JP3944784B2 - Vibration detection apparatus, vibration detection method, and inspection system - Google Patents
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Description
この発明は、振動検出装置および振動検出方法ならびに検査システムに関するものである。 The present invention relates to a vibration detection device, a vibration detection method, and an inspection system.
自動車や家電製品などには、モータが組み込まれた回転機器が非常に多く用いられている。例えば自動車を例にとってみると、エンジン,パワーステアリング,パワーシート,ミッションその他の至る所に回転機器が実装されている。また、家電製品では、冷蔵庫,エアコン,洗濯機その他各種の製品がある。そして、係る回転機器が実際に稼働すると、モータ等の回転に伴って音が発生する。 In automobiles and home appliances, a rotating device incorporating a motor is very often used. For example, taking an automobile as an example, rotating equipment is mounted everywhere in the engine, power steering, power seat, mission and others. Household appliances include refrigerators, air conditioners, washing machines and various other products. When the rotating device is actually operated, a sound is generated with the rotation of the motor or the like.
係る音は、正常な動作に伴い必然的に発生するものもあれば、不良に伴い発生する音もある。その不良に伴う異常音の一例としては、ベアリングの異常,内部の異常接触,アンバランス,異物混入などがある。より具体的には、ギヤ1回転について1度の頻度で発生するギヤ欠け,異物かみ込み,スポット傷,モータ内部の回転部と固定部が回転中の一瞬だけこすれ合うような異常音がある。また、人が不快と感じる音としては、例えば人間が聞こえる20Hzから20kHzの中で様々な音があり、例えば約15kHz程度のものがある。そして、係る所定の周波数成分の音が発生している場合も異常音となる。もちろん、異常音はこの周波数に限られない。 Some of these sounds are inevitably generated along with normal operations, and other sounds are generated due to defects. Examples of abnormal sounds associated with the failure include bearing abnormalities, internal abnormal contact, imbalance, and foreign matter contamination. More specifically, there are gear chipping, foreign object biting, spot flaws, and abnormal noise such that the rotating part and the fixed part inside the motor rub for a moment during rotation. Further, as sounds that people feel uncomfortable, for example, there are various sounds from 20 Hz to 20 kHz that humans can hear, for example, about 15 kHz. And when the sound of the predetermined frequency component is generated, it becomes an abnormal sound. Of course, abnormal sounds are not limited to this frequency.
係る不良に伴う音は、不快であるばかりでなく、さらなる故障を発生させるおそれもある。さらに、不良品の場合には、スムーズな回転が行なわれないため、動作中に良品とは異なる振動を生じることがある。 The sound associated with such a defect is not only unpleasant, but may cause further failure. Further, in the case of a defective product, since smooth rotation is not performed, vibration different from that of a good product may occur during operation.
そこで、それら各製品に対する品質保証を目的とし、生産工場においては、通常検査員による聴覚や触覚などの五感に頼った「官能検査」を行ない、異常音の有無の判断を行っている。具体的には、耳で聞いたり、手で触って振動を確認したりすることによって行っている。なお、係る官能検査は、官能検査用語 JIS Z8144により定義されている。 Therefore, for the purpose of quality assurance for each of these products, production factories usually perform “sensory inspection” that relies on the five senses such as hearing and tactile sensation, and determine the presence or absence of abnormal sounds. Specifically, it is done by listening with the ear or touching it with the hand to check the vibration. The sensory test is defined by the sensory test term JIS Z8144.
ところで、検査員の五感に頼った官能検査では、熟練した技術を要するばかりでなく、判定結果に個人差や時間による変化などのばらつきが大きい。さらには、判定結果のデータ化,数値化が難しく管理も困難となるという問題がある。そこで、係る問題を解決するため、定量的かつ明確な基準による安定した検査を目的とした異音検査システムがある。この異音検査システムは、「官能検査」工程の自動化を目的とした装置であり、製品駆動部の振動や音をセンサで測定し、得られた振動波形から各種の特徴量を抽出し、異常の有無等を自動的に判断するようになっている。なお、「異音検査システム」と称しているが、振動に基づく良否判断も行なわれる。 By the way, the sensory test that relies on the five senses of the inspector not only requires skilled techniques, but also results in large variations in judgment results such as individual differences and changes with time. Furthermore, there is a problem that it is difficult to convert the determination results into data and numerical values and to manage them. In order to solve such problems, there is an abnormal sound inspection system for the purpose of stable inspection based on a quantitative and clear standard. This abnormal sound inspection system is an apparatus aimed at automating the “sensory inspection” process. It measures the vibration and sound of the product drive unit with a sensor, extracts various features from the obtained vibration waveform, and detects abnormalities. The presence or absence, etc. are automatically determined. In addition, although referred to as an “abnormal sound inspection system”, quality determination based on vibration is also performed.
