(57)【要約】【課題】鋳造により形成された粗形材に対して、加工面を形成する前に、上記粗形材の後に該加工面となる領域およびその近傍に内部欠陥（例えば、鋳巣）が存在しているか否かを正確かつ高速に判別でき、上記粗形材が良品であるか不良品であるかの判別を良好に行うことが可能な鋳造粗形材検査装置および鋳造粗形材検査方法を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態は、粗形材にＸ線を照射することにより、ＸＹ座標系における、粗形材５の内部に存在する鋳巣の２次元座標情報と、ＹＺ座標系における、粗形材５の内部に存在する鋳巣の２次元座標情報とを取得し（ステップＳ１、Ｓ２）、これらの２次元座標情報から、粗形材５の内部に存在する鋳巣の３次元座標情報を取得する（ステップＳ３）。次いで、３次元座標情報上で仮想加工面を設定し（ステップＳ７）、該仮想加工面近傍の所定の領域に鋳巣があるか否かを判定する（ステップＳ９）。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗形材を保持するための保持手段と、
前記粗形材に対して第１の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第１の２次元座標情報を取得し、前記粗形材に対して該第１の方向とは異なる第２の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第２の２次元座標情報を取得する第１の取得手段と、
前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報から、前記粗形材の内部に存在する鋳巣の３次元座標を示す３次元座標情報を取得する第２の取得手段と、
前記３次元座標情報上で、後に加工面とすべき仮想加工面を設定する手段と、
前記３次元座標情報において、前記仮想加工面と前記粗形材内の鋳巣とを比較して、前記粗形材の、少なくとも前記仮想加工面を含む領域に鋳巣があるか否かを判定する手段であって、前記領域に存在する前記鋳巣が許容数よりも多い場合前記粗形材を不合格と判定し、前記領域に存在する前記鋳巣が前記許容数以下である場合前記粗形材を合格と判定する手段と
を備えることを特徴とする鋳造粗形材検査装置。
【請求項２】
前記第１の取得手段は、想定された３次元座標系の第１の軸および第２の軸からなる第１の２次元座標系における前記第１の２次元座標情報と、前記３次元座標系の前記第２の軸および第３の軸からなる第２の２次元座標系における前記第２の２次元座標情報とを取得することを特徴とする請求項１に記載の鋳造粗形材検査装置。
【請求項３】
前記第１の取得手段は、前記粗形材にＸ線を照射することにより、前記３次元座標系の前記第３の軸および前記第１の軸からなる第３の２次元座標系における、前記粗形材の投影像の第３の２次元座標情報をさらに取得し、
前記第２の取得手段は、前記第１、前記第２および前記第３の２次元座標情報に基づいて、前記３次元座標情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の鋳造粗形材検査装置。
【請求項４】
前記第１の取得手段は、
前記第１の軸に沿って配置された第１のＸ線発生部と、
前記第１の軸に沿って、前記第１のＸ線発生部から出射されたＸ線を入射するように配置された第１のＸ線検出部と、
前記第３の軸に沿って配置された第２のＸ線発生部と、
前記第３の軸に沿って、前記第２のＸ線発生部から出射されたＸ線を入射するように配置された第２のＸ線検出部と
を有することを特徴とする請求項２に記載の鋳造粗形材検査装置。
材検査装置。
【請求項５】
前記第１の取得手段は、前記保持手段を挟んで対向するＸ線発生部とＸ線検出部とを備え、
前記第１の取得手段は、前記Ｘ線検出部に対して前記保持手段が第１の角度に配置された状態で前記第１の２次元座標情報を取得し、前記Ｘ線検出部に対して前記保持手段が該第１の角度とは異なる第２の角度に配置された状態で前記第２の２次元座標情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の鋳造粗形材検査装置。
【請求項６】
前記判定手段により不合格と判定された場合、前記３次元座標情報上で、前記仮想加工面の位置を他の位置に一旦設定する手段と、
前記３次元座標情報において、前記一旦設定された仮想加工面上、および該一旦設定された仮想加工面から加工しろ側と反対側に向かった所定の距離の領域に存在する鋳巣が許容数以下である場合、前記仮想加工面を前記一旦設定された仮想加工面に変更する手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の鋳造粗形材検査装置。
【請求項７】
前記一旦設定する手段は、前記粗形材から加工面の形成に係る規格の公差により許容される範囲内で、前記仮想加工面の位置を他の位置に一旦設定することを特徴とする請求項７に記載の鋳造粗形材検査装置。
【請求項８】
粗形材を保持するための保持手段と、
前記粗形材に対して第１の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第１の２次元座標情報を取得し、前記粗形材に対して該第１の方向とは異なる第２の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第２の２次元座標情報を取得する第１の取得手段と、
前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報から、前記粗形材の内部に存在する鋳巣の３次元座標を示す３次元座標情報を取得する第２の取得手段と、
情報を格納可能な記憶手段と、
前記第２の取得手段により取得された前記３次元座標情報を前記記憶手段に格納する手段と
を備えることを特徴とする鋳造粗形材検査装置。
【請求項９】
粗形材に対して第１の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第１の２次元座標情報を取得し、前記粗形材に対して該第１の方向とは異なる第２の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第２の２次元座標情報を取得する第１の取得工程と、
前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報から、前記粗形材の内部に存在する鋳巣の３次元座標を示す３次元座標情報を取得する第２の取得工程と、
前記３次元座標情報上で、後に加工面とすべき仮想加工面を設定する工程と、
前記３次元座標情報において、前記仮想加工面と前記粗形材内の鋳巣とを比較して、前記粗形材の、少なくとも前記仮想加工面を含む領域に鋳巣があるか否かを判定する手段であって、前記領域に存在する前記鋳巣が許容数よりも多い場合前記粗形材を不合格と判定し、前記領域に存在する前記鋳巣が前記許容数以下である場合前記粗形材を合格と判定する工程と
を有することを特徴とする鋳造粗形材検査方法。
【請求項１０】
前記第１の取得工程は、想定された３次元座標系の第１の軸および第２の軸からなる第１の２次元座標系における前記第１の２次元座標情報と、前記３次元座標系の前記第２の軸および第３の軸からなる第２の２次元座標系における前記第２の２次元座標情報とを取得することを特徴とする請求項９に記載の鋳造粗形材検査方法。
【請求項１１】
前記第１の取得工程は、前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報において、前記第１の２次元座標系および前記第２の２次元座標系において重複する座標軸の座標値を比較して、前記重複する座標軸の座標値について同一の座標値がある場合、前記粗形材にＸ線を照射することにより、前記３次元座標系の前記第３の軸および前記第１の軸からなる第３の２次元座標系における、前記粗形材の投影像の第３の２次元座標情報をさらに取得し、
前記第２の取得工程は、前記第１、前記第２および前記第３の２次元座標情報に基づいて、前記３次元座標情報を取得することを特徴とする請求項１０に記載の鋳造粗形材検査方法。
【請求項１２】
前記第１の取得工程は、
前記第１の軸に沿って配置された第１のＸ線発生部から出射されたＸ線を前記粗形材を透過させて、前記第１の軸に沿って配置された第１のＸ線検出部に入射させることにより、前記第１の２次元座標情報を取得し、
前記第３の軸に沿って配置された第２のＸ線発生部から出射されたＸ線を前記粗形材を透過させて、前記第３の軸に沿って配置された第２のＸ線検出部に入射させることにより、前記第２の２次元座標情報を取得することを特徴とする請求項１０に記載の鋳造粗形材検査方法。
【請求項１３】
前記第１の取得工程は、Ｘ線を検出するためのＸ線検出部に対して前記粗形材が第１の角度に配置された状態で前記第１の２次元座標情報を取得し、前記Ｘ線検出部に対して前記粗形材が該第１の角度とは異なる第２の角度に配置された状態で前記第２の２次元座標情報を取得することを特徴とする請求項９に記載の鋳造粗形材検査方法。
【請求項１４】
前記判定手段により不合格と判定された場合、前記３次元座標情報上で、前記仮想加工面の位置を他の位置に一旦設定する工程と、
前記３次元座標情報において、前記一旦設定された仮想加工面上、および該一旦設定された仮想加工面から加工しろ側と反対側に向かった所定の距離の領域に存在する鋳巣が許容数以下である場合、前記仮想加工面を前記一旦設定された仮想加工面に変更する工程と
をさらに有することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の鋳造粗形材検査方法。
【請求項１５】
前記一旦設定する工程は、前記粗形材から加工面の形成に係る規格の公差により許容される範囲内で、前記仮想加工面の位置を他の位置に一旦設定することを特徴とする請求項１４に記載の鋳造粗形材検査方法。
【請求項１６】
Ｘ線発生手段から出射され粗形材を透過してＸ線検出手段にて検出された情報から前記粗形材の内部に存在する鋳巣を検査する検査装置であって、
前記粗形材に対して第１の方向からＸ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御することによって、前記Ｘ線検出手段から前記粗形材の投影像の第１の２次元座標情報を取得し、前記粗形材に対して該第１の方向とは異なる第２の方向からＸ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御することによって、前記Ｘ線検出手段から前記粗形材の投影像の第２の２次元座標情報を取得する第１の取得手段と、
