにある。
Still another object of the invention of this application is to provide an ultrasonic flaw detection inspection method which can easily handle parts of an object to be inspected,
And to provide a device.

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】上述目的に沿い先述特許
請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述
課題を解決するために、原子力施設や各種機械製造工場
等に用いられている機器装置類に組込まれている複雑な
3次元的自由曲面の形状を有する部品(ユニット部品を
含む)に於ける気泡,亀裂,剥離等の経時的に当該機器
装置類の機能に障害を与える虞のある肉厚部内の欠陥部
分に対する超音波探傷を3次元的に把握して行うに好適
であり、その際、複雑な3次元的自由曲面を有する被検
査対象物の超音波探傷検査方法であって、 (a)超音波探触子に少なくとも3つ以上のLEDを搭
載した走査子によって、上記被検査対象物の外面を走査
するステップと、 (b)該走査子の上記3つ以上のLEDを位置検知装置
(PSDカメラまたはCCDカメラ)によって上記被検
査対象物の外形を検出することにより、該被検査対象物
の3次元形状を計測してその形状を表す形状データを得
るステップと、 (c)上記ステップで得られた形状データに基づいて、
探傷方法を決定するようにすることを基幹とし、その
際、複雑な3次元自由曲面を有する被検査対象物の超音
波探傷検査方法であって、 (a)超音波探触子に少なくとも3つ以上のLEDを搭
載した走査子によって、上記被検査対象物を走査するス
テップと、 (b)該走査子の上記3つ以上のLEDを位置検知装置
(PSDカメラまたはCCDカメラ)によって上記対象
物の外形を検出することにより、該検査対象物の3次元
形状を計測してその形状を表す形状データを得るステッ
プと、 (c)上記走査子の上記超音波探触子を用いて上記被検
査対象物の欠陥部を探傷することにより、その探傷結果
を表す探傷データを得るステップと、 (d)上記形状データ、及び、上記探傷データに基づい
て、上記検査対象物内の欠陥部分をリアルタイムで3次
元グラフィック画像として表示するステップの各ステッ
プを含むようにしたことを他の基幹とし、而して、上記
ステップ(d)で求めた上記被検査対象物と上記欠陥部
分との3次元的な位置関係を表示画面上に2次元画面へ
の投射画像として3次元グラフィック画像表示するよう
にし、又、複雑な3次元自由曲面を有する被検査対象物
の超音波探傷検査方法であって、 (a)該被検査対象物の3次元形状を表す形状データを
記憶装置から入力するステップを有すると共に、 (b)超音波探触子を用いて該被検査対象物を探傷する
ことにより、その欠陥部に対する探傷結果を表す探傷デ
ータを得るステップを有し、該ステップは更に (b1)上記超音波探触子に少なくとも3つ以上のLE
Dを搭載した走査子によって、前記被検査対象物の3次
元形状の外面を走査するサブステップと、 (b2)該走査子の前記LEDからの投射光を位置検知
装置(PSDカメラまたはCCDカメラ)で検出するこ
とにより、前記探触子の先端の位置、及び、姿勢を検出
して、前記入力した形状データにおける前記走査子の位
置を得るサブステップと (b3)前記欠陥部に対する探傷データを前記走査子の
前記被検査対象物の画面上の画像位置に関連させて立体
的にリアルタイムで3次元グラフィック画像として表示
させるサブステップを有し、更に又 (c)上記形状データおよび該探傷データに基づいて、
前記被検査対象物内の欠陥部を3次元的にリアルタイム
で求めるステップの各ステップを含むようにするように
したことを更なる他の基幹とし、而して、複雑な3次元
自由曲面を有する被検査対象物の超音波探傷検査装置で
あって、 (a)超音波探触子に少なくとも3つ以上のLEDを搭
載した走査子によって、上記被検査対象物の外面のみ、
又は、外面、及び、内面を走査する手段と (b)該走査子の上記3つ以上のLEDを位置検知装置
(PSDカメラ、又は、CCDカメラ)によって、上記
被検査対象物の外形を検出することにより、該被検査対
象物の3次元形状を計測してその形状を表す形状データ
を得る手段と、 (c)上記手段で得られた形状データに基づいて、探傷
方法を決定するようにすることを別の基幹とし、而し
て、複雑な3次元自由曲面を有する被検査対象物の超音
波探傷検査装置であって、超音波探触子に少なくとも3
つ以上のLEDを搭載した走査子と、該走査子で上記被
検査対象物を走査する手段と、該走査子で上記3つ以上
のLEDからの投射光を検出する手段と、該検出手段か
らの出力に基づいて、前記被検査対象物の3次元的外面
を計測してその形状を表す形状データを得る画像表示手
段と、上記走査子の上記超音波探触子を用いて上記被検
査対象物の欠陥部を探傷することにより、その探傷結果
を表す探傷データを得る画像表示手段と上記形状デー
タ、及び、前記探傷データに基づいて、前記被検査対象
物内の欠陥部を3次元的にリアルタイムで求める手段
と、を含むことを特徴とする別の基幹とし、更に、上記
形状データと探傷データの画像表示を求める手段からの
出力に応答して、上記被検査対象物と上記欠陥部分との
3次元的な位置関係を表示画面上に両者の原点座標及び
座標各軸の方向を一致させて2次元画面への投射による
3次元グラフィック画像表示する表示手段を含むように
し、又、複雑な3次元自由曲面を有する被検査対象物の
超音波探傷検査装置であって、該被検査対象物の3次元
形状を表す形状データを記憶する装置と、超音波探触子
と、該超音波探触子に少なくとも3つ以上のLEDを搭
載して構成した走査子と、該走査子によって、上記被検
査対象物の3次元形状の外面を走査する手段と、上記走
査子の前記LEDからの投射光を検出する手段と、上記
探触子の先端の位置、及び、姿勢を検出して、上記入力
した形状データにおける上記走査子の位置を得る手段
と、上記超音波探触子を用いて上記被検査対象物を探傷
することにより、その欠陥部の探傷結果を表す探傷デー
タを得る手段と、上記形状データ、及び、上記探傷デー
タに基づいて、上記被検査対象物内の欠陥部分を3次元
的にリアルタイムで求める手段と、上記欠陥部に対する
探傷データを上記走査子の前記被検査対象物の画像上の
位置に関連させて立体的にリアルタイムで表示させる手
段とを含むことを他の基幹とした技術的手段を講じたも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the structure of the invention of the present application, which is based on the above-mentioned claims and is used in nuclear facilities and various machine manufacturing factories, for the above-mentioned objects. , Such as bubbles, cracks, peeling, etc. in parts (including unit parts) having a complicated three-dimensional free-form surface built into the equipment, which may damage the function of the equipment over time It is suitable for performing three-dimensional ultrasonic flaw detection for a defect portion in a thick part where there is a possibility of performing the flaw detection. In this case, an ultrasonic flaw detection method for an inspection object having a complicated three-dimensional free-form surface is preferable. (A) scanning the outer surface of the object to be inspected by a scanner having at least three or more LEDs mounted on an ultrasonic probe; and (b) scanning the three or more of the scanner. LED is used as a position detection device (PSD (C) measuring the three-dimensional shape of the inspected object by detecting the outer shape of the inspected object with a camera or a CCD camera, and obtaining shape data representing the shape; Based on the given shape data,
An ultrasonic flaw detection method for a test object having a complicated three-dimensional free-form surface based on determining a flaw detection method, wherein: (a) at least three flaw detection devices Scanning the object to be inspected by a scanner equipped with the above LEDs; and (b) scanning the three or more LEDs of the scanner with the position detecting device (PSD camera or CCD camera). Measuring the three-dimensional shape of the inspection object by detecting the outer shape to obtain shape data representing the shape; and (c) measuring the three-dimensional shape of the inspection object using the ultrasonic probe of the scanner. Obtaining a flaw detection data representing a flaw detection result by flaw detection of a defect portion of the object; and (d) real-time detecting a defect portion in the inspection object based on the shape data and the flaw detection data. The method further includes the steps of displaying the three-dimensional graphic image as a three-dimensional graphic image in another manner. Therefore, the three-dimensional image of the inspected object and the defective part obtained in the step (d) is included. A three-dimensional graphic image as a projected image on a two-dimensional screen on a display screen, and an ultrasonic inspection method for an object to be inspected having a complicated three-dimensional free-form surface, (A) inputting shape data representing a three-dimensional shape of the object to be inspected from a storage device; and (b) flaw-detecting the object to be inspected using an ultrasonic probe. Obtaining a flaw detection data representing a flaw detection result for the defective portion, further comprising: (b1) providing at least three or more LEs to the ultrasonic probe.
Sub-step of scanning the outer surface of the three-dimensional object of the object to be inspected by a scanner equipped with D; (b2) a position detection device (a PSD camera or a CCD camera) which detects the projection light from the LED of the scanner And (b3) detecting the position and orientation of the tip of the probe to obtain the position of the scanner in the input shape data. A sub-step of displaying a three-dimensional graphic image in real time in a three-dimensional manner in association with the image position of the object to be inspected on the screen of the scanner, and (c) based on the shape data and the flaw detection data. hand,
The method further includes the steps of three-dimensionally obtaining a defect portion in the inspection object in real time, and further includes a step of obtaining a defective part, and thus has a complicated three-dimensional free-form surface. An ultrasonic flaw inspection apparatus for an object to be inspected, comprising: (a) an ultrasonic probe on which at least three or more LEDs are mounted, only an outer surface of the object to be inspected,
Or (b) detecting the outer shape of the object to be inspected by a position detection device (a PSD camera or a CCD camera) using the three or more LEDs of the scanner. A means for measuring a three-dimensional shape of the inspection object to obtain shape data representing the shape; and (c) determining a flaw detection method based on the shape data obtained by the means. In another aspect, the present invention provides an ultrasonic inspection apparatus for inspecting an inspection object having a complicated three-dimensional free-form surface, wherein the ultrasonic probe has at least 3
A scanner equipped with at least one LED, means for scanning the object to be inspected with the scanner, means for detecting light projected from the three or more LEDs by the scanner, and Image display means for measuring the three-dimensional outer surface of the object to be inspected based on the output of the object to obtain shape data representing the shape thereof, and the object to be inspected using the ultrasonic probe of the scanner An image display means for obtaining flaw detection data representing the flaw detection result by flaw detection of a flaw portion of the object, and the shape data, and the flaw portion in the inspection target object in three dimensions based on the flaw detection data. Means for obtaining in real time, and another base characterized by including, further, in response to the output from the means for obtaining the image display of the shape data and flaw detection data, the inspection object and the defective portion Three-dimensional positional relationship The display screen includes display means for displaying a three-dimensional graphic image by projecting onto a two-dimensional screen by matching the origin coordinates of the two and the directions of the respective axes on the display screen. An ultrasonic inspection apparatus for an object, which stores shape data representing a three-dimensional shape of the object to be inspected, an ultrasonic probe, and at least three or more of the ultrasonic probe A scanner configured with an LED mounted thereon, means for scanning the three-dimensional outer surface of the object to be inspected by the scanner, means for detecting projection light from the LED of the scanner, Means for detecting the position and orientation of the tip of the probe to obtain the position of the scanner in the input shape data; and flaw detection of the inspection object using the ultrasonic probe. The inspection results of the defect Means for obtaining flaw detection data; means for obtaining a defect portion in the object to be inspected in three dimensions in real time based on the shape data and the flaw detection data; And a means for displaying a three-dimensional image in real time in relation to the position of the child on the image of the object to be inspected.