そして、上記検査システムは、入力装置(測定器)として、音を収集するマイクと、振動を収集する振動ピックアップが備えられている。被測定物の振動加速度をそのまま正確に振動ピックアップに伝達させるには、振動ピックアップと被測定物を一体化させる必要があり、最も強固に一体化させるのにボルトによるねじ止めの方法がある。 The inspection system includes a microphone that collects sound and a vibration pickup that collects vibration as an input device (measuring instrument). In order to accurately transmit the vibration acceleration of the object to be measured to the vibration pickup as it is, it is necessary to integrate the vibration pickup and the object to be measured, and there is a method of screwing with a bolt for the strongest integration.
しかし、例えば、製造された製品に対する最終的な良否判定を上記異音検査システムを用いて行なうような場合には、多数の被測定物(検査対象)を一個の振動ピックアップにより連続的に測定することになり、振動ピックアップを検査する都度検査対象の製品にボルトでネジ止めし、検査終了に伴い取り外すようなことはできない。 However, for example, when the final pass / fail judgment for the manufactured product is performed using the abnormal sound inspection system, a large number of objects to be measured (inspection objects) are continuously measured by one vibration pickup. In other words, each time the vibration pickup is inspected, the product to be inspected cannot be screwed with a bolt and removed at the end of the inspection.
そこで、この振動ピックアップを用いて検査対象物の振動を取得する場合、図1に示すように、振動ピックアップ1を被測定物2の表面に接触させるとともに、振動ピックアップ1を所定の力で被測定物2の接触面に対して押し当てる押し当て方式で振動を測定するようにしている。このとき、振動ピックアップ1の接触面と反対側の端面には防振材3を配置し、防振材3を介して所定の力で押し付けるようにしている。これにより、被測定物2から振動ピックアップ1に伝達される振動は、防振材3で吸収・遮断され、防振材3,振動ピックアップ1を被測定物2側に押し付ける加圧源側には被測定物2の振動が伝わらず、振動ピックアップ1で確実に検出できるようになる。なお、振動ピックアップの具縦粋な構成としては、例えば特許文献1などに開示されている。
しかしながら、上記した従来の技術では、以下に示す問題を有する。すなわち、押し当て方式で振動を測定する場合、振動ピックアップ1と被測定物2の接触面の粗さや材質・形状によって、周波数特性が変化する為、安定した振動計測ができなくなる。これは、振動ピックアップ1の先端部分と、被測定物2との接触面が振動に伴い局部的に変形することで、ばねとして作用し、そのばねと振動ピックアップ1の質量で構成される振動系による共振現象(接触共振)が生じるためと推定できる。
However, the conventional techniques described above have the following problems. That is, when the vibration is measured by the pressing method, the frequency characteristics change depending on the roughness, material, and shape of the contact surface between the
図2は、被測定物2として、任意の周波数の振動を発生できる振動発生装置を用い、周波数を0から20kHzまでスイープさせたときに得られた周波数に対する伝達特性を示している。そして、防振材3は「フッ素ゴムスポンジ+αゲル」を用い、押し当て力は3N/cm2とした。また、被測定物2の表面は、セラミックであり、振動ピックアップ1の接触面はチタンとした。共振振動などが生じなければ、振動発生装置の振動のみをそのままピックアップすることにより、伝達特性は0dBとなる。
FIG. 2 shows a transfer characteristic with respect to a frequency obtained when a vibration generator capable of generating a vibration of an arbitrary frequency is used as the
この図から明らかなように、接触共振により、11から12kHzあたりで約+20dBのピークが発生している。そして、この接触共振により発生するピーク位置は、測定するごとに変化するため、不良を検出するための特徴量がこの接触共振が発生する周波数に存在すると、正しく判定を行うことができなくなる。つまり、接触共振によるピークに埋もれてしまったり、係るピークにより周波数の変動による検出出力の変動が大きいため、振動周波数の少しのブレが、出力に大きく影響を与えるため、係る周波数範囲では特徴量として使用することができなくなる。 As is apparent from this figure, a peak of about +20 dB is generated around 11 to 12 kHz due to contact resonance. Since the peak position generated by the contact resonance changes every time measurement is performed, if a feature amount for detecting a defect exists at a frequency at which the contact resonance occurs, the determination cannot be performed correctly. In other words, since the fluctuation of the detection output due to the fluctuation of the frequency due to the peak due to the contact resonance is large, a slight fluctuation of the vibration frequency greatly affects the output. Can no longer be used.