前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報から、前記粗形材の内部に存在する鋳巣の３次元座標を示す３次元座標情報を取得する第２の取得手段と、
前記３次元座標情報上で、後に加工面とすべき仮想加工面を設定する手段と、
前記３次元座標情報において、前記仮想加工面と前記粗形材内の鋳巣とを比較して、前記粗形材の、少なくとも前記仮想加工面を含む領域に鋳巣があるか否かを判定する手段であって、前記領域に存在する前記鋳巣が許容数よりも多い場合前記粗形材を不合格と判定し、前記領域に存在する前記鋳巣が前記許容数以下である場合前記粗形材を合格と判定する手段と
を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項１７】
前記第１の取得手段は、前記Ｘ線発生手段を制御して、前記Ｘ線検出手段から、想定された３次元座標系の第１の軸および第２の軸からなる第１の２次元座標系における前記第１の２次元座標情報と、前記３次元座標系の前記第２の軸および第３の軸からなる第２の２次元座標系における前記第２の２次元座標情報とを取得することを特徴とする請求項１６に記載の検査装置。
【請求項１８】
前記第１の取得手段は、
前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報において、前記第１の２次元座標系および前記第２の２次元座標系において重複する座標軸の座標値を比較して、前記重複する座標軸の座標値について同一の座標値があるか否かを判定する手段と、
前記同一の座標値があると判定される場合は、前記Ｘ線発生手段を制御して、前記Ｘ線検出手段から、前記３次元座標系の前記第３の軸および前記第１の軸からなる第３の２次元座標系における、前記粗形材の投影像の第３の２次元座標情報を取得する手段とをさらに有し、
前記第２の取得手段は、前記第１、前記第２および前記第３の２次元座標情報に基づいて、前記３次元座標情報を取得することを特徴とする請求項１７に記載の検査装置。
【請求項１９】
前記第１の取得手段は、前記Ｘ線検出手段に対して前記粗形材が第１の角度に配置された状態で前記第１の２次元座標情報を取得し、前記Ｘ線検出手段に対して前記粗形材が該第１の角度とは異なる第２の角度に配置された状態で前記第２の２次元座標情報を取得することを特徴とする請求項１６に記載の検査装置。
【請求項２０】
前記判定手段により不合格と判定された場合、前記３次元座標情報上で、前記仮想加工面の位置を他の位置に一旦設定する手段と、
前記３次元座標情報において、前記一旦設定された仮想加工面上、および該一旦設定された仮想加工面から加工しろ側と反対側に向かった所定の距離の領域に存在する鋳巣が許容数以下である場合、前記仮想加工面を前記一旦設定された仮想加工面に変更する手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項２１】
前記一旦設定する手段は、前記粗形材から加工面の形成に係る規格の公差により許容される範囲内で、前記仮想加工面の位置を他の位置に一旦設定することを特徴とする請求項２０に記載の検査装置。
【請求項２２】
Ｘ線発生手段から出射され粗形材を透過してＸ線検出手段にて検出された情報から前記粗形材の内部に存在する鋳巣を検査する検査装置であって、
前記粗形材に対して第１の方向からＸ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御することによって、前記Ｘ線検出手段から前記粗形材の投影像の第１の２次元座標情報を取得し、前記粗形材に対して該第１の方向とは異なる第２の方向からＸ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御することによって、前記Ｘ線検出手段から前記粗形材の投影像の第２の２次元座標情報を取得する第１の取得手段と、
前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報から、前記粗形材の内部に存在する鋳巣の３次元座標を示す３次元座標情報を取得する第２の取得手段と、
情報を格納可能な記憶手段と、
前記第２の取得手段により取得された前記３次元座標情報を前記記憶手段に格納する手段と
を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２３】
コンピュータを請求項１６乃至２２のいずれか一項に記載の検査装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２４】
コンピュータにより読み出し可能なプログラムを格納した記憶媒体であって、請求項２３に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造粗形材検査装置および鋳造粗形材検査方法に関し、より詳細には、Ｘ線を用いて、鋳造により形成された粗形材の内部に存在する欠陥（例えば、鋳巣）を検出する鋳造粗形材検査装置および鋳造粗形材検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋳造品中の鋳巣等の内部欠陥を抽出するために、Ｘ線ＣＴの断層画像群から鋳造品のポリゴン（ＳＴＬ）モデルを形成し、該ＳＴＬモデルから鋳造品内の空洞に該当する部分を識別し、鋳造品の内部欠陥検査の助けとなる情報をユーザに提供する識別支援装置が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、識別支援装置は、上記ＳＴＬモデルをディスプレイ装置に表示し、該ＳＴＬモデル上でユーザに外表面に該当するポリゴンを指定させる。すなわち、ＳＴＬモデルにおいてユーザが外表面ポリゴンを指定し、その連結成分を、鋳造品の外表面として全て抽出する。識別支援装置は、上記ＳＴＬモデルにおいて、ユーザによって外表面として抽出されなかったポリゴンを内部の空洞（内部欠陥）に対応するポリゴンと認識する。そして、識別支援装置は、外表面として指定されたポリゴンを半透明に設定し、空洞として認識されたポリゴンを目立ちやすい色に設定し、それら上記ディスプレイ装置に表示して、鋳造品内部にある鋳巣等の内部欠陥をユーザが明確に視認できるようにする。このようにして作成された３次元表示により、ユーザが内部欠陥の数や個々の位置、形状、大きさなどを把握する。
【０００３】
非特許文献１には、Ｘ線ＣＴを用いて非破壊でワーク（測定対象物）をスキャンし、スキャン結果をＣＡＤモデルやマスタワークと形状比較することが開示されている。この非特許文献１では、上記形状比較により得られた形状誤差をフィードバックする等して、金型開発リードタイムを短縮化が提案されている。
【０００４】
非特許文献２には、鋳造品を切断することなく金型修正を効率良く行うために、高エネルギーＸ線ＣＴスキャナにより得られたＣＴ画像からポリゴンモデルである３Ｄモデルを作成することが開示されている。該非特許文献２には、３Ｄモデルのデータ量を実用的な範囲にとどめながら、高速処理と高精度化を同時に実現する方法として、パソコン複数台で並列にデータ処理するＰＣクラスタを用い、並列処理により莫大なデータを分散し、３Ｄモデルのデータ量を面数削減処理により低減することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４１４４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】宿利  浩章、「Ｘ線ＣＴ装置による非破壊寸法計測」、型技術、２０１１年８月号、ｐ．０３２−０３６
【非特許文献２】石井  博行、他２名、「Ｘ線ＣＴを活用した３次元形状計測」、精密工学会誌、Ｖｏｌ．６９、Ｎｏ．４、２００３、ｐ．４７３−４７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、特許文献１に開示された技術は、鋳造品の内部の鋳巣（内部欠陥）をユーザが作業しやすくするために、ディスプレイ装置に表示されるＳＴＬモデルの外表面を半透明にして、内部の鋳巣に色を付け立体的に見やすくし、ユーザの判定を支援するシステムである。判定に関しては、基本はユーザが、ディスプレイ装置に表示された３次元表示から欠陥の数や個数、形状を判定する。しかしながら、ユーザが目視で直感的に大きさ等で鋳巣を判断すると、人による良不良基準のバラツキが発生したり、鋳巣を見落としたりしてしまう恐れがある。また、禁止領域を設けて、そこに鋳巣が存在する場合を不良とすることもあるが、鋳造粗材は形状のバラツキが大きいため禁止領域の設定が返って良品を不良にしたり、逆に、不良を良品にしてしまう問題が発生する。
【０００８】
非特許文献１は、Ｘ線ＣＴメーカによるＸ線ＣＴ装置の機能を解説するものであり、その機能例として、スキャンにより得られたデータの形状比較や金型開発リードタイム短縮の事例が記載されているのみである。また、非特許文献２は、高エネルギーＸ線ＣＴ装置の開発、および短時間での高精度な３Ｄモデルの作成がメインの解説記事であり、適用事例として金型修正においてＣＡＤとＣＴデータとを比較して、形状のズレなどを確認することや、ＣＡＥの精度向上に活用することが記載されているが、それらの可能性が有ると言うだけで具体的手段を示していない。このように、非特許文献１、２では、金型の修正への適用が開示されており、鋳造品内部の鋳巣を抽出し、測定対象物の良品、不良品の判定は想定されていない。
【０００９】
さて、粗形材の鋳巣による不良品においては、ほとんどが粗形材の内部に鋳巣が発生しているため、目視検査では検査する事ができない。従って、従来、この鋳巣不良は、粗形材の形成工程の後工程になる、加工面を形成するための加工工程により加工面が出現するまで分からない。すなわち、加工前の粗形材においては後に加工面となる領域は粗形材の内部にあり露出していないので、上記後に加工面になる領域に鋳巣が存在しても目視では分からず、加工工程により加工面が露出して初めて加工面上に鋳巣が存在していることが分かるのである。この時点で対象となる粗形材が不良であることが認識され、廃棄されることになる。よって、粗形材における、後に加工面となる領域に鋳巣がある場合、加工面が出現した時に初めて該加工面上に鋳巣があり不良であると認識されるので、加工面を形成するための加工に要した時間・エネルギー・工数がこの時点で無駄になってしまう。
【００１０】
なお、本明細書において、「加工面」とは、粗形材といった加工対象物の加工しろを除去して露出した面を指す。
【００１１】
このような無駄な労力を抑制するためには、加工面を形成する加工前に非破壊で粗形材に対して全数検査を行う必要がある。しかしながら、特許文献１の技術では、鋳造品の内部計測にＸ線ＣＴ装置を用いているため、計測に膨大な時間がかかる。よって、１個計測するのに何時間もかかり、インラインでの全数検査は現実的ではない。また、特許文献１、非特許文献１、および非特許文献２に開示されたＸ線ＣＴによる計測の狙い・用途は、鋳造品の内部に鋳巣があるか否かの検査や金型の検査であり、粗形材の内部に存在する、後に加工面となる領域上に発生する鋳巣の検査を想定していない。従って、加工後に露出した加工面に発生する鋳巣の検査に適用できない。
