JPH09243503A - Structure non-defect/defect inspecting apparatus - Google Patents

Structure non-defect/defect inspecting apparatus

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JPH09243503A
JPH09243503A JP8080984A JP8098496A JPH09243503A JP H09243503 A JPH09243503 A JP H09243503A JP 8080984 A JP8080984 A JP 8080984A JP 8098496 A JP8098496 A JP 8098496A JP H09243503 A JPH09243503 A JP H09243503A
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JP
Japan
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function
frequency
transfer function
resonance point
defect
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8080984A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ito
伊藤  剛
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
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Publication of JPH09243503A publication Critical patent/JPH09243503A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly and effectively inspect the non-defect/defect of structural rigidity of an object to be measured. SOLUTION: The structure non-defect/defect inspecting apparatus comprises a feature part extractor 12 for extracting the feature part of a transfer function generated by a transfer function generator 10, and a structure non-defect/defect discriminator 14 for discriminating the non-defect/defect of the structure of the object based on the feature part of the function. The extractor 12 has a resonance point quarrying function 20 for quarrying the waveform of a plurality of the resonance point parts of the function based on the position of the point of the a predetermined standard transfer function. Further, the discriminator 14 has non-defect/defect according-tofrequency discriminating function 26 for discriminating that the structure has defect if the frequency of the point is low when the value of the point is smaller than the standard value by the standard function based on the amplitude and frequency of the point of the quarried waveform by the function 20 and discriminating that the structure has non-defect if the frequency of the point is high when the value of the point is larger than the standard value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、構造良否検査装置
に係り、特に、溶接部品の良否を判定する構造良否検査
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structural quality inspection device, and more particularly to a structural quality inspection device for determining the quality of welded parts.

【0002】本発明による良否判定の対象となるのは、
溶接部品、鋳造部品、鍛造部品、プレス部品等一定の剛
性が要求される構造物である。そして、本発明は、構造
物の良否を破壊することなく検査する非破壊検査に属す
る。
The object of the quality judgment according to the present invention is
It is a structure that requires certain rigidity such as welded parts, cast parts, forged parts, and pressed parts. The present invention belongs to a non-destructive inspection for inspecting the quality of a structure without destroying it.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、図10に示すように、振動解析の
伝達関数の波形全てを使って判定したり、図11に示す
ように、一部のピーク値の高さだけで判定していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 10, determination is made by using all waveforms of transfer function of vibration analysis, or as shown in FIG. 11, determination is made only by height of a part of peak value. .

【0004】図10に示す例では、予めOK範囲51を
定めておき、計測データ50がこのOK範囲外に至る場
合にはNG(不良)と判定するものである。一方、図1
1に示す例では、伝達関数のピーク部分にNG範囲52
を定めておき、計測データ50がこのNG範囲に至った
ときには不良と判定するものである。
In the example shown in FIG. 10, an OK range 51 is defined in advance, and if the measured data 50 is outside this OK range, it is determined to be NG (defective). On the other hand, FIG.
In the example shown in FIG. 1, the NG range 52 is included in the peak part of the transfer function.
When the measurement data 50 reaches this NG range, it is determined that the defect is defective.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、伝達関数の全体を判定に使用するため、計算
時間が長く、また、S/N比が悪くなり判定が不確実に
なる。また、一部のピークの高さのみを判定に使うと、
計算時間は短いが、共振周波数のズレに対応できず、十
分な良否判定ができない、という不都合があった。
However, in the above-mentioned conventional example, since the entire transfer function is used for the determination, the calculation time is long, and the S / N ratio becomes poor, so that the determination becomes uncertain. Also, if you use only the height of some peaks for judgment,
Although the calculation time is short, there is an inconvenience that it is not possible to cope with the deviation of the resonance frequency and sufficient quality judgment cannot be performed.

【0006】さらに、従来例では、判定基準を変更する
ためには、実験をやり直さなければならない、という不
都合があった。
Further, in the conventional example, there was a disadvantage that the experiment had to be redone in order to change the judgment standard.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、被測定物の剛性の良否を高速かつ確実に
検査することのできる構造良否検査装置を提供すること
を、その目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a structural quality inspection device capable of improving the disadvantages of the conventional example and, in particular, capable of inspecting the quality of the object to be measured at high speed and reliably. And

