JP7344155B2 - Crack detection device, crack detection method and program for hole expansion test - Google Patents

Crack detection device, crack detection method and program for hole expansion test Download PDF

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Description

本発明は、穴広げ試験のき裂判定装置、き裂判定方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a crack determination device, a crack determination method, and a program for a hole expansion test.

金属材料の加工性を評価する方法として穴広げ試験がJIS(Japanese Industrial Standards)規格で規定されている。穴広げ試験では、金属材料の試験片に形成された打ち抜き穴にパンチを押し込み、打ち抜き穴の板厚断面(内周面)にき裂が発生したことを目視で判定する。しかし、目視によるき裂判定では、個人差によるばらつきが避けられないため、き裂判定の自動化が試みられている。例えば、特許文献1には、試験片の打ち抜き穴を撮影した画像から打ち抜き穴の内周端の位置データを取得し、取得した位置データに基づいてき裂判定を行う装置が開示されている。 A hole expansion test is prescribed by JIS (Japanese Industrial Standards) as a method for evaluating the workability of metal materials. In the hole expansion test, a punch is pushed into a punched hole formed in a test piece of a metal material, and it is visually determined whether a crack has occurred in the thickness section (inner peripheral surface) of the punched hole. However, since visual crack detection inevitably involves variations due to individual differences, attempts have been made to automate crack detection. For example, Patent Document 1 discloses an apparatus that acquires positional data of the inner peripheral end of a punched hole from an image of a punched hole of a test piece, and performs a crack determination based on the acquired positional data.

特開2011-209189号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-209189

特許文献1では、目視によるき裂判定よりもばらつきの少ないき裂判定を行う装置を開示しているが、穴広げ試験におけるき裂判定の精度を向上させる点でさらなる改善の余地がある。 Patent Document 1 discloses an apparatus that performs crack determination with less variation than visual crack determination, but there is still room for further improvement in improving the accuracy of crack determination in hole expansion tests.

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、穴広げ試験における打ち抜き穴のき裂判定の精度を向上させたき裂判定装置、き裂判定方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made based on this background, and an object of the present invention is to provide a crack detection device, a crack detection method, and a program that improve the accuracy of crack detection in punched holes in hole expansion tests. do.

上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係るき裂判定装置は、
穴広げ試験における試験片の打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したことを判定するき裂判定装置であって、
穴広げ試験機のパンチにより押し広げられる試験片の打ち抜き穴を前記パンチの押し込み方向に対向する向きに撮影することで生成された画像データを取得する取得部と、
前記取得部により取得された画像データに基づいて、試験片の打ち抜き穴の板厚断面に設定された輝度トレース円上の輝度を示す輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成部と、
前記輝度プロファイル生成部により生成された輝度プロファイルに関するデータを周波数軸データに変換するフーリエ変換を行い、フーリエ変換が行われた周波数軸データにおいて高域帯及び低域帯をカットし、高域帯及び低域帯がカットされた周波数軸データに対して逆フーリエ変換を行うき裂顕在化処理を実行するき裂顕在化部と、
を備える。
In order to achieve the above object, a crack determination device according to a first aspect of the present invention includes:
A crack determination device that determines that a crack has occurred that penetrates a punched hole of a test piece in the thickness direction of the plate thickness cross section in a hole expansion test, comprising:
an acquisition unit that acquires image data generated by photographing a punched hole in a test piece that is expanded by a punch of a hole expansion tester in a direction opposite to the pushing direction of the punch;
a brightness profile generation unit that generates a brightness profile indicating the brightness on a brightness trace circle set in the plate thickness cross section of the punched hole of the test piece, based on the image data acquired by the acquisition unit;
A Fourier transform is performed to convert the data related to the brightness profile generated by the brightness profile generation unit into frequency axis data, and the high band and low band are cut in the frequency axis data subjected to the Fourier transform. a crack revealing section that performs a crack revealing process that performs inverse Fourier transform on the frequency axis data from which the low frequency band has been cut;
Equipped with

前記低域帯は、第1の周波数閾値よりも小さな周波数を含む帯域であり、
前記高域帯は、前記第1の周波数閾値よりも大きな第2の周波数閾値よりも大きな周波数を含む帯域であり、
前記第1の周波数閾値及び前記第2の周波数閾値は、穴広げ試験が実施される試験片の金属材料毎に設定されてもよい。
The low band is a band including a frequency smaller than a first frequency threshold,
The high band is a band that includes a frequency larger than a second frequency threshold that is larger than the first frequency threshold,
The first frequency threshold and the second frequency threshold may be set for each metal material of a test piece on which a hole expansion test is performed.

前記輝度プロファイル生成部は、輝度トレース円上の輝度と、当該輝度トレース円上における前記輝度の位置とを対応付けた輝度プロファイルを生成してもよい。 The brightness profile generation unit may generate a brightness profile that associates brightness on a brightness trace circle with a position of the brightness on the brightness trace circle.

前記輝度プロファイル生成部は、設定された複数の輝度トレース円に対応する複数の輝度プロファイルを生成し、
前記複数の輝度プロファイルに基づいて平均輝度を算出し、前記複数の輝度プロファイルの各々について、前記平均輝度以上の輝度の値を前記平均輝度に変換するLUT変換部をさらに備え、
前記き裂顕在化部は、前記LUT変換部において輝度の値が変換された輝度プロファイルを、前記輝度プロファイルに関するデータとして前記き裂顕在化処理を実行してもよい。
The brightness profile generation unit generates a plurality of brightness profiles corresponding to the plurality of set brightness trace circles,
Further comprising an LUT conversion unit that calculates an average brightness based on the plurality of brightness profiles, and converts a value of brightness equal to or higher than the average brightness to the average brightness for each of the plurality of brightness profiles,
The crack revealing section may execute the crack revealing process using a brightness profile whose brightness value has been converted by the LUT converting section as data regarding the brightness profile.

前記取得部により取得された画像データに基づいて、打ち抜き穴の内周端に近似した内周端近似円を生成する内周端近似円生成部をさらに備え、
前記輝度プロファイル生成部は、前記内周端近似円生成部により生成された内周端近似円と中心点が同一であって、内周端近似円に対して所定の長さだけ径を大きく設定された輝度トレース円上の輝度を示す輝度プロファイルを生成してもよい。
further comprising an inner circumferential edge approximate circle generation unit that generates an inner circumferential edge approximate circle that approximates the inner circumferential edge of the punched hole based on the image data acquired by the acquisition unit,
The brightness profile generation section has the same center point as the inner edge approximate circle generated by the inner edge edge approximate circle generator, and sets a diameter larger than the inner edge edge approximation circle by a predetermined length. A brightness profile indicating the brightness on the brightness trace circle may be generated.

上記目的を達成するために、本発明の第2の観点に係るき裂判定方法は、
穴広げ試験における試験片の打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したことを判定するき裂判定方法であって、
穴広げ試験機のパンチにより押し広げられる試験片の打ち抜き穴を前記パンチの押し込み方向に対向する向きに撮影することで生成された画像データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにより取得された画像データに基づいて、試験片の打ち抜き穴の板厚断面に設定された輝度トレース円上の輝度を示す輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成ステップと、
前記輝度プロファイル生成ステップにより生成された輝度プロファイルに関するデータを周波数軸データに変換するフーリエ変換を行い、フーリエ変換が行われた周波数軸データにおいて高域帯及び低域帯をカットし、高域帯及び低域帯がカットされた周波数軸データに対して逆フーリエ変換を行うき裂顕在化処理を実行するき裂顕在化ステップと、
を含む。
In order to achieve the above object, a crack determination method according to a second aspect of the present invention includes:
A crack determination method for determining that a crack has occurred that penetrates a punched hole of a test piece in the thickness direction of the plate thickness cross section in a hole expansion test, the method comprising:
an acquisition step of acquiring image data generated by photographing a punched hole of a test piece that is expanded by a punch of a hole expansion tester in a direction opposite to the pushing direction of the punch;
a brightness profile generation step of generating a brightness profile indicating the brightness on a brightness trace circle set in the plate thickness cross section of the punched hole of the test piece, based on the image data acquired in the acquisition step;
A Fourier transform is performed to convert the data related to the brightness profile generated in the brightness profile generation step into frequency axis data, and the high band and low band are cut in the frequency axis data subjected to the Fourier transform. a crack revealing step of performing a crack revealing process of performing inverse Fourier transform on the frequency axis data with the low frequency band cut;
including.

上記目的を達成するために、本発明の第3の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
穴広げ試験における試験片の打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したことを判定するき裂判定装置として機能させるためのプログラムであって、
穴広げ試験機のパンチにより押し広げられる試験片の打ち抜き穴を前記パンチの押し込み方向に対向する向きに撮影することで生成された画像データを取得する取得手段、
前記取得手段により取得された画像データに基づいて、試験片の打ち抜き穴の板厚断面に設定された輝度トレース円上の輝度を示す輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成手段、
前記輝度プロファイル生成手段により生成された輝度プロファイルに関するデータを周波数軸データに変換するフーリエ変換を行い、フーリエ変換が行われた周波数軸データにおいて高域帯及び低域帯をカットし、高域帯及び低域帯がカットされた周波数軸データに対して逆フーリエ変換を行うき裂顕在化処理を実行するき裂顕在化手段、
として機能させる。
In order to achieve the above object, a program according to a third aspect of the present invention,
computer,
A program for functioning as a crack determination device that determines that a crack has occurred that penetrates a punched hole of a test piece in the thickness direction of the plate thickness cross section in a hole expansion test, the program comprising:
Acquisition means for acquiring image data generated by photographing a punched hole in a test piece that is expanded by a punch of a hole expansion tester in a direction opposite to the pushing direction of the punch;
Brightness profile generation means for generating a brightness profile indicating the brightness on a brightness trace circle set in the plate thickness cross section of the punched hole of the test piece, based on the image data acquired by the acquisition means;
A Fourier transform is performed to convert the data related to the brightness profile generated by the brightness profile generating means into frequency axis data, and the high band and low band are cut in the frequency axis data subjected to the Fourier transform. a crack revealer that performs a crack revealer process that performs inverse Fourier transform on the frequency axis data from which the low frequency band has been cut;
function as

本発明によれば、穴広げ試験における打ち抜き穴のき裂判定の精度を向上させたき裂判定装置、き裂判定方法及びプログラムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a crack determination device, a crack determination method, and a program that improve the accuracy of crack determination in punched holes in a hole expansion test.

本発明の実施の形態に係る穴広げ試験装置の構成を示す正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a front view which shows the structure of the hole expansion test apparatus based on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る試験機の構成を示す断面図である。1 is a sectional view showing the configuration of a testing machine according to an embodiment of the present invention. (a)~(c)は、本発明の実施の形態に係る試験機を用いた穴広げ試験の流れを示す断面図である。(a) to (c) are cross-sectional views showing the flow of a hole expansion test using a testing machine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るき裂判定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration of a crack determination device according to an embodiment of the present invention. (a)は、画像データ記憶部のデータテーブルの一例を示し、(b)は、輝度プロファイル記憶部のデータテーブルの一例を示し、(c)は、き裂スコア記憶部のデータテーブルの一例を示す図である。(a) shows an example of a data table in the image data storage section, (b) shows an example of a data table in the brightness profile storage section, and (c) shows an example of a data table in the crack score storage section. FIG. 本発明の実施の形態に係る撮影画像上で打ち抜き穴の内周端を検索する方法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method of searching for an inner circumferential end of a punched hole on a photographed image according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る内周端近似円の外側に設定された複数の輝度トレース円を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a plurality of brightness trace circles set outside an inner circumferential end approximate circle according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る輝度トレース円上の各輝度を角度に対応付けて表現した輝度プロファイルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a brightness profile in which each brightness on a brightness tracing circle is expressed in association with an angle according to an embodiment of the present invention. 平均輝度を上回る輝度を平均輝度に変換するLUT変換直線を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an LUT conversion straight line that converts brightness exceeding average brightness into average brightness. (a)~(e)は、輝度プロファイルにおけるき裂を顕在化させる一連の処理を説明するための図である。(a) to (e) are diagrams for explaining a series of processes for exposing cracks in a brightness profile. 図7の各輝度トレース円に対応する5つの輝度プロファイルを示す図である。8 is a diagram showing five brightness profiles corresponding to each brightness trace circle in FIG. 7. FIG. 本発明の実施の形態に係る打ち抜き穴の画像データに基づいて算出された各き裂スコアを示すグラフである。It is a graph which shows each crack score calculated based on the image data of the punched hole based on embodiment of this invention. 図12のグラフを時間軸に沿って重ね合わせたグラフである。This is a graph obtained by superimposing the graph of FIG. 12 along the time axis. 本発明の実施の形態に係るき裂判定処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the flow of crack determination processing according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る内周端近似円生成処理の流れを示すフローチャートである。7 is a flowchart showing the flow of inner circumferential end approximate circle generation processing according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るき裂顕在化処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the flow of crack manifestation processing according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るき裂スコア算出処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of crack score calculation processing concerning an embodiment of the present invention.

以下、本発明に係るき裂判定装置、き裂判定方法及びプログラムの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。また、実施の形態では、試験片搬送機から試験機に向けて試験片を水平に押し込む方向をY軸方向、Y軸方向と同一水平面上にあってY軸方向に直交する方向をX軸方向、X軸方向及びY軸方向に対して直交する方向(上下方向)をZ軸方向とする。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a crack detection device, a crack detection method, and a program according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same or equivalent parts are given the same reference numerals. In addition, in the embodiment, the direction in which the test piece is pushed horizontally from the test piece conveyor toward the testing machine is the Y-axis direction, and the direction on the same horizontal plane as the Y-axis direction and orthogonal to the Y-axis direction is the X-axis direction. , the direction (vertical direction) perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction is the Z-axis direction.

図1は、実施の形態に係る穴広げ試験装置1の構成を示す正面図である。穴広げ試験装置1は、試験片搬送機100と、試験機200と、き裂判定装置300と、を備える。各部は、通信回線等を介して互いに通信可能に接続されている。 FIG. 1 is a front view showing the configuration of a hole expansion test device 1 according to an embodiment. The hole expansion test device 1 includes a test piece conveyor 100, a testing machine 200, and a crack determination device 300. Each part is communicably connected to each other via a communication line or the like.