【0036】[0036]

【作用】上述手段によれば、各種生産設備等にあって広
く用いられている立体的な3次元自由曲面を有する各種
機器装置の部品等の新規設置時や経時的稼動中に、機能
障害に及ぼす影響が大なる複雑部位に於ける気泡,亀
裂,剥離等の内部の欠陥部分に対する非破壊的な超音波
探傷のシステムの問題点が解決され、超音波探傷の利点
を充分に生かしながら、当該探傷対象の部品の複雑な3
次元自由曲面を有する立体形状に対する欠陥部分の相互
位置関係を3次元的に把握出来、しかも、超音波探傷条
件をも充分に検討出来、立体的探傷が正確に行え、その
うえ、探傷検査全体にわたっての検査環境に変化を与え
ず、処理手段が著しくスムーズにとれるようにし、探傷
検査結果の状況もリアルタイムで計測は勿論のこと、視
覚的にも認識出来、操作が極めて行い易く、又、探傷検
査結果のデータは、後段のメンテナンス、或いは、他の
類似の探傷の参考データとしても充分に利用することが
出来るようにしたものである。
According to the above-mentioned means, functional failures occur during the new installation or the operation over time of the parts of various equipment having a three-dimensional free-form surface which is widely used in various production facilities and the like. The problem of the non-destructive ultrasonic inspection system for internal defects such as bubbles, cracks, and delaminations in complex parts where the influence is large is solved. Complex 3 of parts to be inspected
It is possible to three-dimensionally grasp the mutual positional relationship of the defective part with respect to the three-dimensional shape having the three-dimensional free-form surface, and also sufficiently examine the ultrasonic flaw detection conditions, accurately perform the three-dimensional flaw detection, and furthermore, perform the whole flaw detection inspection. Without changing the inspection environment, the processing means can be remarkably smooth and the flaw detection results can be measured not only in real time, but also visually, and the operation is extremely easy. This data can be sufficiently used as reference data for subsequent maintenance or other similar flaw detection.

【0037】[0037]

【実施例】次に、この出願の発明の実施しようとする形
態を実施例の態様として図1,図2、及び、図5,図
6,図7を参照して説明すれば以下の通りである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 5, 6, and 7 as embodiments of the present invention. is there.

【0038】尚、図3,図4と同一態様部分は同一符号
を用いて説明するものとする。
3 and 4 will be described using the same reference numerals.

