JP4882703B2 - Hardening pattern inspection method and inspection apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車部品等のように、高周波焼入等の焼入が施された鋼材の部品について、その焼入パターンを検査するための焼入パターン検査方法及び検査装置に関する。 The present invention relates to a quenching pattern inspection method and an inspection apparatus for inspecting a quenching pattern of a steel part that has been subjected to quenching such as induction hardening, such as an automobile part.
従来から、自動車部品等の装置部品については、高周波焼入等の焼入が施された鋼材の部品(焼入部品)が多く使用されている。かかる焼入部品については、その品質保証のため、焼入部品の表面部分に形成される焼入パターン(焼入硬化層)の検査が行われる。
焼入パターンの検査については、例えば特許文献1に開示されているように、渦電流を用いる方法がある。特許文献1に開示されている方法は、鋼材の焼入硬化層の深さ(焼入深さ)を非破壊で測定するものであり、鋼材についての焼入深さと検出コイルによる出力電圧との相関データをあらかじめ求めておき、励磁コイルによって対象鋼材を磁化し、それにより発生する渦電流で誘起される誘導磁場を検出コイルで検出し、この検出コイルの出力電圧を、既知となる前記相関データと比較することにより、焼入深さを算出するというものである。
Conventionally, steel parts (quenched parts) that have been subjected to quenching such as induction quenching are often used for apparatus parts such as automobile parts. For such a hardened part, in order to assure its quality, a hardened pattern (hardened hardened layer) formed on the surface portion of the hardened part is inspected.
As for the inspection of the quenching pattern, for example, as disclosed in
また、焼入パターンの検査としては、焼入パターン切れ(焼入硬化層の途切れたり局所的に極端に浅くなったりする部分)の検知等により、焼入部品の品質保証が行われる。焼入部品の焼入パターンは、現状では、主として自動車等の組立ラインにおける抜取りによるねじり試験により保証されている。すなわち、焼入部品が用いられてアッシー状態(組立状態)まで組み付けられた組立品が、組立ラインにおいて定期的に抜き取られ、その組立品についてのねじり試験による機械的強度の保証から焼入パターンの検査が行われる。 In addition, for the inspection of the quenching pattern, the quality of the quenched part is assured by detecting the quenching pattern breakage (a portion where the quenching hardened layer is interrupted or locally extremely shallow). The quenching pattern of the quenching parts is currently guaranteed by a torsion test by sampling in an assembly line such as an automobile. In other words, an assembly in which the quenched parts are used and assembled to the assembly state (assembled state) is periodically extracted on the assembly line, and the assembling pattern is confirmed from the guarantee of mechanical strength by a torsion test on the assembly. Inspection is performed.
具体的には、図12に示すように、焼入部品が用いられて構成される組立品として、例えば、等速ジョイント(CVJ:Constant Velocity Joint)が組み込まれて構成されるCVJアッシー101がある。等速ジョイントは、連結される軸同士がいかなるジョイント角となっても互いに速度差が生じないように等速で回転が伝達されるジョイント部である。
本例に係るCVJアッシー101においては、ドライブシャフト102の両端側に等速ジョイントであるジョイント部103・104が構成されており、各ジョイント部103・104を構成する部品であってドライブシャフト102の両端側に連結される軸部材105・106が、焼入部品として存在する。
Specifically, as shown in FIG. 12, as an assembly configured by using a hardened part, for example, there is a
In the
そして、焼入部品である軸部材105・106の焼入パターンの検査に際しては、全体として軸状となるCVJアッシー101に対して、所定のトルク(矢印T1・T2参照)が加えられることによるねじり試験が行われる。つまり、CVJアッシー101を構成する軸部材105・106等に焼入パターン切れが存在する場合、その焼入パターン切れの部分が、他の部分に対して強度の低い部分となるため、トルクが加えられることで破断することとなる。こうした破断部の発生により、焼入パターン切れの検知が行われる。
このように、高周波焼入等における焼入パターン切れの検知は、非常に重要な品質課題であるが、従来においては、焼入部品を含む組立品の抜取りによるねじり試験でしか保証できていないのが現状である。
Then, when inspecting the quenching pattern of the
As described above, detection of quenching pattern breakage in induction hardening or the like is a very important quality problem, but in the past, it could only be guaranteed by a torsion test by extracting an assembly including a quenched part. Is the current situation.
しかし、このような焼入部品を含む組立品の抜取りによるねじり試験によって、焼入パターンの検査を行うに際しては、次のような問題点がある。
すなわち、まず、前述のような抜取りによるねじり試験は、検査対象に対して所定のトルクを加え、その破断部の発生等を検知するものであるため、結果が出るまでに相当程度の時間を要する。
また、ねじり試験は破壊試験であるため、非破壊試験と比べて検査対象となる部品についてのロスコストが大きくなる。
また、検査対象が焼入部品を含む組立品であるため、そのアッシー状態までの工数が必要となり組付けコストが無駄になってしまう。同じく検査対象が組立品であるため、焼入パターン切れを有する部品以外の部品を含め、検査対象となる組立品全体が無駄になってしまう。つまり、アッシー状態まで組み付けた後のねじり試験であるため、組付けコストや焼入部品以外の部品のコストについてのロスコストが大きい。
さらに、あくまでも抜取りによる検査であって全数検査ではないため、組立ライン等において全数保証することができない。
However, when a quenching pattern is inspected by a torsion test by extracting an assembly including a quenched part, there are the following problems.
That is, first, the torsion test by sampling as described above applies a predetermined torque to the object to be inspected and detects the occurrence of a fractured portion thereof, and therefore it takes a considerable time until the result is obtained. .
In addition, since the torsion test is a destructive test, the loss cost of the parts to be inspected is higher than that of the non-destructive test.
Further, since the inspection target is an assembly including a hardened part, man-hours to the assembly state are required, and the assembling cost is wasted. Similarly, since the inspection target is an assembly, the entire assembly to be inspected, including parts other than the part having the quenching pattern cut, is wasted. That is, since it is a torsion test after assembling to the assembly state, the loss cost is high with respect to the assembling cost and the cost of parts other than the hardened parts.
Furthermore, since the inspection is only by sampling and not 100% inspection, it cannot be guaranteed in the assembly line or the like.
一方、前述した特許文献1に開示されている方法については、非破壊で鋼材の焼入深さを測定する方法であるものの、焼入についての評価は、焼入深さのほか、焼入表面硬さ(焼入された部分の硬さ)もその対象となるため、焼入表面硬さも評価対象に加えることにより、実際の焼入状態により即した効率的な検査が可能となる。
また、特許文献1に開示されている方法については、実際の組立ライン等で測定を行い、その測定結果を焼入部品の良否判定に用いようとする場合、その測定対象である部品についての温度変化や形状誤差等を考慮する余地がある。
Moreover, about the method currently disclosed by
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、高周波焼入等の焼入が施された鋼材の部品について、その焼入パターン切れの非破壊検査によるインラインでの全数検査が可能となり、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの検査に際し、ロスコストや時間の削減を図ることができる焼入パターン検査方法及び検査装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the problem to be solved is a quenching pattern of a steel part subjected to induction hardening or the like. Quenching pattern inspection method and inspection that enable in-line inspection by non-destructive inspection of cuts, improve quenching quality, and reduce loss costs and time during quenching pattern inspection To provide an apparatus.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
すなわち、請求項1においては、検査対象部品に対して所定の交流励磁信号を印加するための励磁コイルと、前記交流励磁信号が印加された検査対象部品から渦電流による検出信号を検出するための検出コイルと、を有する渦流センサを用い、検査対象部品についての焼入パターンの良否を判定する焼入パターン検査方法であって、前記検出信号の前記交流励磁信号に対する位相差に起因する値を示す第一の座標軸と、該第一の座標軸に直交するとともに前記検出信号の大きさの値を示す第二の座標軸とから定められる座標平面を用い、前記渦流センサを用いて計測した、多数の良品についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点の分布に基づき、前記座標平面における許容誤差領域を予め設定し、前記座標平面上における前記許容誤差領域を区画する境界線に対する該境界線の形状に沿う距離の値を分離値と定義し、前記渦流センサを用いて計測した、焼入パターン切れを有する不良品についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点の、前記分離値が比較的大きくなるように、前記検査部位についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値の計測に用いる、前記交流励磁信号の周波数を設定し、前記渦流センサを用い、検査対象部品の検査部位についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値を計測し、その計測した前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点が、前記許容誤差領域内にあるか否かにより、検査対象部品についての焼入パターンの良否を判定するものである。
これにより、高周波焼入等の焼入が施された鋼材の部品について、その焼入パターン切れの非破壊検査によるインラインでの全数検査が可能となり、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの検査に際し、ロスコストや時間の削減を図ることができる。
また、焼入パターンの良否の判定についてその正確性を向上させることができるとともに、焼入パターン検査における渦流計測について、その計測条件の一つである交流励磁信号の周波数についての最適な条件を、分離値という指標に基づいて計測者の渦流計測についての知識や熟練度等にかかわらず導くことができる。
That is, in
This makes it possible to inspect all steel parts that have been hardened by induction hardening, etc., in-line by non-destructive inspection of the quenching pattern cut, improving the quenching quality and improving the quenching quality. Loss cost and time can be reduced when inspecting the incoming pattern.
In addition, the accuracy of the determination of the quality of the quenching pattern can be improved, and for the eddy current measurement in the quenching pattern inspection, the optimum condition for the frequency of the AC excitation signal, which is one of the measurement conditions, Based on the index of separation value, it can be derived regardless of the knowledge and skill level of the measurer's eddy current measurement.
