JP6886607B2 - 欠陥評価装置、欠陥評価方法、および構造物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、欠陥評価装置、欠陥評価方法、および構造物の製造方法に関する。

Ｘ線計測装置の高分解能化に伴い、被検物を検査して微小な巣等の欠陥を検出できるようになったが、被検物の品質保証上、影響を及ぼす巣等の欠陥を抽出する処理に多大な時間を要する。このため、被検物の加工面から所定の距離以内の欠陥について良否判定を行うようにしていた（たとえば特許文献１）。しかしながら、良否判定を行うための条件として設定する項目が多い場合には検査や評価の処理に大きな負荷がかかり、設定する項目が少ない場合には検査や評価の対象とするべき欠陥が対象に含まれなくなるという問題がある。

日本国特開２００６−３０５５８１号公報

第１の態様によれば、欠陥評価装置は、被検物の一部の領域に評価領域を設定する評価領域設定部と、前記被検物の前記評価領域を実測して得られた欠陥の、前記被検物内における位置関係を算出する評価領域内検査部と、前記評価領域内検査部により算出された前記位置関係に基づいて前記欠陥の危険度を判定する危険度判定部とを備え、前記危険度判定部の結果に基づいて、前記被検物を評価する。
第２の態様によれば、欠陥評価方法は、被検物の一部の領域に評価領域を設定することと、前記被検物の前記評価領域を実測して得られた欠陥の、前記被検物内における位置関係を算出することと、前記位置関係に基づいて前記欠陥の危険度を判定することと、前記判定することの結果に基づいて、前記被検物を評価することを含む。
第３の態様によれば、欠陥評価装置は、被検物の内部を実測して得られた複数の欠陥のうち、判定対象とする欠陥を含む複数の欠陥を集団化したクラスターを生成し、前記クラスターの危険の程度を指標化したクラスター指標を付与するクラスター化部と、前記クラスター化部により生成されるクラスター指標に基づいて、前記クラスターの危険度を判定する危険度判定部と、前記危険度判定部の結果に基づいて、前記被検物を判定する。
第４の態様によれば、欠陥評価方法は、被検物の内部を実測して得られた複数の欠陥のうち、判定対象とする欠陥を集団化してクラスターを生成し、前記クラスターの危険の程度を指標化したクラスター指標を付与することと、前記クラスター指標に基づいて前記クラスターの危険度を判定することと、前記判定した結果に基づいて、前記被検物を評価することとを含む。
第５の態様によれば、欠陥評価装置は、被検物の表面形状モデルに対して、前記被検物の内部を検査して得られた内部危険域に基づいて評価領域を設定する評価領域設定部と、前記評価領域に含まれる複数の内部危険域を、所定のクラスター閾値に基づいて集団化してクラスターを生成し、前記クラスターの危険の程度を指標化したクラスター指標を付与するクラスター化部と、前記クラスター指標、前記クラスターと前記被検物の表面との距離、および、前記表面の属性に基づいて、前記クラスターの危険度を判定する危険度判定部と、を備える。
第６の態様によれば、欠陥評価方法は、被検物の表面形状モデルに対して、前記被検物の内部を検査して得られた内部危険域に基づいて評価領域を設定し、前記評価領域に含まれる複数の内部危険域を、所定のクラスター閾値に基づいて集団化してクラスターを生成して、前記クラスターの危険の程度を指標化したクラスター指標を付与し、前記クラスター指標、前記クラスターと前記被検物の表面との距離、および、前記表面の属性に基づいて、前記クラスターの危険度を判定する。
第７の態様によれば、構造物の製造方法は、造物の形状に関する設計情報を作成し、前記設計情報に基づいて前記構造物を作成し、前記構造物に対象領域を設定し、前記対象領域の形状情報を、Ｘ線検査装置を用いて取得する構造物の製造方法であって、作成された前記構造物を被検物として前記被検物に対して、第１、第３、第５のいずれか一つの態様の欠陥評価装置を用いて前記対象領域を設定し、前記構造物を評価する。
第８の態様によれば、構造物の製造方法は、構造物の形状に関する設計情報を作成し、
前記設計情報に基づいて前記構造物を作成し、前記構造物に対象領域を設定し、前記対象領域の形状情報をＸ線検査装置を用いて取得する構造物の製造方法であって、作成された前記構造物を被検物として前記被検物に対して、第２、第４、第６のいずれか一つの態様の欠陥評価方法によって前記構造物を評価する。

第１の実施の形態によるＸ線検査装置とその欠陥評価装置との構成を説明する図である。 第１の実施の形態によるＸ線検査装置とその欠陥評価装置との要部構成を説明するブロック図である。 被検物としてのエンジンのシリンダーブロックと、このエンジンのシリンダーブロックを検査する場合に設定される評価領域の一例とを模式的に示す図である。 グリッドを説明する図である。 重要部位情報に基づいて設定される評価領域を説明する図である。 表面危険域に基づいて設定される評価領域を説明する図である。 表面危険域に基づいて評価領域を設定する際の処理を説明する図である。 表面危険域に基づいて評価領域を設定する際の処理を説明する図である。 被検物の肉厚と設定される評価領域との関係を説明する図である。 表面危険域に基づいて評価領域を設定する際の処理の別の例を説明する図である。 表面危険域に基づいて評価領域を設定する際の処理の別の例を説明する図である。 表面危険域に基づいて評価領域を設定する際における表面危険域と、有効関心領域と、計算面と、評価領域との位置関係を模式的に示す図である。 内部危険域に基づいて評価領域を設定する際の処理を説明する図である。 評価領域の編集処理を説明するための模式図である。 評価領域の編集処理を説明するための模式図である。 評価領域の編集処理を説明するための模式図である。 評価領域の編集処理を説明するための図である。 評価領域の編集処理を説明するための模式図である。 クラスター化処理を説明するための模式図である。 クラスター化処理を説明するための模式図である。 クラスターに対する指標化処理を説明するための模式図である。 危険度判定処理を説明するための模式図である。 クラスターと加工シロの大小とに基づく危険度の判定を説明するための模式図である。 危険度判定の結果を表形式にして示す図である。 危険度判定の結果の表示の一例を模式的に示す図である。 本実施の形態による欠陥評価装置の動作を説明するフローチャートである。 本実施の形態による欠陥評価装置の動作を説明するフローチャートである。 第２の実施の形態による構造物製造システムの構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態による構造物製造システムの動作を説明するフローチャートである。

−第１の実施の形態−
図面を参照しながら、第１の実施の形態によるＸ線検査装置およびＸ線検査装置用の被検物の欠陥評価装置について説明する。Ｘ線検査装置は、被検物にＸ線を照射して、被検物を透過した透過Ｘ線を検出することにより、被検物の内部情報（たとえば内部構造）等を含む被検物の構造に関する情報を非破壊で取得する。本実施の形態においては、Ｘ線検査装置が、エンジンブロック等の鋳造品の構造情報を取得することで、内部情報を取得することができ、その内部構造に含まれる内部構造を基にその被検物の品質管理等を行うための内部検査装置として用いられる場合を例に挙げて説明を行う。
なお、Ｘ線検査装置は、エンジンブロックのような鋳造品に限らず、樹脂成型品、部材同士を接着剤や溶接によって接合した場合の接合部の内部構造の形状情報を取得して、これらの検査を行うものであっても良い。
なお、「被検物の構造」については、被検物の形状および内部構造等を含む。特に、被検物の形状については、（１）外部から直接触れるか、被検物から放射または反射される際に、非透過性のエネルギー線（可視光や電子線）が検出できる面から得られる形状、（２）一部が外部から直接触れられる場所に形成されているが、その他が被検物の内部に形成されているような穴を表現する面、（３）いずれも表面に露出されていない中空状の空洞部分の境界面、も含む。これら形状を定義することができる面の個々の要素については、単に表面要素オブジェクトデータと称する。また、表面形状モデルデータは、表面要素オブジェクトデータの集合体からなり、被検物の全体形状を表すものや、単に内部構造とそれ以外との境界を示すものであってもよい。一方、本明細書では、内部構造とは、上記（１）で説明したような面から上記（３）で説明したような面で囲まれた空間の巣までの距離や当該巣の分布状態、被検物の内部に発生する巣が占める、構造体に対する体積比などを含む被検物の強度や特性、または被検物が発揮する機能の能力を評価する際に用いるパラメータとなり得るものが含まれる。

図１は本実施の形態によるＸ線検査装置１００の構成の一例を模式的に示す図である。なお、説明の都合上、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる座標系を図示の通りに設定する。
Ｘ線検査装置１００は、欠陥評価装置１、Ｘ線源２、載置部３、検出器４、制御装置５、表示モニタ６および入力操作部１１を備えている。なお、欠陥評価装置１がＸ線検査装置１００とは別体に構成されてもよい。Ｘ線源２、載置部３および検出器４は、工場等の床面上にＸＺ平面が実質的に水平となるように配置された筐体（不図示）の内部に収容される。筐体はＸ線が外部に漏洩しないようにするために、材料として鉛を含む。

Ｘ線源２は、制御装置５による制御に応じて、図１に示す出射点Ｑを頂点としてＺ軸に平行な光軸Ｚｒに沿って、Ｚ軸＋方向へ向けて扇状のＸ線（いわゆるファンビーム）を放射する。出射点ＱはＸ線源２のフォーカルスポットに相当する。すなわち、光軸Ｚｒは、Ｘ線源２のフォーカススポットである出射点Ｑと、後述する検出器４の撮像領域の中心とを結ぶ。なお、Ｘ線源２は扇状にＸ線を放射するものに代えて、円錐状のＸ線（いわゆるコーンビーム）を放射するものについても本発明の一態様に含まれる。Ｘ線源２は、たとえば約５０ｅＶの超軟Ｘ線、約０．１〜２ｋｅＶの軟Ｘ線、約２〜２０ｋｅＶのＸ線および約２０〜１００ｋｅＶの硬Ｘ線、さらに１００ｋｅＶ以上のエネルギーを有するＸ線の少なくとも１つを放射することができる。

載置部３は、被検物Ｓが載置される載置台３０と、回転駆動部３２、Ｙ軸移動部３３、Ｘ軸移動部３４およびＺ軸移動部３５からなるマニピュレータ部３６とを備え、Ｘ線源２よりもＺ軸＋側に設けられている。載置台３０は、回転駆動部３２により回転可能に設けられ、回転駆動部３２による回転軸ＹｒがＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動する際に、ともに移動する。

回転駆動部３２は、たとえば電動モータ等によって構成され、後述する制御装置５により制御されて駆動した電動モータが発生する回転力によって、Ｙ軸に平行であり、かつ、載置台３０の中心を通過する軸を回転軸Ｙｒとして載置台３０を回転させる。Ｙ軸移動部３３、Ｘ軸移動部３４およびＺ軸移動部３５は、制御装置５により制御されて、Ｘ線源２から射出されたＸ線の照射範囲内に被検物Ｓが位置するように、載置台３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向にそれぞれ移動させる。さらに、Ｚ軸移動部３５は、制御装置５により制御されて、Ｘ線源２から被検物Ｓまでの距離が、撮影される画像における被検物Ｓが所望の拡大率となる距離に載置台３０をＺ軸方向に移動させる。

検出器４は、Ｘ線源２および載置台３０よりもＺ方向＋側に設けられている。すなわち、載置台３０は、Ｚ方向において、Ｘ線源２と検出器４との間に設けられる。検出器４は、ＸＹ平面に平行な面上にＸ方向に延伸する入射面４１を有する、いわゆるラインセンサであり、Ｘ線源２から放射され、載置台３０上に載置された被検物Ｓを透過した透過Ｘ線を含むＸ線が入射面４１に入射する。検出器４は、公知のシンチレーション物質を含むシンチレータ部と、光電子増倍管と、受光部等とによって構成され、シンチレータ部の入射面４１に入射したＸ線のエネルギーを可視光や紫外光等の光エネルギーに変換して光電子増倍管で増幅し、当該増幅された光エネルギーを上記の受光部で電気エネルギーに変換し、電気信号として制御装置５へ出力する。

なお、検出器４は、入射するＸ線のエネルギーを光エネルギーに変換することなく電気エネルギーに変換し、電気信号として出力してもよい。検出器４は、シンチレータ部と光電子増倍管と受光部とがそれぞれ複数の画素として分割された構造を有している。これにより、Ｘ線源２から放射され、被検物Ｓを通過したＸ線の強度分布を取得できる。なお、検出器４として、光電子増倍管を設けずに、シンチレータ部が受光部（光電変換部）の上に直接形成された構造であってもよい。

なお、検出器４はラインセンサに限られず、２次元平面の検出器でも構わない。すなわち、本実施形態において、検出器４のラインセンサは、ＸＹ平面に平行な面上にＸ方向に延伸する入射面４１を有するが、入射面４１はＹ方向には１つのみ配置されている。また、ＸＹ平面において、Ｘ方向に複数の入射面４１が配置されている。また、複数の入射面４１のそれぞれが、独立してＸ線の強度を検出することが可能である。本実施形態において、入射面４１はＹ方向に複数配列されていても構わない。たとえば図１のＸＹ平面において、Ｘ方向およびＹ方向に複数の入射面４１が配置される２次元平面の検出器でも構わない。また、２次元平面の検出器を用いる場合に、Ｙ方向に複数配列される入射面４１のうち、Ｙ方向の所定位置におけるＸ方向の入射面４１のみを使用し、ラインセンサとして使用しても構わない。この場合には、Ｙ方向の所定位置におけるＸ方向の入射面４１のＸ線の強度分布を取得し、Ｙ方向の所定位置で取得されるＸ線の強度分布から被検物Ｓの形状情報を解析しても構わない。また、この場合に、Ｙ方向の複数の位置でのＸ方向の入射面４１のＸ線の強度分布を取得する際には、Ｙ方向に互いに離れた位置でのＸ方向の入射面４１のＸ線の強度分布を取得しても構わない。

Ｘ線源２と載置部３と検出器４とはフレーム（不図示）によって支持される。このフレームは、十分な剛性を有して製造される。したがって、被検物Ｓの投影像を取得中に、Ｘ線源２、載置部３および検出器４を安定に支持することが可能となる。また、フレームは除振機構（不図示）により支持されており、外部で発生した振動がフレームにそのまま伝達することを防いでいる。
入力操作部１１は、キーボードや各種ボタン、マウス等によって構成され、オペレータによって、後述するように被検物Ｓを検査する際に被検査領域の位置を入力したり、被検査領域の更新をしたりする際に操作される。入力操作部１１は、オペレータによって操作されると、操作に応じた操作信号を欠陥評価装置１へ出力する。

