KR20210102449A - 검사 장치 및 검사 방법 - Google Patents

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마코토 데라오카
히로키 가타야마
게이이치로 사사미네
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야마하 파인 테크 가부시키가이샤
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Abstract

검사 장치는, 초음파를, 제1 표준 대상물의 서로 다른 복수의 위치에 조사하는 송신부와, 상기 송신부에 의해 조사됨과 함께 상기 복수의 위치를 각각 투과한 제1 복수의 초음파를 수신하는 수신부와, 상기 제1 복수의 초음파 각각의 수신 강도에 기초하여, 상기 복수의 위치 각각에 대응하는 복수의 역치를 구하는 연산부와, 서로 대응지어진 상태로 상기 복수의 역치와 상기 복수의 위치를 나타내는 값을 기억시키는 기억부를 갖는다.

Description

검사 장치 및 검사 방법
본 발명은, 예를 들어 시트 부재를 접합하여 형성된 포장 용기에 있어서의 접합 개소의 박리의 유무를 검사하는 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.
이 출원은, 2019년 2월 8일에 출원된 일본 특허 출원 제2019-022080을 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 전부를 여기에 도입한다.
내용물을 수용하는 포장 용기가 있다. 내용물은, 예를 들어 레토르트 식품, 음료수나, 전자 기기 등이다. 이러한 포장 용기는, 내용물을 밀폐 상태로 수용하는 것이 요구된다.
포장 용기는, 시트 부재(필름 부재도 포함함)의 주연이 용착, 접착 등이 됨으로써, 개구부가 접합되어 밀폐 상태로 된다.
접합된 개소에 박리 등이 발생하여 접합이 불충분하면, 밀폐 상태를 유지할 수 없을 가능성이 있다. 그 때문에, 접합 상태가 기준을 충족시키고 있는지 여부의 검사가 행해진다.
이 검사를 행하는 장치로서, 예를 들어 초음파 검사 장치가 있다. 초음파 검사 장치는, 검사 대상인 포장 용기(워크)로 초음파를 송신하고, 포장 용기를 투과한 초음파를 수신하여 해석한다. 초음파 검사 장치는, 이 해석 결과를 얻음으로써, 접합 개소에 박리 등이 있는지 여부를 판정한다.
이러한 판정은, 수신한 초음파의 측정 데이터와, 역치를 비교함으로써 행해진다. 역치는 일반적으로, 검사를 행하기 전에 정해져 있다.
초음파 검사 장치의 일례로서는, 특허문헌 1에 기재된 초음파 검사 장치가 있다.
미국 특허 제6920793호 명세서
역치는, 작업원의 경험 등에 기초하여 결정되어 있었다. 그러나, 포장 용기의 소재, 두께, 형상 등에 따라 초음파의 투과 상황이 다르기 때문에, 검사 대상에 적합한 역치를 결정하는 데에는, 숙련을 필요로 한다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어졌다. 본 발명의 목적의 예는, 역치를 간단하게 설정할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 검사 장치는, 초음파를, 제1 표준 대상물의 서로 다른 복수의 위치에 조사하는 송신부와, 상기 송신부에 의해 조사됨과 함께 상기 복수의 위치를 각각 투과한 제1 복수의 초음파를 수신하는 수신부와, 상기 제1 복수의 초음파 각각의 수신 강도에 기초하여, 상기 복수의 위치 각각에 대응하는 복수의 역치를 구하는 연산부와, 서로 대응지어진 상태로 상기 복수의 역치와 상기 복수의 위치를 나타내는 값을 기억시키는 기억부를 갖는다.
본 발명의 일 양태에 관한 검사 방법은, 표준 대상물의 서로 다른 복수의 위치를 각각 투과한 복수의 초음파를 수신하고, 상기 복수의 초음파 각각의 수신 강도에 기초하여, 상기 복수의 위치 각각에 대응하는 복수의 역치를 구하고, 서로 대응지어진 상태로 상기 복수의 역치와 상기 복수의 위치를 나타내는 값을 기억부에 기억시키는 것을 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 검사의 기준을 충족시키는 검사 대상물을 검사한 때의 수신 강도를 사용함으로써, 검사에 사용되는 역치를 간단하게 설정할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 있어서의 초음파 검사 시스템(1)의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 2는 송신부(260)와 수신부(280)와 검사 대상물(40)의 위치 관계에 대하여 설명하는 도면이다.
도 3은 검사 대상물(40)의 일례인 검사 대상물(400)의 외관을 도시하는 부감도이다.
도 4는 검사 대상물(40)의 다른 일례인 포장 용기(450)의 외관을 도시하는 부감도이다.
도 5는 레퍼런스 데이터와 역치 데이터의 일례를 설명하는 도면이다.
도 6은 초음파 검사 장치(20)가 역치를 구하는 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 초음파 검사 장치(20)의 판정 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 8a는 검사 기준을 충족시킨다고 판정된 검사 대상물(40B)의 측정 데이터를 설명하는 도면이다.
도 8b는 검사 기준을 충족시키지 않는다고 판정된 검사 대상물(40B)의 측정 데이터를 설명하는 도면이다.
도 9a는 검사 대상 영역에 구멍과 주둥이가 포함되는 경우의 측정 데이터를 설명하는 도면이다.
도 9b는 검사 대상 영역에 구멍과 주둥이가 포함되는 경우의 측정 데이터를 설명하는 도면이다.
도 10은 개시 위치 p1과 종료 위치 p2 사이가, 통상 시에 비해 짧은 경우에 대하여 설명하는 도면이다.
도 11은 주연부에 형성되는 구멍 등의 위치가 규정의 위치와는 다른 위치에 배치된 검사 대상물을 검사하는 경우에 대하여 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태의 하나에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는, 본 발명을 설명하기 위한 예시이고, 본 발명을 그 실시 형태에만 한정하는 취지는 아니다. 또한, 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 한, 다양한 변형이 가능하다. 또한, 당업자라면 이하에 설명하는 각 요소를 균등한 것으로 치환한 실시 형태를 채용하는 것이 가능하고, 이러한 실시 형태도 본 발명의 범위에 포함된다.
(실시 형태)
도 1은, 실시 형태에 있어서의 초음파 검사 시스템(1)의 구성예를 도시하는 블록도이다. 초음파 검사 시스템(1)은, 초음파를 사용하여 검사 대상물(40)을 검사한다. 도 1에 도시하는 예에 있어서, 초음파 검사 시스템(1)은, 표시 장치(10), 초음파 검사 장치(20) 및 반송 장치(30)를 구비한다.
표시 장치(10)는, 초음파 검사 장치(20)에 접속된다. 표시 장치(10)는, 초음파 검사 장치(20)로부터 출력되는 각종 정보를 표시한다. 표시 장치(10)로서, 예를 들어 액정 표시 장치를 사용할 수 있다.
초음파 검사 장치(20)는, 표시 장치(10)에 접속된다. 초음파 검사 장치(20)는, 검사 대상물(40)에 대하여 조사된 초음파를 수신하고, 수신 결과에 기초하여, 검사 대상물(40)의 검사를 행한다.
반송 장치(30)는 검사 대상물(40)을 반송한다.
반송 장치(30)는, 예를 들어 벨트 컨베이어이다. 반송 장치(30)의 벨트(32)에는 검사 대상물(40)이 적재된다. 반송 장치(30)에서는, 롤러(31)(롤러(31a, 31b))를 회전시킨다. 이로써 반송 장치(30)는, 검사 대상물(40)을 검사 방향을 따라 반송하여, 송신부(260)와 수신부(280) 사이에 있는 소정의 검사 위치를 통과시킨다. 롤러(31)의 회전은, 예를 들어 초음파 검사 장치(20)의 구동 제어부(도시하지 않음)로부터 출력되는 제어 명령값에 의해 제어된다. 반송 장치(30)에 대하여 검사 대상물(40)이 적재된 위치는, 위치 보정 기구에 의해 보정되어도 된다. 위치 보정 기구는, 초음파 검사 장치(20)에 대한 검사 대상물(40)의 위치가 소정의 위치로 되도록 보정 혹은 위치 결정하는 가이드여도 된다.
