JPWO2020162618A1 - 検査装置、および検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2019年2月8日に出願された日本国特願2019−022080を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
包装容器は、シー卜部材(フィルム部材も含む)の周縁が溶着、接着などされることで、開口部が接合されて密閉状態となる。
接合された箇所に剥離等が生じて接合が不十分であると、密閉状態を維持できない可能性がある。そのため、接合状態が基準を満たしているか否かの検査が行われる。
このような判定は、受信した超音波の測定データと、しきい値とを比較することで行われる。しきい値は、一般に、検査を行う前に定められている。
超音波検査装置の一例としては、特許文献1に記載された超音波検査装置がある。
図1は、実施形態における超音波検査システム1の構成例を示すブロック図である。超音波検査システム1は、超音波を用いて検査対象物40を検査する。図1に示す例において、超音波検査システム1は、表示装置10、超音波検査装置20及び搬送装置30を備える。
搬送装置30は、検査対象物40を搬送する。
搬送装置30は、例えば、ベルトコンベヤである。搬送装置30のベルト32には、検査対象物40が載置される。搬送装置30では、ローラ31(ローラ31a、31b)を回転させる。これにより搬送装置30は、検査対象物40を検査方向に沿って搬送し、送信部260と受信部280との間にある所定の検査位置を通過させる。ローラ31の回転は、例えば、超音波検査装置20の駆動制御部(不図示)から出力される制御指令値により制御される。搬送装置30に対して検査対象物40が載置された位置は、位置補正機構によって補正されてもよい。位置補正機構は、超音波検査装置20に対する検査対象物40の位置が所定の位置となるように補正あるいは位置決めするガイドであってもよい。
検査対象物40において、検査対象領域は、接合箇所である。接合箇所は、包装容器を構成する二つのシート部材が接合されるべき箇所である。検査対象物40では、周縁の全体にわたる領域である周縁部が、接合箇所である。
検査項目の具体例について説明する。第1の例は、周縁部41において、剥離があるか否かである。第2の例は、周縁部41において、孔、傷があるか否かである。第3の例は、周縁部41において、異物を挟まない状態で接合されているか否かである。第4の例は、周縁部41における特異点が規定された位置にあるか否かである。特異点とは、例えば、周縁部41に設けられる穴、飲み口、ノッチ、印字部等が設けられる位置である。
超音波検査装置20は、例えば、操作部210、制御部220、信号制御部230、送信制御部240、受信処理部250、送信部260、受信部280、及びカメラ(撮像装置)290を備える。
超音波検査装置20は、少なくとも一部にコンピュータを含む。このコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサと、プロセッサが実行するプログラムを格納するプログラムメモリとを備える。超音波検査装置20において、各機能部(操作部210、制御部220、信号制御部230、送信制御部240、受信処理部250、送信部260、及び受信部280)は、例えばCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、これら各機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェアにより実現されてもよい。
また、制御部220は、検査対象領域に超音波を照射することができるように、送信部260及び受信部280を制御するとともに、送信部260及び受信部280に対する、検査対象物40の位置を制御する。この実施形態において検査対象領域は、検査対象物40における周縁部41のうち、少なくとも一部の領域であればよい。
また、信号制御部230は、受信部280により受信された超音波の信号(受信信号)を、受信処理部250を介して取得する。信号制御部230は、取得した超音波の信号の強度や位相を解析し、解析結果(例えば測定データ)を制御部220に出力する。