請求項2においては、前記渦流センサを用いて計測した、焼入パターン切れを有する不良品についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点の、前記分離値が比較的大きくなるように、前記検査部位に対する前記渦流センサの位置を設定するものである。
これにより、高周波焼入等の焼入が施された鋼材の部品について、その焼入パターン切れの非破壊検査によるインラインでの全数検査が可能となり、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの検査に際し、ロスコストや時間の削減を図ることができる。
また、焼入パターンの良否の判定についてその正確性を向上させることができるとともに、焼入パターン検査における渦流計測について、その計測条件の一つであるコイル位置についての最適な条件を、分離値という指標に基づいて計測者の渦流計測についての知識や熟練度等にかかわらず導くことができる。
According to a second aspect of the present invention, a point on the coordinate plane determined from the value resulting from the phase difference and the magnitude of the detection signal for a defective product having a quenching pattern breakage measured using the eddy current sensor is used. The position of the eddy current sensor with respect to the examination site is set so that the separation value is relatively large .
This makes it possible to inspect all steel parts that have been hardened by induction hardening, etc., in-line by non-destructive inspection of the quenching pattern cut, improving the quenching quality and improving the quenching quality. Loss cost and time can be reduced when inspecting the incoming pattern.
In addition, it is possible to improve the accuracy of the determination of the quality of the quenching pattern, and for the eddy current measurement in the quenching pattern inspection, the optimum condition for the coil position, which is one of the measurement conditions, is called a separation value. Based on the index, it can be derived regardless of the knowledge or skill level of the measurer's eddy current measurement.
請求項3においては、前記許容誤差領域の形状を、前記分布に最も寄与率の高い成分である第一主成分の方向を長軸の方向、前記第一主成分に直交する第二主成分の方向を短軸の方向とし、長軸と短軸との交点が前記分布の中心を示す値から定まるとともに、前記分布を、前記長軸の方向を広がりの方向として前記交点における値を平均とする正規分布とした場合の標準偏差に基づく所定の広がりを有する楕円とするものである。
これにより、焼入パターンの良否の判定に際し、検査対象部品の温度状況や形状誤差等の影響による渦流計測値のバラツキ(計測誤差)を、それぞれのバラツキの傾向性に応じた範囲で許容することができ、検査対象部品の性状に応じた正確な判定(均等な評価)を行うことが可能となる。
したがって、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの良否の判定に際して過検出(実際には不良品でないものを不良品と判定すること)を減らすことが可能となり、生産性を向上することができる。
According to a third aspect of the present invention, the shape of the permissible error region is determined so that the direction of the first principal component, which is the component having the highest contribution ratio to the distribution, is the major axis direction, and the second principal component is orthogonal to the first principal component. The direction is the minor axis direction, and the intersection of the major axis and the minor axis is determined from a value indicating the center of the distribution, and the distribution is averaged at the intersection point with the major axis direction being the direction of spread. An ellipse having a predetermined spread based on the standard deviation in the case of a normal distribution is used.
As a result, when determining the quality of the quenching pattern, the variation in eddy current measurement values (measurement error) due to the effects of temperature conditions, shape errors, etc. of the parts to be inspected is allowed within a range corresponding to the tendency of each variation. Therefore, it is possible to perform accurate determination (equal evaluation) according to the properties of the inspection target component.
Therefore, it is possible to improve the quenching quality, and it is possible to reduce over-detection (determining what is not actually a defective product as a defective product) when determining the quality of the quenching pattern, thereby improving productivity. can do.
請求項4においては、検査対象部品に対して所定の交流励磁信号を印加するための励磁コイル、及び前記交流励磁信号が印加された検査対象部品から渦電流による検出信号を検出するための検出コイルを有する渦流センサと、前記検出信号の前記交流励磁信号に対する位相差に起因する値、及び前記検出信号の大きさの値を計測する計測手段と、前記位相差に起因する値を示す第一の座標軸と、該第一の座標軸に直交するとともに前記検出信号の大きさの値を示す第二の座標軸とから定められる座標平面を用い、前記計測手段により計測された、多数の良品についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点の分布に基づき、前記座標平面における許容誤差領域を予め設定し、前記計測手段により計測された、検査対象部品の検査部位についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点が、前記許容誤差領域内にあるか否かにより、検査対象部品についての焼入パターンの良否を判定する判定手段と、を備える焼入パターン検査装置であって、前記座標平面上における前記許容誤差領域を区画する境界線に対する該境界線の形状に沿う距離の値を分離値と定義し、前記渦流センサを用いて計測した、焼入パターン切れを有する不良品についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点の、前記分離値が比較的大きくなるように、前記検査部位についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値の計測に用いる、前記交流励磁信号の周波数を設定するものである。
これにより、高周波焼入等の焼入が施された鋼材の部品について、その焼入パターン切れの非破壊検査によるインラインでの全数検査が可能となり、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの検査に際し、ロスコストや時間の削減を図ることができる。
また、焼入パターンの良否の判定についてその正確性を向上させることができるとともに、焼入パターン検査における渦流計測について、その計測条件の一つである交流励磁信号の周波数についての最適な条件を、分離値という指標に基づいて計測者の渦流計測についての知識や熟練度等にかかわらず導くことができる。
The detection coil for detecting a detection signal due to an eddy current from an excitation coil for applying a predetermined AC excitation signal to the inspection target component and the inspection target component to which the AC excitation signal is applied. An eddy current sensor, a value caused by a phase difference of the detection signal with respect to the AC excitation signal, a measuring means for measuring a value of the magnitude of the detection signal, and a first value indicating the value caused by the phase difference Using the coordinate plane defined by the coordinate axis and the second coordinate axis that is orthogonal to the first coordinate axis and that indicates the value of the detection signal, the position of a number of non-defective products measured by the measuring means is measured. Based on the distribution of the points on the coordinate plane determined from the value resulting from the phase difference and the magnitude of the detection signal, an allowable error area in the coordinate plane is set in advance, and the measurement means Whether the measured point on the coordinate plane determined from the value resulting from the phase difference and the value of the magnitude of the detection signal for the inspection site of the inspection target component is within the allowable error region, A quenching pattern inspection apparatus comprising: a determination unit that determines whether or not the quenching pattern of the inspection target part is good, and conforms to a shape of the boundary line with respect to a boundary line that defines the allowable error region on the coordinate plane The coordinate plane determined from the value resulting from the phase difference and the magnitude of the detection signal for a defective product having a quenching pattern breakage, which is defined as a separation value as a separation value and measured using the eddy current sensor The AC excitation signal used for measuring the value resulting from the phase difference and the magnitude of the detection signal for the examination site so that the separation value of the upper point is relatively large. It is used to set the frequency of.
This makes it possible to inspect all steel parts that have been hardened by induction hardening, etc., in-line by non-destructive inspection of the quenching pattern cut, improving the quenching quality and improving the quenching quality. Loss cost and time can be reduced when inspecting the incoming pattern.
In addition, the accuracy of the determination of the quality of the quenching pattern can be improved, and for the eddy current measurement in the quenching pattern inspection, the optimum condition for the frequency of the AC excitation signal, which is one of the measurement conditions, Based on the index of separation value, it can be derived regardless of the knowledge and skill level of the measurer's eddy current measurement.
請求項5においては、前記渦流センサを用いて計測した、焼入パターン切れを有する不良品についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点の、前記分離値が比較的大きくなるように、前記検査部位に対する前記渦流センサの位置を設定するものである。
これにより、高周波焼入等の焼入が施された鋼材の部品について、その焼入パターン切れの非破壊検査によるインラインでの全数検査が可能となり、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの検査に際し、ロスコストや時間の削減を図ることができる。
また、焼入パターンの良否の判定についてその正確性を向上させることができるとともに、焼入パターン検査における渦流計測について、その計測条件の一つであるコイル位置についての最適な条件を、分離値という指標に基づいて計測者の渦流計測についての知識や熟練度等にかかわらず導くことができる。
In
This makes it possible to inspect all steel parts that have been hardened by induction hardening, etc., in-line by non-destructive inspection of the quenching pattern cut, improving the quenching quality and improving the quenching quality. Loss cost and time can be reduced when inspecting the incoming pattern.
In addition, it is possible to improve the accuracy of the determination of the quality of the quenching pattern, and for the eddy current measurement in the quenching pattern inspection, the optimum condition for the coil position, which is one of the measurement conditions, is called a separation value. Based on the index, it can be derived regardless of the knowledge or skill level of the measurer's eddy current measurement.
請求項6においては、前記判定手段は、前記許容誤差領域の形状を、前記分布に最も寄与率の高い成分である第一主成分の方向を長軸の方向、前記第一主成分に直交する第二主成分の方向を短軸の方向とし、長軸と短軸との交点が前記分布の中心を示す値から定まるとともに、前記分布を、前記長軸の方向を広がりの方向として前記交点における値を平均とする正規分布とした場合の標準偏差に基づく所定の広がりを有する楕円とするものである。7. The determination unit according to claim 6, wherein the shape of the tolerance region is orthogonal to the direction of the first principal component, which is the component having the highest contribution to the distribution, and to the first principal component. The direction of the second principal component is the direction of the minor axis, and the intersection of the major axis and the minor axis is determined from a value indicating the center of the distribution, and the distribution is determined at the intersection with the direction of the major axis as the direction of spread. An ellipse having a predetermined spread based on the standard deviation in the case of a normal distribution with an average value.
これにより、焼入パターンの良否の判定に際し、検査対象部品の温度状況や形状誤差等の影響による渦流計測値のバラツキ(計測誤差)を、それぞれのバラツキの傾向性に応じた範囲で許容することができ、検査対象部品の性状に応じた正確な判定(均等な評価)を行うことが可能となる。As a result, when determining the quality of the quenching pattern, the variation in eddy current measurement values (measurement error) due to the effects of temperature conditions, shape errors, etc. of the parts to be inspected is allowed within a range corresponding to the tendency of each variation. Therefore, it is possible to perform accurate determination (equal evaluation) according to the properties of the inspection target component.