さらに、図示は省略するが、接触共振に基づくピークの発生箇所はばらつくため、接触共振が発生する可能性のある周波数帯域では、接触共振に基づく波形成分か、不良に基づいて発生する周波数成分かが区別できず、係る周波数帯域では特徴量抽出ができなくなる。 Furthermore, although illustration is omitted, since the peak occurrence location based on contact resonance varies, in the frequency band where contact resonance may occur, whether it is a waveform component based on contact resonance or a frequency component generated based on failure Cannot be distinguished, and the feature quantity cannot be extracted in such a frequency band.
この発明は、接触共振の影響を受けることなく押し当て方式で振動ピックアップを用いて被測定物の振動を検出することのできる振動検出装置および振動検出方法ならびに検査システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a vibration detection device, a vibration detection method, and an inspection system that can detect the vibration of an object to be measured using a vibration pickup by a pressing method without being affected by contact resonance. .
本発明に係る振動検出装置は、被測定物の振動を検知する振動ピックアップを備えた押し当て方式の振動検出装置であって、前記振動ピックアップの被測定物に対する振動検出面に低反発ゴムを装着して、振動ピックアップと被測定物との接触面で生じる接触共振を低減させるように構成した。 The vibration detection device according to the present invention is a vibration detection device of a pressing method provided with a vibration pickup for detecting the vibration of the object to be measured, and a low rebound rubber is mounted on the vibration detection surface of the vibration pickup with respect to the object to be measured. Thus, the contact resonance generated at the contact surface between the vibration pickup and the object to be measured is reduced.
また、別の解決手段としては、被測定物の振動を検知する振動ピックアップを備えた押し当て方式の振動検出装置であって、前記振動ピックアップの被測定物に対する振動検出面に低反発ゴムを装着するように構成した。 Further, as another solution, there is a pressing type vibration detecting device provided with a vibration pickup for detecting the vibration of the object to be measured, and a low rebound rubber is mounted on the vibration detection surface of the vibration pickup with respect to the object to be measured. Configured to do.
そして、上記各発明において、前記低反発ゴムの厚さが2mm以下とするとよい。さらに、1mm以下にするとなお良い。もちろん、本発明は、2mmよりも厚いものも含まれる。 And in said each invention, it is good for the thickness of the said low-resilience rubber | gum to be 2 mm or less. Furthermore, it is more preferable to make it 1 mm or less. Of course, the present invention includes those thicker than 2 mm.
また、本発明に係る振動検出方法は、振動を検知する振動ピックアップを被測定物に押し当てた状態で被測定物の振動を前記振動ピックアップで検出する振動検出方法であって、前記振動ピックアップと前記被測定物の間に低反発ゴムを介在させた状態で振動を検出するようにした。 The vibration detection method according to the present invention is a vibration detection method for detecting the vibration of the measurement object with the vibration pickup in a state where the vibration pickup for detecting vibration is pressed against the measurement object. Vibration was detected with a low-rebound rubber interposed between the objects to be measured.
そして、前記低反発ゴムは、前記振動ピックアップの振動検出面に貼り付けられるようにするとよい。また、前記振動ピックアップと前記被測定物の間に低反発ゴムを介在させることにより、振動ピックアップと被測定物との接触面で生じる接触共振の影響を受けないようにするとよい。さらにまた、前記低反発ゴムの厚さを2mm以下とし、振動ピックアップと被測定物との接触面で生じる接触共振の影響と、前記被測定物で生じる高周波成分の振動が前記低反発ゴムによって減衰する影響と、を受けないようにするとよい。 The low resilience rubber is preferably attached to a vibration detection surface of the vibration pickup. In addition, it is preferable that a low repulsion rubber is interposed between the vibration pickup and the object to be measured so as not to be affected by contact resonance generated at the contact surface between the vibration pickup and the object to be measured. Furthermore, the thickness of the low repulsion rubber is 2 mm or less, and the influence of contact resonance generated at the contact surface between the vibration pickup and the object to be measured and the vibration of the high frequency component generated at the object to be measured are attenuated by the low rebound rubber. It is better not to be affected.