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、第
1の手段(請求項1)として、被測定物の自由振動に基
づいて伝達関数を生成する伝達関数生成部と、この伝達
関数生成部によって生成された伝達関数の特徴部分を抽
出する特徴部分抽出部と、この特徴部分抽出部によって
抽出された伝達関数の特徴部分に基づいて被測定物の構
造の良否を判定する構造良否判定部とを備えている。し
かも、特徴部分抽出部が、予め定められた標準伝達関数
の共振点の位置に基づいて伝達関数の複数の共振点部分
の波形を切り出す共振点切り出し機能を備えている。さ
らに、構造良否判定部が、共振点切り出し機能によって
切り出された切り出し波形の共振点の大きさと周波数と
に基づいて当該共振点の値が標準伝達関数による標準値
よりも小さいときに当該共振点の周波数が低い場合は不
良と判定すると共に、当該共振点の値が標準伝達関数に
よる標準値よりも大きいときに当該共振点の周波数が高
い場合には良品と判定する周波数別良否判定機能を備え
た、という構成を採っている。
Therefore, in the present invention, as a first means (Claim 1), a transfer function generating section for generating a transfer function based on free vibration of an object to be measured, and the transfer function generating section. And a structure quality determination unit that determines the quality of the structure of the DUT based on the characteristic part of the transfer function extracted by the characteristic part extraction unit. It has and. Moreover, the characteristic portion extraction unit has a resonance point cutting function that cuts out the waveforms of a plurality of resonance point portions of the transfer function based on the positions of the resonance points of the predetermined standard transfer function. Further, the structure quality determination unit, when the value of the resonance point is smaller than the standard value by the standard transfer function based on the size and frequency of the resonance point of the cutout waveform cut out by the resonance point cutting function, When the frequency is low, it is judged as defective, and when the value of the resonance point is larger than the standard value by the standard transfer function, if the frequency of the resonance point is high, it is judged as good product by frequency. , Is adopted.

【0009】第1の手段では、伝達関数生成部が、被測
定物に加えられた力と、この被測定物に加えられた力に
よる被測定物の振動とから、伝達関数を生成する。この
伝達関数は振動の特徴を示すものであれば種々の構成が
可能であり、例えば、入力された力と、被測定物の加速
度、被測定物の位置、又は速度等により生成する。ここ
では、一般に振動解析に用いられる伝達関数のすべてを
含む。
In the first means, the transfer function generating section generates a transfer function from the force applied to the object to be measured and the vibration of the object to be measured due to the force applied to the object to be measured. The transfer function can have various configurations as long as it exhibits the characteristic of vibration, and is generated by, for example, the input force, the acceleration of the measured object, the position of the measured object, or the speed. Here, it includes all of the transfer functions generally used for vibration analysis.

【0010】特徴抽出部は、伝達関数のうち、予め定め
られた位置の部分を切り出す。この切り出し位置は、検
査目的から良好とされる構造物の伝達関数のピーク部分
(共振周波数部分)である。伝達関数のピーク部分は振
動モードを特定する共振周波数部分に現れ、この共振周
波数のときの伝達関数の点を共振点という(図3参
照)。特徴抽出部は、この共振点を含む部分の伝達関数
を切り出し、切り出し波形とする。
The feature extraction unit cuts out a portion at a predetermined position from the transfer function. This cut-out position is the peak portion (resonance frequency portion) of the transfer function of the structure that is considered good for inspection purposes. The peak portion of the transfer function appears in the resonance frequency portion that specifies the vibration mode, and the point of the transfer function at this resonance frequency is called the resonance point (see FIG. 3). The feature extraction unit cuts out the transfer function of the portion including the resonance point to obtain a cut-out waveform.

【0011】さらに、構造良否判定部は、周波数別良否
判定機能により、共振点の大きさとその共振周波数とに
基づいて、当該共振点の値が標準伝達関数による標準値
よりも小さいときに当該共振点の周波数が低い場合は不
良と判定する(第1の周波数別判定機能)。この標準値
は、通常の剛性を持つ被測定物から予め求めたものであ
る。共振点の周波数が標準の場合よりも低いときには、
当該被測定物の剛性は低いと考えられるため、共振点が
小さくとも不良と判定する。
Further, the structure quality determination unit uses the frequency-based quality determination function to determine, based on the size of the resonance point and its resonance frequency, when the value of the resonance point is smaller than the standard value of the standard transfer function. If the frequency of the point is low, it is determined to be defective (first frequency-specific determination function). This standard value is obtained in advance from an object to be measured having normal rigidity. When the resonance frequency is lower than the standard frequency,
Since the rigidity of the object to be measured is considered to be low, it is determined to be defective even if the resonance point is small.

【0012】一方、周波数別良否判定機能は、当該共振
点の値が標準値よりも大きいときに当該共振点の周波数
が高い場合には良品と判定する(第2の周波数別判定機
能)。これは、被測定物の剛性が上がると、共振周波数
が高くなるため、共振周波数が高くなり共振点の周波数
が高くなった場合には、振幅(大きさ)が大きくなって
も、良品であると判定するものである。このため、本発
明では、検査の目的である一定の剛性を有するか否かが
精密に測定される。
On the other hand, the frequency-specific pass / fail judgment function determines that the product is non-defective if the frequency of the resonance point is high when the value of the resonance point is larger than the standard value (second frequency-specific judgment function). This is because even if the amplitude (magnitude) becomes large, the resonance frequency becomes high as the rigidity of the object to be measured becomes high, so that the resonance frequency becomes a good product. Is determined. Therefore, in the present invention, it is precisely measured whether or not it has a certain rigidity, which is the purpose of inspection.