試験片搬送機100は、試験機200に試験片を供給し、試験機200から試験片を回収する装置である。試験片搬送機100は、試験機200に供給される多数の試験片を格納する供給ストッカ110と、試験機200からの制御信号に基づいて供給ストッカ110からの試験片を試験機200に供給し、試験終了後に試験片を試験機200から回収する搬送ロボット120と、搬送ロボット120により回収された試験片を格納する回収ストッカ130と、を備える。 The test piece conveyor 100 is a device that supplies test pieces to the test machine 200 and collects the test pieces from the test machine 200. The test piece conveyor 100 includes a supply stocker 110 that stores a large number of test pieces to be supplied to the test machine 200, and a supply stocker 110 that supplies test pieces from the supply stocker 110 to the test machine 200 based on a control signal from the test machine 200. , a transport robot 120 that collects the test piece from the testing machine 200 after the test is completed, and a collection stocker 130 that stores the test piece collected by the transport robot 120.

試験機200は、試験片搬送機100から供給された試験片を受け取り、受け取った試験片に対して穴広げ試験を実行し、穴広げ試験が終了した試験片を試験片搬送機100に返却する装置である。 The testing machine 200 receives the test piece supplied from the test piece transport machine 100, performs a hole expansion test on the received test piece, and returns the test piece after the hole expansion test to the test piece transport machine 100. It is a device.

試験機200は、試験片に形成された打抜き穴にパンチを打ち抜き穴の板厚断面に発生するき裂が少なくとも一箇所で板厚断面における厚さ方向に貫通するまで押し込む。その後、貫通した時点での打ち抜き穴の内径を図示しない計測器により測定し、初期の打ち抜き穴の径に対する貫通した時点での打ち抜き穴の径の比(穴広げ率)を算出する。穴広げ率は、金属材料の加工性を評価する指標である。 The testing machine 200 pushes a punch into a punched hole formed in a test piece until a crack generated in the thickness section of the punched hole penetrates in the thickness direction of the sheet thickness section at at least one location. Thereafter, the inner diameter of the punched hole at the time of penetration is measured by a measuring device (not shown), and the ratio of the diameter of the punched hole at the time of penetration to the initial diameter of the punched hole (hole expansion ratio) is calculated. The hole expansion rate is an index for evaluating the workability of metal materials.

図2は、実施の形態に係る試験機200の構成を示す断面図である。試験機200は、試験片に対して垂直な方向に延び、試験片の打ち抜き穴に押し込まれるパンチ210と、パンチ210が押し込まれる試験片を保持するダイス220と、試験片の打ち抜き穴をパンチ210の押し込み方向と反対側から撮影するカメラ230と、を備える。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the testing machine 200 according to the embodiment. The testing machine 200 includes a punch 210 that extends in a direction perpendicular to the test piece and is pushed into the punched hole of the test piece, a die 220 that holds the test piece into which the punch 210 is pushed, and a punch 210 that holds the test piece that is inserted into the punched hole of the test piece. and a camera 230 that takes pictures from the opposite side to the pushing direction.

パンチ210は、円錐状に形成された押し広げ用の工具である。パンチ210は、試験片の打ち抜き穴の板厚断面に板厚断面における厚さ方向のき裂が発生する程度に打ち抜き穴を広げられる大きさを有する。パンチ210は、図示しない押し出し機構、例えば、油圧負荷機構に支持され、押し出し機構によりダイス220に向けて押し出される。 The punch 210 is a cone-shaped tool for pushing and spreading. The punch 210 has a size that can enlarge the punched hole of the test piece to such an extent that a crack occurs in the thickness direction of the punched hole in the plate thickness cross section. The punch 210 is supported by an extrusion mechanism (not shown), for example, a hydraulic load mechanism, and is extruded toward the die 220 by the extrusion mechanism.

ダイス220は、一対のしわ押さえ221、222を備え、試験片をZ軸方向の両側から挟み込んだ状態で保持する。しわ押さえ221、222は、試験片を挟み込んだ状態でダイス220に向けて押し出されたパンチ210が挿通され、試験片の打ち抜き穴の周囲における変形を許容する程度の大きさを有し、しわ押さえ221、222の中心部に設けられた中心孔である貫通孔221a、222aを備える。 The die 220 includes a pair of wrinkle holders 221 and 222, and holds the test piece in a sandwiched state from both sides in the Z-axis direction. The wrinkle holders 221 and 222 are inserted with the punch 210 pushed out toward the die 220 with the test piece sandwiched between them, and have a size large enough to allow deformation around the punched hole of the test piece. Through holes 221a and 222a, which are central holes, are provided at the center of the holes 221 and 222, respectively.

カメラ230は、パンチ210が押し込まれた試験片の打ち抜き穴を撮影する。カメラ230は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ等を備えるカメラモジュールを備える。カメラ230は、試験片の打ち抜き穴をパンチ210の押し込み方向に対向する方向に向かって撮影し、パンチ210の中心点が画像中心となるように配置されている。カメラ230は、少なくとも試験機200のパンチ210が上昇している間に所定の周期、例えば、200msec周期で打ち抜き穴を撮影し、得られた画像データをリアルタイムでき裂判定装置300に送信する。 The camera 230 photographs the punched hole in the test piece into which the punch 210 has been pushed. The camera 230 includes a camera module including, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor. The camera 230 photographs the punched hole in the test piece in a direction opposite to the pushing direction of the punch 210, and is arranged so that the center point of the punch 210 is the center of the image. The camera 230 photographs the punched hole at a predetermined period, for example, at a 200 msec period, at least while the punch 210 of the testing machine 200 is raised, and transmits the obtained image data to the crack determination device 300 in real time.

次に、図2及び図3を参照して、実施の形態に係る試験機200が実行する穴広げ試験の流れを説明する。まず、図3(a)に示すように、試験機200は、一対のしわ押さえ221、222が互いに離れており、パンチ210の先端がしわ押さえ222から少しはみ出した状態(初期状態)で試験片搬送機100からY軸方向に搬送された試験片を受け入れる。その後、図3(b)に示すように、カメラ230の撮影画像に基づいてパンチ210の先端を確認し、パンチ210を少しだけ上昇させ、試験片の打ち抜き穴の中心点とパンチ210の先端の中心点との位置合わせ(センタリング)を行う。 Next, with reference to FIGS. 2 and 3, the flow of the hole expansion test performed by the testing machine 200 according to the embodiment will be described. First, as shown in FIG. 3(a), the test machine 200 holds the test piece in a state where the pair of wrinkle holders 221 and 222 are separated from each other and the tip of the punch 210 slightly protrudes from the wrinkle holder 222 (initial state). A test piece conveyed from the conveyor 100 in the Y-axis direction is received. Thereafter, as shown in FIG. 3(b), the tip of the punch 210 is confirmed based on the photographed image of the camera 230, and the punch 210 is slightly raised to align the center point of the punched hole of the test piece with the tip of the punch 210. Perform alignment with the center point (centering).

次に、図3(c)に示すように、しわ押さえ221を静止させた状態でパンチ210としわ押さえ222とを一緒に上昇させ、一対のしわ押さえ221、222で試験片を挟み込んで保持する。一対のしわ押さえ221、222で試験片を挟み込んだ状態でパンチ210だけを上昇させると、図2に示すように、打ち抜き穴の内周面が徐々にめくれ、打ち抜き穴の板厚断面が横向きから上向きとなるように次第に変形する。打ち抜き穴の板厚断面がめくれ上がったときの内周側の端部(輪郭)が「内周端」であり、打ち抜き穴の板厚断面がめくれ上がったときの外周側の端部(輪郭)が「外周端」である。 Next, as shown in FIG. 3(c), with the wrinkle holder 221 kept stationary, the punch 210 and the wrinkle holder 222 are raised together, and the test piece is held between the pair of wrinkle holders 221 and 222. . When only the punch 210 is raised with the test piece sandwiched between the pair of wrinkle holders 221 and 222, the inner peripheral surface of the punched hole gradually turns over, and the thickness section of the punched hole changes from horizontal to horizontal, as shown in FIG. It gradually deforms so that it faces upward. The inner edge (contour) when the thickness section of the punched hole is turned up is the "inner edge", and the outer edge (outline) when the thickness section of the punched hole is turned up. is the "outer edge".

き裂判定装置300は、パンチ210の上昇を検知すると、試験片の打ち抜き穴におけるき裂判定処理を開始する。その後、き裂判定装置300により打ち抜き穴の板厚断面において板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が一箇所でも発生したことが検出されると、その情報を受け付けた試験機200は、パンチ210の上昇を停止させる。そして、試験機200は、パンチ210をわずかに降下させて試験片の弾性応力を緩和してから、図示しない計測器で打ち抜き穴の内径を計測し、計測された打ち抜き穴の内径に基づいて穴広げ率を算出する。その後、試験機200は、パンチ210及びしわ押さえ222を降下させ、試験片搬送機100に試験片を回収させる。
以上が、試験機200が実行する穴広げ試験の流れである。
When the crack determination device 300 detects the rise of the punch 210, it starts a crack determination process in the punched hole of the test piece. Thereafter, when the crack determination device 300 detects that even one crack has occurred in the thickness direction of the punched hole in the thickness direction of the punched hole, the testing machine 200 that has received the information The punch 210 is stopped from rising. Then, the testing machine 200 lowers the punch 210 slightly to relieve the elastic stress of the test piece, then measures the inner diameter of the punched hole with a measuring instrument (not shown), and determines the diameter of the punched hole based on the measured inner diameter of the punched hole. Calculate the spread rate. After that, the testing machine 200 lowers the punch 210 and the wrinkle holder 222, and causes the test piece conveyor 100 to collect the test piece.
The above is the flow of the hole expansion test executed by the testing machine 200.

図1に戻り、き裂判定装置300は、試験機200から打ち抜き穴の画像データを受信し、画像データに基づいて打ち抜き穴に板厚断面に板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したことを判定し、ユーザに報知する。き裂判定装置300は、例えば、操作制御盤300Aと、試験機制御盤300Bと、自動信号処理盤300Cと、から構成される。 Returning to FIG. 1, the crack determination device 300 receives the image data of the punched hole from the testing machine 200, and detects a crack that penetrates the punched hole in the thickness direction of the sheet thickness cross section based on the image data. Determine what has occurred and notify the user. The crack determination device 300 includes, for example, an operation control panel 300A, a testing machine control panel 300B, and an automatic signal processing panel 300C.

図4は、実施の形態に係るき裂判定装置300のハードウェア構成を示すブロック図である。き裂判定装置300は、操作部310と、出力部320と、通信部330と、記憶部340と、制御部350と、を備える。各部は、図示しない内部バス等を介して互いに通信可能に接続されている。 FIG. 4 is a block diagram showing the hardware configuration of the crack determination device 300 according to the embodiment. The crack determination device 300 includes an operation section 310, an output section 320, a communication section 330, a storage section 340, and a control section 350. Each unit is communicably connected to each other via an internal bus (not shown) or the like.

操作部310は、ユーザの指示を受け付け、受け付けた操作に対応する操作信号を制御部350に供給する。操作部310は、例えば、キーボードと、マウスと、バーコードリーダと、を備える。操作部310は、例えば、ユーザによる文字の入力等を受け付けたり、試験片等に貼られた各種のコードを読み取ったりする。 The operation unit 310 receives a user's instruction and supplies an operation signal corresponding to the accepted operation to the control unit 350. The operation unit 310 includes, for example, a keyboard, a mouse, and a barcode reader. The operation unit 310 receives, for example, input of characters by the user, and reads various codes affixed to a test piece or the like.

出力部320は、打ち抜き穴の板厚断面におけるき裂の位置(角度)及びき裂スコア、き裂が打ち抜き穴の板厚断面における厚さ方向に貫通した旨の情報等を出力し、ユーザや試験機200、外部機器等に通知する。出力部320は、例えば、図1に示すように、ユーザが視認可能なディスプレイ321と、各種書類を印刷するプリンタ322と、を備える。き裂スコアは、打ち抜き穴の撮影画像の輝度情報に基づいて検出されたき裂候補点が実際にき裂である可能性を示す指標であり、その詳細については後述する。 The output unit 320 outputs information such as the position (angle) and crack score of the crack in the thickness section of the punched hole, information indicating that the crack penetrated in the thickness direction of the thickness section of the punched hole, etc. Notify the testing machine 200, external equipment, etc. For example, as shown in FIG. 1, the output unit 320 includes a display 321 that can be viewed by the user, and a printer 322 that prints various documents. The crack score is an index indicating the possibility that a crack candidate point detected based on the brightness information of the photographed image of the punched hole is actually a crack, and its details will be described later.

図4に戻り、通信部330は、例えば、インターネットのような通信ネットワークに接続することが可能なインターフェースである。 Returning to FIG. 4, the communication unit 330 is an interface that can be connected to a communication network such as the Internet, for example.

記憶部340は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブに例示される。記憶部340は、制御部350に実行されるプログラムや各種のデータを記憶する。また、記憶部340は、制御部350が処理を実行するためのワークメモリとして機能する。さらに、記憶部340は、画像データ記憶部341と、輝度プロファイル記憶部342と、き裂スコア記憶部343と、を備える。 The storage unit 340 is exemplified by a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, and a hard disk drive. The storage unit 340 stores programs executed by the control unit 350 and various data. Furthermore, the storage unit 340 functions as a work memory for the control unit 350 to execute processing. Furthermore, the storage unit 340 includes an image data storage unit 341, a brightness profile storage unit 342, and a crack score storage unit 343.

図5(a)は、画像データ記憶部341のデータテーブルの一例を示す。画像データ記憶部341は、試験片の打ち抜き穴を撮影した画像データを、試験片の試料番号、画像の撮影日時等に対応付けて記憶する。 FIG. 5A shows an example of a data table in the image data storage section 341. The image data storage unit 341 stores image data obtained by photographing a punched hole of a test piece in association with the sample number of the test piece, the date and time of photographing the image, and the like.

