JP3061477B2 - 溶接部欠陥検査装置 - Google Patents
溶接部欠陥検査装置Info
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- JP3061477B2 JP3061477B2 JP4139553A JP13955392A JP3061477B2 JP 3061477 B2 JP3061477 B2 JP 3061477B2 JP 4139553 A JP4139553 A JP 4139553A JP 13955392 A JP13955392 A JP 13955392A JP 3061477 B2 JP3061477 B2 JP 3061477B2
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- inspection apparatus
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第１側母材と第２側母
材との間の溶接部に対して溶接線に直交する方向側から
超音波を照射する構成を採って、この照射により反射さ
れる超音波情報に従って溶接部に存在する欠陥種類を検
出する構成を採る溶接部欠陥検査装置に関し、特に、検
査者の主観的判断に頼ることなく客観的に欠陥種類を特
定できるようにする溶接部欠陥検査装置に関するもので
ある。
材との間の溶接部に対して溶接線に直交する方向側から
超音波を照射する構成を採って、この照射により反射さ
れる超音波情報に従って溶接部に存在する欠陥種類を検
出する構成を採る溶接部欠陥検査装置に関し、特に、検
査者の主観的判断に頼ることなく客観的に欠陥種類を特
定できるようにする溶接部欠陥検査装置に関するもので
ある。
【０００２】金属の溶接部分に欠陥が発生するのは避け
られない。これから、金属製品の信頼性を保証するため
に、この溶接部分に発生する欠陥種類を判定可能とする
欠陥検査装置が利用されることになる。このような欠陥
検査装置は、検査者の主観に頼ることなく客観的に欠陥
種類を特定できるようにしていく必要がある。
られない。これから、金属製品の信頼性を保証するため
に、この溶接部分に発生する欠陥種類を判定可能とする
欠陥検査装置が利用されることになる。このような欠陥
検査装置は、検査者の主観に頼ることなく客観的に欠陥
種類を特定できるようにしていく必要がある。
【０００３】
【従来の技術】２つの金属の溶接部に存在する欠陥種類
を検出する方法としては、超音波探傷試験方法が用いら
れている。この超音波探傷試験方法は、溶接部に超音波
をスキャニングしつつ照射する構成を採って、この照射
に応答して反射されてくる欠陥部分からの超音波情報に
従って、溶接部に存在する欠陥種類を検出していくとい
う方法である。
を検出する方法としては、超音波探傷試験方法が用いら
れている。この超音波探傷試験方法は、溶接部に超音波
をスキャニングしつつ照射する構成を採って、この照射
に応答して反射されてくる欠陥部分からの超音波情報に
従って、溶接部に存在する欠陥種類を検出していくとい
う方法である。
【０００４】この超音波探傷試験方法に従う従来の溶接
部欠陥検査装置では、特開昭58-135957 号公報に開示さ
れているように、記録装置上に、平面図、正面図、側面
図を用いて溶接部を３次元的に出力する構成を採って、
欠陥部から反射されてくる超音波情報に従って欠陥部の
存在位置と大きさとを特定すると、この特定した欠陥部
をこれら３面図の対応の存在位置に対応の大きさでもっ
て出力していくことで、溶接部に存在する欠陥情報を記
録装置上に出力する構成を採っていた。
部欠陥検査装置では、特開昭58-135957 号公報に開示さ
れているように、記録装置上に、平面図、正面図、側面
図を用いて溶接部を３次元的に出力する構成を採って、
欠陥部から反射されてくる超音波情報に従って欠陥部の
存在位置と大きさとを特定すると、この特定した欠陥部
をこれら３面図の対応の存在位置に対応の大きさでもっ
て出力していくことで、溶接部に存在する欠陥情報を記
録装置上に出力する構成を採っていた。
【０００５】そして、検査者は、この記録装置上に出力
される欠陥情報に従って、溶接部に存在する欠陥がどの
ような種類のものであるかを過去の経験により判別して
いくという方法を採っていたのである。
される欠陥情報に従って、溶接部に存在する欠陥がどの
ような種類のものであるかを過去の経験により判別して
いくという方法を採っていたのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、検査者の主観的判断に従って溶接部
の欠陥種類が検出されることから、客観性に欠けるとい
う問題点があった。そして、欠陥種類を特定できるベテ
ランの検査者の確保が難しくなってきていることから、
この溶接部の検査処理を正確かつ迅速に実行できないと
いう問題点もあったのである。
うな従来技術では、検査者の主観的判断に従って溶接部
の欠陥種類が検出されることから、客観性に欠けるとい
う問題点があった。そして、欠陥種類を特定できるベテ
ランの検査者の確保が難しくなってきていることから、
この溶接部の検査処理を正確かつ迅速に実行できないと
いう問題点もあったのである。
【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、第１側母材と第２側母材との間の溶接部に対
して溶接線に直交する方向側から超音波を照射する構成
を採って、この照射により反射される超音波情報に従っ
て溶接部に存在する欠陥種類を検出する構成を採る溶接
部欠陥検査装置にあって、検査者の主観的判断に頼るこ
となく客観的に欠陥種類を特定できるようにする新たな
溶接部欠陥検査装置の提供を目的とするものである。
であって、第１側母材と第２側母材との間の溶接部に対
して溶接線に直交する方向側から超音波を照射する構成
を採って、この照射により反射される超音波情報に従っ
て溶接部に存在する欠陥種類を検出する構成を採る溶接
部欠陥検査装置にあって、検査者の主観的判断に頼るこ
となく客観的に欠陥種類を特定できるようにする新たな
溶接部欠陥検査装置の提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理構成
を図示する。図中、１０は溶接対象となる第１側母材、
１１は溶接対象となる第２側母材、１２は溶接部であっ
て、例えば３回の溶接処理により形成される例えば３段
の溶接層に従って、第１側母材１０と第２側母材１１と
を接続するもの、１３は裏当て板であって、溶接部１２
の形成の際に用いられるものである。
を図示する。図中、１０は溶接対象となる第１側母材、
１１は溶接対象となる第２側母材、１２は溶接部であっ
て、例えば３回の溶接処理により形成される例えば３段
の溶接層に従って、第１側母材１０と第２側母材１１と
を接続するもの、１３は裏当て板であって、溶接部１２
の形成の際に用いられるものである。
【０００９】２０は超音波探触子であって、溶接線と垂
直となる溶接部１２の断面に対して超音波を照射すると
ともに、この超音波の照射に応答して反射されてくる溶
接部１２の欠陥部からの超音波を受信するものである。
この超音波探触子２０は、溶接部１２の全断面領域をカ
バーすべく溶接線直交方向に走査されると、規定の長さ
分溶接線方向に移動されて、その移動位置で溶接部１２
の全断面領域をカバーすべく溶接線直交方向に走査され
ていくことを繰り返していくことで、溶接部１２の全体
に対して超音波を照射していくことになる。
直となる溶接部１２の断面に対して超音波を照射すると
ともに、この超音波の照射に応答して反射されてくる溶
接部１２の欠陥部からの超音波を受信するものである。
この超音波探触子２０は、溶接部１２の全断面領域をカ
バーすべく溶接線直交方向に走査されると、規定の長さ
分溶接線方向に移動されて、その移動位置で溶接部１２
の全断面領域をカバーすべく溶接線直交方向に走査され
ていくことを繰り返していくことで、溶接部１２の全体
に対して超音波を照射していくことになる。
【００１０】２１は超音波探傷器であって、超音波探触
子２０の移動制御を実行するとともに、超音波の送信制
御と、伝播距離による超音波パワーの減衰補正も含めた
超音波の受信制御とを実行する。この超音波探傷器２１
は、座標的に見て、溶接部１２を複数の区画部に区画す
る構成を採って、この区画構成に応じて超音波探傷器２
１を制御していくことで、例えば、各区画部から反射さ
れてくる距離補正された超音波パワーの最大値をその区
画部の代表反射超音波パワーとすることで、各区画部の
持つ代表反射超音波パワーを検出していく。
子２０の移動制御を実行するとともに、超音波の送信制