また、本発明に係る検査システムでは、上記した各振動検出装置と、その振動検出装置で検出した被測定物の振動波形データから特徴量を抽出し、抽出した特徴量と予め定められた判定ルールとに基づいて前記被測定物の良否判定を行い、その良否判定結果を出力する検査装置とを備えて構成した。 Further, in the inspection system according to the present invention, the feature amount is extracted from each of the vibration detection devices described above and the vibration waveform data of the measurement object detected by the vibration detection device, and the extracted feature amount and a predetermined determination rule And an inspection device that performs pass / fail determination of the object to be measured and outputs the pass / fail determination result.
低反発ゴムは、通常のゴムに比べて反発係数・反発弾性が低いものを言い、無反発ゴムや制振ゴムなどと称されることもある。振動ピックアップと被測定物の接触面の粗さなどの影響を低反発ゴムが吸収するため、低反発ゴムが接触共振の発生を抑制、或いは発生してもそれを吸収することにより、接触共振の影響が出ないようになる。換言すると、係る接触共振の影響が出ないゴムが低反発ゴムともいえる。 Low-rebound rubber refers to rubber having a low rebound coefficient and rebound resilience compared to normal rubber, and is sometimes referred to as non-rebound rubber or vibration-damping rubber. Since the low-repulsion rubber absorbs the influence such as the roughness of the contact surface between the vibration pickup and the object to be measured, the low-repulsion rubber suppresses the occurrence of contact resonance or absorbs it even if it occurs. There will be no impact. In other words, a rubber that is not affected by such contact resonance can be said to be a low-resilience rubber.
これにより、従来接触共振が発生した周波数帯域でも被測定物から発生する振動を確実に検出することができる。その結果、検査システムでは、係る周波数帯域の周波数成分も特徴量として使用することができ、精度のよい良否判定を行うことができる。
振動ピックアップは、加速度ピックアップ,振動センサ,加速度計,振動検出器,加速度センサへなどとも称されるもので、振動を検出できる機器であれば良い。
Thereby, vibration generated from the object to be measured can be reliably detected even in a frequency band where contact resonance has occurred. As a result, in the inspection system, the frequency component in the frequency band can be used as the feature amount, and the quality determination can be performed with high accuracy.
The vibration pickup is also referred to as an acceleration pickup, a vibration sensor, an accelerometer, a vibration detector, an acceleration sensor, or the like, and may be any device that can detect vibration.
本発明では、被測定物と振動ピックアップの間に低弾性ゴムを介在させたことにより、接触共振の影響を受けることなく押し当て方式で振動ピックアップを用いて被測定物の振動を精度良く検出することができる。 In the present invention, since the low elastic rubber is interposed between the object to be measured and the vibration pickup, the vibration of the object to be measured is accurately detected by using the vibration pickup without being affected by the contact resonance. be able to.
図3は、本発明に係る検査システムの一実施の形態を示している。この例では、検査対象(ワーク)である被測定物10に接触・近接配置するマイク(図示せず)および振動検出センサ11からの信号をアンプ12で増幅後、AD変換器13にてデジタルデータに変更後、検査装置15に与えるようになっている。また、PLC16からも動作タイミングその他のデータを取得するようにしている。そして、検査装置15は、マイクで収集した音データや、振動検出センサ11で収集した振動データに基づく波形データを取得し、特徴量を抽出するとともに、良否判定を行なう。この結果は、例えばPLC16に与えられ、所定のメモリエリアに書き込む。すると、このPLC16に接続されたプログラマブル表示器(PT)17に、判定結果が出力される。なお、図示の便宜上、動作タイミングを与えるPLCと、良否判定結果を表示するPT17を管理するPLCを同じにしているが、別装置で構成してもよい。