図5(b)は、輝度プロファイル記憶部342のデータテーブルの一例を示す。輝度プロファイル記憶部342は、輝度プロファイルの波形データを、試験片の試料番号、画像の撮影日時、輝度トレース円の識別番号に対応付けて記憶する。 FIG. 5B shows an example of a data table in the brightness profile storage section 342. The brightness profile storage unit 342 stores the waveform data of the brightness profile in association with the sample number of the test piece, the date and time of image capture, and the identification number of the brightness trace circle.

輝度プロファイルは、試験片の撮影画像において打ち抜き穴の内周端の外側に設定された輝度トレース円上を所定の周方向ピッチでトレースしながら輝度を検出し、検出された輝度を輝度トレース円の中心点周りの角度に対応付けて表現したデータである。輝度トレース円は、打ち抜き穴の内周端を近似した円(内周端近似円)と同一の中心点を有し、当該内周端近似円から所定の長さだけ径を大きくした円である。輝度プロファイル及び輝度トレース円の詳細については後述する。 The brightness profile is created by detecting the brightness while tracing a brightness tracing circle set outside the inner edge of the punched hole at a predetermined pitch in the circumferential direction in the photographed image of the test piece, and then adding the detected brightness to the brightness tracing circle. This is data expressed in association with angles around the center point. The brightness trace circle has the same center point as the circle that approximates the inner edge of the punched hole (the inner edge approximate circle), and is a circle whose diameter is increased by a predetermined length from the inner edge approximate circle. . Details of the brightness profile and brightness trace circle will be described later.

図5(c)は、き裂スコア記憶部343のデータテーブルの一例を示す。き裂スコア記憶部343は、き裂スコアを、試験片の試料番号、画像の撮影日時、き裂候補点の角度に対応付けて記憶する。き裂スコア記憶部343は、経時的に撮影された試験片の打ち抜き穴の画像のそれぞれに基づいて順次算出されたき裂スコアの履歴を記憶する。き裂候補点は、試験片の打ち抜き穴の板厚断面においてき裂が発生している可能性がある輝度プロファイル上の位置である。輝度プロファイル上の位置は、輝度プロファイルの半径と角度とにより特定される。また、き裂スコアは、各き裂候補点において試験片の打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生している可能性を示す指標である。試験片の試料番号は、各試験片を識別するために割り振られた固有の番号である。 FIG. 5C shows an example of a data table in the crack score storage section 343. The crack score storage unit 343 stores the crack score in association with the sample number of the test piece, the date and time of image capture, and the angle of the crack candidate point. The crack score storage unit 343 stores a history of crack scores sequentially calculated based on each image of the punched hole of the test piece taken over time. The crack candidate point is a position on the brightness profile where a crack may have occurred in the thickness section of the punched hole of the test piece. The position on the brightness profile is specified by the radius and angle of the brightness profile. In addition, the crack score is an index indicating the possibility that a crack that penetrates the plate thickness section of the punched hole of the test piece in the thickness direction of the plate thickness section has occurred at each crack candidate point. The sample number of a test piece is a unique number assigned to identify each test piece.

図4に戻り、制御部350は、CPU(Central Processing Unit)等を備え、き裂判定装置300の各部の制御を行う。制御部350は、記憶部340に記憶されているプログラムを実行することにより、図14のき裂判定処理、図15の内周端近似円生成処理、図16のき裂顕在化処理及び図17のき裂スコア算出処理をそれぞれ実行する。 Returning to FIG. 4, the control section 350 includes a CPU (Central Processing Unit) and the like, and controls each section of the crack determination apparatus 300. The control unit 350 executes the programs stored in the storage unit 340 to perform the crack determination process in FIG. 14, the inner circumference edge approximate circle generation process in FIG. 15, the crack manifestation process in FIG. 16, and the process in FIG. The crack score calculation process is executed respectively.

制御部350は、機能的には、画像データ取得部351と、内周端近似円生成部352と、輝度プロファイル生成部353と、LUT(Lookup Table)変換部354と、き裂顕在化部355と、き裂スコア算出部356と、ノイズ要素除去部357と、き裂判定部358と、を備える。 Functionally, the control unit 350 includes an image data acquisition unit 351, an inner circumference edge approximate circle generation unit 352, a brightness profile generation unit 353, an LUT (Lookup Table) conversion unit 354, and a crack manifestation unit 355. , a crack score calculation section 356 , a noise element removal section 357 , and a crack determination section 358 .

画像データ取得部351は、試験機200のカメラ230で周期的に撮影され、図4(a)に示す画像データ記憶部341に記憶された打ち抜き穴の画像データを取得する。 The image data acquisition unit 351 acquires image data of the punched hole, which is periodically photographed by the camera 230 of the testing machine 200 and stored in the image data storage unit 341 shown in FIG. 4(a).

内周端近似円生成部352は、打ち抜き穴の撮影画像において、パンチ210の先端の中心点である仮想中心点から径方向に所定間隔で輝度を測定し、径方向の微分最大点を検索する。そして、内周端近似円生成部352は、微分最大点の検索を所定の周方向ピッチで仮想中心点に対して全周にわたり実行し、検索された複数の輝度の微分最大点に基づいて内周端近似円の中心座標及び半径を算出する。内周端近似円は、例えば、輝度の微分最大点の位置データに円の最小二乗法等を適用して生成された近似円である。輝度の微分最大点は、仮想中心点から径方向に延びる直線上で輝度が最も変化する点である。 The inner peripheral end approximate circle generation unit 352 measures the brightness at predetermined intervals in the radial direction from the virtual center point, which is the center point of the tip of the punch 210, in the photographed image of the punched hole, and searches for the maximum differential point in the radial direction. . Then, the inner circumferential end approximate circle generation unit 352 executes a search for the maximum differential point at a predetermined pitch in the circumferential direction over the entire circumference of the virtual center point, and based on the plurality of searched maximum differential points of brightness, Calculate the center coordinates and radius of the circumference approximate circle. The inner circumferential end approximate circle is, for example, an approximate circle generated by applying the least squares method of circles to the position data of the maximum differential point of brightness. The maximum differential point of brightness is the point where the brightness changes the most on a straight line extending in the radial direction from the virtual center point.

また、内周端近似円生成部352は、内周端近似円と各輝度の微分最大点との間の径方向の平均距離が第1の閾値以下であるかどうかを判定することで、内周端近似円を再び生成するかどうかを決定する。第1の閾値は、例えば、試験片における打ち抜き穴の径の初期値、板厚、材質等を考慮して設定する。平均距離が第1の閾値以下か第1の閾値に等しい場合は、内周端近似円の誤差が大きいと判断し、例えば、輝度の微分最大点の検索数を増やすなどして内周端近似円を生成する。 In addition, the inner circumferential end approximate circle generation unit 352 determines whether the average distance in the radial direction between the inner circumferential edge approximate circle and the maximum differential point of each brightness is less than or equal to the first threshold value. Determine whether to regenerate the peripheral edge approximation circle. The first threshold value is set in consideration of, for example, the initial value of the diameter of the punched hole in the test piece, the plate thickness, the material, and the like. If the average distance is less than or equal to the first threshold, it is determined that the error in the inner edge approximation circle is large, and the inner edge approximation is performed by, for example, increasing the number of searches for the maximum differential point of brightness. Generate a circle.

図6を参照して、撮影画像上で打ち抜き穴の内周端を検索する具体的な方法を説明する。図6は、パンチ210が押し込まれた打ち抜き穴をカメラ230で撮影した様子を示す平面図であり、記号×は、仮想中心点である。打ち抜き穴の撮影画像では、パンチ210は比較的暗い明度となるのに対し、打ち抜き穴の板厚断面は比較的明るい明度となる。このため、打ち抜き穴の板厚断面において仮想中心点から放射状に検索された輝度の微分最大点は、打ち抜き穴の内周端の一部であると理解できる。それで、最も右側の位置を0°とし、所定の周方向ピッチ、例えば、1°ピッチで仮想中心点から放射状に輝度の微分最大点を検索すると、各スポットS、S、S、S、…S、…で輝度の微分最大点を得ることができる。 With reference to FIG. 6, a specific method of searching for the inner peripheral edge of a punched hole on a photographed image will be described. FIG. 6 is a plan view showing a punched hole into which the punch 210 has been pushed, as photographed by the camera 230, and the symbol x is the virtual center point. In the photographed image of the punched hole, the punch 210 has a relatively dark brightness, whereas the thickness section of the punched hole has a relatively bright brightness. Therefore, it can be understood that the maximum differential point of brightness, which is searched radially from the virtual center point in the thickness section of the punched hole, is a part of the inner circumferential end of the punched hole. Therefore, when the rightmost position is set to 0° and the maximum differential point of brightness is searched radially from the virtual center point at a predetermined circumferential pitch, for example, 1° pitch, each spot S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , ...S n , ... can obtain the maximum differential point of luminance.

打ち抜き穴の内周端を正確に検出するには、周方向のピッチを小さくして輝度の微分最大点を検索すればよいが、コンピュータの処理時間等を考慮すると、例えば、打ち抜き穴の全周360°を1°ピッチで刻んで輝度の微分最大点を検出すればよい。この場合、合計360個の輝度の微分最大点を検出できる。 In order to accurately detect the inner edge of a punched hole, it is possible to reduce the pitch in the circumferential direction and search for the maximum differential point of brightness, but considering computer processing time, for example, It is sufficient to detect the maximum differential point of luminance by dividing 360° at a pitch of 1°. In this case, a total of 360 luminance differential maximum points can be detected.

次に、打ち抜き穴の撮影画像において各輝度の微分最大点が検出された画素の位置に基づいて、各輝度の微分最大点の位置データ(x,y)を生成する。具体的には、打ち抜き穴の撮影画像の各画素と打ち抜き穴の実寸法に相当するXY座標とを予め対応付けて記憶部340のデータテーブルに記憶させておく。そして、当該データテーブルを参照して、各輝度の微分最大点が得られた画素がXY座標のどの位置に対応するかを読み取ることで、各輝度の微分最大点の位置データ(x,y)を生成する。 Next, position data (x i , y i ) of the maximum differential point of each brightness is generated based on the position of the pixel where the maximum differential point of each brightness is detected in the photographed image of the punched hole. Specifically, each pixel of the photographed image of the punched hole and the XY coordinates corresponding to the actual dimensions of the punched hole are associated in advance and stored in the data table of the storage unit 340. Then, by referring to the data table and reading which position in the XY coordinates corresponds to the pixel where the maximum differential point of each luminance was obtained, the position data (x i , y i ).

次に、各輝度の微分最大点の位置データ(x,y)に基づいて、内周端近似円の中心座標及び半径を算出する。内周端近似円の中心座標及び半径は、公知の手法、例えば、円の最小二乗法を用いて算出すればよい。 Next, the center coordinates and radius of the inner edge approximate circle are calculated based on the position data (x i , y i ) of the maximum differential point of each brightness. The center coordinates and radius of the inner circumferential end approximate circle may be calculated using a known method, for example, the least squares method of circles.

図4に戻り、輝度プロファイル生成部353は、内周端近似円生成部352で生成された内周端近似円を基準にして試験片の撮影画像上に複数の輝度トレース円を設定し、それぞれの輝度トレース円上を所定の周方向ピッチでトレースしながら輝度を検出することで、各輝度トレース円の輝度プロファイルを生成する。また、輝度プロファイル生成部353は、生成された輝度プロファイルを輝度プロファイル記憶部342に記憶させる。 Returning to FIG. 4, the brightness profile generation unit 353 sets a plurality of brightness trace circles on the captured image of the test piece based on the inner edge approximate circle generated by the inner edge edge approximate circle generator 352, and each By detecting the brightness while tracing the brightness trace circle at a predetermined pitch in the circumferential direction, a brightness profile of each brightness trace circle is generated. Further, the brightness profile generation unit 353 causes the brightness profile storage unit 342 to store the generated brightness profile.

図7は、内周端近似円の外側に設定された複数の輝度トレース円C1~C5を示す図である。各輝度トレース円C1~C5は、打ち抜き穴の板厚断面上に設定され、所定の間隔で大きくなる半径を有する。輝度トレース円の数は任意であるが、コンピュータの処理時間等を考慮すれば、例えば、2つ~7つの範囲内であることが好ましい。各輝度トレース円C1~C5の半径の間隔は、輝度トレース円の数、試験片の板厚等に応じて設定される。 FIG. 7 is a diagram showing a plurality of brightness trace circles C1 to C5 set outside the inner edge approximate circle. Each of the brightness tracing circles C1 to C5 is set on the plate thickness section of the punched hole, and has a radius that increases at predetermined intervals. The number of brightness trace circles is arbitrary, but in consideration of computer processing time, etc., it is preferably within the range of 2 to 7, for example. The interval between the radii of each of the brightness trace circles C1 to C5 is set according to the number of brightness trace circles, the thickness of the test piece, and the like.

試験片の撮影画像上に輝度トレース円を設定する具体的な方法を説明する。まず、最小の輝度トレース円を打ち抜き穴の内周端から内側に外れないように設定する。打ち抜き穴の内周端は、真円である内周端近似円とは異なり多少のゆがみを有しているため、内周端近似円に沿って輝度トレース円を設定すると、打ち抜き穴の板厚断面から外れた部分の輝度を検出する可能性がある。このため、最小の輝度トレース円は、内周端近似円からある程度の余裕を持たせて、例えば、内周端近似円から数個の画素分だけ径を広げて設定される。 A specific method for setting a brightness trace circle on a photographed image of a test piece will be explained. First, the minimum brightness tracing circle is set so that it does not deviate inward from the inner peripheral edge of the punched hole. The inner edge of the punched hole has some distortion, unlike the inner edge approximate circle, which is a perfect circle. Therefore, if you set the brightness trace circle along the inner edge approximate circle, the thickness of the punched hole will change. There is a possibility that the brightness of a portion outside the cross section will be detected. For this reason, the minimum brightness trace circle is set with a certain margin from the inner circumferential edge approximate circle, for example, by increasing the diameter by several pixels from the inner circumferential edge approximate circle.