【0013】第2の手段(請求項2)では、第1の手段
を特定する事項に加え、特徴部分抽出部が、共振点切り
出し機能によって切り出された複数の切り出し波形を標
準化する標準化機能を備えている。しかも、構造良否判
定部が、標準化機能によって標準化された標準化データ
に基づいて当該標準化データによる波形形状の共振点数
が2以上又は0のときに不良と判定する共振点数別良否
判定機能を備えた、という構成を採っている。
In the second means (claim 2), in addition to the matter for specifying the first means, the characteristic portion extracting section has a standardization function for standardizing a plurality of cutout waveforms cut out by the resonance point cutout function. ing. In addition, the structure quality determination unit has a quality determination function by resonance point number that determines a defect when the number of resonance points of the waveform shape based on the standardized data is 2 or more or 0 based on the standardized data standardized by the standardization function, Is adopted.

【0014】この第2の手段では、一部の共振周波数が
変化したとき、又は共振周波数でのピークが切り出し位
置から外れたときに、ピーク数別良否判定機能により、
不良と判定する。
In the second means, when a part of the resonance frequencies is changed, or when the peak at the resonance frequency is out of the cut-out position, the quality judgment function according to the number of peaks is used.
Judge as defective.

【0015】第3の手段(請求項3)では、第2の手段
を特定する事項に加え、構造良否判定部が、標準化機能
によって標準化された切り出し標準化データを正規化す
る正規化機能と、この正規化機能によって正規化された
正規化データを入力データとして被測定物の剛性の良否
度を出力するニューラルネットワークとを備えている。
しかも、ニューラルネットワークが、周波数の高い領域
については当該周波数が高くなるに従って標準伝達関数
による標準値よりも大きい領域を不良領域とすると共に
周波数の低い領域については当該周波数が低くなるに従
って標準伝達関数による標準値よりも小さい領域を不良
領域とした学習データと、当該学習データによって良好
と判定される領域でのピーク数が2以上の場合及びピー
ク数が0の場合には不良とする学習データとによって自
己組織化された、という構成を採っている。
In the third means (Claim 3), in addition to the matter for specifying the second means, the structural quality judging unit normalizes the cut-out standardized data standardized by the standardizing function, and The neural network which outputs the quality level of the rigidity of the measured object using the normalized data normalized by the normalization function as input data.
Moreover, the neural network uses the standard transfer function as a defective area in a region with a higher frequency as the frequency becomes higher, and defines the region larger than the standard value as a defective region in the low frequency region as a standard transfer function as the frequency becomes lower. Based on the learning data in which a region smaller than the standard value is a defective region, and the learning data that is defective when the number of peaks in the region determined to be good by the learning data is 2 or more and when the number of peaks is 0, It is self-organized.

【0016】この第3の手段では、第1の手段の周波数
別良否判定機能と、第2の手段によるピーク数別良否判
定機能とをニューラルネットワークにより実現する。し
たがって、標準となる構造体の伝達関数から学習データ
を生成し、又は擬似的に学習データを作成して、これを
ネットワークに入力するのみで、構造体の良否判定を行
うこととなる。
In the third means, the frequency-based quality determination function of the first means and the peak-number-based quality determination function of the second means are realized by a neural network. Therefore, the quality of the structure is determined only by generating learning data from the transfer function of the standard structure or creating learning data in a pseudo manner and inputting the learning data to the network.

【0017】本発明は、これらの各手段により、前述し
た目的を達成しようとするものである。
The present invention aims to achieve the above-mentioned object by each of these means.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明による構造良否検査装置の
構成を示すブロック図である。構造良否検査装置は、被
測定物1の自由振動に基づいて伝達関数を生成する伝達
関数生成部10と、この伝達関数生成部10によって生
成された伝達関数の特徴部分を抽出する特徴部分抽出部
12と、この特徴部分抽出部12によって抽出された伝
達関数の特徴部分に基づいて被測定物の構造の良否を判
定する構造良否判定部14とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing the structure of a structural quality inspection apparatus according to the present invention. The structure quality inspection apparatus includes a transfer function generation unit 10 that generates a transfer function based on free vibration of the DUT 1, and a characteristic portion extraction unit that extracts a characteristic portion of the transfer function generated by the transfer function generation unit 10. 12 and a structural quality determination unit 14 that determines the quality of the structure of the DUT based on the characteristic portion of the transfer function extracted by the characteristic portion extraction unit 12.

【0020】しかも、特徴部分抽出部12が、予め定め
られた標準伝達関数の共振点の位置に基づいて伝達関数
の複数の共振点部分の波形を切り出す共振点切り出し機
能20を備えている。
In addition, the characteristic portion extracting section 12 has a resonance point cutting function 20 for cutting out the waveforms of a plurality of resonance point portions of the transfer function based on the positions of the resonance points of the predetermined standard transfer function.