검사 대상물(40)은, 초음파 검사 장치(20)에 의해 검사된다. 검사 대상물(40) 상의 영역이며, 검사가 행해지는 대상이 되는 부분을, 검사 대상 영역이라고 한다. 예를 들어, 검사 대상물(40)의 제1 시트 부재(40a)의 주연의 전체와 검사 대상물(40)의 제2 시트 부재(40b)의 주연의 전체가 서로 접합(시일)되어 있다. 검사 대상물(40)은, 내주측에 내용물을 수용하는 공간을 갖는 포장 용기이다. 제1 시트 부재(40a)와 제2 시트 부재(40b)는 모두 가요성이 있다.
검사 대상물(40)에 있어서, 검사 대상 영역은 접합 개소이다. 접합 개소는, 포장 용기를 구성하는 두 시트 부재가 접합되어야 할 개소이다. 검사 대상물(40)에서는, 주연의 전체에 걸치는 영역인 주연부가 접합 개소이다.
검사 항목의 구체예에 대하여 설명한다. 제1 예는, 주연부(41)에 있어서, 박리가 있는지 여부이다. 제2 예는, 주연부(41)에 있어서, 구멍, 손상이 있는지 여부이다. 제3 예는, 주연부(41)에 있어서, 이물이 끼지 않은 상태로 접합되어 있는지 여부이다. 제4 예는, 주연부(41)에 있어서의 특이점이 규정된 위치에 있는지 여부이다. 특이점이란, 예를 들어 주연부(41)에 형성되는 구멍, 주둥이, 노치, 인자부 등이 마련되는 위치이다.
<초음파 검사 장치(20)의 구성>
초음파 검사 장치(20)는, 예를 들어 조작부(210), 제어부(220), 신호 제어부(230), 송신 제어부(240), 수신 처리부(250), 송신부(260), 수신부(280) 및 카메라(촬상 장치)(290)를 구비한다.
초음파 검사 장치(20)는, 적어도 일부에 컴퓨터를 포함한다. 이 컴퓨터는, CPU(Central Processing Unit) 등의 프로세서와, 프로세서가 실행하는 프로그램을 저장하는 프로그램 메모리를 구비한다. 초음파 검사 장치(20)에 있어서, 각 기능부(조작부(210), 제어부(220), 신호 제어부(230), 송신 제어부(240), 수신 처리부(250), 송신부(260) 및 수신부(280))는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit) 등의 프로세서가 프로그램 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 또한, 이들 각 기능부 중 일부 또는 전부는, LSI(Large Scale Integration), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 또는 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 등의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
조작부(210)는, 키보드, 마우스 등으로 구성하는 것이 가능하다. 조작부(210)는, 이용자의 조작에 따라, 초음파 검사에 관한 각종 정보의 입력 조작을 접수한다. 조작부(210)는, 입력 조작에 따른 각종 정보를 제어부(22)에 공급한다.
제어부(220)는, 초음파 검사 장치(20)의 각 부를 제어한다. 제어부(220)는, 예를 들어 조작부(210)로부터 입력된 각종 정보 및 후술하는 신호 제어부(230)로부터 얻어지는 해석 결과(예를 들어, 측정 데이터)나, 판정부(222)에 의해 판정된 이상의 유무 등을 나타내는 결과를, 표시 장치(10)에 출력한다. 표시 장치(10)에 출력되는 정보는, 초음파 검사에 관한 정보이고, 예를 들어 검사 대상물(40)에 관한 정보, 송신하는 초음파의 파장이나 강도, 검사 대상물(40)을 반송하는 속도, 수신된 초음파의 해석 결과 및 박리의 유무를 판정한 판정 결과 등의 정보이다.
또한, 제어부(220)는, 검사 대상 영역에 초음파를 조사할 수 있도록, 송신부(260) 및 수신부(280)를 제어함과 함께, 송신부(260) 및 수신부(280)에 대한, 검사 대상물(40)의 위치를 제어한다. 이 실시 형태에 있어서 검사 대상 영역은, 검사 대상물(40)에 있어서의 주연부(41) 중 적어도 일부의 영역이면 된다.
신호 제어부(230)는, 송신하는 초음파를 제어하기 위한 신호를 생성한다. 송신하는 초음파는, 예를 들어 버스트 파이다. 신호 제어부(230)는, 송신하는 초음파의 송신 타이밍과 강도에 따른 버스트 신호를 생성한다. 신호 제어부(23)는, 생성한 신호를 송신 제어부(240)에 출력한다.
또한, 신호 제어부(230)는, 수신부(280)에 의해 수신된 초음파의 신호(수신 신호)를, 수신 처리부(250)를 통해 취득한다. 신호 제어부(230)는, 취득한 초음파의 신호의 강도나 위상을 해석하고, 해석 결과(예를 들어, 측정 데이터)를 제어부(220)에 출력한다.
신호 제어부(230)는, 취득한 초음파의 신호의 강도나 위상을 해석하는 경우에, 소정의 시간 구간의 신호를 추출하고, 추출한 신호를 사용하여 강도나 위상을 해석하도록 해도 된다. 초음파의 상태가 시계열로 보아 변화되는 경우, 고정밀도로 해석할 수 있는 시간 구간의 초음파를 사용함으로써, 판정의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 신호 제어부(230)는, 수신부(280)에 수신된 초음파 중, 수신이 검출되고 나서 소정의 시간 구간(예를 들어, 송신된 초음파의 1파장에 상당하는 시간 구간)의 초음파에 상당하는 신호를 추출하여 파장이나 강도를 해석한다.
또한, 신호 제어부(230)는, 취득한 초음파의 신호에 대하여 위상 검파 등의 신호 처리를 행해도 된다. 초음파에, 서로 위상이 다른 초음파가 혼재되어 있는 경우, 신호 제어부(230)가 위상이 다른 초음파를 서로 분리함으로써, 판정의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.
송신 제어부(240)는, 신호 제어부(230)로부터의 버스트 신호에 따라, 발진기(도시하지 않음)로부터 출력되는 소정의 주파수의 버스트 파를 생성한다. 송신 제어부(240)는, 생성한 버스트 파를 송신부(260)에 출력한다.
수신 처리부(250)는, 수신부(280)에 의해 수신된 수신 신호를 취득하고, 취득한 수신 신호를 해석하기 쉽게 하기 위한 처리를 행한다. 예를 들어, 수신 처리부(250)는, 취득한 수신 신호의 진폭을 증폭기에 의해 증폭시킨다. 또한, 수신 처리부(250)는, 취득한 초음파로부터, 송신한 초음파의 파장과는 다른 파장을 필터에 의해 제거하도록 해도 된다.
송신부(260)는, 송신 제어부(240)에 의해 생성된 버스트 파(초음파)를 송신한다.
수신부(280)는, 송신부(260)에 의해 송신된 초음파를 수신한다. 수신부(280)는, 수신한 수신 신호를 수신 처리부(250)에 출력한다. 수신부(280)는 A/D 변환부를 포함해도 된다.
카메라(290)는, 반송 장치(30)에 적재된 검사 대상물(40)을 부감하여 촬상한다. 카메라(290)는, 촬상 결과(화상 데이터)를 제어부(220)에 출력한다. 이 카메라(290)는, 에어리어 센서(촬상 범위가 이차원인 카메라) 또는 라인 센서의 어느 것을 사용하도록 해도 된다.
(초음파 검사 장치(20)와 검사 대상물(40)의 위치 관계)
여기서, 송신부(260)와 수신부(280)와 검사 대상물(40)의 위치 관계에 대하여, 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 송신부(260) 및 수신부(280)는, 일방향(Z축 방향)으로 간격을 두고 배열된다. 송신부(260) 및 수신부(280)는, 초음파 검사 장치(20)에 있어서의 베이스부(도시하지 않음)에 고정된다. 이로써, 송신부(260)와 수신부(280)의 간격이 유지된다. 송신부(260)는, 수신부(280)에 대향하는 송신면(261)으로부터, 초음파를 수신부(280)를 향해 송신한다. 수신부(280)는, 송신부(260)에 대향하는 수신면(281)에 있어서, 송신부(260)로부터 송신된 초음파를 수신한다.
도 2에 있어서, 반송 장치(30)에 의한 검사 대상물(40)의 반송 방향은 X축 방향이다. X축 방향은, 송신부(260) 및 수신부(280)의 배열 방향(Z축 방향)에 대하여 직교한다.
검사 대상물(40)의 단부(411)는, Z축 방향으로부터 보아 선형으로 연장되는, 검사 대상물(40)의 에지이다. 검사 대상물(40)의 경계선(420)은, 접합 개소와 비접합 개소의 경계선을 나타낸다. 이 경계선(420)은, 검사 대상물(40)의 에지를 따르는 선이다.