【0039】図1に示すものはこの出願の発明に用いる
超音波探傷システムであり、図2に示す管台のような複
雑な3次元曲面を有する立体的複雑形状の被検査対象物
の被検査部品1´ の肉厚部内1´´、又は、1´´´
に於る気泡,クラック,剥離等の欠陥部分の超音波探傷
に用いられる態様である。
FIG. 1 shows an ultrasonic flaw detection system used in the invention of the present application. The ultrasonic inspection system shown in FIG. 2 is used for inspecting an object to be inspected having a complicated three-dimensional curved surface having a complicated three-dimensional curved surface. 1 ″ or 1 ″ ″ in the thick part of the part 1 ′
This is an embodiment used for ultrasonic flaw detection of a defective portion such as a bubble, crack, and peeling.

【0040】尚、図1において、被検査対象物の部品1
´ と各種計測機器等のサイズは図示の都合上、模式的
にデフォルメされている。
It should be noted that in FIG.
And the sizes of various measuring devices are schematically deformed for convenience of illustration.

【0041】而して、該被検査対象物の部品1´ の複
雑な3次元的自由曲面の外面形状が在来態様同様にレー
ザビーム、或いは、超音波探触子4´ にLED11を
所定数複数(当該実施例においては3つ)配し、その位
置姿勢を検出して計測するようにし、該LED11に対
し位置検知装置(PSDカメラ、或いは、CCDカメ
ラ)12が対向して臨まされ、該LED11の位置姿勢
を検出し、計測記録装置16(センサプロセッサ)に被
検査対象物の部品1´ の肉厚計測、及び、内面計測を
行ってそのデータを取込み記録するようにするが、3個
以上のLED11を超音波探触子4´ に搭載して走査
子18を構成する。
As described above, the outer shape of the complicated three-dimensional free-form surface of the component 1 'of the object to be inspected has a predetermined number of LEDs 11 on the laser beam or the ultrasonic probe 4'. A plurality (three in this embodiment) is arranged, the position and orientation thereof are detected and measured, and a position detecting device (PSD camera or CCD camera) 12 faces the LED 11 and faces the LED 11. The position and orientation of the LED 11 are detected, and the measurement and recording device 16 (sensor processor) measures the thickness of the component 1 ′ of the object to be inspected, measures the inner surface, and captures and records the data. The above-described LED 11 is mounted on the ultrasonic probe 4 ′ to constitute the scanner 18.

【0042】而して、3個以上の該LED11の位置デ
ータを取り込むことにより走査子18の該超音波探触子
4´ の先端位置、及び、姿勢を検出して、該超音波探
触子4´ の超音波の入射点位置を算出する。
By acquiring the position data of the three or more LEDs 11, the tip position and attitude of the ultrasonic probe 4 'of the scanner 18 are detected, and the ultrasonic probe is detected. 4 'is calculated.

【0043】尚、かかるLED11、及び、位置検知装
置(PSDカメラ、或いは、CCDカメラ)12による
LED11の位置姿勢の検出態様はエンコーダ等を付設
した機械治具を操作することによる形状計測も可能では
あるが、スキャンニングの自由度、及び、スキャンニン
グ範囲の自由度からして該LED11を用いた計測の方
がはるかに精細度等の点で好ましいものである。
The manner of detecting the position and orientation of the LED 11 by the LED 11 and the position detecting device (PSD camera or CCD camera) 12 is not possible to measure the shape by operating a mechanical jig provided with an encoder or the like. However, the measurement using the LED 11 is far more preferable in terms of definition and the like in view of the degree of freedom of scanning and the degree of freedom of the scanning range.

【0044】而して、この出願の発明の特徴の1つは、
被検査対象物の部品1´ の外面形状を計測するための
3個以上のLED11を超音波探触子4´ に取付けて
一体として走査子18を構成した点にあり、該走査子1
8で被検査対象物の部品1´を走査することにより、超
音波探触子4´ の計測値と該超音波探触子4´ の被検
査対象物の部品1´ 上の位置、及び、姿勢との関係が
正確に求められる。
One of the features of the present invention is as follows.
The point is that three or more LEDs 11 for measuring the outer surface shape of the component 1 'of the object to be inspected are attached to the ultrasonic probe 4' to constitute the scanner 18 as an integral unit.
By scanning the component 1 'of the inspection object at 8, the measurement value of the ultrasonic probe 4', the position of the ultrasonic probe 4 'on the component 1' of the inspection object, and The relationship with the posture is required accurately.

【0045】又、超音波探触子4´ の距離計測機能を
用いれば、3個以上のLED11を用いて被検査対象物
の部品1´ の外面形状を計測している時に同時に該超
音波探触子4´ を用いて該検査対象物の部品1´ の内
面の形状をも求めることが出来る。
When the distance measuring function of the ultrasonic probe 4 'is used, the ultrasonic probe is simultaneously measured while measuring the outer shape of the component 1' of the inspection object using three or more LEDs 11. The shape of the inner surface of the component 1 'of the inspection object can also be obtained using the probe 4'.

【0046】そして、超音波探触子4´ の探傷機能を
使う場合には、3個以上のLED11を用いて該被検査
対象物の部品1´ の内外面形状を計測している時に同
時に超音波探触子4´ を用いて検査対象物の部品1´
の欠陥部の探傷を行うことも出来る。
When the flaw detection function of the ultrasonic probe 4 'is used, three or more LEDs 11 are used to simultaneously measure the inner and outer shapes of the component 1' of the object to be inspected. Component 1 'of inspection object using acoustic probe 4'
Flaw detection can be performed.

【0047】この間、或いは、これに伴って図2に示す
様な該被検査対象物の部品1´ の欠陥発生部分1´
´,1´´´ を既に構築された過去の検査の欠陥デー
タや作業員の経験判断に基づくデータや応力集中解析等
の予測から判断される重要な検査探傷部分の記憶相当部
分として決定してコンピュータ15に入力する。
During or accompanying this, the defect generating portion 1 'of the part 1' of the inspection object as shown in FIG.
′, 1 ′ ″ is determined as a storage equivalent of an important inspection flaw detection part which is determined based on already constructed defect data of the past inspection, data based on the experience judgment of the worker, prediction from stress concentration analysis and the like. Input to the computer 15.

【0048】該コンピュータ15によって計測記憶装置
14に入力されている被検査対象物の部品1´ の外面
形状、及び、肉厚,裏面(内面)形状等の3次元の自由
曲面形状に基づいて、次段の超音波探傷における超音波
の伝播経路,探傷領域等、当該探傷部分の欠陥発生部分
1´´,1´´´ に対する機械的探傷条件(方法)を
図示しない装置により入力して決定し、超音波探触子4
´ を被検査対象物の部品1´ の外面に設定押付力で押
し付け該超音波探触子4´ をタッチセンサとしてのス
キャンニングを行う。
Based on the external shape of the part 1 ′ of the object to be inspected and the three-dimensional free-form surface shape such as the thickness and the back surface (inside surface) input to the measurement storage device 14 by the computer 15. A mechanical flaw detection condition (method) for the defect occurrence part 1 ″, 1 ″ ″ of the flaw detection part, such as an ultrasonic wave propagation path and a flaw detection area in the next stage flaw detection, is input and determined by a device (not shown). , Ultrasonic probe 4
′ Is pressed against the outer surface of the component 1 ′ of the object to be inspected with a set pressing force, and the ultrasonic probe 4 ′ is scanned as a touch sensor.