したがって、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの良否の判定に際して過検出(実際には不良品でないものを不良品と判定すること)を減らすことが可能となり、生産性を向上することができる。Therefore, it is possible to improve the quenching quality, and it is possible to reduce over-detection (determining what is not actually a defective product as a defective product) when determining the quality of the quenching pattern, thereby improving productivity. can do.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、高周波焼入等の焼入が施された鋼材の部品について、その焼入パターン切れの非破壊検査によるインラインでの全数検査が可能となり、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの検査に際し、ロスコストや時間の削減を図ることができる。
As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to the present invention, it is possible to inspect 100 parts in-line by non-destructive inspection of the quenching pattern cut for steel parts subjected to induction hardening or the like, and improve the quenching quality. In addition, the loss cost and time can be reduced when inspecting the quenching pattern.
本発明は、例えば自動車部品等のように、高周波焼入等の焼入が施された鋼材の部品(焼入部品)について、その焼入パターン(焼入硬化層)を渦電流を用いて検査し、検査対象部品である焼入部品について、焼入パターン切れ(焼入硬化層の途切れたり局所的に極端に浅くなったりする部分)等を有しない良品と、焼入パターン切れを有する焼入パターン切れ品を含む不良品(NG品)とを判別し、焼入部品の品質を保証するためのものである。
そこでまず、発明の実施の形態の説明に先立ち、本発明に関係する渦流計測の原理について説明する。
The present invention, for example, inspects the quenching pattern (quenched hardened layer) of the steel material (quenched part) that has been subjected to quenching such as induction hardening, such as automobile parts, using eddy current. In addition, for hardened parts that are inspection target parts, good quality products that do not have a hardened pattern cut (parts where the hardened hardened layer breaks or becomes extremely shallow locally) and hardened parts that have a hardened pattern cut. This is for discriminating defective products including NG patterns (NG products) and guaranteeing the quality of hardened parts.
First, prior to the description of the embodiment of the invention, the principle of eddy current measurement related to the present invention will be described.
図1に、焼入が施された鋼材(S45C等)である焼入部材の深さ(表面からの距離)方向の層状態、硬さ及び透磁率の関係を示す。
図1に示すように、焼入部材においては、その概略的な組織構成として、表面側から、焼入が施された部分である硬化層1と、母材の部分である母層2とが、境界層3を介して形成される。硬さ変化曲線4を参照すると、硬化層1と母層2とは異なる硬さとなり、硬化層1の硬さが母層2のそれよりも大きくなる。境界層3においては、硬さは硬化層1から母層2にかけて漸減する。硬さの具体例としては、ビッカース硬さ(Hv)で、硬化層1ではHv=600〜700、母層2ではHv=300程度の硬さを示す。
FIG. 1 shows the relationship between the layer state, hardness, and magnetic permeability in the depth (distance from the surface) direction of a quenched member that is a hardened steel material (such as S45C).
As shown in FIG. 1, in the quenched member, as a schematic structure of the hardened member, from the surface side, a
一方、透磁率変化曲線5を参照すると、焼入部材の表面からの距離に対する透磁率の変化は、焼入部材の表面からの距離に対する硬さの変化に対して略逆比例の関係となる。つまり、透磁率については、硬化層1の透磁率が母層2のそれよりも大きくなるとともに、境界層3においては硬化層1から母層2にかけて漸増する。
本発明に関係する渦流計測においては、このような焼入部材における、表面からの距離に対する硬さと透磁率との関係を利用する。
On the other hand, referring to the magnetic
In the eddy current measurement related to the present invention, the relationship between the hardness and the permeability with respect to the distance from the surface in such a quenched member is utilized.
図2に、本発明に関係する渦流計測を行うための装置構成についての模式図を示す。
図2に示すように、渦流計測においては、計測対象であるワーク(磁性体)6の計測部位6aに対し、中心軸を共通にして隣接配置される励磁コイル7と検出コイル8とが所定の位置にセットされる。
このような構成において、励磁コイル7に電流が供給されると、励磁コイル7の周囲に磁界が発生する。すると、電磁誘導によって磁性体であるワーク6の計測部位6aの表面近傍に渦電流が発生する(矢印C1参照)。計測部位6aの表面における渦電流発生にともない、検出コイル8を磁束が貫通する。そして、検出コイル8によって計測部位6aの表面における渦電流発生にともなう誘起電圧が計測される。
FIG. 2 shows a schematic diagram of an apparatus configuration for performing eddy current measurement related to the present invention.
As shown in FIG. 2, in eddy current measurement, an excitation coil 7 and a
In such a configuration, when a current is supplied to the exciting coil 7, a magnetic field is generated around the exciting coil 7. Then, an eddy current is generated in the vicinity of the surface of the measurement site 6a of the workpiece 6 that is a magnetic body by electromagnetic induction (see arrow C1). As the eddy current is generated on the surface of the measurement site 6a, the magnetic flux penetrates the
励磁コイル7は、その両端(両端子)が、交流電源9に接続される。交流電源9は、励磁コイル7に対して所定の交流励磁信号(励磁用交流電圧信号)V1を印加する。
検出コイル8は、その両端(両端子)が、計測装置10に接続される。計測装置10は、励磁コイル7に交流電源9からの交流励磁信号V1が印加されたときの検出コイル8から得られる検出信号(前記誘起電圧についての電圧信号)V2の大きさと、検出信号V2の交流励磁信号V1に対する位相差(位相遅れ)Φ(図3参照)とを検出する。ここで、計測装置10には、位相差Φを検出するため、交流励磁信号V1(波形)が与えられる。なお、図3には、渦流計測における交流励磁信号V1と検出信号V2との関係を示している。
Both ends (both terminals) of the exciting coil 7 are connected to the
Both ends (both terminals) of the
検出コイル8によって検出される検出信号V2は、計測部位6a(ワーク6)の透磁率を反映する。つまり、計測部位6aの透磁率が高くなると、前述のような渦電流発生にともなう磁束が増して検出信号V2が大きくなり、逆に計測部位6aの透磁率が低くなると、渦電流発生にともなう磁束が減って検出信号V2が小さくなる。
この渦電流に基づく検出信号V2を定量化(数値化)するため、図3に示すように、検出信号V2の大きさの値である振幅値Yと、検出信号V2の交流励磁信号V1に対する位相差Φに起因する値である値X(=YcosΦ)とに着目し、次のような知見が得られている。
The detection signal V2 detected by the
In order to quantify (numerize) the detection signal V2 based on this eddy current, as shown in FIG. 3, the amplitude value Y, which is the magnitude of the detection signal V2, and the position of the detection signal V2 relative to the AC excitation signal V1. Focusing on the value X (= Y cos Φ), which is a value resulting from the phase difference Φ, the following knowledge has been obtained.
まず、検出信号V2の振幅値Yは、焼入表面硬さ(焼入された部分の硬さ)との間に相関を有するということがある。
すなわち、図1における硬さ変化曲線4と透磁率変化曲線5との比較からわかるように、焼入表面硬さが低いときには透磁率は高いという関係がある。透磁率が高いと、交流励磁信号V1が励磁コイル7に印加されたときに生じる磁束は増し、計測部位6aの表面に誘導される渦電流も増大する。これにともない、検出コイル8によって検出される検出信号V2の振幅値Yも増大する。したがって、逆に、検出コイル8によって検出される検出信号V2の振幅値Yから、渦電流が発生している計測部位6aを貫く磁束、つまり透磁率が導かれる。これにより、図1に示す硬さ変化曲線4と透磁率変化曲線5との関係から焼入表面硬さがわかる。
First, the amplitude value Y of the detection signal V2 may have a correlation with the hardened surface hardness (hardness of the hardened portion).
That is, as can be seen from a comparison between the hardness change curve 4 and the
次に、検出信号V2の交流励磁信号V1に対する位相差Φに起因する値Xは、焼入深さ(焼入硬化層の深さ)との間に相関を有するということがある。
すなわち、焼入深さが深くなること、つまり焼入部材において焼入された硬化層1が増大することは、透磁率の低い範囲が深さ方向に増すこととなり、交流励磁信号V1に対して検出信号V2の位相遅れが増すこととなる。これにより、位相差Φに起因する値の大小から、焼入深さの深浅がわかる。
Next, the value X resulting from the phase difference Φ of the detection signal V2 with respect to the AC excitation signal V1 may have a correlation with the quenching depth (depth of the quench-hardened layer).
That is, when the quenching depth becomes deep, that is, the
以上の渦流計測の原理を踏まえたうえで、本発明の実施の形態を説明する。
図4に示すように、本実施形態に係る焼入パターン検査方法は、検査対象部品としてのワーク50に対して所定の交流励磁信号V1を印加するための励磁コイル11と、交流励磁信号V1が印加されたワーク50から渦電流による検出信号V2を検出するための検出コイル12と、を有する渦流センサである渦流貫通コイル13を用い、ワーク50についての焼入パターンの良否を判定するものである。
The embodiment of the present invention will be described based on the above principle of eddy current measurement.
