(57)【要約】【課題】傷部の検出確度が高く円周方向の検出力が一定な磁粉探傷装置、及び磁粉探傷方法を提供する。【解決手段】磁粉探傷装置１は、水平方向を軸にして被検査物１０を回転可能に支持する支持部１１と、被検査物１０を磁化する磁化部１２と、被検査物１０に磁粉液を塗布する塗布部１３と、被検査物１０を撮像する撮像部１５とを備え、一定速度で回転する回転状態の被検査物１０の表面に下方側で磁粉液を塗布し、上方側で撮像するように構成される。【選択図】図１
2018044787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向を軸にして被検査物を回転可能に支持する支持部と、
前記被検査物を磁化する磁化部と、
前記被検査物に磁粉液を塗布する塗布部と、
前記被検査物を撮像する撮像部とを備え、
一定速度で回転する回転状態の前記被検査物の表面に下方側で前記磁粉液を塗布し、上方側で撮像するように構成されることを特徴とする、磁粉探傷装置。
【請求項２】
前記塗布部と前記撮像部との間に洗浄部を更に備え、
前記被検査物を撮像する前に余分な磁粉を除去するように構成されることを特徴とする、
請求項１に記載の磁粉探傷装置。
【請求項３】
前記被検査物を撮像する際に前記支持部が前記被検査物の回転を停止するように構成されることを特徴とする、
請求項１または２に記載の磁粉探傷装置。
【請求項４】
水平方向を軸にして被検査物を回転させる工程と、
前記被検査物に磁粉液を塗布する工程と、
前記被検査物を磁化する工程と、
前記被検査物を撮像する工程とを備え、
前記被検査物を一定速度で回転させながら、前記被検査物の表面に下方側で前記磁粉液を塗布し、上方側で撮像することを特徴とする、磁粉探傷方法。
【請求項５】
前記被検査物を撮像する前に余分な磁粉を除去する工程を更に備えることを特徴とする、
請求項４に記載の磁粉探傷方法。
【請求項６】
前記被検査物を撮像する際に更に前記被検査物の回転を停止する工程を含むことを特徴とする、
請求項４または５に記載の磁粉探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探傷装置、及び探傷方法に関し、より詳細には、磁粉を用いて探傷を行う磁粉探傷装置、及び磁粉探傷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁粉探傷試験は、例えばビレット等の鋼材や自動車のシャフト等の被検査物の表面の探傷検査に適用され、ＪＩＳ−Ｚ−２３２０に規格化されている。磁粉探傷試験では、被検査物の表面に磁粉を含有する磁粉溶液を塗布するとともに、被検査物に磁場を印加する等して被検査物を磁化する。磁化された被検査物の表面にクラック等の傷がある場合には、この傷から磁束が漏洩するため、この漏洩磁束に磁粉が引き付けられて磁粉による指示模様が形成される。そして、この磁粉指示模様を観測することで傷を検査する。磁粉探傷試験には、傷の検出精度を向上させるために、磁粉に蛍光体を塗布した蛍光磁粉を用いる蛍光磁粉探傷試験も知られている。そして、このような磁粉探傷試験は、検出確度や作業効率を向上させるために種々の形態が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、厚さ方向に貫通する孔が形成された磁性体からなる被検査材の孔に電流貫通極を挿入し該電流貫通極に直流電流を通電すると共に、被検査材の両側面に対向して配置された磁化コイルに交流電流を通電して前記被検査材を磁化する工程と、前記被検査材の表面に磁粉液を散布する工程と、前記被検査材に付着する磁粉の有無を観察する工程と、前記被検査材を脱磁する工程と、からなる磁粉探傷方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４４３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の磁粉探傷方法によれば、短時間に被検査材の全表面のいずれの方向の欠陥をも探傷することができるとされている。また、特許文献１には、磁粉液を少ないノズルでしかも短時間で均一に散布するために、被検査材を孔を軸心として回転させながら、上方から磁粉液を散布することも開示されている。
【０００６】
ここで、被検査物の表面のクラック等の傷部から漏洩する漏洩磁束は、とても弱く、傷部の上を通過する磁粉を引き付けることはできるものの、傷部から離れた部位を通過する磁粉を引き寄せることはできない。また、被検査物の表面を流れる磁粉液の流れが速いと磁粉が漏洩磁束に引き付けられずに流されてしまい、磁粉指示模様が形成されない。一方で、被検査物の表面を流れる磁粉液の流れが遅いと磁粉指示模様が形成されるまでに多くの時間を要する。また、傷部とは異なる部位に磁粉が残留しやすくなり、傷部の誤検出が増加して傷部の検出確度が低下しやすくなる。したがって、傷部の検出確度や作業効率を向上させるためには、被検査物の表面を流れる磁粉液の流れを適正かつ一定な流れにすることが重要である。
【０００７】
特許文献１の磁粉探傷方法では、磁粉液を短時間で均一に散布することは考慮されているものの、被検査体の表面を流れる磁粉液の流れについては何ら考慮がなされていない。また、特許文献１の磁粉探傷方法では、磁粉液を散布した際に被検査体の下部に溜まる磁粉液についても考慮がなされていない。磁粉指示模様を観測するために被検査体を回転させた場合、被検査体の下部に溜まった磁粉液が被検査体の表面を流れて磁粉指示模様の一部を消してしまうことがあり、傷部の検出漏れが発生する場合がある。更に、特許文献１の磁粉探傷方法では、被検査物は厚さ方向に貫通する孔が形成されたものに限定されるため、汎用性が低い。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、傷部の検出確度が高く円周方向の検出力が一定な磁粉探傷装置、及び磁粉探傷方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の磁粉探傷装置は、
水平方向を軸にして被検査物を回転可能に支持する支持部と、
前記被検査物を磁化する磁化部と、
前記被検査物に磁粉液を塗布する塗布部と、
前記被検査物を撮像する撮像部とを備え、
一定速度で回転する回転状態の前記被検査物の表面に下方側で前記磁粉液を塗布し、上方側で撮像するように構成されることを特徴とする。
【００１０】
更に、前記塗布部と前記撮像部との間に洗浄部を更に備え、
前記被検査物を撮像する前に余分な磁粉を除去するように構成されることを特徴とする。
【００１１】
更に、前記被検査物を撮像する際に前記支持部が前記被検査物の回転を停止するように構成されることを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の磁粉探傷方法は、
水平方向を軸にして被検査物を回転させる工程と、
前記被検査物に磁粉液を塗布する工程と、
前記被検査物を磁化する工程と、
前記被検査物を撮像する工程とを備え、
前記被検査物を一定速度で回転させながら、前記被検査物の表面に下方側で前記磁粉液を塗布し、上方側で撮像することを特徴とする。
【００１３】
更に、前記被検査物を撮像する前に余分な磁粉を除去する工程を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
更に、前記被検査物を撮像する際に更に前記被検査物の回転を停止する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、水平方向を軸にして被検査物を回転可能に支持する支持部と、前記被検査物を磁化する磁化部と、前記被検査物に磁粉液を塗布する塗布部と、前記被検査物を撮像する撮像部とを備え、一定速度で回転する回転状態の前記被検査物の表面に下方側で前記磁粉液を塗布し、上方側で撮像するように構成されるので、傷部の検出確度が高く円周方向の検出力が一定な磁粉探傷装置を提供することができる。
