JP7486672B2 - Inspection device, inspection system, inspection method, and inspection program - Google Patents
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Description
本開示は、検査装置、検査システム、検査方法、及び検査プログラムに関する。 The present disclosure relates to an inspection apparatus, an inspection system, an inspection method, and an inspection program.
特許文献1は、加振された検査対象の振動強度を計測し、計測データを解析することで、検査対象にひび割れ等の構造上の異常が有るか無いか(すなわち、構造上の異常の有無)を診断する装置を開示している。この装置は、加振された検査対象の周波数ごとの振動強度を計測して複数の振動ピークの周波数を検出し、検出された周波数と、正常と確認された基準対象物について予め検出した複数の振動ピークの周波数との間の相関係数を算出し、この相関係数に基づいて検査対象の構造上の異常の有無を診断する。
しかしながら、上記従来の装置は、基準対象物の複数の振動ピークと検査対象の複数の振動ピークとを用いて異常の有無を診断しているので、複数の振動ピークの周波数の間隔が狭い場合又は計測された振動強度に雑音成分が含まれている場合に、構造上の異常の有無の診断精度が悪化するという問題がある。However, the above-mentioned conventional devices diagnose the presence or absence of abnormalities using multiple vibration peaks of a reference object and multiple vibration peaks of the object being inspected, which results in a problem that the accuracy of diagnosing the presence or absence of structural abnormalities deteriorates when the frequency interval between the multiple vibration peaks is narrow or when the measured vibration intensity contains noise components.
本開示は、検査対象の異常の有無を高い診断精度で検査することを可能にする検査装置、検査システム、検査方法、及び検査プログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide an inspection device, an inspection system, an inspection method, and an inspection program that enable the presence or absence of abnormalities in an object to be inspected with high diagnostic accuracy.
本開示の検査装置は、加振部によって加振された物体の振動を検出して前記振動の計測値を出力する振動検出部から、前記物体としてのN個(Nは3以上の整数)の検査対象の各々について、前記振動の周波数ごとの前記計測値を計測データとして収集するデータ収集部と、前記N個の検査対象のうちの2個の検査対象の組合せの各々について前記計測データの類似度を算出し、前記N個の検査対象の各々について前記類似度の統計量である評価値を算出するデータ解析部と、前記N個の検査対象の各々の前記評価値を互いに比較し、前記比較の結果に基づいて前記N個の検査対象の各々に異常が有るか無いかを診断する診断部と、を有することを特徴とする。The inspection device disclosed herein is characterized by having a data collection unit that collects, as measurement data, the measurement values for each vibration frequency for N inspection targets (N is an integer equal to or greater than 3) as the object from a vibration detection unit that detects vibrations of an object excited by a vibration unit and outputs measurement values of the vibrations; a data analysis unit that calculates the similarity of the measurement data for each combination of two inspection targets among the N inspection targets and calculates an evaluation value, which is a statistic of the similarity, for each of the N inspection targets; and a diagnosis unit that compares the evaluation values of the N inspection targets with each other and diagnoses whether or not each of the N inspection targets has an abnormality based on the results of the comparison.
本開示の検査方法は、加振部によって加振された物体の振動を検出して前記振動の計測値を出力する振動検出部から、前記物体としてのN個(Nは3以上の整数)の検査対象の各々について、前記振動の周波数ごとの前記計測値を計測データとして収集するステップと、前記N個の検査対象のうちの2個の検査対象の前記計測データの類似度を算出する処理を、前記N個の検査対象のうちの2個の検査対象の組合せの各々について実行し、前記N個の検査対象の各々について前記類似度の統計量である評価値を算出するステップと、前記N個の検査対象の各々の前記評価値を互いに比較し、前記比較の結果に基づいて前記N個の検査対象の各々に異常が有るか無いかの診断を行うステップとを有することを特徴とする。The inspection method disclosed herein is characterized by comprising the steps of: collecting, as measurement data, the measurement values for each vibration frequency for N inspection objects (N is an integer equal to or greater than 3) from a vibration detection unit that detects vibrations of an object excited by a vibration unit and outputs measurement values of the vibrations; performing a process of calculating the similarity of the measurement data for two of the N inspection objects for each combination of two of the N inspection objects, and calculating an evaluation value, which is a statistic of the similarity, for each of the N inspection objects; and comparing the evaluation values of the N inspection objects with each other and diagnosing whether or not each of the N inspection objects has an abnormality based on the result of the comparison.
本開示によれば、検査対象の異常の有無を高い診断精度で検査することができる。 According to the present disclosure, it is possible to test for the presence or absence of abnormalities in the test subject with high diagnostic accuracy.
以下に、実施の形態に係る検査装置、検査システム、検査方法、及び検査プログラムを、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。なお、各図において、同じ又は同様の構成には、同じ符号が付されている。 Below, an inspection device, an inspection system, an inspection method, and an inspection program according to embodiments will be described with reference to the drawings. The following embodiments are merely examples, and it is possible to combine the embodiments as appropriate and to modify each embodiment as appropriate. Note that in each figure, the same or similar configurations are given the same reference numerals.