【００１２】
また、上記加工工程で検出された鋳巣不良は、あくまで加工面に存在する鋳巣によるものであるので、加工面を露出させれば発見することができる。しかしながら、鋳巣には、加工面の僅か下に存在し、加工面が露出しても目視では発見できず、一般ユーザの使用段階でその加工面の薄皮が剥がれてから表面に露出するものもある。このような鋳巣は、加工面形成段階では発見することができず、製造者の手を離れてから製品の表面に出現することになり、上述のように薄皮が剥がれて出現するこのような鋳巣により、加工面形成時には想定されなかった機能不良が起こる可能性があり、市場クレームの原因となる。
【００１３】
上述のように、特許文献１に開示された技術によれば、粗形材の内部に存在する鋳巣を判別することはできるが、その判別を人が行っているため、上述のように、本来は鋳巣であるものが鋳巣と判断されなかったり、鋳巣が見落とされてしまうことがある。よって、加工面形成前において粗形材の内部の後に加工面となる領域やその僅かに下の領域に鋳巣が存在しているのにも関わらず、それら鋳巣が存在していないと判断されて、加工面の形成のための加工工程が行われてしまう。すなわち、無駄な加工工程を行ったり、加工面のわずか下に鋳巣が存在している製品の出荷に繋がったりしてしまう。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、鋳造により形成された粗形材に対して、加工面を形成する前に、上記粗形材の後に該加工面となる領域およびその近傍に内部欠陥（例えば、鋳巣）が存在しているか否かを正確かつ高速に判別でき、上記粗形材が良品であるか不良品であるかの判別を良好に行うことが可能な鋳造粗形材検査装置および鋳造粗形材検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、鋳造粗形材検査装置であって、粗形材を保持するための保持手段と、前記粗形材に対して第１の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の２次元座標情報を取得し、前記粗形材に対して該第１の方向とは異なる第２の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第２の２次元座標情報を取得する第１の取得手段と、前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報から、前記粗形材の内部に存在する鋳巣の３次元座標を示す３次元座標情報を取得する第２の取得手段と、前記３次元座標情報上で、後に加工面とすべき仮想加工面を設定する手段と、前記３次元座標情報において、前記仮想加工面と前記粗形材内の鋳巣とを比較して、前記粗形材の、少なくとも前記仮想加工面を含む領域に鋳巣があるか否かを判定する手段であって、前記領域に存在する前記鋳巣が許容数よりも多い場合前記粗形材を不合格と判定し、前記領域に存在する前記鋳巣が前記許容数以下である場合前記粗形材を合格と判定する手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２の態様は、鋳造粗形材検査装置であって、粗形材を保持するための保持手段と、前記粗形材に対して第１の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第１の２次元座標情報を取得し、前記粗形材に対して該第１の方向とは異なる第２の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第２の２次元座標情報を取得する第１の取得手段と、前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報から、前記粗形材の内部に存在する鋳巣の３次元座標を示す３次元座標情報を取得する第２の取得手段と、所定の情報が格納される記憶手段と、前記第２の取得手段により取得された前記３次元座標情報を前記記憶手段に格納する手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第３の態様は、鋳造粗形材検査方法であって、粗形材に対して第１の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第１の２次元座標情報を取得し、前記粗形材に対して該第１の方向とは異なる第２の方向からＸ線を照射することにより前記粗形材の投影像の第２の２次元座標情報を取得する第１の取得工程と、前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報から、前記粗形材の内部に存在する鋳巣の３次元座標を示す３次元座標情報を取得する第２の取得工程と、前記３次元座標情報上で、後に加工面とすべき仮想加工面を設定する工程と、前記３次元座標情報において、前記仮想加工面と前記粗形材内の鋳巣とを比較して、前記粗形材の、少なくとも前記仮想加工面を含む領域に鋳巣があるか否かを判定する手段であって、前記領域に存在する前記鋳巣が許容数よりも多い場合前記粗形材を不合格と判定し、前記領域に存在する前記鋳巣が前記許容数以下である場合前記粗形材を合格と判定する工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第４の態様は、Ｘ線発生手段から出射され粗形材を透過してＸ線検出手段にて検出された情報から前記粗形材の内部に存在する鋳巣を検査する検査装置であって、前記粗形材に対して第１の方向からＸ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御することによって、前記Ｘ線検出手段から、前記粗形材の投影像の第１の２次元座標情報を取得し、前記粗形材に対して該第１の方向とは異なる第２の方向からＸ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御することによって、前記Ｘ線検出手段から、前記粗形材の投影像の第２の２次元座標情報を取得する第１の取得手段と、前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報から、前記粗形材の内部に存在する鋳巣の３次元座標を示す３次元座標情報を取得する第２の取得手段と、前記３次元座標情報上で、後に加工面とすべき仮想加工面を設定する手段と、前記３次元座標情報において、前記仮想加工面と前記粗形材内の鋳巣とを比較して、前記粗形材の、少なくとも前記仮想加工面を含む領域に鋳巣があるか否かを判定する手段であって、前記領域に存在する前記鋳巣が許容数よりも多い場合前記粗形材を不合格と判定し、前記領域に存在する前記鋳巣が前記許容数以下である場合前記粗形材を合格と判定する手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第５の態様は、Ｘ線発生手段から出射され粗形材を透過してＸ線検出手段にて検出された情報から前記粗形材の内部に存在する鋳巣を検査する検査装置であって、前記粗形材に対して第１の方向からＸ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御することによって、前記Ｘ線検出手段から、前記粗形材の投影像の第１の２次元座標情報を取得し、前記粗形材に対して該第１の方向とは異なる第２の方向からＸ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御することによって、前記Ｘ線検出手段から、前記粗形材の投影像の第２の２次元座標情報を取得する第１の取得手段と、前記第１の２次元座標情報および前記第２の２次元座標情報から、前記粗形材の内部に存在する鋳巣の３次元座標を示す３次元座標情報を取得する第２の取得手段と、所定の情報が格納される記憶手段と、前記第２の取得手段により取得された前記３次元座標情報を前記記憶手段に格納する手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、鋳造により形成された粗形材に対して、加工面を形成する前に、上記粗形材の後に該加工面となる領域およびその近傍に内部欠陥が存在しているか否かを正確かつ高速に判別できる。従って、多数の粗形材をインラインで全数検査することができる。また、上記粗形材が良品であるか不良品であるかの判別を良好に行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る粗形材の検査装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る回転可能に構成された粗形材を保持する保持部の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態における制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る、想定された３次元における第１の軸および第２の軸からなる２次元における、鋳巣の２次元座標を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る、想定された３次元における第２の軸および第３の軸からなる２次元における、鋳巣の２次元座標を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る、想定された３次元における第３の軸および第１の軸からなる２次元における、鋳巣の２次元座標を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る粗形材の検査の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る特殊な鋳巣の判別を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る粗形材の内部に鋳巣があるか否かの判定を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る仮想加工面の再設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る仮想加工面の再設定を説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る仮想加工面の再設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態に係る仮想加工面の再設定を説明するための図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る粗形材の検査装置を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る回転可能に構成された粗形材を保持する保持部の斜視図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る、粗形材の回転前後における鋳巣の２次元座標を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る、粗形材の回転前後における鋳巣の位置関係を説明するための図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る粗形材の検査の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る粗形材の検査装置を示す模式図である。