단부(411) 및 경계선(420)의 위치는, 검사 대상물(40)을 부감하여 촬상하는 카메라(예를 들어, 카메라(290))로부터 얻어지는 화상 데이터에 의해 검출되어도 된다.
검사 대상물(40)은, 송신부(260)와 수신부(280) 사이에 배치된다. 송신부(260)에 의해 송신된 초음파는, 검사 대상물(40)에 도달하고, 검사 대상물(40)을 투과한 초음파가 수신부(280)에 도달하여 수신된다. 송신부(260)로부터 송신된 초음파는, 소정의 위치에서 포커스된다. 초음파의 포커스되는 영역이 영역 S1이다(도 2 참조). 검사 대상물(40)은, 영역 S1을 지나는 XY 평면 위를 반송된다.
도 3은, 검사 대상물(40)의 일례인 포장 용기(400)의 외관을 나타내는 부감도이다. 도 3의 예는, 포장 용기(400)는, XY 평면 위에 배치되어 있다.
포장 용기(400)는, 음료 또는 액체상의 식품을 수용 가능하다. 포장 용기(400)의 주연부(410) 중, 도 3의 좌측 단부에는, 주둥이(423)가 마련되어 있다. 주둥이(423)는, X축 방향에 있어서 주연부(410)의 대략 중앙에 마련된다. Y축 방향으로부터 본 주둥이(423)의 형상은 대략 원형이다. 이 주둥이(423)는, 포장 용기(400)의 내부와 외부 사이에서 유통 가능한 경로이다. 주둥이(423)에는, 덮개(425)가 설치되어 있다. 이 덮개(425)가 떼어내어지면, 주둥이(423)의 단부가 노출되어, 포장 용기(400)에 수용된 음료 등을 마시는 것이 가능해진다.
영역 S1은, XY 평면 위에 있어서의 초음파의 조사 영역을 나타낸다. 영역 S1의 Y축 방향에 있어서의 위치는, 도 3에 있어서, 포장 용기(400)의 좌측 단부로부터 우측으로 거리 d1만큼 이격된 위치이다. 거리 d1은, 검사를 행하고 싶은 영역(검사 대상 영역)에 초음파가 조사되도록, 주연부(410)의 폭 이하로 설정된다. 거리 d1은, 검사 목적이나 검사 항목에 따라 정해진다. 도 3의 예에 있어서, 포장 용기(400)의 좌측의 접합 개소를 검사하는 경우, 검사 대상 영역은, 검사 방향(430)(X축 방향)을 따른 띠 형상의 영역이다.
포장 용기(400)는, 반송 장치(30)에 의해 반송됨으로써, 초음파 검사 장치(20)에 대하여 X축 방향으로 상대적으로 이동한다. 그러면, 초음파는, 주연부(410)에 대하여, 검사 방향(430)(X축을 따르는 방향)을 따라 조사된다. 수신부(280)는 이 초음파를 수신한다. 이 수신 신호에 기초하여, 검사 방향(430)을 따른 주연부(410)의 각 위치에 대하여 검사를 행하는 것이 가능하다. 이 경우, 검사는, 주연부(410)와 주둥이(423)를 대상으로 하여 행해진다.
주연부(410) 중 좌측의 접합 개소를 대상으로 하여 검사하는 경우에 대하여 설명했지만, 이러한 경우에 한정되지 않는다. 주연부(410) 중, 상측, 우측, 하측을 대상으로 하여 검사하는 것도 가능하다.
또한, 거리 d1의 위치에 있어서 검사를 행한 후, 동일한 포장 용기(400)에 대하여, 거리 d1과는 다른 거리에 있어서 검사를 행하는 경우도 있다.
도 4는, 검사 대상물(40)의 다른 일례인 포장 용기(450)의 외관을 도시하는 부감도이다. 도 4의 예에서는, 포장 용기(450)는 XY 평면 위에 배치되어 있다.
포장 용기(450)는, 식품(유동성이 있는 식품, 점성이 있는 식품, 또는 건어물 등), 전자 부품, 문방구 등을 수용 가능하다. 포장 용기(450)의 주연부(460) 중, 도 4의 좌측 단부에는 구멍(470)이 마련되어 있다. 이 구멍(470)은, X축 방향에 있어서 주연부(460)의 대략 중앙에 마련된다. 구멍(470)은, 예를 들어 포장 용기(450)를 진열 기구의 훅에 걸기 위해 사용된다.
주연부(460)에 있어서, 인자부(471)가 있다. 인자부(471)는, 주연부(460)에 레이저 프린터, 또는 핫 프린터 등으로 문자열이 인자되는 부위이다. 인자부(471)에 인자되면, 그 인자부(471)의 Z축 방향에 있어서의 두께는, 주변의 주연부(460)의 두께와는 다르다. 예를 들어, 레이저 프린터에 의해 각인된 경우의 인자부(471)의 두께는, 주위의 주연부(460)의 두께보다도 얇다. 핫 프린터에 의해 각인된 경우의 인자부(471)의 두께는, 주위의 주연부(460)의 두께보다도, 인자 테이프의 분만큼 두껍다. 인자부(471)에 인자되는 문자열은 제조 로트나 제조 라인 등을 나타낸다.
도 4에 있어서, 영역 S1의 Y축 방향에 있어서의 위치는, 포장 용기(450)의 좌측 단부로부터 우측으로 거리 d2만큼 이격된 위치이다. 거리 d2는, 주연부(460)의 폭 이하로 설정된다.
포장 용기(450)는, 반송 장치(30)에 의해 반송됨으로써, 초음파 검사 장치(20)에 대하여 X축 방향으로 상대적으로 이동한다. 그러면, 초음파는, 주연부(460)에 대하여, 검사 방향(480)(X축을 따르는 방향)을 따라 조사된다. 수신부(280)는 이 초음파를 수신한다. 이 수신 신호에 기초하여, 검사 방향(480)을 따른 주연부(460)의 각 위치에 대하여 검사를 행하는 것이 가능하다. 이 경우, 검사는, 주연부(460)와 구멍(470)과 인자부(471)를 대상으로 하여 행해진다.
반송 장치(30)에 대하여 포장 용기(450)를 배치하는 방향을 바꿈으로써, 검사 방향(472)을 따라 검사를 행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 도 4의 예에 있어서 하측의 접합 개소를 검사하는 경우, 포장 용기(450)의 검사 대상 영역은, 노치(473)를 포함하는 띠 형상의 영역으로 할 수도 있다. 즉, 노치(473)의 유무와, 노치(473)의 위치에 대해서도 검사가 가능하다. 노치(473)는, 포장 용기(450)의 개봉구이다.
(제어부(220)의 구성)
도 1로 돌아가, 제어부(220)는, 기억부(221), 판정부(222), 역치 연산부(223)를 갖는다. 제어부(220)는, 에지 검출부(224)를 포함해도 되지만, 포함하지 않아도 된다.
기억부(221)는, 레퍼런스 데이터와, 역치 데이터와, 판정 데이터를 기억시킨다. 이 기억부(221)는, 기억 매체, 예를 들어 HDD(Hard Disk Drive), 플래시 메모리, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), RAM(Random Access read/write Memory), ROM(Read Only Memory), 또는 이것들의 기억 매체가 임의의 조합에 의해 구성된다. 이 기억부(221)는, 예를 들어 불휘발성 메모리를 사용할 수 있다.