制御装置５は、マイクロプロセッサやその周辺回路等を有しており、不図示の記憶媒体（たとえばフラッシュメモリ等）に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、Ｘ線検査装置１００の各部を制御する。制御装置５は、Ｘ線制御部５１と、移動制御部５２と、画像生成部５３と、画像再構成部５４とを備える。Ｘ線制御部５１はＸ線源２の動作を制御し、移動制御部５２はマニピュレータ部３６の移動動作を制御する。画像生成部５３は検出器４から出力された電気信号に基づいて被検物ＳのＸ線投影画像データを生成し、画像再構成部５４はマニピュレータ部３６を制御しながらそれぞれの投影方向の異なる被検物Ｓの投影画像データに基づいて、公知の画像再構成処理を施して再構成画像を生成する。この再構成画像は、Ｘ線源２から検出器４の間に位置する部分の被検物Ｓの内部の構造を示す画像であり、ボクセルデータとして出力される。ボクセルデータとは被検物Ｓの吸収係数分布を示している。そして、本実施形態では、Ｙ方向において異なる位置で取得された再構成画像を基に、画像再構成部５４内部に設けられたサーフェスモデル構築部により、被検物Ｓの三次元の内部構造や表面形状の情報が生成される。この場合、画像再構成処理としては、逆投影法、フィルタ補正逆投影法、逐次近似法等がある。

図２のブロック図に示すように、欠陥評価装置１は、マイクロプロセッサやその周辺回路等を有しており、不図示の記憶媒体（たとえばフラッシュメモリ等）に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、後述する被検物Ｓの一部を検査する際の各種処理を行う。欠陥評価装置１は、構成情報取得部５５と、検査制御部５６と、評価部５７と、データ蓄積部５８とを備える。構成情報取得部５５は、被検物Ｓに関する三次元ＣＡＤ等による、被検物Ｓの構造を表現するための表面要素オブジェクトデータ及び表面要素オブジェクトデータに設定された属性情報等を含む設計情報（たとえばＳＴＬデータやポリゴンデータ）や、鋳造シミュレーション等（ＣＡＥ）により得られた被検物Ｓの形状や内部構造等に関する情報を取得するためのインターフェースとなる。具体的には、ネットワークのＬＡＮポートやシリアルバスポート、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線通信デバイスなどが含まれる。このインターフェースから入力された情報は、検査制御部５６、評価部５７、データ蓄積部５８などの欠陥評価装置１の各機能ブロックに被検物Ｓに関する構造情報等を供給する機能を有する。なお、本明細書においては、被検物Ｓの内部構造とは、被検物Ｓが外部と境界をなすある表面と他の表面との間の範囲、すなわち被検物Ｓの外面と内面とに囲まれた肉厚部分を表す。また、本明細書においては、表面要素オブジェクトデータとは被検物Ｓの表面を設計者の意図やその表面構造が発揮する機能（例えば、油路や冷却流路やシリンダーなど）または面が連続しているか否かなどの所定の基準により設定された表面要素を示す。また、表面形状オブジェクトデータは、表面要素オブジェクトデータの集合体であり、被検物Ｓの全体表面形状を示す。検査制御部５６は、後述するように、被検物Ｓの一部の被検査領域を設定するための処理を行う。評価部５７は、検査制御部５６により設定された被検査領域の危険度を判定するための、後述する危険度判定処理を行う。データ蓄積部５８は、検査制御部５６による処理による生成された各種のデータを記憶するための不揮発性の記憶媒体である。なお、検査制御部５６および評価部５７の詳細については説明を後述する。

Ｘ線検査装置１００は、被検物Ｓの内部構造の検査を行う際に、載置台３０をＸＹＺの各方向に移動させて被検物Ｓを検査位置に位置させる。そして、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線源２からＹ方向に所定の幅を有するスリットビームを載置台３０の回転駆動に伴って回転する被検物Ｓに向けて照射する。検出器４は被検物Ｓを投下したＸ線を含む透過Ｘ線を受光して、上記のスリットビームのＹ方向の幅（たとえば、およそ１ｍｍ）に応じた被検物Ｓの断面の被検物Ｓの形状情報を得る。Ｘ線検査装置１００は、回転駆動中の被検物Ｓへのスリットビームの照射と、上記の載置台３０のＹ方向への移動、すなわち被検物ＳのＹ方向への移動とを繰り返し行う。スリットビームが、載置台３０に載置された被検物ＳのＹ方向の長さの全域に及ぶ範囲で行われると、被検物Ｓの全体の形状情報を生成することができる（以後、フルスキャンと呼ぶ）。スリットビームの照射が、載置台３０に載置された被検物ＳのＹ方向の長さの一部の範囲で行われる場合には、該当部分の透過像を取得し、その透過像に基づいて被検物Ｓの一部分の形状情報を生成できる（以後、部分スキャンと呼ぶ）。

本実施の形態のＸ線検査装置１００では、たとえば鋳造品のように同じ形状を有する多数の被検物Ｓに対して、フルスキャンまたは部分スキャンを行って検査を行う。フルスキャンは、被検物Ｓ全体の内部構造を取得するために、Ｙ方向において所定の間隔で再構成画像を生成するための測定動作を意味する。フルスキャンは、比較的検査時間に多くの時間が割り当てられる時間帯、たとえば被検物Ｓを製造するための金型のメンテナンス後の試験形成等、量産製造が行われていない時間帯に行われる。部分スキャンは、被検物Ｓのうち後述する評価領域を含む一部分のみの再構成画像を生成するための測定動作を意味する。上記のフルスキャンを行うタイミング以外で、多数の被検物Ｓに対の内部欠陥発生可能性の高い部分（以後、評価領域と呼ぶ）を被検査領域として選択して検査する際に行われる。
ところで、Ｘ線検査装置１００で取得された被検物Ｓの三次元内部構造や内部構造を構成する材質の情報、または被検物Ｓの形状に関する情報を含む三次元の構造情報を本明細書では、現物データと呼ぶ。なお、現物データは再構成画像から得られた三次元の点情報を基に、サーフェスモデルまたはソリッドモデルを生成したものであり、ＣＡＤデータと同様に表面については、表面要素オブジェクトデータとして保持される。

評価領域は、被検物Ｓの構造や製造方法に起因して被検物Ｓに欠陥等の発生が見込まれる部位または被検物Ｓの品質保証上、欠陥の有無及びその危険度を正確に求め、欠陥管理を行いたい部位であり、後述するようにしてＸ線による検査結果からその状態を評価する処理を行うための対象となる対象領域である。なお、以下の説明では、図３に示すような、エンジンのシリンダーブロックが被検物Ｓの場合を例に挙げる。この場合、被検物Ｓ（エンジンのシリンダーブロック）の評価領域７００として、下記（１）〜（５）に記載したような例が挙げられる。また、評価領域は三次元的な領域を示す。また、以後の説明においては、被検物Ｓに対して、Ｕ軸、Ｖ軸、Ｗ軸からなる直交座標系を設定する。
（１）製品機能上、管理が必要な領域
シリンダーのボア部に鋳包む鋳鉄ライナーや、シリンダーブロックやラダーフレームのクランクジャーナル部に鋳包む鉄製ベアリングキャップ、冷却流路近傍、ボルト締め等の締結部分、オイルパンやミッションケース等の箇所が挙げられる。
被検物Ｓの製造時に鋳包み技術が用いられた箇所の鉄部材とアルミ部材との密着度は重要管理項目であり、ライナー部の密着が悪い場合には、ボアの精密加工に耐えるような密着強度が不足してボアの真円度に影響を与え、また、エンジン稼働時には、発熱による変形が不均一になり、ピストンリングの摺動抵抗が増加する。いずれの場合も、出力低下や燃費の悪化をもたらす。ベアリングキャップは、密着度が重要であることはもちろんであるが、鋳巣が多い場合は、この部分には大きな負荷がかかるので、機械強度上の問題となる。エンジン稼働によるクランク軸からの負荷増大が、最終的にクラック発生等につながることもある。

冷却流路近傍の肉薄部に巣が連続して発生した場合には、冷却水のリーク危険度が高まる。したがって、評価領域は冷却流路近傍の特に肉薄部が延びる方向に設定されることが好ましい。冷却流路の粗加工後にはリークテスターでエンジンブロック全数について検査しているものの、粗加工前の早い段階でリーク危険度がわかることは好ましい。ボルト締め等の締結部分は負荷がかかる部分であることから、クラックの有無や鋳巣が伸長してクラックに発展する可能性についてチェックされる必要がある。通常は、含侵探傷法が用いられるが、Ｘ線検査はこの部分の検査に有効である。オイルパンやミッションケースなどは、限られた部位のみの検査でも有効である。

（２）鋳造品の鋳肌面の領域
鋳型と溶湯との接触面で溶湯が適切に冷却された場合には、鋳造品鋳型と接触して形成された表面（鋳肌面）では、組織が極めて緻密になる。その緻密な層は、一般に、鋳肌面の表面から０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の深さである。このような緻密な層が形成されている場合、巣等を通じて冷却水漏れ等が発生する可能性は低い。しかし、鋳造品の表面に、鋳型の焼き付きが生じている場合がある。焼き付きとは、鋳型が高温となり過ぎることで、鋳造品の表面が剥がれて鋳型にこびり付き、鋳造品の表面が荒れることである。焼き付きは、鋳型において放熱がされ難い突起部やコーナー部、すなわち鋳造品においては凸部や凹部で生じやすい。鋳造品の焼き付き部分や、焼き付き部分の近傍は、鋳肌が荒れた状態なので、鋳造品の表面に近い部分（浅い部分）に存在する巣等は、漏れや強度不足の原因となる可能性が高く危険であるため、評価領域とする必要がある。

（３）シミュレーションで決まる領域
シミュレーションで不具合発生の可能性が予測される部分も評価領域とする必要がある。溶湯の合流点での湯回り不良や、溶湯がガスを巻き込むことによって発生するガス巣、厚さが大きく変化する部分での引け巣なども評価領域とする必要がある。
（４）加工面近傍の領域
鋳造後に後加工することが想定される加工面の周辺は評価領域として設定される。鋳造されたままの状態では表面に現れていない巣が後加工後に現れるという問題があるためである。たとえば、加工面が摺動面となる場合には、加工面に巣が現れた場合には、摺動相手の部材等に傷をつける可能性がある。また、摺動部分のオイルの油膜が好適に確保されない可能性がある。また、加工面にガスケット等を設ける場合も、加工面に巣が現れた状態では封止性に支障をきたすおそれがある。

（５）経験的に決まる領域
エンジンブロックにおいて、金型の鋳抜きピン付近やゲート付近に相当する領域は、評価領域として設定されることが好ましい。金型において、温度の上昇、下降温度幅が大きい激しい鋳抜きピンは、摩耗、ピン曲りの可能性があり、また、溶湯が高速で流動するゲート付近は金型表面が摩耗する可能性が金型の部分よりも高い。このため、エンジンブロックにおいて、金型のこれらの部分に相当する領域は、高頻度で検査を行う必要がある。

図３に示すように、評価領域７００には、様々な三次元状の形状が含まれる。エンジンブロックのうち、クランクジャーナル部近傍の評価領域７０１は、厚みをもった半円弧状である。鋳抜きピン近傍の評価領域７０２は鋳抜きピンを囲む円筒状である。また、肉厚等の寸法を管理する評価領域７０３は寸法計測対象を含む形状である。シミュレーションで引け巣発生が予測される部分の評価領域は後述するように不定形である。

近年では、Ｘ線装置の分解能が向上しているので、被検物Ｓ内部の微細な巣等の内部欠陥を検査することが可能になった。一般に、鋳造品等の被検物Ｓに発生する巣等の内部欠陥は、サイズが大きいものは被検物Ｓ内部構造中に散在し、その個数は、サイズが小さいほど飛躍的に多く分布する。たとえば、Ｘ線装置の分解能が２倍に向上すると、従来１ｍｍのサイズの内部欠陥しか検出できなかったのに対して、０．５ｍｍのサイズの内部欠陥を検出できるようになる。その結果、検出可能な内部欠陥の個数は２倍ではなく、２倍をはるかに超えて多数となる。特に、最近のＸ線装置では、５０μｍのサイズの内部欠陥を検出可能なものもあり、このような検査装置による検出可能な内部欠陥の個数は膨大なものとなる。膨大な数の内部欠陥に基づいて鋳造品の良否判定を自動的に行う場合には、良否判定の対象を行うべき被検査領域となる評価領域の設定が重要となる。

本実施の形態では、欠陥評価装置１が上記した評価領域の設定に関連する処理を行うことにより、評価領域を設定するための処理が自動化されている。本実施の形態では、欠陥評価装置１の検査制御部５６が評価領域の設定に関連する処理を行う。
図２のブロック図に示すように、検査制御部５６は、重要部位設定部５６０と、表面情報取得部５６１と、危険域情報設定部５６２と、計算用表面作成部５６３と、グリッド設定部５６４と、評価領域設定部５６５と、評価領域編集部５６６と、検査結果情報入力部５６７と、クラスター化部５６８とを備える。

重要部位設定部５６０は、構成情報取得部５５により取得された被検物Ｓに関する三次元ＣＡＤ等の表面形状モデルデータを取得する。その表面形状モデルデータを構成する表面要素オブジェクトデータと表面要素オブジェクトデータに与えられた属性情報とを含む設計情報から、被検物Ｓのうち重要部位に関する情報（以後、重要部位情報と呼ぶ）を抽出する。重要部位としては、たとえば製品機能上、管理が必要な領域である被検物Ｓの加工面、ウォータージャケット、油路等の表面形状が挙げられる。したがって、重要部位情報とは、表面形状モデルデータのうちの一部の表面を表す表面要素オブジェクトデータの一つの要素ということができる。抽出された重要部位情報に基づいて、後述する評価領域設定部５６５によって評価領域が設定される。重要部位設定部５６０は、抽出した重要部位に対して、その重要部位が分類される属性を表す属性情報を付与する。属性情報としては、その重要部位の名称（加工面、ウォータージャケット、油路等）とすることができる。抽出された重要部位は、付与された属性情報とともに、表面情報としてデータ蓄積部５８に記憶される。なお、以下の実施の形態では、特に説明がない場合は、重要部位は被検物Ｓにおいて、設計者によって意図して作成される表面に設定されるものとする。

表面情報取得部５６１は、構成情報取得部５５により取得された被検物Ｓに関する三次元ＣＡＤ等の設計情報や現物データから、被検物Ｓの表面形状モデルデータを抽出する。表面情報取得部５６１により抽出された被検物Ｓの表面形状モデルデータは、後述する危険域情報設定部５６２により設定された危険域情報とともに、評価領域設定部５６５が評価領域を設定する際に使用される。危険域情報設定部５６２は、構成情報取得部５５により取得された鋳造シミュレーション等により得られた鋳造品に関する情報に基づいて、被検物Ｓの表面および内部構造において欠陥が見込まれる危険な部位の位置情報、または位置情報と危険度合とを危険域情報として設定する。危険域情報としては、たとえば被検物Ｓの表面危険域と内部危険域とがある。