【0049】該スキャンニングの動作は手動、或いは、
ロボットによる動作が可能であり、該ロボットによる動
作では、超音波探触子4´ は常に設定押付力でスキャ
ンニングされるために、当該押圧力のバラツキによる押
付けデータのバラツキは避けられ、又、超音波探触子4
´ の被検査対象物の部品1´ の外面に対する直接接触
法を用いることによりサイズフリーで大型の該被検査対
象物の部品1´ に対する探傷も行え、狭隘な現場に於
いても搬入したシステムを用いて現場探傷が可能とな
る。
The scanning operation can be performed manually or
The operation by the robot is possible. In the operation by the robot, since the ultrasonic probe 4 ′ is always scanned with the set pressing force, the variation of the pressing data due to the variation of the pressing force can be avoided. Ultrasonic probe 4
By using the direct contact method with the outer surface of the component 1 'of the object to be inspected, flaw detection can be performed on the component 1' of the size-free and large object to be inspected, and the system carried in even in a narrow site can be inspected. In-situ flaw detection becomes possible by using it.

【0050】このようにして組込んだ被検査対象物の部
品1´ の肉厚を含む外面、及び、内面の形状計測デー
タに基づいてコンピュータ15により超音波探傷条件
(方法)を決め、それに従って、手動による、或いは、
ロボット制御を介して、超音波探触子4´ による被検
査対象物の部品1´ の超音波探傷を行う。
The ultrasonic inspection conditions (method) are determined by the computer 15 on the basis of the shape measurement data of the outer surface including the thickness of the part 1 'of the object to be inspected and the inner surface incorporated in this manner, and according to that. , Manually or
Through the robot control, the ultrasonic probe 4 'performs ultrasonic inspection of the component 1' of the inspection object.

【0051】この場合、該コンピュータ15には音響理
論,弾性波解析、及び、モデル実験等のデータベースに
よる最適探傷条件や決定手法等を予め入力しておくこと
が出来る。
In this case, the computer 15 can input in advance the optimum flaw detection conditions and determination methods based on a database such as acoustic theory, elastic wave analysis, and model experiments.

【0052】そして、コンピュータ15による被検査対
象物の部品1´ の外形形状の画面17に投影された2
次元画面への重ねて投影された3次元グラフィック画像
表示により単なる外観像の表示とは異なり、立体的に図
1に示すコンピュータ15の画面17に検査対象物の部
品1´ の図7に示す3次元的外面形状17´ を画像表
示すると共に超音波探触子4´ により超音波探傷され
た欠陥部分17´´´を重ねて多色式画像表示するが、
この重ね合せは、被検査対象物の部品1´ の外形形状
の原点座標および座標各軸の方向を探傷時のそれらと一
致させることにより実現される。
Then, the computer 15 projects the projected image 2 onto the screen 17 of the external shape of the part 1 ′ of the inspection object.
Unlike the display of a mere appearance image due to the display of a three-dimensional graphic image superimposed and projected on a three-dimensional screen, the part 1 'of the inspection object is three-dimensionally displayed on the screen 17 of the computer 15 shown in FIG. Although the dimensional outer surface shape 17 'is displayed as an image and the defect portion 17 "' ultrasonically inspected by the ultrasonic probe 4 'is superimposed and displayed as a multicolor image,
This superposition is realized by making the origin coordinate of the external shape of the component 1 'to be inspected and the direction of each coordinate axis coincide with those at the time of flaw detection.

【0053】この場合、コンピュータ15の2次元画面
17に3次元的グラフィック画像表示することにより被
検査対象物の部品1´ の外形形状と欠陥部分17´´
´ の画像表示を位置座標の対応付けをすると共に色分
けして多色表示することが出来るために、該被検査対象
物の部品1´ の外形形状と該欠陥部分17´´´ の相
対位置、及び、サイズ等を明瞭に立体的に識別すること
が出来る。
In this case, by displaying a three-dimensional graphic image on the two-dimensional screen 17 of the computer 15, the external shape of the part 1 'of the inspection object and the defect part 17''are displayed.
Since the image display of ´ ′ can be associated with the position coordinates and color-coded and displayed in multicolor, the external shape of the part 1 ′ of the inspection object and the relative position of the defective portion 17 ′ ″ In addition, the size and the like can be clearly and stereoscopically identified.

【0054】勿論、この場合、組込んだ被検査対象物の
部品1´ 、及び、欠陥部分17´´´ の両者を別々
に、或いは、両方とも重ねて表示,記録し、次回の被検
査対象物の部品の欠陥探傷や類似被検査対象物の部品に
対する超音波探傷のための参考データとすることが出来
る。
Of course, in this case, both the built-in component 1 'and the defective portion 17''' of the object to be inspected are displayed and recorded separately or both are superimposed, and the next object to be inspected is recorded. It can be used as reference data for defect inspection of a component of an object or ultrasonic inspection of a component of a similar object to be inspected.

【0055】また、超音波探傷と被検査対象物の部品1
´ の形状の計測とも、共に空中で行うことにより計
測,探傷の環境変化を避け、水中での計測を嫌う部品に
対する空中での計測,探傷を行うことも出来る。
Further, the ultrasonic flaw detection and the part 1 of the inspection object are performed.
By performing both measurements in the air, it is possible to avoid changes in the environment of measurement and flaw detection, and to perform measurement and flaw detection in the air for parts that dislike measurement in water.

【0056】そして、超音波探傷条件が前述した如く予
め決められているために、又、リアルタイムで多色式な
3次元グラフィック画像表示が出来るために、被検査対
象物の部品1´ の内部を隈なく探傷出来、したがっ
て、該被検査対象物の部品1´の外形形状に基づくエコ
ーと欠陥部分17´´´ のエコーとが明瞭に識別出
来、もれなく、隈なく、且つ、探傷することが出来る。
Since the ultrasonic flaw detection conditions are determined in advance as described above, and since a multicolor three-dimensional graphic image can be displayed in real time, the inside of the part 1 'of the inspection object is illuminated. Inspection can be performed completely, and therefore, the echo based on the external shape of the component 1 ′ of the object to be inspected can be clearly distinguished from the echo of the defective portion 17 ′ ″, and the inspection can be performed completely, completely and flawlessly. .