As shown in FIG. 4, the quenching pattern inspection method according to the present embodiment includes an
本実施形態において、ワーク50は、高周波焼入が施された鋼材(S45C等)である。図4に示すように、本実施形態に係るワーク50は、全体として軸状の部材であり、軸状の部分である軸部50bと、この軸部50bに対して拡径された部分であって筒状に形成され他の部材が連結等される継手部50cとを有し、軸部50bの略全体を含む部分に高周波焼入が施される。
In the present embodiment, the
渦流貫通コイル13は、ワーク50についての、焼入表面硬さと相関する検出信号V2の振幅値Y(以下単に「Y値」ともいう。)、及び焼入深さと相関する位相差Φ(図3参照)に起因する値X(以下単に「X値」ともいう。)を計測するためのセンサであり、その有する励磁コイル11と検出コイル12とを、中心軸を共通にして配置した状態で合成樹脂等により構成されるケース14内に収容する。
本実施形態では、励磁コイル11は検出コイル12の外側に配されている。ケース14は、矩形の厚板形状の外形を有するとともにワーク50を挿通させるための貫通孔14aを有する。つまり、励磁コイル11及び検出コイル12は、各コイル中空部を貫通孔14aに位置合わせした状態でケース14内に収納される。
The eddy
In the present embodiment, the
このような構成の渦流貫通コイル13が、そのケース14の貫通孔14aに軸状の部材であるワーク50を挿通させた状態で、ワーク50の軸方向(図4における左右方向)に移動可能に設けられる。そして、渦流貫通コイル13が、その励磁コイル11及び検出コイル12が、ワーク50において所望される検査部位50aに対して所定の位置となるようにセットされた状態で、ワーク50の表面に形成される焼入パターンの検査が行われる。
The eddy
すなわち、励磁コイル11に所定の交流励磁信号V1が印加されることにより、ワーク50の検査部位50aに渦電流が発生し、それにともなう誘起電圧についての電圧信号が、検出コイル12によって検出信号V2として検出される。
そして、検査部位50aについての焼入表面硬さと相関するY値(振幅値Y)と、同じく検査部位50aについての焼入深さと相関するX値(値X=YcosΦ)とが計測される。
That is, when a predetermined AC excitation signal V1 is applied to the
Then, the Y value (amplitude value Y) correlating with the quenching surface hardness for the
このようなワーク50についての焼入パターンの検査を行うため、図5に示すように、本実施形態に係る焼入パターン検査装置は、渦流貫通コイル13と、この渦流貫通コイル13がケーブル15を介して接続される渦流探傷器20とを備える。
渦流探傷器20は、励磁コイル11に対する交流励磁信号V1の印加や、検出コイル12によって検出される検出信号V2に基づくX値及びY値の計測や、そのX値及びY値の計測値等を用いたワーク50についての焼入パターンの良否の判定を行う。
In order to inspect the quenching pattern for such a
The eddy
すなわち、渦流探傷器20は、励磁コイル11に所定の交流励磁信号V1を印加するための交流電源部21(前記交流電源9に相当)と、X値及びY値を計測する計測部22(前記計測装置10に相当)とを具備する。つまり、励磁コイル11の両端子は、ケーブル15を介して交流電源部21に接続され、検出コイル12の両端子は、同じくケーブル15を介して計測部22に接続される。なお、計測部22には、位相差Φを検出するために交流励磁信号V1(波形)が与えられる。
また、渦流探傷器20は、計測部22によるX値及びY値の計測値等を用いて、ワーク50についての焼入パターンの良否を判定する判定部23を具備する。
このように、本実施形態では、渦流探傷器20が、X値及びY値を計測する計測手段、及びワーク50についての焼入パターンの良否を判定する判定手段として機能する。
また、渦流探傷器20には、計測部22による計測結果や判定部23による判定結果等を表示するための表示部24が備えられる。
That is, the eddy
Further, the eddy
Thus, in this embodiment, the eddy
Further, the eddy
また、本実施形態に係る焼入パターン検査装置においては、ワーク50を所定の姿勢で保持固定するための計測治具30が備えられる。
計測治具30は、基台31を有し、この基台31上に、ワーク50が載置される載置面32aを形成する載置台32を有する。ワーク50は、載置面32aに所定の姿勢で載置された状態で保持固定される。本実施形態では、軸状の部材であるワーク50は、その所定の姿勢として軸方向が鉛直方向(図5における上下方向)となるように直立姿勢をとった状態で、ワーク50をその上部から押圧することで固定する固定部材33等により、載置台32上にて保持固定される。
Further, in the quenching pattern inspection apparatus according to the present embodiment, a measuring
The measuring
また、計測治具30においては、渦流貫通コイル13をワーク50に対応する姿勢で移動可能に支持するための移動支持部材34が設けられる。移動支持部材34は、基台31
上に立設される支柱35等によって移動可能に支持される。
本実施形態では、移動支持部材34は、貫通孔34aを有する板状部材により構成され、載置台32上に所定の姿勢で保持固定されるワーク50を貫通孔34aに挿通させた状態となる。この移動支持部材34に対し、渦流貫通コイル13が、そのケース14を介してワーク50に対応する姿勢、即ち貫通孔14aにワーク50を挿通させた状態で固定支持される。つまり、移動支持部材34に渦流貫通コイル13が固定支持された状態で、互いの貫通孔34a・14aが略同軸状態となり、これら貫通孔34a・14aに、載置台32上に所定の姿勢で保持固定されるワーク50が貫通した状態となる。
Further, the
It is supported so as to be movable by a
In the present embodiment, the
移動支持部材34は、支柱35に対して、載置台32上に所定の姿勢で保持固定されるワーク50の軸方向(図5における上下方向)に移動可能に支持される。これにより、渦流貫通コイル13が、ケース14の貫通孔14aにワーク50を挿通させた状態で、ワーク50の軸方向に移動可能に設けられる。
このような構成を有する計測治具30においては、ワーク50についての渦流計測に際し、ワーク50の所定の姿勢(直立姿勢)での保持固定及びワーク50(の軸方向)に対する渦流貫通コイル13の移動方向について、要求される所定の精度が確保される。
The
In the measuring
以上のような構成を有する焼入パターン検査装置による、本実施形態に係る焼入パターン検査方法の具体的な内容について説明する。
以下に説明する焼入パターン検査方法においては、図6に示すように、検出信号V2の交流励磁信号V1に対する位相差Φに起因する値(X値)を示す第一の座標軸であるX軸40xと、X軸40xに直交するとともに検出信号V2の大きさの値である振幅値(Y値)を示す第二の座標軸(Y軸40y)とから定められる座標平面であるX−Y平面40を用いる。
すなわち、X値についての出力値(出力値X)を示すX軸40x、及びY値についての出力値(出力値Y)を示すY軸40yから定められる座標平面がX−Y平面40となる。したがって、出力値X及び出力値Yは、渦流探傷器20の計測部22から出力される値となり、その値は電圧値となる。
Specific contents of the quenching pattern inspection method according to the present embodiment by the quenching pattern inspection apparatus having the above-described configuration will be described.
In the quenching pattern inspection method described below, as shown in FIG. 6, the
That is, the coordinate plane defined by the
そして、X軸40x及びY軸40yから定まるX−Y平面40において、ワーク50についての焼入パターンの良否を判定するための許容誤差領域であるトレランスゾーン41を予め設定する。
トレランスゾーン41は、渦流貫通コイル13を用いて計測した、多数の良品についてのX値(出力値X)及びY値(出力値Y)から定まるX−Y平面40上の点の分布に基づいて設定する。
Then, on the
The
ここで、本実施形態に係るワーク50についての良品と不良品(焼入パターン切れ品)について、図7を用いて両者を対比して説明する。
図7は、高周波焼入が施された軸状の部材であるワーク50の長手方向(軸方向)を剪断方向とする断面図を示すものであり、図7(a)は良品の断面図、同図(b)は焼入パターン切れ品の断面図をそれぞれ示している。
図7(a)、(b)に示すように、高周波焼入が施された本実施形態に係るワーク50は、前述したように軸部50bの略全体を含む部分に高周波焼入が施される。すなわち、ワーク50においては、母材の部分である母層52に対し、軸部50bの表面の略全体にわたって焼入が施された部分である硬化層51(薄墨色部分参照)が形成される。なお、図示では省略するが、硬化層51と母層52との間には境界層が形成される。
Here, the non-defective product and the defective product (hardened pattern cut product) of the
FIG. 7 shows a cross-sectional view in which the longitudinal direction (axial direction) of the
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
そして、図7(a)に示す良品のワーク50においては、その硬化層51について、軸方向両端部では徐々に焼入深さが浅くなる部分が形成されるものの、全体として略一定の焼入深さとなる焼入パターンが形成される。
これに対し、図7(b)に示す焼入パターン切れ品のワーク50においては、その硬化層51について、途切れたり局所的に極端に浅くなったりする部分である焼入パターン切れ53が存在する。
つまり、図7(a)に示すように前記のような焼入パターン切れ53が存在することなく所望の部位に均一に焼入パターン(硬化層51)が形成されているワーク50が良品となり、良品以外のワーク50であって、同図(b)に示すような焼入パターン切れ53が存在する焼入パターン切れ品等の、所望の部位に均一に焼入パターンが形成されていないワーク50が不良品となる。
In the
On the other hand, in the
That is, as shown in FIG. 7A, the
このようなワーク50についての良品・不良品の判定に用いるトレランスゾーン41の設定に際しては、多数の良品についての渦流計測値(X値及びY値)からX−Y平面40上にプロットされる多数の点を用いる。
以下に、図6に示すX値及びY値についての渦流計測結果例を用いて、トレランスゾーン41の設定について説明する。
When setting the
The setting of the
図6には、良品及び不良品のワーク50について、交流励磁信号V1の周波数を120Hzとした場合の、出力値X(mV)及び出力値Y(mV)の渦流計測結果例を示している。
トレランスゾーン41の設定に係る渦流計測に際しては、計測対象であるワーク(焼入パターンの検査対象となるワーク50とは異なる)について、図7に示すような断面視において焼入パターン切れの有無等について視覚的に検査する切断検査等により、予め良品・不良品の判定を行い、良品であることが既知のワークを計測対象とする。
すなわち、同一の条件で高周波焼入を施したワークを複数(少なくとも二つ)の作製し、これらのうち、一部のワークについては前記のような切断検査等によって予め良品・不良品の判定を行い、残りの一部のワークについてX値及びY値を計測し、X−Y平面40上にプロットする。これにより、多数の良品についてのX−Y平面40上における点(データ)を取得する。
FIG. 6 shows an example of eddy current measurement results of the output value X (mV) and the output value Y (mV) when the frequency of the AC excitation signal V1 is 120 Hz for the non-defective and
In the eddy current measurement relating to the setting of the
That is, a plurality of (at least two) workpieces subjected to induction hardening under the same conditions are produced, and among these workpieces, a non-defective product / defective product is determined in advance by cutting inspection as described above. The X value and the Y value are measured for the remaining part of the workpiece, and plotted on the
図6には、X−Y平面40上において、出力値Xが−165〜−125(mV)の範囲、出力値Yが−3960〜−3820(mV)の範囲の部分を示している。かかる範囲のX−Y平面40において、多数(例えば数百個程度)の良品についてのデータ(出力値X及び出力値Y)を取得する。
図6に示すように、白丸で示す良品のワークについての計測点である良品データ42は、X−Y平面40上において所定の領域に集中的に分布する。
具体的には、本例に係る渦流計測においては、良品データ42は、出力値Xで約−145〜−130(mV)の範囲、出力値Yで約−3940〜−3880(mV)の範囲に分布するという結果が得られた。
FIG. 6 shows a portion of the output value X in the range of −165 to −125 (mV) and the output value Y in the range of −3960 to −3820 (mV) on the
As shown in FIG. 6, the
Specifically, in the eddy current measurement according to this example, the
これに対し、不良品のワークについては、次のようなデータが得られた。
すなわち、図6に示すように、不良品のうち、黒丸で示す焼入パターン切れ品のワークについての計測点であるパターン切れ品データ44は、X−Y平面40上において良品データ42が分布する領域から乖離した領域に位置する。ここで、焼入パターン切れ品とは、図7(b)に示すように、はっきりとした焼入パターン切れを有し、焼入パターンについての不良の程度が著しい粗悪品を指す。
また、不良品については、焼入パターンについての不良の程度が焼入パターン切れ品と比べると低いワークを水準品とし、これについてのデータである水準品データ45を得た。つまり、水準品とは、良品と比較すると焼入パターンが均一ではなく、硬化層51が局部的に浅くなる部分等を有し焼入パターンについての不良の程度が中程度のワークである。水準品データ45は、X−Y平面40上において良品データ42が分布する領域から乖離した領域に位置するが、その乖離度合いがパターン切れ品データ44より低い。
On the other hand, the following data was obtained for defective products.