より詳細に説明すると、最小の輝度トレース円は、例えば、打ち抜き穴の内周端のゆがみを考慮して+2画素程度、円周端近似円の中心座標及び内径の計算誤差を考慮して+2画素程度、その他の誤差を考慮して+1画素程度の余裕を持たせ、内周端近似円から合計5画素分だけ間隔を広げて設定するとよい。5画素分の長さは、例えば、撮影分解能が0.05mmであるならば、約0.25mmに相当する。内周端近似円と最小の輝度トレース円との間の間隔は、上記の具体例に限られず、対象となる試験片に応じて適宜設定される。 To explain in more detail, the minimum brightness tracing circle is, for example, approximately +2 pixels considering the distortion of the inner circumferential edge of the punched hole, and +2 pixels considering the calculation error of the center coordinates and inner diameter of the circumferential edge approximate circle. It is preferable to allow a margin of about +1 pixel in consideration of the size and other errors, and set the interval by a total of 5 pixels from the inner edge approximate circle. For example, if the imaging resolution is 0.05 mm, the length of 5 pixels corresponds to about 0.25 mm. The interval between the inner circumferential end approximate circle and the minimum brightness tracing circle is not limited to the above specific example, and is set as appropriate depending on the target test piece.

隣接する輝度トレース円同士の間隔も、内周端近似円と最小径の輝度トレース円との間隔に合わせて、例えば、5画素分の長さとする。なお、隣接する輝度トレース円同士の間の間隔についても、上記の具体例に限られず、対象となる試験片に応じて適宜設定される。 The interval between adjacent luminance tracing circles is also set to a length of, for example, five pixels, in accordance with the interval between the inner peripheral end approximate circle and the luminance tracing circle with the minimum diameter. Note that the interval between adjacent luminance tracing circles is not limited to the above specific example, and is appropriately set depending on the test piece to be tested.

試験片にある程度の厚みを有する場合には、試験片に打ち抜き穴の状態や試験片の材料特性に依存する反射ムラが発生することがある。そこで、反射ムラの状態に応じて、輝度トレース円同士の間隔を広く取り、打ち抜き穴の板厚断面全体でき裂を評価するか、輝度トレース円同士の間隔を狭く取り、内円端近傍の輝度トレース円でき裂を評価するかを決定する。いずれを採用するかは、対象となる試験片に対して事前に穴広げ試験を実施して決定すればよい。 When the test piece has a certain thickness, reflection unevenness may occur depending on the condition of the punched holes in the test piece and the material properties of the test piece. Therefore, depending on the state of uneven reflection, you can either widen the interval between the brightness trace circles and evaluate the cracks over the entire plate thickness section of the punched hole, or narrow the interval between the brightness trace circles and evaluate the brightness near the edge of the inner circle. Determine whether to evaluate cracks with tracing circles. Which one to adopt can be determined by conducting a hole expansion test on the target test piece in advance.

図8は、輝度トレース円上の各輝度を角度に対応付けて表現した輝度プロファイルを示す図である。図8の記号×は、内周端近似円の中心点である。輝度トレース円の最も右側の位置を0°とし、所定の周方向ピッチ、例えば、1°ピッチで右回りに配置されたスポットにおける輝度を検出する。撮影画像から検出された輝度を縦軸とし、各輝度に対応する角度を横軸として輝度プロファイルを描くと、図8の上部に示す波形データを得ることができる。 FIG. 8 is a diagram showing a brightness profile in which each brightness on a brightness tracing circle is expressed in association with an angle. The symbol x in FIG. 8 is the center point of the inner peripheral end approximate circle. The rightmost position of the brightness tracing circle is set as 0°, and the brightness at spots arranged clockwise at a predetermined circumferential pitch, for example, a 1° pitch is detected. If a brightness profile is drawn with the brightness detected from the photographed image as the vertical axis and the angle corresponding to each brightness as the horizontal axis, the waveform data shown in the upper part of FIG. 8 can be obtained.

打ち抜き穴の撮影画像の輝度は、撮影画像の画素毎に検出される。したがって、輝度トレース円上の輝度を検出するには、打ち抜き穴の撮影画像の同一画素の輝度を重複して使用しないように工夫する必要がある。このため、打ち抜き穴の撮影画像上に輝度トレース円を重ねた場合に、輝度トレース円をどの画素を使用して表現するかを予め対応付けておく。 The brightness of the photographed image of the punched hole is detected for each pixel of the photographed image. Therefore, in order to detect the brightness on the brightness tracing circle, it is necessary to devise measures so as not to use the brightness of the same pixel in the photographed image of the punched hole redundantly. For this reason, when a brightness trace circle is superimposed on a photographed image of a punched hole, which pixels are used to express the brightness trace circle are associated in advance.

この対応付けは、多数の径の異なる輝度トレース円に対して行っておき、各輝度トレース円に対応する多数の画素の位置を記憶部340のデータテーブルに記憶させればよい。そして、内周端近似円に対応する輝度トレース円が設定されると、当該データテーブルを参照して、設定された輝度トレース円に対応する画素の輝度を順次読み取ればよい。 This association may be performed for a large number of brightness trace circles having different diameters, and the positions of a large number of pixels corresponding to each brightness trace circle may be stored in the data table of the storage unit 340. Then, once the brightness tracing circle corresponding to the inner edge approximate circle is set, the brightness of the pixels corresponding to the set brightness tracing circle can be sequentially read by referring to the data table.

なお、撮影画像における輝度の読み取りは上記の方法に限られず、例えば、各輝度トレース円を構成する各点において、点の周囲の画素の輝度を読み取り、画素の面積比で案分して算出された輝度を用いてもよい。 Note that reading the brightness in a captured image is not limited to the above method; for example, at each point that makes up each brightness trace circle, the brightness of the pixels around the point is read and calculated proportionally based on the area ratio of the pixels. It is also possible to use the brightness.

図4に戻り、LUT変換部354は、輝度プロファイル生成部353で生成された複数の輝度プロファイルに基づいて平均輝度を算出し、複数の輝度プロファイルの各々について、平均輝度以上の輝度の値を平均輝度に変換する。LUT変換部354では、入力される輝度と出力される輝度との関係を記憶したルックアップテーブルを参照して、輝度プロファイルの輝度の値を変換する。以下、この変換を「LUT変換」と称する。 Returning to FIG. 4, the LUT conversion unit 354 calculates the average brightness based on the plurality of brightness profiles generated by the brightness profile generation unit 353, and averages the brightness value higher than the average brightness for each of the plurality of brightness profiles. Convert to brightness. The LUT conversion unit 354 converts the brightness value of the brightness profile by referring to a lookup table that stores the relationship between input brightness and output brightness. Hereinafter, this conversion will be referred to as "LUT conversion."

図9は、平均輝度を上回る輝度を平均輝度に変換するLUT変換を折れ線で表現した図である。この折れ線(LUT変換直線)は、平均輝度以上の輝度が入力されると、平均輝度を出力するように入出力関係を規定した2つの直線からなる。ルックアップテーブルには、輝度プロファイル生成部353で生成された全ての輝度プロファイルに基づいて作成されたLUT変換直線を示すデータが記憶されている。 FIG. 9 is a diagram in which LUT conversion for converting luminance exceeding the average luminance into average luminance is expressed using a polygonal line. This polygonal line (LUT conversion straight line) is made up of two straight lines defining an input/output relationship such that when a luminance equal to or higher than the average luminance is input, the average luminance is output. The lookup table stores data indicating an LUT conversion straight line created based on all the brightness profiles generated by the brightness profile generation unit 353.

輝度プロファイルに対してLUT変換を行うのは、打ち抜き穴の板厚断面のうち内周端と外周端との間にある中間部付近で、内周端でないにも関わらず明度が明るい部分が存在するためである。この明度が明るい部分を含む明暗の境目を内周面と誤判定しないように輝度プロファイルに対してLUT変換を行う。 LUT conversion is performed on the brightness profile near the middle part between the inner and outer edges of the plate thickness cross section of the punched hole, where there is a bright area even though it is not the inner edge. This is to do so. LUT conversion is performed on the luminance profile so that the boundary between brightness and darkness, including the brightness portion, is not erroneously determined to be the inner circumferential surface.

図4に戻り、き裂顕在化部355は、LUT変換部354で変換された輝度プロファイルに対してき裂部位を顕在化させるき裂顕在化処理を実行する。以下、図10を参照して、き裂顕在化処理の具体例を説明する。 Returning to FIG. 4, the crack revealing section 355 executes a crack revealing process for exposing the crack site on the brightness profile converted by the LUT converting section 354. A specific example of the crack manifestation process will be described below with reference to FIG.

まず、図10(a)に示すLUT変換部354で変換された輝度プロファイルに対してフーリエ変換、例えば、FFT(Fast Fourier Transform)を実行することで、輝度プロファイルを図10(b)に示す周波数軸データに変換する。 First, by performing Fourier transform, for example, FFT (Fast Fourier Transform), on the brightness profile converted by the LUT conversion unit 354 shown in FIG. 10(a), the brightness profile is converted into a frequency Convert to axis data.

次に、図10(c)に示すように、FFTが実行された周波数軸データにデジタルフィルタを適用し、高域帯及び低域帯のデータをカットする。低域帯は、第1の周波数閾値よりも周波数が小さな周波数を含む帯域であり、高域帯は、第2の周波数閾値よりも周波数が大きな周波数を含む帯域である。第1の周波数閾値及び第2の周波数閾値は、いずれも試験片を構成する金属材料毎に個別に設定されている。 Next, as shown in FIG. 10(c), a digital filter is applied to the frequency axis data subjected to FFT to cut high band and low band data. The low band is a band that includes frequencies that are smaller than the first frequency threshold, and the high band is a band that includes frequencies that are larger than the second frequency threshold. Both the first frequency threshold and the second frequency threshold are individually set for each metal material forming the test piece.

第1の周波数閾値は、例えば、数Hz程度の低い周波数であり、周波数軸データから大きな波をカットするように設定すればよく、穴広げ試験の条件毎に調整される必要はない。他方、第2の周波数閾値は、試験片において髪の毛程度の微細なき裂も検出でき、かつ不要なノイズをカットできるように調整される。第2の周波数閾値は、対象となる試験片に対して事前に本実施の形態に係る穴広げ試験を実施することで設定される。第1の周波数閾値及び第2の周波数閾値を調整することで、試験片の打ち抜き穴におけるき裂の検出度合いを調整できる。 The first frequency threshold is, for example, a low frequency of about several Hz, and may be set to cut large waves from the frequency axis data, and does not need to be adjusted for each condition of the hole expansion test. On the other hand, the second frequency threshold is adjusted so that even minute cracks as small as a hair can be detected in the test piece and unnecessary noise can be cut. The second frequency threshold is set by performing a hole expansion test according to the present embodiment on a target test piece in advance. By adjusting the first frequency threshold and the second frequency threshold, the degree of crack detection in the punched hole of the test piece can be adjusted.

次に、図10(c)の周波数軸データに対して逆フーリエ変換、例えば、逆FFTを実行することで、図10(d)に示す輝度プロファイルを得る。そして、図10(d)に示す輝度プロファイルに対して絶対値演算を実行することで、図10(e)に示す輝度プロファイルを得る。一連の処理が実行された輝度プロファイルは、一連の処理が実行される前の輝度プロファイルと比較して、き裂部位での波形が反転し、全体的に波形のノイズが低減され、結果としてき裂部位が顕在化されている。 Next, by performing inverse Fourier transform, for example, inverse FFT, on the frequency axis data in FIG. 10(c), a brightness profile shown in FIG. 10(d) is obtained. Then, by performing absolute value calculation on the brightness profile shown in FIG. 10(d), a brightness profile shown in FIG. 10(e) is obtained. Compared to the brightness profile before the series of processes, the brightness profile after the series of processes has been performed has the waveform at the crack site inverted, the overall waveform noise has been reduced, and as a result, the brightness profile has become brighter. The cleft area is obvious.

図4に戻り、き裂スコア算出部356は、き裂顕在化部355によりき裂部位が顕在化された各輝度プロファイルに基づいて、各き裂候補点において試験片の打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生している可能性を示す指標であるき裂スコアを算出する。具体的には、まず、同心円である複数の輝度のうち最も外側にある輝度トレース円(最大の輝度トレース円)に対応する輝度プロファイル(360°全方向の波形データ)を角度0°から順にトレースし、輝度(波高値)が第2の閾値以上であるピークをき裂候補点として検出する。次に、最大の輝度トレース円でき裂候補点として検出されたピークの輝度の値(波高値)と、検出されたき裂候補点と同一のき裂を構成すると判断された最大の輝度トレース円以外の他の輝度プロファイルにおけるピークの輝度の値(波高値)とを累積することにより、各き裂候補点におけるき裂スコアを算出する。例えば、検出されたき裂候補点において、最大の輝度トレース円でき裂候補点として検出されたピークの輝度の値(波高値)と、検出されたき裂候補点と同一のき裂を構成すると判断された最大の輝度トレース円以外の他の輝度プロファイルにおけるピークの輝度の値(波高値)とを合計すればよい。第2の閾値は、例えば、過去の穴広げ試験の結果等に基づいて設定される。 Returning to FIG. 4, the crack score calculation unit 356 calculates the plate thickness cross section of the punched hole of the test piece at each crack candidate point based on each brightness profile in which the crack site is revealed by the crack revealing unit 355. A crack score is calculated, which is an index indicating the possibility that a crack has occurred through the thickness of the plate in the thickness direction. Specifically, first, the luminance profile (360° omnidirectional waveform data) corresponding to the outermost luminance tracing circle (maximum luminance tracing circle) among multiple concentric luminance circles is traced sequentially from an angle of 0°. Then, a peak whose brightness (wave height value) is equal to or higher than a second threshold value is detected as a crack candidate point. Next, the brightness value (wave height value) of the peak detected as a crack candidate point in the maximum brightness trace circle and the maximum brightness trace circle other than the maximum brightness trace circle determined to constitute the same crack as the detected crack candidate point. The crack score at each crack candidate point is calculated by accumulating the peak brightness values (wave height values) in other brightness profiles. For example, at a detected crack candidate point, the brightness value (wave height value) of the peak detected as a crack candidate point in the maximum brightness trace circle is determined to be the same crack as the detected crack candidate point. The peak brightness values (peak values) in brightness profiles other than the maximum brightness tracing circle may be summed. The second threshold is set, for example, based on the results of past hole expansion tests.