《1》実施の形態1
《1-1》構成
図1は、実施の形態1に係る検査装置11及び検査システム1の構成を示す概略図である。図1に示されるように、検査システム1は、加振部21と、振動検出部31と、検査装置11とを有している。検査装置11は、データ収集部41と、データ解析部51と、診断部61とを有している。検査装置11は、実施の形態1に係る検査方法を実施することができる装置である。検査装置11は、物体としての検査対象100に異常が有るか無いか(すなわち、異常の有無)の検査を実行する。異常の有無の検査は、主に、構造上の異常の有無の検査である。構造上の異常は、例えば、検査対象100の亀裂又はひび割れ(すなわち、クラック)、検査対象100の一部の欠損、検査対象100の変形、及び、検査対象100を構成する部品の不完全な取り付け、などである。
<<1>> First embodiment
1-1 Configuration FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an
加振部21は、加振器21aを有している。加振器21aは、例えば、検査対象100を1kHz以上の周波数で加振することができる圧電素子などで構成される。加振器21aは、例えば、検査対象100に接触して検査対象100を加振する。The
振動検出部31は、振動検出器31aを有している。振動検出部31は、例えば、検査対象100の1kHz以上の周波数の振動を検出することができる圧電素子などで構成される。振動検出器31aは、検査対象100に接触して検査対象100の振動を計測する。The
データ収集部41は、加振部21によって加振された物体の振動を検出して振動の計測値を出力する振動検出部31から、物体としてのN個(Nは3以上の整数)の検査対象の各々について、振動の周波数ごとの計測値を計測データとして収集する。計測データは、計測結果ともいう。データ収集部41は、振動検出部31が検出した振動強度に関する計測データを収集する。The
データ解析部51は、N個の検査対象のうちの2個の検査対象の計測データの相関係数を算出する処理を、N個の検査対象のうちの2個の検査対象の組合せの各々について実行し、N個の検査対象の各々について相関係数の総和又は平均である評価値を算出する。実施の形態1では、データ解析部51は、N個の検査対象の計測データとの相関係数の平均を算出する。The
診断部61は、N個の検査対象の各々の評価値を互いに比較し、比較の結果に基づいてN個の検査対象の各々に異常が有るか無いかの診断(例えば、構造上の異常の有無の診断)を行う。つまり、診断部61は、データ解析部51が算出した各検査対象における相関係数の総和又は平均を比較分析して、検査対象ごとの異常の有無を診断し、その結果を出力する。The
検査装置11は、例えば、処理回路によって構成される。処理回路は、メモリに記憶されたソフトウェアとしてのプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサなどにより構成されてもよい。プロセッサは、システムLSIなどの処理回路であってもよい。また、複数のプロセッサ、及び複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。The
《1-2》動作
検査対象は、3個以上であればよいが、実施の形態1では、一例として検査対象が4個であるときの例について説明する。各検査対象は、同じ設計で製作された部品(すなわち、物品)であり、検査対象#1、検査対象#2、検査対象#3、検査対象#4と表記される。検査対象#1~#3は、正常品(例えば、構造上の異常が無い商品)であり、検査対象#4が異常品(例えば、構造上の異常が有る商品)である。異常品は、例えば、経年劣化等によって、数百μmから数mmオーダ以上のひび割れが発生した検査対象である。
<<1-2>> Operation The number of inspection objects may be three or more, but in the first embodiment, an example in which the number of inspection objects is four will be described as an example. The inspection objects are parts (i.e., objects) manufactured with the same design, and are represented as
加振部21は、各検査対象を1kHz以上において予め定められた周波数帯域で加振する。検査対象#1~#4に対して同じ位置であれば、加振する位置は特に限定されない。ただし、検査対象によって、正常品と異常品との間で相関係数の差が顕著に表れる加振位置があれば、その位置に加振することが望ましい。The
振動検出部31は、各検査対象を加振したときの振動強度を検出する。データ収集部41は、振動検出部31が検出した振動強度を計測データとして収集する。The
図2(A)から(D)は、実施の形態1に係る検査装置11のデータ収集部41によって収集された検査対象#1~#4の計測データ201~204の例を周波数・振動強度特性として示す図である。図2(A)から(C)に示されるように、正常品である検査対象#1~#3の計測データ201~203は、概ね同じ傾向を示している。一方で、図2(D)に示されるように、異常品である検査対象#4の計測データ204は、検査対象#1~#3の計測データ201~203と比較して、振動ピークの周波数又は振動ピークの数が異なっている。
Figures 2 (A) to (D) are diagrams showing examples of
データ解析部51は、データ収集部41が収集した計測データ201~204の解析を行う。データ解析部51は、検査対象#1~#4の計測データ201~204のそれぞれに関して、他の検査対象の計測データとの相関係数を算出し、その相関係数の平均を算出する。実施の形態では、相関係数rとして、以下の式(1)に示される、ピアソンの積率相関係数が用いられている。The
式(1)において、A、Bは、2個の検査対象を表し、Ai、Biは、それぞれ周波数iにおけるデータ収集部41が収集した計測データである。周波数の範囲は、計測データの周波数帯域において任意の範囲である。また、Aaveは、上記周波数の範囲におけるAiの平均値であり、Baveは、上記周波数の範囲におけるBiの平均値である。
In formula (1), A and B represent two test objects, and A i and B i are measurement data collected by the
図3は、実施の形態1に係る検査装置11のデータ解析部51によって行われる処理を示す図である。データ解析部51は、検査対象#1の計測データ201に対する、検査対象#2~#4の計測データ202~204の相関係数を算出し、算出された相関係数は、それぞれ0.99、0.98、0.60となる。また、その平均は、0.86となる。データ解析部51は、検査対象#1以外の検査対象についても同じ処理を行う。正常品である検査対象#1~#3に関する相関係数の平均は、0.83~0.86の範囲にある一方で、異常品である検査対象#4に関する相関係数の平均は、0.59となり、検査対象#1~#3に関する相関係数の平均と大きく異なる。
Figure 3 is a diagram showing the processing performed by the
図4は、図3に示される相関係数の平均と度数との関係を示す度数分布図である。診断部61は、データ解析部51の解析結果を元に検査対象の異常の有無を診断し、その診断結果を出力する。図4においては、分布の幅を0.1としている。なお、分布の幅は、他の値であってもよい。正常品である検査対象#1~#3に関する相関係数の平均は、0.8~0.9の度数402に属している。一方で、異常品である検査対象#4に関する相関係数の平均は、0.5~0.6の度数401に属している。検査対象#1~#4に関する相関係数の平均の分布において、異常品である検査対象#4に関する相関係数の平均が外れ値となっている。したがって、ミーンシフト法又は階層的クラスタリングなどのクラスタリングに関する手法などによって検査対象#4の平均を外れ値として検出することが可能である。外れ値として検出した検査対象#4は、異常と判定される。一方で、検査対象#1~#3は、同様の位置に分布しているため、正常品として判定する。以上の結果を異常の有無の診断結果として出力する。なお、全ての検査対象が正常品である場合は、全て度数がほぼ同じ位置に分布するため、クラスタリングによって同一のクラスとなり、全ての検査対象を正常品として判定される。
Figure 4 is a frequency distribution diagram showing the relationship between the average and frequency of the correlation coefficients shown in Figure 3. The
図5は、実施の形態1に係る検査装置11の動作を示すフローチャートである。データ収集部41は、加振部21によって加振された物体の振動を検出して振動の計測値を出力する振動検出部31から、物体としてのN個(Nは3以上の整数)の検査対象の各々について、振動の周波数ごとの計測値を計測データとして収集する(ステップS1)。データ解析部51は、N個の検査対象のうちの2個の検査対象の組合せの各々について計測データの相関係数を算出し、N個の検査対象の各々について相関係数の総和又は平均である評価値を算出する(ステップS2)。診断部61は、N個の検査対象の各々の評価値を互いに比較し、比較の結果に基づいてN個の検査対象の各々に異常が有るか無いかを診断する(ステップS3)。
Figure 5 is a flowchart showing the operation of the
《1-3》効果
実施の形態1に係る検査装置又は検査方法では、各検査対象の計測データに関する相関係数を算出するため、各振動ピークの周波数を算出する必要がない。したがって、各振動ピークの周波数の間隔が狭い場合又は計測データに雑音が含まれる場合においても高い診断精度を維持することができる。
In the inspection device or inspection method according to the first embodiment, it is not necessary to calculate the frequency of each vibration peak because the correlation coefficient for the measurement data of each inspection target is calculated. Therefore, high diagnostic accuracy can be maintained even when the frequency interval of each vibration peak is narrow or the measurement data contains noise.