図１において、検査装置１は、Ｘ線発生部２ａと、該Ｘ線発生部２ａから発生され、粗形材５を透過したＸ線投影像の２次元の座標情報（Ｘ軸、Ｙ軸からなる２次元の２次元座標情報）を検出するＸ線検出部２ｂと、Ｘ線発生部３ａと、該Ｘ線発生部３ａから発生され、粗形材５を透過したＸ線投影像の２次元の座標情報（Ｙ軸、Ｚ軸からなる２次元の２次元座標情報）を検出するＸ線検出部３ｂと、測定対象の粗形材５を保持し、該粗形材５の保持面をＸ軸を中心に９０°回転可能に構成された保持部４とを備えている。
【００２４】
本実施形態では、図１に示すように互いに直交しているＸＹＺ軸の３次元を想定し、Ｚ軸方向に沿ってＸ線発生部２ａおよびＸ線検出部２ｂが配置され、Ｘ軸方向に沿ってＸ線発生部３ａおよびＸ線検出部３ｂが配置されている。すなわち、検査装置１は、Ｘ線発生部２ａとＸ線検出部２ｂとを有する第１の透過型Ｘ線装置、およびＸ線発生部３ａとＸ線検出部３ｂとを有する第２の透過型Ｘ線装置を互いのＸ線光軸が垂直になるように配置した構造であって、Ｘ線検出部２ｂにより、想定された３次元のうち第１の軸および第２の軸からなる２次元座標系における粗形材５内の鋳巣の２次元座標情報（図１ではＸＹ座標系の２次元座標情報）を取得し、Ｘ線検出部３ｂにより、上記想定された３次元のうち第２の軸および第３の軸からなる２次元座標系における粗形材５内の鋳巣の２次元座標情報（図１ではＹＺ座標系の２次元座標情報）を取得する構造である。
【００２５】
また、本実施形態では、図２に示すように、保持部４は、粗形材５を固定可能に構成された保持面４ａを有し、該保持面４ａをＸ軸周りに９０°回転可能に構成されている。従って、粗形材５の配置位置を、粗形材５の面５ａがＸ線検出部２ｂの検出面と対向する第１の位置（初期の配置）から粗形材５の面５ｂがＸ線検出部２ｂの検出面と対向する第２の位置に変更することができる。この回転は、Ｚ軸周りであっても良い。すなわち、保持部４は、Ｘ線検出部２ｂ、３ｂに対向していない面５ｂを、Ｘ線検出部２ｂまたは３ｂに対向するように粗形材５を回転させる。第２の位置では、上記初期の配置状態である第１の位置状態においてはＺＸ平面に対応する面５ｂをＸ線検出部２ｂに対向させて、鋳巣の２次元座標情報を取得する。第２の位置においても、図１中の座標系ではＸＹ座標系の２次元座標情報を取得することになるが、粗形材５とＸ線発生部２ａおよびＸ線検出部２ｂとの位置関係で言えば、Ｘ線発生部２ａおよびＸ線検出部２ｂを固定し、保持部４（すなわち、粗形材５）をＸ軸の周りに９０°回転させることは、保持部４（粗形材５）を固定し、Ｘ線発生部２ａおよびＸ線検出部２ｂをＸ軸の周りに９０°回転させることと等価である。よって、第２の位置では、Ｘ線検出部２ｂは、上記第１の位置状態における、上記想定された３次元のうち第３の軸および第１の軸からなる２次元座標系における粗形材５内の鋳巣の２次元座標情報（図１ではＺＸ座標系の２次元座標情報）を取得することになる。
なお、上記第２の位置では、保持部４もＸ線発生部２ａとＸ線検出部２ｂとの間に位置されるので、保持部４としては、Ｘ線を透過する材料を用いれば良い。
【００２６】
空気と粗形材とではＸ線の吸収率が大きく異なるため、Ｘ線検出部２ｂ、３ｂは、Ｘ線の検出量が大きく異なる箇所を粗形材内部の鋳巣（内部欠陥）として検出することができる。よって、例えば、Ｘ線検出部２ｂは、図４に示されるように、ＸＹ座標系の２次元座標において、鋳巣の２次元座標を検出し、該検出された２次元座標情報を後述する制御装置１０に送信する。同様に、Ｘ線検出部３ｂは、図５に示されるように、ＹＺ座標系の２次元座標において、鋳巣の２次元座標を検出し、該検出された２次元座標情報を制御装置１０に送信する。また、保持部４が回転されて面５ｂがＸ線検出部２ａと対向する場合、Ｘ線検出部２ａが、図６に示されるように、上記第１の位置におけるＺＸ座標系の２次元座標において、鋳巣の２次元座標を検出し、該検出された２次元座標情報を制御装置１０に送信する。
【００２７】
図３は、本実施形態の検査装置１における制御系の概略構成を示すブロック図である。  
制御装置１０は、検査装置１全体を制御する制御手段としての制御部である。この制御装置２０は、種々の演算、制御、判別などの処理動作を実行するＣＰＵ１１、およびこのＣＰＵ１１によって実行される様々な制御プログラム（例えば、図７、１０に示すプログラム）などを格納するＲＯＭ１２を有する。また、制御装置１０は、ＣＰＵ１１の処理動作中のデータや入力データなどを一時的に格納するＲＡＭ１３、およびフラッシュメモリやＳＲＡＭ等の不揮発性メモリ１４などを有する。制御装置１０には、入力操作部１５および表示部１６が接続されている。入力操作部１５は、所定の指令あるいはデータなどを入力するキーボードあるいは各種スイッチなどを含む。表示部１６は、検査装置１の入力・設定状態などをはじめとする種々の表示を行う。さらに、制御装置１０には、Ｘ線発生部２ａ、３ａ、およびＸ線検出部２ｂ、３ｂが電気的に接続されているので、制御装置１０と、Ｘ線発生部２ａ、３ａ、およびＸ線検出部２ｂ、３ｂとの間で所定の情報のやり取りが可能である。
【００２８】
図７は、本実施形態に係る粗形材の検査の処理手順を示すフローチャートである。  
まずは、測定対象となる粗形材５を保持部４上に配置する。ステップＳ１では、ユーザが入力操作部１５を介して検査開始の指示および測定対象の粗形材を特定する特定情報（例えば、粗形材の種類（サイズ、形状など））を入力すると、制御装置１０は、該入力された特定情報をＲＡＭ１３に格納する。なお、本実施形態では、測定対象の粗形材の形状は直方体であり、該直方体の一面に加工面を形成する外面加工について例示する。よって、特定情報によって、検査装置１は、測定対象の粗形材が直方体であり、外面加工であることを認識できる。
【００２９】
ステップＳ１では、制御装置１０は、Ｘ線発生部２ａにＸ線を出射させるためのコマンドを送信し、Ｘ線発生部２ａに第１の位置にある粗形材５に対してＸ線を照射させ、Ｘ線検出部２ｂからＸＹ座標系における鋳巣の２次元座標情報（例えば、図４に示す２次元座標情報）を取得する。上記コマンドにより、Ｘ線発生部２ａは粗形材５に対してＸ線を照射し、該粗形材５を透過したＸ線は、Ｘ線検出部２ｂに入射する。該入射により、Ｘ線検出部２ｂは、粗形材５のＸＹ座標系における鋳巣の２次元座標を検出し、該２次元座標情報を制御装置１０に送信する。制御装置１０は、Ｘ線検出部２ｂから受信した２次元座標情報から、粗形材の内部に存在する各鋳巣の、ＸＹ座標系における２次元位置（２次元座標）を特定することができる。
【００３０】
ステップＳ２では、制御装置１０は、Ｘ線発生部３ａにＸ線を出射させるためのコマンドを送信し、Ｘ線発生部３ａに粗形材５に対してＸ線を照射させ、Ｘ線検出部３ｂからＹＺ座標系における鋳巣の２次元座標情報（例えば、図５に示す２次元座標情報）を取得する。上記コマンドにより、Ｘ線発生部３ａは粗形材５に対してＸ線を照射し、該粗形材５を透過したＸ線は、Ｘ線検出部３ｂに入射する。該入射により、Ｘ線検出部３ｂは、粗形材５のＹＺ座標系における鋳巣の２次元座標を検出し、該２次元座標情報を制御装置１０に送信する。制御装置１０は、Ｘ線検出部３ｂから受信した２次元座標情報から、粗形材の内部に存在する各鋳巣の、ＹＺ座標系における２次元位置（２次元座標）を特定することができる。
【００３１】
ステップＳ３では、制御装置１０は、ステップＳ１にて取得したＸＹ座標系の鋳巣の２次元座標情報およびステップＳ２にて取得したＹＺ座標系の鋳巣の２次元座標情報に基づいて、ＸＹＺ座標系における各鋳巣の３次元座標情報を取得する。すなわち、制御装置１０は、ＸＹ座標系の鋳巣の２次元座標情報およびＹＺ座標系における鋳巣の２次元座標情報に基づいて、ＸＹ座標系における各鋳巣の２次元座標（ｘ、ｙ）からＹ軸の座標値ｙと、ＹＺ座標系における各鋳巣の２次元座標（ｙ、ｚ）からＹ軸の座標値ｙとが同一になる２次元座標（ｘ、ｙ）、（ｙ、ｚ）を抽出し、該抽出された各軸に対応する座標値ｘ、ｙ、ｚを３次元座標系の座標値とすることで３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）を取得する。このようにすることで、制御装置１０は、粗形材の内部に存在する各鋳巣の、ＸＹＺ座標系における３次元位置（３次元座標）を特定することができる。
【００３２】
例えば、図４における鋳巣４１と、図５における鋳巣５１とが同一の鋳巣であり、鋳巣４１の２次元座標が（ｘ１、ｙ１）であり、鋳巣５１の２次元座標が（ｙ１、ｚ１）であるとする。制御装置１０は、ＸＹ座標系における２次元座標情報およびＹＺ座標系における２次元座標情報からＹ軸の座標値が同一である鋳巣４１および鋳巣５１を抽出し、それらの座標値であるｘ１、ｙ１、ｚ１をこの鋳巣の３次元座標値として設定する。これにより、ＸＹ座標軸では鋳巣４１で特定され、ＹＺ座標軸では鋳巣５１で特定された鋳巣の３次元座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を取得する。このように、本実施形態では、制御装置１０は、取得された２次元座標情報において、２次元座標情報の取得対象の２つの２次元座標系（本実施形態では、ＸＹ座標系およびＹＺ座標系）において重複する軸（本実施形態ではＹ軸）の座標値を比較し、上記２つの２次元座標系において、上記重複する軸の同一の座標値を有する２次元座標を抽出し、該抽出された２次元座標の各軸の座標値を対応する鋳巣の３次元座標に設定する。
【００３３】
ステップＳ４では、制御装置１０は、ステップＳ１にて取得したＸＹ座標系の鋳巣の２次元座標情報およびステップＳ２にて取得したＹＺ座標系の鋳巣の２次元座標情報に基づいて、全ての鋳巣の３次元座標情報が取得できたか否かを判定する。  
