JP4218037B2 - Detection device for defective part of specimen - Google Patents
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Description
本発明は、種々の原材料、半製品、製品の表面又は内部のクラックあるいは表面異物付着を含む欠陥部等を非接触かつ高い検出精度で、さらに、高効率に検出可能な被検体欠陥部等の検出装置に関する。 The present invention relates to various raw materials, semi-finished products, defect portions including cracks on the surface or inside of the product or adhesion of foreign substances on the surface with non-contact and high detection accuracy, and further, such as subject defect portions that can be detected with high efficiency. The present invention relates to a detection device.
従来、金属やセラミック製品、その他の製品についての表面あるいは内部クラックの有無等の検査が製品製造中の種々の工程で必要とされる。これらの物品の欠陥部検出の方法として、従来、可視光を用いた外観検査、X線透過試験、超音波探傷試験等の方法が知られている。X線透過試験では、被検体へX線を照射し、X線の透過割合を解析することで欠陥検出を行なうようになっている。また、超音波探傷試験では、被検体へ探触子を接触させるか、又は液体へ浸漬させて超音波を発信し、反射波を解析して欠陥部の検出を行なうものである。これに関し、例えば、セラミックあるいはガラス製品等についての欠陥部検出方法が特許文献1及び特許文献2に開示されている。
Conventionally, inspection of the presence or absence of surface or internal cracks of metal, ceramic products, and other products is required in various processes during product manufacture. As methods for detecting a defective portion of these articles, methods such as an appearance inspection using visible light, an X-ray transmission test, and an ultrasonic flaw detection test have been conventionally known. In the X-ray transmission test, defect detection is performed by irradiating a subject with X-rays and analyzing the X-ray transmission rate. In the ultrasonic flaw detection test, a probe is brought into contact with a subject or immersed in a liquid to transmit an ultrasonic wave, and a reflected wave is analyzed to detect a defective portion. In this regard, for example, Patent Document 1 and
特許文献1の検出方法は、シリコン系セラミック焼結体へ赤外線照射または加熱後に放冷し、その放冷中の赤外線量分布を測定し、欠陥部を検出するものであり、加熱後の放冷状態における被検体表面の赤外線検出では、熱分布が緩和されているので、欠陥部が明確になりにくいとともに、加熱後、放冷中の物品の検査となるから検査全体の作業時間がかかり、工業製品等の大量検査処理が必要な工程では実用しにくい問題があった。また、特許文献2においては、ガラス壜の欠陥検出方法が開示されており、成型直後の高温状態にあるガラス壜の外観を赤外線カメラにより撮影し、得られる画像の温度分布を画像処理して等温線を演算し、この等温線が欠陥部等温線と交差することを利用して、良否判定を行なうようにしたものである。しかしながら、この特許文献2の検出方法においても、結局、特許文献1のものと同様に、加熱後、放冷中の被検体全体の徐々の温度降下状態での温度分布からの検出であるから、欠陥部分が顕在化しにくく検出精度の点で不十分な点があった。また、この特許文献2の方法では成型直後に連続搬送される壜についての適用例であり、高温溶融成型品等のみについてしか採用できない不利な点があった。また、等温線が必ずしも欠陥部等と交差するとは限らず、判定結果についてのばらつきがあって、検出精度の信頼性に不安定なものがあった。
The detection method of Patent Document 1 is to cool a silicon-based ceramic sintered body after infrared irradiation or heating, measure the infrared amount distribution during the cooling, and detect a defective part. In the infrared detection of the surface of the subject in the state, since the heat distribution is relaxed, the defective part is hard to be clarified, and after heating, it is inspecting the article being allowed to cool, so it takes time for the whole inspection, and the industrial There is a problem that it is difficult to put into practical use in a process that requires mass inspection processing of products. Further,
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その1つの目的は、被検体の欠陥部等を精度よく確実に検出し、しかも工業的な連続処理にも適用しうる被検体欠陥部等の検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and one object of the present invention is to detect a defective portion of the object accurately and reliably and to be applied to industrial continuous processing. An object of the present invention is to provide a detection device for defective portions and the like.
上記の目的を達成するために、本発明は、搬送装置に搬送され移動する加熱受台であり、温度調節可能なヒータ128(130,136)を搭載して上面となる平面126が加熱されその平面上に被検体平板Rを受着する加熱受台124と、加熱受台上に着脱自在に位置決め載置され加熱受台に面接触により加熱される被検体平板と、加熱受台124上に載置される被検体平板Rの位置を決める位置決め手段127と、加熱受台上に着脱自在に位置決め載置され加熱受台に面接触により加熱される被検体平板Rと、移動中の加熱受台124上の被検体平板Rに上方から冷却ガスを吹き付けて非接触で冷却する冷却装置14と、被検体平板Rの同時加熱及び冷却中に被検体から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段16と、を含む被検体欠陥部等の検出装置10から構成される。被検体に対し、同時に加熱、冷却作用を行なうことにより被検体からの赤外線放射量を増加させ、多数物品の連続処理において、欠陥部の有無の検出精度を向上させる。加熱及び冷却温度は任意に設定できるから、任意の温度差を形成でき、被検体ごとについて予めならい試験を行なって基準温度を設定して連続検出処理を行なうようにすることができる。また、赤外線放射量検出を介して画像処理により欠陥部等を特定する際に温度差を際立たせることにより、より検出が確実となり検出精度さらには、欠陥部等の部位検出精度を大幅に向上させる。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a heating cradle that is transported and moved by a transport device, and is mounted with a temperature-adjustable heater 128 (130, 136), and the
その際、被検体平板Rは、鉄系焼結体製品からなり、加熱受台124による加熱は、その上面に載置した被検体としての鉄系焼結体製品の表面温度が60℃〜120℃の温度範囲に設定されるように行なわれるとよい。欠陥部等と正常部分とで放射赤外線量に大きな差異が出るものであって、その範囲で可能な限りの低い温度範囲が設定される。At that time, the specimen flat plate R is made of an iron-based sintered body product, and the heating by the
赤外線検出手段(16)は、被検体に対して相対的に移動しながら被検体から放射される赤外線を検出するものであるとよく、連続処理、処理効率の向上に資する。 The infrared detection means (16) may detect infrared rays emitted from the subject while moving relative to the subject, and contributes to continuous processing and improvement in processing efficiency.
また、移動中の被検体の進行方向前部側から順次後部側にかけて相反する熱作用を生じさせる流体(Ir)を被検体Rに加えるようにするとよい。被検体を例えば搬送移動させながら加熱しつつ冷却流体を被検体の上面側に吹き付ける構成では、単に流体を所要の噴射量で噴射させ、被検体を所定の方向に移動させるだけで、被検体の進行方向前部側から順次後部側にかけて相反する熱作用を生じさせる構成を実現しうる。 In addition, it is preferable that a fluid (Ir) that causes opposite thermal effects to be applied to the subject R sequentially from the front side in the traveling direction of the moving subject to the rear side. For example, in a configuration in which a cooling fluid is sprayed on the upper surface side of a subject while heating the subject while being transported and moved, the fluid is simply ejected at a required injection amount and the subject is moved in a predetermined direction. It is possible to realize a configuration in which conflicting thermal effects are generated from the front side in the traveling direction to the rear side sequentially.