【００１６】
更に、前記塗布部と前記撮像部との間に洗浄部を更に備え、前記被検査物を撮像する前に余分な磁粉を除去するように構成されるので、傷部の誤検出が防止され、傷部の検出確度がより高い磁粉探傷装置を提供することができる。
【００１７】
更に、前記被検査物を撮像する際に前記支持部が前記被検査物の回転を停止するように構成されるので、撮像される画像が流れることがなく、鮮明な磁粉指示模様を撮像することができ、傷部の検出確度が向上される。また、撮像時の画像取り込み時間を長くすることができ、安価な構成で傷部の検出確度が高い磁粉探傷装置を提供することができる。
【００１８】
更に、本発明の磁粉探傷方法は、水平方向を軸にして被検査物を回転させる工程と、前記被検査物に磁粉液を塗布する工程と、前記被検査物を磁化する工程と、前記被検査物を撮像する工程とを備え、前記被検査物を一定速度で回転させながら、前記被検査物の表面に下方側で前記磁粉液を塗布し、上方側で撮像するので、傷部の検出確度が高く円周方向の検出力が一定な磁粉探傷方法を提供することができる。
【００１９】
更に、前記被検査物を撮像する前に余分な磁粉を除去する工程を更に備えるので、傷部の誤検出が防止され、傷部の検出確度がより高い磁粉探傷方法を提供することができる。
【００２０】
更に、前記被検査物を撮像する際に更に前記被検査物の回転を停止する工程を含むので、撮像される画像が流れることがなく、鮮明な磁粉指示模様を撮像することができ、傷部の検出確度が向上される。また、撮像時の画像取り込み時間を長くすることができ、安価な構成で傷部の検出確度が高い磁粉探傷方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る磁粉探傷装置の一例が示された概略正面図である。
【図２】図１の磁粉探傷装置の概略平面図である。
【図３】支持部の一例が示された概略側面図である。
【図４】磁粉探傷装置の制御系統のブロック図である。
【図５】別の実施形態に係る磁粉探傷装置が示された概略正面図である。
【図６】本実施形態に係る磁粉探傷方法の概要が示された流れ図である。
【図７】別の実施形態に係る磁粉探傷方法の概要が示された流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本実施形態に係る磁粉探傷装置１の一例が示された概略正面図であり、図２は図１の磁粉探傷装置１の概略平面図であり、図３は支持部１１の一例が示された概略側面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１において、後述する撮像部１５の側を上とし、後述する塗布部１３の側を下とし、紙面に対して手前側を前とし、奥側を後とする。また、図１において、被検査物１０の回転方向が矢印ｄ１によって示され、後述する支持部１１の記載は省略されている。また、図２において、支持部１１、後述する紫外線照射部１４、撮像部１５の記載は省略されている。
【００２３】
図１〜図３に示されるように、磁粉探傷装置１は、例えば長尺で径が異なる部位を有する円柱状のシャフトである被検査物１０の表面（外周面）における欠陥としての傷部を、磁粉を用いて検出するように構成される。磁粉探傷装置１は、支持部１１と、磁化部１２と、塗布部１３と、紫外線照射部１４と、撮像部１５と、図示せぬ制御部と、図示せぬ検出部と、図示せぬ提示部と、図示せぬ磁粉液回収部等を備える。そして、磁粉探傷装置１は、一定速度で回転する回転状態の被検査物１０の表面に塗布部１３によって下方側で磁粉液を塗布し、撮像部１５によって上方側で撮像し、撮像された画像に基づいて傷部を検出するように構成される。
【００２４】
支持部１１は、図３に示されるように、水平方向を軸にして被検査物１０を回転可能に支持するように構成される。支持部１１は、基台２０と、基台２０上に配設される２つの架台２１，２２と、被検査物１０の一端を把持するチャック２３を有するシャフト２５と、被検査物１０の他端を把持するチャック２４を有するシャフト２６と、駆動装置としてのモータ２７等を備える。
【００２５】
シャフト２５は架台２１に回転自在に支持され、シャフト２６は架台２２に回転自在に支持される。シャフト２５の軸心を通る一点鎖線の直線Ｌ１は、水平方向に延びてシャフト２６の軸心及び円柱状の被検査物１０の軸心を通る。つまり、シャフト２５、シャフト２６、及び円柱状の被検査物１０は水平方向に延びる同軸上に位置している。シャフト２５は、基台２０上に配設されるモータ２７の出力軸にギアボックス２８を介して連動連結される。支持部１１は、モータ２７によってシャフト２５を回転させることで、シャフト２５、被検査物１０、及びシャフト２６を一体に回転させることができる。そして、支持部１１は、水平方向を軸にして被検査物１０を所望の速度で回転させることができる。なお、支持部１１による被検査物１０の回転方向は、図１において反時計回り（左回り）であり、被検査物１０は探傷時に一定速度で回転する回転状態に維持される。
【００２６】
ここで、架台２１は、基台２０に固定される。一方で、架台２２は、図示せぬレールを介して基台２０に取り付けられ、直線Ｌ１に沿って前後方向に基台２０上を移動できるように構成される。したがって、支持部１１は、被検査物１０の長さに応じて、２つのチャック２３，２４間の距離を調節できるように構成される。なお、架台２２は、基台２０に対する移動を抑制させる図示せぬロック機構を有する。
【００２７】
被検査物１０を把持するチャック２３，２４としては、例えば複数の爪で被検査物１０を把持するスクロールチャックやインデペンデントチャック、円筒状のコレットで把持するコレットチャック、吸引して被検査物１０を把持する真空チャック等を用いることができる。
【００２８】
支持部１１は、被検査物１０の回転速度を検出する図示せぬ回転速度センサや被検査物１０の回転角度を検出する図示せぬ回転角度センサ等も備える。回転速度センサや回転角度センサとしては、例えば支持部１１のシャフト２５に取り付けられるロータリエンコーダ等を用いることができる。
【００２９】
なお、支持部１１は、上述の構成に限定されるものではなく、水平方向を軸にして被検査物１０を回転可能に支持するように構成されていれば良い。例えば、モータ２７の出力軸とシャフト２５は、直接連結させても良く、プーリとベルトを用いて連動連結させても良い。
【００３０】
また、支持部１１は、シャフト２６に替わって、円錐状の心押し軸によって、被検査物１０の他端を支持する構成であっても良い。なお、このような構成の場合、心押し軸は、その先端が被検査物１０の他端の軸心上に当接されて被検査物１０を回転自在に支持する。
【００３１】
また、支持部１１は、架台２２とシャフト２６を備えることなく、片持ち状に被検査物１０の一端のみを支持する構成であっても良い。しかしながら、被検査物１０が長尺である場合には、支持部１１は、上述のように被検査物１０の両端を支持する構成であることが好ましい。
【００３２】
また、支持部１１は、基台２０が直線Ｌ１に沿って前後方向に移動可能な構成であっても良い。このような構成としては、基台２０に更に車輪を備える構成や、レールによって基台２０を直線Ｌ１に沿って前後方向に移動可能に支持する載置台を更に備える構成等が例示できる。このような構成にすることで、被検査物１０の軸方向の探傷部位の位置合わせが容易に行える。
【００３３】
また、支持部１１は、被検査物１０の外周面に当接する複数の従動ローラ及び駆動ローラによって、被検査物１０を回転可能に支持する構成であっても良い。
【００３４】
また、支持部１１は、エンドエフェクタとして被検査物１０を把持するグリッパを備え、このグリッパを回転させることができるように構成されるロボットアームであっても良い。このような構成にすることで、探傷後の被検査物１０の仕分けや搬送をロボットアームによって行うことができ、使い勝手が良い。
【００３５】
また、支持部１１は、被検査物１０の回転方向は特に限定されるものではなく、支持部１１は、被検査物１０を逆回転させることができる構成であっても良い。
