JP6095438B2 - 内面検査装置および基準ピース - Google Patents
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Description
レーザ照射部1とその後方に位置する撮影部は一体のものとして管等の対象物の内部に挿入する必要があるので、レーザ照射部1と撮影部とを一体的に備えた撮影ユニットが長尺なランスで支持されている。
撮影部20は、照射光で照らされた対象物内面の光切断面(レーザリング)を進退方向に沿って連続的に撮影するものであり、接続部21と撮影装置をなすレンズ部22とカメラ部23からなる。接続部21は後端側でレンズ部22のフード24に螺合接続し、前端側にフランジ25を有している。
撮影部20には衝突防止フランジ29を設けている。衝突防止フランジ29は、撮影ユニットの外径よりも一回り大きな外径を有しており、管内面を傷つけない材質からなり、管の内径のバラツキに起因して管内面と撮影ユニットが接触するおそれがある場合にあっても、衝突防止フランジ29の外周縁が管内面に当接する状態で撮影ユニットを管内面から離間した状態に保持する。
搬送駆動部50は管台車51と管台車51の走行を制御する台車制御装置52を有している。管台車51は支持ローラ53を介して管100を支持している。管台車51は、管100の搬送ライン60との間において管100を受け渡す退避ステーション54と、管100の孔101に撮影部20および挿入用ランス31が挿入される検査ステーション55との間にわたって進退する。
図2に示すように、擬似欠陥ピン507は、フランジ部507aと開口部506に挿入する胴部507bからなり、胴部507bの内空間504に臨む面が擬似欠陥形成面508をなし、試験体501の試験用内面503に沿った形状をなす。
図2(a)に示すように、擬似欠陥形成面508が基準内径寸法に応じた湾曲面をなす正常であるものや、図2(b)に示すように、擬似欠陥形成面508に不良品となる大きな凹部の欠陥509を形成したものや、図2(c)に示すように、擬似欠陥形成面508に修繕可能な小さな凹部の欠陥509を形成したものなど種々のものを用意する。欠陥509は凹欠陥のみならず凸欠陥であっても良い。
(基本動作)
図7(a)に示すように、台車制御装置52は退避ステーション54において搬送ライン60から管100を管台車51の上に受け取り、その後に図7(b)に示すように、管台車51を検査ステーション55に移動させる。管台車51が検査ステーション55へ移動する際に、撮影ユニットの照射部10、撮影部20が挿入用ランス31とともに管100の孔101に挿入される。
(撮影動作)
照射部10では、支持ホルダ11の内部に格納した光源部12の半導体レーザが光源光としてレーザ光を反射部13の円錐ミラーに向けて出射する。反射部13の円錐ミラーは半導体レーザが出射したレーザ光をその入射光軸に対して直角方向に反射し、光跡が360°に放射状に広がるディスク状の照射光にして対象物内面である管内面に向けて照射する。このディスク状の光を対象物内面に照射すると、対象物内面がリング状に照らされて、リング状の光切断面が照らし出される。この光切断面として映る光の輪は、対象物内面の断面輪郭を表す1本のリング状光、すなわちレーザリングとなる。このレーザリングを撮影部20のカメラ28で撮影することにより対象物内面の輪郭形状情報を得る。
(管内面検査)
管100の内面の欠陥を検査する工程では、上述撮影動作によって対象物の管100の管内面をランス部30の進退方向に沿って撮影する。管内面を移動しながら撮影した画像を二値化し、得られたレーザリング画像の欠損や歪みから、異常判定部40が管内面の凹部等の欠陥の有無を判定する。
(欠陥検出性能確認)
基準ピース500の各開口部506に種々の擬似欠陥ピン507を装着する。図3(a)に示すように、基準ピース500をランス部30の進退経路上に位置するように単独で配置し、管台車51を走行させて基準ピース500の主貫通孔502に撮影ユニットを挿入しつつ、上述した管内面検査工程と同様にして基準ピース500の試験用内面503を検査し、異常判定部40において欠陥の有無を判定する。
(軸ずれ検査)
