(57)【要約】【課題】鋳造部材上の目視が難しいような細溝内の、表面または表面近傍に存在する鋳巣（欠陥）を高速に検出可能な検査装置および検査方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る鋳造部材検査装置１０は、検査対象の部材１を載置するためのステージ２と、ステージ２を回転させるステージ駆動装置３と、部材１にＸ線を照射するＸ線照射装置４と、部材１を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置５と、各装置の制御およびデータ処理を行う制御装置６と、を備える。鋳造部材検査装置１０は、所定の時間間隔でＸ線を照射しながら部材１を一回転させることによって、細溝Ａの近傍まで情報を取得することができる。その結果、従来よりも短い時間で、細溝Ａ内の表面だけでなく表面近傍の鋳巣の検出を行うことができ、さらに細溝Ａ内の上表面と下表面の両方の鋳巣の検出を行うことができる。【選択図】図１
2014102198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に細溝を有する鋳造部材を載置するためのステージと、
前記ステージ上における前記鋳造部材の載置面の法線を軸として、前記ステージを回転する駆動装置と、
前記ステージが１回転する間に、前記鋳造部材の前記細溝を含む領域にＸ線のコーンビームを所定の回数照射するＸ線照射装置と、
前記ステージが１回転する間に、前記鋳造部材を透過した前記コーンビームの投影像を前記所定の回数取得するＸ線検出装置と、
前記所定の回数取得された前記投影像から、前記鋳造部材の前記細溝を含む外周部の断面像を取得し、該断面像から該外周部内に存在する鋳巣の有無を検出する手段と、
を備えることを特徴とする鋳造部材検査装置。
【請求項２】
前記鋳巣の有無を検出する手段は、
前記所定の回数取得された前記投影像から、前記鋳造部材の３次元画像を再構成する画像再構成部と、
前記３次元画像から前記細溝の上側および下側の少なくとも一方の壁面の、前記外周部の前記断面像を取得する断面像取得部と、
前記断面像から前記外周部内の鋳巣の有無を検出する鋳巣検出部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の鋳造部材検査装置。
【請求項３】
前記断面像取得部は、前記壁面の前記断面像に加えて、前記壁面から前記鋳造部材内へ所定の距離離れた壁面近傍の前記断面像を取得することを特徴とする請求項２に記載の鋳造部材検査装置。
【請求項４】
前記鋳巣の有無を検出する手段は、前記断面像において検査の対象外とする除外範囲を設定し、前記断面像において該除外範囲以外の部分に対して鋳巣の有無を検出することを特徴とする請求項１に記載の鋳造部材検査装置。
【請求項５】
前記Ｘ線照射装置は、前記ステージの前記載置面に対して傾斜した向きで、前記鋳造部材の前記細溝を含む前記外周部に前記コーンビームを照射し、
前記コーンビームは、前記細溝の前記Ｘ線検出装置に対向する側を含む領域を透過し、かつ前記細溝の前記Ｘ線検出装置からの反対側を含む領域を透過しないように構成されることを特徴とする請求項１に記載の鋳造部材検査装置。
【請求項６】
前記鋳造部材は円柱状であり、前記細溝は該円柱の側面上において前記ステージの前記載置面に対して平行に延在していることを特徴とする請求項１に記載の鋳造部材検査装置。
【請求項７】
ステージ上に載置されている側面に細溝を有する鋳造部材を、前記ステージ上における前記鋳造部材の載置面の法線を軸として回転させる工程と、
前記鋳造部材が１回転する間に、Ｘ線照射装置から前記鋳造部材の前記細溝を含む領域にＸ線のコーンビームを所定の回数照射する工程と、
前記鋳造部材が１回転する間に、Ｘ線検出装置において前記鋳造部材を透過した前記コーンビームの投影像を前記所定の回数取得する工程と、
前記所定の回数取得された前記投影像から、前記鋳造部材の前記細溝を含む外周部の断面像を取得し、該断面像から該外周部内に存在する鋳巣の有無を検出する工程と、
を有することを特徴とする鋳造部材検査方法。
【請求項８】
前記鋳巣の有無を検出する工程は、
前記所定の回数取得された前記投影像から、前記鋳造部材の３次元画像を再構成する工程と、
前記３次元画像から前記細溝の上側および下側の少なくとも一方の壁面の、前記外周部の前記断面像を取得する工程と、
前記断面像から前記外周部内の鋳巣の有無を検出する工程と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の鋳造部材検査方法。