【００３６】
磁化部１２は、支持部１１によって一定速度で回転されている被検査物１０に非接触で磁場を印加し、少なくとも被検査物１０の表層部を磁化するように構成される。より詳細には、磁化部１２は、ヨーク法を用いて被検査物１０の表層部を磁化するように構成される。磁化部１２は、磁性材料で形成されるＵ字状の磁心コア２９と、磁心コア２９の両端の近傍に巻き付けられる励磁コイル３０，３１と、磁心コア２９の両端に取り付けられる爪３２，３３と、磁心コア２９と励磁コイル３０，３１を覆う保護カバー３４等を備える。爪３２，３３は、磁性材料で形成される。爪３２，３３は、互いの先端が平行状態から対向する状態となるように折り曲げることができるように構成される。そして、２つの爪３２，３３の先端の位置をそれぞれ調節できる。磁心コア２９と励磁コイル３０，３１は、保護カバー３４によって覆われており、後述する磁粉液が直接かからないように保護されている。
【００３７】
磁化部１２は、被検査物１０の下方側であって、２つの爪３２，３３の間に被検査物１０が位置し、２つの爪３２，３３の先端が被検査物１０の表面近傍に配置される。そして、２つの爪３２，３３の間を結ぶ直線は、被検査物１０の軸方向と直交する方向に延びている。
【００３８】
磁化部１２は、励磁コイル３０，３１に交流電流が流れることで、２つの爪３２，３３の間に、平面視（図２）で被検査物１０の軸方向と直交する方向に磁場が形成され、被検査物１０の表面でこの磁場の方向と直交する方向に延びる傷部、つまり軸方向に延びる傷部から漏洩磁束を発生させることができる。そして、磁化部１２は、２つの爪３２，３３の間に配置される回転状態の被検査物１０に非接触で磁場を印加し、被検査物１０を磁化するように構成される。
【００３９】
ここで、被検査物１０は、磁化部１２によって全体が磁化されるのではなく、軸方向において磁化部１２の近傍が磁化され、この磁化される部位が磁粉探傷装置１による探傷部位となる。
【００４０】
なお、磁化部１２の構成は特に限定されるものではなく、支持部１１によって一定速度で回転している被検査物１０に磁場を印加し、少なくとも被検査物１０の表層部を磁化するように構成されていれば良い。磁化部１２は、２つの爪３２，３３の間を結ぶ直線が平面視（図２）で被検査物１０の軸方向と平行で、２つの爪３２，３３の先端が被検査物１０の表面近傍に配置されても良い。このような構成にすることで、被検査物１０の軸方向と平行な方向に磁場が形成され、被検査物１０の表面でこの磁場の方向と直交する方向に延びる傷部、つまり円周方向に延びる傷部から漏洩磁束を発生させることができる。
【００４１】
また、磁化部１２は、例えば回転磁界を生成する構成であっても良い。このような構成としては、上述の磁化部１２とともに、この磁化部１２と同様の構成の別の磁化部とを備える構成が例示できる。別の磁化部は、磁化部１２の近傍であって、２つの爪の間を結ぶ直線が平面視（図２）で被検査物１０の軸方向と平行で、２つの爪の先端が被検査物１０の表面近傍に配置される。このような構成にし、磁化部１２と別の磁化部に流れる励磁電流（交流電流）の位相を変えることで回転磁界を生成することができ、いずれの方向に延びる傷部からも漏洩磁束を発生させることができる。
【００４２】
また、磁化部１２は、ヨーク法以外の磁化方法によって被検査物１０を磁化しても良く、被検査物１０の形態に応じて磁化方法を適宜選択できる。例えば、磁化部１２は、被検査物１０と接触して被検査物１０を磁化する構成とすることができる。なお、詳細については後述するが、磁粉探傷装置１は、被検査物１０が水平方向を軸にして一定速度で回転する回転状態で探傷を行うため、磁化部１２は非接触で被検査物１０を磁化する構成であることが好ましく、ヨーク法を用いて磁化する構成であることが好ましい。
【００４３】
塗布部１３は、支持部１１によって一定速度で回転されている被検査物１０の表面に下方側で磁粉液を塗布するように構成される。塗布部１３は、吐出口３５を有するノズル３６と、磁粉液を貯留する図示せぬタンクと、ホース３７によってノズル３６に接続された図示せぬポンプ等を備える。ポンプは、図示せぬホースによってタンクに接続されている。塗布部１３のノズル３６は、磁化部１２の２つの爪３２，３３の間であって、吐出口３５を被検査物１０へ向けて被検査物１０の直下に配置される。そして、塗布部１３は、ポンプによってタンクから圧送された磁粉液をノズル３６の吐出口３５から重力に逆らって上方へ向けて吐出させ、回転状態の被検査物１０の表面（外周面）に下方側で磁粉液を塗布するように構成される。なお、塗布部１３は、磁化部１２によって形成される磁界領域内であって、被検査物１０の軸方向において磁化部１２によって磁化される部位の表面に磁粉液を塗布する。
【００４４】
塗布部１３によって被検査物１０に塗布される磁粉液は、溶媒としての水に蛍光磁粉を混合させた溶液である。蛍光磁粉は、表面が蛍光体で被覆された磁粉であり、そのメジアン径は３μｍ〜７０μｍ程度である。なお、磁粉液は、蛍光磁粉に替わって表面が蛍光体で被覆されていない単なる磁粉を含有する構成であっても良い。また、磁粉液の溶媒は、白灯油であっても良い。また、磁粉液は、分散剤や防錆剤等を更に含有する構成であっても良い。分散剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテル型非イオン系界面活性剤および陰イオン活性剤を用いることができる。防錆剤としては、例えば亜硝酸ナトリウム等を用いることができる。また、磁粉液における、蛍光磁粉、分散剤、防錆剤等の濃度は適宜設定できる。
【００４５】
ここで、塗布部１３は、磁粉液をノズル３６の吐出口３５から高圧で吐出（噴射／噴出）するのではなく、吐出口３５から湧き出るように吐出するように構成される。つまり、塗布部１３は、被検査物１０の下方側に位置する表面が磁粉液の勢いで塗布されるのではなく、磁粉液に浸されるように構成される。そして、ノズル３６の吐出口３５から吐出された磁粉液は、被検査物１０の上方側に位置する表面に、下方向への流れのエネルギを持って塗布されることがない。なお、塗布部１３は、ノズル３６の吐出口３５と被検査物１０の表面との距離、ノズル３６の吐出口３５から吐出される磁粉液の流速等を調節することで、このような磁粉液の塗布を行うことができる。そして、ノズル３６の吐出口３５と被検査物１０の表面との距離は、２ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、ノズル３６の吐出口３５から吐出される磁粉液の流速は、３０ｍｍ／ｓ〜７００ｍｍ／ｓであることが好ましい。このような構成にすることで、磁粉液を上述のように塗布することができる。なお、磁粉液の流速が３０ｍｍ／ｓより小であると、均一な塗布ができなくなる。
【００４６】
なお、塗布部１３は、上述の構成に限定されるものではなく、支持部１１によって回転している被検査物１０の表面に下方側で磁粉液を塗布するように構成されていれば良い。例えば、ノズル３６は、被検査物１０の軸方向である直線Ｌ１に沿って吐出口３５が幅広に形成されても良い。また、ノズル３６の吐出方向は、被検査物１０の軸心からずれていても良い。また、塗布部１３は、複数のノズル３６を備える構成であっても良い。
【００４７】
ここで、被検査物１０は、塗布部１３によって下方側に位置する表面に磁粉液が塗布されるが、被検査物１０は支持部１１によって回転されている。したがって、被検査物１０の表面に塗布される磁粉液は、相対的に被検査物１０の表面を流れることになる。被検査物１０は、磁化部１２によって少なくとも表層部が磁化されているので、被検査物１０の表面に欠陥としての傷部が存在する場合、その傷部に起因する漏洩磁界が生じている。磁粉液に含有される蛍光磁粉が傷部の上を通過すると、この漏洩磁界によって傷部に引き付けられる。そして、この漏洩磁界によって蛍光磁粉が傷部に集合することで、傷部に起因する磁粉指示模様が形成される。
