JP6242105B2 - ブレード検査装置及びブレード検査方法 - Google Patents
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Description
すなわち、細長いボアスコープの挿入部の先端部の位置及び方向を、エンジン内の前回の検査でキズ等を発見したときの先端部の位置及び方向と同じになるように、検査者が、ボアスコープの把持部を持って操作することは容易ではない。
本発明の一態様のブレード検査方法は、エンジンのロータの回転軸の周囲に周期的に配置され、前記回転軸回りに回転する複数のブレードを検査するブレード検査方法であって、第1の内視鏡に設けられた第1の姿勢検出部により、前記第1の内視鏡の第1の挿入部の第1の姿勢を検出し、第1の挿入長検出部により、前記ロータを収納するケーシングに設けられた孔から前記第1の内視鏡の前記第1の挿入部が挿入されたときの前記第1の挿入部の第1の挿入長を検出し、第2の内視鏡が静止画を取得したときの前記第2の内視鏡の第2の挿入部の挿入軸と、前記第1の挿入部の前記挿入軸とが一致する状態で、前記ブレードの前記静止画を取得したときにおける前記第2の内視鏡に設けられた前記第1の姿勢検出部と同じ姿勢を検出する第2の姿勢検出部により検出された前記第2の挿入部の第2の姿勢と、前記第1の姿勢検出部が検出した前記第1の姿勢とを比較し、前記第2の挿入部を有する前記第2の内視鏡により撮像されたブレードの前記静止画を取得したときにおける前記第2の内視鏡に設けられた前記第1の挿入長検出部と同じ挿入長を検出する第2の挿入長検出部により検出された前記第2の挿入部の第2の挿入長と、前記第1の挿入長検出部が検出した前記第1の挿入長とを比較し、前記第1の挿入長と前記第2の挿入長との比較結果に基づいて、前記第1の挿入長と前記第2の挿入長とが一致したことを示す第1の一致情報として出力し、前記第1の姿勢と前記第2の姿勢との比較結果に基づいて、前記第1の姿勢と前記第2の姿勢とが一致したことを示す第2の一致情報として出力し、前記第1の挿入長検出部は、前記第1の内視鏡に設けられ、前記第1の内視鏡の把持部と、前記第1の内視鏡を支持し固定する固定具との間の距離を検出し、その検出された前記距離に基づいて、前記第1の挿入長を検出する。
(第1の実施の形態)
(全体構成)
図1は、本実施の形態に係わるエンジンの検査の様子を説明するための斜視図である。本実施の形態では、エンジンEは、ジェットエンジンであり、吸気部の後ろ側に設けられたコンプレッサ部内の複数のコンプレッサブレード(以下、単にブレードという)が、ブレード検査システムにより検査される場合について説明する。また、エンジンEには、ターニングツールTが接続され、複数のブレードが固定されたロータR(図14)を回転軸Ax(図13)回りに回転させることができるようになっている。
また、ターニングツールTとPC12とは、ケーブル14により接続されており、PC12からの指示に応じて、ロータを回転させるようにターニングツールTは制御される。
(ボアスコープの構成)
図3は、ボアスコープ11の構成を説明するための構成図である。
なお、ボアスコープ11には、図示しない照明装置が設けられている。その照明装置により観察窓15に対向する位置の被写体が照明される。照明装置は、例えば、把持部11b内に設けられた光源と、挿入部11a内に挿通されたライトガイドとからなり、光源の光を、挿入部11aの先端部から、被写体へ向けて出射するように設けられる。
さらに、把持部11b内には、撮像光学系25と、撮像素子であるCCD26と、加速度センサ27と、ID記憶部28と、通信制御部29とが設けられている。
ID記憶部28は、ボアスコープ11の識別情報であるスコープIDを記憶する記憶部である。
距離センサ31a、31bは、対向する位置に存在する物体の表面までの距離を検出するセンサである。距離センサ31a、31bは、例えば、スポット光を照射する光源素子と、受光した光スポットの重心位置を検出するPSD(Position Sensitive Detector)素子と、を有して、三角測量の原理を利用して物体までの距離を検出するPSD距離センサである。