また、実施の形態1に係る検査装置又は検査方法では、多数が正常である検査対象の場合、正常な検査対象に関する相関係数の平均は、大きくなる。一方で、異常な検査対象に関する相関係数の平均は、小さくなる。そのため、予め正常と確認された対象物が無い場合であっても、各検査対象に関する相関係数の平均から外れ値の有無を判定することで、異常の有無の診断を行うことができる。
Furthermore, in the inspection device or inspection method according to
また、実施の形態1に係る検査装置又は検査方法では、振動検出部31が検出する検査対象の振動の周波数を1kHz以上の予め定められた周波数帯域とすることが望ましい。この場合には、以下の第1から第3の効果が得られる。In addition, in the inspection device or inspection method according to the first embodiment, it is desirable to set the frequency of the vibration of the inspection target detected by the
第1の効果は、数kHz以上の振動を検出することによって、数百μmから数mmオーダのひび割れの検出が可能となることである。このことは、例えば、以下の非特許文献1に記載されている。The first effect is that by detecting vibrations of several kHz or more, it becomes possible to detect cracks on the order of several hundred μm to several mm. This is described, for example, in the following
第2の効果は、予めひび割れによる応答変化が大きい周波数帯域が明らかになっている場合、数kHz以上の周波数帯域の振動を検出することで診断精度を向上させることができることである。第3の効果は、ひび割れの検出にあまり適していない1kHz未満の周波数を検出しないことで振動雑音比を向上させることができることである。The second effect is that when the frequency band in which the response change due to cracks is large is known in advance, the diagnostic accuracy can be improved by detecting vibrations in a frequency band of several kHz or more. The third effect is that the vibration-to-noise ratio can be improved by not detecting frequencies below 1 kHz, which are not very suitable for crack detection.
加振器21aと振動検出器31aに圧電素子を用いることで、数kHz以上での高周波数での加振が実現し、数mmオーダ以下のひび割れの検出が可能となる。また、信号発生器等を用いることで加振力が安定するため、一般に加振力の安定性が低い打音検査などと比較して、計測精度の向上が可能となる。By using piezoelectric elements for the
また、実施の形態1に係る検査装置又は検査方法は、発電機の回転子ウェッジを点検する技術などの機械の狭小なスペース内に設置されている部品を点検する場合において、超音波探傷によって部品の異常の有無を診断する、非特許文献2に記載の技術と比較して、以下の第4から第6の効果を有する。In addition, the inspection device or inspection method according to
まず、第4の効果について説明する。超音波探傷では、検査対象である部品の各位置を全て計測する必要があり、検査時間が長くなるという問題がある。一方で、実施の形態1に係る検査装置又は検査方法を用いれば、部品単位の点検が可能であるため、点検時間を短縮することができる。
First, the fourth effect will be explained. In ultrasonic flaw detection, it is necessary to measure every position of the part to be inspected, which results in a problem of long inspection time. On the other hand, by using the inspection device or inspection method according to
次に、第5の効果について説明する。超音波探傷に用いる超音波センサの厚さは、一般に数十mm以上であるため、超音波センサの厚さと同等程度又はそれ未満の隙間しかないスペースでは、超音波センサによって検査することができないという問題がある。一方、実施の形態1に係る検査装置又は検査方法は、圧電素子を用いることができ、その厚さは、数mm以下であるため、より多くの検査対象に適用することができる。
Next, the fifth effect will be described. The ultrasonic sensor used for ultrasonic flaw detection is generally several tens of millimeters thick or more, and therefore there is a problem that the ultrasonic sensor cannot be used to inspect spaces that have gaps equal to or less than the thickness of the ultrasonic sensor. On the other hand, the inspection device or inspection method according to
次に、第6の効果について説明する。超音波探傷において、検査対象が粉塵等で汚れている場合、センサと検査対象との間で超音波が大きく減衰し、検査精度が悪化する恐れがある。一方、実施の形態1に係る検査装置又は検査方法は、検査対象を圧電素子によって加振させる測定原理において、粉塵の有無は、検査精度に影響を与えない。したがって、検査対象が粉塵等で汚れている場合であっても高い検査精度を維持することができる。
Next, the sixth effect will be explained. In ultrasonic flaw detection, if the test object is contaminated with dust or the like, ultrasonic waves are significantly attenuated between the sensor and the test object, which may result in a deterioration in test accuracy. On the other hand, in the test device or test method according to
《1-4》変形例
図6は、実施の形態1に係る検査システム1の加振部21と振動検出部31とを移動体71に搭載した例を示す図である。検査システム1は、加振部21、振動検出部31を移動ロボットなどの移動体71に搭載し、遠隔で計測することができるものでであってもよい。以上の構成によって、人では、アクセスすることのできない場所における検査を実現することができる。また、移動体による自動検査を行うことで、省人化を実現することができる。
<<1-4>> Modifications Fig. 6 is a diagram showing an example in which the
発電機の回転子ウェッジを点検する技術などにおいて、移動体を挿入可能な隙間は、100mm程度以下である。したがって、加振部21と振動検出部31の厚さを100mm以下とすることで回転子ウェッジを点検可能な構成を実現できる。In technology for inspecting the rotor wedge of a generator, the gap into which a moving body can be inserted is approximately 100 mm or less. Therefore, by making the thickness of the
なお、データ解析部51は、各検査対象の計測データとの相関係数は、予め定められた複数の周波数範囲のそれぞれにおいて算出した相関係数の平均としてもよい。他の振動モードと比較して卓越して振動強度の大きい振動モードが存在する場合、相関係数は、この振動モードの影響を大きく受け、その他の振動モードに異常の有無による応答変化が生じても影響を受けにくいという問題がある。そこで、複数の周波数帯域毎に相関係数を算出することで、振動モードの振動強度が大きい周波数帯域と、小さい帯域のそれぞれにおいて規格化された相関係数の算出ができる。このため、各振動モードの振動強度によらず影響を均等にした相関係数を算出することができる。
The
なお、振動検出部31が検出する情報は、振動強度でなく、加振部21が検査対象を加振する信号の位相と振動検出部31が検出する振動の位相の差など、位相に関する情報でもよい。また、振動検出部31が検出する情報は、振動強度と加振部21が検査対象を加振する信号の位相又は振動検出部31が検出する振動の位相の差とを組合せた情報であってもよい。The information detected by the
また、データ解析部51は、N個の検査対象のうちの2個の検査対象の計測データの相関係数を算出する処理を、N個の検査対象のうちの2個の検査対象のすべてではなく、検査対象の各々に実行する形としてもよい。
In addition, the
なお、データ解析部51は、相関係数ではなく、その他の類似度を算出するものであってもよい。例えば、データ解析部51は、計測データ201~204の各周波数の振動強度を各次元の長さとして算出したユークリッド距離を使用してもよい。類似度は、相関係数又はユークリッド距離である。
The
また、データ解析部51は、類似度の平均でなく、総和、中央値、トリム平均などのその他の統計量を算出するものであってもよい。
In addition, the
つまり、データ解析部51は、N個の検査対象のうちの2個の検査対象の計測データの類似度を算出する処理を、N個の検査対象のうちの2個の検査対象の組合せの各々について実行し、N個の検査対象の各々について類似度の統計量である評価値を算出する。In other words, the