도 5는, 역치를 구하기 위한 레퍼런스로서 사용되는 검사 대상물(40A)(레퍼런스 워크, 표준 대상물, 제1 표준 대상물, 제2 표준 대상물)의 측정 데이터와 역치의 일례를 설명하는 도면이다. 레퍼런스로서 사용되는 검사 대상물(40A)은, 검사의 기준을 충족시키는 것이 확인되어 있는 검사 대상물(40)이다. 검사 대상물(40A)의 측정 데이터를 레퍼런스 데이터(기준 데이터)라고 부른다. 측정 데이터는, 검사 대상물(40)의 검사 대상 영역에 대하여 송신된 초음파(제1 복수의 초음파, 제2 복수의 초음파, 제3 복수의 초음파)를 수신함으로써 얻어지는, 검사 대상 영역의 복수의 위치마다의 수신 강도를 나타낸다. 측정 데이터 중, 검사 대상물(40A)로부터 얻어진 측정 데이터는, 레퍼런스 데이터로서 사용할 수 있다. 검사 대상물(40) 중, 레퍼런스로서 사용되지 않는 워크는, 검사 대상물(40B)(검사 워크)이다. 이 검사 대상물(40B)로부터 얻어진 측정 데이터는, 검사 대상물(40B)이 기준을 충족시키는지 여부의 판정에 사용할 수 있다. 또한, 검사 대상물(40A)과 검사 대상물(40B)의 사양은 동일하다. 여기서, 검사 대상 영역의 복수의 위치는, 검사 대상 영역 내의 다른 위치이면 된다. 예를 들어, 검사 대상 영역의 복수의 위치는, 검사 대상 영역 내이며 검사 방향을 따른 다른 위치여도 된다. 복수의 위치는, 검사 대상물(40A)의 검사 대상 영역 내이며, 송신부(260)가 검사 대상물(40A)에 대하여 상대 이동하는 방향으로 늘어서 있어도 된다. 복수의 위치는, 직선 형상으로 늘어서 있어도 된다. 이 레퍼런스 데이터는, 신호 제어부(230)로부터 얻어지는 측정 데이터에 기초하여 제어부(220)에 의해 기억부(221)에 기입된다.
도 5의 횡축은 측정 시간을 나타내고, 종축은 수신 강도를 나타낸다.
측정 시간은, 검사 대상물(40A)의 측정 개시부터 측정 종료까지의 경과 시간을 나타낸다. 수신 강도는, 수신부(280)가 송신부(260)로부터 조사된 초음파를 직접 수신하거나, 검사 대상물(40A)을 투과하여 수신한 때의 신호 강도를 나타낸다. 측정 개시 시에는, 수신부(280)와 송신부(260) 사이에 검사 대상물(40A)이 없기 때문에, 초음파는 검사 대상물(40A)에 의해 차단되지 않아, 수신 강도는 크다. 검사 대상물(40A)이 반송 장치(30)에 의해 반송되어 수신부(280)와 송신부(260) 사이에 이르면, 수신 강도는 낮아진다(시각 t1). 검사 대상물(40A)이 수신부(280)와 송신부(260) 사이를 완전히 통과하면, 다시 수신 강도는 커진다(시각 t2). 따라서, 시각 t1부터 시각 t2까지의 사이가 검사 대상물(40A)을 측정하고 있는 구간이고, 시각 t1, t2에 대응하는 검사 대상물(40A) 위의 위치 p1, p2가, 검사 대상물(40A)의 양단(검사의 개시 위치와 종료 위치)이다.
여기서, 반송 장치(30)의 속도와 측정 시각으로부터, 검사 대상물(40A)의 위치 p1부터 p2까지의 측정 위치가 구해진다. 일례로서, 1밀리초 간격으로 초음파의 수신 신호를 측정하는 검사 장치에 있어서 1000㎜/초의 속도로 검사 대상물(40A)을 반송하는 경우, 검사 대상물(40A) 위에 1㎜ 간격의 복수의 위치에서 수신 신호가 측정된다. 이와 같이 하여, 검사 방향을 따라 다른 위치의 각각에 있어서 얻어진 측정 결과를 레퍼런스 데이터로서 사용할 수 있다.
또한, 반송 장치(30)가 등속으로 움직이는 경우, 횡축은 시간축을 나타냄과 함께 측정 위치를 나타낸다고 할 수 있다. 이하의 실시 형태에 있어서는 반송 속도가 등속이라고 하고, 횡축을 측정 위치로 하여 설명한다.
역치 연산부(223)는, 취득된 레퍼런스 데이터 500에 기초하여, 검사 대상 영역에 있어서의 복수의 위치에 대하여, 검사 대상물이 기준을 충족시키는지 여부의 판정에 사용하는 것이 가능한 역치를 구한다. 예를 들어, 역치 연산부(223)는, 제1 역치 510, 제2 역치 520, 제3 역치 530을 구한다.
(제1 역치에 대하여)
역치 연산부(223)는, 레퍼런스 데이터 500에 기초하여, 검사 대상물(40)을 검사할 때의 검사 구간을 특정하기 위한 역치를 구한다. 검사 구간은, 반송 장치(30)에 의해 반송된 검사 대상물(40)이 영역 S1에 도달하고 나서 완전히 통과할 때까지의 시간 구간이다. 이 검사 구간 내의 신호를 사용하여, 후술하는 판정 동작에 있어서의 판정을 행한다.
역치 연산부(223)는, 송신부(260)와 수신부(280) 사이에 검사 대상물(40A)이 없는 경우의 수신 강도(제1 수신 강도)와, 송신부(260)와 수신부(280) 사이에 검사 대상물(40A)이 있는 경우의 수신 강도(제2 수신 강도) 사이의 값을 제1 역치 510으로 하여 구한다.
역치 연산부(223)는, 제1 역치 510을 구하는 경우, 제1 수신 강도와 제2 수신 강도의 평균값을 구하고, 이 평균값을 제1 역치 510으로 해도 된다.
여기서는, 레퍼런스 데이터 500 중, 수신 강도가 제1 역치 510 미만인 구간이, 검사 구간 Sa에 대응한다. 검사 구간 Sa는, 개시 위치 p1부터 종료 위치 p2까지의 구간이다. 검사 구간 Sa 내의 신호는, 검사 대상물(40)에 있어서의 검사의 개시 위치 p1부터 종료 위치 p2까지의 측정 데이터로서 취급된다.
또한, 역치 연산부(223)는, 제2 역치 520과 제3 역치 530 중 적어도 한쪽의 역치를 구한다. 여기서는 제2 역치 520과 제3 역치 530의 양쪽을 구하는 경우에 대하여 설명한다.
제2 역치 520은, 검사의 판정에 사용되는 상한 역치를 나타낸다. 제3 역치 530은 하한 역치를 나타낸다. 즉, 검사 대상물(40)의 검사에 있어서, 수신 강도가 제3 역치와 제2 역치 사이에 있을 때, 그 검사 대상물(40)은 기준을 충족시킨다고 판정된다.
역치 연산부(223)는, 레퍼런스 데이터 500 중, 검사 구간 Sa에 포함되는 레퍼런스 데이터 500에 기초하여, 제2 역치 520과 제3 역치 530을 구한다. 예를 들어, 역치 연산부(223)는, 먼저, 검사 구간 Sa의 수신 강도의 평균값을 구한다. 그리고 역치 연산부(223)는, 이 평균값을 기준으로 하여, 마진(예상되는 변동 폭)을 가미(가산 혹은 감산)하여, 그 평균값보다도 큰 값을 갖는 수신 강도를 제2 역치 520으로 하여 구하고, 그 평균값보다도 작은 값을 갖는 수신 강도를 제3 역치 530으로 하여 구한다. 또는, 검사 구간 Sa의 수신 강도의 중앙값에 대하여, 마진을 가미하여, 제2 역치 520 및 제3 역치 530을 구하도록 해도 된다. 또한, 검사 구간 Sa에 포함되는 수신 강도의 어느 것을 선택하고, 선택된 수신 강도에 대하여 마진을 가미하여, 제2 역치 520 및 제3 역치 530을 구해도 된다. 마진은, 표준 편차값, 또는 표준 편차값을 변수배로 한 값을 사용하도록 해도 된다. 또한, 검사 대상물(40)의 소재나 두께에 따른 규정값을 마진으로 해도 된다.
또한, 제2 역치 520을 구하는 데 있어서, 수신 강도의 평균값이 아니라, 평균 파형을 사용하도록 해도 된다. 평균 파형이란, 검사의 기준을 충족시키는 복수의 검사 대상물(40A)을 측정한, 복수의 레퍼런스 데이터가 나타내는 파형에 대하여, 평균을 구함으로써 얻어지는 파형이다.
도 5의 예에서는, 제2 역치 520과 제3 역치 530은 각각, 어느 측정 위치에 있어서도, 동일한 값(일정값)이 구해진 경우를 나타내고 있다.
역치 연산부(223)는, 역치(제1 역치 510, 제2 역치 520, 제3 역치 530)를 구하면, 구해진 역치와, 검사 대상물(40A)에 있어서의 측정 위치를 나타내는 값을 대응지어 기억부(221)에 기입한다. 측정 위치를 나타내는 값은, 검사 대상물(40A)의 단부로부터의 거리나, 검사 대상물(40) 위의 어느 기준점(예를 들어, 각)에 대한 좌표로 표현된다.