また、冷却作用を生じさせる流体は搬送移動される被検体Rの進行方向に対して交差する線状又は帯状に供給されるようにするとよい。 In addition, the fluid that causes the cooling action may be supplied in a linear shape or a belt shape that intersects the traveling direction of the subject R to be transported and moved.
さらに、冷却流体は、一定の流量で被検体Rの表面に当てられるようにするとよい。流体の冷却の温度管理を精度よく行なえ、同時加熱、冷却による温度差の設定を自在に行なえる。 Furthermore, the cooling fluid may be applied to the surface of the subject R at a constant flow rate. The temperature control for cooling the fluid can be performed accurately, and the temperature difference can be set freely by simultaneous heating and cooling.
また、冷却手段は、連続又は不連続に開口する所定方向に向けた噴射ノズル144を有する冷却ガス供給装置14Aからなるとよい。
The cooling means may be composed of a cooling
また、赤外線検出手段(16)は、加熱搬送装置12Aにより加熱かつ搬送されている被検体Rを冷却装置14による冷却中に被検体上面の熱分布状態を検出するとよい。
The infrared detection means (16) may detect the heat distribution state on the upper surface of the subject while the subject R being heated and transported by the heating /
また、被検体Rは、表裏面を有する板状の物体からなり、その表裏面にそれぞれ相反する熱作用が加えられるとよい。例えば加熱用の台上に載置させて一方側の熱作用を生じさせる場合には、台に当接する面側が例えば裏面となり、外側に向く側が表面とされる。 In addition, the subject R is composed of a plate-like object having front and back surfaces, and it is preferable that opposite thermal actions are applied to the front and back surfaces. For example, when it is placed on a heating table to cause a thermal action on one side, the surface side in contact with the table is, for example, the back surface, and the side facing outward is the surface.
また、同時に加えられる冷却及び加熱作用について、そのうちの冷却又は加熱のいずれかは被検体Rの少なくとも略全面を冷却又は加熱するように加えられるとよい。 As for the cooling and heating actions applied simultaneously, either of the cooling or heating may be applied so as to cool or heat at least approximately the entire surface of the subject R.
また、同時に加えられる冷却及び加熱作用について、それらのいずれか又は両方について、被検体Rに作用させる温度の調節が可能であるようにするとよい。 In addition, regarding the cooling and heating operations applied simultaneously, it is preferable that the temperature applied to the subject R can be adjusted for either or both of them.
また、加熱搬送装置12Aあるいは冷却移動装置が、被検体を磁力及び空気吸引力を含む吸引手段により着脱自在に吸着する吸着機構125を有しているとよい。
Further, the heating /
また、本発明では、被検体Rを同時に加熱及び冷却させつつ、被検体から放射される赤外線量を検出することにより被検体の表面の温度分布を計測し、その温度分布に基いて被検体の欠陥部等(40,50)を検出される。 In the present invention, the temperature distribution on the surface of the subject is measured by detecting the amount of infrared rays emitted from the subject while simultaneously heating and cooling the subject R, and the subject's surface is measured based on the temperature distribution. Defects etc. (40, 50) are detected.
被検体の表面温度分布に基いてモニタ画面に等温線を表示し、さらに欠陥部を検出判定した際に該モニタ画面に等温線の断層状の表示を行わせるようにしてもよい。 An isotherm may be displayed on the monitor screen based on the surface temperature distribution of the subject, and a tomographic display of the isotherm may be displayed on the monitor screen when a defective portion is detected and determined.
本発明の被検体欠陥部等の検出装置によれば、被検体を加熱又は冷却する第1の手段(12,14)と、第1の手段による加熱又は冷却と同時に第1の手段とは逆の熱作用を加えるべく同被検体を冷却又は加熱する第2の手段(14,12)と、被検体の同時加熱及び冷却中に被検体から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段(16)と、を含む構成であるから、被検体に対して加熱冷却を同時に行なうことで、ある一定の温度差の場を生じさせ、更にその状態を保持することで例えば鉄系焼結体製品内の熱移動がある一定の大きさになり欠陥部等の検出精度を大幅に向上させることができる。すなわち、同時に加熱冷却することにより、温度差を明確に設定できまた、検出機能の実効を図れる。また、ある程度の数量の連続検出処理に有効に適用しうる。また、赤外線放射量検出を介して画像処理により欠陥部等を特定する際に温度差を際立たせることにより、より検出が確実となり検出精度さらには、欠陥部等の部位検出精度を大幅に向上させることができる。 According to the detection apparatus for a defect portion or the like of the subject of the present invention, the first means (12, 14) for heating or cooling the subject is opposite to the first means simultaneously with the heating or cooling by the first means. The second means (14, 12) for cooling or heating the subject to apply the thermal action of and the infrared detecting means (16) for detecting infrared rays emitted from the subject during simultaneous heating and cooling of the subject Therefore, by subjecting the specimen to heating and cooling at the same time, a certain temperature difference field is generated and further maintained, for example, in the iron-based sintered product. The heat transfer becomes a certain size, and the detection accuracy of the defect portion or the like can be greatly improved. That is, by simultaneously heating and cooling, the temperature difference can be clearly set and the detection function can be effectively performed. Further, it can be effectively applied to a certain amount of continuous detection processing. In addition, by identifying a temperature difference when identifying a defective part or the like by image processing via infrared radiation amount detection, the detection becomes more reliable and the detection accuracy and further the part detection accuracy of the defective part or the like is greatly improved. be able to.
また、赤外線検出手段(16)は、被検体に対して相対的に移動しながら被検体から放射される赤外線を検出する構成とすることにより、被検体の連続処理、処理効率の向上を具体的に実現しうる。 In addition, the infrared detection means (16) is configured to detect infrared rays emitted from the subject while moving relative to the subject, thereby specifically improving continuous processing of the subject and processing efficiency. Can be realized.
また、加熱又は冷却する手段のいずれかが加熱流体又は冷却流体を直接に被検体に吹き付けて作用させるようにすることにより、非接触検出で被検体がどのような搬送のされ方によっても加熱あるいは冷却の熱作用を確実に被検体に対して作用させることができ、被検体の搬送方法、具体的な態様の自由度が高くなる。 In addition, either heating or cooling means directly applies a heating fluid or a cooling fluid to the subject so that the subject can be heated or heated regardless of how the subject is transported in non-contact detection. The cooling thermal action can be reliably applied to the subject, and the degree of freedom of the subject transport method and specific mode is increased.
また、加熱又は冷却する手段のいずれかが被検体を上面に着脱自在に載置させて移動する加熱搬送装置あるいは冷却移動装置から構成すると、被検体の検査あるいは検出のための材料供給構造を極めて簡単にできる。 Further, if any of the means for heating or cooling comprises a heating / conveying device or a cooling / moving device in which the subject is detachably mounted on the upper surface and moved, the material supply structure for examining or detecting the subject is extremely Easy to do.