That is, as shown in FIG. 6, among the defective products, the pattern cut
In addition, for defective products, a workpiece having a lower degree of defect with respect to the quenching pattern than that of the quenched pattern was used as a standard product, and
このように、X−Y平面40においては、ワークについてのX値及びY値の計測点に関し、焼入パターンについての不良の程度が高くなるにつれて、良品データ42が分布する領域からの乖離度合いが高くなることがわかる。つまり、X−Y平面40上においては、その計測点の位置により、ワークについての良品と不良品との区別が明瞭に表れ、良品データ42については、所定の領域に対する集中的な分布が得られる。
そこで、このようなX−Y平面40における良品データ42が分布する所定の領域を、トレランスゾーン41として予め設定し、ワーク50についての焼入パターンの良否の判定に用いる。
As described above, in the
Therefore, such a predetermined area in which the
トレランスゾーン41は、X−Y平面40上における良品データ42についての分布のバラツキを考慮して設定する。良品データ42の分布のバラツキは、ワーク50の検査部位50aについての導電率や透磁率や形状誤差等の性状が寄与することから傾向性を有する。このため、良品データ42の分布のバラツキの傾向性を考慮し、焼入パターンについての不良の程度が許容できる範囲の良品がほぼ全部含まれるようにトレランスゾーン41を設定する。
つまり、トレランスゾーン41は、ワーク50の検査部位50aについての導電率等による計測値のバラツキ(計測誤差)を許容する領域となる。
The
That is, the
本実施形態では、図6に示すように、トレランスゾーン41の形状は、良品データ42の分布のバラツキの傾向性を考慮した形状として楕円としている。つまり、X−Y平面40上における、トレランスゾーン41とそれ以外の部分との境界線43が楕円形状となる。
また、図5に示すように、本実施形態に係る焼入パターン検査装置においては、トレランスゾーン41を表すX−Y平面40や、このX−Y平面40上において渦流計測値(出力値X及び出力値Y)から定まる(プロットされる)点等は、渦流探傷器20に接続されるコンピュータ25が用いられて表示される。つまり、コンピュータ25によって、X−Y平面40におけるトレランスゾーン41やワークについての渦流計測値から定まる点等が視覚的に把握できる構成となっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
As shown in FIG. 5, in the quenching pattern inspection apparatus according to the present embodiment, the
このように、X−Y平面40において予めトレランスゾーン41を設定し、焼入パターンの良否の判定に係るワーク50についての渦流計測値から定まる点が、トレランスゾーン41内にあれば良品とし、トレランスゾーン41外であれば不良品として判定する。
すなわち、本実施形態に係る焼入パターン切れ検査方法においては、前述したようにトレランスゾーン41を予め設定した後、渦流貫通コイル13を用い、ワーク50の検査部位50aについてのX値及びY値を計測し、その計測したX値及びY値から定まるX−Y平面40上の点(以下「計測点」とする。)が、トレランスゾーン41内にあるか否かにより、ワーク50についての焼入パターンの良否を判定する。
In this way, the
That is, in the quenching pattern break inspection method according to the present embodiment, after setting the
こうしたトレランスゾーン41を用いた判定、つまりはワーク50についての計測点がトレランスゾーン41内にあるか否かの判断に際しては、トレランスゾーン41を区画する境界線43に対する距離を示す指標として、分離値という値を用いる。
分離値とは、X−Y平面40上におけるトレランスゾーン41を区画する境界線43に対するこの境界線43の形状に沿う距離の値である。したがって、本実施形態のように楕円形状であるトレランスゾーン41に対しては、分離値が同じ値である計測点については、X−Y平面40上における境界線43に対する長軸の方向の距離に対して境界線43に対する短軸の方向の距離は短くなる。
また、分離値については、ワーク50についての計測点がトレランスゾーン41の境界線43上に位置する場合を分離値=1とする。
In such determination using the
The separation value is a value of a distance along the shape of the
As for the separation value, the separation value = 1 is set when the measurement point of the
本実施形態に係る焼入パターン検査方法について、図8に示す判定アルゴリズムのフロー図に従って説明する。
まず、X−Y平面40上における良品データ42の分布のバラツキから、トレランスゾーン41を設定する(S100)。つまり、渦流計測を行うことによって予め良品であることが既知のワークについての多数の計測点(良品データ42)を取得し、これらの良品データ42の分布のバラツキを考慮してトレランスゾーン41を設定する。
The quenching pattern inspection method according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of the determination algorithm shown in FIG.
First, the
次に、焼入パターンの検査対象であるワーク50の渦流計測値(X値及びY値)から、X−Y平面40上における分離値を算出する(S110)。つまり、渦流貫通コイル13を用いてワーク50についての渦流計測を行い、その出力値X及び出力値YからX−Y平面40上に計測点をプロットし、その計測点のトレランスゾーン41に対する分離値を算出する。
Next, a separation value on the
そして、算出した分離値の値が1以下の場合、そのワーク50は良品であるとするOK判定を行う(S120)。つまり、分離値の値が1以下であるということは、そのワーク50についての計測点が、境界線43上を含むトレランスゾーン41内に存在するということとなるので、そのワーク50について良品と判定する。
一方、算出した分離値の値が1より大きい場合、そのワーク50は不良品である(良品ではない)とするNG判定を行う(S130)。つまり、分離値の値が1より大きいということは、そのワーク50についての計測点が、トレランスゾーン41外に存在するということとなるので、そのワーク50について不良品と判定する。
If the calculated separation value is 1 or less, an OK determination is made that the
On the other hand, when the calculated separation value is larger than 1, an NG determination is made that the
このような判定アルゴリズムが、渦流探傷器20に具備される判定部23において実行される。
すなわち、渦流探傷器20は、X値を示すX軸40xとY値を示すY軸40yとから定められるX−Y平面40を用い、計測部22により計測された、多数の良品データ42の分布に基づき、X−Y平面40におけるトレランスゾーン41を予め設定し、計測部22により計測された、ワーク50の検査部位50aについての計測点が、トレランスゾーン41内にあるか否かにより、ワーク50についての焼入パターンの良否を判定する判定手段として機能する。
Such a determination algorithm is executed in the
That is, the eddy
以上のように、渦流計測値を表すX−Y平面40において、多数の良品データ42からトレランスゾーン41を予め設定し、このトレランスゾーン41を用いてワーク50についての焼入パターンの良否を判定することにより、高周波焼入等の焼入が施された鋼材の部品について、その焼入パターン切れの非破壊検査によるインラインでの全数検査が可能となり、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの検査に際し、ロスコストや時間の削減を図ることができる。
As described above, on the
すなわち、渦流計測値を表すX−Y平面40において予め設定するトレランスゾーン41を用いることで、非破壊計測である渦流計測による計測値(X値及びY値)から、ワーク50についての焼入パターンの良否の判定を行うことができるので、焼入パターンについてのインラインでの全数検査(全数保証)が可能となる。
これにより、従来行われていた破壊試験である抜取りによるねじり試験を廃止することができ、ねじり試験廃止にともなうロスコストや工数の削減を図ることができる。この結果、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの検査に際し、ロスコストや時間の削減を図ることができる。
That is, by using a
As a result, the torsion test by sampling, which is a destructive test that has been performed conventionally, can be abolished, and loss costs and man-hours associated with the abolition of the torsion test can be reduced. As a result, the quenching quality can be improved, and loss costs and time can be reduced when inspecting the quenching pattern.
