JPH025411Y2

JPH025411Y2 -

Info

Publication number: JPH025411Y2
Application number: JP10636384U
Authority: JP
Priority date: 1984-07-16
Filing date: 1984-07-16
Publication date: 1990-02-08
Also published as: JPS6121961U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、超音波探触子を走査のために産業用
ロボツトの手首フランジ部等に保持させる超音波
探触子の保持装置に関するものである。

（従来の技術）金属材料等の非破壊による探傷、厚さの測定等
には超音波のエコーを利用したものが数多く実用
化されている。従来、このような探傷等に用いる
超音波探触子は、人手によつて被検体の表面を走
査するものが一般的であつた。また、この超音波
探触子の走査を機械的に行うものとしては、ガイ
ドレールに沿つて移動させるもの、さらには、被
検体を液体中に沈めて探傷等を行うもの等があつ
た。

（考案が解決しようとする問題点）しかしながら、この種の人手によつて走査する
ものでは、超音波探触子に複雑な走査を行わせる
ことは比較的容易であつたが、超音波探触子の位
置の再現性が悪いばかりか、接触状態を一定に維
持することも困難なため感度が変動しやすく、さ
らに、作業者の個人差が直接データに影響してし
まう等の欠点があつた。また、ガイドレールを用
いて走査するものでは、被検体の表面とガイドレ
ールとの間隔を一定に設定しておく必要があるた
め、極めて単純な表面を有した被検体の探傷等に
しか適用できないばかりか、ガイドレールを被検
体の表面形状に合わせて施設しなければならない
ため、専用機への適応が主流となつて汎用性にも
欠け、さらに、液体中に被検体を沈めるもので
は、被検体の形状、大きさ等に制約があり、しか
も高価となるばかりか、濡れを嫌う被検体には適
応できない等の問題点があつた。

本考案は、これらの点に着目してなされたもの
で、産業用ロボツトの動作誤差、振動等の影響を
受けにくい超音波探触子の保持装置を提供するこ
とによつて、超音波探触子の走査を産業用ロボツ
トに行わせることを可能とし、汎用性が高く、被
検体の形状等の制約も無く、安価で、データが作
業者の個人差等に影響されることもなく、比較的
複雑な表面の走査をも可能としたものである。

（問題点を解決するための手段）そのため、本考案では、超音波探触子の保持装
置を、産業用ロボツトの手首フランジ部等に取り
付けられて軸方向の振動を吸収する弾性部材と、
下面より所定の微小間隔だけ窪んだ状態で送受波
面が露出するように超音波探触子を収容するハウ
ジングと、このハウジングと前記弾性部材との間
を接続する自在継手とによつて構成している。

（作用）このように構成された本考案の超音波探触子の
保持装置では、軸方向の振動を吸収する弾性部材
と自在継手とによつて、被検体の表面形状等によ
る超音波探触子の３次元変動が吸収されるため、
超音波探触子の送受波面は被検体の表面を正確に
トレースし、さらにハウジング下面と超音波探触
子送受波面との段差によつて被検体と超音波探触
子送受波面との間隔が一定に保たれるので、超音
波探触子を産業用ロボツトによつて走査させて
も、接触状態が均一なものとなるため、比較的複
雑な被検体表面の走査が可能となり、従つて、汎
用性が高まるとともに、作業者の個人差等の影
響、被検体の形状および大きさの制約等を除くこ
とができる。

（実施例）次に、本考案の実施の一例を図面を参照しなが
ら説明する。第１図は本考案に係る超音波探触子
の保持装置の一実施例の縦断面図である。図面に
おいて、１は下部が開口し、上部が塞がれた筒状
のシリンダであり、２はこのシリンダ１内に摺動
自在に嵌合しているピストンである。３は前記シ
リンダ１内に収容されて前記ピストン２を下方向
に付勢するスプリングであり、シリンダ１の上面
を貫通して配置された調整ねじ４の回転によつて
移動するスプリング座５によつてその圧力が調整
される。これらによつて、軸方向の振動を吸収す
る弾性部材が形成されている。

６はハウジングであつて、ハウジング本体７
と、このハウジング本体７の下面に貼着されたス
ペサシート８とで構成されている。９は超音波探
触子であつて、前記ハウジング本体７の内部に送
受波面がこのハウジング６の下面から露出するよ
うに収容され、ねじ等によつて固定されている。
この超音波探触子９の送受波面とハウジング本体
７の下面とは同一平面をなしており、従つて、超
音波探触子９の送受波面はハウジング６の下面よ
りスペサシート８の厚さ分だけ窪んでいる。ここ
で、このスペサシート８の厚さは、用途に合わせ
て選択可能であるが、例えば、数10μ程度のもの
である。また、ハウジング本体７には細孔１０が
形成され、さらに超音波探触子９の側面とハウジ
ング本体７との間には適宜隙間（図示せず）が形
成されていて、これらを介して液体接触媒質とし
ての水が前記スペサシート８によつて形成される
超音波探触子９の送受波面と被検体の表面との間
に供給可能に構成されている。