なお、診断部61は、クラスタリングによって異常の有無を診断するのでなく、閾値判定によって異常の有無の診断を行ってもよい。In addition, the
また、加振器21aは、ハンマーなどの検査対象に打撃を与えるものとして、また振動検出器31aをマイクロフォンなどの振動を検出し各周波数の振動強度を計測する構成であってもよい。
In addition, the
また、加振器21aとしては、動電式加振器などを用いてもよい。
In addition, an electrodynamic vibrator or the like may be used as the
また、振動検出器31aは、加速度センサなどを用いてもよい。また、加振器21aは、接触して検査対象を加振するものではなく、レーザなどによって非接触に加振するものであってもよい。また、振動検出器31aについても接触して検査対象の振動を検出するものではなく、レーザなどによって非接触に振動を検出するものでよい。
The
《2》実施の形態2
《2-1》構成
図7は、実施の形態2に係る検査装置12及び検査システム2の構成を示す概略図である。図7に示されるように、検査システム2は、加振部22と、振動検出部31と、検査装置12とを有している。検査装置12は、データ収集部42と、データ解析部52と、診断部62とを有している。検査装置12は、実施の形態2に係る検査方法を実施することができる装置である。検査装置12は、検査対象の異常の有無を診断する。
<<2>> Second embodiment
<<2-1>> Configuration Fig. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the inspection device 12 and the
加振部22は、複数の加振器を有している。実施の形態2では、加振部22が2個の加振器22a、22bを有している場合を説明する。2個の加振器22a、22bは、検査対象100の異なる位置を加振する。The
実施の形態2における振動検出部31は、実施の形態1に記載のものと同じである。
The
データ収集部42は、加振器22aが検査対象を加振した場合及び加振器22bが検査対象を加振した場合のそれぞれにおいて、振動検出部31が検出した振動強度に関する計測データを収集する。The
データ解析部52は、加振器22aが検査対象を加振した場合及び加振器22bが検査対象を加振した場合のそれぞれにおいて計測された、3個以上の検査対象の計測データに関して、他の検査対象の計測データとの相関係数を算出し、その相関係数の平均を算出する。The
診断部62は、加振器22aが検査対象を加振した場合及び加振器22bが検査対象を加振した場合のそれぞれにおいて、データ解析部52が算出した各検査対象における相関係数の平均を比較分析して、検査対象ごとの異常の有無を診断し、その結果を出力する。The
《2-2》動作
検査対象は、3個以上であればよいが、実施の形態2では、4個の検査対象#1~#4を検査する例について説明する。
<<2-2>> Operation The number of test objects may be three or more, but in the second embodiment, an example in which four
図8(A)及び(B)は、実施の形態2に係る検査システム2の加振部22の加振器22a、22bによって加振された検査対象の振動モード301、302と振動検出器31aとを示す図である。加振部22の加振器22a、22bは、1kHz以上において予め定められた周波数帯域で加振を行う。一方の加振器が検査対象を加振しているときに、他方の加振器は検査対象を加振しない。8(A) and (B) are diagrams showing
図9は、実施の形態2に係る検査システム2の加振器22a、22bと図8(A)及び(B)に示される振動モード301、320との関係を示す図である。検査対象100の振動モードの一部として、振動モード301、302の2種類がある場合を説明する。振動モード301は、設置箇所が振動モード301の節ではない加振器22aによって励起することができ、一方で、設置箇所が振動モード301の節である加振器22bによっては、励起することができない。振動モード302は、設置箇所が振動モード302の節である加振器22aによっては、励起することができず、一方で、設置箇所が振動モード302の節でない加振器22bによって励起することができる。図9は、加振器22a、22bのそれぞれが、励起することができる振動モード(丸印マーク「○」で示す)と、励起することができない振動モード(バツ印マーク「X」で示す)を表形式で示す。振動モード301は、加振器22aにより励起することができ、振動モード302は、加振器22bにより励起することができ、両加振器を使用することで振動モード301、302の両方を励起することができる。振動検出部31は、加振器22aが検査対象を加振した場合と加振器22bが検査対象を加振した場合のそれぞれにおいて、各検査対象を加振したときの振動強度を検出する。
Figure 9 is a diagram showing the relationship between the
図10(A)から(D)は、実施の形態2に係る検査装置12のデータ収集部42によって収集された検査対象#1~#4の計測データの例を周波数・振動強度特性として示す図である。データ収集部42は、加振器22aが検査対象を加振した場合及び加振器22bが検査対象を加振した場合のそれぞれにおいて、振動検出部31が検出した振動強度に関する計測データを収集する。加振器22aが検査対象を加振した場合、データ収集部42は、図2(A)から(D)に示される計測データ201~204を取得する。また、加振器22bが検査対象を加振した場合、データ収集部42は、図10(A)から(D)に示される計測データ205~208を取得する。正常品である検査対象#1~#3の計測データ205~207は、概ね同じ傾向を示している。一方で、異常品である検査対象#4の計測データ208は、検査対象#1~#3の計測データ205~208と比較して振動ピークの周波数又は振動ピークの数が異なっている。また、加振器22a、22bのそれぞれが検査対象を加振した場合、両者では、加振可能な振動モードが異なるため、計測データは、異なる。ひび割れは、その状態によって振動モードに与える影響が異なるため、ある振動モードには、影響を与えない一方で、他方の振動モードには、大きく影響を与える場合がある。そのため、加振器22a、22bの両方で加振した計測データを収集することで、正常品と異常品とで大きく応答が異なる計測データを取得しやすくなる。
Figures 10 (A) to (D) are diagrams showing examples of measurement data of inspection objects #1 to #4 collected by the
図11は、実施の形態2に係る検査装置12のデータ解析部52によって行われる処理を示す図である。データ解析部52は、加振器22aが検査対象を加振した場合及び加振器22bが検査対象を加振した場合のそれぞれにおいて、実施の形態1の場合と同様に解析を行う。実施の形態1で示した通り、加振器22aが検査対象を加振した場合、検査対象#1~#3に関する相関係数の平均は、0.83~0.86の範囲である。また、検査対象#4に関する相関係数の平均は、0.59である。一方で、加振器22bが検査対象を加振した場合の解析結果は、図11のようになる。計測データ#1~#3に関する相関係数の平均は、0.80~0.81の範囲にある一方で、検査対象#4に関する相関係数の平均は、0.48となり、検査対象#1~#3に関する相関係数の平均と大きく異なる。
Figure 11 is a diagram showing the processing performed by the
図12は、図11に示される相関係数の平均と度数との関係を示す度数分布図である。診断部62は、加振器22aが検査対象を加振した場合及び加振器22bが検査対象を加振した場合のそれぞれにおいて、データ解析部52の解析結果を元に異常の有無を診断し、その診断結果を出力する。加振器22aが検査対象を加振した場合の異常の有無の判定結果については、実施の形態1で説明した通りである。加振器22bが検査対象を加振した場合の検査対象#1~#4に関する相関係数の平均の分布を図12に示す。正常品である検査対象#1~#3に関する相関係数の平均は、0.8~0.9の度数404に属している。一方で、異常品である検査対象#4に関する相関係数の平均は、0.4~0.5の度数403に属している。実施の形態1の場合と同様にクラスタリングに関する手法によって、検査対象#4は、異常と判定される。なお、加振器22bが検査対象を加振した場合の方が、正常品である検査対象#1~#3と、異常品である検査対象#4との相関係数の平均の差異が大きいことが確認できる。つまり、加振器22bが検査対象を加振した場合の方が、異常の有無を診断する精度は高い。以上のように、複数個の加振器を用いることで、診断精度を向上させることができる。
Figure 12 is a frequency distribution diagram showing the relationship between the average and frequency of the correlation coefficients shown in Figure 11. The
《2-3》効果
実施の形態2に係る検査装置12及び検査方法を用いれば、実施の形態1に記載の効果に加え、複数個の加振器を用いることで、異常に関してより感度の高い計測データを収集し、より正常品と異常品とで相関係数の異なる結果を得やすくなるため、診断精度を向上させることができる。
<<2-3>> Effects When the inspection device 12 and the inspection method according to the second embodiment are used, in addition to the effects described in the first embodiment, the use of multiple vibrators makes it possible to collect measurement data that is more sensitive to abnormalities and to more easily obtain results with different correlation coefficients between normal products and abnormal products, thereby improving the accuracy of diagnosis.