【0057】次に、この出願の発明の超音波探傷方法の
一実施態様についてその動作を図5、及び、図6に示す
フローチャートを参照して説明する。
Next, the operation of one embodiment of the ultrasonic flaw detection method of the present invention will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

【0058】先ず、図5、及び、図6に於て、ステップ
20で被検査対象物の部品1´ を決定する。次に、ス
テップ21で決定された該被検査対象物の部品1´ の
3次元形状の計測を以前行ったことがあるかどうか計測
記憶装置14またはコンピュータ15に記憶されたデー
タベースを検索することにより図示しないステップで判
定するが、該被検査対象物の部品1´ の形状の計測デ
ータがあれば、ステップ22に進み、超音波を用いて被
検査対象物の部品1´ の探傷を行い、探傷検査が終了
すると、ステップ23で、当該被検査対象物の部品1´
の形状データと探傷データとを合成して画面17に欠
陥部分17´´´ を3次元形状の被検査対象物の部品
1´ の外形の表示17´ ,17´ に重ね合せて3次
元グラフィック画像として表示する。
First, in FIGS. 5 and 6, in step 20, the part 1 'of the inspection object is determined. Next, a database stored in the measurement storage device 14 or the computer 15 is searched to determine whether or not the three-dimensional shape of the part 1 ′ of the inspection object determined in step 21 has been measured before. Although it is determined in a step (not shown), if there is measurement data of the shape of the part 1 'of the inspection object, the process proceeds to step 22, where the inspection is performed on the part 1' of the inspection object using ultrasonic waves. When the inspection is completed, in step 23, the component 1 'of the inspection object is inspected.
The defect data 17 ′ ″ is superimposed on the display 17 ′ of the component 1 ′ of the three-dimensional object to be inspected on the screen 17 by combining the shape data and the flaw detection data, and a three-dimensional graphic image is formed. Display as

【0059】この際、形状データ、及び、探傷データの
各々、及び、又は、合成されたデータは、ステップ24
で所定のファイル形式でデータファイルにされ、ステッ
プ25で図示しない外部記憶装置に検査記録として記憶
され、該検査記録は必要に応じて、ステップ26で欠陥
部分17´´´ の有害度評価および合否判定に使用さ
れる。
At this time, each of the shape data and the flaw detection data and / or the synthesized data
Is converted into a data file in a predetermined file format, and is stored as an inspection record in an external storage device (not shown) in step 25, and the inspection record is subjected to a harmfulness evaluation and a pass / fail evaluation of the defective portion 17 '''' in step 26 as necessary. Used for judgment.

【0060】そして、ステップ21で、被検査対象物の
部品1´ の形状の計測データがなかった場合、ステッ
プ27に進み、該ステップ27では該被検査対象物の部
品1´ の形状を、例えば、CADシステムを用いるこ
とにより肉厚等が正確に得られるデータとして保存され
るているかどうかを判定し、その判定の結果、正確な形
状を示すデータがある場合は、パターンAのステップ2
8へ進むが、該ステップ28で正確な形状を示す形状デ
ータをコンピュータ15へ入力してステップ29で入力
された形状データに基いて、被検査対象物の部品1´
の探傷検査すべき重要検査部の欠陥発生部分1´´,1
´´´ を決定する。
If there is no measurement data of the shape of the part 1 'of the inspection object in step 21, the process proceeds to step 27, where the shape of the part 1' of the inspection object is It is determined whether or not the thickness and the like are stored as accurate data by using the CAD system. If the result of the determination is that there is data indicating an accurate shape, step 2 of pattern A is performed.
8, the shape data indicating the correct shape is input to the computer 15 in step 28, and based on the shape data input in step 29, the part 1 ′ of the inspection object is
Occurrence part 1 '', 1 of the important inspection part to be inspected
Determine ''''.

【0061】次いで、ステップ30で、探傷検査時に探
傷可能アプローチ領域の評価をコンピュータ15を用い
て検討し、ステップ31で、超音波探触子4´ を用い
た最適な探傷条件(方法)を決定し、探傷条件が決定さ
れると、ステップ22へ進み、以後前述したステップを
実行する。
Next, in step 30, the evaluation of the flaw-detectable approach area during the flaw detection inspection is examined using the computer 15, and in step 31, the optimum flaw detection conditions (method) using the ultrasonic probe 4 'are determined. Then, when the flaw detection conditions are determined, the process proceeds to step 22, and thereafter, the above-described steps are executed.

【0062】一方、ステップ27で、被検査対象物の部
品1´ の形状に関する正確なデータがないと判定され
た場合は、ステップ32に進み、該ステップ32で検査
対象物の部品1´ の外形図程度の形状データは得られ
るかどうかを判定するが、このような程度の形状データ
も得られない場合は、パターンBのステップ33へ進
み、機械的な簡易計測を行った上でステップ34からス
テップ37までを実行する。
On the other hand, if it is determined in step 27 that there is no accurate data on the shape of the component 1 'of the inspection object, the process proceeds to step 32, where the outer shape of the component 1' of the inspection object is determined. It is determined whether or not the shape data as shown in the drawing can be obtained. If such shape data cannot be obtained, the process proceeds to step 33 of the pattern B, and after performing mechanical simple measurement, the process proceeds from step 34 to Steps 37 and 37 are executed.

【0063】ステップ32で、被検査対象物の部品1´
の外形図程度の形状データが得られる場合は、該形状
データに基いてパターンBのステップ34〜ステップ3
7までを実行する。
In step 32, the part 1 'of the object to be inspected
When the shape data of about the outline drawing of the pattern B is obtained, the steps 34 to 3 of the pattern B are performed based on the shape data.
Execute up to 7.

【0064】尚、該ステップ34〜ステップ37は、上
述パターンAのそれぞれステップ28〜ステップ31と
ほとんど同じである。
Steps 34 to 37 are almost the same as steps 28 to 31 of the pattern A, respectively.

【0065】而して、ステップ37で、探傷条件(方
法)が決定されると、ステップ38へ進み、該ステップ
38では探傷に必要な装置(構造物)の条件(範囲)を
決定し、次に、ステップ39で、被検査対象物の部品1
´ の内面形状の計測方法を決定し、ステップ40でL
EDターゲット付超音波探触子4´ を用いて被検査対
象物の部品1´ の内外面形状を示す正確な形状データ
を得、次に、ステップ41で、この得られた形状データ
を用いて、該被検査対象物の部品1´ を画面17に3
次元グラフィック画像を2次元的に投射表示し、探傷位
置を詳細に決定し、その後、ステップ22へ進み、上述
したステップ22〜26の操作を実行する。
When the flaw detection conditions (method) are determined in step 37, the process proceeds to step 38, in which the conditions (range) of the device (structure) required for flaw detection are determined. In step 39, the part 1 of the inspection object
′ Is determined, and in step 40 L
Using the ultrasonic probe 4 'with an ED target, accurate shape data indicating the shape of the inner and outer surfaces of the component 1' to be inspected is obtained. Next, in step 41, the obtained shape data is used by using the obtained shape data. The part 1 ′ of the inspection object is displayed on the screen 17 by 3.
The two-dimensional graphic image is projected and displayed two-dimensionally, and the flaw detection position is determined in detail. Thereafter, the process proceeds to step 22, and the operations of steps 22 to 26 described above are executed.

【0066】尚、この出願の発明の実施態様は上述実施
例に限るものでないことは勿論であり、例えば、対象と
するワーク部品は管台に限るものではなく、例えば、ポ
ンプケーシング,主蒸気管継手,大型弁等種々のワーク
部品に適用可能である。
The embodiment of the invention of this application is not limited to the above-described embodiment. For example, the target work component is not limited to the nozzle, and for example, the pump casing and the main steam pipe may be used. It can be applied to various work parts such as joints and large valves.