【0021】さらに、構造良否判定部14が、共振点切
り出し機能20によって切り出された切り出し波形の共
振点の大きさと周波数とに基づいて当該共振点の値が標
準伝達関数による標準値よりも小さいときに当該共振点
の周波数が低い場合は不良と判定すると共に、当該共振
点の値が標準伝達関数による標準値よりも大きいときに
当該共振点の周波数が高い場合には良品と判定する周波
数別良否判定機能26を備えた。
Further, when the structure quality judgment unit 14 determines that the value of the resonance point is smaller than the standard value by the standard transfer function based on the size and frequency of the resonance point of the cut-out waveform cut out by the resonance point cutting function 20. When the frequency of the resonance point is low, it is determined as defective, and when the value of the resonance point is higher than the standard value by the standard transfer function, it is determined as good if the frequency of the resonance point is high. The judgment function 26 is provided.

【0022】これを詳細に説明する。This will be described in detail.

【0023】共振点(ピーク値)は、共振周波数におけ
る周波数応答振幅であり、共振周波数、共振点の大きさ
は、物体の形状、材質、剛性によって変化する。本実施
形態では、物体の剛性が高まると共振周波数が高くなる
点と、周波数応答振幅が小さくなる点を利用して、被測
定物の剛性を精密に検査する。
The resonance point (peak value) is the frequency response amplitude at the resonance frequency, and the resonance frequency and the size of the resonance point change depending on the shape, material and rigidity of the object. In the present embodiment, the rigidity of the object to be measured is precisely inspected by utilizing the fact that the resonance frequency increases as the rigidity of the object increases and the frequency response amplitude decreases.

【0024】また、本実施形態では、特徴部分抽出部1
2が、共振点切り出し機能によって切り出された複数の
切り出し波形を標準化する標準化機能22を備えてい
る。しかも、構造良否判定部14が、標準化機能によっ
て標準化された標準化データに基づいて当該標準化デー
タによる波形形状の共振点数が2以上又は0のときに不
良と判定する共振点数別良否判定機能28を備えてい
る。
Further, in the present embodiment, the characteristic portion extraction unit 1
2 has a standardization function 22 for standardizing a plurality of cutout waveforms cut out by the resonance point cutout function. In addition, the structure quality determination unit 14 includes a quality determination function by resonance point number 28 that determines a defect when the number of resonance points of the waveform shape based on the standardized data is 2 or more or 0 based on the standardized data standardized by the standardization function. ing.

【0025】〔第1実施例〕振動解析を利用して構造物
の良否判定を行うため、本実施形態では周波数伝達関数
を用いている。図2は伝達関数生成部10に入力される
データの一例を示す説明図である。本実施例では、被測
定物に加えられる力と、この被測定物によって加えられ
た力による加速度とから伝達関数を算出する。
[First Embodiment] In order to determine the quality of a structure using vibration analysis, a frequency transfer function is used in this embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of data input to the transfer function generation unit 10. In the present embodiment, the transfer function is calculated from the force applied to the measured object and the acceleration due to the force applied by the measured object.

【0026】図2(A)に示すように、フォースセンサ
2を有するインパクトハンマーで被測定物を打撃する
と、図示する信号が伝達関数生成部10に入力される。
さらに、この打撃により被測定物が振動すると、加速度
ピックアップ3が、被測定物の加速度を捕捉して図示す
る如くの信号を伝達関数生成部10に出力する。
As shown in FIG. 2A, when an object to be measured is hit with an impact hammer having a force sensor 2, the illustrated signal is input to the transfer function generator 10.
Further, when the object to be measured vibrates due to this impact, the acceleration pickup 3 captures the acceleration of the object to be measured and outputs a signal as shown to the transfer function generating unit 10.

【0027】伝達関数生成部は、入力波形をFFT処理
(高速フーリエ変換)し、図3に示す伝達関数を生成す
る。図3に示す例では、共振点5が5つ現れる。計測さ
れた伝達関数のうち、いくつかの共振周波数ピーク(共
振点)を選び、切り出す。
The transfer function generating section performs FFT processing (fast Fourier transform) on the input waveform to generate the transfer function shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, five resonance points 5 appear. Of the measured transfer functions, some resonance frequency peaks (resonance points) are selected and cut out.

【0028】周波数ピークを切り出す切り出し窓6の位
置は、その伝達関数で特徴的となるピークを選び出した
ものである。特徴的なピークは、ゲインが高く判別しや
すいピークであり、さらに、良品と不良品とで大きく高
さ又は周波数が変化するピークとなる。
The position of the clipping window 6 for cutting out the frequency peak is one in which a characteristic peak is selected by its transfer function. The characteristic peak is a peak that has a high gain and can be easily discriminated, and is a peak in which the height or the frequency greatly changes between the non-defective product and the defective product.

【0029】切り出しの幅は、ピークを中心に±5[H
z]程度となるが、メモリ容量や速度、ピークの数など
で変更する。実際の切り出しピーク位置と幅の選定は、
伝達関数から最適と判断されるものの選定となる。この
ため、切り出しピーク位置及び幅は、予め定められてお
り、固定である。また、ゲインの幅についても、予め定
めておいた固定のものである。
The width of the cutout is ± 5 [H] centered on the peak.
z], but change depending on the memory capacity, speed, number of peaks, etc. The actual cutting peak position and width selection is
The optimum one is selected from the transfer function. Therefore, the cutout peak position and width are predetermined and fixed. Also, the width of the gain is a fixed value that is determined in advance.

