JPH1194804A - 自動探傷方法及び装置 - Google Patents

自動探傷方法及び装置

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JPH1194804A
JPH1194804A JP25168797A JP25168797A JPH1194804A JP H1194804 A JPH1194804 A JP H1194804A JP 25168797 A JP25168797 A JP 25168797A JP 25168797 A JP25168797 A JP 25168797A JP H1194804 A JPH1194804 A JP H1194804A
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JP
Japan
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magnetic powder
crack
flaw
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fluorescent
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JP25168797A
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Shigeyuki Nishi
重幸 西
Takahiro Sometsugu
孝博 染次
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面粗さの大きな被検査材の亀裂欠陥の有無
を自動で判別する。 【解決手段】 蛍光磁粉探傷法において、希薄な磁粉液
を散布した後水洗し、紫外線を照射して得られる磁粉模
様を撮像し、画像信号から亀裂磁粉模様を微分強調し、
該画像を更に平滑化して求めた画像を微分強調画像から
減算して亀裂欠陥候補位置を求め、原画像の亀裂欠陥候
補位置の磁粉模様のみを画像処理し亀裂の有無を判断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検査材の表面傷
の有無を自動検知する自動探傷方法および装置に関し、
特に鋳造品の亀裂欠陥の検出に好適な自動探傷方法およ
び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】被検査材表面の傷の有無を探傷する手段
の一つとして蛍光磁粉探傷法がある。この方法は、被検査
材を磁化させて表面に蛍光磁粉(以降磁粉と略す)を塗
布すると傷による漏れ磁束によって磁粉が傷部分に集ま
ることを利用し、紫外線を照射した時の磁粉の発光の状
態(磁粉模様)から傷の有無や位置を知るものである。
この磁粉模様を撮像装置により撮像し、画像処理で傷の
有無や位置を自動的に検知するようにした探傷技術の例
は多数開示されている。ところで被検査材に磁粉を付着
させる場合、傷以外の部分にも多少の磁粉が付着する。
特に凹凸の多い被検査材に対しては、その角部又は溝部
に磁粉が付着しやすく、その部分に傷があると誤認して
しまうという問題がある。これを防ぐためには、傷部分
に付着する磁粉量Sとその他のバック部分に付着する磁
粉量Nとの比であるS/N比を大きくすることが重要で
ある。特公平7−23885に、磁粉液を流すための導
管にマグネットを設け、磁粉液を所定量散布した後に該
マグネットをONさせて磁粉液中の磁粉を導管の内壁に
吸着させるようにした磁粉探傷用の磁粉液散布装置が開
示されている。これは通常の磁粉濃度の磁粉液を被検査
材の表面に散布した後マグネットを作用させ、磁粉液中
の磁粉を導管の内壁に吸着させて濃度の低下した磁粉液
を被検査材に散布し、傷以外の部分に付着した磁粉の多
くを洗い流すとともに、傷部分には新たな磁粉を補充し
てS/N比を向上させようというものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】鋳造品表面の亀裂欠陥
を探傷しようとする場合、鋳肌面は機械加工面に比べ格
段に表面が粗い上、鋳出し文字部や湯口や堰除去加工跡
のような急峻な凹凸があるという特徴がありこれに対処
する必要がある。本発明者達の研究によると、鋳肌に付
着した磁粉は水を普通に散布するだけでほとんど除去で
きるが、前記のような急峻な凹凸のバック部分に付着し
た磁粉は、種々の条件で水を散布しても十分に洗い流す
ことができない、ということがわかっている。公知例に
示されているように、洗浄に水ではなく低濃度の磁粉液
を用いる場合、鋳肌面の磁粉に対しては水と同等に有効
であると思われるが、鋳出し文字や加工跡等の急峻な凹
凸のバック部分の磁粉が大多数洗い流されるということ
は考え難く、公知例文中で傷部には磁粉は補充されると
述べているように、逆にバック部にも補充される可能性
がある。従って、本公知例を鋳造品に適用した場合、安
定して高いS/N比を得ることは難しい。本発明は、表
面に急峻な凹凸を有するような部品でも、できるだけS
/N比が大きくなるように磁粉を定着するとともに、磁
粉模様の撮像情報から所定の傷だけを探索して信頼性高
く傷部を検出できるような蛍光磁粉による自動探傷方法
及び装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の自動探傷方法
は、被検査材を磁化し、蛍光磁粉を吸着させて紫外線を
照射し、磁粉模様を撮像して画像処理で傷を自動探傷す
る自動探傷方法において、蛍光磁粉を散布し、水で洗浄
した後磁粉模様を撮像し、撮像した磁粉模様の原画像を
微分処理等を用いて輝度変化強調処理をし、浮動2値化
処理によりまず傷候補位置を特定し、この位置にある原
画像の磁粉模様から所定値以上の輝度と長さを持つ磁粉
模様の部分を傷と判定することを特徴としている。特に
被検査材が鋳造品である場合、蛍光磁粉濃度が0.05〜0.