【００４８】
ここで、被検査物１０の表面に対する磁粉液の相対的な流速は、被検査物１０の周速と関係があり、周速が速くなると流速も速くなり、周速が遅くなると流速も遅くなる。そして、被検査物１０の回転速度を変更することで容易に調節することができる。したがって、被検査物１０の表面を流れる磁粉液の流速の調節が容易であり、使い勝手が良い。そして、磁粉液の流速の調節にかかる時間を短縮できるので、作業効率を向上させることができる。また、磁粉液の流速を一定に保つことも容易であり、磁粉指示模様を好適に形成することができ、傷部の検出漏れが防止されて、検出確度が向上するとともに、円周方向の検出力を一定に維持することができる。なお、被検査物１０の表面に対する磁粉液の相対的な流速は、被検査物１０の回転速度とともに、ノズル３６の吐出口３５から吐出される磁粉液の流速、磁粉液の塗布量、重力加速度、被検査物１０の表面粗さ等の影響も受ける。
【００４９】
なお、磁粉指示模様を好適に形成する観点において、被検査物１０の表面を流れる磁粉液の流速は、約２ｍｍ／ｓ〜１００ｍｍ／ｓであることが好ましい。流速が１００ｍｍ／ｓより大であると、蛍光磁粉が漏洩磁束に引き付けられずに流されてしまい、磁粉指示模様が形成されにくくなる。そして、傷部の検出漏れが生じて、傷部の検出確度が低下しやすくなる。一方、流速が２ｍｍ／ｓより小であると、磁粉指示模様が形成されるまでに多くの時間を要する。また、傷部とは異なる部位に蛍光磁粉が残留しやすくなって傷部の誤検出が増加し、傷部の検出確度が低下しやすくなる。
【００５０】
また、塗布部１３のノズル３６から吐出された余剰の磁粉液は、被検査物１０の表面を流れることなく重力によって下方へ落下する。したがって、形成された磁粉指示模様が余剰の磁粉液によって消されることがなく、傷部の検出漏れが防止され、傷部の検出確度が向上する。なお、落下した余剰の磁粉液は、後述する磁粉液回収部によって回収される。
【００５１】
紫外線照射部１４は、後述する撮像部１５が撮像する被検査物１０の表面（外周面）に紫外線を照射するように構成される。紫外線照射部１４は、光源としての図示せぬ紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）または紫外線ランプや冷却装置としての図示せぬファン等を有する。紫外線照射部１４は、被検査物１０の上方に配置される。そして、紫外線照射部１４は、磁化部１２によって磁化されて塗布部１３によって磁粉液が塗布された部位であって、撮像部１５が撮像する被検査物１０の上方側の表面に上方から紫外線を照射する。そして、紫外線照射部１４によって紫外線が照射されている領域に磁粉指示模様がある場合、磁粉指示模様を形成する蛍光磁粉の蛍光体が励起して発光する。
【００５２】
なお、紫外線照射部１４の構成は特に限定されるものではない。例えば、紫外線照射部１４は、磁化部１２によって生成される磁界の影響を避けるために、磁気シールドが施される構成であっても良い。また、紫外線照射部１４は、紫外線をパルス照射するような構成であっても良い。このような構成にすることで、紫外線照射部１４を高強度の紫外線を常時照射可能な構成とする必要がなく、安価な構成にすることができるとともに、紫外線の光源の長寿命化が期待できる。
【００５３】
撮像部１５は、支持部１１によって一定速度で回転されている被検査物１０の表面（外周面）であって、軸方向において磁化部１２によって磁化されて塗布部１３によって磁粉液が塗布された部位の表面を上方側で撮像するように構成される。撮像部１５は、被検査物１０の上方に配置され、被検査物１０の表面を上方から撮像する。したがって、被検査物１０の上方側に位置する表面が撮像部１５によって撮像される。
【００５４】
撮像部１５としては、エリアカメラまたはラインカメラを用いることができ、特に限定されるものではない。例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを用いることができる。撮像部１５のシャッタースピード（画像取り込み時間）や撮像される画像の分解能は、被検査物１０の回転速度や、紫外線照射部１４が照射する紫外線の強度に応じて適宜設定される。
【００５５】
なお、撮像部１５は、上述の構成に限定されるものではなく、支持部１１によって回転している被検査物１０の表面を上方側で撮像するように構成されていれば良い。例えば、撮像部１５は、磁化部１２によって生成される磁界の影響を避けるために、磁気シールドが施される構成であっても良い。また、紫外線照射部１４が紫外線をパルス照射する場合には、撮像部１５は紫外線照射部１４のパルス照射に同期して撮像するように構成される。
【００５６】
ここでは図示せぬ検出部は、撮像部１５によって撮像された画像信号（原画像）を読み込むとともに、原画像に所定の処理を行うことによって、被検査物１０の表面の欠陥を検出するものであり、その構成については後述する。
【００５７】
ここでは図示せぬ提示部は、検出部による傷部の検出結果を作業者に提示するように構成される。提示部としては、例えば、ランプ、ブザー、液晶パネル、モニター等を用いることができる。
【００５８】
なお、提示部の構成は特に限定されるものではない。例えば、提示部は、被検査物１０の表面に目視可能なマーキングンをするように構成されるマーキング部を有する構成であっても良い。マーキング部としては、例えば、空気圧を用いてインクを噴射することでマーキングを行うマーキングガンを用いることができる。このような構成にすることで、傷部が有ると判定された被検査物１０に識別用のマーキングを行うことができ、傷部が有る被検査物１０と傷部が無い被検査物１０とを探傷後に容易に識別することができ、使い勝手が良い。また、検出された傷部に表示用のマーキングを行うことも可能となり、傷部の位置を容易に把握することができ、使い勝手が良い。
【００５９】
図示せぬ磁粉液回収部は、塗布部１３のノズル３６から吐出された余剰の磁粉液を回収するように構成される。磁粉液回収部としては、被検査物１０の下方に配置されて余剰の磁粉液を回収する受け皿と、受け皿によって回収した磁粉液を圧送するポンプと、回収した磁粉液を貯留するタンク等を有する構成が例示できる。回収した磁粉液は、再利用することができるため、環境への負荷を低減することができる。
【００６０】
次に、本実施形態に係る磁粉探傷装置１の制御系統について説明する。図４は、磁粉探傷装置１の制御系統のブロック図である。磁粉探傷装置１は、制御部１７を備え、この制御部１７によって、支持部１１、磁化部１２、塗布部１３、紫外線照射部１４、撮像部１５、検出部１６、提示部１８等が制御され、自動制御によって被検査物１０の表面の欠陥としての傷部を検出することができるように構成されている。
【００６１】
制御部１７は、種々の設定値や、各種センサによる検出値等の入力信号を読み込むとともに、制御信号を出力することで、磁粉探傷装置１の動作を制御するように構成されている。制御部１７としては、演算処理及び制御処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、データが格納される主記憶装置、タイマ、入力回路、出力回路、並びに電源回路等の含まれたマイクロコンピュータが例示される。ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）に例示される主記憶装置には、本実施形態に係る動作を実行するための制御プログラムや、各種データが格納されている。なお、これらの各種プログラムやデータ等は、外部の記憶装置に格納され、制御部１７が読み出す形態とされても良い。
【００６２】
制御部１７には、支持部１１、磁化部１２、塗布部１３、紫外線照射部１４、撮像部１５、検出部１６、提示部１８等が電気的に接続されている。なお、制御部１７には、図４に示された構成以外の各種センサ等が電気的に接続されている。
【００６３】