上述した基本動作において、図5(a)に示すように、撮影部20の例えば接続部21と管100の直管部の端部が干渉すると、それ以上にランス部30を挿入することが困難となる。図5(b)は、撮影部20を支持する挿入用ランス31が管100に正常に挿入された状態を示す。
また、基準ピース500と管100の軸ずれ量から、軸ずれの原因となる場所の絞り込みが行いやすくなる。すなわち、基準ピース500撮影ユニットの軸ずれ量が大きい場合は、基準ピース500の固定装置あるいはランス部30が位置ずれを起こしている可能性が高いと推測できる。管100と撮影ユニットの軸ずれ量が大きい場合は、管100の支持装置が位置ズレを起こしている可能性が高いと推測できる。このように、軸ずれの要因を素早く特定することができるので、検査再開までの時間を短縮でき、生産への影響を低くすることが可能となる。
(その他の実施の形態)
上述の実施の形態では、検査対象物の管100を載せた管台車51が退避ステーション54と検査ステーション55との間にわたって進退することで、管100の孔101に撮影ユニットおよび挿入用ランス31が挿入され、管100の内面を検査する構成を示した。しかし、検査対象物と撮影ユニットを相対的に移動させるものであればこの構成に限るものではない。例えば、検査対象物の管100が静止している状態で、撮影ユニットおよび挿入用ランス31を支持し移動させる移動手段により、撮影ユニットおよび挿入用ランス31を管100の孔101に進退可能とする構成であっても良い。
11 支持ホルダ
12 光源部
13 反射部
14 連結部
20 撮影部
21 接続部
22 レンズ部
23 カメラ部
24 フード
25 フランジ
26 透明保護材
27 カメラレンズ
28 カメラ
29 衝突防止フランジ
30 ランス部
31 挿入用ランス
32 ランス支持台
33 昇降部
34 ランス延長パイプ
40 異常判定部
50 搬送駆動装置
51 管台車
52 台車制御装置
53 支持ローラ
54 退避ステーション
55 検査ステーション
60 搬送ライン
100 管
101 孔
102 受口
500 基準ピース
501 試験体
502 主貫通孔
503 試験用内面
504 内空間
505 周壁
506 開口部
507 擬似欠陥ピン
508 擬似欠陥形成面
509 欠陥
Claims (4)
- 試験体が軸心方向に貫通する主貫通孔を有し、主貫通孔の軸心周りの試験用内面に囲まれた内空間が基準内径寸法の形状をなし、試験体は主貫通孔の軸心周りの周壁に複数の開口部を有し、前記開口部のそれぞれに擬似欠陥部を着脱可能に備え、各擬似欠陥部は内空間に臨む面が擬似欠陥形成面をなすことを特徴とする内面検査装置の基準ピース。
- 対象物の内空間に面する対象物内面を対象物の内空間への進退方向に沿って撮影するものであって、
光源光を出射する光源部を有し、光源部から出射した光源光を対象物内面に向けて放射状の照射光にして照射する照射部と、照射光で照らされた対象物内面の光切断面を出退方向に沿って連続的に撮影する撮影装置を有する撮影部とを有する撮影ユニットと、
撮影ユニットを支持して対象物の内空間に相対的に進退するランス部と、
撮影ユニットおよびランス部を対象物の内空間に相対的に進退させる搬送駆動装置と、
内空間にランス部が相対的に進退する請求項1に記載の基準ピースを備えることを特徴とする内面検査装置。 - 基準ピースはランス部の相対的な進退経路上で対象物の前方に主貫通孔の軸心と対象物の内空間の軸心とを同心状に位置させて配置し、撮影ユニットが基準ピースを通して対象物の内空間に進退することを特徴とする請求項2に記載の内面検査装置。
- 撮影ユニットおよびランス部が基準ピースおよび対象物の内空間に相対的に進退することが可能か否かを判断する異常判定部を備え、
異常判定部は、撮影部が基準ピースの主貫通孔の入口に臨んで試験用内面の光切断面を撮影した取得全画像において、取得全画像の中心となる撮影中心座標と取得全画像中に映る光切断面画像の中心となる主貫通孔の中心座標との座標の偏差から主貫通孔および対象物の内空間の中心軸と撮影ユニットの基準軸との軸ずれ量を求め、軸ずれ量に基づいて異常の有無を判断することを特徴とする請求項3に記載の内面検査装置。
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