受信処理部250は、受信部280により受信された受信信号を取得し、取得した受信信号を解析し易くするための処理を行う。例えば、受信処理部250は、取得した受信信号の振幅をアンプにより増幅させる。また、受信処理部250は、取得した超音波から、送信した超音波の波長とは異なる波長をフィルタにより除去するようにしてもよい。
受信部280は、送信部260により送信された超音波を受信する。受信部280は、受信した受信信号を受信処理部250に出力する。受信部280は、A/D変換部を含んでもよい。
カメラ290は、搬送装置30に載置された検査対象物40を俯瞰して撮像する。カメラ290は、撮像結果(画像データ)を制御部220に出力する。このカメラ290は、エリアセンサ(撮像範囲が二次元であるカメラ)またはラインセンサのいずれかを用いるようにしてもよい。
ここで、送信部260と受信部280と検査対象物40との位置関係について、図2を参照して説明する。
図2において、搬送装置30による検査対象物40の搬送方向はX軸方向である。X軸方向は、送信部260及び受信部280の配列方向(Z軸方向)に対して直交する。
検査対象物40の端部411は、Z軸方向から見て線状に延びる、検査対象物40の縁である。検査対象物40の境界線420は、接合箇所と非接合箇所との境界線を示す。この境界線420は、検査対象物40の縁に沿う線である。
端部411及び境界線420の位置は、検査対象物40を俯瞰して撮像するカメラ(例えば、カメラ290)から得られる画像データによって検出されてもよい。
包装容器400は、飲料または液体状の食品を収容可能である。包装容器400の周縁部410のうち、図3の左側端部には、飲み口423が設けられている。飲み口423は、X軸方向において周縁部410の略中央に設けられる。Y軸方向から見た飲み口423の形状は、略円形である。この飲み口423は、包装容器400の内部と外部との間で流通可能な経路である。飲み口423には、蓋425が取り付けられている。この蓋425が取り外されると、飲み口423の端部が露出し、包装容器400に収容された飲料等を飲むことが可能となる。
また、距離d1の位置において検査を行ったのち、同じ包装容器400について、距離d1とは異なる距離において検査を行うこともある。
包装容器450は、食品(流動性のある食品、粘性のある食品、または乾物等)、電子部品、文房具等を収容可能である。包装容器450の周縁部460のうち、図4の左側端部には、穴470が設けられている。この穴470は、X軸方向において周縁部460の略中央に設けられる。穴470は、例えば、包装容器450を陳列器具のフックに引っかけるために用いられる。
周縁部460において、印字部471がある。印字部471は、周縁部460にレーザープリンター、またはホットプリンター等で文字列が印字される部位である。印字部471に印字されると、その印字部471のZ軸方向における厚みは、周辺の周縁部460の厚みとは異なる。例えば、レーザープリンターによって刻印された場合の印字部471の厚みは、周囲の周縁部460の厚みよりも薄い。ホットプリンターによって刻印された場合の印字部471の厚みは、周囲の周縁部460の厚みよりも、印字テープの分だけ厚い。印字部471に印字される文字列は、製造ロットや製造ライン等を表す。
包装容器450は、搬送装置30によって搬送されることで、超音波検査装置20に対してX軸方向に相対的に移動する。すると、超音波は、周縁部460に対して、検査方向480(X軸に沿う方向)に沿って照射される。受信部280は、この超音波を受信する。この受信信号に基づいて、検査方向480に沿った周縁部460の各位置について検査を行うことが可能である。この場合、検査は、周縁部460と穴470と印字部471とを対象として行われる。
搬送装置30に対して包装容器450を配置する向きを変えることで、検査方向472に沿って検査を行うことが可能である。例えば、図4の例において下側の接合箇所を検査する場合、包装容器450の検査対象領域は、ノッチ473を含む帯状の領域とすることもできる。すなわち、ノッチ473の有無と、ノッチ473の位置とについても検査が可能である。ノッチ473は、包装容器450の開封口である。
図1に戻り、制御部220は、記憶部221、判定部222、しきい値演算部223を有する。制御部220は、エッジ検出部224を含んでもよいが、含まなくてもよい。