【請求項９】
前記断面像を取得する工程は、前記壁面の前記断面像に加えて、前記壁面から前記鋳造部材内へ所定の距離離れた壁面近傍の前記断面像を取得することを特徴とする請求項８に記載の鋳造部材検査方法。
【請求項１０】
前記鋳巣の有無を検出する工程において、前記断面像において検査の対象外とする除外範囲を設定し、前記断面像において該除外範囲以外の部分に対して鋳巣の有無を検出することを特徴とする請求項７に記載の鋳造部材検査方法。
【請求項１１】
前記コーンビームを照射する工程において、前記ステージの前記載置面に対して傾斜した向きで、前記鋳造部材の前記細溝を含む前記外周部に前記コーンビームを照射し、
前記コーンビームは、前記細溝の前記Ｘ線検出装置に対向する側を含む領域を透過し、かつ前記細溝の前記Ｘ線検出装置からの反対側を含む領域を透過しないことを特徴とする請求項７に記載の鋳造部材検査方法。
【請求項１２】
前記鋳造部材は円柱状であり、前記細溝は該円柱の側面上において前記ステージの前記載置面に対して平行に延在していることを特徴とする請求項７に記載の鋳造部材検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造部材の検査装置および方法に関し、より詳細には、Ｘ線を用いて、鋳造部材上に設けられた細溝内の表面または表面近傍に存在する欠陥を検出するための検査装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト法等の鋳造法により作製した鋳造部材中には、引け巣等の鋳巣（欠陥ともいう）が発生する。鋳巣が特に部材の表面および表面近傍に存在する場合には、部材の機能が害されるおそれがあるため、検査によりそのような鋳巣を検出することが求められる。鋳巣の検出においては、一部をサンプリングして検査するのではなく、インラインで全数の非破壊検査を行うことが望ましい。
【０００３】
表面形状が単純な部材であれば、目視により表面に存在する鋳巣を検出することができる。しかしながら、例えば図１１に示すように、表面に細溝Ａを有する部材に対して検査を行う場合、細溝内の外側（部材外部から浅い部分）にある鋳巣Ｂは目視でも検出しうるが、内側（部材外部から深い部分）にある鋳巣Ｃは目視で検出することは困難である。また、部材の表面近傍に埋もれて存在する鋳巣は目視では検出することができず、その部材の使用中に鋳巣が表面に現れ、機能を害する場合がある。さらに、目視では検査に時間を要し、また鋳巣の検出漏れが発生しやすい。
【０００４】
そのような目視が難しい位置にある鋳巣を検出するために、Ｘ線ＣＴを用いて部材の断面像または立体像を取得し、その断面像または立体像を用いて鋳巣を検出することが考えられる。
【０００５】
特許文献１に記載の検査装置は、Ｘ線ＣＴによって検査対象部材の複数の断層画像を取得し、該複数の断層画像から三次元形状モデルを形成する。そして、該検査装置は、ユーザが該三次元形状モデルの外表面を指定することによって、外表面に位置していない境界面を内部欠陥とみなして検出する。
【０００６】
特許文献２に記載の検査装置は、Ｘ線撮像の回数を低減するためにスライス厚を厚くしたＸ線ＣＴによって、検査対象部材の複数の断層画像を取得する。そして、該検査装置は、該複数の断層画像において輝度を分析することによって欠陥を識別する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３４１４４号公報
【特許文献２】特開２００７−２８５９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の技術では、ファンビームを用いているため、検査対象部材を所定の間隔で平行移動させながら、多数回の回転およびＸ線撮像を繰り返す必要がある。そのため、Ｘ線撮像および画像処理に大きな時間を要し、インラインの検査に適用することは難しい。また、三次元形状モデルの外表面以外の境界面を欠陥とみなすため、表面上に存在する欠陥を検出することはできない。また、外表面の指定はユーザが行うため、自動的に欠陥の検出することはできない。
【０００９】
特許文献２に記載の技術では、スライス厚を大きくすることでＸ線撮像の回数を低減しているものの、やはりファンビームを用いているため、Ｘ線撮像および画像処理に時間を要し、インラインの検査に適用することは難しい。
【００１０】