表面危険域としては、所定の温度以上の鋳物表面や、冷却が悪く焼き付きが発生しやすい部位（たとえば、上述した鋳造品の凸部や凹部）や、鋳型と鋳物との間に隙間が生じると考えられる部位等が挙げられる。この場合、危険域情報は、上記の表面危険域の位置情報、または所定の温度以上の鋳物表面の場合にはその位置情報と温度情報との組み合わせとなる。内部危険域としては、溶湯が凝固するのに要する凝固時間が周囲よりも長い鋳物内部や、凝固過程で引け巣発生が予測される部位や、ガス巣発生が予測される部位や、湯回りが悪い部位等のように鋳造工程により危険となりうる部位が挙げられる。また、内部危険域として、内部応力（残留応力）が大きい部位等のように、鋳造後の工程である熱処理や粗加工により、巣等から亀裂等が生じる可能性がる部位等が挙げられる。この場合、危険域情報は、上記の内部危険域の位置情報、または溶湯の凝固時間が長い部位の位置情報と凝固時間との組み合わせ、引け巣発生が予測される部位の位置情報と程度（Ｎｉｉｙａｍａクライテリア）との組み合わせ、内部応力の大きい部位の位置情報と内部応力との組み合わせとなる。

なお、鋳造シミュレーションの結果は、一般的な構造解析ソフト向けに出力可能な機能がある。本実施の形態においても、構造解析ソフト向け出力や、構造解析ソフトで解析した結果、たとえば熱応力解析等を、ＣＡＥデータとして取得してもよい。その場合、取得されるＣＡＥデータは、有限要素法や差分法に適用可能な形態で、ＮＡＳＴＲＡＮやＰＡＴＲＡＮ形式等のデータとなっている場合がある。ただし、本実施の形態では、危険域の位置情報、または危険域の位置と危険度合（温度や応力等）とを示すものであればよい。

計算用表面作成部５６３は、表面危険域に基づいて評価領域を生成する際に使用する計算面を、被検物Ｓの表面形状モデルデータから抽出する。計算面は、詳細を後述するように、評価領域設定部５６５が、評価領域を生成する際に用いられる。グリッド設定部５６４は、被検物Ｓを表すＣＡＤ等の設計情報に後述するグリッドを設定する。評価領域設定部５６５は、後述するようにしてＸ線による検査結果からその状態を評価する処理を行うための対象となる評価領域を生成する。評価領域編集部５６６は、評価領域設定部５６５により生成された評価領域に対して、所定の条件に基づいて拡大や連結等の編集処理を行う。検査結果情報入力部５６７は、Ｘ線検査装置１００により被検物Ｓを実測した際に得られるデータ、すなわち被検物Ｓの現物データを取得する。もちろん、このときには、単にボクセルデータでもよく、空隙または外界との接続面の境界がわかるようなデータで構わない。検査結果情報入力部５６７は、ＣＡＤ等から得られた表面形状モデルデータと検査結果である現物データとを位置合わせする。なお、ユーザの判断や所定の判断基準に照らし合わせて、現物データから被検物Ｓの内部の巣などを認識して、巣や製造者が意図していない形状を有する部分を欠陥の位置情報としてＣＡＤ等から得られた表面形状モデルデータに設定された座標系にて表現する。クラスター化部５６８は、検査結果情報入力部５６７により取得された検査結果情報と、評価領域設定部５６５または評価領域編集部５６６により生成、編集された評価領域とに基づいて、評価領域内に散在する巣等を集団化するクラスター化処理を行う。
上記の検査制御部５６の各機能の詳細については、説明を後述する。

以下、検査制御部５６が行う、評価領域の設定に関連する処理として、グリッド設定処理と、評価領域設定処理と、評価領域編集処理と、クラスター化処理とがある。以下、グリッド設定処理と、評価領域設定処理と、評価領域編集処理と、クラスター化処理とに分けて説明を行う。
＜１．グリッド設定処理＞
本実施の形態では、評価領域を設定する際に、グリッド設定部５６４は、構成情報取得部５５により取得された設計情報に、複数の格子状のグリッドを設定する。
図４にグリッド６００の一例を示す。グリッド６００は、たとえば立方体であり、ＵＶＷ方向のそれぞれに沿って三次元上に格子状に設けられる。なお、グリッド６００が立方体であるものに限られず、直方体や四面体等であってもよい。複数のグリッド６００は、様々な三次元形状や大きさを有する被検物Ｓに対して適用される。これにより、後述するようにして被検物Ｓに対して設定される評価領域がグリッド６００により表される。

＜２．評価領域設定処理＞
評価領域設定部５６５は、グリッド設定部５６４により設定されたグリッド６００を用いて、評価領域を設定する。評価領域設定部５６５は、重要部位に基づいた評価領域の設定と、表面危険域に基づいた評価領域の設定と、内部危険域に基づいた評価領域の設定とを行う。以下、重要部位に基づいて評価領域を設定する場合と、表面危険域に基づいて評価領域を設定する場合と、内部危険域に基づいて評価領域を設定する場合とに分けて説明を行う。

＜２−１．重要部位に基づいて評価領域を設定する場合＞
評価領域設定部５６５は、重要部位設定部５６０により抽出された重要部位情報に基づいて、評価領域を設定する。すなわち、評価領域設定部５６５は、重要部位（たとえば加工面、ウォータージャケット、油路等）のそれぞれをグリッド６００により表された評価領域として設定する。

図５を用いて、評価領域設定部５６５により設定される評価領域７００を模式的に示す。図５は、被検物Ｓ（エンジンブロック）の一部の表面形状モデルデータを簡略化して模式的に示す図であり、図５（ａ）は、重要部位設定部５６０により抽出された重要部位情報、すなわち属性ごとに分類された部位の表面形状モデルを模式的に示している。なお、この表面形状モデルは被検物ＳのＣＡＤデータ等の設計情報から生成されたものや、被検物ＳをＸ線検査装置１００で計測して取得した形状測定結果から生成されたものでもよい。部位Ｐ１はエンジンブロックのウォータージャケットを構成する表面要素オブジェクトデータであり、部位Ｐ２はエンジンブロックの油路を構成する表面要素オブジェクトデータである。重要部位として指定する方法としては、表面要素オブジェクトデータに付与されている属性情報に基づき、重要部位の条件に該当するオブジェクトデータを重要部位情報として指定することでもよく、また、ユーザインタフェースを介して、被検物Ｓの表面形状モデルデータを表示させ、表面形状モデルデータのうち重要部位としてユーザが認識している表面要素オブジェクトデータが位置している三次元座標を少なくとも１か所指定することにより指定してもよい。また、必ずしも被検物Ｓの表面を直接指定する必要は無く、指定したい表面要素オブジェクトデータに近い位置を指定することでも構わない。図５（ｂ）は、部位Ｐ１に対して評価領域設定部５６５により設定された評価領域７００−１と、部位Ｐ２に対して設定された評価領域７００−２とを模式的に示す。なお、図５（ｂ）は、被検物ＳのＵＶ平面における平面図である。図５（ｂ）では、図示の都合上、グリッド６００を省略して示すが、実際には評価領域７００はグリッド６００により三次元的な広がりを持つ領域として表される。このように、評価領域設定部５６５は、重要部位情報に基づいて、内部構造の評価対象領域を決める基準となる被検物Ｓの表面が特定できる場合には、重要部位である被検物Ｓの表面に対して評価領域７００を設定する。設定された評価領域７００は、それぞれ属性情報とＩＤとが付されてデータ蓄積部５８に記憶される。属性情報は、評価領域７００が設定された属性を示す情報であり、部位Ｐ１であればウォータージャケット、部位Ｐ２であれば油路のことである。また、ＩＤは評価領域７００を識別するための情報であり、たとえば番号やアルファベット等である。

＜２−２．表面危険域に基づいて評価領域を設定する場合＞
評価領域設定部５６５は、焼き付き等の発生する可能性がある被検物Ｓの表面に対しても評価領域７００を設定する。評価領域設定部５６５は、表面情報取得部５６１により抽出された被検物Ｓの表面形状モデルデータと、危険域情報設定部５６２により設定された危険域情報と、計算用表面作成部５６３が作成した計算面とに基づいて、グリッド６００により欠陥を評価すべき三次元位置が表された評価領域を設定する。以下、詳細に説明する。

図６は、図５と同様に、被検物Ｓの一部を簡略化して模式的に示す図である。図６においては、部位Ｐ１および部位Ｐ２はともに加工面であり、部位Ｐ１には表面危険域８０１〜８０５が散在し、部位Ｐ２には表面危険域８１１〜８１３が散在するものとする。なお、表面危険域８０１〜８０５を総称する場合には表面危険域８１０と呼び、表面危険域８１１〜８１３を総称する場合には、表面危険域８２０と呼ぶ。

鋳造シミュレーションの計算は、空間を直交格子や非直交格子によりメッシュに区切り、メッシュ単位で行われる。そのため、鋳造シミュレーションの計算結果により得られる空間情報は、計算のメッシュに基づく形状となる。メッシュサイズは、計算精度と処理負荷（計算時間）との関係から、自動車用エンジンのようなサイズの場合、通常、数ｍｍ程度である。その結果、危険域情報も空間的には、複数のメッシュの集合体として表現され、実際の表面危険域の形状と厳密には一致しない。つまり、鋳造シミュレーションの結果を、ＣＡＤ等の設計情報と重ね合わせた場合に、表面危険域が設計情報上で表現される表面形状モデルデータに対して食い込んだような形状になったり、表面形状モデルデータから浮き出たような状態となる。計算用表面作成部５６３は、このような鋳造シミュレーション等による表面危険域８１０、８２０を基に、表面要素オブジェクトデータである部位Ｐ１、部位Ｐ２から計算面８３０を設定する。

しかし、計算面８３０を設計情報で同一面と認識されている面全体に渡って設定すると、焼き付き等が発生する可能性が少ない領域も計算面８３０に含まれて設定されてしまう。例えば、部位Ｐ１、Ｐ２の表面の全体に沿って設定すると、計算の対象となる面が非常に大きくなる。このように計算面を設定した場合には、表面危険域８１０、８２０から離れていて、危険度が低いために評価の対象外となるような巣等８３１と部位Ｐ１の表面との位置関係も、計算の対象としてしまうということが起こる。対象外の巣等８３１は、表面危険域８１０、８２０に対して評価をする際のノイズである。対象外の巣等８３１まで評価すれば、処理時間の増大をもたらす。このような処理時間の増大やノイズの発生を抑制するため、本実施の形態では、計算用表面作成部５６３は、部位Ｐ１、Ｐ２の表面の一部に計算面を設定する。なお、以下の説明では、部位Ｐ１の表面危険域８１０に対して行われる処理を中心に説明するが、部位Ｐ２の表面危険域８２０についても同様の処理が行われる。

計算用表面作成部５６３は、部位Ｐ１の表面（すなわち表面要素オブジェクトデータ）の一部の領域の境界である面境界位置情報を設定することにより、部位Ｐ１の表面から計算面となる表面領域を抽出する。面境界情報については、表面危険域８１０を示す位置情報を基に作成される。この場合、計算用表面作成部５６３は、部位Ｐ１の表面危険域８０１〜８０５をグループ化する。計算用表面作成部５６３は、散在する表面危険域８０１〜８０５とグリッド６００とを重ね合わせる。なお、表面危険域８０１〜８０５のそれぞれは、被検物Ｓの表面形状モデルデータ上に位置する複数の位置情報から構成されている。

図７は、部位Ｐ１の表面危険域８０１〜８０５とグリッド６００との関係を模式的に示す図である。図７（ａ）は、部位Ｐ１の表面危険域８０１〜８０５を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）の一部をグリッド６００と重ね合わせ拡大した図である。上述したように、鋳造シミュレーションの結果はメッシュ単位で表されるので、表面危険域８０１〜８０５は体積を有している場合がある。計算用表面作成部５６３は、表面危険域８１０が含まれるグリッド６００のうち、個々のグリッド６００に含まれる表面危険域８１０の面積が所定値以上となるグリッド６００を抽出する。または、計算用表面作成部５６３は、表面危険域８１０までの距離が所定値以下となる部位Ｐ１の表面を含むグリッド６００を抽出する。これにより、計算用表面作成部５６３により、被検物Ｓの内部構造が存在する領域内から任意の位置が設定される。計算用表面作成部５６３は、上記のようにしてグリッド６００を抽出し、抽出されたグリッド６００内に位置する表面要素オブジェクトデータの一部を抽出することにより、有効関心領域６２０を生成する。すなわち、計算用表面作成部５６３は、グループ化された表面危険域８１０に対して、部位Ｐ１の表面の一部の領域である有効関心領域６２０（グループ境界位置情報）を生成する。

計算用表面作成部５６３は、作成したグリッド６００で表現された有効関心領域６２０とＣＡＤ等の設計情報により表現された部位Ｐ１の表面との共通部分である表面領域を計算面８３０として抽出する（図７（ｃ）参照）。すなわち、計算用表面作成部５６３は、部位Ｐ１の表面のうち面境界位置情報で囲まれる領域内を計算面８３０として抽出する。
なお、計算用表面作成部５６３は、部位Ｐ２の表面危険域８２０に対しても同様の処理を適用して、グリッド６００で表現された有効関心領域を生成し、生成した有効関心領域とＣＡＤ等の設計情報とに基づいて、計算面を抽出する。
なお、表面危険域８２０のそれぞれを構成する表面危険域８１１〜８１３についても、被検物Ｓの表面形状モデルデータ上に位置する複数の位置情報から構成されている。

評価領域設定部５６５は、図７（ｃ）に示すように抽出された計算面８３０に基づいて、評価領域を設定する。この場合、評価領域設定部５６５は、図８（ａ）に示すように、矢印ＡＲ１にて示す計算面８３０の法線方向に向かって、計算面８３０から被検物Ｓの内部構造が形成されている領域へ向けて所定の距離だけグリッド６００単位にて領域を拡張するようにして評価領域７００を生成する。たとえば、評価領域設定部５６５は、所定の値を、グリッド６００の２個分に相当する距離だけ計算面８３０をその法線方向に拡張する。なお、拡張方向は計算面８３０の法線方向だけに限らず、被検物Ｓの構造を構成する材料が存在している方向であればいずれの方向でもよい。また、計算面８３０が設定された部位Ｐ１の表面を含む方向に拡張することも本発明に含まれる。この結果、図８（ｂ）に示すように、計算面８３０を始点にして被検物Ｓの内側に向けて領域を拡張することにより、評価領域７００が設定される。図８（ｂ）においては、拡張されたグリッド６００を破線で示す。なお、所定の値は、グリッド６００の２個分に相当する距離に限定されず、グリッド６００の３個以上に相当する距離でも良いし、グリッド６００の１個分に相当する距離でも良い。また、所定の値として、ある固定値（所定の距離）、たとえば５ｍｍであってもよい。また、所定の値がユーザにより設定されてもよい。この場合、ユーザは入力操作部１１を用いて、所定の値や所定のグリッド６００の個数を入力すればよい。