本実施形態では、ステップＳ１やステップＳ２で取得された２次元座標情報において、Ｙ座標値が同じ鋳巣がある場合、このままでは３次元座標を取得できない。例えば、図８（ａ）に示すように、ＸＹ座標系の鋳巣の２次元座標として、該ＸＹ座標系における鋳巣８１（ｘ２、ｙ２）、鋳巣８２（ｘ３（ｘ２＜ｘ３）、ｙ２）が特定された場合、ＹＺ座標系における座標値ｙ２に対応する鋳巣は、ＹＺ座標系における鋳巣８３（ｚ２、ｙ２）および鋳巣８４（ｚ３（ｚ２＜ｚ３）、ｙ２）と２つ存在しており、鋳巣８１、８２がそれぞれ、鋳巣８３、８４のどちらに対応するのか判別できない。よって、制御装置１０は、ステップＳ１にて取得したＸＹ座標系の鋳巣の２次元座標情報にて特定される鋳巣の２次元座標（ｘ、ｙ）において、Ｙ軸の座標値が同一となる鋳巣の２次元座標があるか否かを判定する。この判定では、ステップＳ２にて取得したＹＺ座標系の鋳巣の２次元座標情報にて特定される鋳巣の２次元座標（ｙ、ｚ）について行っても良い。制御装置１０は、Ｙ軸の座標値が同一となる鋳巣の２次元座標がある場合は、ステップＳ５に進み、無い場合は、ステップＳ７に進む。
【００３４】
なお、ステップＳ４では、制御装置１０は、ＸＹ座標系における鋳巣の２次元座標情報において、Ｙ軸の座標が同一であると判定された鋳巣の２次元座標（“要特殊処理２次元座標”とも呼ぶ）を抽出し、ＲＡＭ１３に保持しておく。
【００３５】
ステップＳ５では、制御装置１０は、保持部４に対して保持面４ａをＸ軸周りに９０°回転させるコマンドを送信し、かつＸ線発生部２ａにＸ線を出射させるためのコマンドを送信し、Ｘ線発生部２ａに、回転して第２の位置にある粗形材５に対してＸ線を照射させ、Ｘ線検出部２ｂからＺＸ座標系における鋳巣の２次元座標情報（例えば、図６に示す２次元座標情報）を取得する。上記コマンドにより、Ｘ線発生部２ａは、第１の位置における粗形材５のＺＸ面がＸ線検出部２ｂに対向した粗形材５に対してＸ線を照射し、該粗形材５を透過したＸ線は、Ｘ線検出部２ｂに入射する。該入射により、Ｘ線検出部２ｂは、粗形材５の、第１の位置におけるＺＸ座標系における鋳巣の２次元座標を検出し、該２次元座標情報を制御装置１０に送信する。制御装置１０は、Ｘ線検出部２ｂから受信した２次元座標情報から、粗形材の内部に存在する各鋳巣の、ＺＸ座標系における２次元位置（２次元座標（例えば、図６の符号６１））を特定することができる。
【００３６】
ステップＳ６では、制御装置１０は、ステップＳ１にて取得したＸＹ座標系の鋳巣の２次元座標情報およびステップＳ２にて取得したＹＺ座標系の鋳巣の２次元座標情報に加えて、ステップＳ５にて取得したＺＸ座標系の鋳巣の２次元座標情報に基づいて、ステップステップＳ４にて３次元座標情報が得られなかった鋳巣の３次元座標情報を取得する。  
制御装置１０は、ＲＡＭ１３に保持された要特殊処理２次元座標を読み出し、ステップＳ５にて取得されたＺＸ座標系における２次元座標情報から、要特殊処理２次元座標（ｘ、ｙ）のｘ座標値と一致するｘ座標値を有する２次元座標（ｘ、ｚ）を抽出し、該抽出された各軸に対応する座標値ｘ、ｙ、ｚを３次元座標系の座標値とすることで３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）を取得する。このようにすることで、制御装置１０は、Ｓ４にて３次元座標が得られなかった鋳巣の、ＸＹＺ座標系における３次元位置（３次元座標）を特定する。
【００３７】
例えば、図８（ｃ）の、ＺＸ座標系における鋳巣８５の２次元座標が（ｘ２、ｚ２）であり、鋳巣８６の２次元座標が（ｘ３、ｚ３）である場合、制御装置１０は、ステップＳ５にて取得されたＺＸ座標系における鋳巣の２次元座標の各々から、図８（ａ）に示すＸＹ座標系における、Ｙ軸の座標値が同一となる鋳巣の２次元座標を有する鋳巣８１、８２（要特殊処理２次元座標）の各々のｘ座標値を有するＺＸ座標系における２次元座標（ＺＸ座標系における鋳巣）を抽出する。すなわち、制御装置１０は、ステップＳ５にて取得されたＺＸ座標系における鋳巣の２次元座標の各々から、鋳巣８１のｘ座標値であるｘ２を有する鋳巣８５を抽出し、鋳巣８１、８５の座標値から（ｘ２、ｙ２、ｚ２）を対応する鋳巣の３次元座標として設定する。同様に、制御装置１０は、ステップＳ５にて取得されたＺＸ座標系における鋳巣の２次元座標の各々から、鋳巣８２のｘ座標値であるｘ３を有する鋳巣８６を抽出し、鋳巣８２、８６の座標値から（ｘ３、ｙ２、ｚ３）を対応する鋳巣の３次元座標として設定する。このようにして、要特殊処理２次元座標であった鋳巣８１、８２についても、改めて取得されたＺＸ座標系の２次元座標情報を考慮することにより、３次元座標を設定することができる。
【００３８】
ステップＳ７では、上述のようにして得られた鋳巣の３次元座標情報において、後に加工面とすべき仮想加工面を設定する。図９において、加工前の粗形材５は、加工面形成後の本体となる領域（“加工後粗形材”とも呼ぶ）９１と、加工面形成時に除去される領域である加工しろ９２とを含む。符号９３が加工前の粗形材５の内部に仮想的に設定させる仮想加工面である。本実施形態では、様々な特定情報に対応する、仮想加工面の３次元座標系における３次元座標情報（仮想加工面情報）を各々の特定情報に関連付けて、テーブル化し、該仮想加工面テーブルを不揮発性メモリ１４に格納している。制御装置１０は、仮想加工面テーブルを参照して特定情報に対応する仮想加工面情報を読み出し、該仮想加工面情報に基づいて、取得された鋳巣の３次元座標情報において仮想加工面９３を設定する。
【００３９】
ステップＳ８では、制御装置１０は、ステップＳ７にて設定された仮想加工面９３近傍の所定の領域内（少なくとも仮想加工面９３を含む領域内）に存在する鋳巣を抽出する。すなわち、制御装置１０は、上記ステップにより取得された各鋳巣の３次元座標値と、ステップＳ７にて設定された仮想加工面９３の３次元座標値とに基づいて、仮想加工面９３上および該仮想加工面９３近傍の所定の領域に存在する鋳巣を抽出する。
【００４０】
なお、本実施形態では、上記仮想加工面９３の近傍の所定の領域は、加工しろ９２側は任意の領域で良いが（何故ならば、この領域に鋳巣があっても加工面の形成工程で除去されるので）、仮想加工面９３の加工しろ９２と反対側（加工後粗形材９１側）については、仮想加工面９３から加工後粗形材９１の内部方向に距離Δｈ離れた鋳巣存在禁止ライン９４までの領域とする。本実施形態では、様々な特定情報に対応する、鋳巣存在禁止ラインの３次元座標系における３次元座標の情報（鋳巣存在禁止ライン情報）を各々の特定情報に関連付けてテーブル化し、該鋳巣存在禁止ラインテーブルを不揮発性メモリ２４に格納している。よって、制御装置１０は、鋳巣存在禁止ラインテーブルを参照して特定情報に対応する鋳巣存在禁止ライン情報を読み出し、取得された鋳巣の３次元座標情報において鋳巣存在禁止ライン９４を設定して、上記近傍の所定の領域のうち、仮想加工面９３の加工しろ９２と反対側を設定する。上記近傍の所定の領域のうち、仮想加工面９３の加工しろ９２側については任意に設定すれば良い。
【００４１】
ステップＳ９では、制御装置１０は、ステップＳ８にて仮想加工面９３近傍の所定の領域内に存在する鋳巣が抽出されたか否かを判定する。ステップＳ９において、仮想加工面９３近傍の所定の領域内に存在する鋳巣が抽出されない場合は、制御装置１０は、測定対象の粗形材は合格であると判定し、ステップＳ１０に進む。一方、仮想加工面９３近傍の所定の領域内に存在する鋳巣が抽出される場合は、制御装置１０は、現在設定されている仮想加工面による加工では不合格になると判定し、仮想加工面を再設定すべくステップＳ１１に進む。
【００４２】
なお、上記仮想加工面近傍の所定の領域内においてある程度の鋳巣の存在は許容できる場合は、ステップＳ９において、制御装置１０は、ステップＳ８にて仮想加工面９３近傍の所定の領域内に存在する鋳巣が許容数よりも多いか否かを判定し、許容数よりも多い場合はステップＳ１１に進み、許容数以下である場合はステップＳ１０に進めば良い。
【００４３】
このように、粗形材５の、少なくとも仮想加工面９３を含む領域（仮想加工面９３上、あるいは仮想加工面９３および該仮想加工面９３と鋳巣存在禁止ライン９４との間の領域の双方を含む領域）に鋳巣があるか否かを判定しているので、粗形材５から加工面を形成した際に問題となる鋳巣（粗形材５の段階では該粗形材５の内部にある、加工面形成後に露出する領域（加工面）上の鋳巣、およびその僅か下（加工後粗形材９１側）の鋳巣）を、加工面を形成する前に正確に検出することができる。すなわち、ユーザによる鋳巣判定を必要とせず、３次元座標にて特定された鋳巣の３次元座標情報と仮想加工面情報とに基づいて検出を行うので、上記粗形材の加工前の段階で非破壊により、鋳巣を存在させたくない領域内に鋳巣が存在しているか否かを正確に判別することができる。よって、判別するユーザ間の鋳巣認定基準のバラツキやユーザによる鋳巣の見落としを防ぐことができ、本来良品であるものを不良としたり、不良であるものを良品と判定してしまうことを抑制することができ、粗形材が良品であるか不良品であるかの判別の精度を向上させることができる。
【００４４】
ステップＳ１０では、制御装置１０は、ステップＳ９にて合格と判定された仮想加工面の３次元座標情報を、制御装置１０に電気的に接続された、粗形材において加工面を形成する加工を行うための加工装置（不図示）に送信する。該加工装置は、加工面形成の加工工程において、検査装置１から受信した仮想加工面の３次元座標情報に従って加工動作を行うことにより、測定対象の粗形材に対して検査装置１にて判定された合格に対応する仮想加工面が露出するように加工を行うことができる。
なお、本実施形態では、合格に対応する仮想加工面の３次元座標情報を制御装置１０が加工装置に送信する形態について説明したが、加工装置が、検査装置１にて合格と判定された仮想加工面に関する情報を共有でき、加工装置が該合格と判定された仮想加工面が加工面となるような加工を行えれば、どのような形態を採用しても構わない。例えば、合格と判定された仮想加工面に関する情報（例えば、３次元座標情報）を表示部１６に表示してユーザに提示し、ユーザが該情報を加工装置に入力しても良い。
【００４５】
図１０は、本実施形態に係る仮想加工面再設定処理の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ２１では、制御装置１０は、ステップＳ８にて抽出された鋳巣を、以下に示す３つのグループに分ける。グループ１には、仮想加工面９３上に存在する鋳巣（図９中の符号９５ａ）が含められ、グループ２には、仮想加工面９３に対して加工しろと反対側の所定の領域内（仮想加工面９３から鋳巣存在禁止ライン９４までの領域内）に存在する鋳巣（図９中の符号９５ｂ）が含められ、グループ３には、仮想加工面９３に対して加工しろ側に存在する鋳巣（図９中の符号９５ｃ）が含められる。制御装置１０は、ステップ８にて抽出された各鋳巣の座標値と、仮想加工面９３の座標値と、鋳巣存在禁止ライン９４の座標値とに基づいて、仮想加工面９３近傍の所定の領域に存在する各鋳巣をグループ１〜３にグループ分けする。