【0067】又、設計変更的には被検査対象物の部品に
対する超音波探触子を直接接触式に代えて非接触式にす
る等種々の態様が採用可能である。
Further, in terms of design change, various modes such as a non-contact type ultrasonic probe instead of a direct contact type ultrasonic probe for a component to be inspected can be adopted.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、航空
機,船舶,自動車、更には、原子力施設等の各種複雑な
機器装置類に用いられるユニット機器の3次元の複雑な
自由曲面を有する形状の構造物部品に対する非破壊検査
での超音波探傷において、その形状と内部の計測を計測
データに基づいて両者を合成して多色式に3次元形状の
2次元画面への投射を介して三次元的グラフィック画像
表示することにより被検査対象物の部品の外面形状は勿
論のこと、内外面形状に対する欠陥部分の相対位置姿
勢,サイズを共々画像表示し、しかも、両者を色別表示
することにより全体把握は勿論のこと、全体に対する欠
格部の相対識別をクリアーに、しかも、リアルタイムで
計測出来るという優れた効果が奏される。
As described above, according to the invention of this application, unit equipment used for various complicated equipment such as aircraft, ships, automobiles, and nuclear facilities has a three-dimensional complicated free-form surface. In ultrasonic inspection for non-destructive inspection of structural parts, the shape and internal measurement are combined based on the measurement data, and the three-dimensional shape is projected into a two-dimensional screen in a multi-color system through projection By displaying the original graphic image, not only the outer surface shape of the part to be inspected but also the relative position / posture and size of the defect part with respect to the inner / outer surface shape are displayed together with the image. An excellent effect is obtained in that it is possible not only to grasp the entirety, but also to make clear the relative identification of the disqualified part with respect to the entirety and to measure it in real time.

【0069】したがって、超音波探傷において、当該被
検査対象物の部品における欠陥部分の3次元的な位置把
握が出来、確実な探傷を行えるという優れた効果が奏さ
れる。
Therefore, in the ultrasonic flaw detection, an excellent effect that the three-dimensional position of the defective portion in the part of the inspection object can be grasped and the flaw detection can be performed reliably can be achieved.

【0070】又、探傷中においても、超音波の伝播経路
を測定することが可能であることにより、当該被検査対
象物の部品に対する最適超音波探傷条件や方法を決定す
ることが出来、この点からも最適探傷が正確に設定通り
に行えるという優れた効果が奏される。
Further, since the propagation path of the ultrasonic wave can be measured even during the flaw detection, the optimum ultrasonic flaw detection condition and method for the part of the inspection object can be determined. Therefore, an excellent effect that the optimal flaw detection can be performed exactly as set is achieved.

【0071】しかも、データについて即時記録すること
により後段のメンテナンス時の探傷や類似部品に対する
超音波探傷の強力なバックアップデータとして参考に供
することが出来るという効果も奏される。
Moreover, by immediately recording the data, it is possible to use the data as a powerful backup data for flaw detection at the later stage of maintenance and ultrasonic flaw detection for similar parts.

【0072】而して、レーザ、或いは、LEDが取り付
けられた超音波探触子と位置検知装置(CCDカメラ,
PSDカメラ)の組合せた形状計測装置による外形計測
に併せて、超音波肉厚計測により被検査対象物の外面形
状は勿論のこと、肉厚、及び、内面の形状をも計測する
ことが出来、上記3次元グラフィック画像表示において
欠陥部分の相対表示が行え、作業者の走査,操作が直
接、且つ、正確に行え得るという優れた効果もある。
Thus, an ultrasonic probe equipped with a laser or LED and a position detecting device (CCD camera,
In addition to the outer shape measurement by the shape measuring device combined with the PSD camera), the ultrasonic thickness measurement can measure not only the outer shape but also the thickness and the inner shape of the inspected object, In the above three-dimensional graphic image display, there is also an excellent effect that relative display of a defective portion can be performed, and scanning and operation of an operator can be directly and accurately performed.

【0073】そして、外形計測と超音波探傷とを空中、
及び、水中と異なる環境でなく、単一の環境下で行うこ
とが出来るために、環境対応の被検査対象物の適用条件
等を選択せず、探傷の自由度が著しく高まるという利点
もある。
Then, the outer shape measurement and the ultrasonic inspection are performed in the air.
In addition, since the test can be performed in a single environment instead of an environment different from underwater, there is also an advantage that the degree of freedom of flaw detection is remarkably increased without selecting an application condition or the like of an environmentally friendly inspection object.

【0074】したがって、該被検査対象物のサイズ形状
等に捕らわれずに簡易探傷することが出来るという弾力
性を向上させる効果もある。
Therefore, there is also an effect of improving the elasticity that simple flaw detection can be performed without being caught by the size and shape of the inspection object.

【0075】又、被検査対象物の部品の形状計測を行っ
たデータに対し超音波探傷データを補正して上記3次元
グラフィック画像表示、及び、その記録が取れることか
ら超音波探触子自体の位置姿勢をも測定することが出
来、それにより超音波の入射方向が明確になり、従来の
2次元表示等による入射方向の補正等をしなくても済む
という効果もある。
Further, the ultrasonic flaw detection data is corrected with respect to the data obtained by measuring the shape of the component of the inspection object, and the above-mentioned three-dimensional graphic image is displayed. The position and orientation can also be measured, whereby the incident direction of the ultrasonic wave becomes clear, and there is an effect that it is not necessary to correct the incident direction by a conventional two-dimensional display or the like.

【0076】又、この出願の発明によれば、原子力施
設、医療施設および研究所における機器を構成する部品
だけでなく、あらゆる産業分野における複雑な3次元自
由曲面を有する部品に対して正確な探傷を行えるという
効果もある。
Further, according to the invention of this application, not only parts constituting equipment in nuclear facilities, medical facilities, and laboratories, but also parts having complicated three-dimensional free-form surfaces in all industrial fields can be accurately inspected. There is also an effect that can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この出願の発明の超音波探傷検査システムの1
実施例の模式斜視図である。
FIG. 1 shows an ultrasonic flaw detection system 1 of the present invention.
It is a schematic perspective view of an Example.

【図2】適用対象の検査対象物の部品の部分断面構造図
である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional structural view of a part of an inspection object to be applied;

【図3】従来技術に基づく画像表示の検査対象物1´
の部品の超音波探傷のシステム模式図である。
FIG. 3 is an image display inspection object 1 'based on the prior art.
FIG. 3 is a schematic diagram of a system for ultrasonic inspection of parts.