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、鋳造部材上の目視が難しいような細溝内の、表面または表面近傍に存在する鋳巣（欠陥）を高速に検出可能な検査装置および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】
【００１１】
本発明の第１の態様は、鋳造部材検査装置であって、側面に細溝を有する鋳造部材を載置するためのステージと、前記ステージ上における前記鋳造部材の載置面の法線を軸として、前記ステージを回転する駆動装置と、前記ステージが１回転する間に、前記鋳造部材の前記細溝を含む領域にＸ線のコーンビームを所定の回数照射するＸ線照射装置と、前記ステージが１回転する間に、前記鋳造部材を透過した前記コーンビームの投影像を前記所定の回数取得するＸ線検出装置と、前記所定の回数取得された前記投影像から、前記鋳造部材の前記細溝を含む外周部の断面像を取得し、該断面像から該外周部内に存在する鋳巣の有無を検出する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の態様は、鋳造部材検査方法であって、ステージ上に載置されている側面に細溝を有する鋳造部材を、前記ステージ上における前記鋳造部材の載置面の法線を軸として回転させる工程と、前記鋳造部材が１回転する間に、Ｘ線照射装置から前記鋳造部材の前記細溝を含む領域にＸ線のコーンビームを所定の回数照射する工程と、前記鋳造部材が１回転する間に、Ｘ線検出装置において前記鋳造部材を透過した前記コーンビームの投影像を前記所定の回数取得する工程と、前記所定の回数取得された前記投影像から、前記鋳造部材の前記細溝を含む外周部の断面像を取得し、該断面像から該外周部内に存在する鋳巣の有無を検出する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、鋳造部材上の目視が難しいような細溝内の、表面または表面近傍に存在する鋳巣を高速に検出可能である。そのため、鋳造部材に対して、インラインで全数検査を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る検査装置の概略構成図である。
【図２】検査対象とする鋳造部材の形状を示す上面図および側面図である。
【図３】検査対象とする鋳造部材の形状を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る制御装置の概略構成図である。
【図５】第１の実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図６】検査で取得する断面像の位置を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係る検査方法のフローチャートを示す図である。
【図８】第１の実施形態に係る断面像取得処理のフローチャートを示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る検査装置の概略構成図である。
【図１０】第２の実施形態におけるＸ線の照射角度を示す図である。
【図１１】検査対象とする鋳造部材の細溝の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれらの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。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る鋳造部材検査装置１０の概略構成図である。鋳造部材検査装置１０は、検査対象の部材１を載置するためのステージ２と、ステージ２を回転させるステージ駆動装置３と、部材１にＸ線を照射するＸ線照射装置４と、部材１を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置５と、各装置の制御およびデータ処理を行う制御装置６と、を備える。
【００１７】
図２は本実施形態で検査対象とする部材１の例示的な形状を示す上面図および側面図であり。図３は部材１の斜視図である。部材１は円柱状の鋳造部材であり、例えばアルミニウムを用いてダイカスト法により作製される。部材１は円柱側面を水平方向（すなわち、部材１の底面に対して平行な方向）に一周するように延在する細溝Ａを有しており、細溝Ａの幅は例えば２ｍｍ以下である。図２中の破線Ｅは、細溝Ａの内径を表している。このような部材１において、目視によって細溝Ａ内の表面（壁面ともいう）に存在する鋳巣を発見することは難しい。また、細溝Ａの幅が小さいため検査用のプローブを溝内に挿入して検査することも難しい。本実施形態に係る鋳造部材検査装置１０は、このような部材１に対しても高速に細溝Ａ内の表面および表面近傍に存在する鋳巣の検出を行うことができ、部材１のインライン検査に適用可能である。