また、加熱又は冷却作用を生じさせる流体は搬送移動される被検体の進行方向に対して交差する線状又は帯状に供給されるようにすることにより、噴射ノズルからの噴射による被検体の冷却等についての熱作用を効率的に行なうことができる。 In addition, the fluid that causes the heating or cooling action is supplied in a linear shape or a belt shape intersecting the traveling direction of the subject to be transported and moved, thereby cooling the subject by jetting from the jet nozzle. It is possible to efficiently perform the thermal action on.
また、本発明の 被検体欠陥部等の検出方法によれば被検体を同時に加熱及び冷却させつつ、被検体から放射される赤外線量を検出することにより被検体の表面の温度分布を計測し、その温度分布に基いて被検体の欠陥部等を検出する構成であるから、温度差を自在に設定可能であり、熱の流れの変化により断層を特定して欠陥部位を検出することができる。また、同時に加熱冷却することにより、温度差を明確に設定でき、また、検出機能の実効を図れる。 Further, according to the method for detecting a defect portion or the like of the present invention, the temperature distribution on the surface of the subject is measured by detecting the amount of infrared rays emitted from the subject while simultaneously heating and cooling the subject, Since the configuration is such that a defect portion or the like of the subject is detected based on the temperature distribution, a temperature difference can be set freely, and a fault can be detected by specifying a tomography by a change in heat flow. Further, by simultaneously heating and cooling, the temperature difference can be clearly set and the detection function can be effectively performed.
また、被検体の表面温度分布に基いてモニタ画面に等温線を表示し、さらに欠陥部を検出判定した際に該モニタ画面に等温線の断層状の表示を行わせることにより、被検体の欠陥部等の検出判定と同時に、欠陥部位の特定も容易となる。 In addition, an isotherm is displayed on the monitor screen based on the surface temperature distribution of the subject, and when the defect portion is detected and determined, a tomographic display of the isotherm is displayed on the monitor screen. Simultaneously with the detection determination of the part or the like, it becomes easy to specify the defective part.
以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明は、被検体の欠陥部等を精度よく確実に検出し、しかも工業的な連続処理にも適用しうる被検体欠陥部等の検出装置及びその検出方法であり、その最良の実施形態として例えば、薄板状の鉄系焼結体製品の欠陥部等の検出装置及びその検出方法について説明する。ちなみに、具体的な物品の一つとして、薄板円板の鉄系焼結体製品(例えばフェライト相を有する鋼、鋳鉄製品)は、自動車、産業用機械機器、ロボット、工場施設、測定機器、その他の駆動部分を有する適用箇所についてその駆動による移動量に対応する回転制御部分に多用されており、工業用部品としてのニーズが大きい。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The present invention is a detection apparatus and a detection method for a defect portion of an object that can accurately detect a defect portion of the object with high accuracy and can be applied to industrial continuous processing, and the best embodiment thereof. For example, a detection device and a detection method for a defective portion of a thin plate-like iron-based sintered product will be described. By the way, as one of the specific articles, iron-based sintered products (for example, steel with ferrite phase, cast iron products) of thin discs are used in automobiles, industrial machinery, robots, factory facilities, measuring instruments, etc. The application part having the drive part is frequently used in the rotation control part corresponding to the amount of movement by the drive, and there is a great need for industrial parts.
図1ないし図5は、本発明の一つの実施形態に係る薄板状の鉄系焼結体製品を被検体Rとし、その被検体Rの欠陥部等の検出装置を示している。本実施形態における被検体としての薄板状鉄系焼結体製品は、例えば板厚3mmで縦、横が50mm×50mm程度のサイズのものが対象となっている。図1は、実施形態の薄板状の鉄系焼結体製品(R)の欠陥部等の検出装置10の概略構成及び使用状態を示す図であり、図において、被検体Rを下面側から加熱する状態で支持し、同時に上方側から冷却流体を供給し、温度差を強制的に形成させながら、被検体から放射される赤外線を検出して温度分布画像を取得し、例えば等温線表示処理を行なうことにより欠陥部等での顕在化した等温線の断層状態から被検体の欠陥部等を検出するものである。
FIG. 1 to FIG. 5 show a detection apparatus for detecting a defect portion or the like of an object R, which is a thin plate-like iron-based sintered product according to an embodiment of the present invention. The thin plate-like iron-based sintered body product as an object in this embodiment is, for example, a sheet having a thickness of 3 mm and a size of about 50 mm × 50 mm in length and width. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration and a usage state of a
図1において、被検体欠陥部等の検出装置10は、被検体Rを加熱する加熱装置12と、該被検体Rを同時に冷却する冷却装置14と、その際、被検体Rから放射される赤外線を検出する赤外線検出装置16と、を含む。本実施形態において、加熱装置12は、被検体Rを加熱する第1の手段であり、冷却装置14は、加熱装置による加熱と同時に第1の手段とは逆の熱作用となる冷却作用を加えるべく同被検体Rを冷却する第2の手段である。
In FIG. 1, a
加熱装置12は被検体Rを加熱して被検体R自体の温度を上昇させ、赤外線放射量を増加させる赤外線放射量増加手段であり、熱放射する加熱用器体に物理的に接触させて直接の熱伝導による行なう直接の熱伝導による加熱のほか、ガス、液体その他の加熱流体を吹き付けて加熱する方法、さらには、電磁波等を介した加熱等を含む。
The