3g/lの蛍光磁粉液を散布し、その後被検査材表面を水で
洗い流すことを特徴としている。
【0005】また本発明の自動探傷装置は、被検査材に
蛍光磁粉液を散布する磁粉散布手段と、被検査材表面を
水で洗い流す洗浄手段と、磁粉模様を撮像する撮像手段
と、撮像した原画面を強調処理し、浮動2値化処理し、
傷候補位置を特定し、この位置をもとに原画像から所定
値以上の輝度と長さを持つ磁粉模様を抽出し、傷と判定
する画像処理手段とを有することを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】以下被検査材として鋳造で製造さ
れるサポートと呼ばれる自動車ブレーキ部品を対象に、
この表面に生じた亀裂を探傷する例で説明する。図1は
本発明の自動探傷方法のプロセスを説明するための図で
あり、大きく3つの工程に分けられる。磁粉散布工程1
は、被検査材を磁化し、所定濃度の蛍光磁粉液を被検査
面に散布し、漏洩磁束部に蛍光磁粉(以下磁粉と略す)
を吸着させるものである。水洗工程2は、磁粉が付着し
た被検査材を水で洗浄し、亀裂部以外に付着した磁粉を
できるだけ取り除くものである。磁粉散布工程1および
水洗工程2においては、亀裂部とバック部の蛍光輝度の
S/N比を大きくとれるような要因と条件を決定するこ
とが重要である。本説明ではバック部として、鋳肌と鋳
出し文字部を例にして説明する。亀裂探傷工程3は、前
記状態の被検査材に紫外線を照射し、磁粉模様をカメラ
で撮像し、得られた画像を画像処理装置に取り込んで亀
裂を判定検出するものである。以下各工程毎に詳細を説
明する。
【0007】磁粉散布工程1においては、磁化強度と磁
粉濃度が重要な要因である。図2は磁化電流と蛍光輝度
との関係を示す実験結果であり、同一条件で所定の洗浄
を行った後のものである。鋳肌部では輝度は磁化電流の
大きさに関わらず低いレベルで安定し、洗浄により磁粉
が十分除去されていることがわかる。しかし1500A
以上になると、亀裂部の輝度に対し鋳出し文字部の輝度
は差がなく、鋳出し文字部の磁粉はあまり除去できてい
ないということがわかる。なお、輝度は画像処理を行っ
た時の数値を用いて評価しており、数値の大きいものほ
ど輝度が高いことを示している。以下の説明に対しても
同様である。図3は磁粉濃度と蛍光輝度との関係を示す
実験結果であり、前記と同様に所定の洗浄を行った後の
ものである。鋳肌部では磁粉濃度に関わらず輝度は低い
レベルで安定し、洗浄により磁粉が十分除去されている
ことがわかる。しかし、磁粉濃度が1g/l以上になる
と、亀裂部の輝度に対し鋳出し文字部の輝度は差がな
く、鋳出し文字部の磁粉はあまり除去できないというこ
とがわかる。S/N比の安定性を考慮すると0.1〜0.5g/
lの磁粉濃度範囲が良好で、さらにこの範囲での詳細な
実験によれば0.05〜0.3g/lが望ましい。なおJIS規格
によれば、人による目視検査における磁粉濃度は、1〜
2g/lと設定されている。
【0008】水洗工程2においては、被検査材を水槽に
浸漬し、水中で所定速度で揺動する方法で洗浄した。図
4は同一条件で磁粉を散布した後の被検査材に対して、
洗浄速度を変えて水洗した時の蛍光輝度との関係を表し
た実験結果である。鋳肌については洗浄することにより
磁粉がよく除去されていることがわかる。しかし、鋳出
し文字部に付着した磁粉については、輝度は洗浄条件を
変えてもあまり大きく低下しないだけでなく、亀裂部も
同じように低下することがわかる。これより、洗浄で鋳
出し文字部の磁粉だけを除去することはできないことが
わかる。なお洗浄は、水が被検査材表面を相対的に移動
する方式であればよく、被検査材の大きさや形状に合わ
せてノズル散布方式も採ることができ適宜選定すればよ
い。また、必ずしも水でなくても磁粉を含まなければ他
の溶剤でもよい。以上説明したように、例えば磁化電流
を1000A、磁粉濃度を0.3g/lとして被検査材に
磁粉を散布した後、流水で洗浄することにより、亀裂部
の輝度に対して対処すべきバック部を鋳出し文字部のみ
に減縮し、かつS/N比を約2にすることができ、その
後の画像処理での探傷処理を可能にすることができる。
【0009】亀裂探傷工程3においては、被検査材表面