【００４６】
ステップＳ２２では、制御装置１０は、ステップＳ２１にてグループ分けされた鋳巣が、グループ３に含まれる鋳巣のみか否かを判定する。グループ３の鋳巣９５ｃは、加工面形成の際に除去される加工しろに含まれる鋳巣である。よって、加工前の粗形材５に含まれていたとしても、加工面の形成工程にて除去されるので無害と言える。よって、仮想加工面９３近傍の所定の領域に存在する鋳巣がグループ３に属する鋳巣のみである場合は、制御装置１０は、測定対象の粗形材は合格であると判定し、ステップＳ２６に進む。
【００４７】
ステップＳ２６では、制御装置１０は、ステップＳ２２にて合格と判定された仮想加工面の３次元座標情報を加工装置に送信する。本検査処理が終了すると、上記ステップＳ２６にて検査装置１から加工装置に送信された合格に対応する仮想加工面の３次元位置情報に基づいて、加工装置による加工面形成の形成工程を実施すれば良い。
【００４８】
ステップＳ２３では、制御装置１０は、仮想加工面９３に、加工面形成のための図面規格の公差（製品規格の公差）を設定し、グループ１、２の鋳巣と設定された公差の上限（加工しろと反対側の限界値）との位置関係を抽出する。本実施形態では、様々な特定情報に対応する加工対象の製品規格の公差の上限および下限の、３次元座標系における３次元座標の情報（公差情報）を各々の特定情報に関連付けてテーブル化し、該公差テーブルを不揮発性メモリ２４に格納している。ここで、公差の上限とは、加工しろを公差で許容される限界まで増加させた状態の加工面をいう。また、公差の下限とは、加工しろを公差で許容される限界まで減少させた状態の加工面をいう。制御装置１０は、公差テーブルを参照して特定情報に対応する公差情報を読み出し、該公差情報に基づいて、取得された鋳巣の３次元座標情報において上記公差の上限（図１１中の符号１１１）を設定する。このように、３次元座標において公差の上限が設定されたので、制御装置１０は、グループ１、２の鋳巣について、上記公差の上限との位置関係を抽出することができる。
【００４９】
ステップＳ２４では、制御装置１０は、ステップＳ２３における抽出結果に基づいて、グループ１、２の鋳巣が全て、公差の上限１１１よりも加工しろ９２側であるか（公差の上限１１１に含まれるか）否かを判定する。すなわち、制御装置１０は、再設定候補の仮想加工面として公差の上限１１１を一旦設定し、該一旦設定された仮想加工面１１１に基づいて上記判定を行う。例えば、図１１において、鋳巣１１２ａのみが存在する場合、該鋳巣１１２ａは公差の上限１１１よりも加工しろ９２側の鋳巣であるので、この場合はグループ１、２の鋳巣は公差の上限１１１よりも加工しろ９２側であると判定される。すなわち、制御装置１０は、再設定候補として一旦設定された仮想加工面１１１上、および該一旦設定された仮想加工面１１１から加工しろと反対側に向かった所定の距離Δｈ（加工後に露出した加工面から薄皮が剥がれても問題無いと想定される任意の距離）の領域内に鋳巣が無い（別の形態として、ある程度の鋳巣を許容できる場合は、存在している鋳巣が許容数以下である）と判定し、ステップＳ２７に進む。また、例えば、図１１において、鋳巣１１２ｃが存在する場合は、該鋳巣１１２ｃは公差の上限１１１に対して加工しろ９２と反対側に存在しているので、ステップＳ２５に進む。また、例えば、公差の上限１１１上に存在する鋳巣１１２ｂがある場合も、ステップＳ２５に進む。
【００５０】
ステップＳ２７では、制御装置１０は、仮想加工面を初期値として設定された仮想加工面９３から、公差の上限１１１に変更し、制御装置１０は、該変更された仮想加工面１１１の３次元座標情報を加工装置に送信する。本検査処理が終了すると、上記ステップＳ２７にて検査装置１から加工装置に送信された変更された仮想加工面の３次元位置情報に基づいて、加工装置による加工面形成の形成工程を実施すれば良い。このように変更された仮想加工面１１１を露出するように加工することにより、製品規格上の許容範囲内で、最初に設定された仮想加工面９３では問題となる鋳巣（該仮想加工面９３による加工により露出した面に存在する鋳巣９５ａや、該露出した面の僅か下に存在する鋳巣９５ｂ（薄皮が剥がれた際に露出する恐れがある鋳巣））を除去することができる。
【００５１】
ステップＳ２５では、制御装置１０は、グループ２の鋳巣のうち、公差の上限１１１上に存在する鋳巣１１２ｂがあるか否かを判定する。これと共に、制御装置１０は、グループ２の鋳巣のうち、公差の上限１１１に対して加工しろ９２と反対側に存在する鋳巣１１２ｃの各々と、公差の上限１１１との間の距離Ｈを算出し、該距離Ｈが所定の距離Δｈ以上であるかを判定する。制御装置１０は、公差の上限１１１上に鋳巣１１２ｂが存在せず、かつ公差の上限１１１に対して加工しろ９２と反対側に存在する鋳巣１１２ｃの各々が公差の上限１１１から所定の距離Δｈ以上離れている場合、ステップＳ２８に進む。一方、公差の上限１１１上に鋳巣１１２ｂが存在する場合、およびいずれかの鋳巣１１２ｃの距離Ｈが所定の距離Δｈ未満の場合の少なくとも一方が判定される場合は、仮想加工面を公差の上限１１１に変更しても、問題となる鋳巣が存在すると判断し、ステップＳ２９に進む。すなわち、制御装置１０は、この場合、仮想加工面を初期に設定された仮想加工面から候補となる面（すなわち、公差の上限）に再設定しても問題となる鋳巣が存在するので、不合格と判定し、ステップＳ２９に進む。
【００５２】
本実施形態では、公差の上限１１１上に鋳巣が存在しない場合、かつ公差の上限１１１から本体側に存在する各鋳巣について距離Ｈが所定の距離Δｈ以上である場合に仮想加工面を公差の上限１１１に設定している。すなわち、制御装置１０は、再設定候補として一旦設定された仮想加工面１１１上、および該一旦設定された仮想加工面１１１から加工しろと反対側に向かった所定の距離Δｈの領域内に鋳巣が無い（別の形態として、ある程度の鋳巣を許容できる場合は、存在している鋳巣が許容数以下である）と判定し、ステップＳ２８に進む。
【００５３】
ステップＳ２８では、制御装置１０は、仮想加工面を初期値として設定された仮想加工面９３から、公差の上限１１１に変更し、制御装置１０は、該変更された仮想加工面１１１の３次元座標情報を加工装置に送信する。本検査処理が終了すると、上記ステップＳ２８にて検査装置１から加工装置に送信された変更された仮想加工面の３次元位置情報に基づいて、加工装置による加工面形成の形成工程を実施すれば良い。
【００５４】
ステップＳ２９では、制御装置１０は、初期に設定された仮想加工面を候補となる仮想加工面に変更しても問題となる鋳巣が存在している旨を表示するユーザ通知指示を表示部１６に送信する。表示部１６は、該ユーザ通知指示を表示部１６に表示する。この表示をユーザが見ることにより、ユーザは、上記仮想加工面再設定によっても問題となる鋳巣が存在していることを認識することができ、該粗形材を廃棄する処理に進むことができる。
【００５５】
このように、本実施形態では、３次元座標系（ＸＹＺ座標系）を想定し、該３次元座標系を構成する３つの２次元座標系（ＸＹ座標系、ＹＺ座標系、ＺＸ座標系）のうち、２つの２次元座標系（ＸＹ座標系、ＹＺ座標系）の、Ｘ線照射による粗形材中の鋳巣の２次元座標情報を取得し、該２つの２次元座標系に対応する２次元座標情報により上記粗形材中の鋳巣の３次元座標を取得している。よって、従来のようにＣＴスキャンを行わなくても、粗形材の内部の鋳巣の位置を特定することができる。従って、１つの粗形材の内部の鋳巣検査に要する時間を短縮することができ、インラインでの全数検査を行うことができる。
【００５６】
また、本実施形態では、制御装置１０が、取得された３次元座標情報と適宜設定された仮想加工面とに基づいて、問題となる鋳巣が存在しているか、あるいは問題となる鋳巣が許容数よりも多く存在しているか否かを判定している。従って、粗形材を加工する前において非破壊で、コンピュータ等の装置に鋳巣が存在して欲しく無い領域に鋳巣があるか否かを判定させることができるので、正確に検出することができる。また、ユーザによる判定ではなく、上記制御装置１０により一定の基準で検出を行うことができるので、粗形材毎に判定基準がばらつくことも低減することができる。よって、良品、不良品の判定を正確に行うことができる。
【００５７】
また、本実施形態では、上記２つの２次元座標系に対応する２つの２次元座標情報において、上記２つの２次元座標系において重複する座標軸（本実施形態では、Ｙ軸）の座標値が同じ鋳巣の２次元座標が存在する場合は、ステップＳ４〜Ｓ６により、保持部４を回転する等して、残りの１つの２次元座標系（ＺＸ座標系）に対応する２次元座標情報を新たに取得し、該新たに取得された残りの１つの２次元座標系に対応する２次元座標情報も考慮して、鋳巣の３次元座標情報を取得する。すなわち、上記２つの２次元座標系に対応する２つの２次元座標情報のいずれか一方（例えば、ＸＹ座標系の２次元座標情報）と、上記新たに取得された２次元座標情報（例えば、ＺＸ座標系の２次元座標情報）とを比較し、該いずれか一方の２次元座標情報に対応する２次元座標系（例えば、ＸＹ座標系）および新たに取得された２次元座標情報に対応する２次元座標系（例えば、ＺＸ座標系）において重複する第２の座標軸（例えば、Ｘ軸）の座標値において同一の値となる鋳巣の２次元座標を抽出する。そして、抽出された２つの２次元座標の各座標値を対応する鋳巣の３次元座標とする。従って、上記２つの２次元座標系から得られた２次元座標情報のみでは鋳巣の３次元座標が得られない場合であっても、上記処理により３次元座標を取得することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態では、制御装置１０は、初期に設定された仮想加工面では問題となる鋳巣が存在する場合、取得された鋳巣の３次元座標情報において、仮想加工面の位置を初期に設定された位置から別の位置（例えば、公差の上限）に一旦設定している。すなわち、制御装置１０は、測定対象の粗形材から加工面を形成する際の規格（該加工面の形成に係る規格）の公差により許容される範囲内で、仮の仮想加工面を一旦設定している。そして、制御装置１０は、一旦設定された仮想加工面上、および該一旦設定された仮想加工面から加工しろ側と反対側に向かった所定の距離Δｈの領域に存在する鋳巣が許容数以下である場合（許容数をゼロと設定すれば、上記一旦設定された仮想加工面上、および上記所定の距離Δｈの領域に鋳巣が無い場合）は、仮想加工面を該一旦設定された仮想加工面に変更する。よって、一度不合格と判定された粗形材であっても、合格基準を満たすように加工することができ、廃棄対象物を加工対象物にすることができる。すなわち、廃棄対象物から加工対象物となり得るものを救うことができるので、不良品の数を低減することができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、Ｘ線発生部とＸ線検出部とのセットを２つ設けているが、１つであっても良いし、３つであっても良い。上記セットが１つの場合は、例えば、図１に示す構成からＸ線発生部３ａおよびＸ線検出部３ｂを除き、保持部４をさらにＹ軸を中心に９０°回転可能に構成すれば良い。また、上記セットが３つの場合は、例えば、図１に示す構成において、Ｙ軸方向に沿ってＸ線発生部およびＸ線検出部を設け、該Ｘ線発生部およびＸ線検出部の間に保持部４を位置させれば良い。