【0030】図5は、共振点切り出し機能20によって
切り出された切り出し波形を示す説明図である。本実施
例では、この切り出し波形を図6及び図7に示す基準に
より評価することで、構造物の剛性の良否を判定する。
また、各切り出し波形全てをそれぞれ評価するのではな
く、一度の測定による伝達関数の切り出し波形を標準化
して、標準化データに基づいて良否判定を行うようにし
ても良い。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a cutout waveform cut out by the resonance point cutout function 20. In the present embodiment, the quality of the rigidity of the structure is determined by evaluating the cutout waveform based on the criteria shown in FIGS. 6 and 7.
Further, instead of evaluating all the cut-out waveforms respectively, the cut-out waveform of the transfer function obtained by one measurement may be standardized, and the pass / fail judgment may be performed based on the standardized data.

【0031】図6は本実施例による良否判定の基準を示
す図表である。本実施例では、共振点の大きさ及び周波
数の関係によって良否を判定する。具体的には、周波数
が低いときには、振幅が大きいか又は標準のときにNG
と判定し、周波数が高いときには、振幅が小さくともO
Kと判定する。
FIG. 6 is a table showing the criteria for quality judgment according to this embodiment. In this embodiment, the quality is judged by the relationship between the size of the resonance point and the frequency. Specifically, when the frequency is low, the amplitude is large, or when the amplitude is normal, NG
If the amplitude is small, the O
Judge as K.

【0032】図7は図6に示した判定基準と従来の判定
基準とを比較するための図である。図7(A)に示すよ
うに、従来のNG領域7は周波数の高さにかかわらず一
定の大きさとしていた。一方、図7(B)に示すよう
に、本実施例では、共振周波数が高い場合には振幅が大
きくともOKとし、一方共振周波数が低い場合には振幅
が小さくともNGとする。
FIG. 7 is a diagram for comparing the criteria shown in FIG. 6 with the conventional criteria. As shown in FIG. 7A, the conventional NG region 7 has a constant size regardless of the frequency height. On the other hand, as shown in FIG. 7B, in the present embodiment, when the resonance frequency is high, the amplitude is large even if OK, and when the resonance frequency is low, the amplitude is small but NG.

【0033】このように、第一実施例では、切り出した
それぞれのデータにつて、又は標準化データについて、
図6に示す基準により被測定物の剛性の良否を判定す
る。このため、被測定物の剛性の変化による共振周波数
の変化に応じて、良否判定の判断基準を変化させること
ができ、従って、被測定物が一定以上の剛性であるか否
かを良好に検査することができる。
As described above, in the first embodiment, regarding each of the cut out data or the standardized data,
The quality of the rigidity of the object to be measured is determined based on the criteria shown in FIG. Therefore, it is possible to change the judgment criterion of the quality judgment in accordance with the change of the resonance frequency due to the change of the rigidity of the object to be measured. can do.

【0034】〔第2実施例〕第2実施例では、ニューラ
ルネットワークにより構造物の良否を判定する。
[Second Embodiment] In the second embodiment, the quality of the structure is determined by a neural network.

【0035】ここでは、図5に示した切り出し波形を標
準化し、さらにゲイン(振幅)の幅の上限を1.0,下
限を0.0として正規化する(正規化機能24)。ゲイ
ン幅は、微細な伝達関数の変化を拡大して判定に使うた
めに、ピークの値が0.5程度になるようにして、ま
た、量子化誤差が生じない程度に細かく設定する。量子
化したデータ数は、窓の数×周波数の幅となる。この周
波数の幅は、システムの周波数解像度に依存する。
Here, the cut-out waveform shown in FIG. 5 is standardized, and is further normalized by setting the upper limit of the gain (amplitude) width to 1.0 and the lower limit to 0.0 (normalization function 24). The gain width is set so that the peak value is about 0.5 and the quantization error does not occur in order to magnify a minute change in the transfer function and use it for the determination. The number of quantized data is the number of windows × frequency width. The width of this frequency depends on the frequency resolution of the system.

【0036】また、伝達関数の全てを量子化してニュー
ラルネットに入れると、ゲインの低い(ノイズの多い)
データも判定に使われることとなり、計算時間も多く必
要となるため、切り出し窓6による切り出しを用いてい
る。
If all the transfer functions are quantized and put into the neural network, the gain is low (noisy).
Since the data is also used for the determination and a long calculation time is required, the cutout by the cutout window 6 is used.