なお、評価領域７００を生成する際の計算面８３０の拡張については、上記の例に限定されない。たとえば、被検物Ｓであるエンジンブロックのうち、トランスミッションケースやオイルパン等のように、形状は複雑であっても肉厚の変化が少なく、かつ、その肉厚がせいぜい５〜１０ｍｍ程度のように薄い場合を例に挙げる。図９（ａ）に、この場合の被検物Ｓの断面を模式的に示す。図９（ａ）では、被検物Ｓの部位Ｐ１０の表面に計算面８３０が抽出された場合を示す。この場合、評価領域設定部５６５は、計算面８３０が設定された表面領域と対向する位置にある表面要素オブジェクトデータが位置情報と、計算面８３０の位置情報とを基に、それぞれの距離に応じて、部位Ｐ１０の表面に対向する部位Ｐ１１の表面に至るまで、計算面８３０を拡張するようにして評価領域７００を生成してよい。

また、図９（ａ）に示した肉厚が薄い場合とは異なり、肉厚が厚い場合には、評価領域設定部５６５は、表面危険域の面積に基づいて、計算面８３０を拡張する距離を決定してもよい。図９（ｂ）に、この場合の被検物Ｓの断面を模式的に示す。被検物Ｓのある部位Ｐ１２の表面には、所定値よりも大きな表面積を有する第１表面危険域８２１と所定値以下の表面積を有する第２表面危険域８２２とが存在するものとする。この場合、評価領域設定部５６５は、第１表面危険域８２１に基づいて抽出された計算面８３０に対しては、２個分のグリッド６００に相当する距離にて被検物Ｓの内側へ評価領域７００を拡張するようにして評価領域７００を生成してよい。評価領域設定部５６５は、第２表面危険域８２２に基づいて設定された計算面８３０に対しては、１個分のグリッド６００に相当する距離にて被検物Ｓの内側へ評価領域７００を拡張するようにして生成してよい。

また、評価領域設定部５６５は、表面危険域情報の危険度合に基づいて、計算面８３０の法線方向に拡張する距離を変更して評価領域７００を生成してもよい。図１０（ａ）に、この場合の表面危険域８１０をと計算面８３０とを模式的に示す。この場合、表面危険域情報の危険度合として、たとえば焼き付きの温度を例に挙げる。図１０（ａ）では、表面危険域８１０のうち焼き付き温度が所定値よりも高い高温の範囲にドットを付与して表現する。評価領域設定部５６５は、表面危険域８１０のうち所定値よりも高温の範囲８１０−Ｒ１に対しては、計算面８３０を被検物Ｓの内側に大きな距離（深く）拡張し、所定値よりも低温の範囲８１０−Ｒ２に対しては、計算面８３０を被検物Ｓの内側に小さな距離（浅く）拡張する。評価領域設定部５６５は、たとえば、高温の範囲８１０−Ｒ１に対応する計算面８３０の範囲を、２個分のグリッド６００相当分だけ厚さ方向に拡張し、低温の範囲８１０−Ｒ２に対応する計算面８３０の範囲を１個分のグリッド６００相当分とする。これにより、図１０（ｂ）に示すように評価領域７００を生成する。図１０（ｂ）においては、高温の範囲８１０−Ｒ１に対応して拡張したグリッド６００を破線で示す。この場合、温度に対する計算面８３０の拡張度合は、ユーザによって設定可能な構成としてよい。

また、評価領域設定部５６５は、表面危険域情報の面積度合に基づいて、計算面８３０からの拡張度合を変更させて評価領域７００を生成してもよい。図１１（ａ）に、この場合のグループ化された表面危険域８１０と計算面８３０とを模式的に示す。この場合、グループ化された表面危険域８１０に含まれる表面危険域８０３の面積と表面危険域８０５の面積とが所定値を超えるものとする。評価領域設定部５６５は、表面危険域８０３、８０５に対しては、計算面８３０を被検物Ｓの内側に深く拡張し、他の表面危険域８０１、８０２、８０４に対しては、計算面８３０を被検物Ｓの内側に浅く拡張する。評価領域設定部５６５は、たとえば、表面危険域８０３、８０５に対応する計算面８３０の範囲を、厚さ方向に２個分のグリッド６００にて表現し、面積が小さい表面危険域８０１、８０２、８０４に対応する計算面８３０は厚さ方向に１個分のグリッド６００にて表現することにより、図１１（ｂ）に示すように評価領域７００を生成する。なお、図１１（ｂ）においては、表面危険域８０３、８０５に対応して拡張したグリッド６００を破線で示す。

なお、以上の説明では、部位Ｐ１の表面における表面危険域８１０に対する処理について説明したが、部位Ｐ２の表面における表面危険域８２０に対しても同様の処理を行うことにより、評価領域７００を設定する。
図１２に、上記の表面危険域８１０、８２０と、有効関心領域８２０と、計算面８３０と、評価領域７００との位置的な関係を模式的に示す。なお、図示の都合から、計算面８３０は部位Ｐ１、Ｐ２の表面からずらして表現している。このようにして設定された評価領域７００は、属性情報とＩＤとが付されてデータ蓄積部５８に記憶される。属性情報は、評価領域７００が設定された属性を示す情報であり、図１２に示す例では加工面や油路のことである。また、ＩＤは評価領域７００を識別するための情報であり、たとえば番号やアルファベット等である。

また、評価領域設定部５６５は、計算面８３０を拡張する際の拡張率を一定ではなく、たとえば、被検物Ｓの形状に基づいて、拡張する率（倍率）を変更してもよい。上述したように、焼き付きが発生しやすいのは、鋳型の凸部に対応する被検物Ｓの凹部であることが多い。評価領域設定部５６５は、被検物Ｓの表面形状が凹部の部位に抽出された計算面８３０に対しては、拡張率を大きくし、たとえば厚さ方向に２個分のグリッド６００にて表現し、凸部における計算面８３０に対しては、厚さ方向に１個分のグリッド６００にて表現することにより、評価領域７００を生成してよい。

以上の説明では、計算用表面作成部５６３が表面危険域８１０、８２０に基づいて有効関心領域６２０を生成する場合を説明したが、この場合に限定されるものではない。たとえば、ＧＵＩにおけるユーザの操作に基づいて、計算用表面作成部５６３が有効関心領域６２０を生成してもよい。この場合、ユーザが表示モニタ６等に表示されたＣＡＤ等の設計情報を視認しながら、所望の複数の位置を不図示のマウス等の入力操作部１１を用いて指定する。計算用表面作成部５６３は、ユーザの操作に基づいて入力された複数の位置で囲まれた範囲を有効関心領域６２０とする。計算用表面作成部５６３は、この有効関心領域６２０と、ＣＡＤ等の設計情報で表現された被検物Ｓの表面形状とに基づいて、計算面８３０を抽出すればよい。また、評価領域設定部５６５は、計算面８３０を拡張して評価領域７００を生成する際の拡張する量や方向を、ユーザの操作に基づいて決定してもよい。この場合も、ユーザは、不図示のマウス等の入力操作部１１を用いて、拡張する方向や量を指定すればよい。これにより、経験に基づく危険域に対して評価領域を生成することが可能になる。なお、上述の評価領域設定部５６５の処理については、ＣＡＤ等の設計情報で表現された表面形状モデルデータ上で行う以外にも、現物データ上で行うようにしてもよい。

＜２−３．内部危険域に基づいて評価領域を設定する場合＞
評価領域設定部５６５は、危険域情報設定部５６２により設定された危険域情報に含まれる内部危険域、すなわち引け巣やガス巣、凝固時間や内部応力等に基づいて、評価領域を生成する。この場合に生成される評価領域は、鋳造シミュレーション等により得られる巣等が発生する危険域と、実際にＸ線検査装置１００により得られた測定結果とを比較する際に用いることができる。鋳造シミュレーション等の結果は計算条件を決定すれば１つの結果が得られる。しかし、実際の鋳造では、同じ条件で製造したとしても、巣等の発生状況に差があるので、そのばらつきを考慮した上で鋳造品の評価を行う必要がある。そのためには、評価領域を固定して、複数の実際の鋳造品をＸ線検査装置１００で計測して検証する必要がある。また、鋳造シミュレーションの予測精度は１００パーセントではない。仮に８０パーセント程度の予測精度であったとしても、予測精度をさらに向上させたいという要求がある。このため、Ｘ線検査装置１００で実測して得られた現物データと、計算により得られたデータとを比較して評価することが必要である。
以上のような鋳造シミュレーションによる計算データとの比較検証に用いるために、本実施の形態では、内部危険域に基づいて評価領域を生成する。

本実施の形態では、複数の内部危険域が規則性なくランダムに分布しているか否かと、形状的な傾向の有無とに着目して、ユーザによる操作に基づいて、散在する内部危険域を纏めることにより評価領域が設定される。この場合、表示モニタ６に、表面情報取得部５６１から入力される被検物Ｓの表面形状と内部危険域とが重ねて表示され、ユーザはＧＵＩとして入力操作部１１から所望する範囲を指定すればよい。評価領域設定部５６５は、ユーザによって指定された範囲を囲むようにして、グリッド６００で表現された評価領域を生成する。

図１３は、被検物Ｓの内部に散在する内部危険域９００を模式的に示す図である。表示モニタ６上において、ユーザが図１３に示す内部危険域９００−１〜９００−５を指定すると、評価領域設定部５６５は、この内部危険域９００−１〜９００−５を囲む範囲を評価領域７００として生成する。この場合、予め直方体や、円形や、円筒や、トーラス等の基本立体をテンプレートとしてデータ蓄積部５８に予め記憶しておき、ユーザがテンプレートを指定した場合に、評価領域７００は、指定されたテンプレートに基づいて、評価領域７００を生成してもよい。

評価領域設定部５６５は、内部危険域に基づいて生成した評価領域７００に対しては、属性とＩＤとを付与してデータ蓄積部５８に記憶する。属性は、内部危険域を分類する情報、たとえば引け巣危険域や応力危険域等の名称に関する情報である。ＩＤは、評価領域７００を識別するための情報であり、たとえば番号やアルファベット等である。なお、内部危険域に関する情報は、鋳造シミュレーションから得られた位置情報を基に、被検物Ｓの表面形状モデルデータ上に鋳巣の発生予測位置情報が描画されているものだけに限られない。被検物Ｓの現物データから鋳巣位置を特定する一方、現物データとＣＡＤ等の設計情報から得られた表面形状モデルデータとを計算機上で位置合わせすることで、ＣＡＤからの表面形状モデルデータに鋳巣位置情報を重畳させ、重畳させた情報から内部危険域を設定するようにしてもよい。

＜３．評価領域編集処理＞
以上のようにして自動で生成された評価領域７００においては、複数の評価領域７００同士が離れているために評価する対象とするべき危険域が欠落したり、経験的に巣等を経由してリークしやすい流路が欠落したりする可能性がある。また、被検物Ｓ上では異なる箇所ではあるが、その箇所に同一の部品が装着される場合、設計情報においては、異なる平面となるため、異なる評価領域７００が生成される可能性がある。たとえば、ボルトを取り付けるためのボルト穴が複数個所ある場合、締結部やねじ加工部であるボルト穴周辺は評価領域７００であるが、複数のボルト穴間もリークや締結強度の観点から評価領域７００とするべきである。
上記したような観点から、生成された複数の評価領域７００に対して連結等を行うことにより、評価領域７００の精度をより向上させることが望ましい。このため、本実施の形態では、評価領域編集部５６６が評価領域７００に対して編集処理を行う。以下、編集処理について詳細に説明する。

図１４（ａ）は、評価領域設定部５６５によって被検物Ｓに対して生成された評価領域７００を模式的に示す図である。評価領域７００として、被検物Ｓの部位Ｐ１における表面危険域８１０に対して生成された評価領域７００−１と、部位Ｐ２における表面危険域８２０に対して生成された評価領域７００−２とを示す。この被検物Ｓに、表面危険域８１０の近傍に存在する巣等の危険因子９１０と、評価領域７００−１と評価領域７００−２との間に巣等の危険因子９２０とが存在するものとする。

危険因子９１０は、部位Ｐ１に対して生成された評価領域７００−１に含まれるので、検査対象となる。しかし、危険因子９２０は、評価領域７００−１にも評価領域７００−２にも含まれないため、検査対象とはならない。評価領域７００−１と評価領域７００−２とは近い位置に生成されているため、評価領域７００−１と評価領域７００−２とを連結した広い範囲を評価領域７００とすれば、危険因子９２０も検査対象とすることができる。また、部位Ｐ２は油路であるため、危険因子９２０はリークの発生をもたらす可能性があり、検査対象とするべきである。すなわち、評価領域７００−２の属性から部位Ｐ２は要注意部位であるので、評価領域７００−２を図の破線に示す範囲（補完領域）にまで拡大させるとよい。

評価領域編集部５６６は、異なる評価領域７００間の距離が所定の距離以内の場合には、その評価領域７００を連結して、１つの新たな評価領域７００を生成する。たとえば、ボルト締結部については、評価領域編集部５６６は、所定の距離以内のボルト穴間については、１つの評価領域７００となるように連結する。また、評価領域編集部５６６は、評価領域７００に付与された属性に基づいて、重要部位の重要度に基づいて、評価領域７００の拡大度合と連結度合とを大きくする。すなわち、評価領域編集部５６６は、重要部位の重要度が高い評価領域７００に対してその大きさを拡大し、上記の所定距離を超える位置に生成された他の評価領域７００と連結する。上記の図１４（ａ）に示す例では、油路である部位Ｐ２の重要度は高いので、評価領域編集部５６６は、評価領域７００−２の拡大度合を大きくして、評価領域７００−１と連結させる。これにより、評価領域編集部５６６は、図１４（ｂ）に示すように、新たな評価領域７００−３を生成する。なお、このような動作をさせるためには、評価領域編集部５６６では、現物データからユーザの判断や所定の判定基準に照らし合わせて、巣（もしくは鋳巣）となる表面要素オブジェクトデータまたは表面領域を抽出し、その表面要素オブジェクトデータまたは表面領域に囲まれた部分を巣（もしくは鋳巣）として認識するようにしてもよい。なお、巣となる表面要素オブジェクトデータまたは表面領域の抽出方法は、例えば、ＣＡＤデータ等の製作者の意図した表面情報との差分データを現物データから得られた表面形状モデルデータから抽出するなどの公知の手法を採用することができる。

なお、評価領域編集部５６６は、評価領域７００同士の連結対象を探索する場合には、設計情報に含まれる表面形状に基づいて、評価領域７００から被検物Ｓの表面形状に沿うか、内部構造が存在する方向に行うのがよい。すなわち、評価領域編集部５６６は、被検物Ｓの外部の空中に評価領域７００を拡大してもグリッド６００の個数が増加するのみであり、鋳巣の探索する負荷量が増えるだけであり、評価解析時間に無駄な時間が生じるためである。一例として、図１５に、部位Ｐ１に設定された評価領域７００−１（図１４（ａ）参照）を拡大する場合を模式的に示す。図１５においては、評価領域７００−１が評価領域設定部５６５により生成され、破線で示す評価領域７００−３は、評価領域７００−１を拡大したものである。
なお、連結する評価領域７００は、必ずしも計算面８３０を設定した上で形成された評価領域７００同士を連結するものだけに限られず、ユーザが自ら設定した評価領域７００と他の評価領域７００とが連結する条件に合致するのであれば連結してよい。

