WO2019082596A1 - 樹脂成形品の検査方法および製造方法、樹脂成形品の検査装置および製造装置 - Google Patents
樹脂成形品の検査方法および製造方法、樹脂成形品の検査装置および製造装置Info
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Definitions
- the present invention is an inspection method and manufacturing method of a resin molded product which can detect whether a resin molded product is a non-defective product or a defective product with high accuracy, an inspection apparatus and manufacturing apparatus of a resin molded product, a high pressure tank
- the present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus, a resin molded product, a high pressure tank and a fuel cell vehicle.
- a fuel cell vehicle is equipped with a fuel cell that generates electricity by causing hydrogen and oxygen in the air to react electrochemically to generate electricity, and supplies the electricity generated by the fuel cell to a motor as a driving force.
- the fuel cell is a hydrogen cell
- the vehicle is equipped with a high pressure tank for hydrogen.
- the high pressure tank comprises a resin liner member and a fiber reinforced resin layer covering the outside of the liner member.
- the liner member is made of resin, metal such as aluminum or iron, or the like.
- resin-made liner members are lightweight and can be manufactured at low cost because they are excellent in moldability, and therefore development is in progress.
- the inventors of the present invention have found that factors such as deformation of the tank are present in, for example, a portion where a resin molded product manufactured by being divided into two parts is joined. It was traced to the void.
- a step of pushing the bonding portion occurs in order to cause sufficient welding.
- a rise of molten resin hereinafter referred to as a burr
- Voids and impurities in the burrs do not cause the deformation of the resin molded product.
- FIG. 2 It is a schematic diagram for demonstrating an example of the fault which can not be discriminate
- the resin molded product 2 displays only the bonding cross section on the X-ray radiation means 1 side.
- the present invention has been made in view of such conventional problems, and it is possible to detect with high precision whether a resin molded product is a non-defective product or a non-defective product, and a resin which may be deformed or the like in the future Inspection method and manufacturing method of resin molded product capable of detecting molded product in advance, inspection apparatus and manufacturing apparatus of resin molded product, manufacturing method and manufacturing apparatus of high pressure tank, resin molded product, high pressure tank and fuel cell vehicle Intended to provide.
- an inspection range of the sorting unit is a distance setting unit that sets a distance from the X-ray radiation unit to the resin molded product, an inspection range from the distance and a thickness of the resin molded product. It is preferable that the inspection range setting unit sets the inspection range, and the defect determination unit determines the defect if the inspection range includes the defect candidate.
- the distance setting unit may be a distance input unit for inputting a target distance value from the X-ray radiation unit to the resin molded product, and from the X-ray radiation unit to the resin molded product
- Distance measuring means for measuring the distance
- distance correcting means for correcting the distance to be the same as the input value according to the difference between the input value of the distance input means and the measurement value of the distance measuring means; It is preferable to be composed of
- the X-ray emission unit emits the X-rays from one or more X-ray emission units and two or more different positions with respect to the molded resin product.
- X-ray radiation position moving means is provided for moving one or more X-ray radiation means.
- the inspection apparatus for a resin molded product is configured by the X-ray radiation unit including one or more X-ray radiation units, and a resin molded product position moving unit that moves the resin molded product to two or more positions.
- the X-ray radiation unit including one or more X-ray radiation units
- a resin molded product position moving unit that moves the resin molded product to two or more positions.
- the resin molded product is preferably a member for a high pressure tank.
- the apparatus for manufacturing a resin molded product according to the present invention distinguishes an inspection unit using an inspection apparatus for a resin molded product, a resin molded product determined as a defective product by the inspection unit, and a resin molded product determined as a non-defective product. It is preferable to have a sorting means.
- a sorting unit distinguishes an inspection unit using a resin molded product inspection unit, a resin molded product determined as a defective product by the inspection unit, and a resin molded product determined as a non-defective product. It is preferable to provide an outer layer forming means for forming an outer layer for reinforcement with respect to a resin molded product determined to be non-defective.
- the inspection method of the resin molded product of this invention which solves the said subject irradiates X-ray by several path
- transmitted the resin molded product was detected at one or more positions, and it detected Defect candidates are detected from the image, heights are measured by stereo matching method, and the obtained height information image and the image obtained as the defect candidates are logically ANDed, and the defect positions are determined from the height position. It is characterized in that the quality is selected.
- the method of sorting sets the distance from the X-ray radiation position to the previous resin molded product, and sets the inspection range from the distance and the thickness of the resin molded product. If the inspection range includes defect candidates, it is preferable to judge it as a defect.
- the method of setting the distance inputs a target value of the distance from the X-ray radiation position to the resin molded product, and the X-ray radiation position to the resin molded product
- the distance is measured, and the distance is corrected so that the distance becomes equal to the input value according to a difference between the distance input value and the distance measurement value.
- the method of emitting X-rays through the plurality of paths emits X-rays so that the resin molded product emits X-rays from two or more different positions. It is preferable to move the radiation position of
- the method of emitting X-rays through the plurality of paths emits X-rays from one or more positions, and places the resin molded product at two or more positions. It is preferable to move it.
- the resin molded product is a member for a high pressure tank.
- the method for producing a resin molded product according to the present invention distinguishes an inspection step by a method for inspecting a resin molded product, a resin molded product determined as a defective product in the inspection step, and a resin molded product determined as a non-defective product. And a sorting step.
- the method for manufacturing a high pressure tank according to the present invention distinguishes between an inspection process by an inspection method of a resin molded product, a resin molded product determined as a defective product in the inspection process, and a resin molded product determined as a non-defective product.
- the method is characterized by including a sorting step and an outer layer forming step of forming an outer layer for reinforcement with respect to a resin molded product determined to be non-defective.
- the method of manufacturing a fuel cell vehicle according to the present invention distinguishes between an inspection process by an inspection method of a resin molded product, a resin molded product determined as a defective product in the inspection process, and a resin molded product determined as a non-defective product. It is characterized by comprising a sorting step, an outer layer forming step of obtaining a high pressure tank by forming an outer layer for reinforcement to a resin molded product determined to be non-defective, and an installation step of installing the obtained high pressure tank on a chassis. .
- an inspection method and manufacturing method of a resin molded product, an inspection apparatus and manufacturing apparatus of a resin molded product, a manufacturing method and manufacturing apparatus of a high pressure tank, a resin molded product, a high pressure tank, and a fuel cell vehicle can be provided.
- FIG. 1 is a schematic view for explaining an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic view for explaining an examination configuration by general X-ray transmission imaging.
- FIG. 3 is a schematic view for explaining an example of a defect and a non-defective portion which can not be determined by a general X-ray transmission imaging inspection configuration.
- FIG. 4 is a schematic view for explaining the difference between the defect in the case where X-rays are irradiated in a plurality of paths and the detection position of the non-defective portion in the X-ray detection means.
- FIG. 5 is an example of an image acquired by the X-ray detection means.
- FIG. 6 is a flowchart for explaining the flow of processing of the image processing means.
- FIG. 1 is a schematic view for explaining an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic view for explaining an examination configuration by general X-ray transmission imaging.
- FIG. 3 is a schematic view for explaining an example of a defect and a
- FIG. 7 is an example of the processing result image of the defect candidate detection means.
- FIG. 8 is an example of the stereo matching process result.
- FIG. 9 is an example of the height position calculation result image.
- FIG. 10 shows an example of the sorting result by the sorting means.
- FIG. 11 is a schematic view for explaining a configuration provided with means for moving the X-ray radiation means in the embodiment of the present invention.
- FIG. 12 is a schematic view for explaining a configuration provided with means for moving the high pressure tank member in the embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a schematic view for explaining another configuration example 1 in the embodiment of the present invention.
- FIG. 14 is a schematic view for explaining another configuration example 2 in the embodiment of the present invention.
- the inspection apparatus of the resin molded product of this invention is applicable to the inspection of various resin molded products.
- a high pressure tank member, a resin pipe, a resin structural member, etc. may be mentioned.
- the inspection of the high-pressure tank liner member will be described in detail as an example of the resin molded product inspection.
- a high pressure tank is a container for filling high pressure gas such as compressed gas or liquefied gas.
- high pressure gas such as compressed gas or liquefied gas
- the high pressure gas is hydrogen
- the high pressure tank includes a liner member which is a member for high pressure tank, one or more reinforcing layers covering the liner member, and a supply system for supplying high pressure gas to the fuel cell (valve member, various piping systems Etc.).
- the shape of the high pressure tank is not particularly limited.
- the high pressure tank is substantially cylindrical.
- the high pressure tank is filled with high pressure gas into the tank, or has an opening for taking out the high pressure gas from the tank. The opening is closed by the supply system.
- a resin molded product is, for example, a member constituting a high pressure tank, and examples thereof include a liner member and a member after forming a reinforcing layer on the liner member.
- a liner member is a member of the tank container which comprises the case of a high pressure tank.
- the shape of the liner member is not particularly limited.
- the liner member is substantially cylindrical and has a storage space formed therein.
- the housing space is filled with high pressure gas.
- the above-mentioned opening is formed in the liner member.
- the liner member may be composed of one member, but is generally composed of a plurality of members for ease of manufacture. In this case, the members divided into a plurality may be integrated by bonding or the like. Further, as a method of producing the liner member, blow molding, injection molding and the like can be mentioned.
- the inspection method of the present invention is suitably used for inspection of the joining surface where the liner member joins a plurality of members divided by injection molding.
- the material of the liner member is not particularly limited.
- the liner member is made of resin, metal such as aluminum or iron, or the like.
- the resin-made liner member is likely to be deformed or broken after being formed into a high pressure tank when a void or an impurity is formed in the joint portion.
- the inspection method of the present invention can appropriately detect air gaps and impurities as described later. Therefore, the inspection method of the present invention is particularly suitable when the liner member is made of resin.
- the resin has a high X-ray absorptivity, and in view of the fact that impurities and the like in the liner member are more accurately detected by the X-ray detector described later, the polyolefin resin, ethylene-vinyl alcohol copolymer and polyamide resin are used in the liner member. It is preferable to include at least any one of the following.
- the liner member more preferably contains a polyamide resin. Since the polyamide resin has a high X-ray absorptivity, voids in the polyamide resin, resin impurities and the like are easily detected. In particular, when the high-pressure gas is hydrogen gas, hydrogen gas is easily dissolved into the liner member because of its low molecular weight. As a result, even in the case where a slight gap or impurity exists in the joint portion of the liner member, the high pressure tank for hydrogen gas is likely to be deformed or broken at the joint portion. According to the inspection method of the present invention described later, such voids, resin impurities and the like can be easily detected. Therefore, according to the inspection method of the present invention, when the liner member is made of polyamide resin, in particular, impurities and the like can be accurately detected and appropriately determined.
- the liner member is preferably covered on the outer surface by one or more reinforcement layers in order to reinforce the liner member.
- the material of the reinforcing layer is not particularly limited.
- the reinforcing layer is a fiber reinforced resin layer.
- a fiber reinforced resin which comprises a fiber reinforced resin layer carbon fiber reinforced plastic (CFRP), glass fiber reinforced plastic, etc. are illustrated. These fiber reinforced resins may be used in combination.
- CFRP carbon fiber reinforced plastic
- a reinforcing layer made of each fiber reinforced resin may double cover the liner member.
- the fiber reinforced resin is, for example, a carbon fiber reinforced plastic
- the fiber reinforced resin layer is a reinforced fiber such as a carbon fiber reinforced plastic wound around the outer surface of the liner member and a thermosetting resin which bonds the reinforced fibers together.
- the inspection method of the present invention is performed on the joint surface of the liner member before the reinforcing layer is provided in the high pressure tank.
- the inspection method of the present invention is performed on the joint surface of the liner member before the reinforcing layer is provided in the high pressure tank.
- whether the liner member is non-defective by emitting X-rays from the X-ray radiation device to the liner member and detecting the X-rays transmitted through the liner member using an X-ray detector Inspect for defects.
