(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査用のプローブをワークに接近させてワークの溶接状態や傷の有無を検査する形式のものにおいて、第１のプローブが支持部材に取り付けられ、この支持部材が基板に対して進退可能な状態で支持され、前記基板は支持部材の進退方向に対して異なった向きに進退可能な状態で静止部材に支持され、前記第１のプローブが検査するワークとは異なるタイプである他の部品のためのプローブが基板の側に取り付けられていることを特徴とする複数プローブを備えた検査装置。
【請求項２】
請求項１において、基板の進退方向は支持部材の進退方向に対してほぼ直交する向きに設定されていることを特徴とする複数プローブを備えた検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、ワークは円形の形状部を有しているものであり、プローブをワークの被検査箇所に接近させた状態でワークを回転させるように構成したことを特徴とする複数プローブを備えた検査装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２および請求項３のいずれかにおいて、ワーク保持用の治具が複数個設置されていることを特徴とする複数プローブを備えた検査装置。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３および請求項４のいずれかにおいて、支持部材の進退式支持や基板の進退式支持はガイドレール方式の構造によってなされていることを特徴とする複数プローブを備えた検査装置。
【請求項６】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４および請求項５のいずれかにおいて、プローブに超音波を放射する探触子が設置してあることを特徴とする複数プローブを備えた検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
部品の溶接状態や傷を検査するために、検査用のプローブを部品に接近させるものが使用されている。本発明は、このような検査装置の分野に属している。
【０００２】
【従来の技術】
この発明に関係が深いと思われる先行技術として、特開平１１−１０１７６０号公報がある。ここには開示されている技術は、自動車用ホイールを回転させながらその内側にディスクを溶接するもので、その溶接状態の良否を検査するものである。その検査の仕方は、ホイールの外周側にセンサー・プローブを設置し、このセンサーで外周側の温度状態を検知して、溶接の良否を判定している。そして、プローブは定置型の支持部材に固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような検査装置は、その装置自体がある特定の部品の専用機として機能している。したがって、被検査部品が変更されると、別の検査装置を準備しなければならない。このようなことは、設備費用や工場スペ−スの面において非常に不利な問題である。そこで、部品が変わればプローブを取り替えることが行われているが、この取り替えには複雑で長時間にわたる着脱作業が必要であり、生産性を向上させる点においても不利である。
【０００４】
【課題を解決するための手段とその作用】
本発明は、上述のような問題点に注目して発案されたもので、可動部材に複数種類のプローブを設置し、ワーク（被検査部品）が変更されたら、それに適したプローブを使用することが基本的な考え方になっている。
【０００５】
請求項１の発明は、検査用のプローブをワークに接近させてワークの溶接状態や傷の有無を検査する形式のものにおいて、第１のプローブが支持部材に取り付けられ、この支持部材が基板に対して進退可能な状態で支持され、前記基板は支持部材の進退方向に対して異なった向きに進退可能な状態で静止部材に支持され、前記第１のプローブが検査するワークとは異なるタイプである他の部品のためのプローブが基板の側に取り付けられていることを特徴としている。したがって、ワークに対応した一方のプローブは、二つの進退方向によって合成された任意の位置に移動させられ、被検査部品に対する最適位置に位置決めがなされる。また、基板の側に取り付けられた他の部品のためのプロ−ブは、一方向の移動でワークの被検査位置に接近して、検査機能が発揮される。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１において、基板の進退方向は支持部材の進退方向に対してほぼ直交する向きに設定されていることを特徴としている。このように両進退方向がほぼ直交していることによって、プローブは近隣の部材を避けながら移動目的箇所へ正確に到達させられる。