(역치 연산 기능)
이어서, 상술한 초음파 검사 장치(20)가 역치를 구하는 동작에 대하여 설명한다.
도 6은, 초음파 검사 장치(20)가 역치를 구하는 동작을 설명하는 흐름도이다.
먼저, 검사 대상물(40A), 즉 검사 기준을 충족시킨다고 판단된 검사 대상물(40)(레퍼런스 워크)이 반송 장치(30)에 적재된다. 여기서는, 주둥이, 구멍, 노치, 인자부 등이 없는 영역을 대상으로 하여 검사하는 경우에 대하여 설명한다.
송신부(260)는 초음파를 송신하고, 수신부(280)는 초음파를 수신한다.
반송 장치(30)는 검사 대상물(40A)을 반송한다(스텝 S101).
수신부(280)는, 검사 대상물(40A)이 영역 S1에 도달하기 전부터 통과한 후까지의 기간에 있어서, 초음파를 순차 수신한다.
제어부(220)는, 수신부(280), 수신 처리부(250), 신호 제어부(230)를 통해, 신호 제어부(230)로부터 출력되는 레퍼런스 데이터 500을 취득한다(스텝 S102). 제어부(220)는, 취득한 레퍼런스 데이터를 기억부(221)에 기억시킨다(스텝 S103). 그리고 제어부(220)는, 레퍼런스 데이터에 기초하여, 제1 역치 510을 구한다(스텝 S104). 이어서, 제어부(220)는, 제2 역치 520을 구하고(스텝 S105), 제3 역치 530을 구한다(스텝 S106). 그리고, 제어부(220)는, 구해진 각각의 역치를 각각 기억부(221)에 기억시킨다(스텝 S107).
(판정 기능)
이어서, 상술한 초음파 검사 장치(20)가 행하는 판정 동작에 대하여 설명한다.
도 7은, 초음파 검사 장치(20)가 행하는 판정 동작을 설명하는 흐름도이다. 판정 동작이란, 검사 대상물(40A)의 측정 데이터(레퍼런스 데이터)로부터 구해진 역치를 사용하여, 다른 검사 대상물(40B)이 기준을 충족시키는지 여부를 판정하는 동작이다.
송신부(260)는 초음파를 송신하고, 수신부(280)는 초음파를 수신한다.
반송 장치(30)는 검사 대상물(40B)을 반송한다(스텝 S201).
수신부(280)는, 검사 대상물(40B)이 영역 S1에 도달하기 전부터 통과한 후까지의 기간에 있어서, 초음파를 순차 수신한다.
제어부(220)는, 수신 처리부(250)와 신호 제어부(230)를 통함으로써, 신호 제어부(230)로부터 출력되는 측정 데이터를 취득한다(스텝 S202). 제어부(220)는, 취득한 측정 데이터를 기억부(221)에 기억시킨다(스텝 S203). 그리고 제어부(220)는, 제1 역치 510을 기억부(221)로부터 판독한 후, 측정 데이터가 제1 역치 510 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S204). 제어부(220)는, 제1 역치 510 이상인 측정 데이터에 대해서는 검사 구간으로부터 제외하고, 초과하지 않은 측정 데이터에 대해서는 검사 구간에 속한다고 판정한다. 이 판정에 의해, 측정 데이터에 대한 검사 구간이 특정된다(스텝 S205).
이어서, 제어부(220)는, 검사 구간에 속하는 측정 위치의 각각에 대하여, 제2 역치 520 이상인 측정 데이터가 있는지 여부를 판정한다(스텝 S206). 제어부(220)는, 제2 역치 520 이상인 측정 데이터가 있는 경우에는, 그 검사 대상물(40B)에 대해서는, 검사 기준을 충족시키지 않는다고 판정한다(스텝 S210).
이어서, 제어부(220)는, 제2 역치 520 이상인 측정 데이터가 없는 경우, 검사 구간에 속하는 측정 위치의 각각에 대하여, 제3 역치 530 미만인 측정 데이터가 있는지 여부를 판정한다(스텝 S207). 제어부(220)는, 제3 역치 530 미만인 측정 데이터가 있는 경우에는, 그 검사 대상물(40B)에 대해서는, 검사 기준을 충족시키지 않는다고 판정한다(스텝 S210).
한편, 제어부(220)는, 제3 역치 530 미만인 측정 데이터가 없는 경우에는, 그 검사 대상물(40B)에 대해서는, 검사 기준을 충족시킨다고 판정한다(스텝 S208). 그리고, 제어부(220)는, 측정 데이터와 판정 결과를 대응지어 기억부(221)에 기억시킨다(스텝 S209). 측정 데이터와 판정 결과를 대응지어 기억부(221)에 기억시킴으로써, 검사 이력으로서 보존할 수 있다. 검사 기준을 충족시킨다고 판정된 검사 대상물(40B)은, 후단에 있어서 실시되는 검사 기준을 충족시키는 경우에는, 양품으로서 판정된다.
이 판정 동작에 있어서, 측정 데이터가 임계값 이상인지, 역치 미만인지의 판정은, 판정부(222)에 의해 행해진다.
판정부(222)는, 역치를 기억부(221)로부터 판독한다. 판정부(222)는, 검사 대상물(40B)로부터 얻어지는 측정 데이터를 역치와 비교하여, 역치에 대한 대소 관계를 판정한다.
대소 관계의 판정은, 이 실시 형태에 있어서, 큰지의 판정과 작은지의 판정의 양쪽을 행하는 것만을 의미하는 것은 아니다. 대소 관계의 판정은, 큰지의 판정만을 행해도 되고, 작은지의 판정만을 행해도 된다.
또한, 큰지의 판정은, 임계값 이상인지의 판정이어도 되고, 역치를 초과하는지의 판정이어도 된다. 또한, 작은지의 판정은, 역치 이하인지의 판정이어도 되고, 역치 미만인지의 판정이어도 된다.
여기서, 하나의 측정 위치에 있어서 판정에 사용하는 역치의 수는, 1개여도 되고, 복수여도 된다. 복수의 역치를 사용하는 경우, 예를 들어 제1 역치 510과, 제2 역치 520과, 제3 역치 530을 사용할 수 있다. 하나의 역치를 사용하는 경우, 제1 역치 510, 제2 역치 520, 제3 역치 530 중 어느 하나의 역치를 사용하도록 해도 된다.
도 8a는, 검사 기준을 충족시킨다고 판정된 검사 대상물(40B)의 측정 데이터를 설명하는 도면이다.
도 8a에 있어서, 횡축은 측정 위치를 나타내고, 종축은 수신 강도를 나타낸다.
측정 데이터 600이 나타내는 수신 강도는, 검사 구간(개시 위치 p1과 종료 위치 p2 사이의 구간)에 있어서, 어느 측정 위치에 있어서도, 제2 역치 520과 제3 역치 530 사이의 수신 강도의 값이다. 이 경우, 판정부(222)는, 이 측정 데이터 600이 얻어진 검사 대상물(40B)에 대하여, 검사 기준을 충족시킨다고 판정한다.
도 8b는, 검사 기준을 충족시키지 않는다고 판정된 검사 대상물(40B)의 측정 데이터를 설명하는 도면이다.
도 8b에 있어서, 횡축은 측정 위치를 나타내고, 종축은 수신 강도를 나타낸다.
측정 데이터(610)의 수신 강도는, 검사 구간(개시 위치 p1과 종료 위치 p2 사이의 구간) 중, 위치 p11의 측정 데이터(611)에 대해서는, 제3 역치 530 미만의 값이다. 또한, 위치 p12의 측정 데이터(612)에 대해서는, 제2 역치 520 이상의 값이다. 그 때문에, 판정부(222)는, 이 측정 데이터(610)가 얻어진 검사 대상물(40B)에 대하여, 검사 기준을 충족시키지 않는다고 판정한다.
이상 설명한 바와 같이, 실시 형태의 초음파 검사 장치(20)는, 초음파의 송신부와 수신부 사이에 배치된 검사 대상물을, 수신부에 의해 측정되는 초음파의 수신 강도에 의해 검사하는 검사 장치이며, 검사 대상물의 하나인 레퍼런스 워크의 복수의 위치에서 측정된 수신 강도를 레퍼런스 데이터로서 취득하고, 레퍼런스 데이터에 기초하여, 복수의 위치에 대한 수신 강도의 역치를 구하는 연산부와, 역치와, 복수의 위치를 나타내는 값을 대응지어 기억시키는 기억부와, 검사 대상물의 복수의 위치의 수신 강도를 나타내는 측정 데이터와, 역치와의 대소 관계를 판정하는 판정부를 갖는다.