検出部１６は、制御部１７と同様に、演算処理及び制御処理を行う処理装置、データが格納される主記憶装置等を有し、例えば、ＣＰＵ、主記憶装置、タイマ、入力回路、出力回路、電源回路等を有するマイクロコンピュータである。主記憶装置には、原画像から欠陥としての傷部を検出するためのプログラムや、各種データ等が格納される。なお、検出部１６の構成は特に限定されるものではない。例えば、主記憶装置に格納されるプログラムやデータ等は、外部の記憶装置に格納され、検出部１６が読み出す形態とされても良い。
【００６４】
検出部１６は、上述したように、撮像部１５によって撮像された原画像を読み込み、この読み込んだ原画像に所定の画像処理を行う。画像処理としては、ＬＵＴ（Look Up Table）変換処理、拡大・収縮処理、シェーディング処理、及び二値化処理等が例示される。そして、検出部１６は、画像処理がなされた画像内の傷部の有無の判定を行い、傷部を検出する。
【００６５】
なお、検出部１６は、撮像部１５によって撮像された原画像から傷部を検出できる構成であれば良く、特に限定されるものではない。例えば、検出部１６は、複数の画像処理をパイプライン処理によって平行して処理する構成であっても良い。このような構成にすることで、傷部の有無の判定までに要する時間を短縮することができる。
【００６６】
検出部１６は、撮像部１５による撮像と連動するリアルタイム処理によって傷部を検出する。しかしながら、検出部１６は、撮像部１５による撮像と連動せず、撮像部１５によって撮像された複数の原画像を蓄積してから処理を行うバッチ処理によって傷部を検出しても良い。このような構成にすることで、検出部１６の演算負荷が低減され、生産性が向上される。
【００６７】
また、検出部１６は、制御部１７と一体に構成されても良い。このような構成にすることで、磁粉探傷装置１の構成が簡略され、生産性が向上される。
【００６８】
そして、磁粉探傷装置１は、水平方向を軸にして被検査物１０を一定速度で回転させた回転状態で、被検査物１０の表面に下方側で磁粉液を塗布し、被検査物１０を磁化し、上方側で被検査物１０を撮像するように構成される。ここで、被検査物１０の表面のある部位は、回転によって下方側へ位置した際に塗布部１３によって磁粉液が塗布されるとともに磁化部１２によって磁化される。この際、余剰の磁粉液は、被検査物１０の表面を流れることなく重力によって下方へ落下する。更に被検査物１０が回転することで、この部位は上方側へ移動し、撮像部１５よって撮像される。つまり、被検査物１０は、下方側で磁粉液の塗布及び磁化がされた後、上方側で撮像が行われる。したがって、形成された磁粉指示模様は、撮像部１５によって撮像されるまでの間に上から流下する磁粉液によって消されることがなく、傷部の検出漏れが防止され、傷部の検出確度が向上する。また、磁粉探傷装置１は、被検査物１０の表面を円周方向に順次探傷するとともに、表面を流れる磁粉液の流速を一定に保つことができ、円周方向の検出力を一定に維持することができる。
【００６９】
なお、磁粉探傷装置１は、上述の構成に限定されるものではない。上述の磁粉探傷装置１では、被検査物１０が支持部１１によって回転されている回転状態で撮像部１５によって撮像されるが、撮像部１５によって被検査物１０を撮像する際に支持部１１が被検査物１０の回転を停止するように構成されても良い。このような構成にすることで、撮像される画像が流れることがなく、鮮明な磁粉指示模様を撮像することができ、傷部の検出確度が向上される。また、撮像時のシャッタースピードを長くすることができるの、照射する紫外線強度が低く、例えば被検査物１０に照射される紫外線強度が１ｍＷ／ｃｍ２〜５ｍＷ／ｃｍ２程度となる安価な紫外線照射部１４であっても磁粉指示模様を鮮明に撮像することができる。
【００７０】
また、磁粉探傷装置１は、撮像部１５によって撮像された画像と、この画像が撮像された際の支持部１１の回転角度センサの検出値とを関連付けるように構成されても良い。このような構成にすることで、被検査物１０の円周方向において、どの部位が撮像部１５によって撮像されたかが分かり、傷部の有無だけでなく、傷部の位置を把握することが可能となり、使い勝手が良い。ここで、被検査物１０の円周方向における基準点を例えば目視可能なマーキングン等によって被検査物１０に設けることが好ましい。そして、この基準点が回転角度センサのゼロ位置に対応するように被検査物１０を支持部１０に装着させたり、基準点を認識するセンサを更に備えてこの基準点をトリガーとして撮像を開始するような構成にしたりすることで、被検査物１０が支持部１１から取り外された後であっても傷部の位置を把握することが可能となる。なお、基準点は特に限定されるものではなく、被検査物１０の円周方向における形状の変化点、例えばキー溝等とすることができる。
【００７１】
また、磁粉液が蛍光磁粉に替わって表面が蛍光体で被覆されていない単なる磁粉を含有する構成である場合には、磁粉探傷装置１は、紫外線照射部１４に替わって例えば白色光を照射する照明部を備える構成とすることができる。
【００７２】
また、磁粉探傷装置１は、磁化部１２、塗布部１３、紫外線照射部１４、及び撮像部１５を複数備える構成であっても良い。例えば、磁化部１２、塗布部１３、紫外線照射部１４、及び撮像部１５が上述した位置関係で配置されたユニットを被検査物１０の軸方向に複数備える構成であっても良い。このような構成にすることで、被検査物１０の軸方向において、各ユニットが位置する部位を同時に探傷することができ、探傷時間の短縮ができる。
【００７３】
また、磁粉探傷装置１は、支持部１１、磁化部１２、塗布部１３、紫外線照射部１４等が作業者によって手動で操作される構成であっても良い。このような構成にすることで、制御部１７の構成が簡略され、生産性が向上する。
【００７４】
また、磁粉探傷装置１は、図５に示されるように、洗浄部１９を更に備える構成であっても良い。ここで、図５は、別の実施形態に係る磁粉探傷装置２が示された概略正面図である。なお、磁粉探傷装置２は、上述の磁粉探傷装置１において洗浄部１９を更に備える構成であり、洗浄部１９以外は上述の磁粉探傷装置１と同様の構成であり、同様の構成の説明については省略される。また、図５において、被検査物１０の回転方向が矢印ｄ２によって示され、図１と同様に、支持部１１の記載は省略されている。
【００７５】
洗浄部１９は、支持部１１によって一定速度で回転されている被検査物１０の表面（外周面）に洗浄液を塗布し、撮像部１５が被検査物１０を撮像する前に被検査物１０の表面に付着した余分な蛍光磁粉を除去するように構成される。なお、余分な蛍光磁粉とは、欠陥としての傷部に起因する漏洩磁界によって傷に引き寄せられて指示模様を形成する蛍光磁粉ではなく、被検査物１０の表面に残留する蛍光磁粉である。
【００７６】
洗浄部１９は、吐出口３８を有するノズル３９と、洗浄液を貯留する図示せぬタンクと、ホース４０によってノズル３９に接続された図示せぬポンプ等を備える。ポンプは、図示せぬホースによってタンクに接続されている。洗浄部１９は、制御部１７と電気的に接続され、制御部１７によって制御される。
【００７７】
洗浄部１９のノズル３９は、磁化部１２の近傍であって、被検査物１０の回転方向において磁化部１２と撮像部１５との間であって、正面視（図５）で撮像部１５より時計回り方向側に配置される。また、洗浄部１９のノズル３９は、被検査物１０の軸心よりも上方に位置し、吐出口３８が被検査物１０の軸心へ向けられている。そして、洗浄部１９は、ポンプによってタンクから圧送された洗浄液をノズル３９の吐出口３８から被検査物１０へ向けて吐出させ、回転状態の被検査物１０の表面（外周面）に洗浄液を塗布するように構成される。なお、洗浄部１９は、支持部１１によって一定速度で回転されている被検査物１０の表面であって、少なくとも軸方向において塗布部１３によって磁粉液が塗布され、磁化部１２によって磁化される部位の表面に洗浄液を塗布するように構成される。
【００７８】