【００１８】
ステージ２は、部材１を載置するための台である。ステージ２は、ステージ駆動装置３によりステージ２の表面（すなわち、部材１の載置面）の法線を軸として回転可能に構成されている。すなわち、部材１はステージ駆動装置３によって、その側面に平行な軸に関して回転される。ステージ駆動装置３は、ステージ２を該軸に関して回転させるためのモータを有する。部材１は、該軸が部材１の内部、特に中心付近を通るように、ステージ２に載置される。同時に、部材１は、細溝Ａがステージ２の表面に対して平行になるように、ステージ２に載置される。
【００１９】
Ｘ線照射装置４は、Ｘ線のコーンビームＤを、部材１上の細溝Ａを含む領域に照射する。コーンビームＤは空間に円錐状に放射されるＸ線である。すなわち、コーンビームＤは、円状の広がりを持って部材１を透過する。そのため、鋳造部材検査装置１０は、所定の時間間隔でＸ線を照射しながら部材１を一回転させることによって、細溝Ａの近傍まで情報を取得することができる。その結果、鋳造部材検査装置１０は、従来よりも短い時間で、細溝Ａ内の表面だけでなく表面近傍の鋳巣の検出を行うことができ、さらに細溝Ａ内の上表面と下表面の両方の鋳巣の検出を行うことができる。一方、特許文献１および２に記載の検査装置はファンビームを用いており、Ｘ線を線状に照射するため、細溝の近傍まで検査を行うためには検査対象部材の平行移動と回転を多数回繰り返す必要がある。
【００２０】
Ｘ線検出装置５は、Ｘ線照射装置４に対面するように、部材１を挟んで反対側に配置される。すなわち、Ｘ線照射装置４とＸ線検出装置５とは、ステージ２の回転軸に関して対称に配置される。コーンビームＤは、ステージ２の表面に平行な向きで、Ｘ線照射装置４から部材１に照射される。このような配置において、Ｘ線検出装置５は、Ｘ線照射装置４から出射されて部材１を透過したコーンビームＤを検出し、その投影像を取得する。部材１を透過したコーンビームＤには部材１内の鋳巣の情報が含まれているため、その投影像を用いて画像再構成を行うことによって、鋳巣の位置が特定可能な立体像および断面像を取得することができる。
【００２１】
制御装置６は、ステージ駆動装置３、Ｘ線照射装置４およびＸ線検出装置５に接続され、各装置の作動を制御し、また各装置からデータを受信してデータ処理を行う。
【００２２】
図４は、本実施形態に係る制御装置６の概略構成図である。制御装置６は、インターフェース６１と、ＣＰＵ６２と、メモリ６３と、記憶装置６４と、を備える。さらに、制御装置６は、入力装置６５と、表示装置６６とを備える。
【００２３】
インターフェース６１は、ステージ駆動装置３、Ｘ線照射装置４、Ｘ線検出装置５、入力装置６５および表示装置６６に配線で接続されており、各装置との信号の授受を行う。
【００２４】
記憶装置６４は、各装置を制御するためのプログラムや、データ処理のためのプログラム、および各装置で検出されたデータ等を記憶する。記憶装置６４は、読み取り専用のＲＯＭや、読み書き可能のハードディスクドライブ等を含む。また、記憶装置６４は、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の可搬記憶媒体を含んでもよい。
【００２５】
ＣＰＵ６２は、インターフェース６１から受け取った信号をメモリ６３に一時的なデータとして記憶し、記憶装置６４に記憶されたプログラム（例えば、後述する図６に示す制御プログラム）を読み出し、該プログラムに従って該一時的なデータに対して種々の演算、制御、判別などの処理動作を実行する。
【００２６】
入力装置６５は、キーボードやマウス等を含み、ユーザからの入力を受け付ける。表示装置６６は、ディスプレイ等を含み、ユーザに対して処理の状況や結果を表示する。
【００２７】
図５は、本実施形態に係る制御装置６の機能ブロック図である。制御装置６は、ステージ駆動装置３を制御するための回転制御部６ａと、Ｘ線照射装置４を制御するためのＸ線照射制御部６ｂと、Ｘ線検出装置５を制御するためのＸ線検出制御部６ｃと、Ｘ線投影像から画像再構成を行うための画像再構成部６ｄと、再構成された画像から所定の位置の断面像を取得する断面像取得部６ｅと、断面像から鋳巣の有無を検出する鋳巣検出部６ｆと、を備える。
【００２８】