また、複数のワーク50について連続的に焼入パターンの検査を行うに際し、渦流計測結果を常時モニタリングすることで、例えば高周波焼入等の焼入を施すための装置における冷却水の詰まりやパワーの急変動等の焼入異常が生じた場合、それをリアルタイムで検知することができ、焼入異常について早期対策を講ずることが可能となる。
また、実際の組立ライン等において全部品の渦流計測値を取得することで、トレーサビリティ管理を行うことが可能となる。これに関連して、前記のような焼入異常の発生とワーク50における焼入パターン切れ発生との相関を究明することができ、良品についての製造要件や管理要件を知見化することが可能となる。
Further, when continuously inspecting the quenching pattern for a plurality of
Also, traceability management can be performed by acquiring eddy current measurement values of all parts in an actual assembly line or the like. In relation to this, it is possible to investigate the correlation between the occurrence of quenching abnormality as described above and the occurrence of quenching pattern breakage in the
続いて、トレランスゾーン41の好ましい設定方法について説明する。
本実施形態に係る焼入パターン検査方法においては、トレランスゾーン41の形状を、多数の良品データ42の分布に最も寄与率の高い成分である第一主成分の方向を長軸の方向、第一主成分に直交する第二主成分の方向を短軸の方向とし、長軸と短軸との交点が前記分布の中心を示す値から定まるとともに、前記分布を、前記長軸の方向を広がりの方向として前記交点を平均とする正規分布とした場合の標準偏差に基づく所定の広がりを有する楕円とすることが好ましい。
Next, a preferable setting method for the
In the quenching pattern inspection method according to the present embodiment, the shape of the
図9に、トレランスゾーン41及び分離値のイメージ図を示す。
図9に示すように、トレランスゾーン41の設定に際しては、まず、多数の良品データ42の分布に最も寄与率の高い成分である第一主成分の方向(矢印49x参照)を求める。
前述したように、X−Y平面40上における良品データ42の分布のバラツキは、ワーク50の有する性状によって傾向性を有する。つまり、X−Y平面40上における良品データ42の分布は、無作為にばらつくのではなくワーク50の性状に起因する傾向性をもってばらつく。
FIG. 9 shows an image diagram of the
As shown in FIG. 9, when setting the
As described above, the distribution of the
本実施形態に係るX−Y平面40においては、ワーク50の導電率(電気伝導率)の影響による分布のバラツキが、多数の良品データ42の分布に最も寄与率の高い成分に対応する。言い換えると、検査対象であるワーク50の導電率の変化が、X−Y平面40上における計測点の移動距離として最も顕著に表れる。そして、この導電率の影響による良品データ42の分布のバラツキの方向が、図9において矢印49xで示す第一主成分の方向となる。
なお、導電率は、抵抗率(電気抵抗率)の逆数であり、抵抗率は温度の影響を受けて変化するものであるため、第一主成分は、ワーク50の温度の影響による分布のバラツキと言うこともできる。
In the
The electrical conductivity is the reciprocal of the resistivity (electrical resistivity), and the resistivity changes under the influence of the temperature. Therefore, the first main component has a distribution variation due to the temperature of the
第一主成分の方向が求まると、その方向に直交する方向として、第二主成分の方向(矢印49y参照)が定まる。
第二主成分は、ワーク50の透磁率や形状誤差(ロット間のバラツキ)等の影響(主に透磁率の影響)による分布のバラツキとなる。つまり、検査対象であるワーク50の透磁率の変化や形状誤差が、X−Y平面40上における計測点の第二主成分の方向の移動距離として表れる。
When the direction of the first principal component is obtained, the direction of the second principal component (see
The second main component is a variation in distribution due to the influence (mainly the influence of the magnetic permeability) such as the magnetic permeability and shape error (variation between lots) of the
このようにして求めた第一主成分及び第二主成分の方向を、それぞれトレランスゾーン41を区画する楕円(以下「設定楕円」という。)の長軸及び短軸の方向とする。そして、長軸と短軸との交点O1が、多数の良品データ42の分布の中心を示す値から定まる。多数の良品データ42の分布の中心を示す値としては、例えば次のような値を用いる。なお、ここでいう「値」とは、渦流計測値(X値及びY値)を指す。
The directions of the first principal component and the second principal component obtained in this way are taken as the major axis and minor axis directions of an ellipse (hereinafter referred to as “set ellipse”) that partitions the
すなわち、X−Y平面40上における多数の良品データ42の分布について、最小自乗法を用い、第一主成分の方向(長軸の方向)及び第二主成分の方向(短軸の方向)それぞれの方向について、X−Y平面40上における直線(一次関数)を近似し、これら直線の交点における値を、多数の良品データ42の分布の中心を示す値として用いることが考えられる。
また、X−Y平面40上における多数の良品データ42の分布について、第二主成分の方向(短軸の方向)についての平均値を通る第一主成分の方向(長軸の方向)の直線と、第一主成分の方向についての平均値を通る第二主成分の方向の直線との交点における値を、良品データ42の分布の中心を示す値として用いることが考えられる。
That is, with respect to the distribution of a large number of
In addition, regarding the distribution of a large number of
このように、長軸・短軸の方向及びこれらの交点O1を求めた後、多数の良品データ42の分布を、長軸の方向を広がりの方向として交点O1における値を平均とする正規分布とした場合の標準偏差に基づく所定の広がりを有することとして、楕円の焦点及び焦点からの距離を定め、設定楕円を決定する。
すなわち、図9に示すように、多数の良品データ42の分布を、矢印49xで示す長軸の方向を広がりの方向とし、長軸における短軸との交点O1における値を平均μとした場合、つまり交点O1で交わる長軸及び短軸から定まる座標平面において交点O1を原点とした場合(μ=0の場合)の、標準偏差σ(分散:σ<SUP>2</SUP>)とする正規分布N(μ、σ<SUP>2</SUP>)とする(正規分布曲線47参照)。
In this way, after obtaining the major axis / minor axis direction and the intersection O1 thereof, the distribution of a large number of
That is, as shown in FIG. 9, when the distribution of a large number of
本実施形態においては、設定楕円を決定するに際し、前記正規分布における所定の広がり(限界値)として、μ±3σの範囲を用いる。つまり、設定楕円はその長軸の方向について交点O1を中心として±3σの広がりを有することとする。
このように、多数の良品データ42の分布を正規分布とした場合におけるμ±3σの範囲を、長軸の方向の広がりとして用いることにより、設定楕円の長軸の長さが決定する。そして、この長軸の長さと、多数の良品データ42の分布の短軸の方向のバラツキに基づき、楕円の焦点を求める。これにより、設定楕円が決定する(境界線43参照)。
また、設定楕円を決定するに際しては、多数の良品データ42の分布のバラツキに基づき、その渦流計測値(X値及びY値)の平均値等から、多数の良品データ42がほぼ全部含まれるように長軸上の点となる焦点を予め求めた後、前述した正規分布におけるμ±3σの広がりを用い、焦点からの距離を決定することで、設定楕円を決定することとしてもよい。
このように、トレランスゾーン41を設定するに際し、長軸の方向について正規分布におけるμ±3σの広がりを有する楕円を用いることにより、長軸の方向については理論上約99.7%の良品データ42が含まれることとなる。
以上のようにして、設定楕円を決定することで、X−Y平面40上におけるトレランスゾーン41(境界線43の形状)を設定する。
In the present embodiment, when determining the set ellipse, a range of μ ± 3σ is used as the predetermined spread (limit value) in the normal distribution. That is, the set ellipse has a spread of ± 3σ around the intersection O1 in the major axis direction.
In this way, the length of the major axis of the set ellipse is determined by using the range of μ ± 3σ when the distribution of the
Further, when determining the set ellipse, a large number of
As described above, when the
The tolerance zone 41 (the shape of the boundary line 43) on the
ここで、多数の良品データ42の分布を長軸の方向についての正規分布として設定楕円を決定する場合における、分離値と楕円の広がりとの関係について説明する。
前述したように、設定楕円である境界線43上の計測点は、分離値=1となる。したがって、図9に示すように、前述した正規分布におけるμ±3σの広がりを有する楕円(3σの楕円)であるトレランスゾーン41の境界線43上は、分離値=1となる。
これに対し、分離値は、X−Y平面40上におけるトレランスゾーン41を区画する境界線43に対するこの境界線43の形状(楕円形状)に沿う距離の値であるため、境界線43の形状である3σの楕円と相似形であって、交点O1を原点とし、設定楕円を決定する際に用いた場合と同様の正規分布におけるμ±6σの広がりを有する楕円(6σの楕円)46上は、分離値=2となる。同様にして正規分布におけるμ±9σの広がりを有する楕円(9σの楕円)49上は、分離値=3となる。
したがって、図9に示すX−Y平面40においては、パターン切れ品データ44は、分離値が約3となる位置に分布していることとなる。
Here, the relationship between the separation value and the spread of the ellipse when the set ellipse is determined with the distribution of a large number of
As described above, the measurement value on the
On the other hand, the separation value is a value of the distance along the shape (elliptical shape) of the
Therefore, in the
以上のように、多数の良品データ42の分布のバラツキに基づき、正規分布を用いる等して設定楕円を決定することによってトレランスゾーン41を設定する場合における、焼入パターン検査方法について、図10に示す判定の流れのフロー図に従って説明する。
まず、X−Y平面40上における良品データ42のバラツキから、多数の良品データ42の分布に最も寄与率の高い第一主成分を求める(S200)。ここでは、ワーク50の導電率の影響による分布のバラツキが第一主成分となる(図9、矢印49x参照)。
As described above, FIG. 10 shows a quenching pattern inspection method in the case where the
First, from the variation of the
次に、第一主成分に直交する第二主成分を求める(S210)。第二主成分は、主としてワーク50の透磁率の影響による分布のバラツキとなる(図9、矢印49y参照)。
Next, a second principal component orthogonal to the first principal component is obtained (S210). The second main component is a variation in distribution mainly due to the influence of the magnetic permeability of the workpiece 50 (see FIG. 9,
続いて、良品データ42の分布のバラツキ及び第一主成分の方向(長軸の方向)を広がりの方向とする正規分布におけるμ±3σの広がりを用い、第一主成分の方向を長軸の方向、第二主成分の方向を短軸の方向とする楕円をトレランスゾーン41として設定する(S220)。つまり、ここでは前述したように、第一主成分、第二主成分、良品データのバラツキ及び正規分布におけるμ±3σの広がりを用いて設定楕円(境界線43の形状)を決定し、トレランスゾーン41を設定する。
Subsequently, using the dispersion of the
そして、図8に示すフロー図の場合と同様に、焼入パターンの検査対象であるワーク50の渦流計測値(X値及びY値)から、X−Y平面40上における分離値を算出し(S230)、算出した分離値の値が1以下の場合、そのワーク50は良品であるとするOK判定を行い(S240)、算出した分離値の値が1より大きい場合、そのワーク50は不良品である(良品ではない)とするNG判定を行う(S250)。
Then, as in the case of the flowchart shown in FIG. 8, the separation value on the
このような判定の流れが、渦流探傷器20に具備される判定部23において実行される。
すなわち、渦流探傷器20は、トレランスゾーン41の形状を、多数の良品データ42の分布に最も寄与率の高い成分である第一主成分の方向を長軸の方向、第一主成分に直交する第二主成分の方向を短軸の方向とし、長軸と短軸との交点O1が前記分布の中心を示す値から定まるとともに、前記分布を、長軸の方向を広がりの方向として交点O1における値を平均μとする正規分布とした場合の標準偏差σに基づく所定の広がりμ±3σを有する楕円とする。
Such a determination flow is executed in the
That is, the eddy
以上のようにしてトレランスゾーン41を設定することにより、焼入パターンの良否の判定に際し、ワーク50の温度状況や形状誤差等の影響による渦流計測値のバラツキ(計測誤差)を、それぞれのバラツキの傾向性に応じた範囲で許容することができ、ワーク50の性状に応じた正確な判定(均等な評価)を行うことが可能となる。
これにより、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入パターンの良否の判定に際して過検出(実際には不良品でないものを不良品と判定すること)を減らすことが可能となり、生産性を向上することができる。
By setting the
As a result, the quenching quality can be improved, and over-detection (determining what is not actually a defective product as a defective product) can be reduced when determining the quality of the quenching pattern. Can be improved.