洗浄部１９によって被検査物１０に塗布される洗浄液は、磁粉液の溶媒である水である。なお、洗浄液は、磁粉液の溶媒と同一であれば良く、磁粉液の溶媒が白灯油である場合には白灯油とすることができる。
【００７９】
ここで、洗浄部１９は、洗浄液をノズル３９の吐出口３８から高圧で吐出するのではなく、磁粉指示模様を形成する蛍光磁粉を殆ど除去することなく、被検査物１０の表面に残留する蛍光磁粉を除去するように洗浄液を吐出するように構成される。また、洗浄部１９は、洗浄液が撮像部１５の撮像領域へ流れることなく重力によって下方へ落下するように構成される。
【００８０】
このような洗浄部１９を備える構成とすることで、撮像部１５が被検査物１０を撮像する前に被検査物１０の表面に付着した余分な蛍光磁粉を除去でき、傷部の誤検出（過検出）が防止され、傷部の検出確度が向上される。
【００８１】
なお、洗浄部１９は、一定速度で回転されている被検査物１０の径や周速に応じて、ノズル３９の位置や向き、ノズル３９の吐出口３８と被検査物１０の表面との距離、ノズル３９の吐出口３８から吐出される洗浄液の流速等を調節することで、被検査物１０の表面に付着した余分な蛍光磁粉を除去するような洗浄液の塗布を行うことができる。そして、ノズル３９の吐出口３８と被検査物１０の表面との距離は、２ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。また、ノズル３９の吐出口３８から吐出される洗浄液の流速は、１ｍｍ／ｓ〜２０ｍｍ／ｓであることが好ましい。洗浄液の流速が２０ｍｍ／ｓより大であると、漏洩磁束に引き付けられた蛍光磁粉が洗浄液によって流されて磁粉指示模様が消され、傷部の検出漏れが生じやすくなり、傷部の検出確度が低下しやすくなる。一方、洗浄液の流速が１ｍｍ／ｓより小であると、被検査物１０の表面に残留する蛍光磁粉の除去効果が得られない。また、図５において、撮像部１５と被検査物１０の軸心を通る直線Ｌ２と、ノズル３９と被検査物１０の軸心を通る直線Ｌ３とのなす角θ１は、６０°〜１２０°であることが好ましい。なす角θ１が６０°より小であると、洗浄液が撮像部１５の撮像領域へ流れやすくなり、鮮明な磁粉指示模様を形成しにくくなる。
【００８２】
なお、洗浄部１９のノズル３９から吐出された洗浄液は、塗布部１３のノズル３６から吐出された余剰の磁粉液とともに、図示せぬ磁粉液回収部によって回収される。ここで、回収された磁粉液は、洗浄液と混ざった状態であるが、洗浄液は磁粉液の溶媒と同一であるため、磁粉濃度が薄くなるだけである。したがって、回収された磁粉液は、磁粉濃度を再調整することで再利用することができるため、環境への負荷を低減することができる。
【００８３】
また、被検査物１０が表面にスプラインやねじ構造等の凹凸部を有する場合には、この凹凸部に蛍光磁粉が残留しやすくなる。したがって、このような凹凸部を含む領域を探傷領域とする場合には、上述の洗浄部１９を備える構成とすることが好ましい。
【００８４】
なお、洗浄部１９は、上述の構成に限定されるものではなく、支持部１１によって回転している被検査物１０の表面に洗浄液を塗布し、撮像部１５が被検査物１０を撮像する前に被検査物１０の表面に付着した余分な蛍光磁粉を除去するように構成されていれば良い。例えば、ノズル３９は、被検査物１０の軸方向である直線Ｌ１に沿って吐出口３８が幅広に形成されても良い。また、ノズル３９の吐出方向は、被検査物１０の軸心からずれていても良い。また、洗浄部１９は、複数のノズル３９を備える構成であっても良い。
【００８５】
また、磁粉探傷装置２において、被検査物１０の回転方向が逆向き（時計回り）の場合には、洗浄部１９のノズル３９を正面視（図５）で左右反対側に配置させる。このような構成にすることで上述と同様の効果が得られる。
【００８６】
以上に説明がなされたように、本実施形態に係る磁粉探傷装置１，２は、水平方向を軸にして被検査物１０を回転可能に支持する支持部１１と、被検査物１０を磁化する磁化部１２と、被検査物１０に磁粉液を塗布する塗布部１３と、被検査物１０を撮像する撮像部１５とを備え、一定速度で回転する回転状態の被検査物１０の表面に下方側で磁粉液を塗布し、上方側で撮像するように構成される。
【００８７】
そして、本実施形態によれば、傷部の検出確度が高く円周方向の検出力が一定な磁粉探傷装置を提供することができる。
【００８８】
次に、本実施形態に係る磁粉探傷方法の概要について説明する。なお、以下では、図１〜図３に示される磁粉探傷装置１による被検査物１０の表面の傷部の探傷を例示して説明する。図６は、本実施形態に係る磁粉探傷方法の概要が示された流れ図である。本実施形態は、水平方向を軸にして被検査物１０を回転させる工程と、被検査物１０に磁粉液を塗布する工程と、被検査物１０を磁化する工程と、被検査物１０を撮像する工程とを備え、被検査物１０を一定速度で回転させながら、被検査物１０の表面に下方側で磁粉液を塗布し、上方側で撮像することを特徴とする。以下では、各工程を更に詳細に説明する。
【００８９】
まず、被検査物１０の支持部１１への装着が行われる（ステップＳ１）。被検査物１０の一端を支持部１１のシャフト２５のチャック２３に把持させる。被検査物１０の他端を支持部１１のシャフト２６のチャック２４に把持させる。そして、被検査物１０の軸方向において、被検査物１０の探傷部位が磁化部１２の近傍に位置するように、支持部１１を配置する。なお、探傷部位の位置合わせにおいて、支持部１１に替わって磁化部１２、塗布部１３、紫外線照射部１４、及び撮像部１５を移動しても構わない。
【００９０】
次に、支持部１１による水平方向を軸にした被検査物１０の一定速度での回転が行われる（ステップＳ２）。被検査物１０の一定速度の回転は、探傷が終了するまで継続される。なお、被検査物１０の回転速度は、モータ２７を制御することで適宜設定できる。
【００９１】
次に、塗布部１３による被検査物１０の表面への磁粉液の塗布が行われる（ステップＳ３）。磁粉液の塗布は、被検査物１０を一定速度で回転させながら、被検査物１０の下方側で行われる。より詳細には、塗布部１３のノズル３６は、上述したように、磁化部１２の２つの爪３２，３３の間であって、吐出口３５を被検査物１０へ向けて被検査物１０の直下に配置される。そして、磁粉液をノズル３６の吐出口３５から上方へ向けて吐出させ、磁化部１２によって形成される磁界領域内であって、回転状態の被検査物１０の表面（外周面）に塗布する。
【００９２】
なお、磁粉液は、吐出口３５から湧き出るように吐出され、被検査物１０の下方側に位置する表面が磁粉液に浸されるようにして磁粉液が塗布される。なお、探傷が終了するまで継続される。
【００９３】
次に、磁化部１２による被検査物１０の磁化が行われる（ステップＳ４）。磁化部１２による被検査物１０の磁化は、被検査物１０が一定速度で回転している状態で行う。磁化部１２は、上述したように、ヨーク法を用いて被検査物１０の表層部を磁化する。磁化部１２は、２つの爪３２，３３の間に被検査物１０が位置し、２つの爪３２，３３の間を結ぶ直線が平面視で被検査物１０の軸方向と直交する方向に延び、２つの爪３２，３３の先端が被検査物１０の表面近傍に配置される。そして、２つの爪３２，３３の間に形成される被検査物１０の軸方向と直交する方向の磁場によって被検査物１０が磁化される。したがって、被検査物１０の表面にこの磁場の方向に延びる傷部、つまり周方向に延びる傷部がある場合には、この傷部から漏洩磁束が発生する。
【００９４】
なお、被検査物１０の磁化（ステップＳ４）は、磁粉液の塗布（ステップＳ３）が開始してから所定の時間が経過した後に開始され、探傷が終了するまで継続される。ここで、磁粉液の塗布（ステップＳ３）が開始される前の塗布部１３のノズル３６やホース３７内の磁粉液は、磁粉が分散せずに沈降した状態である。したがって、被検査物１０の磁化（ステップＳ４）を開始する前に磁粉が沈降した磁粉液を排出させる。
【００９５】