御と、伝播距離による超音波パワーの減衰補正も含めた
超音波の受信制御とを実行する。この超音波探傷器２１
は、座標的に見て、溶接部１２を複数の区画部に区画す
る構成を採って、この区画構成に応じて超音波探傷器２
１を制御していくことで、例えば、各区画部から反射さ
れてくる距離補正された超音波パワーの最大値をその区
画部の代表反射超音波パワーとすることで、各区画部の
持つ代表反射超音波パワーを検出していく。
【００１１】超音波探傷器２１は、好ましくは、座標空
間的に見て、溶接部１２を、溶接線に垂直となる断面に
関して、縦関連方向については、第１側母材１０に隣接
する部分と、第２側母材１１に隣接する部分と、この２
つの部分に挟まれる１つ又は複数の部分とを区別する態
様に従って区画し、一方、横関連方向については、溶接
層数に従って区画する。また、溶接線方向に関しては、
超音波照射の溶接部断面単位でもって区画する。
間的に見て、溶接部１２を、溶接線に垂直となる断面に
関して、縦関連方向については、第１側母材１０に隣接
する部分と、第２側母材１１に隣接する部分と、この２
つの部分に挟まれる１つ又は複数の部分とを区別する態
様に従って区画し、一方、横関連方向については、溶接
層数に従って区画する。また、溶接線方向に関しては、
超音波照射の溶接部断面単位でもって区画する。
【００１２】２２は溶接部１２の欠陥部の欠陥種類を検
出する溶接部欠陥検査装置であって、１つ又は複数の入
力とこの入力に乗算されるべき内部状態値とを受け取っ
て積和を得るとともに、この積和値を規定関数によって
変換して最終出力を得る基本ユニットを基本単位にし
て、この基本ユニットのネットワーク接続から構成され
るネットワーク構成データ処理手段２３と、ネットワー
ク構成データ処理手段２３の持つ内部状態値を管理する
内部状態値管理手段２４とを備える。
出する溶接部欠陥検査装置であって、１つ又は複数の入
力とこの入力に乗算されるべき内部状態値とを受け取っ
て積和を得るとともに、この積和値を規定関数によって
変換して最終出力を得る基本ユニットを基本単位にし
て、この基本ユニットのネットワーク接続から構成され
るネットワーク構成データ処理手段２３と、ネットワー
ク構成データ処理手段２３の持つ内部状態値を管理する
内部状態値管理手段２４とを備える。
【００１３】このネットワーク構成データ処理手段２３
は、超音波探傷器２１による溶接部１２の区画構成に整
合させて、溶接線に垂直となる超音波照射の溶接断面単
位部分を欠陥検出対象領域とする場合には、その検出対
象領域に含まれる区画部の代表反射超音波パワーを入力
する構成を採り、規定の溶接長に含まれる全溶接部分を
欠陥検出対象領域とする場合には、その検出対象領域に
含まれる区画部の代表反射超音波パワーを入力する構成
を採り、規定の溶接長に含まれる特定の溶接部分を欠陥
検出対象領域とする場合には、その検出対象領域に含ま
れる区画部の代表反射超音波パワーを入力する構成を採
る。そして、検出対象となる欠陥種類に整合させて、欠
陥種類の種類情報を出力する構成を採る。
は、超音波探傷器２１による溶接部１２の区画構成に整
合させて、溶接線に垂直となる超音波照射の溶接断面単
位部分を欠陥検出対象領域とする場合には、その検出対
象領域に含まれる区画部の代表反射超音波パワーを入力
する構成を採り、規定の溶接長に含まれる全溶接部分を
欠陥検出対象領域とする場合には、その検出対象領域に
含まれる区画部の代表反射超音波パワーを入力する構成
を採り、規定の溶接長に含まれる特定の溶接部分を欠陥
検出対象領域とする場合には、その検出対象領域に含ま
れる区画部の代表反射超音波パワーを入力する構成を採
る。そして、検出対象となる欠陥種類に整合させて、欠
陥種類の種類情報を出力する構成を採る。
【００１４】２５は教師信号管理装置であって、ネット
ワーク構成データ処理手段２３を溶接部欠陥検査装置２
２として構築するときに必要となる教師信号を管理す
る。この管理される教師信号は、溶接部１２に存在する
可能性のある各種の欠陥と、その欠陥が存在するときに
溶接部１２の欠陥検出対象領域の各区画部が示す代表反
射超音波パワーとの対データからなるものであって、こ
の内の代表反射超音波パワーが入力側提示教師信号とな
り、欠陥種類が出力側提示教師信号となる。
ワーク構成データ処理手段２３を溶接部欠陥検査装置２
２として構築するときに必要となる教師信号を管理す
る。この管理される教師信号は、溶接部１２に存在する
可能性のある各種の欠陥と、その欠陥が存在するときに
溶接部１２の欠陥検出対象領域の各区画部が示す代表反
射超音波パワーとの対データからなるものであって、こ
の内の代表反射超音波パワーが入力側提示教師信号とな
り、欠陥種類が出力側提示教師信号となる。
【００１５】２６は学習処理装置であって、バックプロ
パゲーション法等に従って、教師信号管理装置２５の管
理する入力提示側教師信号をネットワーク構成データ処
理手段２３に入力するときに、このネットワーク構成デ
ータ処理手段２３から対となる出力提示側教師信号が出
力されることになるようにと、ネットワーク構成データ
処理手段２３の持つ内部状態値を学習するものである。
パゲーション法等に従って、教師信号管理装置２５の管
理する入力提示側教師信号をネットワーク構成データ処
理手段２３に入力するときに、このネットワーク構成デ
ータ処理手段２３から対となる出力提示側教師信号が出
力されることになるようにと、ネットワーク構成データ
処理手段２３の持つ内部状態値を学習するものである。
【００１６】２７はデータ前処理器であって、学習処理
装置２６がネットワーク構成データ処理手段２３に与え
る入力データと同一の入力構成となるようにと、超音波
探傷器２１により検出された各区画部の示す代表反射超
音波パワーを整列させてネットワーク構成データ処理手
段２３に入力していくものである。
装置２６がネットワーク構成データ処理手段２３に与え
る入力データと同一の入力構成となるようにと、超音波
探傷器２１により検出された各区画部の示す代表反射超
音波パワーを整列させてネットワーク構成データ処理手
段２３に入力していくものである。
【００１７】
【作用】本発明では、学習処理装置２６は、教師信号管
理装置２５の管理する入力提示側教師信号の代表反射超
音波パワーをネットワーク構成データ処理手段２３に入
力するときに、このネットワーク構成データ処理手段２
３から対となる出力提示側教師信号の欠陥種類情報が出
力されることになるようにと、ネットワーク構成データ
処理手段２３の持つ内部状態値を学習する。
理装置２５の管理する入力提示側教師信号の代表反射超
音波パワーをネットワーク構成データ処理手段２３に入
力するときに、このネットワーク構成データ処理手段２
３から対となる出力提示側教師信号の欠陥種類情報が出
力されることになるようにと、ネットワーク構成データ
処理手段２３の持つ内部状態値を学習する。
【００１８】この後、ネットワーク構成データ処理手段
２３は、データ前処理器２７を介して、溶接部１２の各
区画部の示す代表反射超音波パワーが入力されてくる
と、この入力されてくる代表反射超音波パワーの表示す
る欠陥種類情報を出力するように動作することで、溶接
部欠陥検査装置２２として機能していく。
２３は、データ前処理器２７を介して、溶接部１２の各
区画部の示す代表反射超音波パワーが入力されてくる
と、この入力されてくる代表反射超音波パワーの表示す
る欠陥種類情報を出力するように動作することで、溶接
部欠陥検査装置２２として機能していく。
【００１９】この構成に従って、本発明では、検査者の
主観的判断に頼ることなく客観的に欠陥種類を特定でき
るようになるのである。第１側母材１０と第２側母材１
１との間を複数回の溶接回数に従って溶接していくこと
で溶接部１２を形成する場合、第１側母材１０と溶接部
１２との間の境界部分と、第２側母材１１と溶接部１２
との間の境界部分と、重ね合わせていく溶接層の隣接す
る境界部分で欠陥が発生し易い。
主観的判断に頼ることなく客観的に欠陥種類を特定でき
るようになるのである。第１側母材１０と第２側母材１
１との間を複数回の溶接回数に従って溶接していくこと
で溶接部１２を形成する場合、第１側母材１０と溶接部
１２との間の境界部分と、第２側母材１１と溶接部１２
との間の境界部分と、重ね合わせていく溶接層の隣接す
る境界部分で欠陥が発生し易い。
【００２０】これから、本発明では、溶接部１２を、溶
接線に垂直となる溶接断面に関して、縦関連方向につい
ては、第１側母材１０に隣接する部分と、第２側母材１
１に隣接する部分と、この２つの部分に挟まれる１つ又
は複数の部分とを区別する態様に従って区画し、一方、
横関連方向については、溶接層数に応じて区画する構成
を採って、この区画構成に従って、ネットワーク構成デ