回転制御部６ａは、部材１を所定のタイミングおよび速度で回転させるようにステージ駆動装置３を制御する。Ｘ線照射制御部６ｂは、所定のタイミングでＸ線のコーンビームＤを部材１に照射するようにＸ線照射装置４を制御する。Ｘ線検出制御部６ｃは、所定のタイミングでＸ線投影像の検出を行うようにＸ線検出装置５を制御する。
【００２９】
制御装置６は、部材１の回転と、Ｘ線の照射と、Ｘ線の検出とを協調的に行う。具体的には、まず回転制御部６ａはステージ駆動装置３に信号を送り、部材１の回転を開始させる。そして、１回転中のＸ線照射回数をαとする場合に、３６０／α度ごとにＸ線照射制御部６ｂはＸ線照射装置４に信号を送って部材１にＸ線を照射させ、それと同時にＸ線検出制御部６ｃはＸ線検出装置５に信号を送って部材１を透過したＸ線の投影像を検出する。Ｘ線検出制御部６ｃは、検出された投影像を記憶装置６４に記録する。部材１が１回転（３６０度回転）したら、回転制御部６ａはステージ駆動装置３に信号を送り、部材１の回転を終了させる。
【００３０】
検査に掛かる時間を低減するために、Ｘ線照射は鋳巣が検出可能な最低限の回数（最低照射回数という）で行うことが望ましい。Ｘ線照射回数が少ないほどＸ線照射に要する時間を短縮でき、かつ画像再構成に要する時間を短縮できるためである。最低照射回数は、部材１の形状や大きさ、細溝Ａの形状等により異なる。部材１の種類ごとの最低照射回数を実験やシミュレーションにより予め決定しておき、Ｘ線照射回数テーブルとして記憶装置６４に記録しておくことが望ましい。それによって、検査の実行前にユーザが入力装置６５から検査対象の部材１の情報を入力することによって、制御装置６は部材１に対応する最低照射回数をＸ線照射回数テーブルから取得することができる。
【００３１】
部材１の最低照射回数が未知である場合には、Ｘ線ＣＴで用いられる一般的なＸ線照射回数を適用してもよい。また、実際の検査の実行前に、部材１についての最低照射回数を決定するための事前検査を行い、ユーザが入力装置６５から該最低照射回数を入力してもよい。
【００３２】
画像再構成部６ｄは、部材１の１回転中に検出された一連のＸ線投影像を用いて、部材１の細溝Ａを含む領域の３次元画像の再構成を行う。画像再構成には、Ｘ線コーンビームの投影像から３次元画像を再構成可能な周知の方法を用いることができる。例えば、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法を用いることができる。部材１の細溝Ａを含む周辺領域の再構成を行い、再構成された３次元画像から部材１の細溝Ａを含む周辺領域の任意の位置の断面像を取り出すことができる。画像再構成部６ｄは、再構成された３次元画像を記憶装置６４に記録する。
【００３３】
断面像取得部６ｅは、画像再構成部６ｄにより再構成された３次元画像から、所定の位置の断面像を取得する。図６は、断面像取得部６ｅが部材１において取得する断面像の位置を示す図である。断面像取得部６ｅは、細溝Ａの上壁面上の鋳巣を検出するため、細溝Ａの上側（すなわち、ステージ２から遠い側）の壁面を含む断面Ｆの断面像を取得する。また、断面像取得部６ｅは、細溝Ａの上壁面近傍の鋳巣を検出するため、細溝Ａの上側の壁面（断面Ｆ）から上方向（すなわち、ステージ２から遠ざかる方向）に所定の距離δ離れた断面Ｇの断面像を取得する。同様に、断面像取得部６ｅは、細溝Ａの下壁面上の鋳巣を検出するため、細溝Ａの下側（すなわち、ステージ２に近い側）の壁面を含む断面Ｆ’の断面像を取得する。また、断面像取得部６ｅは、細溝Ａの下壁面近傍の鋳巣を検出するため、細溝Ａの下側の壁面（断面Ｆ’）から下方向（すなわち、ステージ２に近づく方向）に所定の距離δ離れた断面Ｇ’の断面像を取得する。
【００３４】
本実施形態では細溝Ａの上側および下側の両方の壁面の断面像を取得して鋳巣の検査を行っているが、細溝Ａの上側および下側の少なくとも一方の壁面のみを鋳巣の検査対象としてもよい。
【００３５】
所定の距離δは、発生しうる鋳巣の大きさに応じて適宜決定すればよい。例えばδを発生しうる鋳巣の径（球状であれば直径、楕円体状であれば短径）と同程度に設定することによって、壁面上には現れていないが、壁面のすぐ下に存在する鋳巣を効率的に発見することができる。
【００３６】
さらに、断面像取得部６ｅは、取得された断面像に対して、除外範囲の設定を行う。本実施形態で検査対象とするのは細溝Ａ内の領域であるため、それ以外の領域について処理することは無駄となる。具体的には、本実施形態に係る部材１においては、細溝Ａの内径（図２の破線Ｅ）よりも内側の領域を除外範囲とし、細溝Ａを含む外周部のみを検査対象とすればよい。ここで、外周部とは、内径（図２の破線Ｅ）よりも外側の、細溝Ａを含む領域をいう。