なお、今回は、加振器22a、22bの両方が検査対象を加振した場合において、異常の有無を正しく診断することができたが、計測データに大きな雑音が生じている場合、診断精度は、悪化する恐れがある。以上の影響によって、加振器22aが検査対象を加振した場合において、異常の有無を正しく判断できず異常品を検出できない恐れがある。このため、実施の形態2に係る検査装置12及び検査方法は、雑音が少ない場合の使用に適している。また、加振器22bが検査対象を加振した場合において、正常品と異常品とで加振器22aが検査対象を加振した場合よりも相関係数の差異が大きくなるため、正しく異常の有無を判定することができる。In this example, the presence or absence of an abnormality could be correctly diagnosed when both
なお、実施の形態2では、2個の加振器を使用したが、3個以上の加振器を使用してもよい。また、1個の加振器を使用して異なる位置で複数回計測することで、複数個の加振器を使用したときと同様のデータを取得してもよい。In the second embodiment, two vibrators are used, but three or more vibrators may be used. Also, one vibrator may be used to perform measurements multiple times at different positions to obtain data similar to that obtained when multiple vibrators are used.
《3》実施の形態3
《3-1》構成
図13は、実施の形態3に係る検査装置13及び検査システム3の構成を示す概略図である。図13に示されるように、検査システム3は、加振部22と、振動検出部31と、検査装置13とを有している。検査装置13は、データ収集部43と、データ解析部53と、診断部63とを有している。検査装置13は、実施の形態3に係る検査方法を実施することができる装置である。検査装置13は、検査対象の異常の有無を診断する。
<3> Third embodiment
<<3-1>> Configuration Fig. 13 is a schematic diagram showing the configuration of the
加振部22、振動検出部31は、実施の形態2のものと同じである。データ解析部53は、同一の検査対象に対して計測した複数の計測データにおいて、各周波数における振動強度の最大値を選定して作成した周波数・振動強度特性を用いて相関係数の平均を算出する。診断部63は、実施の形態1における診断部61と同じである。The
《3-3》動作
検査対象は、3個以上であればよいが、実施の形態3では、4個の検査対象#1~#4を検査する例について説明する。加振部22の加振器22a、22bは、実施の形態2の場合の場合と同様に1kHz以上において予め定められた周波数帯域で加振を行う。振動検出部31は、実施の形態2の場合と同様に、加振器22aが検査対象を加振した場合及び加振器22bが検査対象を加振した場合のそれぞれにおいて、各検査対象を加振したときの振動強度を検出する。
<<3-3>> Operation The number of inspection objects may be three or more, but in the third embodiment, an example in which four
データ収集部43は、実施の形態2の場合と同様に、加振器22aが検査対象を加振した場合及び加振器22bが検査対象を加振した場合のそれぞれにおいて、振動検出部31が検出した振動強度に関する計測データを収集する。As in the case of
データ解析部53は、同一の検査対象に対して計測した複数の計測データにおいて、各周波数における振動強度の最大値を選定して作成した周波数・振動強度特性を用いて相関係数の平均を算出する。図14(A)から(D)は、実施の形態3に係る検査装置のデータ収集部によって収集された検査対象#1~#4の計測データの例を周波数・振動強度特性として示す図である。検査対象#1~#4の計測データ201~204は、加振器22aが検査対象を加振した場合にデータ収集部43が収集した計測データである。検査対象#1~#4の計測データ205~208は、加振器22bが検査対象を加振した場合にデータ収集部43が収集した計測データである。両者の各周波数の振動強度は同様の振動ピークを検出する一方で、異なる振動ピークを検出している場合もある。The
図15(A)から(D)は、実施の形態3に係る検査装置13のデータ収集部43によって収集された検査対象#1~#4の計測データ209~212の振動強度の最大値を周波数・振動強度特性として示す図である。これによって、両方の計測データが検出していた振動ピークを検出し、異常部分によって応答が変化する振動ピークを捉えることができる。次に、作成した周波数・振動強度特性を、実施の形態1の場合と同様の方法によって、各周波数・振動強度特性に関する相関係数の平均を算出する。
Figures 15 (A) to (D) are diagrams showing the maximum vibration intensity values of the
診断部63は、実施の形態1の場合と同様に、データ解析部53の解析結果を元に異常の有無を診断し、その診断結果を出力する。As in the first embodiment, the
《3-3》効果
実施の形態3に係る検査装置13及び検査方法を用いれば、実施の形態1に記載の効果に加え、各周波数において複数の測定結果の最大値を選定することで、加振位置、計測位置によって発生する振動モードの検出漏れを抑制し、診断精度が向上する。
<<3-3>> Effects When the
なお、実施の形態3では、2個の加振器を使用したが、3個以上を使用してもよい。In
《4》実施の形態4
《4-1》構成
図16は、実施の形態4に係る検査装置14及び検査システム4の構成を示す概略図である。図16に示されるように、検査システム4は、加振部21と、振動検出部32と、検査装置14とを有している。検査装置14は、データ収集部44と、データ解析部54と、診断部64とを有している。検査装置14は、実施の形態4に係る検査方法を実施することができる装置である。検査装置14は、検査対象の異常の有無を診断する。検査装置14は、加振部21と、振動検出部32と、データ収集部44と、データ解析部54と、診断部64と、から構成され、検査対象の異常の有無を診断する。
<4> Fourth embodiment
<<4-1>> Configuration Fig. 16 is a schematic diagram showing the configuration of the inspection device 14 and the
加振部21は、実施の形態1で記載のものと同じである。振動検出部32は、複数の振動検出器を有している。実施の形態4では、振動検出部32は、振動検出器32a、32bを有している。The
データ収集部44は、振動検出器32aが振動を検出した場合及び振動検出器32bが振動を検出した場合のそれぞれにおいて、振動強度に関する計測データを収集する。The
データ解析部54は、振動検出器32aが振動を検出した場合及び振動検出器32bが振動を検出した場合のそれぞれにおいて、3個以上の検査対象の計測データのそれぞれに関して、他の検査対象の計測データとの相関係数を算出し、その相関係数の平均を算出する。The
診断部64は、振動検出器32aが振動を検出した場合及び振動検出器32bが振動を検出した場合のそれぞれにおいて、データ解析部54が算出した各検査対象における相関係数の平均を比較分析して、検査対象ごとの異常の有無を診断し、その結果を出力する。The
《4-2》動作
検査対象は、3個以上であればよいが、実施の形態4では、実施の形態1の場合と同様に、4個の検査対象#1~#4を検査する例について説明する。加振部21の加振器21aは、実施の形態1の場合と同様に1kHz以上において予め定められた周波数帯域で加振を行う。
<<4-2>> Operation The number of inspection objects may be three or more, but in the
図17(A)及び(B)は、実施の形態4に係る検査システム4の加振器21aによって加振された検査対象の振動モードと振動検出器32a、32bとを示す図である。振動検出部32の振動検出器32a、32bのそれぞれは、各検査対象を加振したときの振動強度を検出する。実施の形態2の場合と同様に、検査対象100の振動モードの一部として、振動モード301、振動モード302の2種類がある場合を説明する。振動モード301は、設置箇所が振動モード301の節ではない振動検出器32aによって検出することができる一方で、設置箇所が振動モード301の節である振動検出器32bによっては検出することができない。振動モード302は、設置箇所が振動モード302の節である振動検出器32aによっては、検出することができない一方で、設置箇所が振動モード302の節でない振動検出器32bによっては、検出することができる。17(A) and (B) are diagrams showing the vibration mode of the inspection object vibrated by the