FIG. 3 shows an embodiment of an inspection system according to the present invention. In this example, a signal from a
検査装置15は、例えばパソコンにより実現でき、そのパソコンに実装するアプリケーションプログラムは、図4に示すような機能ブロックを構成することにより実現できる。すなわち、前処理部15a,演算部15b並びに判定部15cから構成されている。なお、本実施の形態では、AD変換器13を設け、デジタルデータを検査装置15に与えるようにしたが、AD変換器13を介さずに、アナログデータを与える用にしてもよい。その場合には、検査装置15内にAD変換処理部を設けることになる。
The
そして、前処理部15aでは、AD変換器13から当たられた演算対象データ(振動検出センサ11等で検出した穴録は径データをデジタル化してデータ)に対し、特徴量を抽出しやすいようにするための前処理を行なう。一例をとして、バンドパスフィルタにより所定周波数帯域の信号成分を抽出したり、高周波成分増幅処理や、低周波成分増幅処理により不良品等の場合に発生する周波数帯域の信号成分を抽出したり、FFT解析等をすることがある。もちろん、前処理の種類は上記したものに限るものではなく、種々変更実施が可能である。
In the
また、特徴量演算部15bは、前処理後のデータから所望の特徴量を抽出するものである。抽出する特徴量としては、振動レベルの大きさを示すRMS(Route mean Square Value)や、1フレーム中データの振動レベルの上位n番目までのデータの平均の値を示すXPや、1フレーム中のデータの変化量の上位n番目までの平均の値を示すAMXaなどのほか、各種のものを用いることができる。係る特徴量は、各検査対象ワーク(被測定物10)ごとに求められる。
The feature
判定部15cは、特徴量演算部15bで抽出した特徴量値をファジィエンジンに入力し、悪さ度合いを示す推論値を求め、その推論値に基づいて「OK」,「GRAY」,「NG」を最終的に決定し、その結果を出力する。
The
本実施の形態の振動検出センサ11は、上記した検査システムに実装されるもので、図5はその概略構成を示し、図6は具体的な構成を示している。図に示すように、本実施の形態では、振動ピックアップ20の先端20aに低反発ゴム21を設けている。この低反発ゴム21は、無反発ゴム,制振ゴムとも称されるもので、反発弾性(%)が小さい(本実施の形態では、2から13)ゴムである。また、振動ピックアップ20の他端に防振材23を取り付けている。この防振材23は、例えば、図6に示すように、フッ素ゴムスポンジ23aと、インシュレータ23bの2層構造とすることができる。
The
そして、実際に振動を測定するに際し、振動ピックアップ20の先端20aに設けた低反発ゴム21を被測定物10に接触させる。これにより、振動ピックアップ20と被測定物10の間に低反発ゴム21が介在されることにより、接触共振の影響を低減することができる。これは、接触面の粗さなどの影響を低反発ゴムが吸収するため、安定した測定ができると推定できる。
When actually measuring the vibration, the low-
そして、係る振動検出センサ11は、押し当て方式で振動を検出しても接触共振の影響を受けないので、例えば、図3に示す検査システムを用いて、エンジンなど製品の良否判定を行う場合でも、振動検出センサ11を被測定物10たる製品に押し当てることにより、製品の振動を精度良く検出することができる。つまり、ボルトで固定する必要がなく、例えば、ライン上を流れてくる製品に対して、振動検出センサ11をそのまま押し当てるだけで振動を検出することができる。つまり、インラインでの検査が可能となる。
Since the
図7以降は、本発明の効果を実証するために行なった実験結果を示している。まず、図2の結果を得るための実験装置と同様に、被測定物10の材質はセラミックであり、振動ピックアップ20の先端20aの表面はチタンである。そして、低反発ゴム21は、内外ゴム株式会社製のハネナイト(登録商標)のAP50(厚さは1mm)を用いた。このAP50の反発弾性は、6%である。そして、押し当て力は3N/cm2とした。このように所定の低反発ゴム21を用いた以外は、従来品の実験と同様に行ない、周波数に対する伝達特性を測定した。その結果、図7に示すような実験結果が得られた。図7から明らかなように、11から12kHz付近にピークが発生していた接触共振に伴が解消され、10kHzから20kHzにわたり、伝達特性がほぼ0dBの平坦な特性が得られる。もちろん、従来から測定可能な10kHz以下の周波数帯域でも0dBとなる。これにより、ピークが無くなり、広帯域の測定が可能であることが分かる。
FIG. 7 and subsequent figures show the results of experiments conducted to verify the effects of the present invention. First, similarly to the experimental apparatus for obtaining the result of FIG. 2, the material of the
次に、使用する低反発ゴムの材質や厚さを変えて、同様の実験を行なった。なお、今回の実験に用いた低反発ゴムは、全て内外ゴム株式会社製の物を用いたため、以下では型番のみ示して特定する。図8は、低反発ゴム21としてGP35Lを用い、厚さを1,2,3mmと変えた場合の結果である。このGP35Lは、反発弾性は2%と非常に小さいものである。そして、低反発ゴム以外の構成並びに実験方法は、図7の場合と同じにしている。
Next, the same experiment was conducted by changing the material and thickness of the low-rebound rubber to be used. In addition, since all the low resilience rubber used for this experiment used the thing made by Inner and Outer Rubber Co., Ltd., only the model number is shown and specified below. FIG. 8 shows the results when GP35L is used as the low-