本実施形態において、加熱装置12は、被検体Rを上面に着脱自在に載置させて搬送移動させ、同時に該被検体Rを加熱する加熱搬送装置12Aとして構成されている。すなわち、本実施形態では、加熱装置は、被検体Rの下面側を加熱する。さらに、被検体をその上面側に載置させて支持する。加熱搬送装置12Aは、搬送コンベア等の搬送装置122と、該搬送装置に適宜の間隔で複数配置されて搬送される加熱受台124と、を含む。すなわち、本実施形態では、加熱装置は、被検体を同時に加熱又は冷却する手段が搬送装置に搬送される受台Tに一体的に組み込まれた加熱受台とされている。そして、被検体を加熱受台に載置させて移動可能状態で被検体の下面側から加熱させる。図1に戻って、加熱受台124は、被検体Rを上面に着脱自在に載置させ、かつ、被検体を下面から面接触により熱伝導加熱する手段である。図3−aにおいて、加熱受台124は、その内部に発熱源128を有している。具体的には、図において、ロッドヒータ130が加熱受台124の内部に挿入されて、図示しない電源に接続することにより、通電によってその電気抵抗により発熱する。発熱源128は、第1の温度調節装置132により加熱温度調節、設定が可能となっており、加熱温度を一定に保持することにより、一定温度で加熱し続けた状態で被検体を搬送する。被検体の搬送速度は、被検体の上方からの冷却能力、赤外線検出装置の検出機能にもよるが、本実施形態では、例えば、2mm/sec〜15mm/secが好ましく、最適には、3.5mm/sec〜10mm/secがよい。
In the present embodiment, the
鉄系焼結体製品の加熱を大きくすると、加熱・冷却による被検体製品のクラックの拡大、製品内部への熱的損傷を生じさせるおそれがあり、この点から、むしろ、加熱温度は可能な限り低い温度に抑制するのがよい。すなわち、欠陥部等と正常部分とで放射赤外線量に大きな差異が出るものであって、その範囲で可能な限りの低い温度に設定するのがよい。本実施形態では、加熱受台124による加熱は、その上面に載置した被検体としての鉄系焼結体製品の表面温度が60℃〜120℃の温度範囲となるように行なうと良い。より好ましくは、加熱される鉄系焼結体製品の表面温度が90℃〜100℃の範囲であるとよい。加熱受台124の底面あるいは底面及び側面は、断熱材134により断熱されており、周辺部品への熱伝導による影響を遮断し、安全が確保される。発熱源としては、ロッドヒータのほかに、例えば、図3−bのように、パネルヒータ136を下面側に配置させて加熱させてもよい。
If heating of the iron-based sintered product is increased, cracking of the specimen product may be caused by heating and cooling, and thermal damage to the inside of the product may occur. From this point, the heating temperature is rather as much as possible. It is good to suppress to a low temperature. That is, there is a great difference in the amount of radiated infrared rays between the defective portion and the normal portion, and it is preferable to set the temperature as low as possible within the range. In the present embodiment, the heating by the
加熱受台124は、四角箱形の外形を有し、上面が均一平面の載置面126とされる。載置面126は、内部の発熱源128を介して面全体が均等な温度となるように加熱されるのが好ましい。また、本実施形態では、搬送コンベア上に加熱受台124を載置させ、その上面に被検体を載置させて搬送移動させるようにしているが、加熱受台自体を自走式としてもよい。なお、被検体は静止状態で加熱してもよい。これによって、加熱搬送装置12Aは、被検体Rを上面に着脱自在に載置させ、かつ、被検体を下面から面接触により熱伝導加熱し、さらに、該被検体Rを移動させる機能を有する。被検体Rを移動しながら加熱させることにより、被検体の加熱と搬送を同時に行なえ、ある程度の数量を集中的に処理する必要がある生産ライン等において、効率よく、短時間で欠陥部等の検出を行なえる。また、被検体Rを移動しながら加熱させるので、流体の吹き付けによる熱作用が有効に機能する。
The
さらに、本実施形態では、図2に示すように加熱受台124には、磁力吸着部127が設置されている。磁力吸着部127は、被検体Rを磁力または空気吸引力を含む吸引手段により着脱自在に吸着する吸着機構125を構成する。本実施形態では、載置面126の一部あるいは全部について磁性体を磁力吸着可能な磁石装置が設置されており、これによって、鉄系焼結体製品による被検体Rを簡単に加熱受台上に着脱自在に載置させ、載置したときに磁力作用により位置が確実に固定されて容易にずれることがなく、被検体の装置への供給、検出、回収を簡単、確実に行なえる。磁力吸着部127は、永久磁石部材や電磁石を用いることができる。なお、被検体の受台に対する吸引手段としては、磁力の他、空気吸引力、接着力、その他の任意の吸着手段があり、これを利用して被検体を着脱自在に受台上に載置させ吸着された状態で搬送しながら同時加熱、冷却させるようにすると良い。例えば、空気吸引力による場合には、図7に示すように受台上面に複数の空気吸引孔129aを設け、これらの孔に共通に連通する空気溜り室129bを設け、この空気溜り室にフレキシブルダクト129cを介して空気吸引駆動装置129dに連通接続し、これによって、複数の空気吸引孔129aから、被検体を吸着しつつ、被検体を搬送移動させることができる。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a
図1に戻って、冷却装置14は、加熱装置12による加熱と同時に該加熱装置とは逆の熱作用を加えるべく、この被検体を冷却する冷却手段であり、本実施形態において、該冷却手段すなわち、冷却装置14が第2の手段とされる。すなわち、本実施形態においては、被検体の下面側から該被検体Rを加熱し、同時に、該被検体Rの上方から被検体上面を冷却するものである。冷却装置14自体は移動するようにしても良いが、被検体の赤外線量の検出の上では、両方が移動する必然性は薄く、むしろある熱作用を加えながら被検体を搬送させるとともに、同時に相反する熱作用を加える加冷(加熱)側は、静止状態として欠陥部等を検出するほうが効率が良い。本実施形態では、冷却装置14は、図示しない固定機構により、加熱受台124の搬送移動経路上で固定設置されている。
Returning to FIG. 1, the
図1、図2において、加熱受台124の搬送移動経路上方(図1,2上被検体の上方位置)に設置された冷却装置14は、例えばコンプレッサによる圧縮空気あるいは低温空気を被検体の上方から被検体の表面に向けて供給する冷却用流体供給手段であり、本実施形態において、該冷却装置14は、空気供給源としてのファン142と、空気の噴射ノズル144と、ノズル口145を含む冷却ガス供給装置14Aから構成されている。
1 and 2, the
図4、図6において、冷却ガス供給装置14Aは、移動中の被検体Rの進行方向前部側から順次後部側にかけて相反する熱作用を生じさせる流体を被検体に加えるように設置されている。このとき、図6−aのように、被検体の移動方向に向けて吹き降ろすようにノズル口を配置させてもよいし、逆に、図6−bのように、被検体の移動方向に逆行するような向きに冷却空気を吹き降ろすように配置させてもよい。そして、本実施形態では、冷却ガス装置14Aの噴射ノズル144は、搬送移動される被検体Rの進行方向に対して交差する線状又は帯状に冷却作用を生じさせる空気Irを供給するように設置されている。このときの冷却能力としては、被検体としての鉄系焼結体製品の上面内及び赤外線検出手段の視野範囲内での温度差が50℃以内になるように冷却するのがよく、有利には、20℃〜30℃の温度差で鉄系焼結体製品上面を冷却するのが良い。したがって、少なくとも鉄系焼結体製品においては、上記を目安に冷却空気温度、流量を設定すると良い。この際、冷却流体(Ir)は、一定の流量で被検体の表面に当たるように設定するのが好ましい。
4 and 6, the cooling
図2、図4において、噴射ノズル144のノズル口145は、搬送される被検体の進行方向に対して交差する方向に長く線状又は帯状に形成され、かつ、連続又は不連続に開口を形成して設けられている。そして、該ノズル口145の開口は、図6のように、搬送される被検体の上方位置から空気又はガスを吹き降ろすような向きに設定されている。ノズル口145と被検体Rとは例えば1mm〜10mm程度の間隙幅が設定されており、至近距離でこれらの冷却(加熱)流体を被検体に噴射させることにより、同時加熱、冷却を効果的に行なえるようにしている。なお、このノズル口と被検体Rとの間隔は上記に限らず、流体温度、流速、流量等に応じて任意に設定することができる。ノズル口145の向きは、上方から被検体の表面に向けて直角状に吹き降ろすように噴射してもよいが、冷却用流体が被検体の表面に吹き付けられた後、被検体の面上を帯状に広がるように噴射させるのがよい。このようにある一定の広がりをもった面状に冷却用流体を下面側から加熱される被検体の上面側に吹き付けることにより、赤外線センサによる線量検出の範囲を広く確保でき、検出精度を向上させ得る。また、赤外線センサによる線量の検出時のセンサ側の取り付け自由度を確保できることや、センサの狙い位置設定操作容易性、並びに、赤外線カメラによる視野範囲の設定の自由度が高くなる。なお、本実施形態の冷却装置のノズル口145は、図5(a)のように、一方向に長く連続するスリット状の開口としているが、図5(b)のように、複数の長孔を直線状かつ不連続に配置させた構造としても良いし、また、図5(c)のように、複数の丸孔を直線状かつ不連続に配置させた構造としても良い。
2 and 4, the
本実施形態では、図示しないが、この冷却装置の冷却用流体の吹出し温度を調節する第2の温度調節装置を設け、この第2温度調節装置を制御装置に接続して、加熱側の温度調節装置132と、冷却装置による冷却流体の温度を調節自在とし、加熱と同時に行なわれる冷却の両者の温度差を自在に可変設定可能とするとよく、被検体の種類や特性に応じて検出のための最適な赤外線放射量を得られる条件を設定することができる。
