(57)【要約】【課題】本発明の目的は、超音波探傷とＸ線探傷による被検体の欠陥の位置関係を正確に把握でき、探傷軌跡設定作業を簡略化できる被破壊検査装置を提供することにある。【解決手段】超音波探傷装置１とＸ線探傷装置２は積層材などの被検体を探傷する。被検体の探傷軌跡データを探傷軌跡設定部３２に設定して両探傷で共用化する。また、両探傷の探傷結果を表示編集部３６で合成して表示装置３５に同一画面で表示する。【選択図】  図５
2005049098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を予め設定した探傷軌跡に従って探傷する超音波探傷装置と、前記被検体を前記探傷軌跡に従って探傷するＸ線探傷装置と、前記被検体を搭載し前記超音波探傷装置と前記Ｘ線探傷装置の間を移動する運搬台車と、前記超音波探傷装置の超音波送受信器と前記Ｘ線探傷装置のＸ線送受信器を前記探傷軌跡に従い移動させて探傷制御を行う探傷制御手段とを具備し、前記探傷制御手段は、前記被検体に基づいて探傷軌跡データを設定する探傷軌跡設定手段と、前記探傷軌跡データに従い前記超音波送受信器あるいは前記Ｘ線送受信器を制御するコントローラと、前記超音波探傷装置と前記Ｘ線探傷装置の両者の探傷データと位置データを入力して合成する表示編集手段と、前記表示編集手段で編集された前記超音波探傷装置と前記Ｘ線探傷装置の両者の探傷データを同一画面に表示する表示手段とを備えていることを特徴とする非破壊検査装置。
【請求項２】
積層材の被検体を挟んで配置されている超音波送信器と超音波受信器を第１の多関節ロボットで保持し予め設定した探傷軌跡に従って探傷する超音波探傷装置と、前記被検体を挟んで配置されているＸ線送信器とＸ線受信器を第２の多関節ロボットで保持し前記探傷軌跡に従って探傷するＸ線探傷装置と、前記超音波探傷装置と前記Ｘ線探傷装置の間に敷設されているレールと、前記被検体を搭載して前記レール上を走行する運搬台車と、前記超音波探傷装置の超音波送受信器と前記Ｘ線探傷装置のＸ線送受信器を前記探傷軌跡に従い移動させて探傷制御を行う探傷制御手段とを具備し、前記探傷制御手段は、前記被検体の形状に基づいて探傷軌跡データを設定する探傷軌跡設定手段と、前記探傷軌跡データに従い前記第１あるいは第２の多関節ロボットを制御するコントローラと、前記超音波探傷装置と前記Ｘ線探傷装置の両者の探傷データと位置データを入力して合成する表示編集手段と、前記表示編集手段で編集された前記超音波探傷装置と前記Ｘ線探傷装置の両者の探傷データを同一画面に表示する表示手段とを備えていることを特徴とする非破壊検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機部品である積層材等の被検体の欠陥を超音波探傷とＸ線探傷により検査する被破壊検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】「航空機生産工学」半田邦夫著、オフィスＨＡＮＳ発行、２００２年１０月２０日発行
一般に、航空機やロケットなどの部品である積層材等の被検体は超音波探傷とＸ線探傷によって欠陥の検査を行うようにしている。超音波探傷は積層材中の層間剥離及びハニカムの接着不良を検査し、Ｘ線探傷は積層材中の異物混入、気泡、繊維の欠落・集中化、ハニカムコア壁の割れ（剥がれ）、ハニカムコア壁のつぶれ、ハニカムコア壁の欠落及びハニカムコア中の異物混入を検査している。このようなことは上記非特許文献１の第１９５〜１９７頁に記載されている。
【０００３】
従来、積層材等の被検体の検査は同一被検体に対して超音波探傷とＸ線探傷を個別に実施している。航空機分野の被検体（積層材）のＸ線探傷は被検体の透過Ｘ線を撮像して検査する方法が実用に供されている。近年、航空機分野の被検体のＸ線探傷についてＸ線送受信器を探傷軌跡に沿って走査して探傷することが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は同一の被検体について超音波探傷とＸ線探傷を個別に実施し、探傷結果も超音波探傷とＸ線探傷による欠陥を別々に判定している。このため、両探傷によって判定された欠陥の位置関係を正確に判断できず、その上、同一の被検体の探傷軌跡設定を両探傷毎に行わなければならず作業性が悪いという問題点を有する。