記憶部221は、リファレンスデータと、しきい値データと、判定データを記憶する。この記憶部221は、記憶媒体、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、RAM(Random Access read/write Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはこれらの記憶媒体の任意の組み合わせによって構成される。この記憶部221は、例えば、不揮発性メモリを用いることができる。
図5の横軸は測定時間を表し、縦軸は受信強度を表す。
測定時間は、検査対象物40Aの測定開始から測定終了までの経過時間を表す。受信強度は、受信部280が送信部260から照射された超音波を直接受信するか、検査対象物40Aを透過して受信した際の信号強度を表す。測定開始時には、受信部280と送信部260の間に検査対象物40Aがないため、超音波は検査対象物40Aによって遮られず、受信強度は大きい。検査対象物40Aが搬送装置30により搬送されて受信部280と送信部260の間に来ると、受信強度は下がる(時刻t1)。検査対象物40Aが受信部280と送信部260の間を通過し終わると、再び受信強度は大きくなる(時刻t2)。したがって、時刻t1から時刻t2までの間が検査対象物40Aを測定している区間であり、時刻t1、t2に対応する検査対象物40A上の位置p1、p2が、検査対象物40Aの両端(検査の開始位置と終了位置)である。
ここで、搬送装置30の速度と測定時刻から、検査対象物40Aの位置p1からp2までの測定位置が求められる。一例として、1ミリ秒おきに超音波の受信信号を測定する検査装置において1000mm/秒の速度で検査対象物40Aを搬送する場合、検査対象物40A上に1mm間隔の複数の位置で受信信号が測定される。このようにして、検査方向に沿って異なる位置のそれぞれにおいて得られた測定結果をリファレンスデータとして用いることができる。
なお、搬送装置30が等速で動く場合、横軸は時間軸を示すとともに測定位置を表すといえる。以下の実施形態においては搬送速度が等速であるとし、横軸を測定位置として説明する。
(第1しきい値について)
しきい値演算部223は、リファレンスデータ500に基づいて、検査対象物40を検査する際の検査区間を特定するためのしきい値を求める。検査区間は、搬送装置30によって搬送された検査対象物40が領域S1に到達してから通過し終えるまでの時間区間である。この検査区間内の信号を用いて、後述の判定動作における判定を行う。
しきい値演算部223は、送信部260と受信部280との間に検査対象物40Aがない場合の受信強度(第1受信強度)と、送信部260と受信部280との間に検査対象物40Aがある場合の受信強度(第2受信強度)との間の値を第1しきい値510として求める。
しきい値演算部223は、第1しきい値510を求める場合、第1受信強度と第2受信強度との平均値を求め、この平均値を第1しきい値510としてもよい。
第2しきい値520は、検査の判定に用いられる上限しきい値を示す。第3しきい値530は下限しきい値を表す。すなわち、検査対象物40の検査において、受信強度が第3しきい値と第2しきい値の間にあるとき、その検査対象物40は基準を満たすと判定される。
しきい値演算部223は、リファレンスデータ500のうち、検査区間Saに含まれるリファレンスデータ500に基づいて、第2しきい値520と第3しきい値530とを求める。例えば、しきい値演算部223は、まず、検査区間Saの受信強度の平均値を求める。そしてしきい値演算部223は、この平均値を基準として、マージン(予想されるばらつき幅)を加味(加算もしくは減算)して、その平均値よりも大きな値を有する受信強度を第2しきい値520として求め、その平均値よりも小さな値を有する受信強度を第3しきい値530として求める。または、検査区間Saの受信強度の中央値に対して、マージンを加味して、第2しきい値520および第3しきい値530を求めるようにしてもよい。また、検査区間Saに含まれる受信強度のいずれかを選択し、選択された受信強度に対してマージンを加味して、第2しきい値520および第3しきい値530を求めてもよい。マージンは、標準偏差値または、標準偏差値を変数倍した値を用いるようにしてもよい。また、検査対象物40の素材や厚さに応じた規定値をマージンとしてもよい。