１１は前記ピストン２とハウジング６とを互い
の中心軸の交叉角度が変えられるように接続する
自在継手である。この自在継手１１は、回動自在
に嵌合したボールとリングとで構成されており、
ボール側が前記ピストン２に嵌合固着され、リン
グ側がハウジング本体７にねじ止め固着されてい
る。また、１２は給液タンクで、前記シリンダ１
の側部にホルダ１３で取付けられており、内に前
述の液体接触媒質としての水が貯蔵されている。
この水は給液タンク１２の底部よりパイプ１４、
前記ハウジング本体７の細孔１０、さらには超音
波探触子９の側面とハウジング本体７との間の隙
間を経て、超音波探触子９の送受波面に供給され
る。１５は超音波探触子９に電気的信号を与える
とともに、超音波探触子９の出力信号をとりだす
ケーブル、１６はそのコネクタである。また、第
１図に１７で示すピストン２にあけられた透孔
は、シリンダ１内の空気抜きである。

次に、このように構成された超音波探触子の保
持装置の使用について説明する。第２図はその使
用状態を示す正面図である。図示のように、この
超音波探触子の保持装置はそのシリンダ１の上部
に取り付けられる取付ブラケツト１８によつて、
産業用ロボツトの手首フランジ部１９に保持され
る。この状態で産業用ロボツトを運転すると、産
業用ロボツトの手首フランジ部１９はプログラム
の指示通りに移動して、これに保持された超音波
探触子９の送受波面は被検体の表面を所定の軌跡
でトレースする。この時、超音波探触子９の送受
波面と被検体の表面との間の間隙には給液タンク
１２より水が逐次供給される。この制御用のプロ
グラムは被検体の形状等に合わせて組替えればよ
いので、どんな形状の被検体の表面であつてもト
レース可能となる。従つて、被検体の表面形状等
に関係なく非破壊探傷等を行うことができ、従来
殆ど適応できなかつたビルの鉄骨等の構造物の溶
接部分の非破壊探傷等にも適応可能となる。

ここで、産業用ロボツトはプログラムにより数
値制御されるものであるため、サーボモータの回
転にも極めて小さなものではあるが誤差が存在
し、さらに、このサーボモータの回転に起因する
振動も完全に除去することは不可能なものであ
る。しかしながら、被検体表面に垂直な方向の振
動や誤差はシリンダ１、ピストン２、スプリング
３等による弾性部材の弾性で、また、表面の傾
斜、うねり等の影響は自在継手１１の作用によつ
て夫々吸収されてしまう。これによつて、ハウジ
ング６の下面は常に被検体表面と一定の圧力で接
触、摺動させることが可能となり、前述のような
誤差、振動等が除去されてノイズの少ない測定デ
ータを得ることができる。

第３図はこのような保持装置で超音波探触子を
産業用ロボツトの手首フランジ部に保持させて、
30×30×５cmの鋼板面上の中央部20×20cmを10mm
ピツチで走査させて、鋼板の第１回底面エコーを
測定した場合のデータの一例を示すグラフであ
る。同図の横軸は１目盛60cm、縦軸は１目盛2dB
である。結果として、手持ちでも±1dB以下が限
度であつた振幅の変動を、±0.4dB程度に安定化
できる。

以上、図示の実施例に従つて詳細に説明したが
本考案はこれにのみ限定されるものではなく、
種々なバリエーシヨンを含むものである。例え
ば、ハウジングを一体物として形成し、超音波探
触子をその送受波面がハウジングの下面より微小
間隔だけ窪んだ状態で保持されるごとく収容する
ものでもよく、自在継手としてもボールとリング
によるもの以外でも適用可能である。さらに、ピ
ストンにあけられた透孔を塞いでシリンダ内を気
密状態とし、これにエアーダンパの作用をさせて
ピストンを所定の方向に付勢すれば、特にスプリ
ングを用いなくともよくなる。また、このシリン
ダ、ピストン、およびスプリング等より成る弾性
部材をパンタグラフ機構等で置き換えても本考案
は実施可能である。

（考案の効果）本考案は以上の様に構成され、弾性部材と自在
継手との作用によつて、産業用ロボツトの誤差、
振動等が吸収され、超音波探触子の送受波面を一
定の微小間隔で被検体表面と対向させることがで
きるので、出力データは極めて安定なものとな
り、これによつて、産業用ロボツトによる超音波
探触子の走査が可能となる。従つて、汎用性が高
く、被検体の形状等の制約も無く、比較的複雑な
表面の走査も可能であり、安価で、データが接触
状態や作業者の個人差等に影響されることのない
非破壊探傷等が可能となるという優れた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の縦断面図、第２図
はその使用例を示す正面図であり、第３図はこれ
を用いて測定した場合の測定データの一例を示す
グラフである。１……シリンダ、２……ピストン、３……スプ
リング、６……ハウジング、７……ハウジング本
体、８……スペサシート、９……超音波探触子、
１１……自在継手、１２……給液タンク、１８…
…取付ブラケツト、１９……産業用ロボツトの手
首フランジ部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

超音波探触子を産業用ロボツトの手首フランジ
部等に保持させて被検体表面を走査するための超
音波探触子の保持装置において、産業用ロボツト
の手首フランジ部等に取り付けられて軸方向の振
動を吸収する弾性部材と、下面より所定の微小間
隔だけ窪んだ状態で送受波面が露出するように超
音波探触子を収容したハウジングと、このハウジ
ングと前記弾性部材との間を接続する自在継手と
を有することを特徴とする超音波探触子の保持装
置。