【０００５】
本発明の目的は、超音波探傷とＸ線探傷による被検体の欠陥の位置関係を正確に把握でき、探傷軌跡設定作業を簡略化できる被破壊検査装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴とするところは、超音波探傷とＸ線探傷で探傷軌跡データを共用化すると共に両探傷の探傷結果を合成して同一画面に表示するようにしたことにある。
【０００７】
本発明は超音波探傷とＸ線探傷で探傷軌跡データを共用化して両探傷の探傷結果を合成して同一画面に表示するようにしているので、超音波探傷とＸ線探傷による被検体の欠陥の位置関係を正確に把握でき、探傷軌跡設定作業を簡略化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１、２に本発明の一実施例を示す。図１は全体構成図で、図２は一部を破断した図１の平面観図である。
【０００９】
図１において、非破壊検査装置は被検体４１の超音波探傷を行う超音波探傷装置１、Ｘ線探傷を行うＸ線探傷装置２、超音波探傷装置１とＸ線探傷装置２を制御すると共に両探傷装置１、２の探傷データを処理する探傷制御装置３から構成される。図１の太線矢印はこのことを示している。探傷制御装置３はコンピュータなどで構成される。
【００１０】
超音波探傷装置１は架台１０を備え、架台１０に平板状で長方形のＸ軸走行台車１１が搭載支持されている。Ｘ軸走行台車１１は長手方向に矩形穴１１ａが穿設され、架台１０上を図示しない車輪で走行する。また、Ｘ軸走行台車１１には２台のＹ軸横行台車１２、１３が矩形穴１１ａに貫通して搭載支持されている。Ｙ軸横行台車１２、１３はＸ軸走行台車１１上を横行移動する。
【００１１】
Ｙ軸横行台車１２、１３の下側には図３に示すように多関節ロボット１４，１５が取付けられている。多関節ロボット１４の伸縮自在なアーム１４ａの先端に超音波発信器１６が装着され、また、多関節ロボット１５の伸縮自在なアーム１５ａの先端に超音波受信器１７が装着されている。
【００１２】
超音波発信器１６と超音波受信器１７は図３（ａ）に示すように被検体４１を挟んで対向して配置されている。超音波発信器１６と超音波受信器１７はＸ軸走行台車１１によりＸ軸方向、Ｙ軸横行台車１２、１３によりＹ軸方向、多関節ロボット１４、１５によって上下方向に移動される。したがって、超音波発信器１６と超音波受信器１７は三次元座標上を任意に移動することができる。
【００１３】
また、超音波発信器１６と超音波受信器１７は多関節ロボット１４、１５により任意方向に向けることができ、かつ両者を対向させて任意の距離を保持しながら移動させることができる。
【００１４】
Ｘ線探傷装置２は超音波探傷装置１と同様に架台２０を備え、架台２０に平板状で長方形のＸ軸走行台車２１が搭載支持されている。Ｘ軸走行台車２１は長手方向に矩形穴２１ａが穿設され、架台２０上を図示しない車輪で走行する。また、Ｘ軸走行台車２１には２台のＹ軸横行台車２２、２３が矩形穴２１ａに貫通して搭載支持されている。Ｙ軸横行台車２２、２３はＸ軸走行台車２１上を横行移動する。
【００１５】
Ｙ軸横行台車２２、２３の下側には図４に示すように多関節ロボット２４、２５が取付けられている。多関節ロボット２４の伸縮自在なアーム２４ａの先端にＸ線発信器２６が装着され、また、多関節ロボット２５の伸縮自在なアーム２５ａの先端にＸ線受信器２７が装着されている。Ｘ線探傷装置２を構成する架台２０、Ｘ軸走行台車２１、Ｙ軸横行台車２２、２３などはＸ線遮蔽体２８で覆われている。
【００１６】
Ｘ線発信器２６とＸ線受信器２７は図４（ａ）に示すように被検体４１を挟んで対向して配置されている。Ｘ線発信器２６とＸ線受信器２７はＹ軸横行台車２２、２３によりＹ軸方向に移動され、多関節ロボット２４、２５によって上下方向に移動される。したがって、Ｘ線発信器２６とＸ線受信器２７は三次元座標上を任意に移動することができる。
【００１７】
また、Ｘ線発信器２６とＸ線受信器２７は多関節ロボット２４、２５により任意方向に向けることができ、かつ両者を対向させて任意の距離を保持しながら移動させることができる。
【００１８】
Ｘ線遮蔽体２８を構成する架台２０、Ｘ軸走行台車２１、Ｙ軸横行台車２２、２３、多関節ロボット２４、２５などはＸ線遮蔽体２８で覆われている。Ｘ線遮蔽体２８には被検体搬入扉２８ａが設けられている．