【0037】図8はニューラルネットワーク15の構成
を示す説明図である。図8に示すように、ニューラルネ
ットワーク15は、切り出し窓の周波数幅と周波数解像
度に応じた単位周波数とから定まる周波数方向のデータ
数と等しい数のユニットを有する入力層15Aと、この
入力層15Aの各ユニットと接続された複数のユニット
を有する中間層15Bと、1.0から0.0までの値を
出力するユニットを有する出力層15Cとを備えてい
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the structure of the neural network 15. As shown in FIG. 8, the neural network 15 has an input layer 15A having a number of units equal to the number of data in the frequency direction determined by the frequency width of the clipping window and the unit frequency according to the frequency resolution, and the input layer 15A. An intermediate layer 15B having a plurality of units connected to each unit and an output layer 15C having a unit that outputs a value from 1.0 to 0.0 are provided.

【0038】入力層15Aの各ユニットには、正規化機
能24によって1.0から0.0までに正規化された値
が入力される。また、出力層15Cのユニットは、OK
品が1.0,NG品が0.0となるように学習させる。
このように、ニューラルネットワーク15としては、一
般的な3階層のものを用いている。実際の判定時は0〜
1の間の値が出力されるが、大きいほどOK品である確
率が高いこととなる。出力値と不良度は相関的な関係と
なるため、出力値についてのしきい値はユーザーが決定
することとなる。
A value normalized to 1.0 to 0.0 by the normalization function 24 is input to each unit of the input layer 15A. The unit of the output layer 15C is OK.
Learn so that the quality is 1.0 and the quality is 0.0.
Thus, as the neural network 15, a general three-layered one is used. 0 at the time of actual judgment
Although a value between 1 is output, the larger the value, the higher the probability of being an OK product. Since the output value and the degree of failure have a correlative relationship, the threshold value for the output value is determined by the user.

【0039】学習のOK,NGの範囲は、図7(B)に
示したものである。このため、学習データとして、図9
(A)〜(C)のようなピーク値を有する切り出しデー
タを用意し、NGの場合には出力が0となるように、O
Kの場合には出力が1となるように学習(自己組織化)
させる。これにより、ニューラルネットワーク15は周
波数別良否判定機能26として動作することとなる。
The range of learning OK and NG is shown in FIG. 7 (B). Therefore, the learning data shown in FIG.
Cutout data having peak values as shown in (A) to (C) are prepared, and O is set so that the output becomes 0 in the case of NG.
Learning so that the output is 1 when K (self-organization)
Let it. As a result, the neural network 15 operates as the frequency pass / fail judgment function 26.

【0040】図9(A)〜(C)に示した基準は、測定
物の剛性が上がると、共振周波数が高くなることを考慮
したものであり、これによると、振幅(大きさ)が大き
くてもOK品とみなせる。また、共振周波数が下がる
と、大きさが同じでも剛性が下がっているのでNGとな
る。
The criteria shown in FIGS. 9A to 9C take into consideration that the resonance frequency increases as the rigidity of the object to be measured increases, and according to this, the amplitude (magnitude) becomes large. However, it can be regarded as an OK product. Further, when the resonance frequency is lowered, the rigidity is lowered even if the size is the same, so that it becomes NG.

【0041】また、著しく波形の異なるものをNGと判
定する。すなわち、図9(D)及び(E)に示すデータ
を擬似的に作成し、ニューラルネットワークに学習させ
る。これにより、ニューラルネットワーク15は共振点
数別良否判定機能28として動作する。
Further, a waveform having a significantly different waveform is determined to be NG. That is, the data shown in FIGS. 9D and 9E is pseudo-created and the neural network is made to learn. As a result, the neural network 15 operates as the pass / fail judgment function 28 according to the number of resonance points.

【0042】このように、第2実施例では、ニューラル
ネットワークを利用することにより、実際のデータをフ
ィードバックさせてより確度の高い判定を行うことがで
きる。また、ニューラルネットワークの学習はオフライ
ンで行うことができるので、ラインを止めずに判定基準
の更新が可能となる。さらに、判定時には学習済みのニ
ューラルネットを使うので、判定時間が短い。
As described above, in the second embodiment, by using the neural network, it is possible to feed back the actual data and make a judgment with higher accuracy. Further, since the learning of the neural network can be performed off-line, the judgment standard can be updated without stopping the line. Further, since the learned neural net is used for the determination, the determination time is short.