よって、図2に示すように、挿入部11aが、2つの物体OB1、OB2の間で、2つの距離センサ31a、31bがそれぞれ2つの物体OB1、OB2までの距離d1,d2を検出することができるように位置すると、距離センサ31aは、挿入部11aの表面から、ある第1の物体OB1の表面OS1までの距離d1を検出し、距離センサ31bは、挿入部11aの表面から、別の第2の物体OB2の表面OS2までの距離d2を検出する。距離センサ31a、31bは、例えば、10〜50mm程度の範囲の距離を測定する。すなわち、距離センサ31a、31bは、内視鏡であるボアスコープ11に設けられ、挿入部11aの軸に直交し、互いに逆方向である2つの方向における挿入部11aから2つの物体(ここでは、エンジンEのステータSに設けられたステータベーンSv)までの2つの距離を検出する距離検出部を構成する。
2つの距離センサ31a、31bの検出信号、CCD26の画像信号、加速度センサ27の各検出信号、及びID記憶部28のスコープID信号が、通信制御部29に入力される。
制御部41は、ID記憶部28からボアスコープ11のスコープIDを入力すると共に、加速度センサ27、距離センサ31a、31bからの検出信号を入力する。
なお、以下の説明において、挿入部11aの挿入長Lは、図3に示すように、固定部Fの挿通孔の中央点Phから観察窓15を介して被写体を撮像するときの撮像光学中心Pcまでの距離である。
なお、挿入長Lは、中央点Ph、撮像光学中心Pc以外の点を基準にして決定するようにしてもよい。
また、制御部41は、加速度センサ27の検出信号に基づいて、ボアスコープ11の姿勢情報として、ボアスコープ11の軸回りの回転角γを算出する。
そして、制御部41は、各センサの検出信号に基づいて算出した挿入長L及び姿勢情報を、通信I/F42を介して、PC12へリアルタイムで出力する。
(PCの構成)
図5は、PC12の構成を示すブロック図である。PC12は、中央処理装置(以下、CPUという)51と、ROM52と、RAM53と、ハードディスク装置(以下、HDDという)54と、液晶表示器(以下、LCDという)55とを含む。CPU51と、ROM52と、RAM53は、互いにバス56により接続されている。HDD54とLCD55は、それぞれインターフェース(以下、I/Fという)57,58を介して、バス56に接続されている。
(検査の手順)
ブレードの検査を行う検査者であるユーザは、はじめに、視野角の広いボアスコープを用いて、ブレードの全体的な検査を行う。その後に、ユーザは、視野角の狭いボアスコープを用いて、前の検査で発見された欠陥部の画像をモニタに拡大表示して、詳細検査を行う。
(作用)
次に、ブレード検査システム1の動作について説明する。
図10に示すように、PC12のLCD55の画面上に表示されるGUI61は、検査画像を表示する2つの画像表示部62A、62Bと、スコープIDを表示するスコープID表示部63A、63Bと、姿勢情報を表示する2つの姿勢情報表示部65A、65Bと、距離情報を表示する2つの距離情報表示部66A、66Bと、を含むグラフィカル・ユーザ・インターフェースである。
キャンセルボタン73は、検査者であるユーザが、一旦選択したコマンドをキャンセルする場合に用いるボタンである。
図9に示すように、CPU51は、ボアスコープ11から受信した画像信号に基づき、動画の内視鏡画像であるライブの検査画像(以下、ライブ画像という)を、LCD55に表示する(S1)。ライブ画像は、GUI61の画像表示部62Aに表示される。このとき、CPU51は、ボアスコープ11の制御部41からスコープIDも受信しているので、スコープID表示部63Aに、スコープIDを表示する。
CPU51は、画像記録ボタン70が選択すなわちタッチされたか否かを判定し(S3)、画像記録ボタン70が選択されていなければ(S3:NO)、処理は、S1に戻る。