に波長300〜360nmの紫外線を照射し磁粉を発光
させる。この磁粉模様をカメラで撮像し、得られた画像
を画像処理装置に取り込み、画像処理により亀裂検出を
行こなう。以下亀裂の検出アルゴリズムを図5に基づい
て説明する。 (a)所定の探傷エリアの原画像を取り込む。 (b)微分処理を用いて輝度変化部分を強調した微分画
像を作成する。 (c)微分画像から平滑化処理を用いて平滑化画像を作
成する。 (d)平滑化画像に、オフセット値を加算して閾値画像
を作成する。オフセット値は、予め亀裂の存しない良品
に対し前記磁粉散布及び水洗処理を行った後前記(a)
(b)の処理をし、得られた微分画像から鋳肌に残留する
磁粉の輝度の分散値を求めたものである。 (e)微分画像から閾値画像を減算し差分画像を作成す
る。 (f)差分画像を2値化し、所定の面積以上のものを抽
出して亀裂候補とし、その中心位置を亀裂位置座標とす
る。 (g)原画像中の亀裂位置座標部分について、その周辺
の磁粉模様の明るさと長さを計測して、予め定めた判定
値と比較して亀裂かどうかを判定する。 上記(c)〜(f)の処理である浮動2値化処理により、磁
粉濃度ばらつきや紫外線強度変化に伴う磁粉模様全体の
発光強度が変化しても、亀裂位置座標算出のための基準
を求めることができ、これをもとに原画像を画像処理す
るので低コントラストの亀裂も検出が可能となる。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は以下の効
果を有している。 1.磁粉散布後の被検査材を水洗することで鋳肌面に付
着していた磁粉をほとんど除去できるので、鋳肌面に関
するS/N比を高くすることができる。 2.磁粉散布濃度をJIS基準より低濃度にしその後水
洗することで、鋳出し文字のような急峻な凹凸に付着し
ていた磁粉をかなり除去できるので、急峻な凹凸に対す
るS/N比を向上することができ、画像処理で亀裂を検
出することができる。 3.微分による輝度変化強調処理と浮動2値化を組み合
わせてまず亀裂候補位置を求め、原画像中の亀裂候補位
置座標部分だけから明るさと長さを計測して亀裂を判定
するので信頼性の高い亀裂探傷ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動探傷工程を説明する図
【図2】磁化電流と蛍光輝度の関係を示す実験結果
【図3】磁粉濃度と蛍光輝度の関係を示す実験結果
【図4】洗浄速度と蛍光輝度の関係を示す実験結果
【図5】亀裂検出の画像処理アルゴリズムを説明する図
【符号の説明】
1 磁粉散布工程 2 水洗工程 3 亀裂探傷工程

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査材を磁化し、蛍光磁粉を吸着させ
    て紫外線を照射し、磁粉模様を撮像して画像処理で傷を
    自動探傷する自動探傷方法において、蛍光磁粉を散布
    し、水で洗浄した後磁粉模様を撮像し、撮像した磁粉模
    様の原画像を輝度変化強調処理をし、浮動2値化処理に
    よりまず傷候補位置を特定し、この位置にある原画像の
    磁粉模様から所定値以上の輝度と長さを持つ磁粉模様の
    部分を傷と判定することを特徴とする自動探傷方法。
  2. 【請求項2】 被検査材が鋳造品であり、蛍光磁粉濃度
    が0.05〜0.3g/lの蛍光磁粉液を散布し、その後被検査材
    表面を水で洗い流すことを特徴とする請求項1に記載の
    磁粉探傷方法。
  3. 【請求項3】 被検査材に蛍光磁粉液を散布する磁粉散
    布手段と、被検査材表面を水で洗い流す洗浄手段と、磁
    粉模様を撮像する撮像手段と、撮像した原画面を強調処
    理し、浮動2値化処理し、傷候補位置を特定し、この位
    置をもとに原画像から所定値以上の輝度と長さを持つ磁
    粉模様を抽出し、傷と判定する画像処理手段とを有する
    ことを特徴とする自動探傷装置。
JP25168797A 1997-09-17 1997-09-17 自動探傷方法及び装置 Pending JPH1194804A (ja)

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