- the X-ray radiation means 1 is an apparatus for radiating X-rays to the resin molded product 2.
- the shape and dimensions of the X-ray radiation device are not particularly limited.
- the X-ray radiation means 1 may be accompanied by a power cable (not shown) or the like for driving the X-ray radiation device.
- the power supply cable or the like preferably has a shape and dimensions that do not interfere with the resin molded product 2.
- the emitted X-rays need to be irradiated with X-rays to the resin molded article through a plurality of routes.
- X-rays are emitted by two X-ray emitting means, the X-ray emitting means 1a and the X-ray emitting means 1b.
- the emitted X-rays pass through the resin molded article on the X-ray radiation means side and the resin molded article on the X-ray detection means side described later, and are detected by the X-ray detection means 3.
- the arrangement of the X-ray radiation means 1 is not particularly defined, at least one of the plurality of X-ray radiation means has a transmission path on both the bonding surface on the X-ray radiation means and the bonding surface on the X-ray detection means. It is preferable to arrange so that it does not become.
- the X-ray radiation means 1a and the X-ray radiation means 1b are disposed in parallel, sandwiching the bonding surface of the resin molded product, and both of the bonding surface on the X-ray radiation means side and the bonding surface on the X-ray detection means side. Both are arranged so as not to be irradiation paths.
- the resin molded product 2 is illustrated as a high pressure tank member obtained by joining two divided molded members in a cylindrical shape.
- the X-ray detection means 3 is a device for detecting X-rays transmitted through the resin molded product 2.
- the X-ray detection means may be configured by at least one or more X-ray detectors, and when one X-ray detection means detects X-rays emitted from a plurality of X-ray radiation means 1, a plurality of X-ray detection means may be provided.
- the X-ray radiation means may emit X-rays at different timings to detect X-rays, or a plurality of X-ray detection means may be arranged according to the number of the plurality of X-ray radiation means 1 at the same time X-rays may be detected, or may be moved to a position where X-rays emitted from a plurality of X-ray emitting means 1 can be detected by one X-ray detecting means.
- a void X-rays are likely to be transmitted, so it is detected stronger than the surroundings, and if it is an impurity, it is either strong or weak depending on the specific gravity of the impurity and the specific gravity of the resin material that constitutes the resin molded product.
- the burr portion is thicker than the normal portion of the resin molded product, it is generally weakly imaged.
- the reference marker 8 is a reference for accurately obtaining the surface height position of the resin molded product 2, it is preferable that the X-ray detection means can be clearly detected. On the other hand, it is preferable to use a metal material that is less likely to transmit X-rays. Further, since the reference marker 8 is used to obtain the surface height position of the resin molded product 2 with high accuracy, even if a plurality of the reference markers 8 are arranged so as to be detected by the X-ray detection means 3, good.
- a device by which the fixing position of the resin molded product is mechanically positioned with high accuracy is similar to the reference marker 8
- the height position reference value set in advance may be set without arranging.
- the height position reference value may be sequentially measured using a measuring unit (not shown) that measures the height position of the fixed position of the resin molded product with high accuracy.
- the measuring means may be a laser triangulation displacement meter, a laser interferometer, an ultrasonic distance meter, an eddy current displacement sensor, a stylus displacement meter, etc. Laser triangulation displacement gauges are preferably used from the viewpoints of speed and response speed.
- the X-ray detection means 3 may be a general-purpose X-ray detector.
- the X-ray detection means 3 may be a direct conversion X-ray detector or an indirect conversion X-ray detector. More specifically, the X-ray detection means 3 is an X-ray film, an image intensifier, a computed radiography (CR), a flat panel detector (FPD) or the like.
- the arrangement of the X-ray detection elements of the X-ray detection means 3 may be an area sensor system in which the detection elements are two-dimensionally arranged, or a line sensor type X-ray detector in which the detection elements are one-dimensionally arranged.
- the method for sequentially changing the inspection range may be optimized depending on which detection method is used. If the area sensor system is adopted, a mechanism for switching the field of view may be prepared sequentially according to the inspection field of the area sensor, and if the line sensor system is adopted, a mechanism for continuously moving the inspection field is prepared. Good.
- the X-ray detection means 3 is preferably an FPD of an indirect conversion system, since the development step or the like becomes unnecessary as compared with the case where, for example, an X-ray film is used, and the time required for inspection can be shortened.
- Indirect conversion FPDs have no limitations such as usable temperatures, as compared with direct conversion detectors. Therefore, the indirect conversion type X-ray detector is excellent in handleability. Furthermore, it is preferable that the indirect conversion FPD be provided with a cellular scintillator. In the indirect conversion FPD, a scintillator panel is used to convert radiation into visible light.
- the scintillator panel contains an X-ray phosphor such as cesium iodide (CsI), and the X-ray phosphor emits visible light in response to the emitted X-rays, and the emitted light is converted to a TFT (thin film transistor) or CCD
- the X-ray information is converted into digital image information by converting it into an electrical signal with (charge-coupled device).
- CsI cesium iodide
- TFT thin film transistor
- CCD charge-coupled device
- the FPD in which the cell type scintillator is adopted the phosphors are filled in the cells partitioned by the partition walls, and the influence of light scattering can be suppressed.
- the FPD having the cellular scintillator has high sharpness, and can detect impurities and voids in the resin molded product 2 with high sensitivity.
- the X-ray detection means 3 used in the inspection method of the present invention is mainly composed of glass using a photosensitive paste containing glass powder, from the viewpoint that a large-area and high-sharp cell type scintillator can be easily formed. It is more preferable that it is a cell system scintillator produced by processing the partition wall to be processed by photolithography.
- the pixel size of the sensor of the X-ray detection means 3 is not particularly limited. In one example, the pixel size of the sensor is preferably 20 to 300 ⁇ m.
- the pixel size is less than 20 ⁇ m, even a minute impurity that does not contribute to deformation or breakage of the resin molded product 2 tends to be detected and a non-defective product may be erroneously determined as a non-defective product. In addition, with such a pixel size, image data becomes enormous, and the time required for signal readout and image processing tends to be long. On the other hand, when the pixel size exceeds 300 ⁇ m, there is a possibility that impurities and the like can not be detected sufficiently.
- the image processing means 4 is connected to the X-ray detection means 3 and has a height for calculating height positions of defect candidates from the plurality of X-ray detection images acquired by the X-ray detection means 3 using the plurality of images. It comprises a position calculation means and a sorting means 5 for judging the quality of the defect candidate from the height position.
- FIG. 6 is a flowchart for explaining the flow of processing of the image processing means.
- the X-ray detection image 10a is a detection image obtained by detecting the X-rays emitted from the X-ray irradiation unit 1a by the X-ray detection unit 3
- the X-ray detection image 10b is an X-ray emitted from the X-ray emission unit 1b. It is a detection image detected by the line detection means 3.
- the detected image outputs the intensity of detection of X-rays as a luminance value, the place where X-rays are detected strongly has a large luminance value (bright), and the place where X-rays are weakly detected has a small luminance value (dark).
- S101 is a defect candidate detecting means for detecting a region which becomes a defect candidate from the X-ray detection image, and separating a defect candidate and a non-discriminate region from an X-ray detection image inputted as two-dimensional image data An area area that satisfies the possible light direction luminance threshold and the dark direction luminance threshold can be detected as defect candidates.
- the detection may be performed on at least one X-ray detection image among a plurality of X-ray detection images, and in the embodiment of the present invention, X-ray detection detecting X-rays emitted by the X-ray radiation means 1a It carries out with respect to the image 10a.
- an area satisfying the threshold may be narrowed down by the size of the detection area, or may be narrowed down by the feature amount of the detection shape.
- the void and the impurities to be a defect are generally elongated in a uniform direction along the bonding surface, the direction (angle) of the detection shape and its narrowness (aspect ratio), etc. It may be narrowed down as a feature quantity.
- spatial filters or the like may be used prior to detection with the luminance threshold.
- a high-pass filter that cuts low frequency components in the X-ray detection image is effective to suppress the influence of dark areas due to burrs, but in this case, as in the defect candidate image shown in FIG.
- the false detection area 9 is also detected as a defect candidate even at the boundary between the burr portion where the luminance suddenly changes and the normal high pressure tank member portion.
- S102 is height measurement means, which measures the height of the same point detected in a plurality of X-ray detection images. In order to deepen the understanding of the principle of this height measurement, it will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
- FIG. 4 is a schematic view for explaining the difference between the defect in the case where X-rays are irradiated in a plurality of paths and the detection position of the non-defective portion in the X-ray detection means.
- the resin molded product 2 displays only the bonding cross section on the X-ray radiation means 1 side.
- the X-ray detector According to the X-ray emitted from the X-ray radiation means 1a, the void defect 6 of the joint is at the coordinate position of Xa1 on the X-ray detector 3 and the void 7 in the burr is at the coordinate position of Xa2
- the reference marker 8 is imaged at the coordinate position of Xa3 and detected as an image such as the X-ray detection image 10a shown in FIG.
- the void defect 6 of the joint is at the coordinate position of Xb1 on the X-ray detector 3
- the void 7 in the burr is at the coordinate position of Xb2
- the image is captured at the coordinate position of Xb3 and detected as an image such as an X-ray detection image 10b shown in FIG.
- the height position Hd0 of the void defect 6 of the joint portion is f from the X-ray radiation means 1a and the X-ray radiation means 1b, and the distance between the X-ray radiation means 1a and the X-ray radiation means 1b is w Then, it is calculated as Equation 1.
- Hd0 f ⁇ w / (
- Hf0 of the air gap 7 in the burr is calculated as Expression 2.
- Hf0 f ⁇ w / (
- the height position of the reference marker 8 is calculated as Expression 3 as the surface position Hm0 of the resin molded product 2.
- Hm0 f ⁇ w / (
- the height position of the reference marker 8 may be used as the surface position Hm0 of the resin molded product 2 as described above, but as described above, a mechanism is provided in which the fixing position of the resin molded product is mechanically precisely positioned. By doing this, a predetermined height position reference value may be set without arranging something similar to the reference marker 8. Alternatively, the height position reference value may be sequentially measured using a measurement unit that measures the height position of the fixed position of the high-pressure tank member resin molded product with high accuracy.
- the measuring means may be a laser triangulation displacement meter, a laser interferometer, an ultrasonic distance meter, an eddy current displacement sensor, a stylus displacement meter, etc.
- Laser triangulation displacement gauges are preferably used from the viewpoints of speed and response speed.
- This process is also referred to as block matching method, and is generally used to calculate height position information from differences in imaging position (parallax) of the same point between the captured images using images captured from a plurality of different viewpoints
- This is a method that has been adopted, so a detailed explanation is omitted, but in one image, an image block of a predetermined fixed size in height and width centering on the pixel of interest is set first, and in the other image a normalized correlation method
- a method of calculating height information sequentially from the coordinate position information of both images that associates the position with the position where the similarity between one image and the other image is the highest by the image similarity calculation method such as It is.
- the portion corresponding to the reference marker 8 has a height of zero, and the void defect 6 in the joint, the void 7 in the burr, and the luminance in the X-ray detection image 1a
- the height measurement is performed by the stereo matching method
- the X-ray detection image 10a and the X-ray detection image 10b may be subjected to preprocessing so that the defect candidate region is more easily detected. For example, an area satisfying a predetermined bright direction or dark direction threshold may be narrowed down with the size of the detection area, or may be narrowed down with the feature amount of the detection shape.
- the void and the impurities to be a defect are generally elongated in a uniform direction along the bonding surface, the direction (angle) of the detection shape and its narrowness (aspect ratio), etc. It may be narrowed down as a feature quantity.
- spatial filters or the like may be used prior to detection with the luminance threshold. For example, a high pass filter that cuts low frequency components in the X-ray detection image is effective to suppress the influence of dark portions due to burrs.
- S103 is an image computing unit.
- the height position calculation image 13 of the defect candidate is calculated by calculating the logical product of the defect candidate image 11 generated by the defect candidate detection unit (S101) and the stereo matching image 12 generated by the height measurement unit (S102).