In the present embodiment, although not shown, a second temperature adjusting device for adjusting the cooling fluid blowing temperature of the cooling device is provided, and the second temperature adjusting device is connected to the control device to adjust the temperature on the heating side. It is preferable that the temperature of the cooling fluid by the
本実施形態において、噴射ノズル144により、加熱受台124上に載置された鉄系焼結体製品の上面を冷却する際の圧縮空気、低温空気を吹き付ける範囲は、図4において、赤外線検出手段の視野範囲の1/3程度の範囲を冷却するように設定されている。本実施形態では、赤外線カメラを介して取り込まれたデータを画像処理により等温線処理し、表示装置に等温線を常時表示した状態とし、欠陥部等で表面温度が変動する際に等温線の帯が断層状にずれた状態で表示させるようにしている。したがって、このような低温空気による冷却範囲と、赤外線検出手段による視野範囲を設定しておくことにより、特に被検体を一定方向に移動させながら連続的に検出する作業の場合に、検出精度を維持し得る。なお冷却流体(被検体の下面冷却の場合は加熱流体)は、一定の流量で被検体の表面に当てられる。これにより、画像処理による安定した等温線表示が可能となり、同時に、欠陥部等における異常な温度分布状態を視覚的にも検出しやすいものとなる。
In the present embodiment, the range in which the compressed air and the low-temperature air are blown when the upper surface of the iron-based sintered product placed on the
図1、2において、赤外線検出装置16は、被検体Rの同時加熱及び冷却中に被検体から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段であり、本実施形態では、被検体Rは、表裏面を有する板状の物体からなり、その表裏面にそれぞれ相反する熱作用が加えられる。そして、赤外線検出手段は、加熱搬送装置12Aにより加熱かつ搬送されている被検体を冷却ガス供給装置14Aによる冷却中に被検体上面の熱分布状態を検出する。本実施形態において、被検体Rの上方側に赤外線検出装置の集光部が配置されており、下方側の被検体から放射される赤外線量を測定し、欠陥部等の有無を検出する。
1 and 2, the
本実施形態において、赤外線検出装置16は、赤外線撮像装置162と、赤外線撮像装置からのデータを基礎として欠陥部等の有無を判定し有りの場合に外部に信号を出力するとともに、表示装置18と冷却装置14に接続された制御装置20と、制御装置20の指示により赤外線撮像装置からの画像データに基づき画像表示して欠陥部等を可視的に表示させる表示装置18と、を含む。
In the present embodiment, the
本実施形態において、赤外線撮像装置162は、被検体から放射される赤外線エネルギー量により温度分布を測定する赤外線サーモグラフ(赤外線サーモグラフィ)と、赤外線カメラと、を含む。赤外線撮像装置162は、例えば、光学系としての集光レンズ164、焦電素子などの検知素子、増幅回路、A/D変換回路、温度変換、画像処理装置等を含み、被検体からの赤外線放射エネルギーを検出し、そのデータからの温度分布を画像データとして生成させる。
In the present embodiment, the
制御装置20は、赤外線撮像装置からの被検体の赤外線エネルギーの画像データを基礎として欠陥部等の有無を判定し有りの場合に外部に信号を出力する機能と、冷却装置14に接続されて所定の温度差で被検体を同時加熱、冷却しうるように制御する機能と、を有し、さらに、本実施形態では、赤外線撮像装置162の画像データより等温線データを演算し生成してCRT、液晶モニタ等からなるディスプレイ装置などの表示装置18に所要の温度差幅の複数の帯状等温線を所要の間隔で表示させる。制御装置20は、冷却装置14の空気の供給駆動ファン142に電気的に接続されており、冷却装置を駆動して被検体の上面側を冷却する状態で赤外線撮像装置による赤外線データを取得するように制御する。なお、制御装置20は、被検体の加熱装置による加熱温度調節装置132や、冷却装置を圧縮用ポンプで構成する際の温度調節装置に接続して、予め設定された同時加熱、冷却による温度範囲を維持するようにし、赤外線検出手段による検出を行うようにしても良い。また、制御装置20は、冷却装置14に接続されて外部操作により冷却装置14の冷却用流体の吹出し量を設定する機能と、を有してもよい。
The
赤外線検出装置16は、上記の実施形態では、固定状態とされ、一定の視野範囲Vで一定の視野領域において被検体を撮像するようにしているが、これに限らず、被検体Rに対して相対的に移動しながら被検体から放射される赤外線を検出するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、本実施形態において、制御装置20は、赤外線エネルギーの画像データを基礎とした欠陥部有りの判定により、当該欠陥部有りの被検体製品を加熱受台124から離脱させ、搬送装置122の搬送経路K1から他の区画側K2に除外させる図示しない選別装置に接続されており、まとまった数量の被検体について連続的にそのキズ等の欠陥部の検出を行なえるようになっている。
Further, in the present embodiment, the
次に、本実施形態の被検体欠陥部等の検出装置10を用いた鉄系焼結体製品としての被検体Rの検出方法について、説明する。図1において、搬送コンベア等の搬送装置122に搬送されて所定の間隔で複数の加熱受台124が搬送され、該加熱受台124の上面に薄板状鉄系焼結体製品からなる被検体Rが着脱自在に載置されている。複数の被検体は搬送装置によりそれぞれ等速で例えば直線状に移動する。このとき、被検体Rは、加熱受台の磁力吸着部127により磁気吸着されて確実に固定された状態で搬送移動される。加熱受台124は、発熱源を介して上面の薄板状鉄系焼結体製品を加熱し、その際、該薄板状鉄系焼結体製品の表面温度が例えば90℃程度となるようにされ、その加熱状態を維持したまま搬送ライン上を移動する。
Next, a method for detecting the subject R as an iron-based sintered body product using the
冷却装置14の噴射ノズル144から鉄系焼結体製品の表面温度との温度差が例えば25℃程度となるような冷却用空気が噴射され、被検体Rを同時に加熱、冷却させる。冷却用空気の温度は、制御装置20に接続された調整ダイアル等の外部操作部により入力設定される。このとき、赤外線検出装置の赤外線撮像装置162は、レンズにより集光して鉄系焼結体製品Rから放射される赤外線Lを検出する。赤外線検出装置16は検出された赤外線データを見掛け上の温度分布として画像処理する。赤外線検出装置16の視野範囲は、少なくとも被検体Rの移動経路であって、被検体の上面全体からの放射赤外線を検出し得るような範囲として設定されており、このとき、被検体Rからの赤外線データによる画像を所定の時間間隔で更新処理し、被検体Rの移動に伴ない被検体表面側からの放射赤外線量を検出する。同時に赤外線検出装置16は、赤外線データを制御装置20に供給する。
Cooling air is jetted from the
制御装置20は、赤外線撮像装置からの被検体の赤外線エネルギーの画像データを処理して、温度データが設定された基準となる閾値を越えた際に、欠陥部等の存在による温度変化として、欠陥部有りとの判定結果を選別装置側に出力する。さらに、制御装置20は、赤外線撮像装置からの被検体の赤外線エネルギーの画像データを基礎として等温線を演算し、生成した等温線データを表示装置18に出力する。表示装置18は、制御装置20からの等温線画像処理データを入力して色分け処理したカラーの等温線画像を表示する。制御装置20は、さらに、冷却装置の冷気の温度制御機能を有し、所定の設定温度を維持して温度差を保持させる。
When the
次に、図8ないし図13により、被検体に加えられる同時加熱、冷却による被検体内の熱移動について説明する。図8は、欠陥部としてのクラック欠陥がない場合の鉄系焼結体製品からなる被検体R上面の熱移動を示し、図9は、そのときの被検体Rを断面的に見た説明図である。被検体Rには、常に加熱受台124からの熱2が加えられ(図7)、その加えられる熱は図9のように、被検体内部に熱流入2Aする。同時にこの被検体Rの上面は部分的(例えば進行方向についての前部側)に冷却されるので、被検体R上面全体では温度差が生じ、被検体R上面では高温領域3と、低温領域4が形成される。図9より、被検体R断面の温度分布では、表層部において高温領域3(被検体後部側)から低温領域4(被検体前部側)への熱移動5が生じ、同時に被検体Rの下面の加熱受台側からの熱流入2Aの双方が発生して被検体Rの上面になだらかな温度分布が形成される。
Next, referring to FIGS. 8 to 13, heat transfer in the subject due to simultaneous heating and cooling applied to the subject will be described. FIG. 8 shows the heat transfer on the upper surface of the subject R made of an iron-based sintered product when there is no crack defect as a defect portion, and FIG. 9 is an explanatory view showing the subject R in cross-section at that time. It is.