ータ処理手段２３が溶接部１２に存在する欠陥種類を検
出していくように構築していく構成を採る。
接線に垂直となる溶接断面に関して、縦関連方向につい
ては、第１側母材１０に隣接する部分と、第２側母材１
１に隣接する部分と、この２つの部分に挟まれる１つ又
は複数の部分とを区別する態様に従って区画し、一方、
横関連方向については、溶接層数に応じて区画する構成
を採って、この区画構成に従って、ネットワーク構成デ
ータ処理手段２３が溶接部１２に存在する欠陥種類を検
出していくように構築していく構成を採る。
【００２１】この構成に従って、本発明では、溶接部１
２に存在する欠陥種類を正確に特定できるようになるの
である。
２に存在する欠陥種類を正確に特定できるようになるの
である。
【００２２】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図２に、Ａ側母材１０ａとＢ側母材１１ａという２
つの母材を溶接するときの溶接処理の説明図を図示す
る。
る。図２に、Ａ側母材１０ａとＢ側母材１１ａという２
つの母材を溶接するときの溶接処理の説明図を図示す
る。
【００２３】２つの母材を溶接するときには、図２
（ａ）に示すように、一方の母材（この図の例ではＡ側
母材１０ａ）の溶接面を直角に切断するとともに、一方
の母材（この図の例ではＢ側母材１１ａ）の溶接面を斜
めに切断してから、この２つの母材を裏当て板１３上に
規定の距離離してセッチングし、続いて、図２（ｂ）に
示すように、この２つの母材に設けられる空間に、例え
ば、１層目、２層目、３層目というように３段階で溶接
を行って溶接部１２を形成していくことで、図２（ｃ）
に示すように、この溶接部１２を介して２つの母材を接
合していくように処理するものである。
（ａ）に示すように、一方の母材（この図の例ではＡ側
母材１０ａ）の溶接面を直角に切断するとともに、一方
の母材（この図の例ではＢ側母材１１ａ）の溶接面を斜
めに切断してから、この２つの母材を裏当て板１３上に
規定の距離離してセッチングし、続いて、図２（ｂ）に
示すように、この２つの母材に設けられる空間に、例え
ば、１層目、２層目、３層目というように３段階で溶接
を行って溶接部１２を形成していくことで、図２（ｃ）
に示すように、この溶接部１２を介して２つの母材を接
合していくように処理するものである。
【００２４】図３に、このように形成される溶接部１２
の欠陥検査を行う溶接部欠陥検査システムのシステム構
成を図示する。図中、２０は図１でも説明した超音波探
触子であって、溶接線と垂直となる溶接部１２の断面に
対して超音波を照射するとともに、この超音波の照射に
応答して反射されてくる溶接部１２の欠陥部からの超音
波を受信するもの、３０は自動又は手動により駆動され
るＸＹテーブルであって、超音波探触子２０を溶接線方
向（Ｘ方向）と溶接線直交方向（Ｙ方向）とに移動させ
るもの、３１は溶接部欠陥検査装置であって、超音波探
触子２０の超音波の送受信制御を実行するとともに、超
音波探触子２０の受信する反射超音波情報から溶接部１
２に存在する欠陥種類を自動的に検出するもの、３２は
溶接部欠陥検査装置３１の備えるコンソールである。
の欠陥検査を行う溶接部欠陥検査システムのシステム構
成を図示する。図中、２０は図１でも説明した超音波探
触子であって、溶接線と垂直となる溶接部１２の断面に
対して超音波を照射するとともに、この超音波の照射に
応答して反射されてくる溶接部１２の欠陥部からの超音
波を受信するもの、３０は自動又は手動により駆動され
るＸＹテーブルであって、超音波探触子２０を溶接線方
向（Ｘ方向）と溶接線直交方向（Ｙ方向）とに移動させ
るもの、３１は溶接部欠陥検査装置であって、超音波探
触子２０の超音波の送受信制御を実行するとともに、超
音波探触子２０の受信する反射超音波情報から溶接部１
２に存在する欠陥種類を自動的に検出するもの、３２は
溶接部欠陥検査装置３１の備えるコンソールである。
【００２５】この溶接部欠陥検査装置３１は、座標的に
見て溶接部１２を複数の区画部に区画するとともに、各
区画部から反射されてくる超音波パワーの代表値を検出
する構成を採って、その検出する代表反射超音波パワー
を用いて溶接部１２に存在する各種の欠陥を検出してい
くように処理するものである。
見て溶接部１２を複数の区画部に区画するとともに、各
区画部から反射されてくる超音波パワーの代表値を検出
する構成を採って、その検出する代表反射超音波パワー
を用いて溶接部１２に存在する各種の欠陥を検出してい
くように処理するものである。
【００２６】図４に、溶接部欠陥検査装置３１により区
画されることになる溶接線に垂直となる溶接部１２の断
面に関しての区画構成の一実施例を図示する。この実施
例では、溶接線に垂直となる断面に関して、縦関連方向
については、図４（ａ）に示すように、２本の区画線
（図中の破線のもの）に従って、Ａ側母材１０ａに隣接
する部分（以下、図中でＡでもって示すことがある）
と、Ｂ側母材１１ａに隣接する部分（以下、図中でＢで
もって示すことがある）と、この２つの部分に挟まれる
部分（以下、図中でＤでもって示すことがある）とが区
別されるように区画され、そして、横関連方向について
は、図４（ｂ）に示すように、４本の区画線（図中の破
線のもの）に従って、第１層目の溶接層と裏当て板１３
との間の境界部分と、第１層目の溶接層と第２層目の溶
接層との間の境界部分と、第２層目の溶接層の中間部分
と、第２層目の溶接層と第３層目の溶接層との間の境界
部分と、第３層目の溶接層の中間部分とが区別されるよ
うに区画されることになる。
画されることになる溶接線に垂直となる溶接部１２の断
面に関しての区画構成の一実施例を図示する。この実施
例では、溶接線に垂直となる断面に関して、縦関連方向
については、図４（ａ）に示すように、２本の区画線
（図中の破線のもの）に従って、Ａ側母材１０ａに隣接
する部分（以下、図中でＡでもって示すことがある）
と、Ｂ側母材１１ａに隣接する部分（以下、図中でＢで
もって示すことがある）と、この２つの部分に挟まれる
部分（以下、図中でＤでもって示すことがある）とが区
別されるように区画され、そして、横関連方向について
は、図４（ｂ）に示すように、４本の区画線（図中の破
線のもの）に従って、第１層目の溶接層と裏当て板１３
との間の境界部分と、第１層目の溶接層と第２層目の溶
接層との間の境界部分と、第２層目の溶接層の中間部分
と、第２層目の溶接層と第３層目の溶接層との間の境界
部分と、第３層目の溶接層の中間部分とが区別されるよ
うに区画されることになる。
【００２７】このようにして、図４に示す区画構成に従
って、溶接部１２は、図５に示すように、溶接線に垂直
となる溶接断面に関して、１５個の区画種別で区画され
るようになるのである。ここで、縦関連方向を区画する
区画線は、必ずしもいずれかの溶接面に平行である必要
はなく、また直線である必要もない。そして、横関連方
向を区画する区画線は、必ずしも溶接面に直交する横方
向である必要はなく、また直線である必要もない。
って、溶接部１２は、図５に示すように、溶接線に垂直
となる溶接断面に関して、１５個の区画種別で区画され
るようになるのである。ここで、縦関連方向を区画する
区画線は、必ずしもいずれかの溶接面に平行である必要
はなく、また直線である必要もない。そして、横関連方
向を区画する区画線は、必ずしも溶接面に直交する横方
向である必要はなく、また直線である必要もない。
【００２８】一方、溶接部１２は、溶接線方向に関して
は、超音波照射の溶接部断面単位でもって区画される構
成が採られる。すなわち、超音波照射が溶接線方向に関
して例えば１ｍｍ幅で実行される構成が採られるときに
は、ＸＹテーブル３０は、超音波探触子２０を溶接線直
交方向（Ｙ方向）に移動することで、あるＸ座標位置で
の溶接部１２の全断面領域に対して超音波を照射する
と、続いて、超音波探触子２０を溶接線方向（Ｘ方向）
に１ｍｍ分移動して、その移動位置のＸ座標位置で、再
び超音波探触子２０を溶接線直交方向（Ｙ方向）に移動
していくことを繰り返していくことで、溶接部欠陥検査
装置３１により区画されることになる溶接線方向の区画
を超音波照射の溶接部断面単位でもって実現するのであ
る。
は、超音波照射の溶接部断面単位でもって区画される構
成が採られる。すなわち、超音波照射が溶接線方向に関
して例えば１ｍｍ幅で実行される構成が採られるときに
は、ＸＹテーブル３０は、超音波探触子２０を溶接線直
交方向（Ｙ方向）に移動することで、あるＸ座標位置で
の溶接部１２の全断面領域に対して超音波を照射する
と、続いて、超音波探触子２０を溶接線方向（Ｘ方向）
に１ｍｍ分移動して、その移動位置のＸ座標位置で、再