- S104 is a sorting means.
- Reference numeral 5 in FIGS. 1 and 11 to 14 denotes a sorting unit (S104) which is a part of the image processing unit 4.
- the sorting means (S104) determines whether or not the defect candidate is a defect from the information on height measurement values of the defect candidate for the height position calculation image 13 of the defect candidate calculated by the image calculation means (S103). Sort out.
- height upper limit value and lower limit value are set as predetermined height threshold values, and a defect candidate having a height measurement value falling within the range of the threshold value is determined as a defect that has occurred in the joint, It is determined that a defect candidate having a height measurement value falling within the range of the threshold value is a void, an impurity, or an erroneous detection present in a burr existing above and below the junction.
- the threshold value an upper limit value and a lower limit value based on the thickness design value of the bonding portion of the resin molded product are suitably used.
- the sorting means (S104) is a distance setting means for setting the distance from the X-ray radiation means 1 to the resin molded article 2, and an inspection range setting means for setting the inspection range from the distance and the thickness of the resin molded article.
- it may be constituted by defect judging means which judges as a defect when a defect candidate is included in the inspection range.
- the distance setting means sets a distance Hm 0 from the X-ray radiation means 1 to the surface of the resin molded product 2.
- the setting of the distance may be set by a mechanism in which the fixed position of the surface of the resin molded article 2 is mechanically positioned with high precision to Hm0, or the distance between the X-ray radiation means 1 and the resin molded article is measured
- the result may be set as Hm0, or the height value calculated by the stereo matching method of the reference marker 8 described above may be set as Hm0, or a laser triangulation displacement meter, a laser interferometer,
- a value measured using a measuring instrument such as an acoustic distance meter, an eddy current displacement sensor, or a stylus displacement meter may be set as Hm0.
- the measurement by the laser triangulation displacement meter is preferably used from the viewpoints of non-contact, insensitivity to the material of the object to be measured, and response speed. More specifically, the distance setting means measures the distance from the X-ray radiation means 1 to the resin molded article 2 and the distance input means for inputting the distance target value from the X-ray radiation means 1 to the resin molded article 2
- the distance measuring means may be composed of distance measuring means, and distance correcting means for correcting the distance to be the same as the input value in accordance with the difference between the input value of the distance inputting means and the measurement value of the distance measuring means.
- the distance input unit inputs, for example, a target value of the distance from the X-ray radiation unit 1 to the resin molded product 2 as Hm0 so that the imaging magnification becomes constant.
- the distance measuring means measures the distance between the X-ray emitting means 1 and the resin molded product 2 and may use the height value of the reference marker 8 calculated by the above-mentioned stereo matching method as a measured value, or the laser A value measured using a measuring instrument such as a triangulation displacement meter, a laser interferometer, an ultrasonic distance meter, an eddy current displacement sensor, or a stylus displacement meter may be used as a measurement value.
- the measurement by the laser triangulation displacement meter is preferably used from the viewpoints of non-contact, insensitivity to the material of the object to be measured, and response speed.
- the distance correction means corrects the distance to be the same as the input value according to the difference between the input value of the distance input means and the measurement value of the distance measurement means
- the X-ray radiation means 1 and the X-ray detection means 3 It may be realized by moving the resin molded product 2 by a single-axis moving mechanism having a moving direction parallel to the optical axis connecting the two at the shortest distance.
- the inspection range setting means obtains and sets the upper limit value and the lower limit value of the inspection range from the thickness design value of the joint.
- the lower limit value is set based on the allowable value of depth from the surface direction of the resin molded product 2 that is acceptable even when the defect occurs
- the upper limit value is the thickness design value of the resin molded product 2 and the defect Set from an allowable depth value even if it occurs.
- the upper limit value and the lower limit value may be adjusted so as to widen the inspection range with respect to the thickness design value in order to prevent the defect from being overlooked. Narrowing the threshold with respect to the upper limit value and widening the threshold with respect to the lower limit value are preferably performed.
- the defect judging means judges whether or not the height position of the defect candidate obtained by the above-mentioned equation 4 or 5 is within the range of the upper limit and the lower limit defined by the above-mentioned inspection range setting means. Since the defect is not uniform in height and has a certain height range depending on the shape, it is judged to be a defect if part of the defect is included in the above-mentioned upper and lower limits of the inspection range. When the area of the defect is small, or when the gradient of the height of the defect is steep, the height information of the defect may not include the values of the upper limit value and the lower limit value range, so this case can also be determined as the defect. If the maximum value of the height of the defect is lower than the upper limit and the minimum value is lower than the lower limit of defect, it may be determined as a defect.
- the false detection area 9 and the air gap 6 in the burr are below the predetermined height upper limit value, it is not determined as a defect, and only the air gap defect 5 of the joint portion has the height upper limit value and the lower limit value. Therefore, it was selected as a defect and output as a defect selection result image 14.
- FIG. 11 is a schematic view for explaining a configuration provided with means for moving the X-ray radiation means in the embodiment of the present invention.
- the means for moving the X-ray radiation means has a configuration in which the moving direction is a direction parallel to the X-ray detection means 3 and orthogonal to the bonding surface.
- a schematic diagram is shown in FIG. FIG. 12 is a schematic view for explaining a configuration provided with means for moving the resin molded product 2 in the embodiment of the present invention.
- the means for moving the resin molded product 2 preferably has a configuration in which the moving direction is a direction parallel to the X-ray detection means 3 and a direction orthogonal to the arrival surface.
- the apparatus for manufacturing a resin molded product according to an embodiment of the present invention distinguishes the inspection means by the above-described inspection apparatus for a resin molded product, the resin molded product determined as a defective product by the inspection means, and the resin molded product determined as a non-defective product. And sorting means.
- inspection means and selection means and the other means are not specifically limited. Therefore, the other means shown below are an illustration, and design changes can be made as appropriate.
- This means is a means for producing a resin molded product.
- the resin molded product is the above-described liner member, it can be manufactured by blow molding, injection molding or the like as described above in the embodiment of the inspection apparatus for a resin molded product.
- the means comprises: X-ray emitting means for emitting X-rays through a plurality of paths, at least one or more X-ray detecting means for detecting X-rays transmitted through the resin molded article, and image processing means is there.
- the resin molded product from which impurities, voids, and the like have been detected in the inspection means is determined to be defective, and is sorted and removed by the subsequent sorting means.
- This means is to distinguish between a resin molded product determined to be defective by the inspection means and a resin molded product determined to be non-defective. This means may be implemented artificially by the sorter, or may be performed mechanically by the transfer means interlocking with a computer program that holds information on non-defective items or defective items.
- the non-defective resin molded products not selected in the sorting means can be adopted as the material of the high pressure tank.
- gap which exist in a resin molded product can be detected appropriately in an inspection means.
- resin molded products in which impurities and the like are detected may be sorted out in the sorting step. Therefore, only non-defective resin molded products can be sorted out.
- the selected resin molded product may be subjected to the subsequent steps to produce a high pressure tank.
- the subsequent steps may be omitted for a resin molded product that is a defective product.
- the yield of the high pressure tank manufactured is improved.
- the apparatus for manufacturing a high-pressure tank according to the present invention separates the inspection means by the inspection apparatus for resin molded products, the resin molded products determined as defective products by the inspection means, and the resin molded products determined as non-defective products. And outer layer forming means for forming an outer layer for reinforcement with respect to a resin molded product determined to be non-defective.
- inspection means, sorting means, and outer-layer formation means, and the other means are not specifically limited. Therefore, the other means shown below are an illustration, and design changes can be made as appropriate.
- This means is a means for producing a resin molded product.
- the resin molded product is the above-described liner member, it can be manufactured by blow molding, injection molding or the like as described above in the embodiment of the inspection apparatus for a resin molded product.
- the means comprises: X-ray emitting means for emitting X-rays through a plurality of paths, at least one or more X-ray detecting means for detecting X-rays transmitted through the resin molded article, and image processing means It is similar to the inspection means described above in the embodiment of the apparatus for manufacturing a resin molded product.
- This means is to distinguish between a resin molded product determined to be a defective product by the inspection means and a resin molded product determined to be a non-defective product, like the sorting means described above in the embodiment of the apparatus for manufacturing resin molded products. It is.
- This means is to form a reinforcing outer layer (reinforcing layer) for a resin molded product determined to be non-defective.
- the reinforcing layer is preferably a fiber-reinforced resin layer as described above in the embodiment of the inspection apparatus, and one or more reinforcing layers are provided on the outer surface of the resin molded product.
- the resin molded product provided with the reinforcing layer is further appropriately attached with a supply system (a valve member, various piping systems, etc.) for supplying high pressure gas to the fuel cell, and is used as a high pressure tank.
- gap which exist in a resin molded product can be detected appropriately in an inspection apparatus.
- resin molded products in which impurities and the like are detected can be sorted out in the sorting means and eliminated.
- the reinforcing layer is formed only on the resin molded product determined to be non-defective. Therefore, according to the manufacturing apparatus of the high pressure tank of the present invention, since the reinforcing layer is not formed on the resin molded product which is a defective product, for example, the fiber reinforced resin is not wastefully used. In addition, the yield of the high pressure tank manufactured is improved.
- the resin molded article of the present invention will be described.
- the resin molded article of the present invention is manufactured using the above-described apparatus for manufacturing a resin molded article.
- the details will be described below.
- the resin molded product of this invention should just use these manufacturing apparatuses, and another means is not specifically limited. Therefore, the other means shown below are an illustration, and design changes can be made as appropriate.
- This apparatus is a manufacturing apparatus of a resin molded product. It is the same as the manufacturing apparatus of the above-mentioned resin molded product.
- gap which exist in a resin molded product can be detected appropriately in a manufacturing apparatus.
- resin molded products in which impurities and the like are detected can be sorted out in the sorting means and eliminated. Therefore, according to the resin molded product of the present invention, since the reinforcing layer is not formed on the resin molded product which is a defective product, for example, fiber reinforced resin is not wasted. In addition, the yield of the high pressure tank manufactured is improved.
- the resin molded product of the present invention only non-defective products can be sorted out.
- the selected resin molded product may be subjected to the subsequent steps to produce a high pressure tank.
- the subsequent steps can be omitted for the resin molded product which is a defective product.
- High pressure tank A high pressure tank according to an embodiment of the present invention will be described.
- the high pressure tank of the present invention is manufactured using the above-described high pressure tank manufacturing apparatus. The details will be described below.
- the high pressure tank of this invention should just use these manufacturing apparatuses, and another means is not specifically limited. Therefore, the other means shown below are an illustration, and design changes can be made as appropriate.
- This apparatus is a manufacturing apparatus of a high pressure tank. It is the same as the manufacturing apparatus of the high pressure tank mentioned above.
- the reinforcing layer is formed only on the resin molded product determined to be non-defective. Therefore, according to the high pressure tank of the present invention, since the reinforcing layer is not formed on the resin molded product which is a defective product, for example, the fiber reinforced resin is not wasted.
- a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention will be described.
- the fuel cell vehicle of the present invention uses the high pressure tank described above. The details will be described below.
- the fuel cell vehicle of the present invention only needs to use these high pressure tanks, and the other means are not particularly limited. Therefore, the other means shown below are an illustration, and design changes can be made as appropriate.
- This tank is a high pressure tank. It is similar to the high pressure tank described above.
- the high pressure tank in which the reinforcing layer is formed is used only for the resin molded product determined to be non-defective. Therefore, according to the fuel cell vehicle of the present invention, since a high pressure tank which is a defective product is not used, for example, other components of the fuel cell vehicle are not wasted.