そして、CPU51は、画像表示部62Aに表示した静止画を取得したときの、姿勢情報及び位置情報を、それぞれ姿勢情報表示部65A及び距離情報表示部66Aに表示する(S5)。
まず、CPU51は、画像呼び出し処理を実行する(S21)。最初は、HDD54に記録されている複数の検査画像の内、最初の、例えば時系列的に最も過去の検査画像が、画像表示部62Bに表示される。ユーザは、送りボタン72Bと戻しボタン72Aを利用して、HDD54に記録された複数の検査画像の中から、所望の検査画像を選択して、画像表示部62Bに表示させることができる。
従って、ユーザは、記録された検査画像と、その検査画像についてのスコープID、姿勢情報及び位置情報を、GUI61に表示させることができる。
図13から図16は、挿入部11aの先端部の位置を説明するための図である。図13は、挿入部11aがエンジンEのケーシングC内に挿入された状態を説明するための、ステータSの部分斜視図である。図14は、挿入部11aがエンジンEのケーシングC内に挿入された状態を説明するための、ロータの回転軸Axに直交する方向からステータベーンSvを見たときの挿入部11aの状態を説明するための図である。図15は、挿入部11aの先端部の撮像光学中心の位置を説明するための模式的な説明図である。
図16に示すように、撮像光学中心Pcの位置が、回転軸Axに近い場合と、回転軸Axから遠い場合では、2枚のステータベーンSv1とSv2間の距離は、異なる。
以上のS24とS26により、回転角γが一致し、かつ2つの距離d1,d2したことが2つの一致インジケータ68,69により示されるので、ユーザは、静止画を取得したときと同じ位置と視野方向で、ブレードBの拡大画像を観察することができる。
そして、CPU51は、画像表示部62Aに表示した静止画を取得したときの、姿勢情報及び位置情報を、それぞれ姿勢情報表示部65A及び距離情報表示部66Aに表示する(S29)。
以上のようにして、検査者は、記録された検査画像を撮像したときの撮像光学中心Pc の位置と方向と同じ位置と方向から撮像した静止画(拡大されている静止画)をLCD55に表示させ、HDD54に記憶することができる。
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態のブレード検査装置は、2つの距離d1,d2と回転角γに基づいて、記録された静止画を取得したときと同じ位置及び同じ視野方向から、ブレードを観察できるように構成されているが、第2の実施の形態のブレード検査装置は、挿入長Lと回転角γに基づいて、記録された静止画を取得したときと同じ位置及び同じ視野方向から、ブレードを観察できるように構成されている。
(ボアスコープの構成)
図18は、ボアスコープ11xの構成を説明するための構成図である。
加速度センサ27は、3軸加速度センサであり、通信制御部29が、加速度センサ27の出力から、ボアスコープ11の軸回りの回転角γを算出する。 距離センサ32は、対向する位置に存在する物体の表面までの距離を検出するセンサである。距離センサ32は、第1の実施の形態の距離センサ31a、31bと同様の構成であり、例えば、スポット光を照射する光源素子と、受光した光スポットの重心位置を検出するPSD(Position Sensitive Detector)素子と、を有して、三角測量の原理を利用して物体までの距離を検出するPSD距離センサである。
図19は、ボアスコープ11xの回路構成を示すブロック図である。
よって、制御部41は、ID記憶部28からボアスコープ11のスコープIDを入力すると共に、加速度センサ27、距離センサ32からの検出信号を入力する。
固定具Fの形状から、固定具Fにおける中央点Ph が予め決まっている。さらに、距離センサ32と撮像光学中心Pcの位置関係も予め決まっている。よって、挿入部11aが軸方向に沿って移動しても、制御部41は、距離センサ32の検出信号に対応する距離d3から、挿入量Lを算出することができる。