ここで、磁粉液の塗布は、被検査物１０を一定速度で回転させながら行われるので、被検査物１０の表面に塗布された磁粉液は、相対的に被検査物１０の表面を流れる。そして、被検査物１０は磁化されるので、被検査物１０に傷部がある場合には、この傷部に起因する漏洩磁界に磁粉液に含有される蛍光磁粉が引き付けられて傷部に起因する磁粉指示模様が形成される。なお、被検査物１０の表面に対する磁粉液の相対的な流れの流速は、被検査物１０の周速と関連があり、被検査物１０の回転速度を変更することで容易に調節することができる。したがって、磁粉液の流速の調節にかかる時間を短縮できるので、作業効率を向上させることができる。また、磁粉液の流速を一定に保つことも容易であり、磁粉指示模様を好適に形成することができるとともに、円周方向の検出力を一定に維持することができる。
【００９６】
また、磁粉液は、磁化部１２によって形成される磁界領域内であって回転状態の被検査物１０の下方側で塗布される。そして、余剰の磁粉液は、被検査物１０の表面に流れることなく重力によって下方へ落下し、磁粉液回収部によって回収される。したがって、形成された磁粉指示模様が余剰の磁粉液によって消されることがなく、傷部の検出漏れが防止され、傷部の検出確度が向上する。
【００９７】
次に、紫外線照射部１４による被検査物１０の表面への紫外線の照射が行われる（ステップＳ５）。紫外線照射部１４は、被検査物１０の上方に配置されている。そして、塗布部１３によって磁粉液が塗布されて磁化部１２によって磁化された部位であって、後述する撮像部１５によって撮像される被検査物１０の上方側の表面に上方から紫外線を照射する。したがって、紫外線照射部１４によって紫外線が照射されている領域に磁粉指示模様がある場合、磁粉指示模様を形成する蛍光磁粉の蛍光体が励起して発光する。なお、被検査物１０の磁化は、探傷が終了するまで継続される。
【００９８】
次に、撮像部１５による被検査物１０の表面の撮像が行われる（ステップＳ６）。被検査物１０の表面の撮像は、被検査物１０を一定速度で回転させながら、被検査物１０の上方側で行われる。より詳細には、撮像部１５は、被検査物１０の上方に配置され、被検査物１０の表面を上方から撮像する。つまり、撮像部１５によって被検査物１０の上方側に位置する表面が撮像される。
【００９９】
なお、撮像部１５が撮像する領域には紫外線照射部１４によって紫外線が照射されている。また、被検査物１０の表面の撮像（ステップＳ６）は、被検査物１０の磁化（ステップＳ４）において被検査物１０が磁化された部位（磁粉指示模様が形成される部位）が上方側の撮像領域へ移動した際に開始される。
【０１００】
次に、検出部１６による欠陥としての傷部の有無の判定が行われる（ステップＳ７）。検出部１６は、被検査物１０の撮像（ステップＳ６）で撮像された原画像を読み込む。そして、検出部１６は、この読み込んだ原画像に所定の画像処理を行い、画像処理がなされた画像内の傷部の有無の判定をする。
【０１０１】
ステップＳ７において検出部１６によって傷部が有ると判定された場合（ステップＳ７:ＹＥＳ）には、提示部１８によって作業者に傷部が有るという検出結果を提示する（ステップＳ８）。なお、提示部１８による検出結果の提示形態は特に限定されるものではない。例えば提示部１８がランプである場合には、このランプを赤色に発光させる。そして、支持部１１による被検査物１０の回転、塗布部１３による磁粉液の塗布、磁化部１２による被検査物１０の磁化、紫外線照射部１４による紫外線の照射を停止し、探傷を終了する。
【０１０２】
ステップＳ７において検出部１６によって傷部が無いと判定された場合（ステップＳ７:ＮＯ）には、制御部１７によって探傷を終了するかの判定が行われる（ステップＳ９）。ステップＳ７における判定は、被検査物１０の全周が撮像されたかどうかによって行われ、例えば撮像回数によって判定がなされる。
【０１０３】
ここで、撮像部１５は被検査物１０の上方に位置しており、１回の撮像で被検査物１０の全周を撮像することはできない。また、被検査物１０の表面は湾曲しているので、撮像によって得られた原画像に含まれる被検査物１０の表面は、全てが鮮明であるわけではなく、中央（軸心）から離れた部位は、不鮮明になりがちである。図１、図２に示されるように、鮮明に撮像される被検査物１０の表面の領域Ｒは、例えば、中央（軸心）を中心として、被検査物１０の中心角θ２によって規定することができる。例えばθ２が６０°である場合、鮮明に撮像された被検査物１０の全周の原画像を得るには、撮像位置を変えて少なくとも６回撮像する必要がある。
【０１０４】
なお、鮮明に撮像される被検査物１０の表面の領域Ｒは、被検査物１０の大きさ、傷部と判定される傷部の大きさ、撮像部１５の位置、撮像される原画像の分解能等によって決まるものであり、探傷を終了するかの判定の基準となる撮像回数は適宜設定できる。また、探傷を終了するかの判定の基準は、撮像回数に限定されるものではなく、被検査物１０の全周が撮像されたかどうかが判定できるものであれば良い。判定の基準は、例えば、被検査物１０の回転角度であっても良い。
【０１０５】
ステップＳ９において制御部１７によって探傷を終了しないと判定された場合（ステップＳ９:ＮＯ）には、ステップＳ６に戻って、撮像部１５による被検査物１０の表面の撮像が行われる。ここでの撮像は、前回の撮像から所定の時間が経過して被検査物１０が所定の角度だけ回転した際に行われる。
【０１０６】
ここで、所定の角度とは、前回の撮像によって得られた原画像に含まれる被検査物１０の領域の一部が今回の撮像によって得られる原画像に含まれるような角度とすることが好ましい。鮮明に撮像される被検査物１０の表面の領域Ｒを規定する中心角θ２が６０°である場合、所定の角度は６０°未満であって、例えば３０°とすることができる。このような構成にすることで、前回の撮像によって得られた原画像に含まれる被検査物１０の領域の半分が今回の撮像によって得られる原画像に含まれることになる。したがって、１つの領域を２回探傷することになり、傷部の検出確度を向上させることができる。そして、ステップＳ７、及びステップＳ９を繰り返し行う。
【０１０７】
ステップＳ９において制御部１７によって探傷を終了すると判定された場合（ステップＳ９:ＹＥＳ）には、提示部１８によって作業者に傷部が無いという検出結果を提示する（ステップＳ１０）。なお、提示部１８による検出結果の提示形態は特に限定されるものではない。例えば提示部１８がランプである場合には、このランプを緑色に発光させる。そして、支持部１１による被検査物１０の回転、塗布部１３による磁粉液の塗布、磁化部１２による被検査物１０の磁化、紫外線照射部１４による紫外線の照射を停止し、探傷を終了する。ここで、ステップＳ９での判定は、上述したように、被検査物１０の全周が撮像されたかどうかでなされる。上述の所定の角度が３０°である場合には、既に撮像が１２回されている時に探傷を終了すると判定される。
【０１０８】
ここで、ステップＳ７において傷部が有ると判定された場合（ステップＳ９:ＹＥＳ）、被検査物１０の全周が撮像されたかどうかに関わらず、提示部１８によって作業者に傷部が有るという検出結果の提示（ステップＳ８）が行われ、探傷を終了する。したがって、傷部が検出された段階で探傷を終了するので、その後の更なる傷部の検出を行うことがなく、探傷時間を短縮することができる。
【０１０９】
探傷が終了した被検査物１０は、提示部１８による検出結果の提示に応じて、作業者によって傷部が有るものを収容するバケットと傷部が無いものを収容するバケットに仕分けられる。
【０１１０】
なお、磁粉探傷方法は、上述の方法に限定されるものではない。例えば、磁粉探傷方法は、図７に示されるように、被検査物１０の撮像（ステップＳ６）の前に余分な蛍光磁粉を除去する工程（ステップＳ１１）を更に備えても良い。ここで、図７は、別の実施形態に係る磁粉探傷方法の概要が示された流れ図である。なお、別の実施形態に係る磁粉探傷方法は、図６に示される磁粉探傷方法において、余分な蛍光磁粉を除去する工程（ステップＳ１１）を更に備える方法であって、ステップＳ１１以外は図６に示される磁粉探傷方法と同様であり、同様の部分の説明については省略される。