【図4】図3図示のシステムによる欠陥表示の模式図で
ある。
FIG. 4 is a schematic view of a defect display by the system shown in FIG. 3;

【図5】図1図示のシステムの探傷検査方法を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a flaw detection inspection method of the system shown in FIG. 1;

【図6】図1図示のシステムの探傷検査方法を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a flaw detection inspection method of the system shown in FIG. 1;

【図7】この出願の発明の1実施例の概略斜視図であ
る。
FIG. 7 is a schematic perspective view of one embodiment of the invention of this application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1´ 被検査対象物の部品 4´ 超音波探触子(タッチセンサ) 17 画面 a,b,c 欠陥部 11 LED 18 走査子 12 PCDカメラまたはCCDカメラ 17´´´ 欠陥部 14´´ 記憶装置 1 'Component of inspection object 4' Ultrasonic probe (touch sensor) 17 Screen a, b, c Defect 11 LED 18 Scanner 12 PCD or CCD camera 17 "Defect 14" Storage device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 隆昌 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番 1号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 平澤 英幸 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番 1号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 三隅 隆也 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 上田 澄広 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 三木 修武 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 大脇 博雄 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 古池 治孝 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 杉田 雄二 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番 地の1 中部電力株式会社 電力技術研 究所 機械研究室内 (72)発明者 恩田 勝弘 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番 地の1 中部電力株式会社 電力技術研 究所 機械研究室内 (72)発明者 奥村 孝章 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番 地の1 中部電力株式会社 電力技術研 究所 機械研究室内 (56)参考文献 特開 平2−309251(JP,A) 特開 昭63−9850(JP,A) 特開 昭63−134951(JP,A) 特開 平3−77057(JP,A) 特開 昭61−286747(JP,A) 特開 平1−140057(JP,A) 特開 昭61−259169(JP,A) 特開 平1−292248(JP,A) 特開 昭63−309852(JP,A) 特開 昭63−309853(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takamasa Ogata 3-1-1, Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Plant (72) Inventor Hideyuki Hirasawa Higashi-Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo 3-1-1 1-1 Kawasaki Heavy Industries, Ltd., Kobe Plant (72) Inventor Takaya Misumi 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd., Akashi Plant (72) Inventor Sumihiro Ueda, Akashi-shi, Hyogo Prefecture 1-1, Kawasaki-cho, Akashi Plant, Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Shutake Miki 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Prefecture, Akashi Plant, Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor, Hiroo Owaki, Akashi, Hyogo Prefecture No. 1-1, Kawasaki-cho, Ichikawa-Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Akashi Factory (72) Inventor Harutaka Koike 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Inside the company Akashi factory (72) Inventor Yuji Sugita 1 at 20 Kitakanyama, Odaka-cho, Midori-ku, Nagoya-shi, Aichi Pref.Chubu Electric Power Co., Inc. Chubu Electric Power Co., Inc. Electric Power Research Laboratory Machinery Laboratory (72) Inventor Takaaki Okumura 20-Kitakanyama, Midori-ku, Nagoya-shi, Aichi Chubu Electric Power Co., Inc. Electric Power Engineering Laboratory Mechanical Laboratory (56) References JP-A-2-309251 (JP, A) JP-A-63-9850 (JP, A) JP-A-63-134951 (JP, A) JP-A-3-77057 (JP, A) JP-A-61-286747 (JP, A) JP-A-1-140057 (JP, A) JP-A-61-259169 (JP, A) JP-A-1-292248 (JP, A) JP-A-63-309852 (JP, A) JP-A-63-309853 (JP, A)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複雑な3次元的自由曲面を有する被検査対
象物の超音波探傷検査方法であって、 (a)超音波探触子に少なくとも3つ以上のLEDを搭
載した走査子によって、上記被検査対象物の外面を走査
するステップと、 (b)該走査子の上記3つ以上のLEDを位置検知装置
(PSDカメラまたはCCDカメラ)によって上記被検
査対象物の外形を検出することにより、該被検査対象物
の3次元形状を計測してその形状を表す形状データを得
るステップと、 (c)上記ステップで得られた形状データに基づいて探
傷方法を決定するようにすることを特徴とする超音波探
傷検査方法。
1. An ultrasonic flaw detection method for an object to be inspected having a complicated three-dimensional free-form surface, comprising: (a) a scanning device having at least three or more LEDs mounted on an ultrasonic probe; Scanning the outer surface of the object to be inspected; and (b) detecting the outer shape of the object to be inspected by using the three or more LEDs of the scanner with a position detection device (a PSD camera or a CCD camera). Measuring a three-dimensional shape of the inspection object to obtain shape data representing the shape; and (c) determining a flaw detection method based on the shape data obtained in the above step. Ultrasonic inspection method.
【請求項2】複雑な3次元自由曲面を有する被検査対象
物の超音波探傷検査方法であって、 (a)超音波探触子に少なくとも3つ以上のLEDを搭
載した走査子によって、上記被検査対象物を走査するス
テップと、 (b)該走査子の上記3つ以上のLEDを位置検知装置
(PSDカメラまたはCCDカメラ)によって上記対象
物の外形を検出することにより、該検査対象物の外面の
3次元形状を計測してその外面形状を表す形状データを
得るステップと、 (c)上記走査子の上記超音波探触子を用いて上記被検
査対象物の欠陥部を探傷することにより、その探傷結果
を表す探傷データを得るステップと、 (d)上記形状データ、及び、上記探傷データに基づい
て、上記検査対象物内の欠陥部分をリアルタイムで3次
元グラフィック画像として表示するステップの各ステッ
プを含むことを特徴とする超音波探傷検査方法。
2. An ultrasonic flaw detection method for an object to be inspected having a complicated three-dimensional free-form surface, wherein: (a) the ultrasonic probe has at least three or more LEDs mounted on the ultrasonic probe; Scanning the object to be inspected; and (b) detecting the outer shape of the object by detecting the three or more LEDs of the scanner with a position detection device (PSD camera or CCD camera). Measuring the three-dimensional shape of the outer surface to obtain shape data representing the outer surface shape; and (c) flaw-detecting a defect portion of the inspection object using the ultrasonic probe of the scanner. (D) obtaining a three-dimensional graphic image of a defect portion in the inspection object in real time based on the shape data and the flaw detection data. An ultrasonic flaw detection inspection method, comprising the steps of:
【請求項3】上記ステップ(d)で求めた上記被検査対
象物と上記欠陥部分との3次元的な位置関係を表示画面
上に2次元画面への投射画像として3次元グラフィック
画像表示するようにすることを特徴とする特許請求の範
囲第2項記載の超音波探傷検査方法。
3. A three-dimensional graphic image of the three-dimensional positional relationship between the object to be inspected and the defective part obtained in the step (d) is displayed on a display screen as a projected image on a two-dimensional screen. 3. The ultrasonic flaw detection method according to claim 2, wherein:
【請求項4】複雑な3次元自由曲面を有する被検査対象
物の超音波探傷検査方法であって、 (a)該被検査対象物の3次元形状を表す形状データを
記憶装置から入力するステップを有すると共に、 (b)超音波探触子を用いて該被検査対象物を探傷する
ことにより、その欠陥部に対する探傷結果を表す探傷デ