図１６は、評価領域編集部５６６による評価領域７００の連結、拡大の方法の例を模式的に示す部分拡大図である。なお、図１６は被検物Ｓの断面を示す図であり、図１６において斜線を付した領域は被検物Ｓの形状を示す表面の内側であることを示す。図１６（ａ）は、ある部位Ｐ１の表面に生成された２つの評価領域７００−１と７００−２とを示す。評価領域編集部５６６が、図１６（ａ）の評価領域７００−１と７００−２を連結する場合、上述したように部位Ｐ１の表面に沿って連結を行う。図１６（ｂ）に、連結により生成された新たな評価領域７００−３を模式的に示す。これにより、評価領域７００−１と７００−２とに挟まれる部位Ｐ１の表面についても評価領域７００−３に含まれるようにすることができる。

評価領域編集部５６６は、部位Ｐ１が重要部位である場合には、図１６（ｂ）に示すように連結して生成された評価領域７００−３を拡大してもよい。図１６（ｃ）は、評価領域７００−３を拡大した評価領域７００−４を模式的に示す。これにより、被検物Ｓの外部空間が評価領域７００−４に含まれる割合を抑えながら、重要部位の検査対象とする領域を拡大することができる。

また、評価領域編集部５６６は、図１６（ａ）に示す評価領域７００−１と評価領域７００−２とに基づいて、図１６（ｄ）に示すような新たな評価領域７００−５を生成してもよい。この場合、評価領域編集部５６６は、評価領域７００−１のうち評価領域７００−２から最も離れた頂点Ａ１と、評価領域７００−２のうち評価領域７００−１から最も離れた頂点Ａ２とを頂点とする対角線が形成されるように評価領域７００−５を生成する。ただし、この評価領域７００−５は部位Ｐ１の外部の空間が多く含まれてしまう。このため、評価領域編集部５６６は、評価領域７００−５から部位Ｐ１の外部の空間を除去することにより、図１６（ｅ）に示すような評価領域７００−６とするのがよい。
また、評価領域編集部５６６は、評価領域７００−１と評価領域７００−２とをそれぞれ拡大することにより、図１６（ｆ）に示すような連結された評価領域７００−７を生成してもよい。

また、たとえば、設計情報から、機能上はオイル等が流れる流路がわかっているにも関わらず、異なる評価領域７００が生成される可能性もある。このような場合にも、評価領域編集部５６６は編集処理を行う。リークテストは、たとえば、流路の一方からエアーを送り込み、他方から流出するエアーの流量を計測することで漏れ量を求め、漏れ量が規定量を超える場合に不良と判定する。流路は単純な一方向とは限らず、横穴や縦穴や横穴からクランクジャーナルへの斜め穴等の複雑な形状のものもある。リークテストをこのような流路に対して実施する場合には、Ｘ線検査装置１００による現物データも用いて、この流路に合致するように評価領域７００が生成されているとよい。
図１７は、上記のような油路に沿って評価領域７００が編集処理により生成された場合を示す。これにより、油路に合致した評価領域７００（図１７の破線部）が生成されるので、重要部位を確実に検査対象とすることができる。

被検物Ｓの表面が鋳造品の表面と一致している場合、異なる評価領域７００が自動的に生成される場合もある。この場合、評価領域編集部５６６は、上述した拡大や連結等を行わず、それぞれの評価領域７００が属性に基づいて区別されたままとする。

図１８は、異なる属性の評価領域７００が重複している場合を模式的に示す図である。図１８においては、評価領域７００−１と７００−２とが部位Ｐ１とＰ２における重要部位情報に基づいて設定され、評価領域７００−３と７００−４とが部位Ｐ１とＰ２の表面危険域に基づいて設定されたものとする。部位Ｐ１に設定された評価領域７００−１と７００−３とが重複し、部位Ｐ２に設定された評価領域７００−２と７００−４とが重複している。評価領域７００−１と７００−３とに付与された属性は互いに異なり、評価領域７００−２と７００−４とに付与された属性は互いに異なっている。この場合、後述する危険度判定の処理を行う際に、属性に基づいて危険度を判定することができるので、評価領域編集部５６６は、属性が異なる評価領域７００が重複していてもそのままとする。

また、リークテスト等で判明する実測判定の結果と、Ｘ線検査装置１００により実際に測定して得られた実測結果とで整合がとれない場合がある。被検物Ｓにおいて、加工面も異なり、装着される部品が異なるような部位であっても、鋳造方案の設計上、鋳造の湯流れや凝固現象としては、同様の温度・冷却プロセスを経る部位がある。評価領域編集部５６６は、このような部位に対しては、同一の評価領域７００を設定してもよい。

なお、評価領域編集部５６６は、上述したように評価領域７００を拡大したり連結したりすることにより生成される新たな評価領域７００のグリッド６００の個数が所定個数を超える場合は、編集処理を行わない。すなわち、評価領域７００を表現するグリッド６００の個数が所定個数を超えることにより、各種の処理に要する負荷が過大となることが見込まれる場合には、評価領域編集部５６６は、評価領域７００の拡大や連結を行わない。また、評価領域設定部５６５により生成された評価領域７００を表現するグリッド６００の個数が所定個数を超える場合には、評価領域編集部５６６は、生成された評価領域７００を分割して複数の評価領域７００となるようにしてもよい。なお、グリッド６００の所定個数は、処理負荷や処理時間の観点から、試験等に基づいて設定された値であり、予めデータ蓄積部５８に記憶されているものとする。また、グリッド６００の所定個数は、評価領域７００の増大に伴って評価の対象とはならない領域が含まれるようになることを抑制し、欠陥の検出精度を高レベルに維持する観点から設定することができる。

＜４．クラスター化処理＞
上記のようにして作成された評価領域７００の内部に散在する巣等を集団化するクラスター化処理について説明する。この場合、クラスター化部５６８は、検査結果情報入力部５６７により取得された検査結果情報と、評価領域設定部５６５または評価領域編集部５６６により生成、編集された評価領域とに基づいて、検査結果情報における評価領域７００内に散在する巣等を集団化する。上述したように、ＣＡＤ等の表面要素オブジェクトデータを含む設計情報と検査結果である現物データとは位置合わせされ、検査結果情報に含まれる被検物Ｓの内部の巣等の危険因子の位置が設計情報に設定された座標系にて表現されている。Ｘ線検査装置１００による実測にて得られた現物データと、評価領域７００とが位置合わせされた共通の位置空間において、クラスター化部５６８は、グリッド６００の単位にて、現物データ上の巣等を集団化する。
なお、位置合わせのためには、検査結果情報入力部５６７は、ＣＡＤ等の表面要素オブジェクトデータを含む設計情報や鋳造シミュレーション等の内部構造に関する情報に基づいて、評価領域設定部５６５または評価領域編集部５６６により設定された評価領域を、Ｘ線検査装置１００による実測にて得られた現物データに設定する。また、検査結果情報入力部５６７は、現物データに対してグリッドを設定するとともに、ポリゴン化して現物データから被検物Ｓの表面形状モデルデータを形成する。検査結果情報入力部５６７は、この表面形状モデルデータに基づいて、評価領域７００を設定してもよい。

図１９は、ある評価領域７００内において実測して得られた現物データから抽出された複数の巣が散在している様子を示した図である。なお、図１９では、巣を危険因子の一例として示している。以下、危険因子９５０として説明するが、危険因子は巣だけに限られない。なお、図１９（ａ）では、図示の都合から巣等の危険因子９５０の個数を限定して表現しているが、Ｘ線検査装置１００の分解能が向上してより小さな巣等を検出できる場合には、この巣等の危険因子９５０の個数は図示の例よりも増加する。また、図示の都合から、図１９においては、グリッド６００を省略して評価領域７００を示している。クラスター化部５６８は、このように個数が多い巣等の危険因子９５０のうち、互いに近距離に位置する巣等同士を１つの塊、すなわちクラスターとしてまとめて一つの欠陥部位として認識できるようにし、後処理にて欠陥部位として認識されるクラスターごとに危険度の判定を行うことができるようにする。

クラスター化部５６８は、設定変更可能な固定値をクラスター閾値とし、このクラスター閾値以下の２つの巣等の危険因子９５０を１つのクラスターにまとめる。本実施の形態では、クラスター閾値は、２つの巣等の危険因子９５０の間の距離であり、たとえば１ｍｍ等に設定することができる。すなわち、クラスター化部５６８は、巣間距離が１ｍｍ以下の巣等の危険因子９５０を同一のクラスターとする。なお、巣間距離とは、ある巣等の危険因子９５０の外周と他の巣等の危険因子９５０の外周との間の距離である。

図１９（ｂ）は、図１９（ａ）の破線で囲む領域Ｒ１を拡大して示す図である。クラスター化部５６８は、巣間距離が１ｍｍ以下の巣等の危険因子９５１と９５２とを同一クラスターとし、巣間距離が１ｍｍを超える巣等の危険因子９５１と９５３とは同一クラスターとはしない。なお、クラスター化部５６８は、大きな巣等の危険因子９５０（図１９（ｂ）の例では巣等の危険因子９５１）から順に、周囲の巣等の危険因子９５０との巣間距離を計算するのがよい。巣等の危険因子９５０の大きさが小さくなるにつれて、その小さな巣等の危険因子９５０の個数が急激に増加する。この状態で小さな巣等の危険因子９５０から処理を行うと、処理するデータ量が増加し処理時間が増加してしまう。したがって、大きな巣等の危険因子９５０から処理を行うことにより、処理するデータ量の増加や処理時間の増加を防ぐことができる。

クラスター化部５６８は、対象とした巣等の危険因子９５０に対してクラスター閾値以下の他の巣等の危険因子９５０が１つでも存在する場合には、対象とした巣等の危険因子９５０を表現するグリッド６００に対して、クラスター化可能なグリッドであることを示すフラグ１を付す。クラスター化部５６８は、対象とした巣等の危険因子９５０に対してクラスター閾値以下の他の巣等の危険因子９５０が１つも存在しない場合には、対象とした巣等の危険因子９５０を表現するグリッド６００に対してフラグ０を付す。クラスター化部５６８は、フラグ１が付されたグリッド６００を結合することにより、クラスターを生成する。

図２０（ａ）は、図１９（ａ）に示す評価領域７００内の巣等の危険因子９５０に対して上記の処理を行った結果、生成されたクラスター９６０を模式的に示す図である。図２０（ａ）では、５個のクラスター９６０−１〜９６０−５が生成された場合を示している。クラスター化部５６８は、それぞれのクラスター９６０−１〜９６０−５に対して、ＩＤを付してデータ蓄積部５８に記憶する。この場合、クラスター化部５６８は、クラスター９６０−１〜９６０−５に対して、ＩＤとしてたとえば番号１〜５をそれぞれ付す。クラスター化部５６８は、他の評価領域７００の巣等の危険因子９５０に対しても、同様にしてクラスター化処理を行う。

なお、上述した説明では、クラスター閾値を巣間距離としたが、この例に限定されない。たとえば、クラスター閾値として巣の膨張距離としてもよい。巣の膨張距離とは、巣等の危険因子９５０の外周を膨張させる距離である。たとえば、クラスター閾値として巣の膨張距離を０．５ｍｍとした場合、クラスター化部５６８は、巣等の危険因子９５０の外周を０．５ｍｍ膨らませる。図２０（ｂ）は、図１９（ｂ）に示す巣等の危険因子９５１、９５２、９５３のそれぞれの外周を０．５ｍｍ膨らませた場合を示す。図２０（ｂ）に示すように、巣等の危険因子９５１と巣等の危険因子９５２とは、一部で重複する範囲Ｒ２が生じる。クラスター化部５６８は、対象とする巣等の危険因子９５０を膨張させた場合に、重複する他の巣等の危険因子９５０が１つでも存在する場合には、クラスター閾値以下の巣等の危険因子９５０であると見なし、対象とする巣等の危険因子９５０を表現するグリッド６００のフラグを１に設定する。また、図２０（ｂ）の巣等の危険因子９５１と９５３との間では重複が生じていない。このような場合には、クラスター化部５６８は、クラスター閾値を超える巣等の危険因子９５０であると見なし、対象とする巣等の危険因子９５０を表現するグリッド６００に対してフラグ０を付す。また、他にもグリッド６００の寸法をクラスター閾値よりも小さい値にした上で、巣の少なくとも一部が存在するグリッド６００と、他の巣の少なくとも一部が存在するグリッド６００との間隔がクラスター閾値であるような場合も、１つのクラスターにしてもよい。また、このときに使用されるクラスター閾値はグリッド単位で設定されていてもよい。

クラスター化部５６８は、上記のようにして作成したクラスター９６０を後述する危険度判定に用いるための危険の程度を指標化する指標化処理を行う。クラスター化部５６８は、クラスター９６０の内部の巣等の危険因子９５０の状況に基づいて、クラスター９６０の危険の程度をたとえば５段階にて数値化する。クラスター化部５６８は、たとえば、危険の程度が高いクラスター９６０に大きな数値（クラスター指標）を付与する。クラスター化部５６８は、たとえば、クラスター９６０内の平均巣間距離や、クラスター閾値以下の巣間の個数や、クラスター９６０の体積に占める巣等９５０の総体積の割合（平均体積率）や、巣等の危険因子９５０の形状等から総合的にクラスター９６０の危険の程度を数値化して、指標化処理を行う。

平均巣間距離は、クラスター９６０内の複数の巣間距離の平均値であり、値が小さいほどクラスター９６０内部の複数の巣等９５０が近接していることを表す。クラスター閾値以下の巣間の個数は、たとえばざく巣のような細かい巣等の危険因子９５０が密集している場合には多くなる。このような場合には、複数の巣等の危険因子９５０は、内部で繋がっている可能性がある。平均体積率は、クラスター９６０内の巣等の危険因子９５０の総体積をクラスター９６０の体積で除した値である。この値が大きいほどクラスター９６０内に巣等の危険因子９５０が多く発生していることを表す。特に、巣等の危険因子９５０のサイズが小さい場合、その発生頻度も高いので、Ｘ線検査装置１００の分解能以下の巣等が潜んでいる可能性もある。クラスター９６０内の巣等の危険因子９５０の形状として、鋭角な部分の度合い（例えば、巣の輪郭形状のアスペクト比など）の形状特徴量によって引け巣とガス巣を区別して指標化する。