以下、図11を参照して、各輝度プロファイルからき裂スコアを算出する方法の具体例を説明する。図11は、図7の各輝度トレース円C1~C5に対応する5つの輝度プロファイルP1~P5を示す図である。各輝度プロファイルP1~P5は、図10に示す処理によりき裂部位が顕在化されている。 Hereinafter, a specific example of a method for calculating a crack score from each brightness profile will be described with reference to FIG. 11. FIG. 11 is a diagram showing five luminance profiles P1 to P5 corresponding to each of the luminance trace circles C1 to C5 in FIG. 7. In each of the brightness profiles P1 to P5, crack sites are exposed through the processing shown in FIG.

まず、輝度プロファイルP1において輝度が図11の点線で示す第2の閾値以上となる極座標上の位置であるき裂候補点を検索する。輝度が第2の閾値以上である2つのピークのうち角度がa1のピークを第1のき裂候補点(候補1位)とし、角度がb1のピークを第2のき裂候補点(候補2位)とする。各ピークの波高値は、それぞれL11、L12である。なお、輝度プロファイルのピークの角度は、角度0°から周方向に輝度を読み取った場合に、輝度が第2の閾値以上となってから第2の閾値未満になるまでの連続した範囲において、最初に検出された最も輝度の高い部分で示される。 First, a crack candidate point, which is a position on the polar coordinates where the brightness in the brightness profile P1 is equal to or higher than the second threshold shown by the dotted line in FIG. 11, is searched. Of the two peaks whose brightness is equal to or higher than the second threshold, the peak with the angle a1 is designated as the first crack candidate point (candidate 1), and the peak with the angle b1 is designated as the second crack candidate point (candidate 2). ). The wave height values of each peak are L11 and L12, respectively. Note that the peak angle of the brightness profile is the first value in the continuous range from when the brightness is equal to or higher than the second threshold until it becomes less than the second threshold when the brightness is read in the circumferential direction from an angle of 0°. It is indicated by the part with the highest brightness detected.

次に、輝度プロファイルP2において輝度プロファイルP1のき裂候補点のピークと同一のき裂を示すピークを検索する。輝度プロファイルP2を角度0°の位置から周方向に順にトレースし、輝度プロファイルP2の輝度が所定の閾値以上となる場合にピークが存在すると判断する。図11では、角度a2、b2で輝度のピークを検出するものとし、各ピークの波高値はL21、L22である。 Next, the brightness profile P2 is searched for a peak indicating the same crack as the peak of the crack candidate point in the brightness profile P1. The brightness profile P2 is sequentially traced in the circumferential direction from the position at an angle of 0°, and when the brightness of the brightness profile P2 is equal to or higher than a predetermined threshold value, it is determined that a peak exists. In FIG. 11, brightness peaks are detected at angles a2 and b2, and the peak values of each peak are L21 and L22.

輝度プロファイルP2のピークは、それぞれ以下の式(1)、(2)で表される条件を満たす場合にき裂候補点のピークと同一のき裂を示すピークであると判断される。
|a1-a2|<α …(1)
|b1-b2|<α …(2)
例えば、α=10°の場合に、輝度プロファイルP1の第1候補のピークの角度a1が100°であり、輝度プロファイルP2の第1候補のピークの角度a2が105°であれば、両者は同一のき裂を示すと判断できる。
The peak of the brightness profile P2 is determined to be a peak indicating the same crack as the peak of the crack candidate point when the conditions expressed by the following equations (1) and (2) are satisfied, respectively.
|a1-a2|<α…(1)
|b1-b2|<α…(2)
For example, when α=10°, if the angle a1 of the peak of the first candidate of brightness profile P1 is 100°, and the angle a2 of the peak of the first candidate of brightness profile P2 is 105°, then both are the same. It can be judged that it shows a crack.

次に、輝度プロファイルP3において輝度プロファイルP1のき裂候補点のピークと同一のき裂を示すピークを検索する。輝度プロファイルP3を角度0°の位置から周方向に順にトレースし、輝度プロファイルP3の輝度が所定の閾値以上となる場合にピークが存在すると判断する。図11では、角度a3で輝度のピークを検出するものとし、ピークの波高値はL31である。輝度プロファイルP3の輝度のピークは、以下の式(3)で表される条件を満たす場合に候補1位のき裂候補点のピークと同一のき裂を示すと判断される。
|a1-a3|<α …(3)
Next, the brightness profile P3 is searched for a peak indicating the same crack as the peak of the crack candidate point in the brightness profile P1. The brightness profile P3 is sequentially traced in the circumferential direction from the position at an angle of 0°, and when the brightness of the brightness profile P3 is equal to or higher than a predetermined threshold value, it is determined that a peak exists. In FIG. 11, a brightness peak is detected at an angle a3, and the peak value is L31. The brightness peak of the brightness profile P3 is determined to indicate the same crack as the peak of the first crack candidate point when the condition expressed by the following equation (3) is satisfied.
|a1-a3|<α…(3)

以下同様にして、各輝度プロファイルP4、P5を角度0°の位置から周方向に順にトレースし、輝度プロファイルP4、P5の輝度が所定の閾値以上となる場合にピークが存在すると判断する。図11では、それぞれ角度a4、a5で輝度のピークを検出するものとし、各ピークの波高値はL41、L51である。 Similarly, each of the brightness profiles P4 and P5 is sequentially traced in the circumferential direction from the 0° angle position, and it is determined that a peak exists when the brightness of the brightness profiles P4 and P5 exceeds a predetermined threshold value. In FIG. 11, brightness peaks are detected at angles a4 and a5, respectively, and the peak values of each peak are L41 and L51.

なお、各輝度プロファイルP2~P5で検出された各ピークが輝度プロファイルP1の各き裂候補点のピークと同一のき裂を構成するかどうかは、他の方法で判断してもよい。例えば、輝度プロファイルP1のピークと輝度プロファイルP2のピークとの間の角度の差が所定の範囲内であるとき、輝度プロファイルP2のピークと輝度プロファイルP3のピークとの角度の差も所定の範囲内であれば、輝度プロファイルP2のピークと輝度プロファイルP3のピークとは同一のき裂を示すと判断してもよい。 Note that other methods may be used to determine whether each peak detected in each of the brightness profiles P2 to P5 constitutes the same crack as the peak of each crack candidate point in the brightness profile P1. For example, when the angular difference between the peak of brightness profile P1 and the peak of brightness profile P2 is within a predetermined range, the difference in angle between the peak of brightness profile P2 and the peak of brightness profile P3 is also within a predetermined range. If so, it may be determined that the peak of the brightness profile P2 and the peak of the brightness profile P3 indicate the same crack.

また、輝度プロファイルP1のピークと輝度プロファイルP2のピークとの間の角度差がrであるとき、輝度プロファイルP2のピークと輝度プロファイルP3のピークとの角度の差rがr+r’以下であれば、輝度プロファイルP2のピークと輝度プロファイルP3のピークとは同一のき裂を示すと判断してもよい。 Furthermore, when the angular difference between the peak of brightness profile P1 and the peak of brightness profile P2 is r 1 , the difference in angle r 2 between the peak of brightness profile P2 and the peak of brightness profile P3 is less than or equal to r 1 + r'. If so, it may be determined that the peak of the brightness profile P2 and the peak of the brightness profile P3 indicate the same crack.

次に、輝度プロファイルP1のき裂候補点のピークの輝度の値と、当該き裂候補点のピークと同一のき裂を示す各輝度プロファイルP2~P5のピークの輝度の値とを累積することで、各き裂候補点のき裂スコアを算出する。例えば、輝度プロファイルP1のき裂候補点のピークの輝度の値と、当該き裂候補点のピークと同一のき裂を示す各輝度プロファイルP2~P5のピークの輝度の値とを合計すればよい。具体的には、候補1位のき裂スコアは、L11+L21+L31+L41+L51であり、候補2位のき裂スコアは、L12+L22である。
以上が、各輝度プロファイルからき裂スコアを算出する方法の具体例である。
Next, the peak brightness value of the crack candidate point of the brightness profile P1 and the peak brightness value of each brightness profile P2 to P5 indicating the same crack as the peak of the crack candidate point are accumulated. Then, calculate the crack score for each crack candidate point. For example, the peak brightness value of the crack candidate point of the brightness profile P1 and the brightness value of the peak of each brightness profile P2 to P5 indicating the same crack as the peak of the crack candidate point may be summed. . Specifically, the crack score of the first candidate is L11+L21+L31+L41+L51, and the crack score of the second candidate is L12+L22.
The above is a specific example of a method for calculating a crack score from each brightness profile.

図4に戻り、ノイズ要素除去部357は、き裂スコア算出部356で算出されたき裂候補点におけるき裂スコアの履歴に対して最小化フィルタを適用することで、ノイズ要素を含むき裂候補点を除去する。き裂スコアの履歴は、経時的に撮影された試験片の打ち抜き穴の画像に基づいて算出されたき裂スコアを、当該画像の撮影順に並べた履歴であり、図5(c)に示すき裂スコア記憶部343に記憶されている。最小化フィルタは、き裂候補点におけるき裂スコアの履歴を受け付け、受け付けたき裂スコアの履歴の中から最小値を出力する。最小化フィルタから出力された最小値が第3の閾値を下回るき裂候補点についてはノイズ要素を含むものとして除外すればよい。第3の閾値は、過去の穴広げ試験の結果を踏まえて試験片の金属材料毎に設定される。 Returning to FIG. 4, the noise element removal unit 357 applies a minimization filter to the history of crack scores at the crack candidate points calculated by the crack score calculation unit 356 to remove crack candidates containing noise elements. Remove points. The crack score history is a history in which crack scores calculated based on images of punched holes in test pieces taken over time are arranged in the order in which the images were taken. It is stored in the score storage section 343. The minimization filter receives the crack score history at the crack candidate point and outputs the minimum value from among the received crack score history. Crack candidate points for which the minimum value output from the minimization filter is less than the third threshold may be excluded as containing noise elements. The third threshold value is set for each metal material of the test piece based on the results of past hole expansion tests.

図12及び図13を参照して、ノイズ要素を含むき裂候補点を除去する方法を説明する。図12は、打ち抜き穴の画像データに基づいて算出された各き裂スコアを示すグラフである。 A method for removing crack candidate points including noise elements will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is a graph showing each crack score calculated based on the image data of the punched hole.

図12では、2つのき裂スコアが各記号で表現されているが、これらのき裂スコアは、例えば、試験片の表面に付着した油による縞模様、ダイスの材質、打ち抜き穴の形状や凹凸等により発生したノイズ要素が要因である可能性もある。そこで、き裂スコアからノイズ要素を排除するには、き裂スコアの経時的な変化を把握する必要がある。 In Figure 12, two crack scores are expressed by each symbol, and these crack scores are determined by, for example, the striped pattern caused by oil adhering to the surface of the test piece, the material of the die, the shape of the punched hole, and the irregularities. There is also a possibility that noise elements generated by etc. are the cause. Therefore, in order to eliminate noise elements from crack scores, it is necessary to understand changes in crack scores over time.

図13は、図12のグラフを時間軸に沿って少しずつずらして重ね合わせたグラフである。図13の点線は、経時的に変化するき裂スコアを示す記号を繋いだものである。候補2位の点線では、き裂スコアが急激に変化しているため、徐々に広がるき裂の伝播によりき裂スコアが増加した訳ではなく、瞬間的に出現したノイズ要素を含んでいると判断できる。他方、候補1位の点線では、き裂スコアが経時的に安定しているため、ノイズ要素を含んでいないと判断できる。したがって、ノイズ要素を含むき裂候補点を除外するには、経時的に算出された複数のき裂スコアの履歴に最小化フィルタを適用し、最小化フィルタの出力が第3の閾値を下回るき裂候補点を除外すればよい。 FIG. 13 is a graph obtained by overlapping the graph of FIG. 12 with the graphs slightly shifted along the time axis. The dotted line in FIG. 13 connects symbols indicating crack scores that change over time. In the dotted line of the second candidate, the crack score changes rapidly, so it is judged that the crack score did not increase due to the propagation of a crack that gradually spread, but that it included a noise element that appeared instantaneously. can. On the other hand, for the dotted line of the No. 1 candidate, the crack score is stable over time, so it can be determined that it does not include noise elements. Therefore, in order to exclude crack candidate points that include noise elements, a minimization filter is applied to the history of multiple crack scores calculated over time, and if the output of the minimization filter is below a third threshold, then It is sufficient to exclude fissure candidate points.

図4に戻り、き裂判定部358は、ノイズ要素除去部357でノイズ要素を含むものとして除去されなかったき裂候補点において、打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生しているかどうかを判定する。具体的には、ノイズ要素除去部357でノイズ要素を含むものとして除去されなかったき裂候補点において、き裂スコア算出部356で算出されたき裂スコアが第4の閾値以上である場合に、当該き裂スコアに対応するき裂候補点において打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生していると判定する。第4の閾値は、例えば、過去の穴広げ試験の結果等に基づいて設定される。 Returning to FIG. 4, the crack determination unit 358 penetrates the plate thickness cross section of the punched hole in the thickness direction of the plate thickness cross section at the crack candidate point that was not removed by the noise element removal unit 357 as containing a noise element. Determine whether a crack has occurred. Specifically, in a crack candidate point that was not removed by the noise element removal unit 357 as including a noise element, if the crack score calculated by the crack score calculation unit 356 is equal to or higher than the fourth threshold, It is determined that a crack that penetrates the plate thickness section of the punched hole in the thickness direction of the plate thickness section has occurred at the crack candidate point corresponding to the crack score. The fourth threshold is set, for example, based on the results of past hole expansion tests.