図18は、実施の形態4に係る検査システムの振動検出器と図17(A)及び(B)に示される振動モードとの関係を示す図である。振動モード301、302は、それぞれ振動検出器32a、32bのみにより検出可能であり、両振動検出器32a、32bを使用することで振動モード301、302の両方の振動を検出することができる。
Figure 18 is a diagram showing the relationship between the vibration detectors of the inspection system according to
図19(A)から(D)は、実施の形態4に係る検査装置のデータ収集部44によって収集された検査対象#1~#4の計測データの例を周波数・振動強度特性として示す図である。データ収集部44は、振動検出器32aが振動を検出した場合及び振動検出器32bが振動を検出した場合のそれぞれにおいて、振動強度に関する計測データを収集する。振動検出器32aが振動を検出した場合、図2(A)から(D)に示される計測データ201~204を得られる。また、振動検出器32bが振動を検出した場合、図19(A)から(D)に示される計測データ213~216が得られる。
Figures 19 (A) to (D) are diagrams showing examples of measurement data of inspection objects #1 to #4 collected by the
正常品である検査対象#1~#3の計測データ213~215は、概ね同じ傾向を示している。一方で、異常品である検査対象#4の計測データ216は、検査対象#1~#3の計測データ213~215と比較して振動ピークの周波数又は振動ピークの数が異なっている。また、振動検出器32a、32bのそれぞれが振動を検出した場合、両者では、検出可能な振動モードが異なるため、計測データは、異なる。ひび割れは、その状態によって振動モードに与える影響が異なるため、ある振動モードには影響を与えない一方で、他方の振動モードには、大きく影響を与える場合がある。そのため、振動検出器32a、32bの両方で検出した計測データを収集することで、正常品と異常品とで大きく応答が異なる計測データを取得しやすくなる。
The measurement data 213-215 of the inspection objects #1-#3, which are normal products, generally show the same tendency. On the other hand, the
図20は、実施の形態4に係る検査装置14のデータ解析部54によって行われる処理を示す図である。データ解析部54は、振動検出器32aが振動を検出した場合及び振動検出器32bが振動を検出した場合のそれぞれにおいて、実施の形態1の場合と同様に解析を行う。実施の形態1で示した通り、振動検出器32aが振動を検出した場合、検査対象#1~#3に関する相関係数の平均は、0.83~0.86の範囲である。また、検査対象#4に関する相関係数の平均は、0.59である。一方で、振動検出器32bが振動を検出した場合の解析結果を図20に示す。計測データ#1~#3に関する相関係数の平均は、0.81である一方で、検査対象#4に関する相関係数の平均は、0.48となり、検査対象#1~#3に関する相関係数の平均と大きく異なる。
Figure 20 is a diagram showing the processing performed by the
図21は、図20に示される相関係数の平均と度数との関係を示す度数分布図である。診断部64は、振動検出器32aが振動を検出した場合及び振動検出器32bが振動を検出した場合のそれぞれにおいて、データ解析部54の解析結果を元に異常の有無を診断し、その診断結果を出力する。振動検出器32aが振動を検出した場合の異常の有無の判定結果については、実施の形態1で説明した通りである。図21に示されるように、正常品である検査対象#1~#3に関する相関係数の平均は、0.8~0.9の度数406に属している。一方で、異常品である検査対象#4に関する相関係数の平均は、0.4~0.5の度数405に属している。実施の形態1の場合と同様にクラスタリングに関する手法によって、検査対象#4は、異常と判定される。なお、振動検出器32bが振動を検出した場合の方が、正常品である検査対象#1~#3と、異常品である検査対象#4との相関係数の平均の差異が大きいことが確認できる。つまり、振動検出器32bが振動を検出した場合の方が、異常の有無を診断する精度は高い。以上のように、複数個の振動検出器を用いることで、診断精度を向上させることができる。
Figure 21 is a frequency distribution diagram showing the relationship between the average and frequency of the correlation coefficients shown in Figure 20. The
《4-3》効果
実施の形態4に係る検査装置14及び検査方法によれば、実施の形態1に記載の効果に加え、複数個の振動検出器を用いることで、異常に関してより感度の高い計測データを収集し、より正常品と異常品とで相関係数の異なる結果を得やすくなるため、診断精度を向上させることができる。なお、振動検出器32a、32bが振動を検出した両方の場合において、異常の有無を正しく診断することができる例を説明したが、計測データに大きな雑音が生じている場合には、診断精度は悪化する恐れがある。このため、実施の形態4に係る検査装置14及び検査方法は、雑音が少ない場合の使用に適している。
4-3 Effects According to the inspection device 14 and the inspection method of the fourth embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, by using multiple vibration detectors, it is possible to collect measurement data with higher sensitivity to abnormalities and obtain results with different correlation coefficients between normal and abnormal products, thereby improving the accuracy of diagnosis. Note that, although an example has been described in which the presence or absence of an abnormality can be correctly diagnosed in both cases where the
以上の影響によって、振動検出器32aが振動を検出した場合において、異常の有無を正しく判断できず異常品を検出できない恐れがある。一方で、振動検出器32bが振動を検出した場合において、正常品と異常品とで振動検出器32aが振動を検出した場合よりも相関係数の差異が大きくなるため、依然正しく異常の有無を判定することができる。Due to the above effects, when
《4-4》変形例
なお、実施の形態4では、2個の振動検出器を使用したが、3個以上の振動検出器を使用してもよい。また、実施の形態4では、1個の加振器を使用したが、実施の形態2で示したように2個以上の加振器を使用してもよい。この場合、2個以上の加振器と、2個以上の振動検出器との組み合わせの数に応じた計測データを得ることができる。また、各1個の加振器と振動検出器を使用して異なる位置で複数回計測することで、複数個の加振器と振動検出器を使用したときと同様のデータを取得してもよい。
<4-4> Modifications Although two vibration detectors are used in the fourth embodiment, three or more vibration detectors may be used. Although one vibration exciter is used in the fourth embodiment, two or more vibration exciters may be used as shown in the second embodiment. In this case, measurement data according to the number of combinations of two or more vibration exciters and two or more vibration detectors can be obtained. Moreover, by performing measurements multiple times at different positions using one vibration exciter and one vibration detector, data similar to that obtained when multiple vibration exciters and vibration detectors are used may be obtained.