図２１（ａ）と図２１（ｂ）とを用いて、クラスター化部５６８による指標化処理を説明する。図２１（ａ）は、クラスター９６０内に小さな巣等の危険因子９５０が数多く密集している例を示し、図２１（ｂ）は、クラスター９６０内に比較的大きな巣等の危険因子９５０が少数個散在している例を示す。図２１（ａ）の例では、クラスター閾値以下の巣間の個数が多く、図２１（ｂ）の例では、クラスター閾値以下の巣間の個数が少ない。クラスター閾値以下の巣間の個数が多い図２１（ａ）の例では、上述したように、クラスター９６０内の複数の巣等の危険因子９５０が内部で繋がっている可能性がある。図２１（ａ）と図２１（ｂ）に示す例では、共にクラスター９６０内の複数の巣間距離の平均値が同程度である。図２１（ａ）の例では、小さな巣等の危険因子９５０が密集しているので、平均体積率は小さな値となり、図２１（ｂ）の例では、大きな巣等の危険因子９５０が散在しているので、平均体積率は大きな値となる。クラスター化部５６８は、上記のような特徴を有している図２１（ａ）に示すクラスター９６０の危険の程度が高いものと判定し、クラスター指標として「５」を付与する。クラスター化部５６８は、上記のような特徴を有している図２１（ｂ）に示すクラスター９６０の危険の程度が比較的低いものと判定し、クラスター指標として「２」を付与する。

次に、欠陥評価装置１が行う危険度判定処理、すなわち品質評価処理について説明する。
本実施の形態のＸ線検査装置１００は、上述したようにして生成された評価領域７００のそれぞれに対して、クラスター化部５６８により生成されたクラスター９６０の危険度の判定を行う。この場合、欠陥評価装置１の評価部５７により位置関係の検査と、危険度の判定とが行われる。
評価部５７は、図２に示すように、評価領域内検査部５７１と危険度判定部５７２とを機能として有する。評価領域内検査部５７１は、クラスター９６０と被検物Ｓの表面との位置関係について計算する。危険度判定部５７２は、評価領域内検査部５７１により算出された位置関係に基づいて、クラスター９６０の危険度の判定を行う。

まず、評価領域内検査部５７１による位置関係を算出する処理について説明する。評価領域内検査部５７１は、クラスター化部５６８により生成されたクラスター９６０と、評価領域編集部５６６により編集された評価領域７００と、被検物Ｓの表面（たとえば計算面８３０や加工面）の位置情報とに基づいて、処理を行う。

図２２に、クラスター９６０と、評価領域７００と、被検物Ｓの表面との関係を模式的に示す。評価領域７００と、クラスター９６０−１〜９６０−５とは、図２０（ａ）に示す場合と同様である。図２２においては、表面Ｑ１、Ｑ２が加工面であり、範囲Ｑ３が表面危険域情報に基づいた焼き付きが発生しやすい部位であり、表面Ｑ４は締結を行う予定の部位の表面である。

評価領域内検査部５７１は、各クラスター９６０−１〜９６０−５について表面との間の評価対象を抽出する。このとき、評価領域内検査部５７１は、計算用閾値以下の距離となるクラスター９６０−１〜９６０−５と表面との間を計算の対象とする。図Ｘ＋１３では、クラスター９６０−１に対する評価対象をＬ１−１、Ｌ１−２で示し、クラスター９６０−２に対する評価対象をＬ２−１で示し、クラスター９６０−３に対する評価対象をＬ３−１、Ｌ３−２、Ｌ３−３、Ｌ３−４、Ｌ３−５で示し、クラスター９６０−４に対する評価対象をＬ４−１、Ｌ４−２、Ｌ４−３、Ｌ４−４、Ｌ４−５で示し、クラスター９６０−５に対する評価対象をＬ５−１、Ｌ５−２で示す。なお、図２２に示す例では、評価領域内検査部５７１は、クラスター９６０の境界と表面との距離に基づいて評価対象を抽出しているが、クラスター９６０内で表面に近い巣等の危険因子９５０の境界と表面との距離に基づいて評価対象を抽出してもよい。たとえば、評価領域内検査部５７１は、クラスター９６０−１に含まれる巣等９５０の境界と表面との距離に基づいて、評価対象Ｌ１−２に代えて評価対象Ｌ１−２１を抽出してよい。この場合、表面までの距離がより正確となるので好ましい。

危険度判定部５７２は、上記のようにして抽出された評価対象の距離と判定用閾値との大小関係を比較する。なお、判定用閾値は、上述した計算用閾値よりも小さな値として設定されている。危険度判定部５７２は、判定用閾値よりも小さな距離の評価対象が抽出されたクラスター９６０に対しては、危険度が高いと判定する。

なお、上述した判定用閾値は、調整可能な値である。たとえば、判定用閾値を用いた危険度の判定結果が、実際の運用に合致していないような場合、すなわち危険の判定が過剰に多い場合や過度に少ない場合に、判定用閾値の調整が行われる。危険の判定が過剰に多い場合、危険度判定部５７２は判定用閾値の値を小さな値に設定し直して、再度判定処理を行う。この場合、たとえば２ｍｍの判定用閾値を１ｍｍに設定し直すと、表面から１．５ｍｍに位置するクラスター９６０は危険ではないと判定される。また、危険の判定が過度に少ない場合、危険度判定部５７２は判定用閾値の値を大きな値に設定し直して、再度判定処理を行う。この場合、たとえば２ｍｍの判定用閾値を３ｍｍに設定し直すと、表面から２．５ｍｍに位置するクラスター９６０が危険であると判定される。なお、判定用閾値を大きな値に調整する場合、危険度判定部５７２は、計算用閾値の値（たとえば５ｍｍ）未満の値に設定する。このように判定用閾値と計算用閾値の２つの閾値を設けている理由は、計算用閾値（たとえば５ｍｍ）によって一度計算結果として得られているので、判定用閾値を変更して判定結果が実際の運用に合致するように試行することが容易にできるからである。

危険度判定部５７２は、クラスター９６０ごとに、評価領域内検査部５７１により抽出された評価対象の距離と、評価対象の終点となる表面の属性に基づいて設定される距離とに基づいて、危険度の判定を行う。この場合、危険度判定部５７２は、抽出された評価対象の距離が等しい場合であっても、終点となる表面の属性が異なる場合には、危険度の評価を異ならせる。たとえば、危険度判定部５７２は、終点となる表面の属性が緻密層の場合と、加工面の場合とでは、加工面を終点とする評価対象の危険度を高いものとして判定する。また、危険度判定部５７２は、終点となる表面が重要部位である場合には、評価対象の危険度を高いものとして判定する。

たとえば、図２２に示す例では、危険度判定部５７２は、クラスター９６０−１、９６０−３に対して抽出された評価対象Ｌ１−２、Ｌ３−１は、その終点となる表面は緻密層が削られる加工面Ｑ１となるため危険度が高いと判定する。危険度判定部５７２は、クラスター９６０−３に対する評価対象Ｌ３−４は、その終点となる表面は緻密層が削られる加工面Ｑ２であり、かつ油路であるので危険度が高いと判定する。さらにこのクラスター９６０−３を介して評価対象Ｌ３−１の終点である加工面から漏れが発生する可能性がある。したがって、危険度判定部５７２は、評価対象Ｌ３−４は危険度が最大であると判定する。このように、リークは流路が問題となるので、表面が油路の場合にはリークする流路の入口と出口も危険度を判定する際に考慮に入れる必要がある。危険度判定部５７２は、クラスター９６０−４の評価対象Ｌ４−５は、その終点である表面は焼き付きが発生する可能性がある範囲Ｑ３であり健全な組織の状態ではないので、危険度が高いと判定する。危険度判定部５７２は、クラスター９６０−５の評価対象Ｌ５−２は、その終点である表面Ｑ４は締結を行う部位であり、締結により力が加わると破断の可能性があるので、危険度が高いと判定する。

なお、危険度判定部５７２は、クラスター９６０内の最も被検物Ｓの表面に近い巣の表面から終点となる被検物Ｓの表面までの距離情報に加えて、終点となる被検物Ｓの表面に設定された加工シロの深さ情報によって危険度の判定を異ならせる。
図２３は、クラスター９６０と表面との距離と加工シロの深さとの関係を模式的に示す。図２３では、鋳抜きピンで最初に形成された穴の表面をＱ５、表面Ｑ５を加工することによって形成される表面をＱ６、クラスター９６０の評価対象をＬ−１、Ｌ−２と表す。評価対象Ｌ−１とＬ−２の表面Ｑ６までの距離は等しいものとする。また、評価対象Ｌ−１が抽出された位置での加工シロをＲ３、評価対象Ｌ−２が抽出された位置での加工シロをＲ４とする。評価対象Ｌ−２が抽出された位置での加工シロＲ４は、評価対象Ｌ−１が抽出された位置での加工シロＲ３と比較して大きい。表面の加工シロが大きい場合には、切削される緻密層が多いので、加工シロが小さい場合よりも危険度が高い。すなわち、危険度判定部５７２は、加工面である表面Ｑ５までの距離が等しい評価対象Ｌ−１およびＬ−２に対して、評価対象Ｌ−１よりも、評価対象Ｌ−２の方が危険度が高いと判定する。

危険度判定部５７２は、上記のような考え方に従って危険度の判定を行うために、以下の式（１）、（２）に示す判定式を用いる。式（１）は表面が油路ではない場合の判定式であり、式（２）は表面が油路の場合の判定式である。
ｘ＝（クラスター指標×評価対象の個数×加工シロの大きさ×表面度数）／評価対象の距離 …（１）
ｘ＝｛（クラスター指標×評価対象の個数×加工シロの大きさ×表面度数）／評価対象の距離｝×係数 …（２）
なお、表面度数は、表面の属性に基づいて指標化した値であり、焼き付きは「４」、加工面は「３」、締結部は「２」などのように、たとえば５段階で数値化して表現する。また、式（２）は、表面が油路でありリークテストの対象となるため、式（１）の判定式に重みを付けがされたものである。
上記の式（１）、（２）を用いることにより、現物データのそれぞれの表面に付与された属性情報とクラスター９６０に付与された属性情報との組み合わせに応じて、品質評価を判定するための基準が設定されることになる。

危険度判定部５７２は、上記の式（１）または（２）により得られた値が所定の判定用閾値を超えるか否かに基づいて、各クラスター９６０の危険度を判定する。すなわち、危険度判定部５７２は、式（１）または（２）により得られた値が判定用閾値を超える場合には危険と判定し、判定用閾値以下の場合には危険ではないと判定する。なお、この判定用閾値は、上述した評価対象を抽出する際に用いられた計算用閾値よりも小さな値である。

図２４は、危険度判定部５７２が危険度の判定の際に用いる各指標と判定結果とを表形式で表した一例である。なお、図２４では、クラスターＩＤと評価対象ＩＤとについては、クラスターと評価対象に付与した参照符号を用いて表している。図２４のクラスター判定の欄に、危険度判定部５７２が式（１）または（２）に基づいて行った判定結果が入力されればよい。

上記の判定結果は、表示モニタ６に表示される。この場合、表示モニタ６は、評価の対象となったクラスター９６０とともに判定結果に基づいて評価対象を色分けして表示してよい。
図２５に、表示モニタ６に表示される判定結果の一例を模式的に示す。表示モニタ６には、グリッド６００の単位で表現された評価領域７００と、巣等の危険因子９５０と、クラスター９６０と、評価対象とが表示される。図２５は、一例として、４個のクラスター９６０−１〜９６０−４に対する危険度判定の結果を表している。クラスター９６０−１には５個の評価対象Ｌ１−１〜Ｌ１−５が抽出され、クラスター９６０−２および９６０−３には評価対象Ｌ２−１およびＬ３−１がそれぞれ抽出され、クラスター９６０−４には２個の評価対象Ｌ４−１、Ｌ４−２が抽出されたものとする。クラスター９６０−１の評価対象Ｌ１−１〜Ｌ１−５のうち、評価対象Ｌ１−２およびＬ１−５が判定閾値以下であったものとする。同様に、クラスター９６０−４の評価対象Ｌ４−１、Ｌ４−２のうち、評価対象Ｌ４−２が判定閾値以下であったものとする。その他の評価対象については、判定閾値よりも大きく計算用閾値以下であったものとする。

表示モニタ６は、判定閾値以下の評価対象と、判定閾値より大きく計算用閾値以下の評価対象とを色分けして表示する。この場合、表示モニタ６は、クラスター９６０−１の評価対象Ｌ１−２およびＬ１−５とクラスター９６０−４の評価対象Ｌ４−２とを、たとえば赤色で表示し、他の評価対象をたとえば青色で表示する。なお、図２５においては、図示の都合上、評価対象Ｌ１−２、Ｌ１−５、Ｌ４−２を実線で表し、他の評価対象を破線で表現することにより色分けして表示されたことを表現する。
なお、判定用閾値は欠陥位置との距離を求める面の属性情報に応じて、異なる閾値を設定してもよい。また、ある面との距離を求める欠陥位置にある欠陥の状態に応じて、異なる判定用閾値を設定してもよい。

表示モニタ６は、クラスター９６０の危険度に基づいて、色分けして表示する。図２５の例では、クラスター９６０−１は、上記のように、危険と判定された評価対象Ｌ１−２とＬ１−５とが抽出されていることからわかるように、被検物Ｓを構成する２つの表面の近傍に位置する危険因子９５０の集団である。クラスター９６０−４は、危険と判定された評価対象Ｌ４−２が抽出されていることからわかるように、被検物Ｓの１つの表面の近傍に位置している危険因子９５０の集団である。また、クラスター９６０−２、９６０−３は危険とは判定されていない評価対象Ｌ２−１、Ｌ３−１がそれぞれ抽出されていることからわかるように、被検物Ｓの表面から一定距離以上離れて位置している危険因子９５０の集団である。このような場合、表示モニタ６は、複数の表面近傍に位置するクラスター９６０−１内部のグリッド６００を例えば赤色、１個の表面近傍に位置するクラスター９６０−４内部のグリッド６００を例えば黄色、表面から一定距離以上離れているクラスター９６０−２、９６０−３内部のグリッド６００を例えば青色にて表示する。なお、図２５では、図示の都合から、クラスター９６０−１内部のグリッド６００に斜線を付し、クラスター９６０−４内部のグリッド６００にドットを付し、クラスター９６０−２、９６０−３内部のグリッド６００に格子状の模様を付して色分けして表示されたことを表現する。

また、表示モニタ６は、被検物Ｓの表面の属性情報に基づいて、表面を色分けして表示することもできる。また、表示モニタ６は、危険度の判定結果に基づいて、評価領域７００を色分けして表示することもできる。危険度が高いと判定された場合には、表示モニタ６は評価領域７００を例えば赤色で表示し、危険度が高くないと判定された場合には、表示モニタ６は評価領域７００を例えば青色で表示すればよい。このように、被検物Ｓに期待されている機能を達成させるために形成された表面と危険因子との距離情報を基に、危険度判定を行い、わかりやすく危険域を被検物Ｓのモデルデータ上に表示することを可能にすることができる。