び超音波探触子２０を溶接線直交方向（Ｙ方向）に移動
していくことを繰り返していくことで、溶接部欠陥検査
装置３１により区画されることになる溶接線方向の区画
を超音波照射の溶接部断面単位でもって実現するのであ
る。
【００２９】このように溶接部１２を区画する構成を採
るときにあって、溶接部欠陥検査装置３１は、以下に説
明する手順に従って、各区画部の示す代表反射超音波パ
ワーを検出する構成を採ることになる。すなわち、図６
に示すように、超音波探触子２０が溶接部１２の全断面
領域に超音波を照射すべく溶接線直交方向（図３のＹ方
向）に移動されるときにあって、溶接部１２の欠陥部分
から反射されてくる超音波を受け取ると、超音波照射角
度θとＹ座標位置とその超音波の往復時間とから、予め
想定したどの区画部からの反射超音波パワーであるのか
を特定していく構成を採る。そして、各区画部毎に、反
射超音波パワーの最大パワーを特定して、その特定した
最大反射超音波パワーをその区画部から反射されてくる
代表反射超音波パワーとして検出していくことで、各区
画部の示す代表反射超音波パワーを検出する構成を採る
のである。なお、最大パワーではなくて、平均パワー等
を用いることも可能である。
るときにあって、溶接部欠陥検査装置３１は、以下に説
明する手順に従って、各区画部の示す代表反射超音波パ
ワーを検出する構成を採ることになる。すなわち、図６
に示すように、超音波探触子２０が溶接部１２の全断面
領域に超音波を照射すべく溶接線直交方向（図３のＹ方
向）に移動されるときにあって、溶接部１２の欠陥部分
から反射されてくる超音波を受け取ると、超音波照射角
度θとＹ座標位置とその超音波の往復時間とから、予め
想定したどの区画部からの反射超音波パワーであるのか
を特定していく構成を採る。そして、各区画部毎に、反
射超音波パワーの最大パワーを特定して、その特定した
最大反射超音波パワーをその区画部から反射されてくる
代表反射超音波パワーとして検出していくことで、各区
画部の示す代表反射超音波パワーを検出する構成を採る
のである。なお、最大パワーではなくて、平均パワー等
を用いることも可能である。
【００３０】溶接部欠陥検査装置３１は、このようにし
て特定する各区画部の示す代表反射超音波パワーを用い
て溶接部１２に存在する欠陥の種類を検出していくよう
処理するのであるが、欠陥部分から反射されてくる反射
超音波パワーは、超音波探触子２０と欠陥部分との距離
によって大きく異なることになる。そこで、この不都合
を解消するために、溶接部欠陥検査装置３１は、図７に
示すように、距離と反射超音波パワーとの補正データを
管理する構成を採って、この補正データに従って受け取
った反射超音波パワーを規定の規格距離での反射超音波
パワーに補正してから、各区画部の示す代表反射超音波
パワーを特定していくように処理する構成を採るもので
ある。
て特定する各区画部の示す代表反射超音波パワーを用い
て溶接部１２に存在する欠陥の種類を検出していくよう
処理するのであるが、欠陥部分から反射されてくる反射
超音波パワーは、超音波探触子２０と欠陥部分との距離
によって大きく異なることになる。そこで、この不都合
を解消するために、溶接部欠陥検査装置３１は、図７に
示すように、距離と反射超音波パワーとの補正データを
管理する構成を採って、この補正データに従って受け取
った反射超音波パワーを規定の規格距離での反射超音波
パワーに補正してから、各区画部の示す代表反射超音波
パワーを特定していくように処理する構成を採るもので
ある。
【００３１】次に、この溶接部欠陥検査装置３１が採る
溶接部１２の区画構成の構成理由について説明する。図
２に示したような溶接処理に従う場合、図８（ａ）に示
すように、第１層目の溶接層とＡ側母材１０ａとの間の
境界部分に残留ルートが残るＡ側残留ルートと呼ばれる
欠陥が発生する。また、図８（ｂ）に示すように、第１
層目の溶接層とＢ側母材１１ａとの間の境界部分に残留
ルートが残るＢ側残留ルートと呼ばれる欠陥が発生す
る。また、図８（ｃ）に示すように、第２層目の溶接層
とＡ側母材１０ａとの間を中心とする境界部分に融合不
良がでるＡ側融合不良と呼ばれる欠陥が発生する。
溶接部１２の区画構成の構成理由について説明する。図
２に示したような溶接処理に従う場合、図８（ａ）に示
すように、第１層目の溶接層とＡ側母材１０ａとの間の
境界部分に残留ルートが残るＡ側残留ルートと呼ばれる
欠陥が発生する。また、図８（ｂ）に示すように、第１
層目の溶接層とＢ側母材１１ａとの間の境界部分に残留
ルートが残るＢ側残留ルートと呼ばれる欠陥が発生す
る。また、図８（ｃ）に示すように、第２層目の溶接層
とＡ側母材１０ａとの間を中心とする境界部分に融合不
良がでるＡ側融合不良と呼ばれる欠陥が発生する。
【００３２】また、図９（ａ）に示すように、第２層目
の溶接層とＢ側母材１１ａとの間を中心とする境界部分
に融合不良がでるＢ側融合不良と呼ばれる欠陥が発生す
る。また、図９（ｂ）に示すように、第１層目の溶接層
とＡ側母材１０ａ／Ｂ側母材１１ａとの間の境界部分に
残留ルートが残る両側残留ルートと呼ばれる欠陥が発生
する。また、図９（ｃ）に示すように、溶接前のＡ側母
材１０ａとＢ側母材１１ａのセッチング距離が近過ぎた
ために第１層目の溶接層に発生する残留ルートギャップ
不良と呼ばれる欠陥が発生する。
の溶接層とＢ側母材１１ａとの間を中心とする境界部分
に融合不良がでるＢ側融合不良と呼ばれる欠陥が発生す
る。また、図９（ｂ）に示すように、第１層目の溶接層
とＡ側母材１０ａ／Ｂ側母材１１ａとの間の境界部分に
残留ルートが残る両側残留ルートと呼ばれる欠陥が発生
する。また、図９（ｃ）に示すように、溶接前のＡ側母
材１０ａとＢ側母材１１ａのセッチング距離が近過ぎた
ために第１層目の溶接層に発生する残留ルートギャップ
不良と呼ばれる欠陥が発生する。
【００３３】また、図１０（ａ）に示すように、凝固時
の冷却速度が速すぎるために第１層目の溶接層を中心と
する中央部分が図１０（ｂ）に示すように割れる凝固割
れと呼ばれる欠陥が発生する。また、図１０（ｃ）に示
すように、第２層目の溶接層とＢ側母材１１ａとの間を
中心とする境界部分に図１０（ｄ）に示すように溶接用
添加物が取り残されるスラグ巻き込みと呼ばれる欠陥が
発生する。
の冷却速度が速すぎるために第１層目の溶接層を中心と
する中央部分が図１０（ｂ）に示すように割れる凝固割
れと呼ばれる欠陥が発生する。また、図１０（ｃ）に示
すように、第２層目の溶接層とＢ側母材１１ａとの間を
中心とする境界部分に図１０（ｄ）に示すように溶接用
添加物が取り残されるスラグ巻き込みと呼ばれる欠陥が
発生する。
【００３４】また、図１１（ａ）に示すように、各溶接
層の中央部分に炭酸ガスの孔が図１１（ｂ）に示すよう
に孤立的に取り残されるピンホールと呼ばれる欠陥が発
生する。また、図１１（ｃ）に示すように、各溶接層の
中央部分に炭酸ガスの孔が図１１（ｄ）に示すように集
合的に取り残されるブローホールと呼ばれる欠陥が発生
する。
層の中央部分に炭酸ガスの孔が図１１（ｂ）に示すよう
に孤立的に取り残されるピンホールと呼ばれる欠陥が発
生する。また、図１１（ｃ）に示すように、各溶接層の
中央部分に炭酸ガスの孔が図１１（ｄ）に示すように集
合的に取り残されるブローホールと呼ばれる欠陥が発生
する。
【００３５】このように、図２に示すような溶接処理に
従う場合、溶接線に垂直となる溶接断面に関して、縦関
連方向については、溶接部１２とＡ側母材１０ａとの間
の境界部分と、溶接部１２とＢ側母材１１ａとの間の境
界部分と、この２つの境界部分に挟まれる中央部分とで
欠陥が発生するとともに、横関連方向については、主
に、第１層の溶接層と裏当て板１３との境界部分と、第
１層の溶接層と第２層の溶接層との間の境界部分と、第
２層の溶接層と第３層の溶接層との間の境界部分とで欠
陥が発生する。これから、溶接部欠陥検査装置３１は、
溶接線に垂直となる溶接断面に関して、溶接部１２に存
在する各種の欠陥の持つ欠陥パターンの検出を実現すべ
く、図５に示すような１５個の区画種別でもって区画し
ていく構成を採ったのである。
従う場合、溶接線に垂直となる溶接断面に関して、縦関
連方向については、溶接部１２とＡ側母材１０ａとの間
の境界部分と、溶接部１２とＢ側母材１１ａとの間の境
界部分と、この２つの境界部分に挟まれる中央部分とで
欠陥が発生するとともに、横関連方向については、主
に、第１層の溶接層と裏当て板１３との境界部分と、第
１層の溶接層と第２層の溶接層との間の境界部分と、第
２層の溶接層と第３層の溶接層との間の境界部分とで欠
陥が発生する。これから、溶接部欠陥検査装置３１は、
溶接線に垂直となる溶接断面に関して、溶接部１２に存
在する各種の欠陥の持つ欠陥パターンの検出を実現すべ