また、第2しきい値520を求めるにあたり、受信強度の平均値ではなく、平均波形を用いるようにしてもよい。平均波形とは、検査の基準を満たす複数の検査対象物40Aを測定した、複数のリファレンスデータが表す波形について、平均を求めることで得られる波形である。
図5の例では、第2しきい値520と第3しきい値530は、それぞれ、いずれの測定位置においても、同じ値(一定値)が求められた場合を示している。
しきい値演算部223は、しきい値(第1しきい値510、第2しきい値520、第3しきい値530)を求めると、求められたしきい値と、検査対象物40Aにおける測定位置を表す値とを対応付けて記憶部221に書き込む。測定位置を表す値は、検査対象物40Aの端部からの距離や、検査対象物40上のある基準点(たとえば角)に対する座標で表される。
次に、上述した超音波検査装置20がしきい値を求める動作について説明する。
図6は、超音波検査装置20がしきい値を求める動作を説明するフローチャートである。
まず、検査対象物40A、すなわち検査基準を満たすと判断された検査対象物40(リファレンスワーク)が搬送装置30に載置される。ここでは、飲み口、穴、ノッチ、印字部等がない領域を対象として検査する場合について説明する。
送信部260は超音波を送信し、受信部280は超音波を受信する。
搬送装置30は、検査対象物40Aを搬送する(ステップS101)。
受信部280は、検査対象物40Aが領域S1に到達する前から通過した後までの期間において、超音波を順次受信する。
次に、上述した超音波検査装置20が行う判定動作について説明する。
図7は、超音波検査装置20が行う判定動作を説明するフローチャートである。判定動作とは、検査対象物40Aの測定データ(リファレンスデータ)から求められたしきい値を用いて、他の検査対象物40Bが基準を満たすか否かを判定する動作である。
送信部260は超音波を送信し、受信部280は超音波を受信する。
搬送装置30は、検査対象物40Bを搬送する(ステップS201)。
受信部280は、検査対象物40Bが領域S1に到達する前から通過した後までの期間において、超音波を順次受信する。
制御部220は、受信処理部250と信号制御部230とを介することで、信号制御部230から出力される測定データを取得する(ステップS202)。制御部220は、取得した測定データを記憶部221に記憶する(ステップS203)。そして制御部220は、第1しきい値510を記憶部221から読み出した上で、測定データが第1しきい値510以上であるか否かを判定する(ステップS204)。制御部220は、第1しきい値510以上である測定データについては検査区間から除外し、越えていない測定データについては検査区間に属すると判定する。この判定により、測定データに対する検査区間が特定される(ステップS205)。
次に、制御部220は、検査区間に属する測定位置のそれぞれに対して、第2しきい値520以上である測定データがあるか否かを判定する(ステップS206)。制御部220は、第2しきい値520以上である測定データがある場合には、その検査対象物40Bについては、検査基準を満たさないと判定する(ステップS210)。
次に、制御部220は、第2しきい値520以上である測定データがない場合、検査区間に属する測定位置のそれぞれに対して、第3しきい値530未満である測定データがあるか否かを判定する(ステップS207)。制御部220は、第3しきい値530未満である測定データがある場合には、その検査対象物40Bについては、検査基準を満たさないと判定する(ステップS210)。
判定部222は、しきい値を記憶部221から読み出す。判定部222は、検査対象物40Bから得られる測定データをしきい値と比較し、しきい値に対する大小関係を判定する。
大小関係の判定は、この実施形態において、大であるかの判定と小であるかの判定との両方を行うことのみを意味するのではない。大小関係の判定は、大であるかの判定のみを行ってもよいし、小であるかの判定のみを行ってもよい。