すると、図8から明らかなように、厚さが1mmの場合には、20kHzに至るまでほぼ0dBで平坦となる。また、厚さが2mm,3mmと増すにつれて、10kHzから20kHzで出力の信号レベルが低下する。しかし、厚さが2mmの場合には、20kHzで−10dB程度ですむため、実質実的に問題がない程度ですむ。また、厚さが3mmの場合には、20kHzでは−20dB程度となり信号レベルとしては小さく、S/Nの問題はあるが、それでも−10dBまで許容すると13kHz程度までは測定可能となり、しかも、接触共振の場合と異なり、この実験結果には再現性があり、実験の都度、得られた伝達特性が大きく変化することがないため、不良等の場合の特徴量抽出を行うことができる。 Then, as is apparent from FIG. 8, when the thickness is 1 mm, it becomes flat at almost 0 dB until reaching 20 kHz. Further, as the thickness increases to 2 mm and 3 mm, the signal level of the output decreases from 10 kHz to 20 kHz. However, when the thickness is 2 mm, it is about -10 dB at 20 kHz, so that there is no practical problem. When the thickness is 3 mm, the signal level is about -20 dB at 20 kHz and the signal level is small, and there is a problem with S / N. However, if it is allowed up to -10 dB, it can be measured up to about 13 kHz, and contact resonance Unlike the above case, this experimental result is reproducible, and the obtained transfer characteristic does not change greatly every time the experiment is performed, so that it is possible to extract the feature amount in the case of a defect or the like.
さらに、図示は省略するが、厚さが0.5mmの低反発ゴム(GP35L)を用いて実験を行ったところ、1mmの場合とほぼ同じ0dB付近で一定となることが確認できた。なお、市販品では上記の4種類の製品が販売されているため、それを用いて行ったが、0.5mm未満の厚さでも低反発ゴムを製造することができれば、十分な効果が発揮できると推定できる。つまり、10kHzを超えると、振動の振幅も非常に小さくなるため、例えば0.1mm等であっても、低反発ゴムの厚さのほうが十分に厚いためである。従って、20kHzまでほぼ平坦な特性を得たい場合には、低反発ゴムの厚さが1mm以下とするのが好ましく、2mm以下でも広範囲にわたり、安定した測定が可能となる。さらに、従来では、10kHz以上は特徴量の抽出対象とできず、接触共振の発生周波数のばらつきを考慮すると、5kHz以上でも判定誤差の要因となるので好ましくないことに鑑みると、厚さが3mmでも十分効果が得られる。 Further, although not shown, when an experiment was performed using a low-rebound rubber (GP35L) having a thickness of 0.5 mm, it was confirmed that it was constant in the vicinity of 0 dB, which was almost the same as in the case of 1 mm. In addition, since the above-mentioned four kinds of products are sold as commercial products, it was performed using the products. However, if a low-rebound rubber can be produced even with a thickness of less than 0.5 mm, sufficient effects can be exhibited. Can be estimated. That is, when the frequency exceeds 10 kHz, the amplitude of vibration becomes very small, and therefore the thickness of the low-resilience rubber is sufficiently thick even if it is 0.1 mm, for example. Therefore, when it is desired to obtain a substantially flat characteristic up to 20 kHz, the thickness of the low-rebound rubber is preferably 1 mm or less, and stable measurement is possible over a wide range even at 2 mm or less. Further, conventionally, 10 kHz or more cannot be extracted from the feature amount, and considering the variation in the frequency of occurrence of contact resonance, even if it is 5 kHz or more, it is not preferable because it causes a determination error. A sufficient effect is obtained.