【００６０】
本発明では、第１の軸、第２の軸、第３の軸からなる３次元座標系を想定し、第１の軸および第２の軸からなる第１の２次元座標系における、測定対象の粗形材内部の鋳巣の第１の２次元座標情報、および第２の軸および第３の軸からなる第２の２次元座標系における、測定対象の粗形材内部の鋳巣の第２の２次元座標情報を取得し、かつ場合によっては、第３の軸および第１の軸からなる第３の２次元座標系における、測定対象の粗形材の鋳巣の第３の２次元座標情報を取得することが本質であり、これを達成できれば、Ｘ線発生部やＸ線検出部の配置や構成などはいずれであっても良い。すなわち、上述の実施形態における、Ｘ線発生部２ａ、３ａ、Ｘ線検出部２ｂ、３ｂ等は、上記第１〜第３の２次元座標情報を取得する手段の一例に過ぎないのである。
【００６１】
（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では、想定された３次元座標系における３つの２次元座標系のうち２つの２次元座標系における鋳巣の２つの２次元座標情報を取得し、該２つの２次元座標系に対応する２つの２次元座標情報から、測定対象の粗形材の内部の鋳巣の各々の３次元座標を示す３次元座標情報を取得している。そして、上記２つの２次元座標系に対応する２つの２次元座標情報から３次元座標が特定できない鋳巣がある場合は、上記３つの２次元座標系の残りの２次元座標系における鋳巣の２次元座標情報を取得し、上記すでに取得されている２つの２次元座標情報の少なくとも一方に加えて、該残りの２次元座標情報も考慮して３次元座標情報を取得している。第１および第２の実施形態では、制御装置１０は、このように取得された３次元座標情報において仮想加工面を設定し、該仮想加工面との位置関係から合格、不合格を判定している。
【００６２】
上述のように、本発明では、想定された３次元座標系から得られる３つの２次元座標系のうち少なくとも２つの２次元座標系における測定対象の粗形材内部の鋳巣の２次元座標情報に基づいて、制御装置１０に該鋳巣の３次元座標情報を求めさせることにより、制御装置１０または他のコンピュータといった演算部が、上記３次元座標情報に基づいて、所定の判断基準により、測定対象の粗形材が合格か不合格かを決定することができる。あるいは、上記３次元座標情報が取得された時点で、表示部１６に上記鋳巣の３次元座標情報を表示して、ユーザに上記合格、不合格の判定を行わせても良い。
【００６３】
本実施形態では、図７のステップＳ１〜Ｓ６を終了して３次元座標情報を取得したら、制御装置１０は、該取得された３次元座標情報を、記憶手段としてのＲＡＭ１３に格納する。制御装置１０は、該ＲＡＭ１３に格納された鋳巣の３次元座標情報を表示部１６に表示させる。この表示により、ユーザは、測定対象の粗形材の内部の鋳巣の３次元の位置を正確かつ高速に知ることができる。すなわち、ユーザは、正確に特定された上記鋳巣の３次元位置を知ることができるので、上記合格、不合格の判定をより正確に行うことができる。
【００６４】
（第４の実施形態）
第１の実施形態に係る図１０のフローチャートでは、ステップＳ２５で仮想加工面を公差の上限に変更しても問題となる鋳巣があると判断する場合に、ユーザ通知を行って粗形材の廃棄処理に進む。しかしながら、公差の上限において問題となると判断された鋳巣であっても、仮想加工面を公差の下限に変更すると問題にならなくなる場合がある。本実施形態では、仮想加工面再設定処理の追加工程として、仮想加工面を公差の下限に変更して再度鋳巣の判定を行うため、不良品の数をさらに低減することができる。
【００６５】
図１２は、本実施形態に係る追加の仮想加工面再設定処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る追加の仮想加工面再設定処理は、第１の実施形態に係る図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ２５で公差の上限に変更しても問題となる鋳巣があると判断された場合（ステップＳ２５でＮＯの場合）であって、ステップＳ２９のユーザ通知を行う前に、実行される。
【００６６】
ステップＳ３１では、制御装置１０は、仮想加工面９３に公差の下限を設定し、全ての鋳巣と設定された公差の下限との位置関係を抽出する。公差の下限は、第１の実施形態と同等に、公差テーブルとして不揮発性メモリ２４に格納されている。制御装置１０は、公差テーブルを参照して特定情報に対応する公差情報を読み出し、該公差情報に基づいて、取得された鋳巣の３次元座標情報において上記公差の下限（図１３中の符号１３１）を設定する。このように、３次元座標において公差の下限が設定されたので、制御装置１０は、全ての鋳巣について、上記公差の下限との位置関係を抽出することができる。
【００６７】
ステップＳ３２では、制御装置１０は、公差の下限１３１上に存在する鋳巣１３２ｂがあるか否かを判定する。これと共に、制御装置１０は、鋳巣のうち、公差の下限１３１に対して加工しろ９２と反対側に存在する鋳巣１３２ｃの各々と、公差の下限１３１との間の距離Ｈを算出し、該距離Ｈが所定の距離Δｈ以上であるかを判定する。なお、公差の下限１３１より加工しろ９２側にある鋳巣１３２ａのみが存在するパターンは、図１０のステップＳ２２で除外されるため、考慮しないで良い。
【００６８】
制御装置１０は、公差の下限１３１上に鋳巣１３２ｂが存在せず、かつ公差の下限１３１に対して加工しろ９２と反対側に存在する鋳巣１３２ｃの各々が公差の下限１３１から所定の距離Δｈ以上離れている場合、ステップＳ３３に進む。一方、公差の下限１３１上に鋳巣１３２ｂが存在する場合、およびいずれかの鋳巣１３２ｃの距離Ｈが所定の距離Δｈ未満の場合の少なくとも一方が判定される場合は、仮想加工面を公差の下限１３１に変更しても、問題となる鋳巣が存在すると判断し、図１０のステップＳ２９に進む。すなわち、制御装置１０は、この場合、仮想加工面を初期に設定された仮想加工面から候補となる面（すなわち、公差の上限および公差の下限）に再設定しても問題となる鋳巣が存在するので、不合格と判定し、図１０のステップＳ２９に進む。
【００６９】
本実施形態では、公差の下限１３１上に鋳巣が存在しない場合、かつ公差の下限１３１から本体側に存在する各鋳巣について距離Ｈが所定の距離Δｈ以上である場合に、仮想加工面を公差の下限１３１に設定している。すなわち、制御装置１０は、再設定候補として一旦設定された仮想加工面１３１上、および該一旦設定された仮想加工面１３１から加工しろと反対側に向かった所定の距離Δｈの領域内に鋳巣が無い（別の形態として、ある程度の鋳巣を許容できる場合は、存在している鋳巣が許容数以下である）と判定し、ステップＳ３３に進む。
【００７０】
ステップＳ３３では、制御装置１０は、仮想加工面を初期値として設定された仮想加工面９３から、公差の下限１３１に変更し、制御装置１０は、該変更された仮想加工面１３１の３次元座標情報を加工装置に送信する。本検査処理が終了すると、上記ステップＳ３３にて検査装置１から加工装置に送信された変更された仮想加工面の３次元位置情報に基づいて、加工装置による加工面形成の形成工程を実施すれば良い。このように変更された仮想加工面１３１を露出するように加工することにより、製品規格上の許容範囲内で、最初に設定された仮想加工面９３では問題となる鋳巣（該仮想加工面９３による加工により露出した面に存在する鋳巣９５ａや、該露出した面の僅か下に存在する鋳巣９５ｂ（薄皮が剥がれた際に露出する恐れがある鋳巣））が除去される、または問題にならない程度に十分に深く位置するようになる。
【００７１】
本実施形態では仮想加工面に公差の上限を設定して判定を行った後に、追加で公差の下限を設定して判定を行っているが、仮想加工面に公差の下限のみを設定して判定を行っても良い。
【００７２】
本実施形態では、制御装置１０は、初期に設定された仮想加工面および公差の上限に設定された仮想加工面では問題となる鋳巣が存在する場合、取得された鋳巣の３次元座標情報において、仮想加工面の位置を公差の下限に一旦設定している。すなわち、制御装置１０は、測定対象の粗形材から加工面を形成する際の規格（該加工面の形成に係る規格）の公差により許容される範囲内で、加工しろが最小になる仮想加工面を一旦設定している。そして、制御装置１０は、一旦設定された仮想加工面上、および該一旦設定された仮想加工面から加工しろ側と反対側に向かった所定の距離Δｈの領域に存在する鋳巣が許容数以下である場合（許容数をゼロと設定すれば、上記一旦設定された仮想加工面上、および上記所定の距離Δｈの領域に鋳巣が無い場合）は、仮想加工面を該一旦設定された仮想加工面に変更する。よって、初期に設定された仮想加工面および公差の上限に設定された仮想加工面では一度不合格と判定された粗形材であっても、合格基準を満たすように加工することができ、廃棄対象物を加工対象物にすることができる。すなわち、廃棄対象物から加工対象物となり得るものを救うことができるので、不良品の数を低減することができる。
【００７３】
（第５の実施形態）
Ｘ線は物質を透過する際に減衰するため、Ｘ線が物質中を透過する距離が大きくなると、十分な強度の投影像を得られず、鋳巣の検出ができない場合がある。前述の第１、第２および第３の実施形態においては、図２の粗形材５の面５ｂに対してＸ線を照射する必要があるが、この方向ではＸ線が粗形材５を長手方向に透過するためＸ線の透過距離が大きくなる。そのため、長手方向の厚さが大きい部材を用いると、鋳巣の検出が難しい場合がある。投影像の強度を上げるためにはＸ線の出力を上げることが考えられるが、そのためには設備に掛かるコストが大きくなる。また、Ｘ線の出力には限界があるため、それによって粗形材の大きさが制限される。例えば、２２５ｋＶの大出力Ｘ線光源を用いた場合に、Ａｌの粗形材に対する透過距離は１５０ｍｍ程度が限界となる。それに対して、本実施形態では、粗形材を傾斜させた状態でＸ線照射を行うことによってＸ線の透過距離を低減することができるため、Ｘ線の出力を上げなくとも大きな部材に対して検査が可能となる。