く、図５に示すような１５個の区画種別でもって区画し
ていく構成を採ったのである。
【００３６】溶接部欠陥検査装置３１は、上述の処理手
順に従って各区画部の示す代表反射超音波パワーを検出
すると、図１で説明したように、ネットワーク構成デー
タ処理機能を用いて、溶接部１２に存在する図８ないし
図１１で説明したような欠陥種類を検出していくよう処
理することになる。
順に従って各区画部の示す代表反射超音波パワーを検出
すると、図１で説明したように、ネットワーク構成デー
タ処理機能を用いて、溶接部１２に存在する図８ないし
図１１で説明したような欠陥種類を検出していくよう処
理することになる。
【００３７】図１２に、溶接部欠陥検査装置３１が溶接
線に垂直となる超音波照射の溶接断面単位部分を欠陥検
出対象領域とするときに用いるネットワーク構成データ
処理機能の一実施例を図示する。この実施例では、ネッ
トワーク構成データ処理機能として、階層ネットワーク
構成データ処理手段２３ａを用いている。
線に垂直となる超音波照射の溶接断面単位部分を欠陥検
出対象領域とするときに用いるネットワーク構成データ
処理機能の一実施例を図示する。この実施例では、ネッ
トワーク構成データ処理機能として、階層ネットワーク
構成データ処理手段２３ａを用いている。
【００３８】この実施例の階層ネットワーク構成データ
処理手段２３ａは、入力信号を受け取って分配する入力
ユニット１の１５個から構成される入力層（以下、ｈ層
として記号化する）と、この入力層の後段に位置して、
各入力ユニット１の出力する出力信号と、その出力信号
に乗算されるべき内部状態値とを受け取って積和を算出
するとともに、その積和値を閾値関数で変換して最終出
力を得る基本ユニット２の１０個から構成される中間層
（以下、ｉ層として記号化する）と、この中間層の後段
に位置して、中間層の各基本ユニット２の出力する出力
信号と、その出力信号に乗算されるべき内部状態値とを
受け取って積和を算出するとともに、その積和値を閾値
関数で変換して最終出力を得る基本ユニット２の１０個
から構成される出力層（以下、ｊ層として記号化する）
とから構成され、１５個の入力ユニット１の各々には、
図５に示した各区画部の示す代表反射超音波パワー（０
からの１の値域にスケーリングされる）が入力されると
ともに、これから説明する学習処理に従って、出力層の
１０個の基本ユニット２からは、図８ないし図１１で説
明した１０種類の欠陥種類情報が出力される構成が採ら
れることになる。
処理手段２３ａは、入力信号を受け取って分配する入力
ユニット１の１５個から構成される入力層（以下、ｈ層
として記号化する）と、この入力層の後段に位置して、
各入力ユニット１の出力する出力信号と、その出力信号
に乗算されるべき内部状態値とを受け取って積和を算出
するとともに、その積和値を閾値関数で変換して最終出
力を得る基本ユニット２の１０個から構成される中間層
（以下、ｉ層として記号化する）と、この中間層の後段
に位置して、中間層の各基本ユニット２の出力する出力
信号と、その出力信号に乗算されるべき内部状態値とを
受け取って積和を算出するとともに、その積和値を閾値
関数で変換して最終出力を得る基本ユニット２の１０個
から構成される出力層（以下、ｊ層として記号化する）
とから構成され、１５個の入力ユニット１の各々には、
図５に示した各区画部の示す代表反射超音波パワー（０
からの１の値域にスケーリングされる）が入力されると
ともに、これから説明する学習処理に従って、出力層の
１０個の基本ユニット２からは、図８ないし図１１で説
明した１０種類の欠陥種類情報が出力される構成が採ら
れることになる。
【００３９】なお、図３の実施例構成に従う場合、階層
ネットワーク構成データ処理手段２３ａに入力されるべ
き代表反射超音波パワーを同時に収集することができな
いことから、溶接部欠陥検査装置３１は、この代表反射
超音波パワーの収集が完了した時点で、階層ネットワー
ク構成データ処理手段２３ａに対して入力していくよう
処理することになる。
ネットワーク構成データ処理手段２３ａに入力されるべ
き代表反射超音波パワーを同時に収集することができな
いことから、溶接部欠陥検査装置３１は、この代表反射
超音波パワーの収集が完了した時点で、階層ネットワー
ク構成データ処理手段２３ａに対して入力していくよう
処理することになる。
【００４０】階層ネットワーク構成データ処理手段２３
ａは、このような階層ネットワーク構造に従って、入力
信号に対応する出力信号を算出して出力していくことに
なるが、このデータ変換機能は、階層ネットワーク構造
の持つ上述の内部状態値により規定されることになる。
そして、この内部状態値の設定は、図１で説明した学習
処理装置２６が、データ処理目的にかなう複数の入出力
信号対データが与えられるときに、その入出力信号対デ
ータを教師信号として用いて、入力側提示教師信号を階
層ネットワーク構成データ処理手段２３ａに入力すると
きに、階層ネットワーク構成データ処理手段２３ａから
対となる出力提示側教師信号が出力されることになるよ
うにと学習することでもって実行されるものである。
ａは、このような階層ネットワーク構造に従って、入力
信号に対応する出力信号を算出して出力していくことに
なるが、このデータ変換機能は、階層ネットワーク構造
の持つ上述の内部状態値により規定されることになる。
そして、この内部状態値の設定は、図１で説明した学習
処理装置２６が、データ処理目的にかなう複数の入出力
信号対データが与えられるときに、その入出力信号対デ
ータを教師信号として用いて、入力側提示教師信号を階
層ネットワーク構成データ処理手段２３ａに入力すると
きに、階層ネットワーク構成データ処理手段２３ａから
対となる出力提示側教師信号が出力されることになるよ
うにと学習することでもって実行されるものである。
【００４１】この内部状態値の学習処理は、具体的に
は、先ず最初に、入力側提示教師信号を与えるときに出
力される出力信号ｙpj（ｐは教師信号の識別記号、ｊは
出力層の識別記号である）と、その出力信号ｙpjのとる
べき信号値である出力側提示教師信号ｄpjとの差分値
〔ｄpj−ｙpj〕を算出し、次に、 αpj＝ｙpj（１−ｙpj)(ｄpj−ｙpj） を算出し、続いて、 ΔＷji(t) ＝εΣαpjｙpi＋ζΔＷji(t-1) 但し、ｔ ：学習回数 ｙpi：ｉ層の出力信号 に従って、ｉ層ーｊ層間の内部状態値の更新量ΔＷ
ji(t) を算出する。
は、先ず最初に、入力側提示教師信号を与えるときに出
力される出力信号ｙpj（ｐは教師信号の識別記号、ｊは
出力層の識別記号である）と、その出力信号ｙpjのとる
べき信号値である出力側提示教師信号ｄpjとの差分値
〔ｄpj−ｙpj〕を算出し、次に、 αpj＝ｙpj（１−ｙpj)(ｄpj−ｙpj） を算出し、続いて、 ΔＷji(t) ＝εΣαpjｙpi＋ζΔＷji(t-1) 但し、ｔ ：学習回数 ｙpi：ｉ層の出力信号 に従って、ｉ層ーｊ層間の内部状態値の更新量ΔＷ
ji(t) を算出する。
【００４２】そして、続いて、算出したαpjを用いて、
先ず最初に、 βpi＝ｙpi（１−ｙpi）ΣαpjΔＷji(t-1) を算出し、次に、 ΔＷih(t) ＝εΣβpiｙph＋ζΔＷih(t-1) 但し、ｙph：ｈ層の出力信号 に従って、ｈ層ーｉ層間の内部状態値の更新量ΔＷ
ih(t) を算出する。
先ず最初に、 βpi＝ｙpi（１−ｙpi）ΣαpjΔＷji(t-1) を算出し、次に、 ΔＷih(t) ＝εΣβpiｙph＋ζΔＷih(t-1) 但し、ｙph：ｈ層の出力信号 に従って、ｈ層ーｉ層間の内部状態値の更新量ΔＷ
ih(t) を算出する。
【００４３】そして、この算出した更新量ΔＷji(t),Δ
Ｗih(t) に従って、次の更新サイクルのための内部状態
値 Ｗji(t) ＝Ｗji(t-1) ＋ΔＷji(t) Ｗih(t) ＝Ｗih(t-1) ＋ΔＷih(t) を決定していく方法を繰り返していくことで、教師信号
の入出力信号関係が実現できるようにと内部状態値を学
習していくことで実行されることになる。
Ｗih(t) に従って、次の更新サイクルのための内部状態
値 Ｗji(t) ＝Ｗji(t-1) ＋ΔＷji(t) Ｗih(t) ＝Ｗih(t-1) ＋ΔＷih(t) を決定していく方法を繰り返していくことで、教師信号
の入出力信号関係が実現できるようにと内部状態値を学
習していくことで実行されることになる。
【００４４】次に、図１３ないし図１５に示す実験デー
タに従って、図１２に示す階層ネットワーク構成データ
処理手段２３ａを用いる溶接部欠陥検査装置３１が、実
際に、溶接部１２に存在する欠陥の欠陥種類を検出する
能力を有することについて説明する。