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２において、ワークは円形の形状部を有しているものであり、プローブをワークの被検査箇所に接近させた状態でワークを回転させるように構成したことを特徴としている。このように、ワークに円形部分があって、その箇所に被検査箇所がある場合には、上述のようにしてプローブを首尾よく目的箇所へ移動させ、その後は、ワークの回転によって所定の箇所を正確に検査するのである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１、請求項２および請求項３のいずれかにおいて、ワーク保持用の治具が複数個設置されていることを特徴としている。各々のワークは、大きさや形状が異なっているので、各種の治具でワークを保持できるようにしておくことによって、検査装置としての汎用性をたかめることができる。そして、このようにワークや治具が変更されても、前述のようなプローブの移動によって、正しい検査が行われる。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１、請求項２、請求項３および請求項４のいずれかにおいて、支持部材の進退式支持や基板の進退式支持はガイドレ−ル方式の構造によってなされていることを特徴としている。したがって、支持部材や基板の進退支持が円滑にかつ正確になされる。また、両進退方向の交わる角度を、ワークの形状や設備が置かれる箇所などの環境に応じて、適宜、選定するのである。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４および請求項５のいずれかにおいて、プローブには超音波を放射する探触子が設置してあることを特徴としている。超音波式の検査手法においては、局部である探触子が被検査箇所に対して正しく対面しなければならないのであるが、上述のような構成を採用することによって、探触子の位置が正確に設定でき、この種の検査方式にとって好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、装置全体の縦断側面図である。また、図２は、図１の物の正面図であり、要部を示している。門型の支持フレーム１は床にしっかりと固定してあり、これに水平方向の骨格メンバ２、２が平行に２本溶接してある。骨格メンバ２、２は静止部材であり、それらにはそれぞれガイドレ−ル３、３が取り付けられ、これによって基板４が支持されている。このガイドレ−ル３の詳細は図３のとおりで、骨格メンバ２に固定されたインナレール５が基板４に固定されたアウタレール６内にはめ込んである。そして、図示のように抜け止め用の凹凸構造部７が設けてあり、基板４は図３の紙面に対して垂直方向にスライドできるようになっている。ガイドレ−ル３、３と平行にスクリュウ軸８が配置され、この軸８は、支持フレーム１に固定した駆動モータ９と軸受け１０によって支持されている。基板４の背面には、雌ねじを切った駆動片１１が固定され、ここにスクリュウ軸８がねじ込まれている。駆動モータ９の正逆回転によって、基板４は図２の左右方向に進退する。
【００１２】
基板４にガイドレ−ル１２、１２を介して支持部材１３が支持されている。このガイドレ−ル１２、１２は、図４のような構造であり、図３のものと同じである。ここではインナレールは長尺なディスタンスピース１４を介して基板４に固定されている。支持部材１３を進退させる機構は、前述の基板４の進退機構と同じであり、スクリュウ軸１５、軸受け１６、１６、基板４に固定された駆動モータ１７、支持部材１３の背面に固定された駆動片１８等で構成されている。ガイドレ−ル１２、１２は前述のガイドレ−ル３、３とほぼ直角に食い違っている。
【００１３】
支持部材１３は、後述のプローブの形状等によっていろいろな形状になるのであるが、ここでは、肉厚の鋼板で作られている。第１のプローブ１９は棒状の形であり、ブラケット２０で支持部材１３に固定してある。一方、第２のプローブ２１は基板４に固定してある。両プローブ１９、２１はワーク２２が下方に配置してあるので、下側に伸びている。
【００１４】
プローブに設置された検出部の種類としては、超音波を利用したもの、電磁波を利用したもの、渦電流を利用したもの等いろいろなものが採用できるが、ここでは超音波式を採用している。図５にその具体的構造が示されている。プローブ１９の先端部に探触子２３が配置され、それは振動子２４、その背後の背面材２５および表面側の保護板２６から構成されている。後述するが、この探触子２３は水浸式であるから、保護板２６を音響レンズに変更してもよい。
【００１５】