また、大であるかの判定は、しきい値以上であるかの判定であってもよいし、しきい値を越えているかの判定であってもよい。また、小であるかの判定は、しきい値以下であるかの判定であってもよいし、しきい値未満であるかの判定であってもよい。
ここで、1つの測定位置において判定に用いるしきい値の数は、1つであってもよく、複数であってもよい。複数のしきい値を用いる場合、例えば、第1しきい値510と、第2しきい値520と、第3しきい値530を用いることができる。1つのしきい値を用いる場合、第1しきい値510、第2しきい値520、第3しきい値530のうちいずれか1つのしきい値を用いるようにしてもよい。
図8Aにおいて、横軸は測定位置を表し、縦軸は受信強度を表す。
測定データ600が示す受信強度は、検査区間(開始位置p1と終了位置p2の間の区間)において、いずれの測定位置においても、第2しきい値520と第3しきい値530との間の受信強度の値である。この場合、判定部222は、この測定データ600が得られた検査対象物40Bについて、検査基準を満たすと判定する。
図8Bにおいて、横軸は測定位置を表し、縦軸は受信強度を表す。
測定データ610の受信強度は、検査区間(開始位置p1と終了位置p2の間の区間)のうち、位置p11の測定データ611については、第3しきい値530未満の値である。さらに、位置p12の測定データ612については、第2しきい値520以上の値である。そのため、判定部222は、この測定データ610が得られた検査対象物40Bについて、検査基準を満たさないと判定する。
次に、変形例について説明する。
第1変形例においては、飲み口、穴、ノッチ、印字部等のうち、少なくともいずれか1つが検査対象領域に含まれる検査対象物40の検査について説明する。
図9A及び図9Bは、検査対象領域に穴と飲み口が含まれる場合の測定データを説明する図である。図9Aは、リファレンスとして用いる検査対象物40Aの測定データであるリファレンスデータ700、図9Bは、基準を満たすか否かを判定したい検査対象物40Bの測定データ800を表す。
図9A及び図9Bにおいて、横軸は測定位置を表し、縦軸は受信強度を表す。
検査区間(開始位置p1から終了位置p2までの区間)は、第1しきい値511(又は、第1しきい値511と検査区間の長さ)に基づいて定まる。開始位置p1から一定の区間を検査区間と定めてもよい。検査区間は、区間ps1と、区間ps2とを含む。区間ps1に対応するリファレンスデータ700の受信強度は、他の測定位置に比べて大きい。区間ps2に対応するリファレンスデータ700の受信強度は他の測定位置に比べて小さい。
区間ps1は、穴がある位置に対応する。検査対象物40A、40Bの周縁部に穴が設けられている場合、送信部260から送信された超音波は、シート部材を透過せずに直接、受信部280に到達する。そのため、区間ps1における受信強度は大きな値を示す。
区間ps2は、飲み口部がある位置に対応する。検査対象物40A、40Bの周縁部に飲み口がある場合、送信部260から送信された超音波は、シート部材を透過するだけでなく、飲み口を構成する部材を透過した上で、受信部280に到達する。そのため、区間ps2における受信強度は、飲み口のない部分の周縁部よりも小さな値を示す。
このような穴や飲み口が設けられた検査対象物40の場合、穴や飲み口のない部分には剥離がないかを検査でき、かつ、穴や飲み口が適切に設けられているかを検査できることが望ましい。そこで、本変形例において、しきい値演算部223は、周縁部に穴、飲み口、ノッチ、印字部のうち少なくともいずれか1つが設けられた検査対象物40に応じたしきい値を設定する。
リファレンスデータ700は、周縁部に穴と飲み口が設けられた検査対象物40Aについて、超音波を受信した受信結果を表す。しきい値演算部223は、このリファレンスデータ700に基づいて、しきい値を求める。
図9Aにおいて、区間ps1における第2しきい値521と第3しきい値531は、それぞれ、区間ps1の前後の測定位置における第2しきい値521と第3しきい値531よりも大きい。その理由は、区間ps1では、超音波は、周縁部を透過するのではなく、穴を通過して直接受信部280に受信されるためである。このように、第2しきい値521および第3しきい値531は、検査対象物40Aの形状や厚みに対応した値を有する。