タに従って、図１２に示す階層ネットワーク構成データ
処理手段２３ａを用いる溶接部欠陥検査装置３１が、実
際に、溶接部１２に存在する欠陥の欠陥種類を検出する
能力を有することについて説明する。
【００４５】この実験は、規定の欠陥種類を持つ溶接テ
ストピースを用意し、この溶接テストピースから溶接部
１２の各区画部の示す代表反射超音波パワーをサンプリ
ングして、このサンプリングした代表反射超音波パワー
とそれが示す欠陥種類情報とを教師信号として用いて、
階層ネットワーク構成データ処理手段２３ａの内部状態
値を学習していって、この学習処理により、所望のもの
に学習できるものの割合がどの程度にあるかをチェック
していくことで行った。
ストピースを用意し、この溶接テストピースから溶接部
１２の各区画部の示す代表反射超音波パワーをサンプリ
ングして、このサンプリングした代表反射超音波パワー
とそれが示す欠陥種類情報とを教師信号として用いて、
階層ネットワーク構成データ処理手段２３ａの内部状態
値を学習していって、この学習処理により、所望のもの
に学習できるものの割合がどの程度にあるかをチェック
していくことで行った。
【００４６】すなわち、Ａ側残留ルートを持つ複数の溶
接テストピースと、Ｂ側残留ルートを持つ複数の溶接テ
ストピースと、Ａ側融合不良を持つ複数の溶接テストピ
ースと、Ｂ側融合不良を持つ複数の溶接テストピース
と、残留ルートギャップ不良を持つ複数の溶接テストピ
ースと、凝固割れを持つ複数の溶接テストピースと、ス
ラグ巻き込みを持つ複数の溶接テストピースと、ピンホ
ールを持つ複数の溶接テストピースと、ブローホールを
持つ複数の溶接テストピースとを用意して、先ず最初
に、この各々の溶接テストピースから、上述の１５個の
区画部（超音波照射幅に合わせて、約１ｍｍの溶接線長
を持つ）の示す代表反射超音波パワーを複数組みサンプ
リングする。
接テストピースと、Ｂ側残留ルートを持つ複数の溶接テ
ストピースと、Ａ側融合不良を持つ複数の溶接テストピ
ースと、Ｂ側融合不良を持つ複数の溶接テストピース
と、残留ルートギャップ不良を持つ複数の溶接テストピ
ースと、凝固割れを持つ複数の溶接テストピースと、ス
ラグ巻き込みを持つ複数の溶接テストピースと、ピンホ
ールを持つ複数の溶接テストピースと、ブローホールを
持つ複数の溶接テストピースとを用意して、先ず最初
に、この各々の溶接テストピースから、上述の１５個の
区画部（超音波照射幅に合わせて、約１ｍｍの溶接線長
を持つ）の示す代表反射超音波パワーを複数組みサンプ
リングする。
【００４７】図１６に、Ａ側残留ルートを持つ溶接テス
トピースからサンプリングされた２組みの代表反射超音
波パワー、図１７に、Ｂ側残留ルートを持つ溶接テスト
ピースからサンプリングされた２組みの代表反射超音波
パワー、図１８に、Ａ側融合不良を持つ溶接テストピー
スからサンプリングされた２組みの代表反射超音波パワ
ー、図１９に、Ｂ側融合不良を持つ溶接テストピースか
らサンプリングされた２組みの代表反射超音波パワー、
図２０に、残留ルートギャップ不良を持つ溶接テストピ
ースからサンプリングされた２組みの代表反射超音波パ
ワー、図２１に、凝固割れを持つ溶接テストピースから
サンプリングされた２組みの代表反射超音波パワー、図
２２に、スラグ巻き込みを持つ溶接テストピースからサ
ンプリングされた２組みの代表反射超音波パワー、図２
３に、ピンホールを持つ溶接テストピースからサンプリ
ングされた２組みの代表反射超音波パワー、図２４に、
ブローホールを持つ溶接テストピースからサンプリング
された２組みの代表反射超音波パワーを一例として図示
する。
トピースからサンプリングされた２組みの代表反射超音
波パワー、図１７に、Ｂ側残留ルートを持つ溶接テスト
ピースからサンプリングされた２組みの代表反射超音波
パワー、図１８に、Ａ側融合不良を持つ溶接テストピー
スからサンプリングされた２組みの代表反射超音波パワ
ー、図１９に、Ｂ側融合不良を持つ溶接テストピースか
らサンプリングされた２組みの代表反射超音波パワー、
図２０に、残留ルートギャップ不良を持つ溶接テストピ
ースからサンプリングされた２組みの代表反射超音波パ
ワー、図２１に、凝固割れを持つ溶接テストピースから
サンプリングされた２組みの代表反射超音波パワー、図
２２に、スラグ巻き込みを持つ溶接テストピースからサ
ンプリングされた２組みの代表反射超音波パワー、図２
３に、ピンホールを持つ溶接テストピースからサンプリ
ングされた２組みの代表反射超音波パワー、図２４に、
ブローホールを持つ溶接テストピースからサンプリング
された２組みの代表反射超音波パワーを一例として図示
する。
【００４８】なお、両側残留ルートを持つ溶接テストピ
ースを用意しなかったのは、この実施例では、図３に示
すように、超音波探触子２０を１個とする構成を採って
いるので、手前側にあるＢ側残留ルートでもって超音波
が反射されてしまい、後ろ側にあるＡ側残留ルートを検
出できないことにその理由がある。従って、両側残留ル
ートについても検出可能とするためには、超音波探触子
２０を２個備える構成を採って、両方の残留ルートから
の反射超音波を収集できるようにしていく必要がある。
ースを用意しなかったのは、この実施例では、図３に示
すように、超音波探触子２０を１個とする構成を採って
いるので、手前側にあるＢ側残留ルートでもって超音波
が反射されてしまい、後ろ側にあるＡ側残留ルートを検
出できないことにその理由がある。従って、両側残留ル
ートについても検出可能とするためには、超音波探触子
２０を２個備える構成を採って、両方の残留ルートから
の反射超音波を収集できるようにしていく必要がある。
【００４９】次に、学習処理装置２６が、この代表反射
超音波パワーを階層ネットワーク構成データ処理手段２
３ａに入力するときに、階層ネットワーク構成データ処
理手段２３ａから、Ａ側残留ルートの入力であるときに
は（1,0,0,0,0,0,0,0,0,0)、Ｂ側残留ルートの入力であ
るときには（0,1,0,0,0,0,0,0,0,0)、Ａ側融合不良の入
力であるときには（0,0,1,0,0,0,0,0,0,0)、Ｂ側融合不
良の入力であるときには（0,0,0,1,0,0,0,0,0,0)、残留
ルートギャップ不良の入力であるときには（0,0,0,0,0,
1,0,0,0,0)、凝固割れの入力であるときには（0,0,0,0,
0,0,1,0,0,0)、スラグ巻き込みの入力であるときには
（0,0,0,0,0,0,0,1,0,0)、ピンホールの入力であるとき
には（0,0,0,0,0,0,0,0,1,0)、ブローホールの入力であ
るときには（0,0,0,0,0,0,0,0,0,1)が出力されることに
なるようにと、階層ネットワーク構成データ処理手段２
６の持つ内部状態値を規定回数学習していく。
超音波パワーを階層ネットワーク構成データ処理手段２
３ａに入力するときに、階層ネットワーク構成データ処
理手段２３ａから、Ａ側残留ルートの入力であるときに
は（1,0,0,0,0,0,0,0,0,0)、Ｂ側残留ルートの入力であ
るときには（0,1,0,0,0,0,0,0,0,0)、Ａ側融合不良の入
力であるときには（0,0,1,0,0,0,0,0,0,0)、Ｂ側融合不
良の入力であるときには（0,0,0,1,0,0,0,0,0,0)、残留
ルートギャップ不良の入力であるときには（0,0,0,0,0,
1,0,0,0,0)、凝固割れの入力であるときには（0,0,0,0,
0,0,1,0,0,0)、スラグ巻き込みの入力であるときには
（0,0,0,0,0,0,0,1,0,0)、ピンホールの入力であるとき
には（0,0,0,0,0,0,0,0,1,0)、ブローホールの入力であ
るときには（0,0,0,0,0,0,0,0,0,1)が出力されることに
なるようにと、階層ネットワーク構成データ処理手段２
６の持つ内部状態値を規定回数学習していく。
【００５０】そして、この学習の実行により、階層ネッ
トワーク構成データ処理手段２３ａの出力する“１”を
示すべき値が１から0.5 の値域に入り、かつ“０”を示
すべき値が０から0.5 の値域に入るもの、すなわち、正
確に欠陥種類を識別できたものが全体の内の何％である
のかを評価していくことで、階層ネットワーク構成デー
タ処理手段２３ａを用いる溶接部欠陥検査装置３１が、
実際に、溶接部１２に存在する欠陥の欠陥種類を検出す
る能力を有するか否かをチェックしていくことで行った
のである。
トワーク構成データ処理手段２３ａの出力する“１”を
示すべき値が１から0.5 の値域に入り、かつ“０”を示
すべき値が０から0.5 の値域に入るもの、すなわち、正
確に欠陥種類を識別できたものが全体の内の何％である
のかを評価していくことで、階層ネットワーク構成デー