ータを得るステップを有し、該ステップは更に (b1)上記超音波探触子に少なくとも3つ以上のLE
Dを搭載した走査子によって、前記被検査対象物の3次
元形状の外面を走査するサブステップと、 (b2)該走査子の前記LEDからの投射光を位置検知
装置(PSDカメラまたはCCDカメラ)で検出するこ
とにより、前記探触子の先端の位置、及び、姿勢を検出
して、前記入力した形状データにおける前記走査子の位
置を得るサブステップと (b3)前記欠陥部に対する探傷データを前記走査子の
前記被検査対象物の画面上の画像位置に関連させて立体
的にリアルタイムで3次元グラフィック画像として表示
させるサブステップを有し、更に又 (c)上記形状データ、及び、該探傷データに基づい
て、前記被検査対象物内の欠陥部を3次元的にリアルタ
イムで求めるステップの各ステップを含むようにするこ
とを特徴とする超音波探傷検査方法。
4. An ultrasonic flaw inspection method for an object to be inspected having a complicated three-dimensional free-form surface, the method comprising: (a) inputting shape data representing a three-dimensional shape of the object to be inspected from a storage device; And (b) flaw detection of the object to be inspected using an ultrasonic probe to obtain flaw detection data representing a flaw detection result for the defect portion, and the step further includes (b1) At least three or more LEs are provided on the ultrasonic probe.
Sub-step of scanning the outer surface of the three-dimensional object of the object to be inspected by a scanner equipped with D; (b2) a position detection device (a PSD camera or a CCD camera) which detects the projection light from the LED of the scanner And (b3) detecting the position and orientation of the tip of the probe to obtain the position of the scanner in the input shape data. A sub-step of displaying a three-dimensional graphic image in real time in a three-dimensional manner in relation to an image position of the object to be inspected on the screen of the scanner; and (c) the shape data and the flaw detection data Ultrasonic flaw detection, wherein each step of three-dimensionally obtaining a defect in the inspected object in real time based on査方 method.
【請求項5】複雑な3次元自由曲面を有する被検査対象
物の超音波探傷検査装置であって、 (a)超音波探触子に少なくとも3つ以上のLEDを搭
載した走査子によって、上記被検査対象物の外面を走査
する手段と、 (b)該走査子の上記3つ以上のLEDを位置検知装置
(PSDカメラ、又は、CCDカメラ)によって、上記
被検査対象物の外形を検出することにより、該被検査対
象物の3次元形状を計測してその形状を表す形状データ
を得る手段と、 (c)上記手段で得られた形状データに基づいて、探傷
方法を決定する手段とを有することを特徴とする超音波
探傷検査装置。
5. An ultrasonic inspection apparatus for inspecting an object to be inspected having a complicated three-dimensional free-form surface, wherein: (a) the ultrasonic probe has at least three LEDs mounted on the ultrasonic probe; Means for scanning the outer surface of the object to be inspected; and (b) detecting the outer shape of the object to be inspected by using the three or more LEDs of the scanner with a position detecting device (PSD camera or CCD camera). Thereby, means for measuring the three-dimensional shape of the inspection object to obtain shape data representing the shape, and (c) means for determining a flaw detection method based on the shape data obtained by the above means An ultrasonic flaw detector.
【請求項6】複雑な3次元自由曲面を有する被検査対象
物の超音波探傷検査装置であって、 超音波探触子に少なくとも3つ以上のLEDを搭載した
走査子と、 該走査子で上記被検査対象物を走査する手段と、 該走査子で上記3つ以上のLEDからの投射光を検出す
る手段と、 該検出手段からの出力に基づいて、前記被検査対象物の
外面形状を計測してその形状を表す形状データを得る画
像表示手段と、 上記走査子の上記超音波探触子を用いて上記被検査対象
物の欠陥部を探傷することにより、その探傷結果を表す
探傷データを得る画像表示手段と 上記形状データ、及び、前記探傷データに基づいて、前
記被検査対象物内の欠陥部を3次元的にリアルタイムで
求める手段と、 を含むことを特徴とする超音波探傷検査装置。
6. An ultrasonic inspection apparatus for inspecting an inspection object having a complicated three-dimensional free-form surface, comprising: a scanner having at least three or more LEDs mounted on an ultrasonic probe; Means for scanning the object to be inspected, means for detecting the projection light from the three or more LEDs by the scanner, and an outer shape of the object to be inspected based on an output from the detecting means. Image display means for measuring and obtaining shape data representing the shape, and flaw detection data representing the flaw detection result by flaw-detecting a defect portion of the inspection object using the ultrasonic probe of the scanner. And a means for three-dimensionally obtaining a defect portion in the inspection object in real time based on the shape data and the flaw detection data. apparatus.
【請求項7】更に、上記形状データと探傷データの画像
表示を求める手段からの出力に応答して、上記被検査対
象物と上記欠陥部分との3次元的な位置関係を表示画面
上に両者の原点座標及び座標各軸の方向を一致させて2
次元画面への投射による3次元グラフィック画像表示す
る表示手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第6
項記載の超音波探傷検査装置。
7. A three-dimensional positional relationship between the object to be inspected and the defective portion is displayed on a display screen in response to an output from a means for obtaining an image display of the shape data and the flaw detection data. The origin coordinate and the direction of each coordinate axis
6. A display device according to claim 6, further comprising display means for displaying a three-dimensional graphic image by projecting onto a three-dimensional screen.
Ultrasonic testing apparatus according to the above item.
【請求項8】複雑な3次元自由曲面を有する被検査対象
物の超音波探傷検査装置であって、 該被検査対象物の3次元形状を表す形状データを記憶す
る装置と、 超音波探触子と、 該超音波探触子に少なくとも3つ以上のLEDを搭載し
て構成した走査子と、 該走査子によって、上記被検査対象物の3次元形状の外
面を走査する手段と、 上記走査子の前記LEDからの投射光を検出する手段
と、 上記探触子の先端の位置および姿勢を検出して、上記入
力した形状データにおける上記走査子の位置を得る手段
と、 上記超音波探触子を用いて上記被検査対象物を探傷する
ことにより、その欠陥部の探傷結果を表す探傷データを
得る手段と、 上記形状データ、及び、上記探傷データに基づいて、上
記被検査対象物内の欠陥部分を3次元的にリアルタイム
で求める手段と、 上記欠陥部に対する探傷データを上記走査子の前記被検
査対象物の画像上の位置に関連させて立体的にリアルタ
イムで表示させる手段とを含むことを特徴とする超音波
探傷検査装置。
8. An ultrasonic inspection apparatus for inspecting an object having a complicated three-dimensional free-form surface, the apparatus storing shape data representing a three-dimensional shape of the object, and an ultrasonic probe. A scanner configured by mounting at least three or more LEDs on the ultrasonic probe; a unit configured to scan a three-dimensional outer surface of the object to be inspected by the scanner; Means for detecting the projected light from the LED of the probe, means for detecting the position and orientation of the tip of the probe to obtain the position of the scanner in the input shape data, and Means for obtaining flaw detection data representing the flaw detection result of the defective portion by flaw-detecting the flaw-detected object using a probe, based on the shape data, and the flaw-detection data, Defective parts are three-dimensionally real And a means for displaying flaw detection data for the defective portion in three-dimensional real time in association with the position of the scanner on the image of the inspection object. Inspection equipment.
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