図２６、図２７のフローチャートを参照して、欠陥評価装置１により行われる処理について説明する。図２６、図２７のフローチャートに示す各処理を実行するためのプログラムは、データ蓄積部５８に記憶され、欠陥評価装置１により読み出されて実行される。
図２６のステップＳ１００では、グリッド設定部５６４によりグリッド６００を設定してステップＳ１０１へ進む。ステップＳ１０１では、危険域情報または重要部位情報は被検物Ｓの表面よりも内側（内部構造）に存在するか否かを判定する。すなわち内部危険域情報か否かを判定する。被検物Ｓの表面よりも内側、すなわち内部危険域情報の場合には、ステップＳ１０１が肯定判定されてステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２では、表面情報と内部危険域情報とから、評価領域設定部５６５は評価領域７００を設定して後述するステップＳ１０９へ進む。内部危険域情報ではない場合には、ステップＳ１０１が否定判定されてステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、計算面８３０が特定できるか否かを判定する。計算面８３０が特定できる、すなわち重要部位情報の場合には、ステップＳ１０３が肯定判定されてステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４においては、評価領域設定部５６５は、重要部位情報に基づく表面に評価領域７００を設定して後述するステップＳ１０９へ進む。

計算面８３０が特定できない場合、すなわち表面危険域情報の場合には、ステップＳ１０３が否定判定されてステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５では、設計情報と危険域情報とを取得してステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、評価領域設定部５６５は、有効関心領域６２０を設定してステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７では、計算用表面作成部５６３は有効関心領域６２０内に計算面８３０を設定してステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、評価領域設定部５６５は、計算面８２０を被検物Ｓの内側に拡張することにより評価領域７００を設定してステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９では、設定された評価領域７００に属性情報を付与して、図２７のステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、評価領域編集部５６６は、評価領域７００を表現するグリッド６００の個数が所定個数以下か否かを判定する。所定個数以下ではない場合には、ステップＳ１１０が否定判定され、ステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１では、評価領域編集部５６６は、評価領域７００を分割してステップＳ１１０へ戻る。グリッド６００の個数が所定個数以下の場合には、ステップＳ１１０が肯定判定されてステップＳ１１２へ進む。ステップＳ１１０、Ｓ１１１における処理により、評価領域７００を表現するためのグリッド６００の個数を所定個数以下に抑制して、評価領域７００に対する処理時間の増大を抑制する。また、評価領域７００の増大に伴って評価の対象とはならない領域が含まれるようになることを抑制し、欠陥の検出精度を高レベルに維持することができる。

ステップＳ１１２では、評価領域７００を編集するか否かを判定する。評価領域７００を編集する場合には、ステップＳ１１２が肯定判定されてステップＳ１１３へ進み、評価領域７００を編集しない場合には、ステップＳ１１２が否定判定されて後述するステップＳ１１６へ進む。ステップＳ１１３では、評価領域編集部５６６は、評価領域７００に対して編集処理を行ってステップＳ１１４へ進む。ステップＳ１１４では、評価領域７００の属性が所定のもの、たとえば油路やねじ穴同士であるか否かを判定する。評価領域７００の属性が所定のものである場合には、ステップＳ１１４が肯定判定されてステップＳ１１５へ進む。評価領域７００の属性が所定のものではない場合には、ステップＳ１１４が否定判定されてステップＳ１１０へ戻る。ステップＳ１１５では、評価領域編集部５６６は、評価領域７００を拡張して隣接する評価領域７００と連結してステップＳ１１０へ戻る。

ステップＳ１１２が否定判定されると、ステップＳ１１６にて、クラスター化部５６８はクラスター化処理を行ってステップＳ１１７へ進む。ステップＳ１１７では、クラスター化部５６８は、クラスター９６０に対して指標化処理を行ってステップＳ１１８へ進む。ステップＳ１１８では、評価部５７の危険度判定部５７２が評価領域７００内の各クラスター９６０ごとに危険度判定処理を行ってステップＳ１１９へ進む。このとき、危険度判定処理により得られた判定結果は、表示モニタ６に表示される。ステップＳ１１９では、判定用閾値は適正か否かを判定する。判定用閾値が適正の場合はステップＳ１１９が肯定判定されて処理を終了する。判定用閾値が適正ではない場合には、ステップＳ１１９が否定判定され、判定用閾値を調整してステップＳ１１８へ戻り危険度判定処理をやり直す。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）欠陥評価装置１の検査制御部５６では、計算用表面作成部５６３は、表面危険域情報に基づいて、被検物Ｓの表面形状の一部の部位の表面から計算面８３０を抽出し、評価領域設定部５６５は計算面８３０に基づいて評価領域７００を設定する。これにより、重要部位とは異なり表面が特定できないような被検物Ｓの部位を危険度の検査や評価の対象とすることができる。

（２）計算用表面作成部５６３は、複数の表面危険域をグループ化した位置に対して有効関心領域６２０を設定し、被検物Ｓの部位のうち有効関心領域６２０で囲まれた範囲を計算面８３０として抽出する。これにより、表面危険域に基づいて、被検物Ｓに表面を設定して評価領域７００を設定することができる。

（３）評価領域設定部５６５は、計算面８３０を始点に被検物Ｓの内側に向けて拡張することにより、評価対象７００を設定する。これにより、被検物Ｓの部位の表面とその近傍を危険度の検査や評価の対象とし、被検物Ｓの外部の空間に評価領域７００を設定することを防ぐことができる。
（４）評価領域設定部５６５は、計算面８３０を被検物Ｓの内側に向けて所定の距離まで拡張することにより評価領域７００を設定する。これにより、被検物Ｓの部位の表面とその近傍を危険度の検査や評価の対象とすることができる。

（５）評価領域設定部５６５は、計算面８３０が含まれる部位の属性情報に基づいて、所定の距離を設定する。これにより、計算面８３０が抽出された部位の重要度合に基づいて、被検物Ｓの部位の表面からどの程度の深さまでを検査や評価の対象とするべきかを決めることができる。
（６）評価領域設定部５６５は、計算面８３０と対向する部位の表面までの距離情報に基づいて、計算面８３０を拡張する距離を設定する。これにより、計算面８３０が抽出された部位の肉厚が薄い場合には、計算面８３０と対向する部位の表面も含まれるように評価領域７００を設定することができる。

（７）評価領域設定部５６５は、計算面８３０の凸部と凹部のアスペクト比、すなわち凹凸の度合いに基づいて、計算面８３０を拡張する距離を設定する。これにより、凹凸の度合いによって異なる危険（たとえば凹部は焼き付きの影響を受けやすい）の状態を考慮に入れた評価領域７００を設定することができる。
（８）評価領域設定部５６５は、被検物Ｓの内部構造に推定される欠陥に関する欠陥推定情報に基づいて、計算面８３０から被検物Ｓの内部構造が存在する方向に拡張する距離を設定する。これにより、表面危険域情報の危険度合、たとえば温度等に基づいて、危険度合が大きい程、被検物Ｓの表面から深い位置まで検査や評価の対象とすることができる。

（９）評価領域設定部５６５は、計算面８３０、すなわち表面危険域の面積に基づいて、計算面８３０を拡張する際の距離を設定する。これにより、大きな表面危険域は、被検物Ｓの表面から深い位置まで存在している可能性があるので、このような表面危険域を検査や評価の対象とすることができる。
（１０）計算用表面作成部５６３は、被検物Ｓの同一部位に複数の有効関心領域６２０が設定されている場合には、有効関心領域６２０のそれぞれに対して計算面８３０を抽出し、評価領域設定部５６５は、複数の計算面８３０ごとに評価領域７００を設定する。これにより、同一部位の表面危険域が分布する位置が大きく離れているような場合には、各々の表面危険域に対して評価領域７００を設定し、検査や評価の対象として不要な領域を除外しつつ、表面危険域を検査や評価の対象に含めることができる。

（１１）構成情報取得部５５は、被検物Ｓの表面形状を示す表面形状情報と、被検物Ｓに発生することが推定される欠陥の位置に関する内部危険域情報とを取得する。計算用表面作成部５６３は、被検物Ｓの表面形状に沿って、推定される欠陥の位置を含む所定の領域を計算面８３０として抽出する。評価領域設定部５６５は、計算面８３０を、被検物Ｓの内部構造において表面形状に沿った方向と交わる方向に拡張して、評価領域７００を設定する。これにより、重要部位とは異なり表面が特定できないような被検物Ｓの部位を危険度の検査や評価の対象とすることができる。

（１２）クラスター化部５６８は、評価領域７００が被検物Ｓを実測して得られたデータに基づく現物データに位置合わせされた状態で、現物データの空間内に評価領域７００を設定し、現物データの空間内の評価領域７００内にある欠陥箇所を特定する。これにより、設計情報の座標系を現物データにも適用させて欠陥箇所を特定できるので、利便性が向上する。
（１３）クラスター化部５６８は、特性された欠陥箇所をグリッド６００の単位で抽出し、複数のグリッド６００である場合には、特定された欠陥箇所の位置関係または抽出されたグリッド６００の位置関係に基づいて、複数のグリッド６００を纏めてグリッド群であるクラスター９６０を生成する。これにより、複数の危険因子９５０をグリッド６００の形式で集団化した状態で危険度を判定することができる。

（１４）危険度判定部５７２は、クラスター９６０ごとに、クラスター９６０内に含まれている欠陥箇所と現物データに表現される表面を含む現物表面領域との距離情報を算出し、算出された距離情報に基づいて、危険度を判定する。これにより、被検物Ｓの現物表面の近傍に位置する危険因子９５０はリークや破断等の原因となり得るので、このような危険因子９５０の危険度を高く判定することができる。
（１５）危険度判定部５７２は、品質評価を行う際に用いる距離情報は、クラスター９６０内に位置する複数の危険因子９５０から現物データに表現される表面を含む現物表面領域までのそれぞれの距離情報のうち最短距離を示す情報を含む。これにより、現物表面の近傍に位置し、リークや破断等の原因となる可能性が高い危険因子９５０に対して危険度の判定を行うことができる。

（１６）危険度判定部５７２は、品質評価を行う際に用いる距離情報は、現物データに表現されている各々の表面ごとに、クラスター９５０内に位置する任意の欠陥箇所からの距離情報を含む。これにより、被検物Ｓのある現物表面に対しては危険度が低くいが、他の現物表面に対しては危険度が高いような危険因子９５０を漏らすことなく評価することができる。
（１７）危険度判定部５７２は、クラスター９６０内において、複数の表面の各々からクラスター９６０内に存在するいずれかの危険因子９５０までの距離情報のうちそれぞれの表面ごとに設定されている属性情報に基づいて設定された評価基準に基づいて、品質評価を判定する。一般に、被検物Ｓの表面の状態が、たとえば加工面の場合と緻密層の場合とでは、危険因子９５０の位置が被検物Ｓの表面からの距離が同一であったとしても危険度が異なる。本実施の形態では、被検物Ｓの表面の状態に基づいた距離情報を用いて危険度を判定するので、判定精度を向上させることができる。

（１８）評価領域編集部５６６は、評価領域設定部５６５により設定された複数の評価領域７００の相互の距離情報に基づいて、評価領域７００間の三次元空間を、検査または評価の対象とするための補完領域として設定し、評価領域７００と補完領域とを含めた新たな評価領域を設定する。これにより、評価領域設定部５６５により設定された評価領域７００に含まれない危険因子９２０を検査や評価の対象とすることができる。
（１９）評価領域編集部５６６は、鋳造条件の変化に対する欠陥の出現頻度の変化の類似性を表す類似性情報に基づいて、補間領域の設定の可否を決定する。これにより、鋳造方案上の設計上、鋳造の湯流れや凝固の現象の観点から、同様の温度・冷却プロセスを経るような部位については１つの評価領域７００に纏ることができる。
（２０）評価領域編集部５６６は、被検物Ｓが構成する表面のうち、複数の評価領域７００の一部が含まれる表面の有無に基づいて、補完領域の設定の可否を決定する。これにより、オイルが流れる油路等の流路を別々の評価領域７００にすることなく、同一の流路を纏めて検査や評価の対象とすることができる。

（２１）評価領域設定部５６５は、被検物Ｓの内部構造が存在する領域内から任意の位置を設定し、設定された位置に基づいて評価領域７００を設定する。これにより、重要部位とは異なり表面が特定できないような被検物Ｓの部位であっても、危険度の検査や評価の対象とすることができる。
（２２）現物データのそれぞれの表面に付与された属性情報とクラスター９６０に付与された属性情報との組み合わせに応じて、品質評価を判定するための基準が設定される。これにより、危険度の判定精度を向上させることができる。

−第２の実施の形態−
図面を参照して、第２の実施の形態による構造物製造システムを説明する。本実施の形態の構造物製造システムは、たとえば自動車のドア部分、エンジン部分、ギア部分および回路基板を備える電子部品等の成型品を作成する。

図２８は、本実施の形態による構造物製造システム１０００の構成の一例を示すブロック図である。構造物製造システム１０００は、第１の実施の形態または変形例にて説明したＸ線検査装置１００と、設計装置１１１０と、成形装置１１２０と、制御システム１１３０と、リペア装置１１４０とを備える。

設計装置１１１０は、構造物の形状に関する設計情報を作成する際にユーザが用いる装置であって、設計情報を作成して記憶する設計処理を行う。設計情報は、構造物の各位置の座標を示す情報である。設計情報は成形装置１１２０および後述する制御システム１１３０に出力される。成形装置１１２０は設計装置１１１０により作成された設計情報を用いて構造物を作成、成形する成形処理を行う。この場合、成形装置１１２０は、３Ｄプリンター技術で代表される積層加工、鋳造加工、鍛造加工および切削加工のうち少なくとも１つを行うものでもよい。

Ｘ線検査装置１００は、成形装置１１２０により成形された構造物の形状を測定する測定処理を行う。Ｘ線検査装置１００は、構造物を測定した測定結果である構造物の座標を示す情報（以後、形状情報と呼ぶ）を制御システム１１３０に出力する。制御システム１１３０は、座標記憶部１１３１と、検査部１１３２とを備える。座標記憶部１１３１は、上述した設計装置１１１０により作成された設計情報を記憶する。

検査部１１３２は、成形装置１１２０により成形された構造物が設計装置１１１０により作成された設計情報に従って成形されたか否かを判定する。換言すると、検査部１１３２は、成形された構造物が良品か否かを判定する。この場合、検査部１１３２は、座標記憶部１１３１に記憶された設計情報を読み出して、設計情報とＸ線検査装置１００から入力した形状情報とを比較する検査処理を行う。検査部１１３２は、検査処理としてたとえば設計情報が示す座標と対応する形状情報が示す座標とを比較し、検査処理の結果、設計情報の座標と形状情報の座標とが一致している場合には設計情報に従って成形された良品であると判定する。設計情報の座標と対応する形状情報の座標とが一致していない場合には、検査部１１３２は、座標の差分が所定範囲内であるか否かを判定し、所定範囲内であれば修復可能な不良品と判定する。

修復可能な不良品と判定した場合には、検査部１１３２は、不良部位と修復量とを示すリペア情報をリペア装置１１４０へ出力する。不良部位は設計情報の座標と一致していない形状情報の座標であり、修復量は不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分である。リペア装置１１４０は、入力したリペア情報に基づいて、構造物の不良部位を再加工するリペア処理を行う。リペア装置１１４０は、リペア処理にて成形装置１１２０が行う成形処理と同様の処理を再度行う。