区間ps2における第2しきい値521と第3しきい値531は、それぞれ、区間ps2の前後の測定位置における第2しきい値521と第3しきい値531よりも小さい。区間ps2では、超音波は、シート部材と飲み口とを透過するためである。
これにより、検査対象物40Bを検査するにあたり、測定データがリファレンスデータ700と同等の波形形状である場合、その受信強度は、第2しきい値521と第3しきい値531との間に収まる。その場合、判定部222は、この検査対象物40Bについて、検査基準を満たすと判定することができる。
図9Aの例において、リファレンスデータ700に対する第2しきい値521のマージンは測定位置に応じて変化しているが、このような例に限定されない。リファレンスデータ700に対する第2しきい値521のマージンは測定位置にかかわらず一定であってもよい。同様に、リファレンスデータ700に対する第3しきい値531のマージンは測定位置に応じて変化しているが、このような例に限定されない。リファレンスデータ700に対する第3しきい値531のマージンは測定位置にかかわらず一定であってもよい。
また、区間ps6が飲み口の位置に対応する区間であるため、区間ps6における受信強度が下がっている。しかし、測定データ800の受信強度が低下する区間ps6は、第3しきい値531の強度が低下する区間ps2よりも手前の位置であるため、区間ps6において受信強度が第3しきい値531を下回る。これは、飲み口の取付け不良のためと考えられる。この場合についても、判定部222は、この検査対象物40Bについて、検査の基準を満たさないとして判定する。
次に、第2変形例について説明する。
上述の実施形態においては、搬送装置30の搬送速度が一定である場合について説明した。しかし、搬送装置30は、速度指令値に従って駆動したとしても、外部要因(例えば電源の電圧が不安定等)の影響を受けた場合に、必ずしも一定速度を維持できない場合もある。このような場合、判定部222は、測定データにおける測定位置を補正することができる。
図10は、図9Aと同じ種類の検査対象物40Bについて、開始位置p1と終了位置p2との間の距離が、通常時に比べて短く測定された場合の測定データを説明する図である。図10において、横軸は測定位置を表し、縦軸は受信強度を表す。
開始位置p1と終了位置p2との間隔(距離)が、リファレンスデータ700に比べて短い場合には、測定データ810に示すように、横軸方向において短縮された波形形状となる。開始位置p1と終了位置p2との間が、通常時に比べて短くなる原因としては、例えば、搬送装置30の実際の搬送速度が、速度指令値に応じた速度よりも速い場合がある。
このような場合、判定部222は、開始位置p1と終了位置p2との間隔が、通常時における開始位置p1と終了位置p2との間隔(距離)に一致するように、測定位置を全体的に伸張するように補正する。これにより、記憶部221に記憶されたしきい値を利用して検査を行うことができる。
一方、搬送装置30の搬送速度が速度指令値に応じた速度よりも遅い場合には、開始位置p1と終了位置p2との間隔が、通常時に比べて長くなる。このような場合、判定部222は、開始位置p1と終了位置p2との間隔が、通常時における開始位置p1と終了位置p2との間隔に一致するように、測定位置を全体的に縮小するように補正する。すなわち、判定部222は、開始位置p1と終了位置p2との間隔と通常時における開始位置p1と終了位置p2との間隔(所定の間隔)との違いに応じて、測定位置を表す値を補正する。これにより、記憶部221に記憶されたしきい値を利用して検査を行うことができる。
なお、搬送速度が速度指令値に応じた速度であったとしても、搬送装置30に対して載置された検査対象物40Bの向きに傾きがあった場合には、開始位置から終了位置までの距離が短く検出される場合もある。このような場合にも、判定部222は、開始位置p1と終了位置p2との間隔(距離)が、リファレンスデータにおける開始位置p1と終了位置p2との間隔に一致するように、測定位置を全体的に伸張するように補正する。これにより、記憶部221に記憶されたしきい値を利用して検査を行うことができる。
次に、第3変形例について説明する。
第3変形例においては、周縁部に設けられる穴、飲み口、ノッチ、印字部等が、規定の位置からずれて配置された検査対象物40について検査する場合について説明する。