상술한 실시 형태에 따르면, 역치 연산부(223)가 레퍼런스 데이터를 사용하여 역치를 구하도록 했으므로, 역치를 간단하게 얻을 수 있다. 또한, 역치를 얻는 데 있어서, 수고가 적다. 또한, 숙련한 작업자가 아니어도, 역치를 간단하게 얻을 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 송신부(260)와 수신부(280) 사이에, 검사 대상물(40)을 통과시키면서, 초음파를 조사하도록 했으므로, 검사 대상물(40)에 대한 검사를 비접촉으로 행할 수 있다.
(제1 변형예)
이어서, 변형예에 대하여 설명한다.
제1 변형예에 있어서는, 주둥이, 구멍, 노치, 인자부 등 중, 적어도 어느 하나가 검사 대상 영역에 포함되는 검사 대상물(40)의 검사에 대하여 설명한다.
도 9a 및 도 9b는, 검사 대상 영역에 구멍과 주둥이가 포함되는 경우의 측정 데이터를 설명하는 도면이다. 도 9a는, 레퍼런스로서 사용하는 검사 대상물(40A)의 측정 데이터인 레퍼런스 데이터 700, 도 9b는, 기준을 충족시키는지 여부를 판정하고 싶은 검사 대상물(40B)의 측정 데이터 800을 나타낸다.
도 9a 및 도 9b에 있어서, 횡축은 측정 위치를 나타내고, 종축은 수신 강도를 나타낸다.
검사 구간(개시 위치 p1부터 종료 위치 p2까지의 구간)은, 제1 역치 511(또는, 제1 역치 511과 검사 구간의 길이)에 기초하여 정해진다. 개시 위치 p1로부터 일정한 구간을 검사 구간이라고 정해도 된다. 검사 구간은, 구간 ps1과, 구간 ps2를 포함한다. 구간 ps1에 대응하는 레퍼런스 데이터 700의 수신 강도는, 다른 측정 위치에 비교하여 크다. 구간 ps2에 대응하는 레퍼런스 데이터 700의 수신 강도는 다른 측정 위치에 비해 작다.
구간 ps1은, 구멍이 있는 위치에 대응한다. 검사 대상물(40A, 40B)의 주연부에 구멍이 형성되어 있는 경우, 송신부(260)로부터 송신된 초음파는, 시트 부재를 투과하지 않고 직접, 수신부(280)에 도달한다. 그 때문에, 구간 ps1에 있어서의 수신 강도는 큰 값을 나타낸다.
구간 ps2는, 주둥이가 있는 위치에 대응한다. 검사 대상물(40A, 40B)의 주연부에 주둥이가 있는 경우, 송신부(260)로부터 송신된 초음파는, 시트 부재를 투과할뿐만 아니라, 주둥이를 구성하는 부재를 투과한 후, 수신부(280)에 도달한다. 그 때문에, 구간 ps2에 있어서의 수신 강도는, 주둥이가 없는 부분의 주연부보다도 작은 값을 나타낸다.
이러한 구멍이나 주둥이가 마련된 검사 대상물(40)의 경우, 구멍이나 주둥이가 없는 부분에는 박리가 없는지를 검사할 수 있고, 또한 구멍이나 주둥이가 적절하게 마련되어 있는지를 검사할 수 있는 것이 바람직하다. 그래서, 본 변형예에 있어서, 역치 연산부(223)는, 주연부에 구멍, 주둥이, 노치, 인자부 중 적어도 어느 하나가 마련된 검사 대상물(40)에 따른 역치를 설정한다.
레퍼런스 데이터 700은, 주연부에 주둥이가 마련된 검사 대상물(40A)에 대하여, 초음파를 수신한 수신 결과를 나타낸다. 역치 연산부(223)는, 이 레퍼런스 데이터 700에 기초하여, 역치를 구한다.
역치 연산부(223)는, 검사 구간에 속하는 레퍼런스 데이터 700에 대하여, 각 측정 위치에 있어서의 수신 강도를 기준으로 하여, 마진을 가미하여, 제2 역치 521과 제3 역치 531을 구한다. 이 제2 역치 521과 제3 역치 531에 대해서는, 개시 위치 p1부터 종료 위치 p2까지의 구간에 있어서의 각각의 측정 위치에 대하여 구해진다.
도 9a에 있어서, 구간 ps1에 있어서의 제2 역치 521과 제3 역치 531은, 각각, 구간 ps1의 전후의 측정 위치에 있어서의 제2 역치 521과 제3 역치 531보다도 크다. 그 이유는, 구간 ps1에서는, 초음파는, 주연부를 투과하는 것이 아니라, 구멍을 통과하여 직접 수신부(280)에 수신되기 때문이다. 이와 같이, 제2 역치 521 및 제3 역치 531은, 검사 대상물(40A)의 형상이나 두께에 대응한 값을 갖는다.
구간 ps2에 있어서의 제2 역치 521과 제3 역치 531은, 각각, 구간 ps2의 전후의 측정 위치에 있어서의 제2 역치 521과 제3 역치 531보다도 작다. 구간 ps2에서는, 초음파는, 시트 부재와 주둥이를 투과하기 때문이다.
이로써, 검사 대상물(40B)을 검사하는데 있어서, 측정 데이터가 레퍼런스 데이터 700과 동등한 파형 형상인 경우, 그 수신 강도는, 제2 역치 521과 제3 역치 531 사이에 들어간다. 그 경우, 판정부(222)는, 이 검사 대상물(40B)에 대하여, 검사 기준을 충족시킨다고 판정할 수 있다.
도 9a의 예에 있어서, 레퍼런스 데이터 700에 대한 제2 역치 521의 마진은 측정 위치에 따라 변화되어 있지만, 이러한 예에 한정되지 않는다. 레퍼런스 데이터 700에 대한 제2 역치 521의 마진은 측정 위치에 관계없이 일정해도 된다. 마찬가지로, 레퍼런스 데이터 700에 대한 제3 역치 531의 마진은 측정 위치에 따라 변화되어 있지만, 이러한 예에 한정되지 않는다. 레퍼런스 데이터 700에 대한 제3 역치 531의 마진은 측정 위치에 관계없이 일정해도 된다.
도 9b에 있어서, 구간 ps5와 구간 ps6에 있어서의 측정 데이터 800의 수신 강도는, 제3 역치 531 미만의 값이다. 구간 ps5가 구멍이 있는 위치에 대응하는 구간임에도, 구간 ps5에 있어서의 수신 강도는 제3 역치 531 미만이다. 이 구간 ps5에 있어서는, 구멍이 정상적으로 형성되어 있지 않을 가능성이 있다. 예를 들어, 펀치 등에 의해 구멍을 형성할 때, 펀칭되어야 할 부위가 남아 버리는 경우가 고려된다. 이러한 경우, 판정부(222)는, 이 검사 대상물(40B)에 대하여, 검사의 기준을 충족시키지 않는다고 판정한다.
또한, 구간 ps6이 주둥이의 위치에 대응하는 구간이기 때문에, 구간 ps6에 있어서의 수신 강도가 낮아지고 있다. 그러나, 측정 데이터 800의 수신 강도가 저하되는 구간 ps6은, 제3 역치 531의 강도가 저하되는 구간 ps2보다도 앞의 위치이기 때문에, 구간 ps6에 있어서 수신 강도가 제3 역치 531을 하회한다. 이것은, 주둥이의 설치 불량 때문이라고 생각된다. 이 경우에 대해서도, 판정부(222)는, 이 검사 대상물(40B)에 대하여, 검사의 기준을 충족시키지 않는다고 판정한다.
(제2 변형예)
이어서, 제2 변형예에 대하여 설명한다.
상술한 실시 형태에 있어서는, 반송 장치(30)의 반송 속도가 일정한 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 반송 장치(30)는, 속도 명령값에 따라 구동했다고 해도, 외부 요인(예를 들어, 전원의 전압이 불안정 등)의 영향을 받은 경우에, 반드시 일정 속도를 유지할 수 없는 경우도 있다. 이러한 경우, 판정부(222)는, 측정 데이터에 있어서의 측정 위치를 보정할 수 있다.