一方、図10、図11は、クラック欠陥40がある場合を示す。図10は、クラック欠陥がある場合の被検体R上面の熱移動、図11はそのときの断面から見た熱移動を示している。図10において欠陥40部分を挟んで高温領域3から低温領域4への熱移動5は該クラック欠陥40により遮られ、被検体R下面からの熱2の一部が低温領域に熱流入2Aするが、高温領域2から低温領域3への熱移動5は遮断される。このため、クラック欠陥40の境界において、高温領域3側と低温領域4側とで欠陥部等を有さない正常な被検体に比べてより大きな温度差が生じる。これによって、被検体のクラック欠陥部等における大きな温度差を利用してそれらの欠陥部等を検出しやすくできる。
On the other hand, FIGS. 10 and 11 show a case where there is a
この大きな温度差は、例えば、本実施形態の鉄系焼結体製品その他の被検体の上面に異物が付着しているような場合においても形成される。図12、図13は、被検体表面に異物が存在する場合の検出の際の熱移動作用について説明しており、図において、冷却装置14により赤外線検出装置16の視野範囲全体を冷却すると、異物部分50の温度が異物非付着部分(正常部)に比べ低くなる。これは図13に示すように、被検体Rには下面からの熱流入2Aがあり、正常部ではそれらの流入熱は被検体上面へ到達するが、異物部分50では、正常部より熱伝導率が低いため、該異物部分の上面側へ達する熱流入2Bは小さい。したがって、異物部分50上の赤外線放射量は正常部と比較して少なくなるため、異物部分50の温度は正常部に比べ低くなる。したがって、上記のように、同時加熱、冷却工程を行なうことにより、欠陥部と正常との境界に正常部と比較して大きな温度差を生じさせ、赤外線検出装置16により得られる温度分布画像へ画像処理しやすくなり、非破壊的に確実かつ精度良く欠陥を検出することができる。
This large temperature difference is formed even when, for example, foreign matter adheres to the upper surface of the iron-based sintered product or other specimen of the present embodiment. FIGS. 12 and 13 explain the heat transfer action during detection when a foreign object is present on the surface of the subject. In FIG. 12, when the entire visual field range of the
これによって、クラック欠陥ばかりでなく、被検体の表面へ異物等が付着したような場合においても、この大きな温度差を利用して欠陥部等を検出できる。具体的には、例えば異物の場合には、0.2μm角以上の大きさであれば検出可能であることが実験的に証明されている。被検体R上面に異物が存在する場合の検出方法としては、加熱受台124を移動させた状態で冷却するようにしてもよいが、冷却工程において加熱受台124を停止させた状態で冷却空気を吹き付けるようにしてもよい。この場合においても、上記と同様に、加熱、冷却は同時に行なわれる。加熱受台124を停止させた状態で冷却を行なう場合、圧縮空気供給による場合には、例えば圧縮空気圧は0.1〜0.7Mpaが好ましく、最適には、0.3〜0.5Mpaとするとよい。また、その際の冷却時間は、0.1秒〜1秒が好ましく、より好適には、0.3〜0.7秒であるとよい。さらに、冷却の際には、赤外線検出手段の視野範囲全体の冷却を行なうようにするのが良い。
As a result, not only crack defects but also foreign matters or the like adhere to the surface of the subject can detect a defective portion or the like using this large temperature difference. Specifically, for example, in the case of a foreign substance, it has been experimentally proved that detection is possible if the size is 0.2 μm square or more. As a detection method when foreign matter is present on the upper surface of the subject R, cooling may be performed while the
次に、赤外線検出装置16から得られた熱分布画像へ画像処理を行なって、等温線画像を生成させる際の方法について、説明する。制御装置20において、赤外線撮像装置162の画像データより等温線データを演算し生成し、表示装置18に所要の温度差幅の複数の帯状等温線を所要の間隔で表示させる。欠陥検出時の画像処理方法としては、等温線を利用する方法又は画素間で周囲と大きく異なる温度差に対し微分を利用する方法がある。なお、ここで示す等温線とは熱分布画像中で値をある等間隔で設定し、設定した値すべてを特定の値に置き換えて、熱分布画像上へ描かれる所要の線幅を有する帯状線のことであり、直線、曲線どちらで表示しても良い。この特定の値はどのような値でも良いが、0もしくは1が好ましい。
Next, a method for generating an isotherm image by performing image processing on the heat distribution image obtained from the
等温線を利用した欠陥検出方法は、赤外線検出装置16から得られた熱分布画像中へ所要間隔幅で複数の等温線を描き、その熱分布画像中の等温線部分での値は0とし、等温線以外の部分は1とする。このときのそれぞれの等温線の中心温度としては55℃〜85℃で、それらの中心温度に対して0.1℃〜0.5℃の範囲(等温線の線幅に対応する)で描くことが好ましく、また、隣接等温線間の温度は、1℃〜5℃で描かれることが好ましい。最適には、中心温度が65℃〜75℃で、その中心温度に対して0.2℃〜0.3℃の線幅範囲であり、また、等温線間温度は1℃〜3℃の範囲とするとよい。
In the defect detection method using an isotherm, a plurality of isotherms are drawn at a required interval width in the heat distribution image obtained from the
図14は、欠陥がない場合の鉄系焼結体製品としての被検体R上面の熱分布画像とそのときの等温線を示している。この図中に表示される等温線60a〜60c・・・は、冷却工程において、赤外線検出装置16の視野範囲17内で高温領域3から低温領域4にかけて描かれる。このとき等温線60a〜60c・・・は視野範囲の外枠17Aから対向する外枠17Aまで1本の連続した帯状の等温線として描かれる。
FIG. 14 shows a heat distribution image of the upper surface of the subject R as an iron-based sintered product when there is no defect and an isotherm at that time. The
図15において、等温線が欠陥箇所40を横切る場合、等温線60a自体は、図15に示すように連続しているが、線幅Waが欠陥部分40で異なる状態となる。すなわち、欠陥部分での線幅40Wa、40Wb、40Wc・・・は、例えばクラック部分における熱移動が阻害されることにより、非欠陥部分の線幅に比べて細くなる。しかも各等温線60a〜60c・・・は、欠陥部分40において非欠陥部分の等温線からオフセット状にずれて表示される。そして、各等温線に対する欠陥部分について、一般的に画像処理の手法として知られている膨張及び縮退処理を施すことで、欠陥部の細い線は消去され、図16に示すように外枠17Aから外枠17Aまでが欠陥部分の存在によりオフセット状に分断された不連続な等温線651〜653が描かれる。すなわち、欠陥部分40を境にした一方の非欠陥部分等温線と他方の非欠陥部分等温線は、断層状にずれた状態で表示される。この不連続性を欠陥部として判断する。