また、制御部41は、加速度センサ27の検出信号に基づいて、ボアスコープ11の姿勢情報として、ボアスコープ11の軸回りの回転角γを算出する。
ボアスコープ11xのその他の構成と動作は、第1の実施の形態で説明した構成と動作と同じである。
(検査の手順)
本実施の形態においても、ブレードの検査を行う検査者であるユーザは、はじめに、視野角の広いボアスコープ11xAを用いて、ブレードの全体的な検査を行う。その後に、ユーザは、視野角の狭いボアスコープ11xBを用いて、前の検査で発見された欠陥部の画像をモニタに拡大表示して、詳細検査を行う。
また、ボアスコープ11xAの視野角αFAは、ボアスコープ11xBの視野角αFBよりも大きい。
(作用)
次に、ブレード検査システム1の動作について説明する。
また、ここでも、2つの姿勢情報が一致するとは、2つの姿勢情報が完全に一致する場合だけでなく、所定の誤差範囲内で一致する場合も含む。
図20において、図9と同じステップについては、同じステップ番号を付して、簡略に説明する。まず、図20に示すように、CPU51は、ボアスコープ11から受信した画像信号に基づき、動画の内視鏡画像であるライブ画像を、LCD55に表示する(S1)。ライブ画像は、GUI61Aの画像表示部62Aに表示される。このとき、CPU51は、ボアスコープ11xの制御部41からスコープIDも受信しているので、スコープID表示部63Aに、スコープIDを表示する。
CPU51は、画像記録ボタン70が選択すなわちタッチされたか否かを判定し(S3)、画像記録ボタン70が選択されると(S3:YES)、CPU51は、受信しているライブ画像から静止画を生成して、画像表示部62Aに静止画を表示する(S4)。
ユーザにより選択された検査画像が画像表示部62Bに表示されると、その検査画像についての、スコープID、挿入長及び姿勢情報位置情報は、それぞれスコープID表示部63B、挿入長情報表示部64B及び姿勢情報表示部65Bに表示される。
以上のようにして、検査者は、記録された検査画像を撮像したときの撮像光学中心Pc の位置と方向と同じ位置と方向から撮像した静止画(拡大されている静止画)をLCD55に表示させ、HDD54に記憶することができる。
Claims (16)
- エンジンのロータの回転軸の周囲に周期的に配置され、前記回転軸回りに回転する複数のブレードを検査するブレード検査装置であって、
前記ロータを収納するケーシングに設けられた孔から第1の内視鏡の第1の挿入部が挿入されたときの前記第1の挿入部の第1の挿入長を検出する第1の挿入長検出部と、
前記第1の内視鏡に設けられ、前記第1の挿入部の第1の姿勢を検出する第1の姿勢検出部と、
第2の挿入部と、前記第1の挿入長検出部と同じ挿入長を検出する第2の挿入長検出部と、前記第1の姿勢検出部と同じ姿勢を検出する第2の姿勢検出部とを有する第2の内視鏡により撮像されたブレードの静止画を取得したときにおける、前記第2の挿入長検出部により検出された前記第2の挿入部の第2の挿入長と、前記第2の姿勢検出部により検出された前記第2の挿入部の第2の姿勢とを記憶する記憶部と、
前記第1の挿入長検出部が検出した前記第1の挿入長と前記記憶部に記憶された前記第2の挿入長とを比較する挿入長比較部と、
前記第2の姿勢を検出したときの前記第2の挿入部の挿入軸と、前記第1の挿入部の挿入軸とが一致する状態で、前記第1の姿勢検出部が検出した前記第1の姿勢と前記記憶部に記憶された前記第2の姿勢とを比較する姿勢比較部と、
前記挿入長比較部の比較結果に基づいて、前記第1の挿入長と前記第2の挿入長とが一致したことを示す第1の一致情報を出力する第1の一致出力部と、
前記姿勢比較部の比較結果に基づいて、前記第1の姿勢と前記第2の姿勢とが一致したことを示す第2の一致情報を出力する第2の一致出力部と、
を有し、