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Abstract
高精度で樹脂成形品が良品であるか不良品であるかを検出すること、および、将来変形等が発生し得る樹脂成形品を事前に検出することを可能とするため、複数の部材に分かれた樹脂成形品の接合面の検査において、少なくとも2つ以上の経路で放射されたX線が樹脂成形品を透過した際のX線検出結果から、欠点候補の高さ位置を計測することで、欠点を高精度に検出することのできる樹脂成形品の検査方法および製造方法、樹脂成形品の検査装置および製造装置に関する。
Description
本発明は、高精度で樹脂成形品が良品であるか不良品であるかを検出することのできる、樹脂成形品の検査方法および製造方法、樹脂成形品の検査装置および製造装置、高圧タンクの製造方法および製造装置、樹脂成形品ならびに高圧タンクおよび燃料電池車に関する。
近年、石油燃料の枯渇や、有害ガス排出量の削減の要請に対応するために、燃料電池車が注目されている。燃料電池車は、たとえば、水素と空気中の酸素とを電気化学的に反応させて発電する燃料電池を搭載し、燃料電池が発電した電気をモータに供給して駆動力とする。燃料電池が水素電池である場合、自動車には、水素用の高圧タンクが搭載される。一例を挙げると、高圧タンクは、樹脂製のライナー部材と、ライナー部材の外側を覆う繊維強化樹脂層からなる。ライナー部材は、樹脂製、アルミニウムや鉄等の金属製等である。これらの中でも、樹脂製のライナー部材は軽量であり、また成形性に優れるため安価に製造できることから、開発が進められている。
しかしながら、特許文献1に記載の成形品を用いて作製した高圧タンクは、高圧ガス(特に高圧水素ガス)の充填および放圧を繰り返した際に、変形等が発生することがあり、信頼性低下の要因となっていた。このような突発的な異常は、発生要因が不明であり、またその検査方法もなかった。
そこで、本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、タンクの変形等の要因が、例えば2つの部品に分けて製造される樹脂成形品を接合した部位に存在する不純物や空隙に因ることを突き止めた。樹脂成形品の接合に一般的に用いられる溶着による接合方法を用いた場合、十分に溶着させるために接合部を押し込む工程が発生する。この工程で接合部には溶融した樹脂の盛り上がり(以下、バリと記す)が生じる。このバリの中の空隙や不純物は樹脂成形品の変形等を発生させる要因とはならない。しかし、樹脂成形品の内部の検査には、特許文献2に記載の検査方法にある通り、X線を透過させその透過量の変化によって内部の不純物や空隙の有無を検出することが一般的である。この実施の形態を図3に示す。一般的なX線透過撮像による検査構成では判別出来ない欠点と非欠点部分の一例を説明するための模式図である。説明を簡便にするため、樹脂成形品2はX線放射手段1側の接合断面部のみを表示している。この構成では、X線放射手段1から放射されたX線は検査すべき接合部分とバリ部分の両方を透過するため、X線放射手段1から放射されたX線の透過量の変化が、接合部の空隙もしくは不純物によるものなのか、バリ部分の空隙もしくは不純物によるものなのかを判別することは難しかった。また、複数方向からのX線の照射によって欠点の発生位置を特定することも良く用いられるが、その発生位置からも、その部分がバリなのか、接合部なのかを判別することは難しかった。
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、高精度で樹脂成形品が良品であるか不良品であるかを検出することができ、将来変形等が発生し得る樹脂成形品を事前に検出することのできる、樹脂成形品の検査方法および製造方法、樹脂成形品の検査装置および製造装置、高圧タンクの製造方法および製造装置、樹脂成形品ならびに高圧タンクおよび燃料電池車を提供することを目的とする。
すなわち、上記課題を解決する本発明の一態様に関する樹脂成形品の検査装置は、複数の経路でX線を放射するX線放射手段と、樹脂成形品を透過したX線を検出する1つ以上のX線検出手段と、画像処理手段とを備え、前記画像処理手段は、前記X線検出手段が取得した2つ以上の画像に対して欠点候補を検出する欠点候補検出手段と、ステレオマッチング法による高さ測定手段と、前記高さ測定手段により得られた高さ位置情報を記録した画像と前記欠点候補検出手段により得られた欠点候補画像とを論理積する画像演算手段と、前記高さ位置から欠点候補の良否を判断する選別手段と、で構成されることを特徴とする。
本発明の樹脂成形品の検査装置は、前記選別手段は、前記X線放射手段から前記樹脂成形品までの距離を設定する距離設定手段と、前記距離と前記樹脂成形品の厚みとから検査範囲を設定する検査範囲設定手段と、前記検査範囲に欠点候補が含まれる場合に欠点と判断する欠点判断手段とで構成されることが好ましい。
また、樹脂成形品の検査装置は、前記距離設定手段は、前記X線放射手段から前記樹脂成形品までの距離目標値を入力する距離入力手段と、前記X線放射手段から前記樹脂成形品までの距離を測定する距離測定手段と、前記距離入力手段の入力値と前記距離測定手段での測定値の差に応じて、前記距離が前記入力値と同じとなるように補正する距離補正手段とで構成されることが好ましい。
また、樹脂成形品の検査装置は、前記X線放射手段が、1つ以上のX線放射手段と、前記樹脂成形品に対して2か所以上の異なる位置からX線を放射するよう前記1つ以上のX線放射手段を移動させるX線放射位置移動手段を備えていることが好ましい。
また、樹脂成形品の検査装置は、前記X線放射手段が、1つ以上のX線放射手段と、前記樹脂成形品を2か所以上の位置に移動させる樹脂成形品位置移動手段とで構成されることが好ましい。
また、本発明の樹脂成形品の検査装置は、前記樹脂成形品が高圧タンク用部材であることが好ましい。
また、本発明の樹脂成形品の製造装置は、樹脂成形品の検査装置による検査手段と、前記検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別する選別手段を備えていることが好ましい。
また、発明の高圧タンクの製造装置は、樹脂成形品の検査装置による検査手段と、前記検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品を区別する選別手段と、良品と判定された樹脂成形品に対し、補強用の外層を形成する外層形成手段を備えることが好ましい。
また、上記課題を解決する本発明の樹脂成形品の検査方法は、複数の経路でX線を放射し、樹脂成形品を透過したX線を1つ以上の位置で検出し、検出したX線画像に対して欠点候補を検出し、ステレオマッチング法により高さを測定し、得られた高さ情報画像と前記欠点候補として得られた画像とを論理積し、前記高さ位置から欠点候補の良否を選別する、ことを特徴とする。
また、本発明の樹脂成形品の検査方法は、前記選別の方法が、前記X線放射位置から前樹脂成形品までの距離を設定し、前記距離と樹脂成形品の厚みとから検査範囲を設定し、前記検査範囲に欠点候補が含まれる場合に欠点と判断することが好ましい。
また、本発明の樹脂成形品の検査方法は、前記距離の設定方法が、前記X線放射位置から前記樹脂成形品までの距離目標値を入力し、前記X線放射位置から前記樹脂成形品までの距離を測定し、前記距離入力値と前記距離測定値との差に応じて、前記距離が前記入力値と同じになるように前記距離を補正することが好ましい。
また、本発明の樹脂成形品の検査方法は、前記複数の経路でX線を放射する方法が、前記樹脂成形品に対して2か所以上の異なる位置からX線を放射するよう、X線の放射位置を移動させることが好ましい。
また、本発明の樹脂成形品の検査方法は、前記複数の経路でX線を放射する方法が、1つ以上の位置からX線を放射し、前記樹脂成形品を2か所以上の位置に移動させることが好ましい。
また、本発明の樹脂成形品の検査方法は、前記樹脂成形品が高圧タンク用部材であることが好ましい。
また、本発明の樹脂成形品の製造方法は、樹脂成形品の検査方法による検査工程と、前記検査工程において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別する選別工程を備えることを特徴とする。
また、本発明の高圧タンクの製造方法は、樹脂成形品の検査方法による検査工程と、前記検査工程において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別する選別工程と、良品と判定された樹脂成形品に対し、補強用の外層を形成する外層形成工程とを備えることを特徴とする。
また、本発明の燃料電池車の製造方法は、樹脂成形品の検査方法による検査工程と、前記検査工程において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品を区別する選別工程と、良品と判定された樹脂成形品に対し、補強用の外層を形成し高圧タンクを得る外層形成工程と、得られた高圧タンクを車台に設置する設置工程を備えることを特徴とする。
本発明によれば、高精度で樹脂成形品が良品であるか不良品であるかを高精度に検出することができ、将来変形等の発生し得る樹脂成形品を事前に検出することのできる、樹脂成形品の検査方法および製造方法、樹脂成形品の検査装置および製造装置、高圧タンクの製造方法および製造装置、樹脂成形品ならびに高圧タンクおよび燃料電池車を提供することができる。
<樹脂成形品の検査装置>
以下、本発明の樹脂成形品の検査装置に適用した実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明は以下の説明に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施例は改変することができる。また、本発明の樹脂成形品の検査装置は様々な樹脂成形品の検査に適用できる。例えば、高圧タンク用部材や樹脂配管、樹脂構造部材などが挙げられる。ここでは、樹脂成形品検査の1つの例として、高圧タンク用ライナー部材の検査を例に詳細に説明する。
以下、本発明の樹脂成形品の検査装置に適用した実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明は以下の説明に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施例は改変することができる。また、本発明の樹脂成形品の検査装置は様々な樹脂成形品の検査に適用できる。例えば、高圧タンク用部材や樹脂配管、樹脂構造部材などが挙げられる。ここでは、樹脂成形品検査の1つの例として、高圧タンク用ライナー部材の検査を例に詳細に説明する。
まず、本発明における検査対象である樹脂成形品および高圧タンクの概要について説明する。高圧タンクは、圧縮ガスや液化ガスなどの高圧ガスを充てんするための容器のことであり、たとえば高圧ガスが水素の場合では燃料電池自動車搭載用容器、高圧水素輸送用容器、および水素ステーション蓄圧器などがある。高圧タンクの構造は、特に限定されない。一例を挙げると、高圧タンクは、高圧タンク用部材であるライナー部材と、ライナー部材を覆う1または複数の補強層と、燃料電池に高圧ガスを供給するための供給系統(弁部材、各種配管系統等)からなる。
高圧タンクの形状は特に限定されない。一例を挙げると、高圧タンクは、略円筒状である。高圧タンクは、タンク内へ高圧ガスを充填し、または、タンク内から高圧ガスを取り出すための開口部が形成されている。開口部は、供給系統によって閉止される。本発明において、樹脂成形品とは、例えば、高圧タンクを構成する部材のことであり、ライナー部材や、ライナー部材に補強層を形成した後の部材などが挙げられる。
・ライナー部材
ライナー部材は、高圧タンクの筐体を構成するタンク容器の部材である。ライナー部材の形状は特に限定されない。一例を挙げると、ライナー部材は、略円筒状であり、内部に収容空間が形成されている。収容空間には、高圧ガスが充填される。ライナー部材には、上記の開口部が形成されている。ライナー部材は、1の部材から構成されてもよいが、製作の容易さから一般的には複数に分割された部材から構成される。この場合、複数に分割された部材は、接合等によって一体化され得る。また、ライナー部材を作製する方法は、ブロー成形、射出成形等が挙げられる。一方、本発明の検査方法は、ライナー部材が射出成形によって複数に分割された部材を接合する接合面の検査に好適に用いられる。