き裂判定部358は、打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したと判定した場合に、試験機200の押し出し機構を停止させる制御信号を出力する。また、き裂判定部358は、打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したき裂候補点の位置、き裂スコア、画像の撮影日時を出力部320に出力させると共に記憶部340に記憶させる。
以上が、き裂判定装置300のハードウェア構成である。
The crack determination unit 358 outputs a control signal to stop the extrusion mechanism of the testing machine 200 when determining that a crack has occurred that penetrates the plate thickness section of the punched hole in the thickness direction of the plate thickness section. In addition, the crack determination unit 358 outputs to the output unit 320 the position of a crack candidate point where a crack has occurred that penetrates the plate thickness cross section of the punched hole in the thickness direction of the plate thickness cross section, the crack score, and the date and time when the image was taken. It is output to the storage unit 340 and stored in the storage unit 340.
The above is the hardware configuration of the crack determination device 300.

次に、図14~図17のフローチャートを参照して、実施の形態に係るき裂判定装置300が実行するき裂判定処理の一連の流れを説明する。き裂判定処理は、試験機200における試験片のセンタリングが終了し、しわ押さえ221、222により試験片が保持された後に、パンチ210が押し込み方向への移動を開始した時点で開始される。 Next, a series of flows of crack determination processing executed by the crack determination apparatus 300 according to the embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 14 to 17. The crack determination process is started when the punch 210 starts moving in the pushing direction after the centering of the test piece in the testing machine 200 is completed and the test piece is held by the wrinkle holders 221 and 222.

まず、画像データ取得部351は、試験機200から送信され、図5(a)に示す画像データ記憶部341に記憶された試験片の画像データを取得する(ステップS1)。 First, the image data acquisition section 351 acquires the image data of the test piece transmitted from the testing machine 200 and stored in the image data storage section 341 shown in FIG. 5(a) (step S1).

次に、内周端近似円生成部352は、打ち抜き穴の内周端近似円を生成する内周端近似円生成処理を実行する(ステップS2)。以下、図15のフローチャートを参照して、ステップS2の内周端近似円生成処理の流れを説明する。 Next, the inner circumferential end approximate circle generation unit 352 executes inner circumferential end approximate circle generation processing for generating an inner circumferential end approximate circle of the punched hole (step S2). The flow of the inner circumferential end approximate circle generation process in step S2 will be described below with reference to the flowchart of FIG.

まず、内周端近似円生成部352は、パンチ210の中心点である仮想中心点から放射状に輝度の微分最大点を検索する(ステップS21)。輝度の微分最大点は、例えば、図6に示すように仮想中心点の周りに1°ピッチで放射状に検索される。 First, the inner peripheral end approximate circle generation unit 352 searches for the maximum differential point of luminance radially from the virtual center point, which is the center point of the punch 210 (step S21). The maximum differential point of luminance is searched radially around the virtual center point at a pitch of 1°, for example, as shown in FIG.

次に、内周端近似円生成部352は、仮想中心点の周りの全周で輝度の微分最大点を検索したかどうかを判定する(ステップS22)。仮想中心点の周りの全周で輝度の微分最大点を検索したと判定された場合(ステップS22;Yes)、ステップS23に処理を進める。他方、仮想中心点の周りの全周で輝度の微分最大点を検索していないと判定された場合(ステップS22;No)、ステップS21に処理を戻す。ステップS21の処理では、輝度の微分最大点の検索数等の条件を変更して輝度の微分最大点を検索する。例えば、輝度の微分最大点を周方向に0.5°ピッチで検索すればよい。 Next, the inner circumferential end approximate circle generation unit 352 determines whether the maximum differential point of luminance has been searched for the entire circumference around the virtual center point (step S22). If it is determined that the maximum differential point of brightness has been searched all around the virtual center point (step S22; Yes), the process advances to step S23. On the other hand, if it is determined that the maximum differential point of brightness has not been searched all around the virtual center point (step S22; No), the process returns to step S21. In the process of step S21, the maximum differential point of brightness is searched for by changing conditions such as the number of search points for the maximum differential point of brightness. For example, the maximum differential point of luminance may be searched at a pitch of 0.5° in the circumferential direction.

ステップS22の処理でYesの場合、内周端近似円生成部352は、輝度の微分最大点が検索された撮影画像の画素に基づいて、各輝度の微分最大点に対応する位置データ(x,y)を生成する(ステップS23)。 If Yes in the process of step S22, the inner circumferential end approximate circle generation unit 352 generates position data (x i , y i ) (step S23).

次に、内周端近似円生成部352は、ステップS23で生成された位置データ(x,y)に基づいて、内周端近似円の中心座標及び半径を算出し(ステップS24)、処理をリターンする。例えば、ステップS23で生成された360点の輝度の微分最大点の位置データ(x,y)に対して円の最小二乗法を適用することで、内周端近似円の中心座標及び半径を算出する。
以上が、内周端近似円生成処理の流れである。
Next, the inner circumferential edge approximate circle generation unit 352 calculates the center coordinates and radius of the inner circumferential edge approximate circle based on the position data (x i , y i ) generated in step S23 (step S24), Return processing. For example, by applying the circular least squares method to the position data (x i , y i ) of the 360 luminance differential maximum points generated in step S23, the center coordinates and radius of the inner edge approximate circle can be determined. Calculate.
The above is the flow of the inner circumferential end approximate circle generation process.

図14に戻り、内周端近似円生成部352は、ステップS2で算出された内周端近似円の中心座標及び半径に基づいて、内周端近似円と各輝度の微分最大点との間の径方向の平均距離を算出する(ステップS3)。例えば、内周端近似円と360点の輝度の微分最大点との間の径方向の距離をそれぞれ算出し、算出された全ての距離の平均値を算出する。 Returning to FIG. 14, the inner circumferential end approximate circle generation unit 352 calculates the distance between the inner circumferential end approximate circle and the maximum differential point of each luminance based on the center coordinates and radius of the inner circumferential end approximate circle calculated in step S2. The average distance in the radial direction is calculated (step S3). For example, the distances in the radial direction between the inner circumferential end approximate circle and the 360 maximum luminance differential points are calculated, and the average value of all the calculated distances is calculated.

次に、内周端近似円生成部352は、ステップS3で算出された平均距離が第1の閾値以下であるかどうかを判定する(ステップS4)。ステップS3で算出された平均距離が第1の閾値以下であると判定された場合(ステップS4;Yes)、処理をステップS5に進める。他方、ステップS3で算出された平均距離が第1の閾値以下でないと判定された場合(ステップS4;No)、処理をステップS2に戻す。ステップS2では、例えば、周方向のピッチを狭くすることで、輝度の微分最大点を検索するスポット数を増加させ、内周端近似円を生成する。 Next, the inner peripheral edge approximate circle generation unit 352 determines whether the average distance calculated in step S3 is less than or equal to a first threshold (step S4). If it is determined that the average distance calculated in step S3 is less than or equal to the first threshold (step S4; Yes), the process proceeds to step S5. On the other hand, if it is determined that the average distance calculated in step S3 is not less than or equal to the first threshold (step S4; No), the process returns to step S2. In step S2, for example, by narrowing the pitch in the circumferential direction, the number of spots for searching for the maximum differential point of luminance is increased, and an inner circumferential end approximate circle is generated.

ステップS4の処理でYesの場合、輝度プロファイル生成部353は、ステップS2で生成された内周端近似円より径が大きな複数の輝度トレース円を設定し、設定された輝度トレース円上をトレースしながら所定の周方向ピッチで各角度の輝度を検出することで、輝度トレース円における輝度プロファイルを生成し、輝度プロファイルを図5(b)に示す輝度プロファイル記憶部342に記憶させる(ステップS5)。具体的には、図8に示すように、輝度トレース円に対応する画素の輝度を撮影画像から読み取り、各角度に対応付けられた輝度を示す輝度プロファイルを作成する。輝度トレース円は、打ち抜き穴の撮影画像において打ち抜き穴の板厚断面上に設定され、図7に示すように内周端近似円の外側に所定の間隔、例えば、数画素分の間隔を空けて複数個設定される。 If Yes in the process of step S4, the brightness profile generation unit 353 sets a plurality of brightness trace circles having a larger diameter than the inner edge approximate circle generated in step S2, and traces on the set brightness trace circles. By detecting the brightness at each angle at a predetermined pitch in the circumferential direction, a brightness profile in the brightness tracing circle is generated, and the brightness profile is stored in the brightness profile storage unit 342 shown in FIG. 5(b) (step S5). Specifically, as shown in FIG. 8, the brightness of pixels corresponding to the brightness tracing circle is read from the captured image, and a brightness profile showing the brightness associated with each angle is created. The brightness trace circle is set on the plate thickness section of the punched hole in the photographed image of the punched hole, and is set at a predetermined interval, for example, several pixels apart, outside the inner circumferential end approximate circle, as shown in FIG. Multiple items are set.

次に、LUT変換部354は、ステップS5で生成された輝度プロファイルに対してLUT変換を行い、輝度プロファイル記憶部342に記憶させる(ステップS6)。例えば、全ての輝度プロファイルに基づいて輝度ヒストグラムを作成し、作成された輝度ヒストグラムから平均輝度を算出する。そして、図9に示すLUT変換直線で表現されるルックアップテーブルを参照して、複数の輝度プロファイルの各々について、平均輝度以上の輝度の値を平均輝度に変換する。 Next, the LUT conversion unit 354 performs LUT conversion on the brightness profile generated in step S5, and stores it in the brightness profile storage unit 342 (step S6). For example, a brightness histogram is created based on all the brightness profiles, and the average brightness is calculated from the created brightness histogram. Then, with reference to the lookup table expressed by the LUT conversion straight line shown in FIG. 9, for each of the plurality of brightness profiles, the value of brightness greater than or equal to the average brightness is converted to the average brightness.

次に、き裂顕在化部355は、ステップS6で変換された輝度プロファイルに対してき裂を顕在化させるき裂顕在化処理を実行する(ステップS7)。以下、図16のフローチャートを参照して、き裂顕在化処理の流れを説明する。 Next, the crack revealing unit 355 performs a crack revealing process to make cracks obvious on the brightness profile converted in step S6 (step S7). The flow of the crack manifestation process will be described below with reference to the flowchart of FIG. 16.

まず、き裂顕在化部355は、ステップS6でLUT変換が行われた輝度プロファイルに対してFFTを実行する(ステップS71)。例えば、図10(a)に示す輝度プロファイルに対してFFTを実行することで、輝度プロファイルの波形を図10(b)に示す周波数軸データに変換する。 First, the crack revealing unit 355 performs FFT on the luminance profile subjected to LUT conversion in step S6 (step S71). For example, by performing FFT on the brightness profile shown in FIG. 10(a), the waveform of the brightness profile is converted into frequency axis data shown in FIG. 10(b).

次に、き裂顕在化部355は、ステップS71でFFTが実行された周波数軸データの高域帯及び低域帯をカットする(ステップS72)。例えば、高域帯及び低域帯をカットするデジタルフィルタに図10(b)に示す周波数軸データを通過させ、図10(c)に示す周波数軸データを生成する。 Next, the crack revealing unit 355 cuts the high frequency band and the low frequency band of the frequency axis data subjected to the FFT in step S71 (step S72). For example, the frequency axis data shown in FIG. 10(b) is passed through a digital filter that cuts high and low bands to generate the frequency axis data shown in FIG. 10(c).

次に、き裂顕在化部355は、ステップS72で高域帯及び低域帯がカットされた周波数軸のデータに対して逆FFTを実行する(ステップS73)。例えば、図10(c)に示す周波数軸データに対して逆FFTを実行することで、図10(d)に示すように波形の全体的なノイズが低減された輝度プロファイルを得ることができる。 Next, the crack revealing unit 355 performs inverse FFT on the frequency axis data from which the high frequency band and the low frequency band were cut in step S72 (step S73). For example, by performing inverse FFT on the frequency axis data shown in FIG. 10(c), it is possible to obtain a luminance profile in which the overall noise of the waveform is reduced as shown in FIG. 10(d).

次に、き裂顕在化部355は、ステップS73で逆FFTが実行された輝度プロファイルに対して絶対値演算を実行し(ステップS74)、処理をリターンする。例えば、図10(d)に示す輝度プロファイルに対して絶対値演算を実行すると、図10(e)に示すようにき裂部位が反転し、き裂部位が顕在化された輝度プロファイルを得ることができる。なお、逆FFTが実行された輝度プロファイルに対して絶対値演算を実行するかどうかは、後述する処理を考慮して適宜選択できる。
以上が、き裂顕在化処理の流れである。
Next, the crack revealing unit 355 performs absolute value calculation on the brightness profile subjected to the inverse FFT in step S73 (step S74), and returns the process. For example, when absolute value calculation is performed on the brightness profile shown in FIG. 10(d), the crack site is reversed and a brightness profile in which the crack site is exposed is obtained as shown in FIG. 10(e). I can do it. Note that whether or not to perform absolute value calculation on the luminance profile that has been subjected to the inverse FFT can be appropriately selected in consideration of the processing described later.
The above is the flow of the crack manifestation process.

図14に戻り、ステップS7のき裂顕在化処理が終了すると、輝度プロファイル生成部353は、全ての輝度トレース円について輝度プロファイルを顕在化したかどうかを判定する(ステップS8)。例えば、図7に示すように5つの輝度トレース円C1~C5が設定されている場合、5つの輝度プロファイルが全て顕在化されたかどうかを判定する。 Returning to FIG. 14, when the crack revealing process in step S7 is completed, the brightness profile generation unit 353 determines whether the brightness profile has been revealed for all brightness tracing circles (step S8). For example, if five brightness trace circles C1 to C5 are set as shown in FIG. 7, it is determined whether all five brightness profiles have been realized.

全ての輝度トレース円について輝度プロファイルを顕在化したと判定された場合(ステップS8;Yes)、ステップS9に処理を進める。他方、輝度プロファイルを顕在化していない輝度トレース円が存在すると判定された場合(ステップS8;No)、処理をステップS7に戻す。 If it is determined that the brightness profile has been revealed for all the brightness trace circles (step S8; Yes), the process advances to step S9. On the other hand, if it is determined that there is a brightness tracing circle whose brightness profile is not revealed (step S8; No), the process returns to step S7.