도 10은, 도 9a와 동일한 종류의 검사 대상물(40B)에 대하여, 개시 위치 p1과 종료 위치 p2 사이의 거리가, 통상 시에 비해 짧게 측정된 경우의 측정 데이터를 설명하는 도면이다. 도 10에 있어서, 횡축은 측정 위치를 나타내고, 종축은 수신 강도를 나타낸다.
개시 위치 p1과 종료 위치 p2의 간격(거리)이, 레퍼런스 데이터 700에 비해 짧은 경우에는, 측정 데이터 810에 나타낸 바와 같이, 횡축 방향에 있어서 단축된 파형 형상으로 된다. 개시 위치 p1과 종료 위치 p2 사이가, 통상 시에 비해 짧아지는 원인으로서는, 예를 들어 반송 장치(30)의 실제의 반송 속도가, 속도 명령값에 따른 속도보다도 빠른 경우가 있다.
이러한 경우, 판정부(222)는, 개시 위치 p1과 종료 위치 p2의 간격이, 통상 시에 있어서의 개시 위치 p1과 종료 위치 p2의 간격(거리)에 일치하도록, 측정 위치를 전체적으로 신장하도록 보정한다. 이로써, 기억부(221)에 기억된 역치를 이용하여 검사를 행할 수 있다.
한편, 반송 장치(30)의 반송 속도가 속도 명령값에 따른 속도보다도 느린 경우에는, 개시 위치 p1과 종료 위치 p2의 간격이, 통상 시에 비해 길어진다. 이러한 경우, 판정부(222)는, 개시 위치 p1과 종료 위치 p2의 간격이, 통상 시에 있어서의 개시 위치 p1과 종료 위치 p2의 간격에 일치하도록, 측정 위치를 전체적으로 축소하도록 보정한다. 즉, 판정부(222)는, 개시 위치 p1과 종료 위치 p2의 간격과 통상 시에 있어서의 개시 위치 p1과 종료 위치 p2의 간격(소정의 간격)의 차이에 따라, 측정 위치를 나타내는 값을 보정한다. 이로써, 기억부(221)에 기억된 역치를 이용하여 검사를 행할 수 있다.
또한, 반송 속도가 속도 명령값에 따른 속도였다고 해도, 반송 장치(30)에 대하여 적재된 검사 대상물(40B)의 방향으로 기울기가 있던 경우에는, 개시 위치부터 종료 위치까지의 거리가 짧게 검출되는 경우도 있다. 이러한 경우에도, 판정부(222)는, 개시 위치 p1과 종료 위치 p2의 간격(거리)이, 레퍼런스 데이터에 있어서의 개시 위치 p1과 종료 위치 p2의 간격에 일치하도록, 측정 위치를 전체적으로 신장하도록 보정한다. 이로써, 기억부(221)에 기억된 역치를 이용하여 검사를 행할 수 있다.
(제3 변형예)
이어서, 제3 변형예에 대하여 설명한다.
제3 변형예에 있어서는, 주연부에 형성되는 구멍, 주둥이, 노치, 인자부 등이, 규정의 위치로부터 어긋나 배치된 검사 대상물(40)에 대하여 검사하는 경우에 대하여 설명한다.
도 11은, 제1 변형예와 동일한 종류의, 주연부에 주둥이가 마련된 검사 대상물을 검사하는 경우의 측정 데이터를 설명하는 도면이다.
도 11에 있어서, 횡축은 측정 위치를 나타내고, 종축은 수신 강도를 나타낸다.
도 11의 상단의 그래프는, 검사 대상물(40B)이, 검사의 기준을 충족시킨다고 판정된 경우의 측정 데이터 820을 나타낸다. 도 11의 하단의 그래프는, 구멍의 위치가 규정과는 어긋난 위치에 형성된 검사 대상물(40B)의 측정 데이터 830을 나타낸다.
측정 데이터 830에 있어서, 수신 강도의 피크가 있는 측정 위치 ps10은, 측정 데이터 820의 측정 위치(피크 위치) ps9보다도, 종료 위치 p2측이다. 즉, 도 11의 하단의 그래프에 있어서의 검사 대상물(40B)의 주연부에 있어서의 구멍의 위치가, 개시 위치 p1에 비해 더 이격된 위치에 있는 것을 나타내고 있다. 단, 측정 데이터 820의 측정 위치 ps9에 대응하는 수신 신호의 강도는, 측정 데이터 830의 측정 위치 ps10과 거의 동일하다.
측정 위치 ps9에 있어서의 측정 데이터 830은 제3 역치 531을 하회하고, 측정 위치 ps10에 있어서의 측정 데이터 830은 제2 역치 521을 상회하고 있다. 그 때문에, 판정부(222)는, 검사의 기준을 충족시키지 않는다고 판정한다. 여기서, 판정부(222)는, 측정 데이터 830을 측정 위치에 기초하여 복수의 구간으로 분할하고, 분할된 구간(분할 구간)에 대한 측정 데이터 830의 측정 위치를, 검사 방향(개시 위치 p1 방향 또는 종료 위치 p2 방향의 어느 것)으로 이동시킨다. 판정부(222)는, 이렇게 측정 위치를 이동시킨 측정 데이터 830을 각 역치와 비교한다. 즉, 판정부(222)는, 분할 구간에 포함되는 측정 위치(소정 위치)에 대응하는 측정 데이터 830을, 그 측정 위치보다도 검사 방향으로 어긋난 위치에 대응하는 역치 521, 531과 비교한다. 이 실시예에 있어서는, 측정 위치 ps10이 포함되는 분할 구간을 거리 d3만큼 개시 위치 p1 방향으로 이동시킨다. 분할 구간을 이동시키고, 이동 후의 분할 구간에 포함되는 측정 위치 ps10의 측정 데이터 830이 제2 역치 521과 제3 역치 531 사이의 수신 강도에 들어가는 경우, 판정부(222)는, 분할 구간을 이동시킨 경우에 검사의 기준을 충족시켰다고 판정하고, 그 판정 결과를 나타내는 정보를 기억한다. 또한, 분할 구간을 이동한 거리 d3이 허용 범위 이내인지 여부를 더 판정해도 된다. 이로써, 구멍이 어긋난 위치에 형성된 검사 대상물(40B)에 대해서도, 구멍이 존재하는 것 및 구멍이 없는 장소에 박리가 없는 것을 검사할 수 있다.
(제4 변형예)
상술한 실시 형태나 변형예에 있어서는, 검사 구간에 있어서의 개시 위치를, 제1 역치를 사용하여 특정했다. 이 제4 변형예에서는, 카메라(290)의 촬상 결과에 기초하여, 개시 위치를 특정한다.
에지 검출부(224)는, 카메라(290)로부터 얻어지는 촬상 결과로부터 검사 대상물(40)의 위치를 검출함으로써, 레퍼런스 데이터의 검사 구간 및 검사 워크의 측정 데이터의 검사 구간을 결정한다.
에지 검출부(224)는, 카메라(290)로부터 얻어지는 영역 S1 부근의 촬상 결과로부터, 검사 대상물(40)의 단부가 영역 S1을 통과하는 시각을 검출한다. 예를 들어, 카메라(290)의 촬상 주기를, 송신부(260)의 초음파 발신 주기에 동기시킴으로써, 검사 대상물(40)의 단부가 카메라(290)에 의해 검출된 시각과, 측정 데이터에 있어서의 시각의 대응짓기가 가능하다.
촬상 주기를 초음파 발신 주기의 정수배로 하면, 대응짓기의 정밀도를 더 향상시킬 수 있다. 이 대응짓기에 의해, 제1 역치 510을 사용하여 특정된 검사 구간 Sa의 개시 시각 t1을, 에지 검출부(224)에 의해 단부가 검출된 시각으로 보정한다. 보정된 시각이 개시 위치(측정 위치) p1에 대응하는 것으로 하여, 검사 대상물(40)에 있어서의 복수의 측정 위치를 결정한다. 검사 대상물(40)에 있어서의 측정 위치의 간격(예를 들어, 1㎜)보다도, 촬영 화상의 해상도가 높다. 이 때문에, 제1 역치 510을 사용하여 검사 구간 Sa의 개시 위치를 특정하는 경우에 비해, 고정밀도로 측정 위치를 특정할 수 있다.