ライナー部材は、高圧タンクの筐体を構成するタンク容器の部材である。ライナー部材の形状は特に限定されない。一例を挙げると、ライナー部材は、略円筒状であり、内部に収容空間が形成されている。収容空間には、高圧ガスが充填される。ライナー部材には、上記の開口部が形成されている。ライナー部材は、1の部材から構成されてもよいが、製作の容易さから一般的には複数に分割された部材から構成される。この場合、複数に分割された部材は、接合等によって一体化され得る。また、ライナー部材を作製する方法は、ブロー成形、射出成形等が挙げられる。一方、本発明の検査方法は、ライナー部材が射出成形によって複数に分割された部材を接合する接合面の検査に好適に用いられる。
ライナー部材の材質は特に限定されない。一例を挙げると、ライナー部材は、樹脂製、アルミニウムや鉄等の金属製等である。これらの中でも、樹脂製のライナー部材は、接合部に空隙や不純物が形成された場合に、高圧タンクに成形された後で変形や破壊等が起こりやすい。しかしながら、本発明の検査方法は、後述するとおり、空隙や不純物を適切に検出し得る。そのため、本発明の検査方法は、ライナー部材が樹脂製である場合に、特に好適である。樹脂は、X線吸収率がより高く、後述するX線検出器によってライナー部材における不純物等がより精度よく検出される点から、ライナー部材に、ポリオレフィン樹脂、エチレン-ビニルアルコール共重合体およびポリアミド樹脂のうち少なくともいずれか1種を含むことが好ましい。
また、ライナー部材は、ポリアミド樹脂を含むことがより好ましい。ポリアミド樹脂は、X線吸収率が高いため、ポリアミド樹脂中の空隙や樹脂不純物等が検出されやすい。また特に、高圧ガスが水素ガスである場合、水素ガスは低分子量であるため、ライナー部材に溶け込みやすい。その結果、ライナー部材の接合部にわずかな空隙や不純物が存在する場合であっても、水素ガス用の高圧タンクは、接合部での変形や破壊等が生じやすい。後述する本発明の検査方法によれば、このような空隙や樹脂不純物等は、容易に検出され得る。そのため、本発明の検査方法は、ライナー部材がポリアミド樹脂製である場合に、特に不純物等が精度よく検出され、適切に判別され得る。
・補強層
ライナー部材は、ライナー部材を補強するために、1または複数の補強層によって外表面が覆われることが好ましい。補強層の材料は特に限定されない。一例を挙げると、補強層は、繊維強化樹脂層である。繊維強化樹脂層を構成する繊維強化樹脂としては、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスチック等が例示される。これらの繊維強化樹脂は、併用されてもよい。また、それぞれの繊維強化樹脂からなる補強層がライナー部材を二重に覆ってもよい。繊維強化樹脂層は、繊維強化樹脂がたとえば、炭素繊維強化プラスチックである場合、ライナー部材の外表面に巻き付けられる炭素繊維強化プラスチック等の強化繊維と、強化繊維同士を結着する熱硬化性樹脂とから主に構成される。
ライナー部材は、ライナー部材を補強するために、1または複数の補強層によって外表面が覆われることが好ましい。補強層の材料は特に限定されない。一例を挙げると、補強層は、繊維強化樹脂層である。繊維強化樹脂層を構成する繊維強化樹脂としては、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスチック等が例示される。これらの繊維強化樹脂は、併用されてもよい。また、それぞれの繊維強化樹脂からなる補強層がライナー部材を二重に覆ってもよい。繊維強化樹脂層は、繊維強化樹脂がたとえば、炭素繊維強化プラスチックである場合、ライナー部材の外表面に巻き付けられる炭素繊維強化プラスチック等の強化繊維と、強化繊維同士を結着する熱硬化性樹脂とから主に構成される。
検査方法の説明に戻る。本発明の検査方法は、上記高圧タンクのうち、補強層が設けられる前のライナー部材の接合面に対して実施されることが好ましい。具体的な検査方法は、X線放射装置から、ライナー部材にX線を放射し、ライナー部材を透過したX線を、X線検出器を用いて検出することにより、ライナー部材が良品であるか不良品であるかを検査する。
本発明の検査装置を説明するための模式図を図1に示す。X線放射手段1は、樹脂成形品2にX線を放射するための機器である。X線放射装置の形状および寸法は特に限定されない。また、X線放射手段1は、X線放射装置を駆動するための図示しない電源ケーブル等が付帯されてもよい。この場合、電源ケーブル等は、樹脂成形品2と干渉しない形状、寸法であることが好ましい。また放射されたX線は、複数の経路で樹脂成形品にX線を照射する必要がある。本発明ではX線放射手段1aおよびX線放射手段1bの2つのX線放射手段によって、X線が放射される。放射されるX線は、X線放射手段側の樹脂成形品と、後述のX線検出手段側の樹脂成形品とを透過して、X線検出手段3によって検出される。なお、X線放射手段1の配置は特に規定しないが、複数のX線放射手段の少なくとも1つは、X線放射手段側の接合面とX線検出手段側の接合面との両方が透過経路とならないように配置することが好ましい。ここでは、樹脂成形品の接合面を挟み込む形でX線放射手段1aおよびX線放射手段1bが並行配置され、いずれもX線放射手段側の接合面とX線検出手段側の接合面との両方が照射経路とならないように配置されている。
樹脂成形品2は、2分割された成形部材を円筒形に接合した高圧タンク用部材として例示されている。
X線検出手段3は、樹脂成形品2を透過したX線を検出するための機器である。X線検出手段は、少なくとも1つ以上のX線検出器で構成されればよく、1つのX線検出手段で複数のX線放射手段1からの放射されるX線を検出する場合は、複数のX線放射手段から異なるタイミングでX線を放射してX線を検出するのでもよいし、複数のX線放射手段1の個数に併せて、複数のX線検出手段を配置して、同時にX線を検出してもよいし、1つのX線検出手段で、複数のX線放射手段1から放出されるX線を検出できる位置に、X線検出手段を移動させてもよい。一般的には、空隙であればX線は透過しやすいため周囲よりも強く検出され、不純物であれば不純物の比重と樹脂成形品を構成する樹脂材料の比重の大小に応じて強弱いずれかで検出される。また、バリ部分は樹脂成形品の通常部分よりも肉厚が増すため、全体的に弱く撮像される。なお、基準マーカ8は、樹脂成形品2の表面高さ位置を正確に求めるための基準であるので、X線検出手段に明確に検出できることが好ましいことから、樹脂で構成される樹脂成形品に対して、X線がより透過しにくい金属材料を用いることが好ましい。また、基準マーカ8は、樹脂成形品2の表面高さ位置を精度良く求めるために使用するものであるので、X線検出手段3で複数個が検出されるように複数個を配置しても良い。また、樹脂成形品の表面高さを精度良く求める手段としては、樹脂成形品の固定位置が機械的に高精度に位置決めされる機構(図示しない)を用意することで、基準マーカ8に類するものを配置せずに、あらかじめ定める高さ位置基準値を設定してもよい。また、樹脂成形品の固定位置の高さ位置を高精度に測定する測定手段(図示しない)を用いて、高さ位置基準値を逐次測定してもよい。測定手段はレーザー三角測量方式変位計、レーザー干渉計、超音波距離計、渦電流方式変位センサー、触針式変位計などが用いられるが、非接触であることや測定対象の材質に影響されにくいこと、および応答速度などの面からレーザー三角測量方式変位計が好適に用いられる。なお、本発明の実施形態の説明としては、基準マーカ8がX線検出手段3の検出範囲内に入る位置に一つ配置されているものとして、以降説明する。
なお、X線検出手段3は汎用のX線検出器でもよい。一例を挙げると、X線検出手段3は直接変換方式のX線検出器でもよく、間接変換方式のX線検出器でもよい。より具体的には、X線検出手段3はX線フィルム、イメージインテンシファイア、コンピューテッドラジオグラフィ(CR)、フラットパネルディテクタ(FPD)等である。
X線検出手段3のX線検出素子の配列は、2次元に検出素子が配列されたエリアセンサー方式でもよいし、1次元に検出素子が配列されたラインセンサー方式のX線検出器でもよい。いずれの検出方式を用いるかによって、検査範囲を順次変更する方式は最適化すればよい。エリアセンサー方式を採用する場合はエリアセンサーの検査視野に応じて逐次的に視野を切り替える機構を用意すればよく、ラインセンサー方式を採用する場合は連続的に検査視野を移動させる機構を用意すればよい。
なお、X線検出手段3は、たとえばX線フィルムが用いられる場合と比べて現像工程等が不要となり、検査に要する時間が短縮化され得る点から、間接変換方式のFPDであることが好ましい。
間接変換方式のFPDは、直接変換方式の検出器と比べて、使用可能温度等の制約がない。そのため、間接変換方式のX線検出器は、取扱性が優れる。さらに、間接変換方式のFPDは、セル方式シンチレータを備えることが好ましい。間接変換方式のFPDにおいては、放射線を可視光に変換するために、シンチレータパネルが使用される。シンチレータパネルは、ヨウ化セシウム(CsI)等のX線蛍光体を含み、放射されたX線に応じて、X線蛍光体が可視光を発光し、その発光をTFT(thin film transistor)やCCD(charge-coupled device)で電気信号に変換することにより、X線の情報をデジタル画像情報に変換する。しかしながら、間接変換方式のFPDは、X線蛍光体が発光する際に、蛍光体自体によって、可視光が散乱してしまう等により、画像の鮮鋭性が低くなりやすい。一方、セル方式シンチレータが採用されたFPDは、隔壁で仕切られたセル内に蛍光体が充填されており、光の散乱の影響を抑え得る。その結果、セル方式シンチレータを具備するFPDは、鮮鋭度が高く、樹脂成形品2中の不純物や空隙を高感度に検出し得る。
本発明の検査方法において使用されるX線検出手段3は、大面積かつ高鮮鋭なセル方式シンチレータを容易に形成し得る点から、ガラス粉末を含有する感光性ペーストを用いて、ガラスを主成分とする隔壁をフォトリソグラフィーにより加工して作製されたセル方式シンチレータであることがより好ましい。X線検出手段3のセンサーのピクセルサイズは特に限定されない。一例を挙げると、センサーのピクセルサイズは、20~300μmであることが好ましい。ピクセルサイズが20μm未満である場合、樹脂成形品2の変形や破壊に寄与しない微小な不純物まで検出し良品を不良品と誤って判断する傾向がある。また、このようなピクセルサイズでは、画像データが膨大となり、信号読み出し、画像処理に要する時間が長くなる傾向がある。一方、ピクセルサイズが300μmを超える場合、不純物等を充分に検出できない可能性がある。
画像処理手段4は、X線検出手段3と接続されており、X線検出手段3によって取得される複数のX線検出画像から、前記複数の画像により欠点候補の高さ位置を算出する高さ位置算出手段と、前記高さ位置から欠点候補の良否を判断する選別手段5と、で構成される。
画像処理手段4における処理の流れを、図6を用いて説明する。図6は、画像処理手段の処理の流れを説明するためのフロー図である。X線検出画像10aはX線照射手段1aから放射されるX線をX線検出手段3で検出した検出画像であり、X線検出画像10bはX線放射手段1bから放射されるX線をX線検出手段3で検出した検出画像である。検出画像は、X線の検出の強弱を輝度値で出力し、X線を強く検出した場所は輝度値が大きく(明るく)、X線を弱く検出した場所は輝度値が小さく(暗く)なる。
S101は欠点候補検出手段で、X線検出画像から欠点候補となる領域を検出するものであり、2次元の画像データとして入力されるX線検出画像に対して欠点候補とそうでない部位を切り分けることが可能な明方向の輝度閾値と、暗方向の輝度閾値と満たす面積領域を欠点候補として検出する。検出は複数のX線検出画像のうち少なくとも1つのX線検出画像に対して実施すればよく、本発明の実施例においては、X線放射手段1aにより放射されたX線を検出したX線検出画像10aに対して実施している。なお、欠点候補の検出は閾値を満たす領域を検出面積の大きさで絞りこんでもよいし、検出形状の特徴量で絞り込んでもよい。例えば、欠点となる空隙及び不純物は接合面に沿って一様な方向を向いた細長い形状となることが一般的であるので、検出形状の向き(角度)とその細さ(縦横比)などを特徴量として絞り込んでもよい。また、欠点部位の上下には接合の際に発生するバリの影響で肉厚となり欠点の周囲は暗く検出されるため、輝度閾値での検出に先んじて、空間フィルタなどを用いてもよい。例えば、バリによる暗部の影響を押さえるには、X線検出画像における低周波数成分をカットするハイパスフィルタが有効であるが、この場合は、図7に示す欠点候補画像の通り、X線検出画像の輝度が急変するバリ部分と通常の高圧タンク部材部分との境界線においても、欠点候補として誤検出領域9が検出される。