次に、上述のような焼入パターン検査方法における渦流計測を行うに際し、渦流貫通コイル13の励磁コイル11における交流励磁信号V1の周波数(以下「励磁周波数」という。)について、その好ましい設定方法について説明する。
上述した焼入パターン検査方法に用いるX−Y平面40は、渦流貫通コイル13の検出コイル12からの検出信号V2の大きさの値(振幅値)であるY値と、検出信号V2の交流励磁信号V1に対する位相差Φに起因する値(YcosΦ)であるX値とから定まる座標平面であり、導電率及び透磁率に対するインピーダンスの関係を示すインピーダンス平面に対応する。
Next, when performing eddy current measurement in the quenching pattern inspection method as described above, a preferable setting method for the frequency (hereinafter referred to as “excitation frequency”) of the AC excitation signal V1 in the
The
このため、励磁周波数が変化すると、その変化にともないX−Y平面40のインピーダンス平面に対応する部分(数値範囲)も変化する。X−Y平面40のインピーダンス平面に対応する部分が変化すると、X−Y平面40上における良品データ42等の分布のバラツキの傾向性も変化し、トレランスゾーン41の形状(設定楕円の形状)も変化する。これにともない、X−Y平面40上における計測点の分離値の値も変化する。
つまり、励磁周波数が変化すると、ワーク50について同様の良品及び不良品(焼入パターン切れ品)を用いて良品データ42及びパターン切れ品データ44を取得したとしても、X−Y平面40のインピーダンス平面に対応する部分及びX値及びY値の値が異なることとなり、良品データ42に基づいて設定されるトレランスゾーン41の形状や、計測点の分離値が異なることとなる。
For this reason, when the excitation frequency changes, the portion (numerical range) corresponding to the impedance plane of the
That is, when the excitation frequency changes, even if the
そこで、パターン切れ品データ44の分離値を指標として用い、このパターン切れ品データ44の分離値が大きくなるように、励磁周波数を設定する。つまり、パターン切れ品データ44の分離値が大きいほど、X−Y平面40上における良品データ42とパターン切れ品データ44との位置の区別が明確となるため、パターン切れ品データ44の分離値が大きくなるような励磁周波数を用いることで、ワーク50についての焼入パターンの良否の判定についてその正確性を向上させる。
Therefore, using the separation value of the
すなわち、本実施形態に係る焼入パターン検査方法においては、X−Y平面40上におけるトレランスゾーン41を区画する境界線43に対するこの境界線43の形状に沿う距離の値を分離値と定義し、渦流貫通コイル13を用いて計測した、焼入パターン切れ品についてのX値及びY値から定まるX−Y平面40上の点(パターン切れ品データ44)の、分離値が比較的大きくなるように、ワーク50の検査部位50aについてのX値及びY値の計測に用いる励磁周波数を設定することが好ましい。
That is, in the quenching pattern inspection method according to the present embodiment, the value of the distance along the shape of the
励磁周波数の設定例について、図11を用いて説明する。
図11には、励磁周波数の変化にともなうトレランスゾーン41及びパターン切れ品データ44の分離値の変化についての計測結果例を示している。図11(a)〜(h)は、それぞれ励磁周波数を4.8kHz、6.0kHz、7.5kHz、10.0kHz、12.0kHz、15.0kHz、20.0kHz、24.0kHzとした場合の、X−Y平面40における多数の良品データ42の分布、トレランスゾーン41及びパターン切れ品データ44の分布を示している。なお、トレランスゾーン41の形状となる設定楕円(境界線43の形状)は、前述したように良品データ42の分布のバラツキ及び正規分布におけるμ±3σの広がりを用いて決定したものである。
An example of setting the excitation frequency will be described with reference to FIG.
FIG. 11 shows an example of measurement results for the change in the separation value of the
図11に示す本計測結果例からわかるように、励磁周波数が変化すると、X−Y平面40上におけるトレランスゾーン41の形状、その形状である楕円の長軸(第一主成分)及び短軸(第二主成分)の方向、及びパターン切れ品データ44の分離値が変化していることがわかる。
そこで、パターン切れ品データ44の分離値に着目すると、図11(a)に示すように、励磁周波数が4.8kHzの場合は、分離値が3.26〜3.45の範囲となり、同様に、6.0kHzの場合は、分離値が4.13〜4.31の範囲(同図(b))、7.5kHzの場合は、分離値が3.56〜3.73の範囲(同図(c))、10.0kHzの場合は、分離値が3.06〜3.34の範囲(同図(d))、12.0kHzの場合は、分離値が3.32〜3.45の範囲(同図(e))、15.0kHzの場合は、分離値が2.52〜2.72の範囲(同図(f))、20.0kHzの場合は、分離値が1.52
〜1.88の範囲(同図(g))、24.0kHzの場合は、分離値が2.34〜2.38の範囲(同図(h))となるという結果が得られた。
As can be seen from the present measurement result example shown in FIG. 11, when the excitation frequency changes, the shape of the
Therefore, when focusing on the separation value of the pattern cut
In the case of ˜1.88 (FIG. (G)) and 24.0 kHz, the separation value was in the range of 2.34 to 2.38 (FIG. (H)).
励磁周波数とパターン切れ品データ44の分離値との関係について前記のような結果が得られた場合、パターン切れ品データ44の分離値の最も大きい励磁周波数を最適周波数として設定し、その最適周波数を検査対象となるワーク50についての渦流計測に際して励磁周波数として用いる。
つまり、本計測結果例においては、パターン切れ品データ44の分離値が最も大きくなる場合の励磁周波数となる6.0kHz(分離値4.13〜4.31)を選定し、この選定した励磁周波数を最適周波数として設定する。
When the above result is obtained with respect to the relationship between the excitation frequency and the separation value of the pattern
That is, in this measurement result example, 6.0 kHz (separation value 4.13 to 4.31), which is the excitation frequency when the separation value of the pattern
このように、X−Y平面40上においてパターン切れ品データ44の分離値が比較的大きくなるように励磁周波数を設定することにより、焼入パターンの良否の判定についてその正確性を向上させることができるとともに、焼入パターン検査における渦流計測について、その計測条件の一つである励磁周波数についての最適な条件を、分離値という指標に基づいて計測者の渦流計測についての知識や熟練度等にかかわらず導くことができる。
Thus, by setting the excitation frequency so that the separation value of the pattern cut
なお、本実施形態に係る焼入パターン検査における渦流計測に際しては、渦流貫通コイル13の、ワーク50の検査部位50aに対する位置についても、パターン切れ品データ44の分離値を指標として設定することが好ましい。
つまり、検査部位50aに対する渦流貫通コイル13の位置が変化することによって、検査部位50aに対する励磁コイル11及び検出コイル12の、ワーク50の軸方向の位置が変化することから、X−Y平面40上における計測点の分離値の値も変化する。
そこで、パターン切れ品データ44の分離値を指標として用い、このパターン切れ品データ44の分離値が大きくなるように、検査部位50aに対する渦流貫通コイル13の位置(ワーク50の軸方向の位置、以下単に「コイル位置」という。)を設定することが好ましい。
In the eddy current measurement in the quenching pattern inspection according to the present embodiment, the position of the eddy
That is, since the position of the
Therefore, using the separation value of the pattern
具体的には、図5に示すように、計測治具30において、渦流貫通コイル13を移動可能に保持する移動支持部材34を移動させることで、渦流貫通コイル13のワーク50(検査部位50a)に対する位置(軸方向の位置)を、例えば、1.0mmピッチや0.5mmピッチで変化させながら、各位置におけるパターン切れ品データ44の分離値を測定する。
そして、コイル位置を移動させた所定の範囲において、パターン切れ品データ44の分離値の最も大きくなるコイル位置を最適コイル位置として設定し、その最適コイル位置を検査対象となるワーク50についてのコイル位置として用いる。
Specifically, as shown in FIG. 5, the workpiece 50 (
Then, in the predetermined range in which the coil position is moved, the coil position where the separation value of the pattern
このように、X−Y平面40上においてパターン切れ品データ44の分離値が比較的大きくなるようにコイル位置を設定することにより、焼入パターンの良否の判定についてその正確性を向上させることができるとともに、焼入パターン検査における渦流計測について、その計測条件の一つであるコイル位置についての最適な条件を、分離値という指標に基づいて計測者の渦流計測についての知識や熟練度等にかかわらず導くことができる。
Thus, by setting the coil position on the
以上のように、分離値を指標として用いることで、最適な励磁周波数及びコイル位置を容易に設定することができ、焼入パターン検査における渦流計測について適した条件を容易に実現することが可能となる。 As described above, by using the separation value as an index, the optimum excitation frequency and coil position can be easily set, and conditions suitable for eddy current measurement in the quenching pattern inspection can be easily realized. Become.