【００７４】
図１４は、本実施形態に係る粗形材の検査装置を示す模式図である。図１４において、検査装置６は、Ｘ線発生部２ａと、該Ｘ線発生部２ａから発生され、粗形材５を透過したＸ線投影像の２次元の座標情報（Ｘ軸、Ｙ軸からなる２次元の２次元座標情報）を検出するＸ線検出部２ｂと、測定対象の粗形材５を保持し、該粗形材５の保持面をＸ軸周りに所望の角度に回転可能に構成された保持部４と、保持部４を回転させるための駆動部７を備えている。保持部４には、Ｘ線を透過する材料、例えばカーボンが用いられる。本実施形態では、図１４に示すように互いに直交しているＸＹＺ軸の３次元を想定し、Ｚ軸方向に沿ってＸ線発生部２ａおよびＸ線検出部２ｂが配置されている。
【００７５】
本実施形態では、図１５に示すように、保持部４は、粗形材５を固定可能に構成された保持面４ａを有し、該保持面４ａを駆動部７によってＸ軸周りに所望の角度に回転可能に構成されている。従って、粗形材５の配置位置を、粗形材５の面５ａがＸ線検出部２ｂの検出面に対して第１の角度で傾斜する第１の位置（初期の配置）から、粗形材５の面５ａがＸ線検出部２ｂの検出面に対して該第１の角度と異なる第２の角度で傾斜する第２の位置に変更することができる。この回転は、Ｙ軸周りであっても良い。本実施形態は、粗形材５の回転前の第１の位置における鋳巣の２次元座標情報と、粗形材５の回転後の第２の位置における鋳巣の２次元座標情報から、鋳巣の３次元座標情報を算出する。Ｘ線の透過距離を低減するために、粗形材５は、保持面４ａからの厚みが小さくなるように、保持部４に固定される。
【００７６】
本実施形態の本質は、粗形材５に対してＸ線が照射される方向（角度）を相対的に変えて、２つの２次元座標情報を取得することにある。したがって、本実施形態では保持部４が回転することによって粗形材５にＸ線が照射される方向を変えているが、Ｘ線発生部２ａおよびＸ線検出部２ｂの位置を変化させることによって粗形材５にＸ線が照射される方向を変えても良い。
【００７７】
本実施形態における鋳巣の３次元座標情報の算出方法を以下に説明する。図１６（ａ）は、回転前の位置Ａにおける、粗形材５のＸＹ平面（Ｘ線検出部２ｂの検出面）への投影像を示す図である。回転前の位置Ａでは、粗形材５の表面がＸＹ平面に対して平行に維持されている。回転前の位置Ａにおいては、鋳巣１６１の座標を（Ｘ１，Ｙ１）とし、粗形材５の一方の端面における鋳巣１６１と同じＸ座標の端点１６２の座標を（Ｘ１，Ｙ０）とする。また、図１６（ｂ）は、回転後の位置Ａ’における、粗形材５のＸＹ平面への投影像を示す図である。回転後の位置Ａ’は、Ｘ軸周りに粗形材５をθ度（０°＜θ＜９０°）回転させた状態であるため、鋳巣１６１および端点１６２のＹ座標が回転前から変化している。その結果、鋳巣１６１の座標は（Ｘ１，Ｙ１’）となり、端点１６２の座標を（Ｘ１，Ｙ０’）となる。なお、本実施形態では、説明のために、粗形材５の重心を通るＸ軸に平行な軸に関して回転させているが、回転軸の位置は任意である。
【００７８】
図１７は、回転前の位置Ａおよび回転後の位置Ａ’の粗形材５を、ＹＺ平面に投影した図である。なお、本図は回転角度θを４５°として図示されている。本図を用いて、鋳巣１６１の粗形材５中の深さ方向の位置を算出する方法を説明する。まず、端点１６２から鋳巣１６１までの距離Ｌは式（１）により表される。距離Ｌは回転前後で不変である。
【００７９】
【数１】
2014013227.tif 000003
【００８０】
鋳巣１６１の粗形材５の底面からの距離をＺ１とすると、ＬおよびＺ１と鋳巣１６１および端点１６２のＹ座標との関係は式（２）により表される。
【００８１】
【数２】
2014013227.tif 000004
【００８２】
式（１）および（２）より、Ｚ１は、回転前後の鋳巣１６１および端点１６２のＹ座標および回転角度θを用いて、式（３）により表される。鋳巣１６１の粗形材５の上面からの距離が必要な場合には、粗形材５の厚さＴからＺ１を減算すれば良い。
【００８３】
【数３】
2014013227.tif 000005
【００８４】
以上の算出方法を用いれば、鋳巣１６１のＺ方向の位置を特定できるため、鋳巣１６１の２次元座標から３次元座標情報を取得することができる。なお、ここでは粗形材５の長さとＸ線検出部２ｂ上の投影像の長さとが等倍であると仮定しているが、粗形材５の長さとＸ線検出部２ｂ上の投影像の長さとの間に所定の倍率がある場合には、該倍率で投影像の長さを補正すれば良い。
【００８５】
図１８は、本実施形態に係る粗形材の検査の処理手順を示すフローチャートである。  
まずは、測定対象となる粗形材５を保持部４上に配置する。ステップＳ４１では、ユーザが入力操作部１５を介して検査開始の指示および測定対象の粗形材を特定する特定情報（例えば、粗形材の種類（サイズ、形状など））を入力すると、制御装置１０は、該入力された特定情報をＲＡＭ１３に格納する。なお、本実施形態では、測定対象の粗形材の形状は直方体であり、該直方体の一面に加工面を形成する外面加工について例示する。よって、特定情報によって、検査装置６は、測定対象の粗形材が直方体であり、外面加工であることを認識できる。
【００８６】
ステップＳ４１では、制御装置１０は、Ｘ線発生部２ａにＸ線を出射させるためのコマンドを送信し、Ｘ線発生部２ａに回転前の第１の位置にある粗形材５に対してＸ線を照射させ、Ｘ線検出部２ｂからＸＹ座標系における鋳巣の２次元座標情報（例えば、図１６（ａ）に示す２次元座標情報）を取得する。上記コマンドにより、Ｘ線発生部２ａは粗形材５に対してＸ線を照射し、該粗形材５を透過したＸ線は、Ｘ線検出部２ｂに入射する。該入射により、Ｘ線検出部２ｂは、粗形材５のＸＹ座標系における鋳巣の２次元座標を検出し、該２次元座標情報を制御装置１０に送信する。制御装置１０は、Ｘ線検出部２ｂから受信した２次元座標情報から、粗形材の内部に存在する各鋳巣の、ＸＹ座標系における２次元位置（２次元座標）を特定することができる。
【００８７】
ステップＳ４２では、制御装置１０は、駆動部７に保持部４を回転させるためのコマンドを送信し、駆動部７に保持部４を所定の角度θだけ回転させる。制御装置１０が所定の角度θを取得するために、ユーザが入力操作部１５から所定の角度θの値を入力してもよく、また不揮発性メモリ１４に予め記録されている所定の角度θを制御装置１０が読み出しても良い。
【００８８】
ステップＳ４３では、制御装置１０は、Ｘ線発生部２ａにＸ線を出射させるためのコマンドを送信し、Ｘ線発生部２ａに回転後の第２の位置にある粗形材５に対してＸ線を照射させ、ステップＳ４１と同様にＸ線検出部２ｂからＸＹ座標系における鋳巣の２次元座標情報（例えば、図１６（ｂ）に示す２次元座標情報）を取得する。
【００８９】
ステップＳ４４では、制御装置１０は、ステップＳ４１にて取得した回転前の鋳巣の２次元座標情報およびステップＳ４３にて取得した回転後の鋳巣の２次元座標情報に基づいて、ＸＹＺ座標系における各鋳巣の３次元座標情報を取得する。各鋳巣の３次元座標情報は、前述の式（１）〜（３）に基づく算出方法により求めることができる。これにより、制御装置１０は、粗形材の内部に存在する各鋳巣の、ＸＹＺ座標系における３次元位置（３次元座標）を特定することができる。
【００９０】
各鋳巣の３次元座標情報を取得した後は、第１の実施形態に係る図７のフローチャートにおけるステップＳ７以降の処理が適用され、仮想加工面の設定および鋳巣の判定が行われる。さらに、第４の実施形態に係る図１２のフローチャートの処理が適用されても良い。
【００９１】
本実施形態と第１、第２および第３の実施形態とは、粗形材５に対するＸ線の相対的な照射方向を変化させて２回以上Ｘ線照射を行い、それにより取得された２つ以上の２次元座標情報から鋳巣の３次元座標情報を算出する点で共通する。
【００９２】
本実施形態では、特に少なくとも一方向に厚さが小さい粗形材に対して、所定の角度θ（０°＜θ＜９０°）傾斜させてＸ線を照射するため、粗形材中のＸ線透過距離を低減することができ、Ｘ線の減衰を低減することができる。その結果、第１、第２および第３の実施形態では鋳巣の検出が難しいような大きな粗形材に対して、Ｘ線の出力を上げなくとも鋳巣の検査を行うことができる。
【００９３】
（その他の実施形態）
前述した実施形態の機能を実現するように前述した実施形態の構成を動作させるプログラム（例えば、図７、１０に示す処理を行うプログラム）を記憶媒体に記憶させ、該記憶媒体に記憶されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も上述の実施形態の範疇に含まれる。即ちコンピュータ読み取り可能な記憶媒体も実施例の範囲に含まれる。また、前述のコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体はもちろんそのコンピュータプログラム自体も上述の実施形態に含まれる。  
かかる記憶媒体としてはたとえばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭを用いることができる。
また前述の記憶媒体に記憶されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウエア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作し前述の実施形態の動作を実行するものも前述した実施形態の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１、６    検査装置
２ａ、３ａ    Ｘ線発生部
２ｂ、３ｂ    Ｘ線検出部
４    保持部
５    粗形材
７    駆動部
【図１】
2014013227.tif 000006
【図２】
2014013227.tif 000007
【図３】
2014013227.tif 000008
【図４】
2014013227.tif 000009
【図５】
2014013227.tif 000010
【図６】
2014013227.tif 000011
【図７】
2014013227.tif 000012
【図８】
2014013227.tif 000013
【図９】
2014013227.tif 000014
【図１０】
2014013227.tif 000015
【図１１】
2014013227.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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