In FIG. 15, when the isotherm crosses the
また、ある画素間における周囲とは大きく異なる温度差に対して微分を利用して表示させる方法としては、エッジ検出処理がある。赤外線検出装置16から得られた熱分布画像中で、既知であるエッジ検出処理のなかでもcanny法による処理を用いることが好ましい。この画像処理により欠陥部分では、ある画素間で正常部と比べ大きな温度差あるため、欠陥部分の境界に沿った線が検出される。
Further, as a method of displaying using a differential for a temperature difference greatly different from surroundings between certain pixels, there is an edge detection process. In the heat distribution image obtained from the
次に、具体的にクラック欠陥検出の例を示す。
[実施例1]
ここでは、鉄系焼結体製品Rにクラック欠陥がある場合を示す。表面温度が120℃程度となるまでロッドヒータにより加熱した加熱受台上に薄板状鉄系焼結体製品Rを載置させる。加熱受台124はこの温度を維持した状態で薄板状鉄系焼結体製品Rを冷却工程へ搬送する。このとき、薄板状鉄系焼結体製品の上面の温度は、加熱受台124による加熱により約100℃に保たれ、搬送速度は、4mm/secの速度である。
Next, a specific example of crack defect detection will be shown.
[Example 1]
Here, the case where the iron-based sintered body product R has a crack defect is shown. The thin plate-like iron-based sintered product R is placed on a heating pedestal heated by a rod heater until the surface temperature reaches about 120 ° C. The
搬送装置122により定速搬送される加熱受台124へ載置された薄板状鉄系焼結体製品Rは、冷却工程において搬送速度と加熱受台124からの加熱温度を変化させることなく該冷却工程を通過していく。冷却工程では冷却手段として圧縮空気を使用しており、このときの噴射ノズルのノズル口から噴射される圧縮空気流量は約5L/minである。
The thin plate-like iron-based sintered product R placed on the
加熱受台から下面を加熱され、同時に圧縮空気により上面を冷却された薄板状鉄系焼結体製品Rは、その上面から赤外線を放射する。この薄板状鉄系焼結体製品Rから放射される赤外線は、同時にその視野領域の範囲を該製品Rに設定した赤外線撮像装置162により検出され、得られたデータは赤外線検出装置16において、画素、濃度、色、テクスチャ等の属性、領域などの処理を行なった一次画像データを生成し、該データは、制御装置20へ送出される。赤外線撮像装置で得られた一次画像データは、赤外線検出装置内部で熱分布画像へ変換され、欠陥検出の基本画像とされる。なお、赤外線検出装置16の視野範囲に収まらない場合は、上記と同様に再度、冷却工程を通過させながら製品Rの表面上から放射される赤外線を検出する。このときの加熱受台124、冷却装置14の条件も上記と同様で処理される。
The thin plate-like iron-based sintered product R, whose lower surface is heated from the heating cradle and simultaneously cooled by compressed air, emits infrared rays from its upper surface. The infrared rays emitted from the thin plate-like iron-based sintered product R are simultaneously detected by the
制御装置20では、得られた熱分布画像中、対象となる画素を次の方法で抽出する。例えば、80℃を基本値とし、更に基本値に対し±4℃ごとの加算値を設定する。さらに基本値と加算値に対しそれぞれの値の±0.4℃の範囲にある数値も同時に抽出してくる。具体的には、80℃を基本値とすると、加算値は、76℃と84℃となり、熱分布画像中の薄板状鉄系焼結体製品Rの範囲内で可能な限り抽出する。さらに、これらの値に対し、80℃であれば、80.4℃以上、79.6℃以下のように基本値及び加算値の±0.4℃の範囲の値をすべて抽出する。抽出後、等温線の構成要素となる値以外はすべて0と置き換える。
The
上記で抽出された0以外の値を等温線の要素画素とし、これらの要素の値をすべて1と置き換える。置き換えた後、等温線は各基本値とその値に対する±0.4℃の範囲の値で構成されるので、各々の等温線を同じ値でラベリングする。具体的には79.6℃から80.4度までの値をすべて1(1)、83.6℃から84.4℃までの値すべてを1(2)、75.6℃から76.4℃までの値をすべて1(i){i=自然数}と置き換える処理である。この処理により各等温線ごとに任意の番号が割り振られる。 The non-zero value extracted above is used as an isotherm element pixel, and the values of these elements are all replaced with 1. After the replacement, the isotherm is composed of each basic value and a value in a range of ± 0.4 ° C. with respect to that basic value. Therefore, each isotherm is labeled with the same value. Specifically, all values from 79.6 ° C. to 80.4 ° C. are 1 (1), all values from 83.6 ° C. to 84.4 ° C. are 1 (2), and 75.6 ° C. to 76.4 ° C. This is a process of replacing all values up to ° C. with 1 (i) {i = natural number}. By this process, an arbitrary number is assigned to each isotherm.
上記ラベリングされた等温線に対し縮退処理をかける。この等温線がクラック欠陥を跨いでいる場合、クラック欠陥部の等温線は極端に細くなるので、縮退処理をかけることで等温線が途切れる。欠陥がない場合は途切れることはない。 Degenerate processing is performed on the labeled isotherm. When this isotherm straddles a crack defect, since the isotherm of a crack defect part becomes extremely thin, an isotherm is interrupted by applying a degeneracy process. If there are no defects, there is no break.