また、低反発ゴムとして、GP60Lを用い、厚さを1m,2m,3mに替え、それ例外は上記と同様の条件で実験を行った。その結果、図9(厚さ1mm),図10(厚さ2mm),図11(厚さ3mm)にそれぞれ示す伝達特性が得られた。GP60Lは、GP35Lと同様に反発弾性が2%と低く、他の特性が異なるものである。図から明らかなように、厚さが1mmでは、20kHzまでほぼ平坦となり、厚さが厚くなるにつれて10kHz以上の周波数帯域で信号レベルが小さくなる。なお、この材料でも、複数回実験を行ったが、ほぼ同様の結果が得らればらつきは少なかった。
Further, GP60L was used as the low resilience rubber, and the thickness was changed to 1 m, 2 m, and 3 m, except that the experiment was performed under the same conditions as described above. As a result, the transmission characteristics shown in FIG. 9 (
次に、低反発ゴムとして、厚さが0.5mmのAP30(反発弾性は8%)を用い、それ例外は上記と同様の条件で実験を行った。その結果、図12に示すように、20kHz以下で、ほぼ平坦な特定が得られた。 Next, AP30 (rebound resilience is 8%) having a thickness of 0.5 mm was used as the low resilience rubber, except that the experiment was performed under the same conditions as described above. As a result, as shown in FIG. 12, a substantially flat characteristic was obtained at 20 kHz or less.
次に、被測定物の材質を代えて実験を行った。具体的には、上記の実験で使用した振動発生装置の表面にアクリル板(厚さ1mm)を貼り付け、その他は上記と同様の条件で実験を行った。使用した低反発ゴムは、AP50で、厚さが1mm,2mm,3mmのものについてそれぞれ調べた。その結果、図13に示すような伝達特性が得られた。一方、比較例として上記と同様に振動発生装置の表面に1mmのアクリル板を貼り付けたものに対し、低反発ゴムを設けない従来構成のセンサで実験を行った結果、図14に示す結果が得られた。
Next, an experiment was performed by changing the material of the object to be measured. Specifically, an acrylic plate (
図13から明らかなように、20kHz付近では、厚さが1mmのものでも信号レベルが落ちるが、上記したように各厚さで信号レベルの減衰の程度及び発生状況は一定しているとともに、図14に示す低弾性ゴムのない比較例と比べると、どの厚さの低弾性ゴムでも十分有効な効果が発揮しているといえる。 As is clear from FIG. 13, the signal level drops even at a thickness of 1 mm in the vicinity of 20 kHz. However, as described above, the degree of signal level attenuation and the state of occurrence are constant at each thickness. Compared with the comparative example without the low elastic rubber shown in FIG. 14, it can be said that the low elastic rubber of any thickness exhibits a sufficiently effective effect.
さらに、具体的な図示は省略するが、反発弾性が12%で厚さ1mmの低反発ゴムを用いて実験したところ、反発弾性6%で厚さ1mmの低反発ゴムの実験結果(図7、図13)とほぼ同様の特性が得られ、接触共振の影響を低減できることがわかった。また、反発弾性が12%で厚さ2mmの場合、同じく厚さ3mmの場合でも、反発弾性6%で厚さ2mm、3mmのそれぞれの低反発ゴムの実験結果(図13)とほぼ同様の特性が得られた。 Further, although not specifically shown, when an experiment was conducted using a low-rebound rubber having a rebound resilience of 12% and a thickness of 1 mm, an experimental result of a low-rebound rubber having a rebound resilience of 6% and a thickness of 1 mm (FIG. 7, It was found that substantially the same characteristics as in FIG. 13) were obtained, and the influence of contact resonance could be reduced. Also, when the resilience is 12% and the thickness is 2 mm, the characteristics are almost the same as the experimental results (FIG. 13) of the low resilience rubbers each having the resilience of 6% and the thickness of 2 mm and 3 mm even when the thickness is 3 mm. was gotten.
さらにまた、反発弾性が13%の低反発ゴムも市販されており、1mm,2mm,3mmのそれぞれで同様の実験を試みたところ、反発弾性が12%のものと変わりなく、同様の実験結果が得られた(図7、図13とほぼ同様の結果)。 Furthermore, low-rebound rubber having a rebound resilience of 13% is also commercially available, and when the same experiment was attempted at 1 mm, 2 mm, and 3 mm, the rebound resilience was the same as that of 12%, and the same experimental results were obtained. Obtained (results almost the same as those in FIGS. 7 and 13).