【0043】また、本実施形態によると、振動モード間
の分離が比較的明瞭な単一構成物を被測定物とすると
き、たとえば、溶接部品の良否判定を行うときに、確度
の高い判定を行うことができ、しかも、判定時間を短縮
することができる。さらに、判定が不確定なときにはフ
ィードバックして更新することができる。
Further, according to the present embodiment, when a single component whose vibration modes are relatively clearly separated is used as an object to be measured, for example, when the quality of a welded part is judged, highly accurate judgment can be performed. It can be performed and the determination time can be shortened. Further, when the determination is uncertain, it can be updated by feeding back.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、構造良否判定部が、第1に、共振
点の値が標準伝達関数による標準値よりも小さいときに
当該共振点の周波数が低い場合は不良と判定するため、
共振点の大きさのみに基づいて判定した場合には良品と
判定される場合にあっても、剛性が低く共振周波数が低
くなった場合には的確にこれを剛性不良と判定すること
ができ、第2に、共振点の値が標準伝達関数による標準
値よりも大きいときに当該共振点の周波数が高い場合に
は良品と判定するため、共振点の値のみに基づいて判定
した場合には不良と判定される場合にあっても、剛性が
高く共振周波数が高くなった場合には、検査対象である
被対象物の剛性は一定以上と判断し、良品と判断するこ
とができる。このため、例えば、溶接部品の溶接の良否
を検査する際には、溶接不良により必要な剛性を有しな
い被測定物についてはこれを的確に不良品と検査するこ
とができ、しかも、共振点部分のみを切り出して標準伝
達関数との比較により検査するため、伝達関数全てを検
査対象とする従来例と比較して高速に検査することがで
きる。このように、被測定物の剛性の良否を高速かつ確
実に検査することのできる従来にない優れた構造良否検
査装置を提供することができる。
Since the present invention is constructed and functions as described above, according to the present invention, the structure quality determining unit firstly detects the resonance when the value of the resonance point is smaller than the standard value of the standard transfer function. If the frequency of the point is low, it is determined to be defective,
Even if it is determined as a non-defective product when it is determined based on only the size of the resonance point, it can be accurately determined that the rigidity is poor when the rigidity is low and the resonance frequency is low. Secondly, when the value of the resonance point is larger than the standard value by the standard transfer function, the product is judged to be a good product if the frequency of the resonance point is high. Therefore, if the judgment is based only on the value of the resonance point, it is defective. Even if it is determined that the rigidity is high and the resonance frequency is high, it is possible to determine that the rigidity of the object to be inspected is equal to or higher than a certain level, and determine that the object is a good product. For this reason, for example, when inspecting the quality of welding of a welded part, it is possible to accurately inspect a measured object that does not have the necessary rigidity due to defective welding as a defective product, and at the resonance point portion. Since only the part is cut out and inspected by comparison with the standard transfer function, it is possible to inspect at higher speed than the conventional example in which all transfer functions are inspected. As described above, it is possible to provide an unprecedented excellent structural quality inspection device capable of inspecting the quality of the object to be measured at high speed and reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した伝達関数生成部への入力データの
一例を示す説明図で、図2(A)は被測定物に加えられ
る力の入力を示す図で、図2(B)は被測定物からの出
力を示す図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of input data to a transfer function generation unit shown in FIG. 1, FIG. 2 (A) is a diagram showing input of force applied to an object to be measured, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an output from the object to be measured.

【図3】図1に示した伝達関数生成部によって生成され
た伝達関数の一例を示す波形図である。
3 is a waveform diagram showing an example of a transfer function generated by a transfer function generating unit shown in FIG.

【図4】図3に示した伝達関数の一部を切り出す際の切
り出し窓を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a clipping window when clipping a part of the transfer function shown in FIG.

【図5】図4に示した切り出し窓により切り出した切り
出し波形の一例を示す説明図である。
5 is an explanatory diagram showing an example of a cutout waveform cut out by the cutout window shown in FIG.

【図6】図1に示した周波数別良否判定機能による良否
判断の判定基準の一例を示す図表である。
FIG. 6 is a table showing an example of a judgment standard of quality judgment by the frequency-specific quality judgment function shown in FIG. 1.

【図7】図6に示した判定基準を従来の判定基準と比較
した図であり、図7(A)は従来の判定基準を示す説明
図で、図7(B)は本実施例による判断基準を示す説明
図である。
FIG. 7 is a diagram comparing the determination criteria shown in FIG. 6 with a conventional determination criteria, FIG. 7 (A) is an explanatory view showing the conventional determination criteria, and FIG. 7 (B) is a determination according to the present embodiment. It is explanatory drawing which shows a reference | standard.

【図8】図1に示した構造良否判定部として機能するニ
ューラルネットワークの一例を示す説明図である。
8 is an explanatory diagram showing an example of a neural network that functions as the structural quality determination unit shown in FIG.

【図9】図8に示したニューラルネットワークを自己組
織化させる学習データの一例を示す説明図であり、図9
(A)から(C)は周波数別良否判定機能を学習するた
めの学習データを示す図で、図9(D)及び(E)は共
振点数別良否判定機能を学習するための学習データを示
す図である。
9 is an explanatory diagram showing an example of learning data for self-organizing the neural network shown in FIG.
(A) to (C) are diagrams showing learning data for learning the frequency-based quality determination function, and FIGS. 9 (D) and (E) show learning data for learning the resonance point-based quality determination function. It is a figure.

【図10】予め定められたOK範囲に基づいて構造物の
剛性の良否を判定する従来例を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a conventional example in which the quality of rigidity of a structure is determined based on a predetermined OK range.