S102は高さ測定手段であり、複数のX線検出画像に検出された同一点の高さを測定する。この高さ測定の原理に対する理解を深めるため、図4および図5を用いて詳しく説明する。図4は、複数の経路でX線を照射した場合の欠点と非欠点部分のX線検出手段における検出位置の違いを説明するための模式図である。説明を簡便にするため、樹脂成形品2はX線放射手段1側の接合断面部のみを表示している。樹脂成形品2の接合部に接合部の空隙欠点6が存在し、バリ部分にバリ内の空隙7が存在し、さらに樹脂成形品2の表面に基準マーカ8が存在する場合、X線検出器3には、X線放射手段1aから放射されたX線によっては、接合部の空隙欠点6はX線検出器3上のXa1の座標位置に、バリ内の空隙7はXa2の座標位置に、基準マーカ8はXa3の座標位置に撮像され、図5に示すX線検出画像10aのような画像として検出される。X線放射手段1bから放射されたX線によっては、接合部の空隙欠点6はX線検出器3上のXb1の座標位置に、バリ内の空隙7はXb2の座標位置に、基準マーカ8はXb3の座標位置に撮像され、図5に示すX線検出画像10bのような画像として検出される。このとき、接合部の空隙欠点6の高さ位置Hd0は、X線放射手段1aおよびからX線放射手段1bからの距離をf、X線放射手段1aとX線放射手段1bとの間隔をwとすると、式1として算出される。
(式1)Hd0=f×w/(|Xa1-Xb1|)
また、バリ内の空隙7の高さ位置Hf0は、式2として算出される。
(式2)Hf0=f×w/(|Xa2-Xb2|)
それぞれの高さ位置HdおよびHfは、X線放射手段からの距離を示す値であるので、樹脂成形品2の表面位置に対してどの程度の高低差があるのかを高さ位置情報として有する必要があるため、本実施例では基準マーカ8の高さ位置を樹脂成形品2の表面位置Hm0として、式3として算出する。
(式3)Hm0=f×w/(|Xa3-Xb3|)
なお、樹脂成形品2の表面位置Hm0は前述の通り基準マーカ8の高さ位置を用いても良いが、前述の通り樹脂成形品の固定位置が機械的に高精度に位置決めされる機構を用意することで、基準マーカ8に類するものを配置せずに、あらかじめ定める高さ位置基準値を設定してもよい。また、高圧タンク用部材樹脂成形品の固定位置の高さ位置を高精度に測定する測定手段を用いて、高さ位置基準値を逐次測定してもよい。測定手段はレーザー三角測量方式変位計、レーザー干渉計、超音波距離計、渦電流方式変位センサー、触針式変位計などが用いられるが、非接触であることや測定対象の材質に影響されにくいこと、および応答速度などの面からレーザー三角測量方式変位計が好適に用いられる。
(式1)Hd0=f×w/(|Xa1-Xb1|)
また、バリ内の空隙7の高さ位置Hf0は、式2として算出される。
(式2)Hf0=f×w/(|Xa2-Xb2|)
それぞれの高さ位置HdおよびHfは、X線放射手段からの距離を示す値であるので、樹脂成形品2の表面位置に対してどの程度の高低差があるのかを高さ位置情報として有する必要があるため、本実施例では基準マーカ8の高さ位置を樹脂成形品2の表面位置Hm0として、式3として算出する。
(式3)Hm0=f×w/(|Xa3-Xb3|)
なお、樹脂成形品2の表面位置Hm0は前述の通り基準マーカ8の高さ位置を用いても良いが、前述の通り樹脂成形品の固定位置が機械的に高精度に位置決めされる機構を用意することで、基準マーカ8に類するものを配置せずに、あらかじめ定める高さ位置基準値を設定してもよい。また、高圧タンク用部材樹脂成形品の固定位置の高さ位置を高精度に測定する測定手段を用いて、高さ位置基準値を逐次測定してもよい。測定手段はレーザー三角測量方式変位計、レーザー干渉計、超音波距離計、渦電流方式変位センサー、触針式変位計などが用いられるが、非接触であることや測定対象の材質に影響されにくいこと、および応答速度などの面からレーザー三角測量方式変位計が好適に用いられる。
これにより、欠点である接合部の空隙欠点6の樹脂成形品表面からの高さ位置Hd1は式4で求められる。
(式4)Hd1=Hd0-Hm0
同じように、欠点ではないバリ内の空隙7の樹脂成形品表面からの高さ位置Hf1は式5で求められる。
(式5)Hf1=Hf0-Hm0
この高さ測定処理を逐次的に実行するため、本発明の実施形態においてはステレオマッチング法と呼ばれる手法による処理を実行する。本処理はブロックマッチング法とも称され、複数の異なる視点で撮像された画像を用いて、撮像された画像間での同一点の撮像位置のズレ(視差)から高さ位置情報を算出するに際して一般的に採用されている手法であるので詳細の説明は割愛するが、一方の画像において注目画素を中心とした予め定める縦横一定サイズの画像ブロックを最初に設定し、他方の画像において正規化相関法などの画像の類似度算出手法によって一方の画像と他方の画像との類似度が最も高まる位置を求め、その位置を紐付ける両画像の座標位置情報から、高さ情報を逐次的に算出する手法である。この手法によって算出された高さ情報に対して、基準マーカ8に対応する部位の高さをHm0として取得し、視差を算出した画像全域からHm0を差分すると、基準マーカ8よりも高い位置、すなわち樹脂成形品2における基準マーカ8が存在する表面よりもX線検出手段3側にある高さ部位は正の値を持つ高さ情報が出力され、基準マーカ8よりも低い位置、すなわち樹脂成形品2における基準マーカ8が存在する表面よりもX線放射手段1側にある高さ部位は負の値を持つ高さ情報が出力されるため、そこから検査すべき領域の方向である正の値を持つ高さ領域の情報だけを出力すると、ステレオマッチング画像12が出力される。本発明の実施例においては、ステレオマッチング画像12においては、基準マーカ8に対応する部分は高さゼロとなり、接合部の空隙欠点6やバリ内の空隙7、およびX線検出画像1aにおける輝度の急変部分に対応する誤検出領域9を包括するブロック領域の一部で高さが出力される結果となっている。なお、ステレオマッチング法による高さ測定を行うにあたっては、欠点候補となる領域がより検出されやすいように、X線検出画像10aならびにX線検出画像10bに対して前処理を行っても良い。例えば、あらかじめ定める明方向もしくは暗方向の閾値を満たす領域を検出面積の大きさで絞りこんでもよいし、検出形状の特徴量で絞り込んでもよい。例えば、欠点となる空隙及び不純物は接合面に沿って一様な方向を向いた細長い形状となることが一般的であるので、検出形状の向き(角度)とその細さ(縦横比)などを特徴量として絞り込んでもよい。また、欠点部位の上下には接合の際に発生するバリの影響で肉厚となり欠点の周囲は暗く検出されるため、輝度閾値での検出に先んじて、空間フィルタなどを用いてもよい。例えば、バリによる暗部の影響を押さえるには、X線検出画像における低周波数成分をカットするハイパスフィルタが有効である。
(式4)Hd1=Hd0-Hm0
同じように、欠点ではないバリ内の空隙7の樹脂成形品表面からの高さ位置Hf1は式5で求められる。
(式5)Hf1=Hf0-Hm0
この高さ測定処理を逐次的に実行するため、本発明の実施形態においてはステレオマッチング法と呼ばれる手法による処理を実行する。本処理はブロックマッチング法とも称され、複数の異なる視点で撮像された画像を用いて、撮像された画像間での同一点の撮像位置のズレ(視差)から高さ位置情報を算出するに際して一般的に採用されている手法であるので詳細の説明は割愛するが、一方の画像において注目画素を中心とした予め定める縦横一定サイズの画像ブロックを最初に設定し、他方の画像において正規化相関法などの画像の類似度算出手法によって一方の画像と他方の画像との類似度が最も高まる位置を求め、その位置を紐付ける両画像の座標位置情報から、高さ情報を逐次的に算出する手法である。この手法によって算出された高さ情報に対して、基準マーカ8に対応する部位の高さをHm0として取得し、視差を算出した画像全域からHm0を差分すると、基準マーカ8よりも高い位置、すなわち樹脂成形品2における基準マーカ8が存在する表面よりもX線検出手段3側にある高さ部位は正の値を持つ高さ情報が出力され、基準マーカ8よりも低い位置、すなわち樹脂成形品2における基準マーカ8が存在する表面よりもX線放射手段1側にある高さ部位は負の値を持つ高さ情報が出力されるため、そこから検査すべき領域の方向である正の値を持つ高さ領域の情報だけを出力すると、ステレオマッチング画像12が出力される。本発明の実施例においては、ステレオマッチング画像12においては、基準マーカ8に対応する部分は高さゼロとなり、接合部の空隙欠点6やバリ内の空隙7、およびX線検出画像1aにおける輝度の急変部分に対応する誤検出領域9を包括するブロック領域の一部で高さが出力される結果となっている。なお、ステレオマッチング法による高さ測定を行うにあたっては、欠点候補となる領域がより検出されやすいように、X線検出画像10aならびにX線検出画像10bに対して前処理を行っても良い。例えば、あらかじめ定める明方向もしくは暗方向の閾値を満たす領域を検出面積の大きさで絞りこんでもよいし、検出形状の特徴量で絞り込んでもよい。例えば、欠点となる空隙及び不純物は接合面に沿って一様な方向を向いた細長い形状となることが一般的であるので、検出形状の向き(角度)とその細さ(縦横比)などを特徴量として絞り込んでもよい。また、欠点部位の上下には接合の際に発生するバリの影響で肉厚となり欠点の周囲は暗く検出されるため、輝度閾値での検出に先んじて、空間フィルタなどを用いてもよい。例えば、バリによる暗部の影響を押さえるには、X線検出画像における低周波数成分をカットするハイパスフィルタが有効である。
S103は画像演算手段である。欠点候補検出手段(S101)により生成された欠点候補画像11と、高さ測定手段(S102)で生成されたステレオマッチング画像12の論理積を算出することで、欠点候補の高さ位置算出画像13を得る。
S104は選別手段である。図1、11~14における符号5は、画像処理手段4の一部である選別手段(S104)を表す。選別手段(S104)は、画像演算手段(S103)で演算された欠点候補の高さ位置算出画像13に対して、欠点候補の高さ測定値の情報から欠点候補が欠点であるか否かを選別する。具体的には、あらかじめ定める高さ閾値として、高さ上限値と下限値を設定し、この閾値の範囲内となる高さ測定値を有する欠点候補を、接合部に発生した欠点と判断し、この閾値の範囲内となる高さ測定値を有する欠点候補を、接合部の上下に存在するバリ内に存在する空隙や不純物、もしくは誤検出であると判断する。閾値としては、樹脂成形品の接合部の肉厚設計値を元にした上限値と下限値とが好適に用いられる。
なお、前記選別手段(S104)は、X線放射手段1から樹脂成形品2までの距離を設定する距離設定手段と、前記距離と樹脂成形品の厚みとから検査範囲を設定する検査範囲設定手段と、検査範囲に欠点候補が含まれる場合に欠点と判断する欠点判断手段により構成しても良い。
距離設定手段は、X線放射手段1から樹脂成形品2の表面までの距離Hm0を設定する。距離の設定は、樹脂成形品2の表面の固定位置がHm0に機械的に高精度に位置決めされる機構により設定しても良いし、X線放射手段1と樹脂成形品の間の距離を測定した結果をHm0として設定しても良いし、前述する基準マーカ8のステレオマッチング法により算出される高さ値をHm0として設定しても良いし、レーザー三角測量方式変位計、レーザー干渉計、超音波距離計、渦電流方式変位センサー、触針式変位計などの測定器を用いて測定した値をHm0として設定してもよい。非接触であることや測定対象の材質に影響されにくいこと、および応答速度、などの面からレーザー三角測量方式変位計による測定が好適に用いられる。また、より具体的には、距離設定手段はX線放射手段1から樹脂成形品2までの距離目標値を入力する距離入力手段と、X線放射手段1から樹脂成形品2までの距離を測定する距離測定手段と、距離入力手段の入力値と距離測定手段での測定値の差に応じて、距離が入力値と同じとなるように補正する距離補正手段とで構成してもよい。