【００３７】
鋳巣検出部６ｆは、断面像において細溝Ａの内径より内側の領域を除外範囲に設定することによって、鋳巣検出に要する時間を低減することができる。また、本実施形態に係る部材１においては、細溝Ａの内径よりも内側の領域に存在する鋳巣は実用上問題にならないため、そのような鋳巣のみを含む部材１を不良品と判定して廃却することを抑えることができる。
【００３８】
部材１の形状や大きさごとの除外範囲を、予め除外範囲テーブルとして記憶装置６４に記録しておくことが望ましい。それによって、検査の実行前にユーザが入力装置６５から検査対象の部材１の形状や大きさ等の情報を入力することによって、鋳巣検出部６ｆは該情報に基づいて部材１に対応する除外範囲を除外範囲テーブルから取得することができる。本実施形態では部材１が円柱状であるため、除外範囲を部材１の中心軸からの半径として記録すればよい。部材１が複雑な形状である場合には、除外範囲を２次元平面上の座標情報として記録してもよい。
【００３９】
また、断面像取得部６ｅによる断面像の取得後に、該断面像を表示装置６６に表示し、該表示に基づいてユーザが入力装置６５から除外範囲を（例えば、マウスを用いて除外範囲を囲うことによって）入力してもよい。
【００４０】
除外範囲の設定は、断面像において該除外範囲内を所定の色で塗り潰す、または除外範囲の座標情報を別途メモリ上に格納しておいて鋳巣検出時に利用する等、任意の方法で行うことができる。また、断面像から検査対象とする外周部のみを抽出した抽出像を形成してメモリ上に格納しておき、該抽出像を鋳巣検出に用いてもよい。
【００４１】
鋳巣検出部６ｆは、断面像取得部６ｅにより取得された所定の位置の断面像であって、除外範囲が設定されたものから、鋳巣の有無を判定する。鋳巣の有無の判定には、鋳巣の位置を自動的に取得することが可能な周知の方法を用いることができる。例えば、断面像に対して２値化処理を行い、部材１の断面中の除外範囲の以外の領域で黒くなった部分を鋳巣として検出することができる。
【００４２】
本実施形態では、回転制御部６ａ、Ｘ線照射制御部６ｂ、Ｘ線検出制御部６ｃ、画像再構成部６ｄ、および断面像取得部６ｅは、それぞれＣＰＵ６２が実行可能なプログラムとして記憶装置６４に記憶されている。これらの機能の一部または全てを、電気回路として実装してもよい。また、これらの機能の一部または全てを、制御装置６の中ではなく、ステージ駆動装置３、Ｘ線照射装置４およびＸ線検出装置５のいずれかの中に実装してもよい。
【００４３】
図７は、鋳造部材検査装置１０を用いて部材１の鋳巣検査処理を行うプログラムのフローチャートを示す図である。まず、ユーザは、部材１をステージ２に載置し、Ｘ線照射装置４からのコーンビームＤが部材１の検査対象である細溝Ａを含む領域に照射され、その投影像がＸ線検出装置５に検出されるように、各装置および部材１の位置を調整する。後の処理で部材１の情報が必要となる場合には、ユーザは入力装置６５から部材１の種類、形状、大きさ等の情報を入力しておき、制御装置６は該情報をメモリ６３に格納する。そして、ユーザは入力装置６５から検査の開始指示を行う。ユーザからの開始指示を受けると、鋳造部材検査装置１０は、記憶装置６４から図７に示すプログラムを読み出して、部材１の鋳巣検査を開始する。
【００４４】
まず、制御装置６は、Ｘ線照射回数を取得する（ステップＳ１１）。具体的には、検査の実行前にユーザが入力装置６５から入力した部材１の情報に基づいて、制御装置６が記憶装置６４に予め格納されているＸ線照射回数テーブルを読み出すことによって、制御装置６はＸ線照射回数を取得する。または、ユーザが入力装置６５からＸ線照射回数を入力することによって、制御装置６はＸ線照射回数を取得する。今回の検査対象である部材１に適したＸ線照射回数が未知の場合には、一般的な所定値を適用してもよい。
【００４５】
回転制御部６ａ、Ｘ線照射制御部６ｂおよびＸ線検出制御部６ｃは、ステップＳ１１で取得されたＸ線照射回数に従って、部材１の回転ならびにＸ線の照射および検出を行う（ステップ１２）。
【００４６】
画像再構成部６ｄは、ステップＳ１２で取得された一連のＸ線投影像を用いて、部材１の細溝Ａを含む領域の画像再構成を行う（ステップＳ１３）。
【００４７】
断面像取得部６ｅは、ステップＳ１３で再構成された３次元画像から、細溝Ａの上側の壁面（図６の断面Ｆ）の断面像を取得し、該断面像に対して除外範囲を設定する（ステップＳ１４）。
【００４８】