また、実施の形態4では、実施の形態3のように、データ解析部54は、振動検出器32a、32bそれぞれが検出した場合の計測データにおいて、同一の検査対象に対して計測した複数の計測データの各周波数における振動強度の最大値を選定して作成した周波数・振動強度特性を用いて相関係数の平均を算出する方法によって異常の有無の診断を実施してもよい。この場合、診断部64は、実施の形態1のように、データ解析部54の解析結果を元に異常の有無を診断し、その診断結果を出力する構成となる。In addition, in the fourth embodiment, as in the third embodiment, the
《5》実施の形態5
《5-1》構成
図22は、実施の形態5に係る検査装置15及び検査システム5の構成を示す概略図である。図22に示されるように、検査システム5は、加振部21と、振動検出部31と、検査装置15とを有している。検査装置15は、データ収集部45と、データ解析部55と、診断部65とを有している。検査装置15は、実施の形態5に係る検査方法を実施することができる装置である。検査装置15は、検査対象の異常の有無を診断する。
<5> Fifth embodiment
<<5-1>> Configuration Fig. 22 is a schematic diagram showing the configuration of the inspection device 15 and the
検査システム5において、加振部21の加振器21aと振動検出部31の振動検出器31aは、検査対象101~106を搬送方向に搬送する搬送ライン上に設置されている。検査装置15は、データ収集部45と、データ解析部55と、診断部65とを有しており、検査対象の異常の有無を診断する。加振部21、振動検出部31、データ収集部45は、実施の形態1に記載のものと同様である。データ解析部55は、データ収集部45によって収集された計測データのうちの、現時点に近い予め定められた個数の検査対象、つまり、直近に収集した予め定められた個数の検査対象の相関係数の評価値を算出する処理を実行する。検査対象は、3個以上であればよいが、データ解析部55は、直近にデータ収集した4個の検査対象に対して、実施の形態1の場合と同様に、計測データを解析する。診断部65は、直近に収集した4個の検査対象に対して、実施の形態1の場合と同様にデータ解析部55の解析結果を元に異常の有無を診断し、その診断結果を出力する。In the
《5-2》動作
実施の形態5では、一例として搬送ライン上の検査対象101~106を検査する例について説明する。加振部21は、搬送ライン上を流れる各検査対象に対して、実施の形態1の場合と同様に予め定められた1kHz以上の周波数帯域で検査対象を加振する。
In the fifth embodiment, an example of inspecting inspection objects 101 to 106 on a conveyor line will be described. The
振動検出部31は、搬送ライン上を流れる各検査対象に対して、実施の形態1の場合と同様に、各検査対象を加振したときの振動強度を検出する。
The
データ収集部45は、実施の形態1の場合と同様に、振動検出部31が検出した振動強度に関する計測データを収集する。
As in
データ解析部55は、直近に収集した4個の検査対象に対して、実施の形態1の場合と同様に計測データを解析する。したがって、検査対象104に関する計測データを収集すると、直近に得られた検査対象101~104に関する計測データを解析する。The
診断部65は、直近に収集した4個の検査対象に対して、実施の形態1の場合と同様に、データ解析部55の解析結果を元に検査対象の異常の有無を診断し、その診断結果を出力する。
The
以上の処理を、各検査対象に関する計測データを収集する度に実施していくことで、搬送ライン上を流れる検査対象の異常の有無を診断する。 By performing the above process each time measurement data is collected for each inspection object, the presence or absence of abnormalities in the inspection objects traveling on the conveyor line can be diagnosed.
《5-3》効果
実施の形態5に係る検査装置15及び検査方法を用いれば、実施の形態1に記載の効果に加え、検査対象の計測データを収集する度に、異常の有無の判定が可能となるためインライン検査を実現することができるという効果がある。
<<5-3>> Effects By using the inspection device 15 and the inspection method according to
なお、実施の形態5では、直近に収集した4個の検査対象を用いて異常の有無の診断を実施したが、異常の有無を診断する検査対象の個数は、3個以上であれば何個であってもよい。In addition, in
《6》ハードウェア構成
図23は、実施の形態1から5に係る検査装置11~15及び検査システム1~5のハードウェア構成の例を示す図である。図23の例では、実施の形態1から5に係る検査装置11~15は、CPUなどのプロセッサ501と、記憶装置としてのメモリ502と、インタフェース503とを有している。加振部21(又は22)及び振動検出部31(又は32)は、インタフェース503に接続されている。プロセッサ501は、メモリ502に記憶されているソフトウェアとしてのプログラム(例えば、実施の形態1から5に係る検査プログラム)を実行する。検査装置11~15は、コンピュータであってもよい。
<<6>> Hardware Configuration Fig. 23 is a diagram showing an example of a hardware configuration of the
図24は、実施の形態1から5に係る検査装置11~15及び検査システム1~5のハードウェア構成の他の例を示す図である。図24の例では、実施の形態1から5に係る検査装置11~15は、処理回路504と、インタフェース503とを有している。加振部21(又は22)及び振動検出部31(又は32)は、インタフェース503に接続されている。処理回路504は、例えば、実施の形態1から5に係る検査装置11~15を構成する半導体集積回路、システムLSI、FPGA(field-programmable gate array)などである。また、1つ以上のプロセッサ、1つ以上のメモリ、及び処理回路が連携して検査装置11~15の機能を実現してもよい。
Figure 24 is a diagram showing another example of the hardware configuration of the
1~5 検査システム、 11~15 検査装置、 21、22 加振部、 21a、22a、22b 加振器、 31、32 振動検出部、 31a、32a、32b 振動検出器、 41~45 データ収集部、 51~55 データ解析部、 61~65 診断部、 71 移動体、 100~106 検査対象、 201~216 計測データ、 301、302 振動モードの振幅、 401~406 相関係数の平均の分布の度数。 1-5 inspection system, 11-15 inspection device, 21, 22 vibration unit, 21a, 22a, 22b vibration exciter, 31, 32 vibration detection unit, 31a, 32a, 32b vibration detector, 41-45 data collection unit, 51-55 data analysis unit, 61-65 diagnosis unit, 71 moving body, 100-106 inspection object, 201-216 measurement data, 301, 302 amplitude of vibration mode, 401-406 frequency of distribution of average correlation coefficient.