ステップS8の処理でYesの場合、き裂スコア算出部356は、ステップS7の処理でき裂部位が顕在化され、同心円である複数の輝度トレースのうち最も外側にある最大の輝度トレース円に対応する輝度プロファイルからき裂候補点を検出し、検出された各き裂候補点におけるき裂スコアを算出するき裂スコア算出処理を実行する(ステップS9)。以下、図17のフローチャートを参照して、き裂スコア算出処理の流れを説明する。 In the case of Yes in the process of step S8, the crack score calculation unit 356 determines that the crack site has been revealed through the process of step S7 and corresponds to the outermost maximum brightness trace circle among the plurality of concentric brightness traces. A crack score calculation process is executed to detect crack candidate points from the brightness profile and calculate a crack score at each detected crack candidate point (step S9). The flow of the crack score calculation process will be described below with reference to the flowchart in FIG. 17.

まず、き裂スコア算出部356は、ステップS7で変換された最大の輝度トレース円に対応する輝度プロファイルにおいてき裂候補点を検索し、き裂候補点を検出したかどうかを判定する(ステップS91)。き裂候補点は、最大の輝度トレース円に対応する輝度プロファイルにおいて、ピークの波高値が第2の閾値以上となる位置であり、輝度トレース円の中心点周りの角度で表現される。き裂候補点を検出したと判定された場合(ステップS91;Yes)、ステップS92に処理を進める。他方、き裂候補点を検出していないと判定された場合(ステップS91;No)、試験片の打ち抜き穴を板厚方向に貫通するき裂が発生していないと判断できるため、図14のき裂判定処理のステップS1に処理を戻す。 First, the crack score calculation unit 356 searches for a crack candidate point in the brightness profile corresponding to the maximum brightness trace circle converted in step S7, and determines whether or not a crack candidate point is detected (step S91 ). The crack candidate point is a position where the peak wave height value is equal to or greater than the second threshold in the brightness profile corresponding to the maximum brightness trace circle, and is expressed by an angle around the center point of the brightness trace circle. If it is determined that a crack candidate point has been detected (step S91; Yes), the process advances to step S92. On the other hand, if it is determined that no crack candidate point has been detected (step S91; No), it can be determined that a crack that penetrates the punched hole in the test piece in the plate thickness direction has not occurred. The process returns to step S1 of the crack determination process.

ステップS91の処理でYesの場合、き裂スコア算出部356は、ステップS91で検索された各き裂候補点のき裂スコアを算出する(ステップS92)。例えば、最大の輝度トレース円に対応する輝度プロファイルから検出されたき裂候補点の角度と、他の輝度トレース円に対応する輝度プロファイルのピークが存在する角度との差分を算出する。次に、当該差分の絶対値が所定の値よりも小さい場合に、他の輝度トレース円に対応する輝度プロファイルのピークをき裂候補点として検出されたピークと同一のき裂を示すピークとして検出する。次に、最大の輝度トレース円に対応する輝度プロファイルのき裂候補点の輝度の値(波高値)と、他の輝度プロファイルにおけるピークの輝度の値(波高値)とを合計することにより、き裂候補点のき裂スコアを算出する。 If Yes in the process of step S91, the crack score calculation unit 356 calculates the crack score of each crack candidate point searched in step S91 (step S92). For example, the difference between the angle of the crack candidate point detected from the brightness profile corresponding to the maximum brightness trace circle and the angle at which the peak of the brightness profile corresponding to the other brightness trace circles exists is calculated. Next, if the absolute value of the difference is smaller than a predetermined value, the peak of the brightness profile corresponding to another brightness trace circle is detected as a peak indicating the same crack as the peak detected as a crack candidate point. do. Next, by summing the brightness value (crest value) of the crack candidate point in the brightness profile corresponding to the maximum brightness trace circle and the peak brightness value (crest value) in other brightness profiles, Calculate the crack score of the crack candidate point.

図11の具体例では、候補1位のき裂スコアは、L11+L21+L31+L41+L51であり、候補2位のき裂スコアは、L12+L22である。き裂スコアは、例えば、各輝度プロファイルの波高値を合計して算出されるため、打ち抜き穴の板厚断面の外周端から内周端に向かってき裂が繋がっているほど、その値が大きくなる。 In the specific example of FIG. 11, the crack score of the first candidate is L11+L21+L31+L41+L51, and the crack score of the second candidate is L12+L22. For example, the crack score is calculated by summing the wave height values of each brightness profile, so the more cracks are connected from the outer edge to the inner edge of the plate thickness section of the punched hole, the larger the value becomes. .

次に、き裂スコア算出部356は、ステップS92で算出されたき裂スコアを、試料番号、画像の撮影日時及びき裂候補点に対応付けて図5(c)のき裂スコア記憶部343に記憶させ(ステップS93)、処理をリターンする。
以上が、き裂スコア算出処理の流れである。
Next, the crack score calculation unit 356 stores the crack score calculated in step S92 in the crack score storage unit 343 in FIG. It is stored (step S93) and the process is returned.
The above is the flow of the crack score calculation process.

図14に戻り、ノイズ要素除去部357は、ステップS9のき裂スコア算出処理で順次算出され、図5(c)のき裂スコア記憶部343に記憶されたき裂スコアの履歴に対して最小化フィルタを適用することで、ノイズ要素を含むき裂候補点を除去する(ステップS10)。具体的には、打ち抜き穴の画像データ毎に算出されたき裂スコアの履歴を受け付けた最小化フィルタの出力が第3の閾値を下回るき裂候補点を、ノイズ要素を含むものとして除去すればよい。 Returning to FIG. 14, the noise element removal unit 357 minimizes the history of crack scores sequentially calculated in the crack score calculation process of step S9 and stored in the crack score storage unit 343 of FIG. 5(c). By applying a filter, crack candidate points including noise elements are removed (step S10). Specifically, crack candidate points for which the output of the minimization filter that receives the history of the crack score calculated for each image data of the punched hole is below the third threshold may be removed as including noise elements. .

次に、き裂判定部358は、ステップS10の処理でノイズ要素を含むものとして除去されなかったき裂候補点において、打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生しているかどうかを判定する(ステップS11)。具体的には、ステップS10の処理でノイズ要素を含むものとして除去されなかったき裂候補点において、ステップS9で算出されたき裂スコアが第4の閾値以上である場合に、当該き裂スコアに対応するき裂候補点において打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生していると判定する。他方、ステップS10の処理でノイズ要素を含むものとして除去されなかったき裂候補点において、ステップS9の処理で算出されたき裂スコアが第4の閾値未満である場合、又はステップS10の処理で全てのき裂候補点が除去された場合に、打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生していないと判定する。 Next, the crack determination unit 358 detects a crack that penetrates the plate thickness section of the punched hole in the thickness direction of the plate thickness section at the crack candidate point that was not removed as containing a noise element in the process of step S10. It is determined whether or not this has occurred (step S11). Specifically, if the crack score calculated in step S9 is equal to or higher than the fourth threshold in a crack candidate point that was not removed as containing a noise element in the process of step S10, the crack score corresponding to the crack score is It is determined that a crack that penetrates the plate thickness cross section of the punched hole in the thickness direction of the plate thickness cross section has occurred at the crack candidate point. On the other hand, if the crack score calculated in the process of step S9 is less than the fourth threshold in the crack candidate points that were not removed as including noise elements in the process of step S10, or if all the crack candidate points are removed in the process of step S10, When the crack candidate point is removed, it is determined that no crack has occurred that penetrates the plate thickness section of the punched hole in the thickness direction of the plate thickness section.

打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したと判定される場合(ステップS11;Yes)、ステップS12に処理を進める。他方、打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生していないと判定される場合(ステップS11;No)、ステップS1に処理を戻す。 If it is determined that a crack has occurred that penetrates the plate thickness section of the punched hole in the thickness direction of the plate thickness section (step S11; Yes), the process proceeds to step S12. On the other hand, if it is determined that no crack has occurred that penetrates the plate thickness section of the punched hole in the thickness direction of the plate thickness section (step S11; No), the process returns to step S1.

ステップS11の処理でYesの場合、き裂判定部358は、試験機200の押し出し機構を停止させる制御信号を出力する(ステップS12)。また、き裂判定部358は、打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したき裂候補点の位置、き裂スコア、画像の撮影日時等に関する情報を出力部320に出力させると共に記憶部340に記憶させ、処理を終了する。
以上が、き裂判定処理の流れである。
If Yes in the process of step S11, the crack determination unit 358 outputs a control signal to stop the extrusion mechanism of the testing machine 200 (step S12). In addition, the crack determination unit 358 obtains information regarding the position of a crack candidate point where a crack has occurred that penetrates the plate thickness section of the punched hole in the thickness direction of the plate thickness section, the crack score, the date and time of image capture, etc. It is output to the output unit 320 and stored in the storage unit 340, and the process ends.
The above is the flow of the crack determination process.

その後、試験機200は、き裂判定装置300から押し出し機構を停止させる制御信号を受け取ると、押し出し機構の動作を停止させ、図示しない計測器を用いて打ち抜き穴の内径を測定する。そして、試験機200は、測定された内径に基づいて穴広げ率を算出し、算出された穴広げ率を試験片の試料番号に対応付けてメモリに記憶させればよい。 Thereafter, upon receiving a control signal to stop the extrusion mechanism from the crack determination device 300, the testing machine 200 stops the operation of the extrusion mechanism, and measures the inner diameter of the punched hole using a measuring instrument (not shown). Then, the testing machine 200 calculates the hole expansion rate based on the measured inner diameter, and stores the calculated hole expansion rate in the memory in association with the sample number of the test piece.

以上説明したように、実施の形態に係るき裂判定装置300は、輝度プロファイルに関するデータを周波数軸データに変換するフーリエ変換を行い、フーリエ変換が行われた周波数軸データにおいて高域帯及び低域帯をカットし、高域帯及び低域帯がカットされた周波数軸データに対して逆フーリエ変換を行うき裂顕在化部355を備える。このため、打ち抜き穴の撮影画像から生成された輝度プロファイルにおいてき裂部位が顕在化され、その結果として穴広げ試験におけるき裂判定の精度を向上させることができる。 As explained above, the crack determination device 300 according to the embodiment performs Fourier transform to convert data related to a brightness profile into frequency axis data, and performs a high frequency band and a low frequency band in the frequency axis data subjected to the Fourier transform. A crack revealing unit 355 is provided which performs inverse Fourier transform on the frequency axis data from which the high frequency band and the low frequency band have been cut. Therefore, the crack site becomes apparent in the brightness profile generated from the photographed image of the punched hole, and as a result, the accuracy of crack determination in the hole expansion test can be improved.

本発明は上記の実施形態に限られず、以下に述べる変形も可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and modifications described below are also possible.

(変形例)
上記実施の形態では、内周端近似円と各輝度の微分最大点との間の径方向の平均距離を算出し、算出された平均距離が第1の閾値以下である場合に内周端近似円を生成する処理を実行していたが(ステップS3、S4)、本発明はこれに限られない。例えば、内周端近似円生成処理(ステップS2)を実行した後、ステップS3、S4を省略し、輝度プロファイルを生成する処理(ステップS5)を実行してもよい。
(Modified example)
In the above embodiment, the average distance in the radial direction between the inner edge approximation circle and the maximum differential point of each luminance is calculated, and if the calculated average distance is less than or equal to the first threshold, the inner edge approximation is performed. Although the process of generating a circle was executed (steps S3 and S4), the present invention is not limited to this. For example, after executing the inner circumferential edge approximate circle generation process (step S2), steps S3 and S4 may be omitted and the process of generating a brightness profile (step S5) may be executed.

上記実施の形態では、き裂顕在化処理(ステップS7)が実行された後にき裂スコア算出処理(ステップS9)を実行していたが、本発明はこれに限られない。例えば、き裂判定処理におけるき裂判定の精度よりも処理時間を優先させる場合には、き裂顕在化処理を実行せずにき裂スコア算出処理を実行してもよい。 In the embodiment described above, the crack score calculation process (step S9) is executed after the crack manifestation process (step S7) is executed, but the present invention is not limited to this. For example, if priority is given to the processing time over the accuracy of crack determination in the crack determination process, the crack score calculation process may be performed without performing the crack manifestation process.

具体的には、ステップS5の処理で得られたき裂プロファイルのうち、最も外側にある最大の輝度トレース円の輝度プロファイルで検出された輝度のピークが所定の閾値以下である角度をき裂候補点として検出し、最大の輝度トレース円でき裂候補点として検出されたピークの輝度の値(波高値)と、検出されたき裂候補点と同一のき裂を構成すると判断された最大の輝度トレース円以外の各輝度プロファイルにおけるピークの輝度の値(波高値)とを合計することにより、き裂候補点のき裂スコアを算出するき裂スコア算出処理を実行すればよい。 Specifically, among the crack profiles obtained in step S5, the angle at which the peak of brightness detected in the brightness profile of the outermost maximum brightness trace circle is less than or equal to a predetermined threshold is determined as a crack candidate point. The brightness value (wave height value) of the peak detected as a crack candidate point in the maximum brightness trace circle and the maximum brightness trace circle determined to constitute the same crack as the detected crack candidate point. What is necessary is just to perform the crack score calculation process which calculates the crack score of a crack candidate point by summing the value of the brightness|luminance of the peak (wave height value) in each brightness profile other than that.

最大の輝度トレース円以外の各輝度プロファイルでは、輝度の値(波高値)が所定の閾値以下の場合にピークが存在すると判断すればよい。また、最大の輝度トレース円以外の各輝度プロファイルにおけるピークの角度が、き裂候補点が存在する角度を基準にして所定の範囲内に存在する場合に、当該ピークがき裂候補点と同一のき裂を構成すると判断すればよい。 In each brightness profile other than the maximum brightness trace circle, it may be determined that a peak exists if the brightness value (crest value) is equal to or less than a predetermined threshold value. In addition, if the angle of the peak in each brightness profile other than the maximum brightness trace circle is within a predetermined range based on the angle at which the crack candidate point exists, then the peak is the same as the crack candidate point. It is only necessary to judge that it constitutes a fissure.