11 励磁コイル
12 検出コイル
13 渦流貫通コイル(渦流センサ)
20 渦流探傷器(計測手段、判定手段)
22 計測部
23 判定部
40 X−Y平面(座標平面)
40x X軸(第一の座標軸)
40y Y軸(第二の座標軸)
41 トレランスゾーン(許容誤差領域)
42 良品データ
43 境界線
44 パターン切れ品データ
50 ワーク
50a 検査部位
11
20 Eddy current flaw detector (measuring means, judging means)
22
40x X axis (first coordinate axis)
40y Y-axis (second coordinate axis)
41 Tolerance Zone (Allowable Error Area)
42
Claims (6)
前記検出信号の前記交流励磁信号に対する位相差に起因する値を示す第一の座標軸と、該第一の座標軸に直交するとともに前記検出信号の大きさの値を示す第二の座標軸とから定められる座標平面を用い、
前記渦流センサを用いて計測した、多数の良品についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点の分布に基づき、前記座標平面における許容誤差領域を予め設定し、
前記座標平面上における前記許容誤差領域を区画する境界線に対する該境界線の形状に沿う距離の値を分離値と定義し、
前記渦流センサを用いて計測した、焼入パターン切れを有する不良品についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点の、前記分離値が比較的大きくなるように、
前記検査部位についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値の計測に用いる、前記交流励磁信号の周波数を設定し、
前記渦流センサを用い、検査対象部品の検査部位についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値を計測し、
その計測した前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点が、前記許容誤差領域内にあるか否かにより、検査対象部品についての焼入パターンの良否を判定することを特徴とする焼入パターン検査方法。 An eddy current sensor having an excitation coil for applying a predetermined AC excitation signal to a component to be inspected, and a detection coil for detecting a detection signal due to an eddy current from the component to be inspected to which the AC excitation signal is applied Is a quenching pattern inspection method for judging the quality of a quenching pattern for a part to be inspected,
It is determined from a first coordinate axis indicating a value resulting from a phase difference of the detection signal with respect to the AC excitation signal, and a second coordinate axis orthogonal to the first coordinate axis and indicating a value of the detection signal. Using a coordinate plane,
Based on the distribution of points on the coordinate plane determined from the values resulting from the phase differences and the magnitudes of the detection signals for a number of non-defective products measured using the eddy current sensor, an allowable error region on the coordinate plane Set in advance,
A distance value along the shape of the boundary line with respect to a boundary line defining the allowable error region on the coordinate plane is defined as a separation value;
The separation value of the point on the coordinate plane determined from the value caused by the phase difference and the value of the detection signal for a defective product having a quenching pattern breakage measured using the eddy current sensor is compared. So that
Used to measure the value resulting from the phase difference and the magnitude of the detection signal for the examination site, and setting the frequency of the AC excitation signal,
Using the eddy current sensor, measure the value resulting from the phase difference and the value of the detection signal for the inspection site of the inspection target component,
Depending on whether or not a point on the coordinate plane determined from the measured value of the phase difference and the magnitude of the detection signal is within the allowable error region, the quenching pattern of the inspection target part is determined. A quenching pattern inspection method characterized by determining pass / fail.
前記検査部位に対する前記渦流センサの位置を設定することを特徴とする請求項1に記載の焼入パターン検査方法。The quenching pattern inspection method according to claim 1, wherein the position of the eddy current sensor with respect to the inspection site is set.
前記分布に最も寄与率の高い成分である第一主成分の方向を長軸の方向、前記第一主成分に直交する第二主成分の方向を短軸の方向とし、長軸と短軸との交点が前記分布の中心を示す値から定まるとともに、前記分布を、前記長軸の方向を広がりの方向として前記交点における値を平均とする正規分布とした場合の標準偏差に基づく所定の広がりを有する楕円とすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の焼入パターン検査方法。The direction of the first principal component, which is the component having the highest contribution to the distribution, is the major axis direction, the direction of the second principal component orthogonal to the first principal component is the minor axis direction, and the major axis and the minor axis. Is determined from a value indicating the center of the distribution, and a predetermined spread based on a standard deviation when the distribution is a normal distribution in which the direction of the major axis is a spreading direction and the values at the intersections are averaged is defined. The quenching pattern inspection method according to claim 1, wherein the quenching pattern inspection method is an ellipse.
前記検出信号の前記交流励磁信号に対する位相差に起因する値、及び前記検出信号の大きさの値を計測する計測手段と、
前記位相差に起因する値を示す第一の座標軸と、該第一の座標軸に直交するとともに前記検出信号の大きさの値を示す第二の座標軸とから定められる座標平面を用い、前記計測手段により計測された、多数の良品についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点の分布に基づき、前記座標平面における許容誤差領域を予め設定し、前記計測手段により計測された、検査対象部品の検査部位についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点が、前記許容誤差領域内にあるか否かにより、検査対象部品についての焼入パターンの良否を判定する判定手段と、を備える焼入パターン検査装置であって、
前記座標平面上における前記許容誤差領域を区画する境界線に対する該境界線の形状に沿う距離の値を分離値と定義し、
前記渦流センサを用いて計測した、焼入パターン切れを有する不良品についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値から定まる前記座標平面上の点の、前記分離値が比較的大きくなるように、前記検査部位についての前記位相差に起因する値及び前記検出信号の大きさの値の計測に用いる、前記交流励磁信号の周波数を設定することを特徴とする焼入パターン検査装置。 An eddy current sensor having an excitation coil for applying a predetermined AC excitation signal to the inspection target component, and a detection coil for detecting a detection signal due to eddy current from the inspection target component to which the AC excitation signal is applied;
Measuring means for measuring a value resulting from a phase difference of the detection signal with respect to the AC excitation signal, and a value of the magnitude of the detection signal;
Using the coordinate plane defined by a first coordinate axis indicating a value resulting from the phase difference and a second coordinate axis perpendicular to the first coordinate axis and indicating the magnitude of the detection signal, Based on the distribution of points on the coordinate plane determined from the value resulting from the phase difference and the magnitude of the detection signal for a number of non-defective products measured by the above, an allowable error region in the coordinate plane is set in advance. The point on the coordinate plane determined from the value resulting from the phase difference and the magnitude of the detection signal for the inspection region of the inspection target part measured by the measuring means is within the allowable error region. depending on whether or not, a quenching pattern inspection apparatus and a determining means for determining quality of quenching pattern for the component being tested,
A distance value along the shape of the boundary line with respect to a boundary line defining the allowable error region on the coordinate plane is defined as a separation value;
The separation value of the point on the coordinate plane determined from the value caused by the phase difference and the value of the detection signal for a defective product having a quenching pattern breakage measured using the eddy current sensor is compared. Hardening pattern inspection characterized in that the frequency of the AC excitation signal used for measurement of the value resulting from the phase difference and the magnitude of the detection signal for the inspection region is set so as to be larger apparatus.
前記検査部位に対する前記渦流センサの位置を設定することを特徴とする請求項4に記載の焼入パターン検査装置。The quenching pattern inspection apparatus according to claim 4, wherein a position of the eddy current sensor with respect to the inspection site is set.
前記許容誤差領域の形状を、The shape of the tolerance region is
前記分布に最も寄与率の高い成分である第一主成分の方向を長軸の方向、前記第一主成分に直交する第二主成分の方向を短軸の方向とし、長軸と短軸との交点が前記分布の中心を示す値から定まるとともに、前記分布を、前記長軸の方向を広がりの方向として前記交点における値を平均とする正規分布とした場合の標準偏差に基づく所定の広がりを有する楕円とすることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の焼入パターン検査装置。The direction of the first principal component, which is the component having the highest contribution to the distribution, is the major axis direction, the direction of the second principal component orthogonal to the first principal component is the minor axis direction, and the major axis and the minor axis. Is determined from a value indicating the center of the distribution, and a predetermined spread based on a standard deviation when the distribution is a normal distribution in which the direction of the major axis is a spreading direction and the values at the intersections are averaged is defined. The quenching pattern inspection apparatus according to claim 4 or 5, wherein the quenching pattern inspection apparatus has an ellipse.
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JP5692007B2 (en) * | 2011-11-02 | 2015-04-01 | トヨタ自動車株式会社 | Thermal spray coating quality evaluation method |
JP2013145181A (en) * | 2012-01-13 | 2013-07-25 | Aichi Machine Industry Co Ltd | Hardening process evaluation device and method for evaluating hardening process |
JP2013224916A (en) * | 2012-03-19 | 2013-10-31 | Nsk Ltd | Grinding burn determination device and grinding burn determination method |
Family Cites Families (6)
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---|---|---|---|---|
JPS60113146A (en) * | 1983-11-24 | 1985-06-19 | Kobe Steel Ltd | Phase analyzing method of eddy current examination |
JPH03211457A (en) * | 1990-01-16 | 1991-09-17 | Toyota Motor Corp | Crack detecting method |
JP3087499B2 (en) * | 1993-03-17 | 2000-09-11 | 日産自動車株式会社 | Non-destructive measurement method of quench hardened layer depth |
JP3600099B2 (en) * | 1999-12-14 | 2004-12-08 | ダイハツ工業株式会社 | Non-destructive inspection method for spot welds |
JP2001264298A (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-26 | Kawasaki Steel Corp | Steel plate softening degree on-line measurement method |
JP2004108873A (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Toyota Motor Corp | Non-destructive measuring method for quenched surface hardness/depth and its device |
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