前記第1の挿入長検出部は、前記第1の内視鏡に設けられ、前記第1の挿入部の軸に直交し、互いに逆方向である2つの方向における前記第1の挿入部から2つの物体までの第1の2つの距離を検出し、前記第1の挿入長を検出することを特徴とするブレード検査装置。 - 前記2つの物体は、前記エンジンのステータに設けられたステータベーンであることを特徴とする請求項1に記載のブレード検査装置。
- 前記第1及び前記第2の一致出力部は、それぞれの前記第1及び前記第2の一致情報を出力して、表示装置に表示された所定の第1及び第2のマークの表示状態を変更することを特徴とする請求項1に記載のブレード検査装置。
- 前記第1及び前記第2の姿勢は、前記第1及び前記第2の挿入部の前記軸回りの回転角により規定されることを特徴とする請求項1又は2に記載のブレード検査装置。
- エンジンのロータの回転軸の周囲に周期的に配置され、前記回転軸回りに回転する複数のブレードを検査するブレード検査装置であって、
前記ロータを収納するケーシングに設けられた孔から第1の内視鏡の第1の挿入部が挿入されたときの前記第1の挿入部の第1の挿入長を検出する第1の挿入長検出部と、
前記第1の内視鏡に設けられ、前記第1の挿入部の第1の姿勢を検出する第1の姿勢検出部と、
第2の挿入部と、前記第1の挿入長検出部と同じ挿入長を検出する第2の挿入長検出部と、前記第1の姿勢検出部と同じ姿勢を検出する第2の姿勢検出部とを有する第2の内視鏡により撮像されたブレードの静止画を取得したときにおける、前記第2の挿入長検出部により検出された前記第2の挿入部の第2の挿入長と、前記第2の姿勢検出部により検出された前記第2の挿入部の第2の姿勢とを記憶する記憶部と、
前記第1の挿入長検出部が検出した前記第1の挿入長と前記記憶部に記憶された前記第2の挿入長とを比較する挿入長比較部と、
前記第2の姿勢を検出したときの前記第2の挿入部の挿入軸と、前記第1の挿入部の挿入軸とが一致する状態で、前記第1の姿勢検出部が検出した前記第1の姿勢と前記記憶部に記憶された前記第2の姿勢とを比較する姿勢比較部と、
前記挿入長比較部の比較結果に基づいて、前記第1の挿入長と前記第2の挿入長とが一致したことを示す第1の一致情報を出力する第1の一致出力部と、
前記姿勢比較部の比較結果に基づいて、前記第1の姿勢と前記第2の姿勢とが一致したことを示す第2の一致情報を出力する第2の一致出力部と、
を有し、
前記第1の挿入長検出部は、前記第1の内視鏡に設けられ、前記第1の内視鏡の把持部と、前記第1の内視鏡を支持し固定する固定具との間の距離を検出し、前記第1の挿入長を検出することを特徴とするブレード検査装置。 - 前記第1及び前記第2の一致出力部は、それぞれの前記第1及び前記第2の一致情報を出力して、表示装置に表示された所定の第1及び第2のマークの表示状態を変更することを特徴とする請求項5に記載のブレード検査装置。
- 前記第1及び前記第2の姿勢は、前記第1及び前記第2の挿入部の軸回りの回転角により規定されることを特徴とする請求項5に記載のブレード検査装置。
- エンジンのロータの回転軸の周囲に周期的に配置され、前記回転軸回りに回転する複数のブレードを検査するブレード検査方法であって、
第1の内視鏡に設けられた第1の姿勢検出部により、前記第1の内視鏡の第1の挿入部の第1の姿勢を検出し、
第1の挿入長検出部により、前記ロータを収納するケーシングに設けられた孔から前記第1の内視鏡の前記第1の挿入部が挿入されたときの前記第1の挿入部の第1の挿入長を検出し、
第2の内視鏡が静止画を取得したときの前記第2の内視鏡の第2の挿入部の挿入軸と、前記第1の挿入部の前記挿入軸とが一致する状態で、前記ブレードの前記静止画を取得したときにおける前記第2の内視鏡に設けられた前記第1の姿勢検出部と同じ姿勢を検出する第2の姿勢検出部により検出された前記第2の挿入部の第2の姿勢と、前記第1の姿勢検出部が検出した前記第1の姿勢とを比較し、
前記第2の挿入部を有する前記第2の内視鏡により撮像されたブレードの前記静止画を取得したときにおける前記第2の内視鏡に設けられた前記第1の挿入長検出部と同じ挿入長を検出する第2の挿入長検出部により検出された前記第2の挿入部の第2の挿入長と、前記第1の挿入長検出部が検出した前記第1の挿入長とを比較し、