タ処理手段２３ａを用いる溶接部欠陥検査装置３１が、
実際に、溶接部１２に存在する欠陥の欠陥種類を検出す
る能力を有するか否かをチェックしていくことで行った
のである。
【００５１】図１３（ａ）の実験データは、Ａ側残留ル
ートを持つ５個の溶接テストピースから合計１３２組み
の代表反射超音波パワーをサンプリングして行ったとき
の実験データであり、図１３（ｂ）の実験データは、Ｂ
側残留ルートを持つ４個の溶接テストピースから合計１
１９組みの代表反射超音波パワーをサンプリングして行
ったときの実験データであり、図１３（ｃ）の実験デー
タは、Ａ側融合不良を持つ３個の溶接テストピースから
合計８０組みの代表反射超音波パワーをサンプリングし
て行ったときの実験データである。
ートを持つ５個の溶接テストピースから合計１３２組み
の代表反射超音波パワーをサンプリングして行ったとき
の実験データであり、図１３（ｂ）の実験データは、Ｂ
側残留ルートを持つ４個の溶接テストピースから合計１
１９組みの代表反射超音波パワーをサンプリングして行
ったときの実験データであり、図１３（ｃ）の実験デー
タは、Ａ側融合不良を持つ３個の溶接テストピースから
合計８０組みの代表反射超音波パワーをサンプリングし
て行ったときの実験データである。
【００５２】また、図１４（ａ）の実験データは、Ｂ側
融合不良を持つ４個の溶接テストピースから合計５８組
みの代表反射超音波パワーをサンプリングして行ったと
きの実験データであり、図１４（ｂ）の実験データは、
残留ルートギャップ不良を持つ３個の溶接テストピース
から合計９０組みの代表反射超音波パワーをサンプリン
グして行ったときの実験データであり、図１４（ｃ）の
実験データは、凝固割れを持つ５個の溶接テストピース
から合計１４６組みの代表反射超音波パワーをサンプリ
ングして行ったときの実験データである。
融合不良を持つ４個の溶接テストピースから合計５８組
みの代表反射超音波パワーをサンプリングして行ったと
きの実験データであり、図１４（ｂ）の実験データは、
残留ルートギャップ不良を持つ３個の溶接テストピース
から合計９０組みの代表反射超音波パワーをサンプリン
グして行ったときの実験データであり、図１４（ｃ）の
実験データは、凝固割れを持つ５個の溶接テストピース
から合計１４６組みの代表反射超音波パワーをサンプリ
ングして行ったときの実験データである。
【００５３】また、図１５（ａ）の実験データは、スラ
グ巻き込みを持つ７個の溶接テストピースから合計１５
１組みの代表反射超音波パワーをサンプリングして行っ
たときの実験データであり、図１５（ｂ）の実験データ
は、ピンホールを持つ３個の溶接テストピースから合計
２３組みの代表反射超音波パワーをサンプリングして行
ったときの実験データであり、図１５（ｃ）の実験デー
タは、ブローホールを持つ８個の溶接テストピースから
合計２０７組みの代表反射超音波パワーをサンプリング
して行ったときの実験データである。ここで、いずれの
実験データも、内部状態値の学習回数は１０００回であ
る。
グ巻き込みを持つ７個の溶接テストピースから合計１５
１組みの代表反射超音波パワーをサンプリングして行っ
たときの実験データであり、図１５（ｂ）の実験データ
は、ピンホールを持つ３個の溶接テストピースから合計
２３組みの代表反射超音波パワーをサンプリングして行
ったときの実験データであり、図１５（ｃ）の実験デー
タは、ブローホールを持つ８個の溶接テストピースから
合計２０７組みの代表反射超音波パワーをサンプリング
して行ったときの実験データである。ここで、いずれの
実験データも、内部状態値の学習回数は１０００回であ
る。
【００５４】この実験データから、９つの種類の各欠陥
を十分な検出精度でもって検出できることが検証できた
のである。図１３ないし図１５に示す実験データの代表
反射超音波パワーのサンプリング全数は１００６組みで
あり、この内、所望の欠陥種類情報を出力するものに収
束した数の全数は８４４組みであることから、平均的に
見ると、約８５％の検出精度を実現できることになる。
を十分な検出精度でもって検出できることが検証できた
のである。図１３ないし図１５に示す実験データの代表
反射超音波パワーのサンプリング全数は１００６組みで
あり、この内、所望の欠陥種類情報を出力するものに収
束した数の全数は８４４組みであることから、平均的に
見ると、約８５％の検出精度を実現できることになる。
【００５５】図示実施例について説明したが、本発明は
これに限定されるものではない。例えば、実施例では、
溶接線に垂直となる超音波照射の溶接断面単位部分を欠
陥検出対象領域とする例でもって開示したが、本発明は
これに限定されるものではなく、規定の溶接長に含まれ
る全溶接部分を欠陥検出対象領域とする構成を採ること
も可能であり、また、このとき、全溶接部分ではなく
て、例えばＡ側母材１０ａと溶接部１２との間の境界部
分についての溶接部分を欠陥検出対象領域とするといっ
たように、規定の溶接長に含まれる特定の溶接部分を欠
陥検出対象領域とする構成を採ることも可能である。
これに限定されるものではない。例えば、実施例では、
溶接線に垂直となる超音波照射の溶接断面単位部分を欠
陥検出対象領域とする例でもって開示したが、本発明は
これに限定されるものではなく、規定の溶接長に含まれ
る全溶接部分を欠陥検出対象領域とする構成を採ること
も可能であり、また、このとき、全溶接部分ではなく
て、例えばＡ側母材１０ａと溶接部１２との間の境界部
分についての溶接部分を欠陥検出対象領域とするといっ
たように、規定の溶接長に含まれる特定の溶接部分を欠
陥検出対象領域とする構成を採ることも可能である。
【００５６】このように溶接線方向についても欠陥検出
対象領域とする構成を採ると、溶接線方向の欠陥パター
ンの特徴も利用することになることから、更に高い精度
でもって欠陥種類を検出できるようになることが期待で
きる。
対象領域とする構成を採ると、溶接線方向の欠陥パター
ンの特徴も利用することになることから、更に高い精度
でもって欠陥種類を検出できるようになることが期待で
きる。
【００５７】また、実施例では、１点探傷方式の走査型
の超音波探触子２０を用いる例でもって開示したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、直線部分を一度
に探傷する方式の超音波探触子や、面積部分を一度に探
傷する方式の超音波探触子を用いるものに対してもその
まま適用できるのである。
の超音波探触子２０を用いる例でもって開示したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、直線部分を一度
に探傷する方式の超音波探触子や、面積部分を一度に探
傷する方式の超音波探触子を用いるものに対してもその
まま適用できるのである。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１側母材と第２側母材との間の溶接部に対して溶接線
に直交する方向側から超音波を照射する構成を採って、
この照射により反射される超音波情報に従って溶接部に
存在する欠陥種類を検出する構成を採る溶接部欠陥検査
装置にあって、検査者の主観的判断に頼ることなく客観
的に欠陥種類を特定できるようになるのである。
第１側母材と第２側母材との間の溶接部に対して溶接線
に直交する方向側から超音波を照射する構成を採って、
この照射により反射される超音波情報に従って溶接部に
存在する欠陥種類を検出する構成を採る溶接部欠陥検査
装置にあって、検査者の主観的判断に頼ることなく客観
的に欠陥種類を特定できるようになるのである。
【００５９】これから、溶接部の欠陥検査処理を正確か
つ迅速に実行できるようになるのである。
つ迅速に実行できるようになるのである。
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】溶接処理の説明図である。
【図３】溶接欠陥検査システムのシステム構成図であ
る。
る。
【図４】溶接部の区画構成の一実施例である。
【図５】溶接部の区画構成の一実施例である。
【図６】超音波照射の説明図である。
【図７】距離補正データの説明図である。
【図８】欠陥種類の説明図である。
【図９】欠陥種類の説明図である。
【図１０】欠陥種類の説明図である。
【図１１】欠陥種類の説明図である。
【図１２】ネットワーク構成データ処理機能の一実施例
である。
である。
【図１３】実験データの説明図である。
【図１４】実験データの説明図である。
【図１５】実験データの説明図である。
【図１６】溶接テストピースの示す代表反射超音波パワ
ーの説明図である。
ーの説明図である。
【図１７】溶接テストピースの示す代表反射超音波パワ
ーの説明図である。