ワーク２２は、自動車用自動変速機の部品であり、図１のものは、鋼板をプレス成形した円形部材２８と鍛造品である軸２９とから構成されており、符号３０で示した箇所で溶接してある。したがって、溶接部分３０は円形であり、図１では黒く塗り潰した箇所が溶着部分である。この円形部材２８は上方への外周壁２７を有しているので図示のような深さがある。したがって、ここの溶接部分３０は第１のプローブ１９で検査するようにしてある。なお、溶接方法は電子ビーム溶接である。
【００１６】
ここでは、検査効率を高めるために、高速自動探傷に使用される水浸式のタイプとされている。したがって、ワーク２７は水槽３１内に浸漬してあり、治具３２で保持されている。治具３２は上下方向に起立させた回転軸であり、軸２９を受け入れる支持孔３３が明けてある。軸状の治具３２は水槽３１の底部３４を貫通して、電動モータ３５によって回転させられるようになっている。こうするために、ケース３６内にウオータシールが取り付けられ、また軸受け筒３７内にはベアリングが設置してある。そして、電動モータ３５の回転力は、プーリ３８、３９間に掛けわたしたベルト４０によって、治具３２に伝えられている。なお、符号４１は水の液面を示している。
【００１７】
図６は、他の部品４２に対して第２のプローブ２１が接近している状態を示している。この部品４２は、図１のような深さのないタイプであり、円形部材４３と軸４４とが溶接部分４５で溶着してある。この円形部材４３の外周部は下方に伸びているので、探触子２３は横方向の移動だけで溶接部分４５に接近できる。この部品４２も、図示していないが、前述のような回転式の治具に保持されている。
【００１８】
支持フレーム１には、溶接状態の良否を表示するＣＲＴ４６、各種の設定値等を入力するキーボード４７およびこれらを作動させるコンピュータ４８が装備されている。なお、実際には図示していないが、プローブからの信号を波形の状態で表示する探傷器が設置されている。この探傷器の画面もＣＲＴ４６の近くに配置されている。
【００１９】
ワーク２２や４２を治具３２で保持するときには、図示していないが、基板４を片側へ退避させておいて、ロボットでワークを治具に供給するのであり、このような方法は一般的に使用されているもので、簡単に実施することができる。また、各種の導線が設置されているのであるが、それらの図示は省略してある。
【００２０】
以上に述べた実施形態の作動を説明する。ワーク２２を治具３２で保持し、その後、基板４を駆動モータ９を回転させて所定の箇所まで移動させる。それから駆動モータ１７の回転で、支持部材１３を下方に進出させ、第１のプローブ１９が図１の箇所に到達したらプローブ１９の進出は停止する。それに引き続いて、探触子２３から超音波ビームが溶接部分３０に外周側から放射されて、溶接状態が検査される。超音波ビームは、不健全な溶着箇所に当たると反射ビームとして検知され、また、健全な溶着箇所に当たるとそのまま透過して、異常検知はなされない。このような状態は、所定の波形として探傷器の画面に表示され、探傷器に入ったデータはコンピュータ４８で処理され、反射ビームの良否がＣＲＴ４８に表示される。
【００２１】
つぎに、第２のプローブ２１を使用するときを、図６にしたがって説明する。このプローブ２１は基板４に固定されているので、左右方向にのみ移動できる。したがって、ワークの上方に突出物がなく前述のような深さのない場合に使用される。このときには、あらかじめ第１のプローブ１９を上方に後退させて、プローブ１９が近隣の部材に干渉しないようにしておいてから、第２のプローブ２１を移動させるのである。
【００２２】
図７は、他の実施形態を示している。これは、前述の第１のプローブ１９に相当するものが２組設置され、前述の第２のプローブ２１に相当するものが１組設置されたもので、都合、３組のプローブが設置されたものである。一方、治具３２も、高さや太さの異なったものが複数個設置されている。このように構成することによって、種々なワークを最適の治具に保持し、かつ、最適のプローブを接近させて検査をおこなうことができる。したがって、１台の検査装置を大幅に多機能化することができて、設置スペ−スや設備費用、あるいは検査効率の向上において非常に有利となる。
【００２３】
図２において、ガイドレ−ル１２、１２を、たとえば４５度傾けて配置することによって、次のような作用効果がある。すなわち、ガイドレ−ル３、３で所定の位置にプローブを移動させ、その後、プローブを４５度の方向に進出させるのである。したがって、部品の夾角を成す「隅の部分」の溶接部分を検査することも可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、検査用のプローブをワークに接近させてワークの溶接状態や傷の有無を検査する形式のものにおいて、第１のプローブが支持部材に取り付けられ、この支持部材が基板に対して進退可能な状態で支持され、前記基板は支持部材の進退方向に対して異なった向きに進退可能な状態で静止部材に支持され、前記第１のプローブが検査するワークとは異なるタイプである他の部品のためのプローブが基板の側に取り付けられているものであるから、ワークに対応した一方のプローブは、二つの進退方向によって合成された任意の位置に移動させられ、被検査部品に対する最適位置に位置決めがなされる。また、基板の側に取り付けられた他の部品のためのプロ−ブは、一方向の移動でワークの被検査位置に接近して、検査機能が発揮される。