また、き裂スコア算出処理を実行せずに、き裂顕在化処理でき裂が顕在化された輝度プロファイルの波形を出力部320のディスプレイ321等に表示させてもよい。加えて、き裂スコア算出処理を実行せずに、き裂顕在化処理でき裂が顕在化された全ての輝度プロファイルで検出された輝度のピークがいずれも所定の閾値以上であり、かつ、それぞれの輝度のピークが所定の範囲内(例えば、10°の範囲内)に存在する場合に、打ち抜き穴の板厚断面に板厚断面における厚さ方向に貫通したき裂が発生していると判定し、試験機200の押し出し機構を停止させる制御信号を出力してもよい。 Alternatively, the waveform of the brightness profile in which cracks have been exposed through the crack revealing process may be displayed on the display 321 or the like of the output unit 320 without executing the crack score calculation process. In addition, without executing the crack score calculation process, all of the brightness peaks detected in all the brightness profiles in which cracks have been exposed by the crack revealing process are equal to or higher than a predetermined threshold, and If the peak of the brightness exists within a predetermined range (for example, within a range of 10 degrees), it is determined that a crack that penetrates through the thickness direction of the plate thickness cross section of the punched hole has occurred in the plate thickness cross section. However, a control signal for stopping the extrusion mechanism of the testing machine 200 may be output.

上記実施の形態では、き裂スコア算出処理(ステップS9)が実行された後にノイズ要素を除去する処理(ステップS10)を実行していたが、本発明はこれに限られない。例えば、試験片を構成する金属材料の種類によっては、ノイズが発生する可能性が低いため、ステップS10の処理を省略してもよい。 In the embodiment described above, the noise element removal process (step S10) is executed after the crack score calculation process (step S9) is executed, but the present invention is not limited to this. For example, depending on the type of metal material constituting the test piece, there is a low possibility that noise will occur, so the process in step S10 may be omitted.

上記実施の形態では、き裂判定装置300の記憶部340に各種データが記憶されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、各種データは、その全部又は一部が通信ネットワークを介して外部のサーバやコンピュータ等に記憶されていてもよい。 In the embodiment described above, various data are stored in the storage unit 340 of the crack determination device 300, but the present invention is not limited thereto. For example, all or part of various data may be stored in an external server, computer, etc. via a communication network.

上記実施の形態では、き裂判定装置300は、それぞれ記憶部340に記憶されたプログラムに基づいて動作していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、プログラムにより実現された機能的な構成をハードウェアにより実現してもよい。 In the above embodiment, the crack determination apparatus 300 operates based on the programs stored in the storage unit 340, but the present invention is not limited thereto. For example, a functional configuration realized by a program may be realized by hardware.

上記実施の形態では、き裂判定装置300は、例えば、専用のシステムであったが、本発明はこれに限られない。例えば、き裂判定装置300は、汎用コンピュータで実現してもよく、クラウド上に設けられたコンピュータであってもよい。 In the above embodiment, the crack determination device 300 is, for example, a dedicated system, but the present invention is not limited to this. For example, the crack determination device 300 may be realized by a general-purpose computer, or may be a computer provided on a cloud.

上記実施の形態では、き裂判定装置300が実行する処理は、上述の物理的な構成を備える装置が記憶部340に記憶されたプログラムを実行することによって実現されていたが、本発明は、プログラムとして実現されてもよく、そのプログラムが記録された記憶媒体として実現されてもよい。 In the embodiment described above, the process executed by the crack determination device 300 is realized by the device having the above-described physical configuration executing the program stored in the storage unit 340. It may be realized as a program, or it may be realized as a storage medium on which the program is recorded.

また、上述の処理動作を実行させるためのプログラムを、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disk Read-Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、MO(Magneto-Optical Disk)等のコンピュータにより読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理動作を実行する装置を構成してもよい。 In addition, the program for executing the above processing operations can be read by a computer such as a flexible disk, CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), DVD (Digital Versatile Disk), MO (Magneto-Optical Disk), etc. By storing and distributing the program in a non-transitory recording medium and installing the program on a computer, an apparatus that executes the above-described processing operations may be configured.

上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。 The above-mentioned embodiments are illustrative, and the present invention is not limited thereto, and various embodiments are possible without departing from the spirit of the invention described in the claims. The components described in each embodiment and modification example can be freely combined. Furthermore, inventions equivalent to the inventions described in the claims are also included in the present invention.

1 穴広げ試験装置
100 試験片搬送機
110 供給ストッカ
120 搬送ロボット
130 回収ストッカ
200 試験機
210 パンチ
220 ダイス
221,222 しわ押さえ
221a、222a 貫通孔
230 カメラ
300 き裂判定装置
300A 操作制御盤
300B 試験機制御盤
300C 自動信号処理盤
310 操作部
320 出力部
321 ディスプレイ
322 プリンタ
330 通信部
340 記憶部
341 画像データ記憶部
342 輝度プロファイル記憶部
343 き裂スコア記憶部
350 制御部
351 画像データ取得部
352 内周端近似円生成部
353 輝度プロファイル生成部
354 LUT変換部
355 き裂顕在化部
356 き裂スコア算出部
357 ノイズ要素除去部
358 き裂判定部

1 Hole expansion test device 100 Test piece transporter 110 Supply stocker 120 Transport robot 130 Collection stocker 200 Testing machine 210 Punch 220 Dies 221, 222 Wrinkle retainer 221a, 222a Through hole 230 Camera 300 Crack determination device 300A Operation control panel 300B Testing machine Control panel 300C Automatic signal processing panel 310 Operation section 320 Output section 321 Display 322 Printer 330 Communication section 340 Storage section 341 Image data storage section 342 Brightness profile storage section 343 Crack score storage section 350 Control section 351 Image data acquisition section 352 Inner circumference End approximate circle generation unit 353 Brightness profile generation unit 354 LUT conversion unit 355 Crack manifestation unit 356 Crack score calculation unit 357 Noise element removal unit 358 Crack determination unit

Claims (7)

穴広げ試験における試験片の打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したことを判定するき裂判定装置であって、
穴広げ試験機のパンチにより押し広げられる試験片の打ち抜き穴を前記パンチの押し込み方向に対向する向きに撮影することで生成された画像データを取得する取得部と、
前記取得部により取得された画像データに基づいて、試験片の打ち抜き穴の板厚断面に設定された輝度トレース円上の輝度を示す輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成部と、
前記輝度プロファイル生成部により生成された輝度プロファイルに関するデータを周波数軸データに変換するフーリエ変換を行い、フーリエ変換が行われた周波数軸データにおいて高域帯及び低域帯をカットし、高域帯及び低域帯がカットされた周波数軸データに対して逆フーリエ変換を行うき裂顕在化処理を実行するき裂顕在化部と、
を備えるき裂判定装置。
A crack determination device that determines that a crack has occurred that penetrates a punched hole of a test piece in the thickness direction of the plate thickness cross section in a hole expansion test, comprising:
an acquisition unit that acquires image data generated by photographing a punched hole in a test piece that is expanded by a punch of a hole expansion tester in a direction opposite to the pushing direction of the punch;
a brightness profile generation unit that generates a brightness profile indicating the brightness on a brightness trace circle set in the plate thickness cross section of the punched hole of the test piece, based on the image data acquired by the acquisition unit;
A Fourier transform is performed to convert the data related to the brightness profile generated by the brightness profile generation unit into frequency axis data, and the high band and low band are cut in the frequency axis data subjected to the Fourier transform. a crack revealing section that performs a crack revealing process that performs inverse Fourier transform on the frequency axis data from which the low frequency band has been cut;
A crack detection device equipped with.
前記低域帯は、第1の周波数閾値よりも小さな周波数を含む帯域であり、
前記高域帯は、前記第1の周波数閾値よりも大きな第2の周波数閾値よりも大きな周波数を含む帯域であり、
前記第1の周波数閾値及び前記第2の周波数閾値は、穴広げ試験が実施される試験片の金属材料毎に設定されている、
請求項1に記載のき裂判定装置。
The low band is a band including a frequency smaller than a first frequency threshold,
The high band is a band that includes a frequency larger than a second frequency threshold that is larger than the first frequency threshold,
The first frequency threshold and the second frequency threshold are set for each metal material of the test piece on which the hole expansion test is performed.
The crack determination device according to claim 1.
前記輝度プロファイル生成部は、輝度トレース円上の輝度と、当該輝度トレース円上における前記輝度の位置とを対応付けた輝度プロファイルを生成する、
請求項1又は2に記載のき裂判定装置。
The brightness profile generation unit generates a brightness profile that associates brightness on a brightness trace circle with a position of the brightness on the brightness trace circle.
The crack determination device according to claim 1 or 2.
前記輝度プロファイル生成部は、設定された複数の輝度トレース円に対応する複数の輝度プロファイルを生成し、
前記複数の輝度プロファイルに基づいて平均輝度を算出し、前記複数の輝度プロファイルの各々について、前記平均輝度以上の輝度の値を前記平均輝度に変換するLUT変換部をさらに備え、
前記き裂顕在化部は、前記LUT変換部において輝度の値が変換された輝度プロファイルを、前記輝度プロファイルに関するデータとして前記き裂顕在化処理を実行する、
請求項1から3のいずれか1項に記載のき裂判定装置。
The brightness profile generation unit generates a plurality of brightness profiles corresponding to the plurality of set brightness trace circles,
Further comprising an LUT conversion unit that calculates an average brightness based on the plurality of brightness profiles, and converts a value of brightness equal to or higher than the average brightness to the average brightness for each of the plurality of brightness profiles,
The crack revealing unit executes the crack revealing process using a brightness profile whose brightness value has been converted in the LUT converting unit as data regarding the brightness profile.
The crack determination device according to any one of claims 1 to 3.
前記取得部により取得された画像データに基づいて、打ち抜き穴の内周端に近似した内周端近似円を生成する内周端近似円生成部をさらに備え、
前記輝度プロファイル生成部は、前記内周端近似円生成部により生成された内周端近似円と中心点が同一であって、内周端近似円に対して所定の長さだけ径を大きく設定された輝度トレース円上の輝度を示す輝度プロファイルを生成する、
請求項1から4のいずれか1項に記載のき裂判定装置。
further comprising an inner circumferential edge approximate circle generation unit that generates an inner circumferential edge approximate circle that approximates the inner circumferential edge of the punched hole based on the image data acquired by the acquisition unit,
The brightness profile generation section has the same center point as the inner edge approximate circle generated by the inner edge edge approximate circle generator, and sets a diameter larger than the inner edge edge approximation circle by a predetermined length. generate a brightness profile showing the brightness on the brightness trace circle,
The crack determination device according to any one of claims 1 to 4.
穴広げ試験における試験片の打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したことを判定するき裂判定方法であって、
穴広げ試験機のパンチにより押し広げられる試験片の打ち抜き穴を前記パンチの押し込み方向に対向する向きに撮影することで生成された画像データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにより取得された画像データに基づいて、試験片の打ち抜き穴の板厚断面に設定された輝度トレース円上の輝度を示す輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成ステップと、
前記輝度プロファイル生成ステップにより生成された輝度プロファイルに関するデータを周波数軸データに変換するフーリエ変換を行い、フーリエ変換が行われた周波数軸データにおいて高域帯及び低域帯をカットし、高域帯及び低域帯がカットされた周波数軸データに対して逆フーリエ変換を行うき裂顕在化処理を実行するき裂顕在化ステップと、
を含むき裂判定方法。
A crack determination method for determining that a crack has occurred that penetrates a punched hole of a test piece in the thickness direction of the plate thickness cross section in a hole expansion test, the method comprising:
an acquisition step of acquiring image data generated by photographing a punched hole of a test piece that is expanded by a punch of a hole expansion tester in a direction opposite to the pushing direction of the punch;
a brightness profile generation step of generating a brightness profile indicating the brightness on a brightness trace circle set in the plate thickness cross section of the punched hole of the test piece, based on the image data acquired in the acquisition step;
A Fourier transform is performed to convert the data related to the brightness profile generated in the brightness profile generation step into frequency axis data, and the high band and low band are cut in the frequency axis data subjected to the Fourier transform. a crack revealing step of performing a crack revealing process of performing inverse Fourier transform on the frequency axis data with the low frequency band cut;
Crack detection method including
コンピュータを、
穴広げ試験における試験片の打ち抜き穴の板厚断面を板厚断面における厚さ方向に貫通するき裂が発生したことを判定するき裂判定装置として機能させるためのプログラムであって、
穴広げ試験機のパンチにより押し広げられる試験片の打ち抜き穴を前記パンチの押し込み方向に対向する向きに撮影することで生成された画像データを取得する取得手段、
前記取得手段により取得された画像データに基づいて、試験片の打ち抜き穴の板厚断面に設定された輝度トレース円上の輝度を示す輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成手段、
前記輝度プロファイル生成手段により生成された輝度プロファイルに関するデータを周波数軸データに変換するフーリエ変換を行い、フーリエ変換が行われた周波数軸データにおいて高域帯及び低域帯をカットし、高域帯及び低域帯がカットされた周波数軸データに対して逆フーリエ変換を行うき裂顕在化処理を実行するき裂顕在化手段、
として機能させるためのプログラム。
computer,
A program for functioning as a crack determination device that determines that a crack has occurred that penetrates a punched hole of a test piece in the thickness direction of the plate thickness cross section in a hole expansion test, the program comprising:
Acquisition means for acquiring image data generated by photographing a punched hole in a test piece that is expanded by a punch of a hole expansion tester in a direction opposite to the pushing direction of the punch;
Brightness profile generation means for generating a brightness profile indicating the brightness on a brightness trace circle set in the plate thickness cross section of the punched hole of the test piece, based on the image data acquired by the acquisition means;
A Fourier transform is performed to convert the data related to the brightness profile generated by the brightness profile generating means into frequency axis data, and the high band and low band are cut in the frequency axis data subjected to the Fourier transform. a crack revealing means that performs a crack revealing process of performing inverse Fourier transform on the frequency axis data from which the low frequency band has been cut;
A program to function as
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