【図11】予め定められたNG範囲に基づいて構造物の
剛性の良否を判定する従来例を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a conventional example in which the quality of the rigidity of a structure is determined based on a predetermined NG range.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 伝達関数生成部 12 特徴部分抽出部 14 構造良否判定部 20 共振点切り出し機能 22 標準化機能 24 正規化機能 26 周波数別良否判定機能 28 共振点数別良否判定機能 10 Transfer Function Generating Section 12 Characteristic Extracting Section 14 Structural Quality Judgment Section 20 Resonance Point Extraction Function 22 Standardization Function 24 Normalization Function 26 Frequency-Specific Quality Judgment Function 28 Resonance Point-Specific Quality Judgment Function

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06F 15/18 560 G06F 15/18 560Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G06F 15/18 560 G06F 15/18 560Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物の自由振動に基づいて伝達関数
を生成する伝達関数生成部と、この伝達関数生成部によ
って生成された伝達関数の特徴部分を抽出する特徴部分
抽出部と、この特徴部分抽出部によって抽出された伝達
関数の特徴部分に基づいて前記被測定物の構造の良否を
判定する構造良否判定部とを備えた構造良否検査装置に
おいて、 前記特徴部分抽出部が、予め定められた標準伝達関数の
共振点の位置に基づいて前記伝達関数の複数の共振点部
分の波形を切り出す共振点切り出し機能を備え、 前記構造良否判定部が、前記共振点切り出し機能によっ
て切り出された切り出し波形の共振点の大きさと周波数
とに基づいて当該共振点の値が前記標準伝達関数による
標準値よりも小さいときに当該共振点の周波数が低い場
合は不良と判定すると共に、当該共振点の値が前記標準
伝達関数による標準値よりも大きいときに当該共振点の
周波数が高い場合には良品と判定する周波数別良否判定
機能を備えたことを特徴とする構造良否検査装置。
1. A transfer function generating section for generating a transfer function based on free vibration of an object to be measured, a characteristic part extracting section for extracting a characteristic part of the transfer function generated by the transfer function generating section, and this characteristic. In a structure quality inspection device comprising a structure quality determination unit that determines the quality of the structure of the object to be measured based on the characteristic portion of the transfer function extracted by the portion extraction unit, the characteristic portion extraction unit is predetermined A resonance point cutout function for cutting out waveforms of a plurality of resonance point portions of the transfer function based on the position of the resonance point of the standard transfer function is provided, and the structural quality determination unit is a cutout waveform cut out by the resonance point cutout function. When the value of the resonance point is smaller than the standard value by the standard transfer function based on the size and frequency of the resonance point, the frequency is determined to be defective if the frequency of the resonance point is low. In addition, when the value of the resonance point is larger than the standard value by the standard transfer function, if the frequency of the resonance point is high, the structure is characterized by having a quality-by-frequency determination function for determining good products. Inspection device.
【請求項2】 前記特徴部分抽出部が、前記共振点切り
出し機能によって切り出された複数の切り出し波形を標
準化する標準化機能を備え、 前記構造良否判定部が、前記標準化機能によって標準化
された標準化データに基づいて当該標準化データによる
波形形状の共振点数が2以上又は0のときに不良と判定
する共振点数別良否判定機能を備えたことを特徴とする
請求項1記載の構造良否検査装置。
2. The feature extraction unit includes a standardization function for standardizing a plurality of cutout waveforms cut out by the resonance point cutout function, and the structural quality determination unit converts the standardized data standardized by the standardization function. The structure quality inspection device according to claim 1, further comprising a quality determination function according to the number of resonance points that determines a defect when the number of resonance points of the waveform shape based on the standardized data is 2 or more or 0.
【請求項3】 前記構造良否判定部が、前記標準化機能
によって標準化された切り出し標準化データを正規化す
る正規化機能と、この正規化機能によって正規化された
正規化データを入力データとして前記被測定物の剛性の
良否度を出力するニューラルネットワークとを備え、 前記ニューラルネットワークが、周波数の高い領域につ
いては当該周波数が高くなるに従って標準伝達関数によ
る標準値よりも大きい領域を不良領域とすると共に周波
数の低い領域については当該周波数が低くなるに従って
標準伝達関数による標準値よりも小さい領域を不良領域
とした学習データと、当該学習データによって良好と判
定される領域でのピーク数が2以上の場合及びピーク数
が0の場合には不良とする学習データとによって自己組
織化されたことを特徴とする請求項2記載の構造良否検
査装置。
3. The structure quality determining unit normalizes a cut-out standardized data standardized by the standardizing function, and the measured data using the normalized data normalized by the normalizing function as input data. A neural network for outputting the quality level of the rigidity of the object, wherein the neural network defines a region having a higher frequency than the standard value by the standard transfer function as the frequency becomes higher and the frequency of the frequency becomes higher. As for the low region, the learning data in which the region smaller than the standard value by the standard transfer function becomes a defective region as the frequency becomes lower, and the number of peaks in the region determined to be good by the learning data is 2 or more If the number is 0, it is self-organized by the learning data that is considered to be defective. Structure quality inspection apparatus of claim 2 wherein.
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