【００２５】
すなわち、深さのあるようなワークにおいては、プローブを２方向に移動させなければ、被検査箇所に接近できないのであるが、このような２種類の進退方向を付与することによって、複雑な形状の部品であっても、検査が可能になる。たとえば、前述の自動車用自動変速機の部品であると、溶接箇所は細い線状であるから、超音波ビーム等の照射は非常に細い照射ビームとなる。このようなビームを正確に照射するためには、プローブの移動精度を著しく高めなければならないのであるが、本発明のような方式であると、迅速にかつ正確にプローブ移動が果たせるのである。
【００２６】
基板の進退方向は支持部材の進退方向に対してほぼ直交する向きに設定されているから、両進退方向がほぼ直交していることによって、プローブは近隣の部材を避けながら移動目的箇所へ正確に到達させられる。
【００２７】
ワークは円形の形状部を有しているものであり、プローブをワークの被検査箇所に接近させた状態でワークを回転させるように構成したものであるから、ワークに円形部分があって、その箇所に被検査箇所がある場合には、上述のようにしてプローブを首尾よく目的箇所へ移動させ、その後は、ワークの回転によって所定の箇所を正確に検査するのである。そして、被検査箇所を円形とすることによって、静止プローブに対する回転という組み合わせによって、検査速度を高めて効率アップに寄与できる。
【００２８】
ワーク保持用の治具が複数個設置されているので、各々のワークは、大きさや形状が異なっていても、各種の治具でワークを保持することができ、検査装置としての汎用性を高めることができる。そして、このようにワークや治具が変更されても、前述のようなプローブの移動によって、正しい検査が行われる。このように構成することによって、種々なワークを最適の治具に保持し、かつ、最適のプローブを接近させて検査をおこなうことができる。したがって、１台の検査装置を大幅に多機能化することができて、設置スペ−スや設備費用、あるいは検査効率の向上において非常に有利となる。
【００２９】
支持部材の進退式支持や基板の進退式支持はガイドレ−ル方式の構造によってなされていることを特徴としている。したがって、支持部材や基板の進退支持が円滑にかつ正確になされる。また、両進退方向の交わる角度を、ワークの形状や設備が置かれる箇所などの環境に応じて、適宜、選定するのであり、これによってワークの形状が種々変化しても、プローブを検査局部にうまく接近させることができる。
【００３０】
プローブには超音波を放射する探触子が設置してあることを特徴としている。超音波式の検査手法においては、局部である探触子が被検査箇所に対して正しく対面しなければならないのであるが、上述のような構成を採用することによって、探触子の位置が正確に設定でき、この種の検査方式にとって好適である。超音波ビームは、溶接の規模によって極めて細いものとなるのであるが、前述のような構成作用によって、細いビームを目的の箇所に正確に放射することができて、検査精度を正確に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置全体の縦断側面図である。
【図２】図１のものの要部の正面図である。
【図３】ガイドレ−ル部分の断面図である。
【図４】他のガイドレ−ル部分の断面図である。
【図５】探触子の縦断側面図である。
【図６】第２のプローブの作動状態を示す部分的な正面図である。
【図７】他の実施形態を示す部分的な正面図である。
【符号の説明】
１９、２１      プローブ
２２、４２      ワーク
１３            支持部材
４              基板
２              静止部材
４２            他の部品
２８、４３      円形部材
３０、４５      被検査箇所
３２            治具
３、１２        ガイドレ−ル
２３            探触子
【図１】
0003688538.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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