超音波探傷装置１の架台１０とＸ線探傷装置２の架台２０の間には２本のレール４２が敷設されている。被検体４１を搭載した運搬台車４３はレール４２を走行する。被検体４１は運搬台車４３により超音波探傷装置１とＸ線探傷装置２の間を移動する。なお、図１は被検体４１が超音波探傷装置１に位置している状態を示している。
【００１９】
図５に探傷制御装置３の一例構成図を示す。
【００２０】
図５において、コントローラ３１は超音波検査制御部３０から探傷操作指令を入力すると超音波探傷装置１を駆動して動作させる。探傷軌跡設定部３２は超音波検査制御部３０から軌跡設定指令を入力すると超音波探傷装置１の探傷軌跡を設定する。探傷軌跡設定部３２は被検体４１のＣＡＤデータがあればＣＡＤデータを探傷軌跡データに変換する。
【００２１】
超音波発信器１６及び超音波受信器１７は超音波検査制御部３０から探傷指令を入力すると被検体４１の探傷を実行する。超音波受信器１７に受信された探傷データは探傷データ処理部３４に加えられる。探傷データ処理部３４は探傷データに基づき被検体４１の欠陥を判定し表示編集部３６のメモリに格納する。
【００２２】
一方、超音波探傷装置１（超音波発信器１６、超音波受信器１７）の位置データはコントローラ３１を介して位置データ処理部３３で処理され表示編集部３６のメモリに格納される。表示編集部３６のメモリには位置データ処理部３３の位置データと探傷データ処理部３４の探傷データが記憶される。表示編集部３６は超音波探傷とＸ線探傷の探傷結果を表示装置３５に表示する。
【００２３】
コントローラ３８はＸ線検査制御部３７から探傷操作指令を入力するとＸ線探傷装置２を駆動して動作させる。コントローラ３８は探傷軌跡設定部３２に設定されている探傷軌跡に基づきＸ線探傷装置２を駆動する。
【００２４】
Ｘ線発信器２６及びＸ線受信器２７はＸ線検査制御部３７から探傷指令を入力すると被検体４１の探傷を実行する。Ｘ線受信器２７に受信された透過Ｘ線の探傷データは探傷データ処理部３９に加えられる。探傷データ処理部３９は探傷データに基づき被検体４１の欠陥を判定し表示編集部３６のメモリに格納する。データは探傷データ処理部３４に加えられる。探傷データ処理部３４は探傷データに基づき被検体４１の欠陥を判定し表示編集部３６のメモリに格納する。
【００２５】
一方、Ｘ線探傷装置２（Ｘ線発信器２６、Ｘ線受信器２７）の位置データはコントローラ３８を介して位置データ処理部４０で処理され表示編集部３６のメモリに格納される。表示編集部３６のメモリには位置データ処理部４０の位置データと探傷データ処理部３９の探傷データが記憶される。表示編集部３６は超音波探傷とＸ線探傷の探傷結果を表示装置３５に表示する。
【００２６】
次に動作を図６に示すフロー図を参照して説明する。図６は超音波探傷を先に行う例を示している。
【００２７】
超音波探傷はステップＵ１としてスタートする。超音波検査制御部３０はステップＵ２において被検体４１にＣＡＤデータがあると判断すると、ステップＵ３で探傷軌跡設定部３２が探傷軌跡デ−タに変換する。なお、被検体４１にＣＡＤデータが無い場合は、従来から行われている超音波探傷装置１による被検体４１への直接探傷軌跡設定作業を実施して探傷軌跡データに変換する。探傷軌跡は、例えば、図７に示すようになる。
【００２８】
超音波検査制御部３０はステップＵ４及びステップＵ５で探傷軌跡データの妥当性を確認するために、超音波探傷装置１を駆動してデバック作業を実施する。デバック作業は被検体４１を置かないで超音波探傷装置１のみを駆動する空駆動、被検体４１を対象として超音波探傷装置１を探傷軌跡データの１ステップ毎に移動させるインチング駆動などが行われる。ステップＵ５で装置の動作確認を行い、ステップＵ６で動作に問題があるとステップＵ４において探傷軌跡設定部３２の探傷軌跡データを補正する。
【００２９】
ステップＵ６で探傷軌跡データに問題が無いと判断するとステップＵ７に進み、ステップＵ７で実際の超音波探傷を開始する。ステップＵ８で超音波探傷装置１が動作を開始する。位置データ処理部３３は超音波探傷装置１が動作すると位置データをステップＵ９において表示編集部３６に送信する。また、探傷データ処理部３４はステップＵ１０で超音波探傷データを表示編集部３６に送信する。ステップＵ８、Ｕ９、Ｕ１０の処理は探傷軌跡設定部３２に設定されている探傷軌跡の全ての探傷が終了するまで繰返し実行される。表示編集部３６のメモリには被検体４１の位置データと探傷データが記憶される。