鋳巣検出部６ｆは、ステップＳ１４で取得され、除外範囲が設定された壁面の断面像を用いて、鋳巣の検出を行う（ステップＳ１５）。そして、鋳巣検出部６ｆは、壁面上の鋳巣の有無を判定する（ステップＳ１６）。
【００４９】
ステップＳ１６において壁面に鋳巣が有ると判定される場合には、制御装置６は部材１が不良品であると判定を下す（ステップＳ１７）。ステップＳ１６において壁面に鋳巣が無いと判定される場合には、断面像取得部６ｅは、ステップＳ１３で再構成された３次元画像から、細溝Ａの上側の壁面近傍（図６の断面Ｇ）の断面像を取得し、該断面像に対して除外範囲を設定する（ステップＳ１８）。
【００５０】
鋳巣検出部６ｆは、ステップＳ１８で取得され、除外範囲が設定された壁面近傍の断面像を用いて、鋳巣の検出を行う（ステップＳ１９）。そして、鋳巣検出部６ｆは、壁面近傍の鋳巣の有無を判定する（ステップＳ２０）。
【００５１】
ステップＳ２０において壁面近傍に鋳巣が有ると判定される場合には、制御装置６は部材１が不良品であると判定を下す（ステップＳ１７）。ステップＳ２０において壁面近傍に鋳巣が無いと判定される場合には、制御装置６は部材１が良品であると判定を下す（ステップＳ２１）。
【００５２】
細溝Ａの下側の壁面（図６の断面Ｆ’）および下側の壁面近傍（図６の断面Ｇ’）について、ステップＳ１４〜ステップＳ２１を繰り返す。
【００５３】
以上の検査処理が終了すると、制御装置６は、判定結果を表示装置６６に表示する。判定結果は、スピーカー（不図示）から音声により通知されてもよく、またインジケータランプ（不図示）から光により通知されてもよい。また、鋳造部材検査装置１０は、不良品と判定された部材１を、自動的に廃却処理してもよい。
【００５４】
図８は、ステップＳ１４およびＳ１８に係る断面像取得処理の詳細なフローチャートを示す図である。まず、断面像取得部６ｅは、画像再構成部６ｄにより再構成され記憶装置６４に記録された３次元画像を、メモリ６３に読み出す（ステップＳ３１）。次に、ステップＳ３１で読み出された３次元画像から、所定の位置の断面像を取得する（ステップＳ３２）。ここで、所定の位置とは、図６に示す断面Ｆ、Ｆ’、Ｇ、Ｇ’のいずれかであり、断面像取得処理が、壁面および壁面近傍のどちらに対して行われるか、ならびに上側壁面および下側壁面のどちらに対して行われるかによって、選択される。
【００５５】
その後、今回の検査対象である部材１に適用するための除外範囲を取得する（ステップＳ３３）。具体的には、検査の実行前にユーザが入力装置６５から入力した部材１の情報に基づいて、断面像取得部６ｅが記憶装置６４に予め格納されている除外範囲テーブルを読み出すことによって、断面像取得部６ｅは除外範囲を取得する。または、断面像取得部６ｅが表示装置６６にステップＳ３２で取得された断面像を表示し、ユーザが該表示を参照して入力装置６５から除外範囲を入力することによって、断面像取得部６ｅは除外範囲を取得する。なお、必要でない場合には、除外範囲は設定されなくてもよい。
【００５６】
最後に、ステップＳ３２で取得された断面像に対して、ステップＳ３３で取得された除外範囲を設定する（ステップＳ３４）。
【００５７】
本実施形態に係る鋳造部材検査装置および方法によれば、Ｘ線投影像を用いて検査を行うため、微小な細溝内の壁面および壁面近傍の鋳巣を検出することができる。また、Ｘ線としてコーンビームを用いているため、部材を一回転させるのみで検査対象の上下壁面および上下壁面近傍の情報を得ることができ、その結果検査に要する時間を低減できる。また、部材に適した最低照射回数を用いることでＸ線照射回数を低減できるため、検査に要する時間を低減できる。さらに、除外範囲を設定して鋳巣検出処理を行うため、鋳巣判定に要する時間を低減でき、また部材の機能を害さない鋳巣を検出することを抑制することができる。
【００５８】
本実施形態では検査対象としてアルミニウムの部材１を用いているが、それ以外にもＸ線を透過する任意の材料の部材を用いてよい。また、部材１の形状は円柱状に限らず任意の形状でよい。本実施形態に係る鋳造部材検査装置１０に部材１を配置する際に、鋳巣の検査を行いたい位置にＸ線が照射されるように調整すればよい。
【００５９】
（第２の実施形態）
Ｘ線は部材を透過する際に減衰するため、第１の実施形態において大きな部材を用い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。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。それに対して、本実施形態では、Ｘ線が部材中を通る距離を短縮することによって、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。