ーの説明図である。
【図１８】溶接テストピースの示す代表反射超音波パワ
ーの説明図である。
ーの説明図である。
【図１９】溶接テストピースの示す代表反射超音波パワ
ーの説明図である。
ーの説明図である。
【図２０】溶接テストピースの示す代表反射超音波パワ
ーの説明図である。
ーの説明図である。
【図２１】溶接テストピースの示す代表反射超音波パワ
ーの説明図である。
ーの説明図である。
【図２２】溶接テストピースの示す代表反射超音波パワ
ーの説明図である。
ーの説明図である。
【図２３】溶接テストピースの示す代表反射超音波パワ
ーの説明図である。
ーの説明図である。
【図２４】溶接テストピースの示す代表反射超音波パワ
ーの説明図である。
ーの説明図である。
１０ 第１側母材 １１ 第２側母材 １２ 溶接部 １３ 裏当て板 ２０ 超音波探触子 ２１ 超音波探傷器 ２２ 溶接部欠陥検査装置 ２３ ネットワーク構成データ処理手段 ２４ 内部状態値管理手段 ２５ 教師信号管理装置 ２６ 学習処理装置 ２７ データ前処理器
フロントページの続き (72)発明者 岩崎 章夫 大阪府枚方市上野３丁目１番１号 株式 会社小松製作所 生産技術研究所内 (72)発明者 西永 嘉浩 大阪府枚方市上野３丁目１番１号 株式 会社小松製作所 情報システム本部内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 29/00 - 29/28
Claims (5)
- 【請求項１】 第１側母材(10)と第２側母材(11)との間
の溶接線と垂直となる溶接部(12)の断面に対して超音波
を照射する構成を採って、この照射により反射される超
音波情報に従って該溶接部(12)に存在する欠陥種類を検
出する構成を採る溶接部欠陥検査装置において、 １つ又は複数の入力と該入力に乗算されるべき内部状態
値とを受け取って積和を得るとともに、該積和値を規定
関数によって変換して最終出力を得る基本ユニットを基
本単位にして、該基本ユニットのネットワーク接続から
構成されるネットワーク構成データ処理手段(23)を用意
し、 溶接部(12)を区画する構成を採って、上記ネットワーク
構成データ処理手段(23)に対して、該区画部から反射さ
れてくる代表反射超音波パワーを入力していくととも
に、上記内部状態値として、該入力に応答して該ネット
ワーク構成データ処理手段(23)から対応の欠陥種類情報
が出力されることになる値を設定するよう構成されるこ
とを、 特徴とする溶接部欠陥検査装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の溶接部欠陥検査装置にお
いて、 溶接部(12)を、溶接線に垂直となる断面に関して、縦関
連方向については、第１側母材(10)に隣接する部分と、
第２側母材(11)に隣接する部分と、この２つの部分に挟
まれる１つ又は複数の部分とを区別する態様に従って区
画し、一方、横関連方向については、溶接層数に応じて
区画する構成を採って、 ネットワーク構成データ処理手段(23)に対して、超音波
の照射される溶接部断面単位の持つこれらの区画部の示
す代表反射超音波パワーを入力していくよう構成される
ことを、 特徴とする溶接部欠陥検査装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の溶接部欠陥検査装置にお
いて、 溶接部(12)を、溶接線に垂直となる断面に関して、縦関
連方向については、第１側母材(10)に隣接する部分と、
第２側母材(11)に隣接する部分と、この２つの部分に挟
まれる１つ又は複数の部分とを区別する態様に従って区
画し、一方、横関連方向については、溶接層数に応じて
区画する構成を採るとともに、溶接線方向に関しては、
超音波の照射される溶接部断面単位でもって区画する構
成を採って、 ネットワーク構成データ処理手段(23)に対して、規定の
溶接線長に含まれるこれらの区画部の示す反射代表超音
波パワーを入力していくよう構成されることを、 特徴とする溶接部欠陥検査装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の溶接部欠陥検査装置にお
いて、 ネットワーク構成データ処理手段(23)に対して、溶接部
断面に関しての全区画種別が持つ溶接線方向の区画部を
入力対象とする構成を採るのではなくて、該区画種別の
内の１つ又は複数の区画種別が持つ溶接線方向の区画部
を入力対象とするよう構成されることを、 特徴とする溶接部欠陥検査装置。 - 【請求項５】 請求項１、２、３又は４記載の溶接部欠
陥検査装置において、 ネットワーク構成データ処理手段(23)に入力する反射代
表超音波パワーとして、区画部から反射されてくる距離
補正された超音波パワーの内の最大パワーを用いるよう
構成されることを、 特徴とする溶接部欠陥検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4139553A JP3061477B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 溶接部欠陥検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4139553A JP3061477B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 溶接部欠陥検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05333001A JPH05333001A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3061477B2 true JP3061477B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=15247949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4139553A Expired - Fee Related JP3061477B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 溶接部欠陥検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3061477B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102038996B1 (ko) * | 2018-01-30 | 2019-10-31 | 경북보건대학교 산학협력단 | 목욕용 의자 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8256296B2 (en) * | 2009-08-03 | 2012-09-04 | Georgia Tech Research Corporation | Methods and systems for detecting defects in welded structures utilizing pattern matching |
| JP5519215B2 (ja) * | 2009-08-24 | 2014-06-11 | 東邦車輛株式会社 | アクスルシャフトの検査方法 |
| JP2013019715A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Non-Destructive Inspection Co Ltd | 超音波検査方法及び超音波検査装置 |
| JP2016031310A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | 株式会社東芝 | 超音波探傷方法及び超音波探傷装置 |
| JPWO2021177435A1 (ja) * | 2020-03-05 | 2021-09-10 |
-
1992
- 1992-06-01 JP JP4139553A patent/JP3061477B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102038996B1 (ko) * | 2018-01-30 | 2019-10-31 | 경북보건대학교 산학협력단 | 목욕용 의자 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05333001A (ja) | 1993-12-17 |
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