Claims (17)
前記N個の検査対象のうちの2個の検査対象の前記計測データの類似度を算出する処理を、前記N個の検査対象のうちの2個の検査対象の組合せの各々について実行し、前記N個の検査対象の各々について前記類似度の統計量である評価値を算出するデータ解析部と、
前記N個の検査対象の各々の前記評価値を互いに比較し、前記比較の結果に基づいて前記N個の検査対象の各々に異常が有るか無いかの診断を行う診断部と、
を有することを特徴とする検査装置。 a data collection unit that collects, as measurement data, the measurement values for each frequency of vibration for each of N (N is an integer of 3 or more) test objects as the object from a vibration detection unit that detects vibration of the object excited by a vibration excitation unit and outputs measurement values of the vibration;
a data analysis unit that executes a process of calculating a similarity of the measurement data of two of the N inspection objects for each combination of two of the N inspection objects, and calculates an evaluation value that is a statistic of the similarity for each of the N inspection objects;
a diagnosis unit that compares the evaluation values of the N test objects with each other and diagnoses whether or not each of the N test objects has an abnormality based on a result of the comparison;
An inspection device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の検査装置。 The inspection device according to claim 1 , wherein the similarity is a correlation coefficient or a Euclidean distance.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の検査装置。 3. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the statistic is a sum, an average, a median, or a trimmed mean.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の検査装置。 4. The inspection device according to claim 1, wherein the data collection unit collects at least one of an intensity and a phase of the vibration for each frequency as the measurement value.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の検査装置。 The inspection device according to claim 1 , wherein the diagnosis unit performs the diagnosis based on a frequency distribution indicating a relationship between a range of the evaluation value for each of the N inspection objects and a frequency of the similarity included in the range.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の検査装置。 6. The inspection device according to claim 1, wherein the data collection unit collects, as the measurement data, the measurement values output from the vibration detection unit that detects vibrations in a predetermined frequency band.
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の検査装置。 7. The inspection device according to claim 1, wherein the data collection unit collects the measurement values for each frequency of vibration applied to different positions of each of the N inspection objects by a plurality of vibration exciters included in the vibration exciter as measurement data for each of the plurality of vibration exciters.
ことを特徴とする請求項7に記載の検査装置。 8. The inspection device according to claim 7, wherein the data analysis unit selects the measurement data in which the vibration intensity is large for each vibration frequency from the measurement data of each of the multiple vibrators, and executes the process of calculating the similarity using a frequency/vibration intensity characteristic created from the selected measurement data for each frequency.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の検査装置。 8. The inspection device according to claim 1 , wherein the data collection unit collects, as the measurement data, the measurement values measured at different positions of each of the N inspection objects by a plurality of vibration detectors included in the vibration detection unit.
ことを特徴とする請求項9に記載の検査装置。 The inspection device according to claim 9, characterized in that the data analysis unit selects the measurement data in which the vibration intensity is large for each frequency of the vibration from the measurement data of each of the multiple vibration detectors, and performs the process of calculating the similarity using a frequency/vibration intensity characteristic created from the selected measurement data for each frequency.
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の検査装置。 11. The inspection device according to claim 1, wherein the data analysis unit executes a process of calculating the evaluation value of the degree of similarity of a predetermined number of inspection objects close to a current point in time from the measurement data collected by the data collection unit.
前記加振部と、
前記振動検出部と、
を有することを特徴とする検査システム。 An inspection device according to any one of claims 1 to 11;
The vibration unit,
The vibration detection unit;
An inspection system comprising:
前記移動体の移動によって、前記加振部によって加振される位置と前記振動検出部によって振動が検出される位置とを変更する
ことを特徴とする請求項12に記載の検査システム。 The vibration detector further includes a moving body that holds the vibration excitation unit and the vibration detection unit,
The inspection system according to claim 12 , wherein a position at which vibration is applied by the vibration applying unit and a position at which vibration is detected by the vibration detecting unit are changed by the movement of the moving body.
前記振動検出部の厚さは、100mm以下である
ことを特徴とする請求項12又は13に記載の検査システム。 The thickness of the vibration part is 100 mm or less,
14. The inspection system according to claim 12, wherein the vibration detection unit has a thickness of 100 mm or less.
前記振動検出部は、圧電素子を含む
ことを特徴とする請求項12から14のいずれか1項に記載の検査システム。 The vibration unit includes a piezoelectric element,
The inspection system according to claim 12 , wherein the vibration detection unit includes a piezoelectric element.
前記N個の検査対象のうちの2個の検査対象の前記計測データの類似度を算出する処理を、前記N個の検査対象のうちの2個の検査対象の組合せの各々について実行し、前記N個の検査対象の各々について前記類似度の統計量である評価値を算出するステップと、
前記N個の検査対象の各々の前記評価値を互いに比較し、前記比較の結果に基づいて前記N個の検査対象の各々に異常が有るか無いかの診断を行うステップと、
を有することを特徴とする検査方法。 a step of collecting, as measurement data, the measurement values for each frequency of vibration for each of N (N is an integer of 3 or more) test objects as the object from a vibration detection unit that detects vibration of the object excited by a vibration excitation unit and outputs measurement values of the vibration;
a step of calculating a similarity of the measurement data of two of the N inspection objects for each combination of two of the N inspection objects, and calculating an evaluation value that is a statistic of the similarity for each of the N inspection objects;
comparing the evaluation values of the N test objects with each other, and diagnosing whether or not there is an abnormality in each of the N test objects based on a result of the comparison;
An inspection method comprising the steps of:
前記N個の検査対象のうちの2個の検査対象の前記計測データの類似度を算出する処理を、前記N個の検査対象のうちの2個の検査対象の組合せの各々について実行し、前記N個の検査対象の各々について前記類似度の統計量である評価値を算出するステップと、
前記N個の検査対象の各々の前記評価値を互いに比較し、前記比較の結果に基づいて前記N個の検査対象の各々に異常が有るか無いかの診断を行うステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする検査プログラム。 a step of collecting, as measurement data, the measurement values for each frequency of vibration for each of N (N is an integer of 3 or more) test objects as the object from a vibration detection unit that detects vibration of the object excited by a vibration excitation unit and outputs measurement values of the vibration;
a step of calculating a similarity of the measurement data of two of the N inspection objects for each combination of two of the N inspection objects, and calculating an evaluation value that is a statistic of the similarity for each of the N inspection objects;
comparing the evaluation values of the N test objects with each other, and diagnosing whether or not there is an abnormality in each of the N test objects based on a result of the comparison;
An inspection program characterized by causing a computer to execute the above steps.
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