또한, 카메라(290)로부터 얻어진 화상 데이터를 사용하여 에지(개시 위치와 종료 위치)를 검출할 수 있기 때문에, 반송 장치(30)에 인코더 등의 센서를 마련하는 일 없이, 에지를 검출할 수 있다. 또한, 반송 속도에 변동이 있어도, 측정 데이터의 개시 위치를 보정한 후, 역치라고 판정할 수 있다.
또한, 이 변형예에 있어서, 카메라(290) 대신에 투과 센서를 마련하고, 이 투과 센서의 검출 결과를 사용하여, 검사 대상물(40)의 에지의 검출을 행하도록 해도 된다.
또한, 이 실시예에 있어서는, 개시 위치를 보정할 수 있다. 이 때문에, 가령 측정 데이터에, 검사의 기준을 충족시키지 않는 값이 있던 경우에, 보정된 개시 위치를 기준으로 하여, 검사의 기준을 충족시키지 않는 값이 존재하는 측정 위치를 특정할 수 있다. 이로써, 구체적으로 어느 위치에 있어서 문제의 가능성이 있던 것을 정확하게 파악할 수 있다.
상술한 실시 형태 및 변형예에 있어서, 초음파 검사 장치(20)에서는, 송신부(260) 및 수신부(280)에 대하여, 검사 대상물(40)을 상대적으로 이동시켜 검사하는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 송신부와 수신부의 조를 검사 방향으로 복수 배치하고, 검사 대상물(40)을 상대 이동시키지 않는 상태에 있어서, 복수의 측정 위치에서 측정하도록 해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 반송 장치(30)는, 벨트 컨베이어에 검사 대상물(40)을 수평하게 눕힌 상태로 적재하여 반송하는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 반송 장치(30)는, 검사 대상물(40)의 일부를 파지하고, 검사 대상물(40)을 수직으로 세운 상태로 반송하도록 해도 된다. 이 경우, 송신부(260) 및 수신부(280)는, 검사 대상물(40)의 주연부의 수직 방향으로부터 초음파를 조사 및 수신할 수 있는 위치 관계로 되도록 배치된다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 역치를 구하는 기능이 초음파 검사 장치(20)에 마련되어 있는 경우에 대하여 설명했지만 이러한 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어, 역치를 구하는 기능을 초음파 검사 장치(20)와는 다른 장치에 탑재하도록 해도 된다. 더 구체적으로는, 기억부(221), 역치 연산부(223)를 역치 연산 장치로서, 초음파 검사 장치(20)와는 별도의 하우징의 장치로서 구성하도록 해도 된다. 이 경우, 역치 연산 장치가, 에지 검출부(224)를 포함하도록 해도 된다.
상술한 실시 형태에 있어서의 제어부(220)를 컴퓨터로 실현하도록 해도 된다. 그 경우, 이 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하고, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 판독시켜, 실행함으로써 실현해도 된다. 또한, 여기서 말하는 「컴퓨터 시스템」이란, OS나 주변 기기 등의 하드웨어를 포함하는 것으로 한다. 또한, 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」란, 플렉시블 디스크, 광자기 디스크, ROM, CD-ROM 등의 가반 매체, 컴퓨터 시스템에 내장되는 하드 디스크 등의 기억 장치를 말한다. 또한 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」란, 인터넷 등의 네트워크나 전화 회선 등의 통신 회선을 통해 프로그램을 송신하는 경우의 통신선과 같이, 단시간 동안, 동적으로 프로그램을 유지하는 것, 그 경우의 서버나 클라이언트가 되는 컴퓨터 시스템 내부의 휘발성 메모리와 같이, 일정 시간 프로그램을 유지하고 있는 것도 포함해도 된다. 또한 상기 프로그램은, 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 되고, 또한 전술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현할 수 있는 것이어도 되고, FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 프로그래머블 로직 디바이스를 사용하여 실현되는 것이어도 된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명했지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 등도 포함된다.
본 발명은, 검사 장치 및 검사 방법에 적용해도 된다.
1: 초음파 검사 시스템
20: 초음파 검사 장치
220: 제어부
221: 기억부
222: 판정부
223: 역치 연산부
224: 에지 검출부
260: 송신부
280: 수신부
290: 카메라
40: 검사 대상물
41: 주연부

Claims (16)

  1. 초음파를, 제1 표준 대상물의 서로 다른 복수의 위치에 조사하는 송신부와,
    상기 송신부에 의해 조사됨과 함께 상기 복수의 위치를 각각 투과한 제1 복수의 초음파를 수신하는 수신부와,
    상기 제1 복수의 초음파 각각의 수신 강도에 기초하여, 상기 복수의 위치 각각에 대응하는 복수의 역치를 구하는 연산부와,
    서로 대응지어진 상태로 상기 복수의 역치와 상기 복수의 위치를 나타내는 값을 기억시키는 기억부를 갖는, 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 위치는, 상기 제1 표준 대상물의 검사 대상 영역 내이고, 상기 송신부가 상기 제1 표준 대상물에 대하여 상대 이동하는 방향으로 늘어서는, 검사 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 위치는 직선 형상으로 늘어서는, 검사 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 역치는, 서로 다른 복수의 값을 포함하는, 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 서로 다른 복수의 값은, 상기 제1 표준 대상물의 형상에 대응한 값을 갖는, 검사 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 서로 다른 복수의 값은, 상기 제1 표준 대상물의 두께에 대응한 값을 갖는, 검사 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연산부는, 상기 제1 복수의 초음파 각각의 수신 강도에 대하여 마진을 가미하여, 상기 복수의 역치를 구하는, 검사 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신부는, 초음파를, 제2 표준 대상물에 조사하고,
    상기 수신부는, 상기 송신부에 의해 조사됨과 함께 상기 제2 표준 대상물을 투과한 제2 복수의 초음파를 수신하고,
    상기 연산부는, 상기 제1 복수의 초음파의 수신 강도와 상기 제2 복수의 초음파의 수신 강도에 적어도 기초하여, 상기 복수의 역치를 구하는, 검사 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연산부는, 상기 복수의 역치로서, 상기 복수의 위치 각각에 대응하는 복수의 상한의 역치 및 상기 복수의 위치 각각에 대응하는 복수의 하한의 역치의 적어도 한쪽을 구하는, 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 연산부는, 상기 복수의 상한의 역치 및 상기 복수의 하한의 역치를 구하는, 검사 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연산부는, 검사를 개시하는 위치를 특정하기 위한 역치로서, 상기 송신부와 상기 수신부 사이에 상기 제1 표준 대상물이 없는 상태로 상기 송신부에 의해 조사되고 또한 상기 수신부에 의해 수신된 초음파의 강도의 값보다도 작고, 또한 상기 송신부와 상기 수신부 사이에 상기 제1 표준 대상물이 있는 상태로 상기 송신부에 의해 조사되고 또한 상기 수신부에 의해 수신된 초음파의 강도의 값보다도 큰 값을 구하는, 검사 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 검사 대상물의 복수의 위치를 각각 투과한 제3 복수의 초음파의 수신 강도의 크기를, 상기 복수의 역치의 크기와 비교하는 판정부를 더 구비하는, 검사 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 송신부는, 제1 위치부터 제2 위치까지 이동하면서 초음파를 조사하고,
    상기 판정부는, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치의 간격과 소정의 간격의 차이에 따라, 상기 검사 대상물의 복수의 위치를 나타내는 값을 보정하는, 검사 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 판정부는, 상기 검사 대상물의 복수의 위치 중 소정 위치를 투과한 초음파의 수신 강도의 크기를, 상기 복수의 역치 중 상기 소정 위치로부터 어긋난 위치에 대응하는 역치의 크기와 비교하는, 검사 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 대상물의 위치를 촬상 장치에 의해 검출하는 에지 검출부를 더 갖고,
    상기 판정부는, 상기 검사 대상물의 복수의 위치를, 상기 검출된 상기 검사 대상물의 위치에 기초하여 결정하는, 검사 장치.
  16. 표준 대상물의 서로 다른 복수의 위치를 각각 투과한 복수의 초음파를 수신하고,
    상기 복수의 초음파 각각의 수신 강도에 기초하여, 상기 복수의 위치 각각에 대응하는 복수의 역치를 구하고,
    서로 대응지어진 상태로 상기 복수의 역치와 상기 복수의 위치를 나타내는 값을 기억부에 기억시키는 것을 포함하는, 검사 방법.
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