この場合、距離入力手段は、例えば撮影倍率が一定となるようにX線放射手段1から樹脂成形品2までの距離の目標値をHm0として入力する。距離測定手段はX線放射手段1と樹脂成形品2間の距離を測定するもので、前述するステレオマッチング法により算出される基準マーカ8の高さ値を測定値として用いても良いし、レーザー三角測量方式変位計、レーザー干渉計、超音波距離計、渦電流方式変位センサー、触針式変位計などの測定器を用いて測定した値を測定値として用いてもよい。非接触であることや測定対象の材質に影響されにくいこと、および応答速度、などの面からレーザー三角測量方式変位計による測定が好適に用いられる。
距離補正手段は、距離入力手段の入力値と距離測定手段での測定値の差に応じて、距離が入力値と同じとなるように補正するが、X線放射手段1とX線検出手段3との間を最短距離で結ぶ光軸に対して平行な移動方向を有する1軸移動機構によって樹脂成形品2を移動させることで実現しても良い。
検査範囲設定手段は、接合部の肉厚設計値から検査範囲の上限値と下限値を求めて設定する。具体的には、下限値を欠点が発生しても許容できる樹脂成形品2の表面方向からの深さ許容値を基に設定し、上限値を樹脂成形品2の肉厚設計値と欠点が発生しても許容できる深さ値とから設定する。なお、欠点の見逃し防止のために、検査範囲を肉厚設計値に対して広く取るよう上限値及び下限値を調整しても良い。上限値に対しては閾値を狭くすることが、下限値に対しては閾値を広くすることが、好適に行われる。
欠点判断手段は、前述の式4または式5で求められる欠点候補の高さ位置が前述の検査範囲設定手段で定める上限及び下限値の範囲内に含まれているか否かを判断する。欠点はその高さが一定ではなく、形状によってある高さ範囲を有するため、欠点の一部が前述の検査範囲上限及び下限値の範囲内に含まれていれば欠点であると判断するが、欠点の面積が小さい場合や、欠点の高さの勾配が急峻な場合は、欠点の高さ情報に上限値及び下限値の範囲の値を含まない場合があるため、この場合も欠点として判定できるよう、欠点の高さの最大値が上限値より下で、かつ最小値が欠点下限値よりも低い場合も、欠点として判断しても良い。
本発明の実施形態においては、誤検出領域9およびバリ内の空隙6はあらかじめ定める高さ上限値を下回るため、欠点と判定されず、接合部の空隙欠点5のみが高さ上限値と下限値の範囲内となったため、欠点として選別され、欠陥の選別結果画像14として出力された。
以上、本発明の一実施形態について、複数のX線放射経路を得るためにX線放射手段1を複数個備えた構成を例にして図面を参照して説明した。本発明は、たとえば次のような変形実施形態を採用することができる。
(1)複数のX線放射経路を得るため、X線放射手段1を、X線検出手段3におけるX線の検出のたびに移動させる構成。模式図を図11に示す。図11は、本発明の一実施形態において、X線放射手段を移動させる手段を設けた構成を説明するための模式図である。X線放射手段を移動させる手段は、移動方向がX線検出手段3に対して平行な方向で、かつ接合面に直行する向きとなる構成であることが好ましい。
(2)複数のX線放射経路を得るため、樹脂成形品2を、X線検出手段3における検出のたびに移動させる構成。模式図を図12に示す。図12は、本発明の一実施形態において、樹脂成形品2を移動させる手段を設けた構成を説明するための模式図である。樹脂成形品2を移動させる手段は、移動方向がX線検出手段3に対して平行な方向で、かつ到着面に直行する向きにとなる構成であることが好ましい。
(1)複数のX線放射経路を得るため、X線放射手段1を、X線検出手段3におけるX線の検出のたびに移動させる構成。模式図を図11に示す。図11は、本発明の一実施形態において、X線放射手段を移動させる手段を設けた構成を説明するための模式図である。X線放射手段を移動させる手段は、移動方向がX線検出手段3に対して平行な方向で、かつ接合面に直行する向きとなる構成であることが好ましい。
(2)複数のX線放射経路を得るため、樹脂成形品2を、X線検出手段3における検出のたびに移動させる構成。模式図を図12に示す。図12は、本発明の一実施形態において、樹脂成形品2を移動させる手段を設けた構成を説明するための模式図である。樹脂成形品2を移動させる手段は、移動方向がX線検出手段3に対して平行な方向で、かつ到着面に直行する向きにとなる構成であることが好ましい。
また、本発明の全ての実施形態は、例えば以下のいずれかのさらなる変形実施形態を組み合わせることもできる。
(1)X線放射手段を、樹脂成形品の内部に挿入した構成。模式図を図13に示す。X線放射手段が検査対象の樹脂成形品の開口部に対して小さい場合、本構成を実現することができる。本構成では、放射されたX線は樹脂成形品の1層のみしか通過しないため、X線放射手段1を樹脂成形品2の外側に設置する場合に比べてノイズが少なく、高精度な検査を実現できる。
(2)X線検出手段を、樹脂成形品の内部に挿入した構成。模式図を図14に示す。X線検出手段が検査対象の樹脂成形品の開口部に対して小さい場合、本構成を実現することができる。本構成においても、放射されたX線は樹脂成形品の1層のみしか通過しないため、X線検出手段3を樹脂成形品2の外側に設置する場合に比べてノイズが少なく、高精度な検査を実現できる。
(1)X線放射手段を、樹脂成形品の内部に挿入した構成。模式図を図13に示す。X線放射手段が検査対象の樹脂成形品の開口部に対して小さい場合、本構成を実現することができる。本構成では、放射されたX線は樹脂成形品の1層のみしか通過しないため、X線放射手段1を樹脂成形品2の外側に設置する場合に比べてノイズが少なく、高精度な検査を実現できる。
(2)X線検出手段を、樹脂成形品の内部に挿入した構成。模式図を図14に示す。X線検出手段が検査対象の樹脂成形品の開口部に対して小さい場合、本構成を実現することができる。本構成においても、放射されたX線は樹脂成形品の1層のみしか通過しないため、X線検出手段3を樹脂成形品2の外側に設置する場合に比べてノイズが少なく、高精度な検査を実現できる。
<樹脂成形品の製造装置>
本発明の一実施形態の樹脂成形品の製造装置について説明する。本実施形態の樹脂成形品の製造装置は、上記した樹脂成形品の検査装置による検査手段と、検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別する選別手段と、を含む。以下、詳細に説明する。なお、本実施形態の樹脂成形品の製造装置は、これら検査手段および選別手段を含んでいればよく、他の手段は特に限定されない。そのため、以下に示される他の手段は例示であり、適宜設計変更され得る。
本発明の一実施形態の樹脂成形品の製造装置について説明する。本実施形態の樹脂成形品の製造装置は、上記した樹脂成形品の検査装置による検査手段と、検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別する選別手段と、を含む。以下、詳細に説明する。なお、本実施形態の樹脂成形品の製造装置は、これら検査手段および選別手段を含んでいればよく、他の手段は特に限定されない。そのため、以下に示される他の手段は例示であり、適宜設計変更され得る。
(樹脂成形品の作製手段)
本手段は、樹脂成形品の作製手段である。たとえば、樹脂成形品が上記したライナー部材の場合、樹脂成形品の検査装置の実施形態において上記したとおり、ブロー成形、射出成形等によって作製され得る。
本手段は、樹脂成形品の作製手段である。たとえば、樹脂成形品が上記したライナー部材の場合、樹脂成形品の検査装置の実施形態において上記したとおり、ブロー成形、射出成形等によって作製され得る。
(検査手段)
本手段は、複数の経路でX線を放射するX線放射手段と、樹脂成形品を透過したX線を検出する少なくとも1つ以上のX線検出手段と、画像処理手段とを備えたものである。検査手段において不純物や空隙等が検出された樹脂成形品は、不良品と判定され、後続の選別手段にて選別されて除去される。
本手段は、複数の経路でX線を放射するX線放射手段と、樹脂成形品を透過したX線を検出する少なくとも1つ以上のX線検出手段と、画像処理手段とを備えたものである。検査手段において不純物や空隙等が検出された樹脂成形品は、不良品と判定され、後続の選別手段にて選別されて除去される。
(選別手段)
本手段は、検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別するものである。本手段は、選別者によって人為的に実施されてもよく、良品あるいは不良品との情報を保持するコンピュータプログラムと連動する搬送手段によって機械的に行われてもよい。選別手段において選別されなかった良品の樹脂成形品は、高圧タンクの材料として採用され得る。
本手段は、検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別するものである。本手段は、選別者によって人為的に実施されてもよく、良品あるいは不良品との情報を保持するコンピュータプログラムと連動する搬送手段によって機械的に行われてもよい。選別手段において選別されなかった良品の樹脂成形品は、高圧タンクの材料として採用され得る。
以上、本実施形態の樹脂成形品の製造方法によれば、検査手段において、樹脂成形品に存在する不純物や空隙が適切に検出され得る。また、不純物等が検出された樹脂成形品は、選別工程において選別され、排除され得る。そのため樹脂成形品は、良品のみが選別され得る。選別された樹脂成形品は、後続する工程を経て、高圧タンクが製造され得る。その結果、本実施形態の樹脂成形品の製造方法によれば、不良品である樹脂成形品に対しては後続する工程が省略され得る。また、製造される高圧タンクの歩留りが向上する。
<高圧タンクの製造装置>
本発明の一実施形態の高圧タンクの製造装置について説明する。本発明の高圧タンクの製造装置は、上記した樹脂成形品の検査装置による検査手段と、検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別する選別手段と、良品と判定された樹脂成形品に対し、補強用の外層を形成する外層形成手段とを含む。以下、詳細に説明する。なお、本発明の高圧タンクの製造装置は、これら検査手段、選別手段および外層形成手段を含んでいればよく、他の手段は特に限定されない。そのため、以下に示される他の手段は例示であり、適宜設計変更され得る。
本発明の一実施形態の高圧タンクの製造装置について説明する。本発明の高圧タンクの製造装置は、上記した樹脂成形品の検査装置による検査手段と、検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別する選別手段と、良品と判定された樹脂成形品に対し、補強用の外層を形成する外層形成手段とを含む。以下、詳細に説明する。なお、本発明の高圧タンクの製造装置は、これら検査手段、選別手段および外層形成手段を含んでいればよく、他の手段は特に限定されない。そのため、以下に示される他の手段は例示であり、適宜設計変更され得る。
(樹脂成形品の作製手段)
本手段は、樹脂成形品の作製手段である。たとえば、樹脂成形品が上記したライナー部材の場合、樹脂成形品の検査装置の実施形態において上記したとおり、ブロー成形、射出成形等によって作製され得る。
本手段は、樹脂成形品の作製手段である。たとえば、樹脂成形品が上記したライナー部材の場合、樹脂成形品の検査装置の実施形態において上記したとおり、ブロー成形、射出成形等によって作製され得る。
(検査手段)
本手段は、複数の経路でX線を放射するX線放射手段と、樹脂成形品を透過したX線を検出する少なくとも1つ以上のX線検出手段と、画像処理手段とを備えたものであり、樹脂成形品の製造装置の実施形態において上記した検査手段と同様である。
本手段は、複数の経路でX線を放射するX線放射手段と、樹脂成形品を透過したX線を検出する少なくとも1つ以上のX線検出手段と、画像処理手段とを備えたものであり、樹脂成形品の製造装置の実施形態において上記した検査手段と同様である。
(選別手段)
本手段は、検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別するものであり、樹脂成形品の製造装置の実施形態において上記した選別手段と同様である。