図11は、第1変形例と同じ種類の、周縁部に穴と飲み口が設けられた検査対象物を検査する場合の測定データを説明する図である。
図11において、横軸は測定位置を表し、縦軸は受信強度を表す。
図11の上段のグラフは、検査対象物40Bが、検査の基準を満たすと判定された場合の測定データ820を表す。図11の下段のグラフは、穴の位置が規定とはずれた位置に設けられた検査対象物40Bの測定データ830を表す。
測定データ830において、受信強度のピークがある測定位置ps10は、測定データ820の測定位置(ピーク位置)ps9よりも、終了位置p2側である。つまり、図11の下段のグラフにおける検査対象物40Bの周縁部における穴の位置が、開始位置p1に対してより離れた位置にあることを示している。ただし、測定データ820の測定位置ps9に対応する受信信号の強度は、測定データ830の測定位置ps10とほぼ同じである。
測定位置ps9における測定データ830は第3しきい値531を下回り、測定位置ps10における測定データ830は第2しきい値521を上回っている。そのため、判定部222は、検査の基準を満たさないと判定する。ここで、判定部222は、測定データ830を測定位置に基づき複数の区間に分割し、分割された区間(分割区間)についての測定データ830の測定位置を、検査方向(開始位置p1方向または終了位置p2方向のいずれか)に移動させる。判定部222は、このように測定位置を移動させた測定データ830を各しきい値と比較する。すなわち、判定部222は、分割区間に含まれる測定位置(所定位置)に対応する測定データ830を、その測定位置よりも検査方向にずれた位置に対応するしきい値521,531と比較する。この実施例においては、測定位置ps10が含まれる分割区間を距離d3だけ開始位置p1方向に移動させる。分割区間を移動させて、移動後の分割区間に含まれる測定位置ps10の測定データ830が第2しきい値521と第3しきい値531との間の受信強度に収まる場合、判定部222は、分割区間を移動させた場合に検査の基準を満たしたと判定し、その判定結果を表す情報を記憶する。なお、分割区間を移動した距離d3が許容範囲以内かどうかをさらに判定してもよい。これにより、穴がずれた位置に形成された検査対象物40Bに対しても、穴が存在すること、及び穴のない場所に剥離がないことを検査できる。
上述した実施形態や変形例においては、検査区間における開始位置を、第1しきい値を用いて特定した。この第4の変形例では、カメラ290の撮像結果に基づいて、開始位置を特定する。
エッジ検出部224は、カメラ290から得られる撮像結果から検査対象物40の位置を検出することにより、リファレンスデータの検査区間、および検査ワークの測定データの検査区間を決定する。
エッジ検出部224は、カメラ290から得られる領域S1付近の撮像結果から、検査対象物40の端部が領域S1を通過する時刻を検出する。例えば、カメラ290の撮像周期を、送信部260の超音波発信周期に同期させることで、検査対象物40の端部がカメラ290により検出された時刻と、測定データにおける時刻との対応付けが可能である。
撮像周期を超音波発信周期の整数倍とすると、より対応付けの精度を向上できる。この対応付けにより、第1しきい値510を用いて特定された検査区間Saの開始時刻t1を、エッジ検出部224により端部が検出された時刻に補正する。補正された時刻が開始位置(測定位置)p1に対応するとして、検査対象物40における複数の測定位置を決定する。検査対象物40における測定位置の間隔(例えば1mm)よりも、撮影画像の解像度が高い。このため、第1しきい値510を用いて検査区間Saの開始位置を特定する場合に比べて、高精度で測定位置を特定できる。
なお、この変形例において、カメラ290の代わりに透過センサを設け、この透過センサの検出結果を用いて、検査対象物40のエッジの検出を行うようにしてもよい。
20…超音波検査装置
220…制御部
221…記憶部
222…判定部
223…しきい値演算部
224…エッジ検出部
260…送信部
280…受信部
290…カメラ
40…検査対象物
41…周縁部
Claims (16)
- 超音波を、第1の標準対象物の互いに異なる複数の位置に照射する送信部と、