【０１１１】
別の実施形態にかかる磁粉探傷方法では、図６に示される磁粉探傷方法と同様に、被検査物１０の支持部１１への装着（ステップＳ１）、支持部１１による水平方向を軸にした被検査物１０の一定速度での回転（ステップＳ２）、塗布部１３による被検査物１０の表面への磁粉液の塗布（ステップＳ３）、磁化部１２による被検査物１０の磁化（ステップＳ４）、紫外線照射部１４による被検査物１０の表面への紫外線の照射（ステップＳ５）が行われる。そして、別の実施形態に係る磁粉探傷方法では、磁粉液が塗布されて被検査物１０が磁化された後であって、撮像部１５による被検査物１０の表面の撮像（ステップＳ６）の前に、余分な蛍光磁粉の除去（ステップＳ１１）が行われる。
【０１１２】
ここで、余分な蛍光磁粉とは、欠陥としての傷部に起因する漏洩磁界によって傷に引き寄せられて指示模様を形成する蛍光磁粉ではなく、被検査物１０の表面に残留する蛍光磁粉である。そして、磁化部１２の近傍であって、被検査物１０の回転方向において磁化部１２と撮像部１５との間であって撮像部１５より時計回り方向側に配置される洗浄部１９のノズル３９から、回転状態の被検査物１０の表面に洗浄液を塗布することで、余分な蛍光磁粉を除去する。
【０１１３】
ここで、洗浄液は、磁粉指示模様を形成する蛍光磁粉を殆ど除去することなく、被検査物１０の表面に残留する蛍光磁粉を除去するように吐出される。また、洗浄液は、ステップＳ６で撮像部１５によって撮像される領域、つまり被検査物１０の上方側へ流れることなく重力によって下方へ落下し、余剰の磁粉液とともに磁粉液回収部によって回収される。
【０１１４】
余分な蛍光磁粉が除去された部位は、被検査物１０の回転に応じて、上方側へ移動し、撮像部１５によって撮像される（ステップＳ６）。そして、図６に示される磁粉探傷方法と同様に、傷部の有無の判定（ステップＳ７）、探傷を終了するかの判定（ステップＳ９）が行われる。つまり、ステップＳ６において余分な蛍光磁粉が除去された被検査物１０の表面が撮像され、この撮像された原画像に基づいて傷部の有無の判定（ステップＳ７）が行われる。したがって、傷部の誤検出（過検出）が防止され、傷部の検出確度が向上される。
【０１１５】
なお、余分な蛍光磁粉の除去（ステップＳ１１）は、探傷が終了するまで継続される。また、余分な蛍光磁粉の除去（ステップＳ１１）は、被検査物１０の撮像（ステップＳ６）の前であれば良く、紫外線の照射（ステップＳ５）の前であっても構わない。
【０１１６】
また、磁粉探傷方法は、被検査物１０の回転（ステップＳ２）、磁粉液の塗布（ステップＳ３）、被検査物１０の磁化（ステップＳ４）、紫外線の照射（ステップＳ５）は、順序が入れ替わっても良く、同時に行われても良い。
【０１１７】
また、磁粉探傷方法は、被検査物１０の撮像（ステップＳ６）が終わった際に紫外線の照射（ステップＳ５）が停止されても良い。つまり、被検査物１０の撮像（ステップＳ６）の際に、紫外線をパルス照射しても良い。このような方法にすることで、高強度の紫外線を常時照射可能な紫外線照射部１４でなく、安価な紫外線照射部１４であっても傷部の高い検出確度を維持した探傷を行うことができるとともに、紫外線の光源の長寿命化が期待できる。
【０１１８】
また、磁粉探傷方法は、ステップＳ７において傷部が有ると判定された場合（ステップＳ７:ＹＥＳ）において、被検査物１０の全周が撮像されたかどうかに関わらず探傷が終了されるのではなく、被検査物１０の全周が撮像されるまでステップＳ６〜ステップＳ９が繰り返されても良い。このような方法にすることで、傷部が複数ある場合であっても、それぞれの傷部の位置を把握することが可能となり、使い勝手が良い。なお、このような場合には、ステップＳ６で撮像した際の被検査物１０の回転角度を回転角度センサによって検出し、この検出値と撮像した原画像を関連付けて格納する。ここで、被検査物１０の円周方向における基準点を例えば目視可能なマーキングン等によって被検査物１０に設けることが好ましい。そして、この基準点が回転角度センサのゼロ位置に対応するように被検査物１０を支持部１０に装着させたり、基準点を認識するセンサを更に備えてこの基準点をトリガーとして撮像を開始するような構成にしたりすることで、被検査物１０が支持部１１から取り外された後であっても傷部の位置を把握することが可能となる。なお、基準点は特に限定されるものではなく、被検査物１０の円周方向における形状の変化点、例えばキー溝等とすることができる。
【０１１９】
また、磁粉探傷方法は、被検査物１０の撮像（ステップＳ６）が行われる度に傷部の判定（ステップＳ７）が行われるのではなく、被検査物１０の全周が撮像された後で傷部の判定（ステップＳ７）が行われても良い。つまり、撮像部１５の撮像に連動するリアルタイム処理によって傷部を検出するのではなく、複数の原画像を蓄積してから処理を行うバッチ処理によって傷部を検出しても良い。このような方法にすることで、検出部１６の演算負荷が低減され、安価な検出部１６であっても高い検出確度を維持した探傷を行うことができる。
【０１２０】
また、磁粉探傷方法は、被検査物１０を撮像する際に更に被検査物１０の回転を停止する工程を含んでも良い。より詳細には、被検査物１０の撮像（ステップＳ６）において、支持部１１による被検査物１０の回転を停止する。そして、被検査物１０の回転が停止された状態で被検査物１０を撮像し、撮像後に支持部１１による被検査物１０の回転を再開する。このような方法にすることで、ステップＳ６において撮像される画像が流れることがなく、鮮明な磁粉指示模様を撮像することができ、検出確度が向上される。また、撮像時のシャッタースピードを長くすることができるので、照射する紫外線強度が低い安価な紫外線照射部１４であっても磁粉指示模様を鮮明に撮像することができ、高い検出確度を維持した探傷を行うことができる。
【０１２１】
以上に説明がなされたように、本実施形態に係る磁粉探傷方法は、水平方向を軸にして被検査物１０を回転させる工程と、被検査物１０に磁粉液を塗布する工程と、被検査物１０を磁化する工程と、被検査物１０を撮像する工程とを備え、被検査物１０を一定速度で回転させながら、被検査物１０の表面に下方側で磁粉液を塗布し、上方側で撮像するように構成される。
【０１２２】
そして、本実施形態によれば、傷部の検出確度が高く円周方向の検出力が一定な磁粉探傷方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本開示は、磁粉を用いて探傷を行う磁粉探傷装置、及び磁粉探傷方法に好適に利用することができる。しかしながら、本開示は、上述された実施形態に限定されるものではない。本開示の磁粉探傷装置、及び磁粉探傷方法は、例えばシャフトやパイプ等の断面の外形が略円形である被検査物１０の外周面の探傷に有用であり、外周面にスプラインやねじ構造等の凹凸部を有するものの探傷にも利用することができる。更に、本開示の磁粉探傷装置、及び磁粉探傷方法は、被検査物１０の外周面ではなく、その端面の探傷にも利用することができ、例えば車輪等の円板状の部材の円形状の端面の探傷にも利用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１、２  磁粉探傷装置
１０  被検査物
１１  支持部
１２  磁化部
１３  塗布部
１４  紫外線照射部
１５  撮像部
１９  洗浄部
２９  磁心コア
３２、３３  爪
３５、３８  吐出口
３６、３９  ノズル
ｄ１、ｄ２  被検査物の回転方向
【図１】
2018044787.tif 000003
【図２】
2018044787.tif 000004
【図３】
2018044787.tif 000005
【図４】
2018044787.tif 000006
【図５】
2018044787.tif 000007
【図６】
2018044787.tif 000008
【図７】
2018044787.tif 000009