【００６０】
図９は、本実施形態に係る鋳造部材検査装置２０の概略構成図である。鋳造部材検査装置２０は、第１の実施形態に係る鋳造部材検査装置１０と共通の構成要素を備える。鋳造部材検査装置２０を用いる鋳巣検査処理は、第１の実施形態（図７のフローチャート）と同様である。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、Ｘ線照射装置４がステージ２に対して傾斜して設けられており、その結果コーンビームＤが、ステージ２の表面（すなわち、部材１の載置面）に対して平行ではなく傾斜した向きで、Ｘ線照射装置４から部材１に照射されることである。
【００６１】
図１０は、本実施形態におけるＸ線の照射角度を示す図である。本実施形態においては、Ｘ線のコーンビームＤの中心軸が、ステージ２の表面から上方向に角度θ（０度＜θ＜９０度）傾斜している。Ｘ線照射装置４は、コーンビームＤが細溝ＡのＸ線検出装置５に対向する側を含む領域を透過し、かつ細溝ＡのＸ線検出装置５からの反対側を含む領域を透過しないような位置および角度θに配置される。角度θは、部材１および細溝Ａの形状や大きさ、部材１とＸ線照射装置４との距離、およびコーンビームＤのコーン角に基づいて決定することができる。
【００６２】
このような配置でＸ線のコーンビームＤを部材１に照射することによって、部材１の中心部（鋳巣検査の対象としない領域）の情報を得ず、細溝Ａの近傍の領域のみの情報を得ることができる。そのため、画像再構成に要する時間を低減することができる。また、再構成される３次元画像には細溝Ａの内径より内側の領域（図２における破線Ｅより内側の領域）が含まれないため、該領域内に存在する実用上問題とならない鋳巣のみを含む部材１を不良品と判定して廃却することを抑えることができる。
【００６３】
第１の実施形態と本実施形態とは、Ｘ線撮像時に検査対象領域を絞る手法と撮像後の断面像から検査対象領域を絞る手法という違いがあるが、部材１の断面像において細溝Ａを含む外周部（図２における破線Ｅより外側の領域）のみに検査対象を限定する点で共通している。
【００６４】
本実施形態に係る鋳造部材検査装置によれば、Ｘ線が部材のＸ線検出装置に対向する側のみを透過するため、Ｘ線が部材中を通る距離が短縮され、Ｘ線の減衰を低減することができる。その結果、第１の実施形態ではＸ線が減衰して鋳巣の検出ができないような大きな部材に対して、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。また、鋳巣検査の対象としない領域の情報を取得しないため、画像再構成等に要する時間を低減でき、また部材の機能を害さない鋳巣を検出することを抑制することができる
【００６５】
本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００６６】
上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。すなわち、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体も実施形態の範囲に含まれる。また、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例えばフロッピー（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、フラッシュメモリ、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００６７】
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】
【００６８】
１０、２０  鋳造部材検査装置
１  部材
２  ステージ
３  ステージ駆動装置
４  Ｘ線照射装置
５  Ｘ線検出装置
６  制御装置
６１  インターフェース
６２  ＣＰＵ
６３  メモリ
６４  記憶装置
６５  入力装置
６６  表示装置
６ａ  回転制御部
６ｂ  Ｘ線照射制御部
６ｃ  Ｘ線検出制御部
６ｄ  画像再構成部
６ｅ  断面像取得部
６ｆ  鋳巣検出部
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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