前記第1の挿入長と前記第2の挿入長との比較結果に基づいて、前記第1の挿入長と前記第2の挿入長とが一致したことを示す第1の一致情報として出力し、
前記第1の姿勢と前記第2の姿勢との比較結果に基づいて、前記第1の姿勢と前記第2の姿勢とが一致したことを示す第2の一致情報として出力し、
前記第1の挿入長検出部は、前記第1の内視鏡に設けられ、前記第1の挿入部の軸に直交し、互いに逆方向である2つの方向における前記第1の挿入部から2つの物体までの第1の2つの距離を検出し、その検出された前記第1の2つの距離に基づいて、前記第1の挿入長を検出することを特徴とするブレード検査方法。 - 前記2つの物体は、前記エンジンのステータに設けられたステータベーンであることを特徴とする請求項8に記載のブレード検査方法。
- 前記第1及び前記第2の一致情報は、それぞれ、表示装置に表示された所定の第1及び第2のマークの表示状態の変更情報であることを特徴とする請求項8に記載のブレード検査方法。
- 前記第1と前記第2の姿勢を比較することは、前記第1と前記第2の挿入長を比較することの前に行われることを特徴とする請求項8に記載のブレード検査方法。
- 前記第1及び前記第2の姿勢は、それぞれ前記第1及び前記第2の挿入部の軸回りの回転角により規定されることを特徴とする請求項8に記載のブレード検査方法。
- エンジンのロータの回転軸の周囲に周期的に配置され、前記回転軸回りに回転する複数のブレードを検査するブレード検査方法であって、
第1の内視鏡に設けられた第1の姿勢検出部により、前記第1の内視鏡の第1の挿入部の第1の姿勢を検出し、
第1の挿入長検出部により、前記ロータを収納するケーシングに設けられた孔から前記第1の内視鏡の前記第1の挿入部が挿入されたときの前記第1の挿入部の第1の挿入長を検出し、
第2の内視鏡が静止画を取得したときの前記第2の内視鏡の第2の挿入部の挿入軸と、前記第1の挿入部の前記挿入軸とが一致する状態で、前記ブレードの前記静止画を取得したときにおける前記第2の内視鏡に設けられた前記第1の姿勢検出部と同じ姿勢を検出する第2の姿勢検出部により検出された前記第2の挿入部の第2の姿勢と、前記第1の姿勢検出部が検出した前記第1の姿勢とを比較し、
前記第2の挿入部を有する前記第2の内視鏡により撮像されたブレードの前記静止画を取得したときにおける前記第2の内視鏡に設けられた前記第1の挿入長検出部と同じ挿入長を検出する第2の挿入長検出部により検出された前記第2の挿入部の第2の挿入長と、前記第1の挿入長検出部が検出した前記第1の挿入長とを比較し、
前記第1の挿入長と前記第2の挿入長との比較結果に基づいて、前記第1の挿入長と前記第2の挿入長とが一致したことを示す第1の一致情報として出力し、
前記第1の姿勢と前記第2の姿勢との比較結果に基づいて、前記第1の姿勢と前記第2の姿勢とが一致したことを示す第2の一致情報として出力し、
前記第1の挿入長検出部は、前記第1の内視鏡に設けられ、前記第1の内視鏡の把持部と、前記第1の内視鏡を支持し固定する固定具との間の距離を検出し、その検出された前記距離に基づいて、前記第1の挿入長を検出することを特徴とするブレード検査方法。 - 前記第1及び前記第2の一致情報は、それぞれ、表示装置に表示された所定の第1及び第2のマークの表示状態の変更情報であることを特徴とする請求項13に記載のブレード検査方法。
- 前記第1と前記第2の姿勢を比較することは、前記第1と前記第2の挿入長を比較することの前に行われることを特徴とする請求項13に記載のブレード検査方法。
- 前記第1及び前記第2の姿勢は、それぞれ前記第1及び前記第2の挿入部の軸回りの回転角により規定されることを特徴とする請求項13に記載のブレード検査方法。
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