前記送信部によって照射されるとともに前記複数の位置をそれぞれ透過した第1の複数の超音波を受信する受信部と、
前記第1の複数の超音波それぞれの受信強度に基づいて、前記複数の位置それぞれに対応する複数のしきい値を求める演算部と、
互いに対応付けられた状態で前記複数のしきい値と前記複数の位置を表す値とを記憶する記憶部と、
を有する検査装置。 - 前記複数の位置は、前記第1の標準対象物の検査対象領域内であり、前記送信部が前記第1の標準対象物に対して相対移動する方向に並ぶ
請求項1に記載の検査装置。 - 前記複数の位置は、直線状に並ぶ
請求項1または2に記載の検査装置。 - 前記複数のしきい値は、互いに異なる複数の値を含む
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記互いに異なる複数の値は、前記第1の標準対象物の形状に対応した値を有する
請求項4に記載の検査装置。 - 前記互いに異なる複数の値は、前記第1の標準対象物の厚みに対応した値を有する
請求項4に記載の検査装置。 - 前記演算部は、前記第1の複数の超音波それぞれの受信強度に対してマージンを加味して、前記複数のしきい値を求める
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記送信部は、超音波を、第2の標準対象物に照射し、
前記受信部は、前記送信部によって照射されるとともに前記第2の標準対象物を透過した第2の複数の超音波を受信し、
前記演算部は、前記第1の複数の超音波の受信強度と前記第2の複数の超音波の受信強度とに少なくとも基づいて、前記複数のしきい値を求める
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記演算部は、前記複数のしきい値として、前記複数の位置それぞれに対応する複数の上限のしきい値、および、前記複数の位置それぞれに対応する複数の下限のしきい値の少なくとも一方を求める
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記演算部は、前記複数の上限のしきい値、および、前記複数の下限のしきい値を求める
請求項9に記載の検査装置。 - 前記演算部は、検査を開始する位置を特定するためのしきい値として、前記送信部と前記受信部との間に前記第1の標準対象物がない状態で前記送信部によって照射されかつ前記受信部によって受信された超音波の強度の値よりも小さく、かつ、前記送信部と前記受信部との間に前記第1の標準対象物がある状態で前記送信部によって照射されかつ前記受信部によって受信された超音波の強度の値よりも大きい値を求める
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の検査装置。 - 検査対象物の複数の位置をそれぞれ透過した第3の複数の超音波の受信強度の大きさを、前記複数のしきい値の大きさと比較する判定部
をさらに備える請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記送信部は、第1位置から第2位置まで移動しながら、超音波を照射し、
前記判定部は、前記第1位置と前記第2位置との間隔と所定の間隔との違いに応じて、前記検査対象物の複数の位置を表す値を補正する
請求項12に記載の検査装置。 - 前記判定部は、前記検査対象物の複数の位置のうち所定位置を透過した超音波の受信強度の大きさを、前記複数のしきい値のうち前記所定位置からずれた位置に対応するしきい値の大きさと比較する
請求項12または13に記載の検査装置。 - 前記検査対象物の位置を撮像装置により検出するエッジ検出部をさらに有し、
前記判定部は、前記検査対象物の複数の位置を、前記検出された前記検査対象物の位置に基づき決定する
請求項11から請求項14のいずれか1項に記載の検査装置。 - 標準対象物の互いに異なる複数の位置をそれぞれ透過した複数の超音波を受信し、
前記複数の超音波それぞれの受信強度に基づいて、前記複数の位置それぞれに対応する複数のしきい値を求め、
互いに対応付けられた状態で前記複数のしきい値と前記複数の位置を表す値とを記憶部に記憶する、
ことを含む検査方法。
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