各等温線は別々の番号が割り振られているので、ある1画素を中心としてその周囲に同じ番号が振られている画素が存在すれば、その等温線上に欠陥はないと判定され、逆に存在しなければその等温線上に欠陥があると判定する。この処理は赤外線検出装置16から送信されたデータ中の薄板状鉄系焼結体製品Rの範囲内で繰り返し行なわれる。
Since different numbers are assigned to each isotherm, if there is a pixel with the same number around it, it is determined that there is no defect on the isotherm, and it exists in reverse. Otherwise, it is determined that there is a defect on the isotherm. This process is repeatedly performed within the range of the thin plate-like iron-based sintered product R in the data transmitted from the
表示装置18では、上記の処理による撮像装置の視野範囲についての等温線表示画像が製品Rの移動に伴い表示され、欠陥箇所をモニタにより目視可能である。
In the
[実施例2]
次に、異物付着による欠陥検出例を示す。
[Example 2]
Next, an example of defect detection by foreign matter adhesion will be shown.
表面温度が120℃程度となるまでロッドヒータにより加熱した加熱受台上に薄板状鉄系焼結体製品Rを載置させる。加熱受台124はこの温度を維持した状態で薄板状鉄系焼結体製品Rを冷却工程へ搬送する。このとき、薄板状鉄系焼結体製品の上面の温度は、加熱受台124による加熱により約90℃に保たれている。
The thin plate-like iron-based sintered product R is placed on a heating cradle heated by a rod heater until the surface temperature reaches about 120 ° C. The
加熱受台124により加熱されながら冷却工程まで搬送され、冷却工程で一旦、停止する。停止すると同時に冷却装置14により、薄板状鉄系焼結体製品Rの上面が冷却される。冷却装置14では圧縮空気を使用し、そのときの圧力は0.5Mpaで冷却時間は0.3secであり、冷却範囲は赤外線検出装置16の視野範囲全体である。
While being heated by the
赤外線検出装置(赤外線撮像装置)は上記冷却装置の作動と同時に薄板状鉄系焼結体製品R(被検体R)の表面上から放射される赤外線を検出する。ここで得られる赤外線検出データは赤外線検出装置内で熱分布画像へ変換される。 The infrared detector (infrared imaging device) detects infrared rays emitted from the surface of the thin plate-like iron-based sintered product R (subject R) simultaneously with the operation of the cooling device. The infrared detection data obtained here is converted into a heat distribution image in the infrared detection device.
この場合の熱画像の特徴は、異物付着範囲部分の値がその周辺の値よりも低くなるので、異物部分とその周囲との境界で値の差が大きくなる。これは例えば有機物からなる異物部分の熱伝導率が低いため、異物部分への熱流入が小さくなり、周囲よりも値が低くなるからである。また、金属異物の場合も上記同様の状態で境界上に値の差が現れる。 The feature of the thermal image in this case is that the value of the foreign matter adhesion range portion is lower than the surrounding value, so that the difference in value at the boundary between the foreign matter portion and its surroundings becomes large. This is because, for example, the heat conductivity of the foreign matter portion made of an organic substance is low, so that the heat inflow to the foreign matter portion is small and the value is lower than the surroundings. In the case of a metallic foreign object, a difference in value appears on the boundary in the same state as described above.
得られた熱分布画像を基に、エッジ抽出の画像処理を施す。このとき使用するエッジ抽出方法としては、一般的に知られているcanny法を使用することで、異物部分とその周囲との境界線が抽出される。 Based on the obtained heat distribution image, image processing for edge extraction is performed. As an edge extraction method used at this time, a generally known canny method is used to extract a boundary line between the foreign substance portion and its surroundings.
更に、この抽出された境界線の内側を欠陥として判定する。この方法により異物の大きさ、位置が明確になる。 Further, the inside of the extracted boundary line is determined as a defect. By this method, the size and position of the foreign matter are clarified.
上記実施例のクラック欠陥や異物の有無判定については、等温線演算処理により行なっているが、必ずしも等温線その他の画像処理工程を介してその有無判定を行なうようにする必要はなく、欠陥位置の特定等が不要な場合には、画像処理の前の欠陥なしの場合の基準データとの数値比較判定により欠陥の有無判定を行うようにしても良い。 The determination of the presence or absence of a crack defect or a foreign substance in the above embodiment is performed by an isotherm calculation process, but it is not always necessary to determine the presence or absence through an isotherm or other image processing process. When identification or the like is unnecessary, the presence / absence determination of a defect may be performed by numerical comparison determination with reference data when there is no defect before image processing.
以上説明した本発明の被検体欠陥部等の検出装置及びその検出方法は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。 The above-described detection apparatus and method for detecting a defect portion of an object according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be arbitrarily selected without departing from the essence of the invention described in the claims. May be modified.
本発明の被検体欠陥部等の検出装置及びその検出方法は、種々の原材料、半製品、製品の表面又は内部のクラックあるいは表面異物付着を含む欠陥部等の検出装置及びその検出方法において、有効に適用可能である。 The detection apparatus and method for detecting a defect portion of an object of the present invention is effective in a detection apparatus and detection method for a defect portion including various raw materials, semi-finished products, product surface or internal cracks, or adhesion of foreign substances on the surface. It is applicable to.
2 加熱
3 高温領域
4 低温領域
5 熱移動
10 検出装置
12 加熱装置
12A 加熱搬送装置
122 搬送装置
124 加熱受台
126 載置面
127 磁力吸着部
132 第1温度調節装置
14 冷却装置
14A 冷却ガス供給装置
144 噴射ノズル
145 ノズル口
16 赤外線検出装置
162 赤外線撮像装置
17 視野範囲
18 表示装置
20 制御装置
40 クラック欠陥
50 異物部分
60a・・・ 等温線
Wa 線幅
R 被検体
L 赤外線
DESCRIPTION OF
Claims (2)
加熱受台上に載置される被検体平板の位置を決める位置決め手段と、
加熱受台上に着脱自在に位置決め載置され加熱受台に面接触により加熱される被検体平板と、
移動中の加熱受台上の被検体平板に上方から冷却ガスを吹き付けて非接触で冷却する冷却装置と、
被検体平板の同時加熱及び冷却中に被検体から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、を含むことを特徴とする被検体欠陥部等の検出装置。 A heating cradle that is transported and moved to a transport device, and a heating cradle that is equipped with a temperature-adjustable heater and that heats a flat surface as an upper surface and receives a specimen flat plate on the flat surface;
Positioning means for determining the position of the subject flat plate placed on the heating cradle;
An object flat plate which is detachably positioned on the heating cradle and heated by surface contact with the heating cradle;
A cooling device that cools in a non-contact manner by spraying a cooling gas from above on a specimen plate on a moving heating cradle;
An apparatus for detecting a defective part of an object, comprising: infrared detecting means for detecting infrared radiation emitted from the object during simultaneous heating and cooling of the object flat plate .
加熱受台124による加熱は、その上面に載置した被検体としての鉄系焼結体製品の表面温度が60℃〜120℃の温度範囲に設定されるように行なわれることを特徴とする請求項1記載の被検体欠陥部等の検出装置。 The specimen flat plate is made of an iron-based sintered product,
The heating by the heating cradle 124 is performed such that the surface temperature of the iron-based sintered body product as an object placed on the upper surface thereof is set to a temperature range of 60 ° C to 120 ° C. Item 1. An apparatus for detecting a defect portion of an object according to Item 1.
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