さらには、低反発ゴムの厚さについては、1mm,2mm,3mmの実験結果を示したが、それ以外にも、5mm,10mm,15mm,20mm,30mmの5種類の低反発ゴムが市販されている。これら5種類の厚さ違いの低反発ゴムでも、振動ピックアップと被測定物との接触面で生じる接触共振の影響を低減できることが実験の結果から確認できた。(ただし、一方で被測定物で生じる高周波成分の振動が低反発ゴムによって減衰することもわかった)。 Furthermore, as for the thickness of the low resilience rubber, experimental results of 1 mm, 2 mm, and 3 mm were shown, but in addition, five types of low resilience rubbers of 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, and 30 mm were commercially available. Yes. It was confirmed from the experimental results that these five types of low-resilience rubbers with different thicknesses can reduce the influence of contact resonance occurring on the contact surface between the vibration pickup and the object to be measured. (However, on the other hand, it was also found that the vibration of the high frequency component generated in the object to be measured is attenuated by the low rebound rubber).
上記した各実験は、いずれも押し当て力を3N/cm2として行なったが、押し当て力を変更しても同様の効果が得られることが確認された。一例として、押し当て力を10N/cm2とした場合の実験結果を示す。このとき使用した低反発ゴムの厚さは1mmとし、は、反発弾性は2%のものを用い、10回計測した。図15に示すように、低反発ゴムを装着しない従来構成のものでは、接触共振の影響により10から20kHzの範囲内で伝達特性で大きなピークが発生すると共に、その発生位置もばらつくが、低反発ゴムを実装した本発明品の場合には、図16に示すように接触共振の影響を抑制することが確認された。 Each of the above experiments was performed with a pressing force of 3 N / cm 2 , but it was confirmed that the same effect can be obtained even if the pressing force is changed. As an example, experimental results when the pressing force is 10 N / cm 2 are shown. The thickness of the low-rebound rubber used at this time was 1 mm, and the rebound resilience was 2%, which was measured 10 times. As shown in FIG. 15, in the conventional configuration in which the low resilience rubber is not mounted, a large peak occurs in the transmission characteristic within the range of 10 to 20 kHz due to the influence of contact resonance, and the occurrence position varies, but the low resilience In the case of the product of the present invention mounted with rubber, it was confirmed that the influence of contact resonance was suppressed as shown in FIG.
10 被測定物
11 振動検出センサ
12 アンプ
13 AD変換器
15 検査装置
16 PLC
17 プログラマブル表示器
20 振動ピックアップ
21 低反発ゴム
23 防振材
23a フッ素ゴムスポンジ
23b インシュレータ
DESCRIPTION OF
17
Claims (7)
前記振動ピックアップの被測定物に対する振動検出面に低反発ゴムを装着して、振動ピックアップと被測定物との接触面で生じる接触共振を低減させることを特徴とする振動検出装置。 A vibration detection device of a pressing type equipped with a vibration pickup for detecting the vibration of an object to be measured,
A vibration detecting apparatus, wherein a low-rebound rubber is attached to a vibration detection surface of the vibration pickup with respect to an object to be measured to reduce contact resonance occurring on the contact surface between the vibration pickup and the object to be measured.
前記振動ピックアップの被測定物に対する振動検出面に低反発ゴムを装着したことを特徴とする振動検出装置。 A vibration detection device of a pressing type equipped with a vibration pickup for detecting the vibration of an object to be measured,
A vibration detection apparatus comprising a low-rebound rubber mounted on a vibration detection surface of the vibration pickup with respect to an object to be measured.
前記振動ピックアップと前記被測定物の間に低反発ゴムを介在させた状態で振動を検出することを特徴とする振動検出方法。 A vibration detection method for detecting vibration of a measurement object with the vibration pickup in a state where a vibration pickup for detecting vibration is pressed against the measurement object,
A vibration detection method, wherein vibration is detected in a state where a low repulsion rubber is interposed between the vibration pickup and the object to be measured.
その振動検出装置で検出した被測定物の振動波形データから特徴量を抽出し、抽出した特徴量と予め定められた判定ルールとに基づいて前記被測定物の良否判定を行い、その良否判定結果を出力する検査装置とを備えたことを特徴とする検査システム。 The vibration detection device according to claim 1 or 2,
A feature value is extracted from the vibration waveform data of the measurement object detected by the vibration detection device, and the quality of the measurement object is determined based on the extracted feature value and a predetermined determination rule. An inspection system comprising: an inspection device that outputs
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