図２９に示すフローチャートを参照しながら、構造物製造システム１０００が行う処理について説明する。
ステップＳ２００では、設計装置１１１０はユーザによって構造物の設計を行う際に用いられ、設計処理により構造物の形状に関する設計情報を作成し記憶してステップＳ２０１へ進む。なお、設計装置１１１０で作成された設計情報のみに限定されず、既に設計情報がある場合には、その設計情報を入力することで、設計情報を取得するものについても本発明の一態様に含まれる。ステップＳ２０１では、成形装置１１２０は成形処理により、設計情報に基づいて構造物を作成、成形してステップＳ２０２へ進む。ステップＳ２０２においては、Ｘ線検査装置１００は測定処理を行って、構造物の形状を計測し、形状情報を出力してステップＳ２０３へ進む。

ステップＳ２０３では、検査部１１３２は、設計装置１１１０により作成された設計情報とＸ線検査装置１００により測定され、出力された形状情報とを比較する検査処理を行って、ステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４では、検査処理の結果に基づいて、検査部１１３２は成形装置１１２０により成形された構造物が良品か否かを判定する。構造物が良品である場合、すなわち設計情報の座標と形状情報の座標とが一致する場合には、ステップＳ２０４が肯定判定されて処理を終了する。構造物が良品ではない場合、すなわち設計情報の座標と形状情報の座標とが一致しない場合や設計情報には無い座標が検出された場合には、ステップＳ２０４が否定判定されてステップＳ２０５へ進む。

ステップＳ２０５では、検査部１１３２は構造物の不良部位が修復可能か否かを判定する。不良部位が修復可能ではない場合、すなわち不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分が所定範囲を超えている場合には、ステップ２０５が否定判定されて処理を終了する。不良部位が修復可能な場合、すなわち不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分が所定範囲内の場合には、ステップＳ２０５が肯定判定されてステップＳ２０６へ進む。この場合、検査部１１３２はリペア装置１１４０にリペア情報を出力する。ステップＳ２０６においては、リペア装置１１４０は、入力したリペア情報に基づいて、構造物に対してリペア処理を行ってステップＳ２０２へ戻る。なお、上述したように、リペア装置１１４０は、リペア処理にて成形装置１１２０が行う成形処理と同様の処理を再度行う。

上述した第２の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）構造物製造システム１０００のＸ線検査装置１００は、設計装置１１１０の設計処理に基づいて成形装置１１２０により作成された構造物の形状情報を取得する測定処理を行い、制御システム１１３０の検査部１１３２は、測定処理にて取得された形状情報と設計処理にて作成された設計情報とを比較する検査処理を行う。従って、構造物の欠陥の検査や構造物の内部の情報を非破壊検査によって取得し、構造物が設計情報の通りに作成された良品であるか否かを判定できるので、構造物の品質管理に寄与する。

（２）リペア装置１１４０は、検査処理の比較結果に基づいて、構造物に対して成形処理を再度行うリペア処理を行うようにした。従って、構造物の不良部分が修復可能な場合には、再度成形処理と同様の処理を構造物に対して施すことができるので、設計情報に近い高品質の構造物の製造に寄与する。

上述した第１および第２の実施の形態のＸ線検査装置や欠陥評価装置を次のように変形してもよく、変形例の一つ、もしくは複数を上述の第１および第２の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）Ｘ線検査装置１００がコーンビームを放射するＸ線源と、ラインセンサではなく２次元状に画素が配列された構造を有する検出器４とを有するものであっても良い。この場合、検出器４のライン状に並ぶ画素から信号を出力すれば良い。

（２）グリッド６００の形状は、立方体に限られない。たとえば、タービンブレードの羽部、ミッションケースやデフケースなどのような、中空形状の物品は、構造上の表面方向と肉厚方向とでは、検査に必要なグリッド６００のピッチが異なる。表面方向にはグリッド６００をあまり小さくする必要は無い。一方、肉厚方向には、グリッド６００のピッチを小さくする必要がある。このような物品に対しては、直方体のグリッドを設定することが好ましい。

（３）グリッド設定部５６４は、構成情報取得部５５により取得されたＣＡＤ等の設計情報にグリッド６００を設定するものとしたが、この例に限定されない。グリッド設定部５６４は、たとえば、検査結果情報入力部５６７が入力したＸ線検査装置１００による計測によって取得された実測データ、すなわちボクセルデータに基づいて、グリッド設定処理を行ってもよい。この場合、欠陥評価装置１の検査制御部５６は、入力したボクセルデータから、被検物Ｓの表面情報と内部構造情報とを分離する処理を行う表面情報分離部を機能として備えるとよい。ボクセルデータから分離された表面情報は、ＣＡＤ等の設計情報に代えて表面情報取得部５６１に出力される。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１…欠陥評価装置、５…制御装置、６…表示モニタ、
１１…入力操作部、５５…構成情報取得部、５６…検査制御部、
５７…評価部、５８…データ蓄積部、
５６０…重要部位設定部、５６１…表面情報取得部、
５６２…危険域情報設定部、５６３…計算用表面作成部、
５６４…グリッド設定部、５６５…評価領域設定部、
５６６…評価領域編集部、５６７…検査結果情報入力部、
５６８…クラスター化部、５７１…評価領域内検査部
５７２…危険度判定部、１０００…構造物製造システム、
１１１０…設計装置、１１３０…制御システム、
１１３２…検査部

Claims (36)

1. 被検物の一部の領域に評価領域を設定する評価領域設定部と、
   前記被検物の前記評価領域を実測して得られた欠陥の、前記被検物内における位置関係を算出する評価領域内検査部と、
   前記評価領域内検査部により算出された前記位置関係に基づいて前記欠陥の危険度を判定する危険度判定部とを備え、
   前記危険度判定部の結果に基づいて、前記被検物を評価する欠陥評価装置。
2. 請求項１に記載の欠陥評価装置であって、
   前記位置関係は、前記被検物の表面までの距離を含む、欠陥評価装置。
3. 請求項１または２に記載の欠陥評価装置であって、
   前記評価領域設定部は、前記被検物の部位に関する設計情報を用いて前記評価領域を設定する、欠陥評価装置。
4. 請求項３に記載の欠陥評価装置であって、
   前記危険度判定部は、前記位置関係と前記設計情報とに基づいて前記欠陥の危険度を判定する、欠陥評価装置。
5. 請求項４に記載の欠陥評価装置であって、
   前記設計情報は、前記部位の機能に関する属性情報を含み、
   前記欠陥の危険度は、前記属性情報と、前記欠陥の程度に基づいて定まる、欠陥評価装置。
6. 請求項５に記載の欠陥評価装置であって、
   前記欠陥の程度は、欠陥の数、大きさ、形状、欠陥間の距離の少なくとも一つを含む、欠陥評価装置。
7. 請求項４から６のいずれか一項に記載の欠陥評価装置であって、
   欠陥箇所の危険度の判定結果に基づいて、前記被検物が良品か不良品かを判定する、欠陥評価装置。
8. 請求項５から７のいずれか一項に記載の欠陥評価装置であって、
   属性情報は、前記被検物の前記部位の表面に関する情報である、欠陥評価装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の欠陥評価装置であって、
   前記被検物の内部の欠陥は、Ｘ線検査装置を用いて実測して得られる、欠陥評価装置。
10. 被検物の一部の領域に評価領域を設定することと、
    前記被検物の前記評価領域を実測して得られた欠陥の、前記被検物内における位置関係を算出することと、
    前記位置関係に基づいて前記欠陥の危険度を判定することと、
    前記判定することの結果に基づいて、前記被検物を評価することを含む、欠陥評価方法。
11. 被検物の内部を実測して得られた複数の欠陥のうち、判定対象とする欠陥を含む複数の欠陥を集団化したクラスターを生成し、前記クラスターの危険の程度を指標化したクラスター指標を付与するクラスター化部と、
    前記クラスター化部により生成されるクラスター指標に基づいて、前記クラスターの危険度を判定する危険度判定部と、
    前記危険度判定部の結果に基づいて、前記被検物を判定する欠陥評価装置。
12. 請求項１１に記載の欠陥評価装置であって、
    前記クラスターの前記被検物内での位置関係を算出する評価領域内検査部を更に備え、
    前記危険度判定部は、前記位置関係に基づいて前記クラスターの危険度を判定する、欠陥評価装置。
13. 請求項１２に記載の欠陥評価装置であって、
    前記危険度判定部は、前記クラスターと前記被検物の表面との間の距離に基づいて、前記クラスターの危険度を判定する、欠陥評価装置。
14. 請求項１２に記載の欠陥評価装置であって、
    前記危険度判定部は、前記クラスターと前記被検物の表面との間の距離と、前記表面の属性情報とに基づいて、前記クラスターの危険度を判定する、欠陥評価装置。
15. 請求項１２に記載の欠陥評価装置であって、
    前記危険度判定部は、前記クラスターに占める前記欠陥の体積率に基づいて、前記クラスターの危険度を判定する、欠陥評価装置。
16. 請求項１２に記載の欠陥評価装置であって、
    前記危険度判定部は、前記クラスターにおける複数の欠陥の間の距離に基づいて、前記クラスターの危険度を判定する、欠陥評価装置。
17. 請求項１２から１６のいずれか一項に記載の欠陥評価装置であって、
    前記危険度判定部が行った前記危険度の判定結果に基づいて、前記被検物が良品か不良品かを判定する、欠陥評価装置。
18. 請求項１１から１７のいずれか一項に記載の欠陥評価装置であって、
    前記クラスター化部は、複数のクラスターを生成し、前記複数のクラスターの一部のクラスターの判定結果を用いて、前記被検物を判定する、欠陥評価装置。
19. 請求項１１から１８のいずれか一項に記載の欠陥評価装置であって、
    前記被検物の内部を複数の欠陥は、Ｘ線検査装置を用いて実測して得られたデータである、欠陥評価装置。
20. 被検物の内部を実測して得られた複数の欠陥のうち、判定対象とする欠陥を集団化してクラスターを生成し、前記クラスターの危険の程度を指標化したクラスター指標を付与することと、
    前記クラスター指標に基づいて前記クラスターの危険度を判定することと、
    前記判定した結果に基づいて、前記被検物を評価することとを含む欠陥評価方法。
21. 被検物の表面形状モデルに対して、前記被検物の内部を検査して得られた内部危険域に基づいて評価領域を設定する評価領域設定部と、
    前記評価領域に含まれる複数の内部危険域を、所定のクラスター閾値に基づいて集団化してクラスターを生成し、前記クラスターの危険の程度を指標化したクラスター指標を付与するクラスター化部と、
    前記クラスター指標、前記クラスターと前記被検物の表面との距離、および、前記表面の属性に基づいて、前記クラスターの危険度を判定する危険度判定部と、を備える欠陥評価装置。
22. 請求項２１に記載の欠陥評価装置であって、
    前記クラスター指標は、内部欠陥の間の距離、前記クラスター閾値以下の前記内部欠陥の個数、前記クラスターの体積に占める前記内部欠陥の総体積の割合、および前記内部欠陥の形状のうちの少なくとも一つに基づいて前記クラスターに付与する、欠陥評価装置。
23. 請求項２１または２２に記載の欠陥評価装置であって、
    前記属性は、前記被検物の表面の部位の名称である、欠陥評価装置。
24. 請求項２１から２３のいずれか一項に記載の欠陥評価装置であって、
    前記危険度判定部は、少なくともクラスター指標と前記属性と前記距離と、に基づいて前記クラスターの危険度を判定する、欠陥評価装置。
25. 請求項２１から２４のいずれか一項に記載の欠陥評価装置であって、
    前記評価領域の拡大および／または複数の前記評価領域の連結を行う、評価領域編集部をさらに備える、欠陥評価装置。
26. 請求項２１から２５のいずれか一項に記載の欠陥評価装置であって、
    前記被検物の内部の検査は、Ｘ線検査装置を用いて行われる、欠陥評価装置。
27. 被検物の表面形状モデルに対して、前記被検物の内部を検査して得られた内部危険域に基づいて評価領域を設定し、
    前記評価領域に含まれる複数の内部危険域を、所定のクラスター閾値に基づいて集団化してクラスターを生成して、前記クラスターの危険の程度を指標化したクラスター指標を付与し、
    前記クラスター指標、前記クラスターと前記被検物の表面との距離、および、前記表面の属性に基づいて、前記クラスターの危険度を判定する、欠陥評価方法。
28. 請求項２７に記載の欠陥評価方法であって、
    前記クラスター指標は、内部欠陥の間の距離、クラスター閾値以下の前記内部欠陥の個数、前記クラスターの体積に占める前記内部欠陥の総体積の割合、および前記内部欠陥の形状のうちの少なくとも一つに基づいて前記クラスターに付与される、欠陥評価方法。
29. 請求項２７または２８に記載の欠陥評価方法であって、
    前記属性は、前記被検物の表面の部位の名称である、欠陥評価方法。
30. 請求項２７から２９のいずれか一項に記載の欠陥評価方法であって、
    少なくともクラスター指標と前記属性と前記距離と、に基づいて前記クラスターの危険度が判定される、欠陥評価方法。
31. 請求項２７から３０のいずれか一項に記載の欠陥評価方法であって、
    前記評価領域の拡大および／または複数の前記評価領域の連結をさらに行う、欠陥評価方法。
32. 請求項２７から３１のいずれか一項に記載の欠陥評価方法であって、
    前記被検物の内部の検査は、Ｘ線検査装置を用いて行われる、欠陥評価方法。
33. 構造物の形状に関する設計情報を作成し、
    前記設計情報に基づいて前記構造物を作成し、
    前記構造物に対象領域を設定し、前記対象領域の形状情報を、Ｘ線検査装置を用いて取得する構造物の製造方法であって、
    作成された前記構造物を被検物として前記被検物に対して、請求項１から９、１１から１９、および２１から２６のいずれか一項に記載の欠陥評価装置を用いて前記対象領域を設定し、
    前記構造物を評価する、構造物の製造方法。
34. 構造物の形状に関する設計情報を作成し、
    前記設計情報に基づいて前記構造物を作成し、
    前記構造物に対象領域を設定し、前記対象領域の形状情報を、Ｘ線検査装置を用いて取得する構造物の製造方法であって、
    作成された前記構造物を被検物として前記被検物に対して、請求項１０、２０、２７から３２のいずれか一項に記載の欠陥評価方法によって前記構造物を評価する、構造物の製造方法。
35. 請求項３３または３４に記載の構造物の製造方法において、
    前記被検物を評価した評価結果に基づいて、前記構造物の再加工を行う、構造物の製造方法。
36. 請求項３５に記載の構造物の製造方法において、
    前記構造物の再加工は、前記設計情報に基づいて前記構造物の作成を再度行う、構造物の製造方法。

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