本手段は、検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別するものであり、樹脂成形品の製造装置の実施形態において上記した選別手段と同様である。
(外層形成手段)
本手段は、良品と判定された樹脂成形品に対し、補強用外層(補強層)を形成するものである。補強層は、検査装置の実施形態において上記したとおり、好適には繊維強化樹脂層であり、1または複数の補強層が樹脂成形品の外表面に設けられる。補強層が設けられた樹脂成形品は、さらに、燃料電池に高圧ガスを供給するための供給系統(弁部材、各種配管系統等)が適宜取り付けられ、高圧タンクとして使用される。
本手段は、良品と判定された樹脂成形品に対し、補強用外層(補強層)を形成するものである。補強層は、検査装置の実施形態において上記したとおり、好適には繊維強化樹脂層であり、1または複数の補強層が樹脂成形品の外表面に設けられる。補強層が設けられた樹脂成形品は、さらに、燃料電池に高圧ガスを供給するための供給系統(弁部材、各種配管系統等)が適宜取り付けられ、高圧タンクとして使用される。
以上、本発明の高圧タンクの製造装置によれば、検査装置において、樹脂成形品に存在する不純物や空隙が適切に検出され得る。また、不純物等が検出された樹脂成形品は、選別手段において選別され、排除され得る。さらに、良品と判定された樹脂成形品に対してのみ、補強層が形成される。そのため、本発明の高圧タンクの製造装置によれば、不良品である樹脂成形品に対して補強層が形成されることがないため、たとえば繊維強化樹脂が無駄に使用されることがない。また、製造される高圧タンクの歩留りが向上する。
<樹脂成形品>
本発明の樹脂成形品について説明する。本発明の樹脂成形品は、上記した樹脂成形品の製造装置を用いて製造される。以下、詳細に説明する。なお、本発明の樹脂成形品は、これら製造装置を用いていればよく、他の手段は特に限定されない。そのため、以下に示される他の手段は例示であり、適宜設計変更され得る。
本発明の樹脂成形品について説明する。本発明の樹脂成形品は、上記した樹脂成形品の製造装置を用いて製造される。以下、詳細に説明する。なお、本発明の樹脂成形品は、これら製造装置を用いていればよく、他の手段は特に限定されない。そのため、以下に示される他の手段は例示であり、適宜設計変更され得る。
(樹脂成形品の製造装置)
本装置は、樹脂成形品の製造装置である。上記した樹脂成形品の製造装置と同様である。
本装置は、樹脂成形品の製造装置である。上記した樹脂成形品の製造装置と同様である。
以上、本発明の樹脂成形品によれば、製造装置において、樹脂成形品に存在する不純物や空隙が適切に検出され得る。また、不純物等が検出された樹脂成形品は、選別手段において選別され、排除され得る。そのため、本発明の樹脂成形品によれば、不良品である樹脂成形品に対して補強層が形成されることがないため、たとえば繊維強化樹脂が無駄に使用されることがない。また、製造される高圧タンクの歩留りが向上する。
以上、本発明の樹脂成形品によれば、樹脂成形品は、良品のみが選別され得る。選別された樹脂成形品は、後続する工程を経て、高圧タンクが製造され得る。その結果、本発明の樹脂成形品によれば、不良品である樹脂成形品に対しては後続する工程が省略され得る。
<高圧タンク>
本発明の一実施形態の高圧タンクについて説明する。本発明の高圧タンクは、上記した高圧タンクの製造装置を用いて製造される。以下、詳細に説明する。なお、本発明の高圧タンクは、これら製造装置を用いていればよく、他の手段は特に限定されない。そのため、以下に示される他の手段は例示であり、適宜設計変更され得る。
本発明の一実施形態の高圧タンクについて説明する。本発明の高圧タンクは、上記した高圧タンクの製造装置を用いて製造される。以下、詳細に説明する。なお、本発明の高圧タンクは、これら製造装置を用いていればよく、他の手段は特に限定されない。そのため、以下に示される他の手段は例示であり、適宜設計変更され得る。
(高圧タンクの製造装置)
本装置は、高圧タンクの製造装置である。上記した高圧タンクの製造装置と同様である。
本装置は、高圧タンクの製造装置である。上記した高圧タンクの製造装置と同様である。
以上、本発明の高圧タンクによれば、良品と判定された樹脂成形品に対してのみ、補強層が形成される。そのため、本発明の高圧タンクによれば、不良品である樹脂成形品に対して補強層が形成されることがないため、たとえば繊維強化樹脂が無駄に使用されることがない。
<燃料電池車>
本発明の一実施形態の燃料電池車について説明する。本発明の燃料電池車は、上記した高圧タンクを用いる。以下、詳細に説明する。なお、本発明の燃料電池車は、これら高圧タンクを用いていればよく、他の手段は特に限定されない。そのため、以下に示される他の手段は例示であり、適宜設計変更され得る。
本発明の一実施形態の燃料電池車について説明する。本発明の燃料電池車は、上記した高圧タンクを用いる。以下、詳細に説明する。なお、本発明の燃料電池車は、これら高圧タンクを用いていればよく、他の手段は特に限定されない。そのため、以下に示される他の手段は例示であり、適宜設計変更され得る。
(高圧タンク)
本タンクは、高圧タンクである。上記した高圧タンクと同様である。
本タンクは、高圧タンクである。上記した高圧タンクと同様である。
以上、本発明の燃料電池車によれば、良品と判定された樹脂成形品に対してのみ、補強層が形成された高圧タンクが用いられる。そのため、本発明の燃料電池車によれば、不良品である高圧タンクが用いられることがないため、たとえば燃料電池車の他の構成部材が無駄に使用されることがない。
1 X線放射手段
1a X線放射手段
1b X線放射手段
2 樹脂成形品
3 X線検出手段
4 画像処理手段
5 選別手段
6 接合部の空隙欠点
7 バリ内の空隙
8 基準マーカ
9 誤検出領域
10a X線放射手段1aによるX線検出画像a
10b X線放射手段1bによるX線検出画像b
11 欠点候補画像
12 ステレオマッチング画像
13 高さ位置算出画像
14 欠陥の選別結果画像
1a X線放射手段
1b X線放射手段
2 樹脂成形品
3 X線検出手段
4 画像処理手段
5 選別手段
6 接合部の空隙欠点
7 バリ内の空隙
8 基準マーカ
9 誤検出領域
10a X線放射手段1aによるX線検出画像a
10b X線放射手段1bによるX線検出画像b
11 欠点候補画像
12 ステレオマッチング画像
13 高さ位置算出画像
14 欠陥の選別結果画像
Claims (20)
- 複数の経路でX線を放射するX線放射手段と、樹脂成形品を透過したX線を検出する1つ以上のX線検出手段と、画像処理手段とを備え、
前記画像処理手段は、前記X線検出手段が取得した2つ以上の画像に対して欠点候補を検出する欠点候補検出手段と、ステレオマッチング法による高さ測定手段と、前記高さ測定手段により得られた高さ位置情報を記録した画像と前記欠点候補検出手段により得られた欠点候補画像とを論理積する画像演算手段と、前記高さ位置から欠点候補の良否を判断する選別手段とで構成される、樹脂成形品の検査装置。 - 前記選別手段は、前記X線放射手段から前記樹脂成形品までの距離を設定する距離設定手段と、前記距離と前記樹脂成形品の厚みとから検査範囲を設定する検査範囲設定手段と、前記検査範囲に欠点候補が含まれる場合に欠点と判断する欠点判断手段とで構成される、請求項1に記載の樹脂成形品の検査装置。
- 前記距離設定手段は、前記X線放射手段から前記樹脂成形品までの距離目標値を入力する距離入力手段と、前記X線放射手段から前記樹脂成形品までの距離を測定する距離測定手段と、前記距離入力手段の入力値と前記距離測定手段での測定値の差に応じて、前記距離が前記入力値と同じとなるように補正する距離補正手段とで構成される、請求項2に記載の樹脂成形品の検査装置。
- 前記X線放射手段が、1つ以上のX線放射手段と、前記樹脂成形品に対して2か所以上の異なる位置からX線を放射するよう前記1つ以上のX線放射手段を移動させるX線放射位置移動手段と、を備える、請求項1~3のいずれかに記載の樹脂成形品の検査装置。
- 前記X線放射手段が、1つ以上のX線放射手段と、前記樹脂成形品を2か所以上の位置に移動させる樹脂成形品位置移動手段と、を備える、請求項1~3のいずれかに記載の樹脂成形品の検査装置。
- 前記樹脂成形品が高圧タンク用部材である、請求項1~5のいずれかに記載の樹脂成形品の検査装置。
- 請求項1~6のいずれかに記載の樹脂成形品の検査装置を用いる樹脂成形品の製造装置であって、樹脂成形品の検査装置による検査手段と、前記検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別する選別手段と、で構成される樹脂成形品の製造装置。
- 請求項1~6のいずれかに記載の樹脂成形品の検査装置を用いる高圧タンクの製造装置であって、樹脂成形品の検査装置による検査手段と、前記検査手段において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品を区別する選別手段と、良品と判定された樹脂成形品に対し、補強用の外層を形成する外層形成手段と、を含む、高圧タンクの製造装置。
- 請求項7に記載の樹脂成形品の製造装置を用いて製造される、樹脂成形品。
- 請求項8に記載の高圧タンクの製造装置を用いて製造される、高圧タンク。
- 請求項10に記載の高圧タンクを用いた、燃料電池車。
- 複数の経路でX線を放射し、樹脂成形品を透過したX線を1つ以上の位置で検出し、検出したX線画像に対して欠点候補を検出し、ステレオマッチング法により高さを測定し、得られた高さ情報画像と前記欠点候補として得られた画像とを論理積し、前記高さ位置から欠点候補の良否を選別する、樹脂成形品の検査方法。
- 前記選別する方法が、前記X線放射位置から前樹脂成形品までの距離を設定し、前記距離と樹脂成形品の厚みとから検査範囲を設定し、前記検査範囲に欠点候補が含まれる場合に欠点と判断する、請求項12に記載の樹脂成形品の検査方法。
- 前記距離の設定方法が、前記X線放射位置から前記樹脂成形品までの距離目標値を入力し、前記X線放射位置から前記樹脂成形品までの距離を測定し、前記距離入力値と前記距離測定値との差に応じて、前記距離が前記入力値と同じになるように前記距離を補正する、請求項13に記載の樹脂成形品の検査方法。
- 前記複数の経路でX線を放射する方法が、前記樹脂成形品に対して2か所以上の異なる位置からX線を放射するよう、X線の放射位置を移動させる、請求項12~14のいずれかに記載の樹脂成形品の検査方法。
- 前記複数の経路でX線を放射する方法が、1つ以上の位置からX線を放射し、前記樹脂成形品を2か所以上の位置に移動させる、請求項12~14のいずれかに記載の樹脂成形品の検査方法。
- 前記樹脂成形品が高圧タンク用部材である、請求項12~16のいずれかに記載の樹脂成形品の検査方法。
- 請求項12~17のいずれかに記載の樹脂成形品の検査方法を用いる樹脂成形品の製造方法であって、樹脂成形品の検査方法による検査工程と、前記検査工程において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別する選別工程と、を含む、樹脂成形品の製造方法。
- 請求項12~17のいずれかに記載の樹脂成形品の検査方法を用いる高圧タンクの製造方法であって、樹脂成形品の検査方法による検査工程と、前記検査工程において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品とを区別する選別工程と、良品と判定された樹脂成形品に対し、補強用の外層を形成する外層形成工程と、を含む、高圧タンクの製造方法。
- 請求項12~17のいずれかに記載の樹脂成形品の検査方法を用いる燃料電池車の製造方法であって、樹脂成形品の検査方法による検査工程と、前記検査工程において不良品と判定された樹脂成形品と、良品と判定された樹脂成形品を区別する選別工程と、良品と判定された樹脂成形品に対し、補強用の外層を形成し高圧タンクを得る外層形成工程と、得られた高圧タンクを車台に設置する設置工程を含む、燃料電池車の製造方法。
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