【００３０】
このようにして超音波探傷が終了したら被検体４１を搭載した運搬台車４３をＸ線探傷装置２に移動させる。運搬台車４３はレール４２を走行してＸ線探傷装置２の架台２０の所定位置に停止される。このときＸ線遮蔽体２８の被検体搬入扉２８ａは開にされる。
【００３１】
Ｘ線探傷は超音波探傷においてステップＵ１〜Ｕ４を実施しておりＸ線探傷のティーチングに関する処理を省略できる。Ｘ線探傷はステップＸ５の装置動作確認処理から開始する。ステップＸ６で探傷軌跡データに問題が無いと判断するとステップＸ７に進み、ステップＸ７で実際のＸ線探傷を開始する。ステップＸ８でＸ線探傷装置２が動作を開始する。位置データ処理部４０はＸ線探傷装置２が動作すると位置データをステップＸ９において表示編集部３６に送信する。また、探傷データ処理部３９はステップＸ１０でＸ線探傷データを表示編集部３６に送信する。
ステップＸ８、Ｘ９、Ｘ１０の処理は探傷軌跡設定部３２に設定されている探傷軌跡の全ての探傷が終了するまで繰返し実行される。表示編集部３６のメモリには被検体４１の位置データとＸ線探傷データが記憶される。
【００３２】
被検体１の超音波探傷とＸ線探傷が終了すると、表示編集部３６はステップＵ１１において超音波探傷データとＸ線探傷データを合成し、ステップＵ１２で超音波探傷データとＸ線探傷データを表示装置３５に表示する。表示装置３５には超音波探傷データとＸ線探傷データが同一画面に表示される。
【００３３】
以上のようにして被検体の非破壊検査を行うのであるが、超音波探傷とＸ線探傷の探傷軌跡データを共用化して両探傷の探傷結果を合成して同一画面に表示するようにしているので、超音波探傷とＸ線探傷による被検体の欠陥の位置関係を正確に把握でき、探傷軌跡設定作業を簡略化することができる。
【００３４】
また、上述の実施例は被検体を搭載した運搬台車をレール上を走行させて超音波探傷装置とＸ線探傷装置の間を移動させているので両探傷装置における被検体の位置決めを容易に行うことができる。
【００３５】
なお、上述の実施例は超音波探傷装置が超音波送信器と超音波受信器と２台を有しているが複数台でもよく、また、１台の多関節ロボットのアーム先端に超音波探触子を１台設けて反射法による超音波探傷でも良いことは勿論のことである。
【００３６】
また、Ｘ線探傷装置は１台の多関節ロボットのアーム先端にＸ線フィルムを装着しフィルム撮影するＸ線探傷装置でも良いことは明らかなことである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は超音波探傷とＸ線探傷で探傷軌跡データを共用化して両探傷の探傷結果を合成して同一画面に表示するようにしているので、超音波探傷とＸ線探傷による被検体の欠陥の位置関係を正確に把握でき、探傷軌跡設定作業を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図である。
【図２】図１の一部を破断した図１の平面観図である。
【図３】超音波探傷装置の一例構成図である。
【図４】Ｘ線探傷装置の一例構成図である。
【図５】探傷制御装置の一例を示す構成図である。
【図６】本発明の動作を説明するためのフロー図である。
【図７】探傷軌跡の説明図である。
【符号の説明】
１…超音波探傷装置、２…Ｘ線探傷装置、３…探傷制御装置、１０、２０…架台、１１、２１…Ｘ軸走行台車、１２、１３、２２、２３…Ｙ軸横行台車、１４、１５、２４、２５…多関節ロボット、１６…超音波送信器、１７…超音波受信器、２６…Ｘ線送信器、２７…Ｘ線受信器、３０…超音波検査制御部、３１、３８…コントローラ、３２…探傷軌跡設定部、３３、４０…位置データ処理部、３４、３９…探傷データ処理部、３５…表示装置、３６…表示編集部、３７…Ｘ線検査制御部、４１…被検体、４２…レール、４３…運搬台車。
【図１】
2005049098.tif 000003
【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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