(57)【要約】【課題】Ｘ線の透過特性を利用することによって、被検部が可視光線を透過させ難い場合にも高精度な残厚計測結果を得ることができる被検部厚の検査装置を提供する。【解決手段】被検体６に対して照射するＸ線３を放射するためのＸ線源２と、被検体にＸ線を照射するための検査空間８を存してＸ線源に相対して配設されるＸ線の輝度を計測するためのＸ線輝度計測装置５と、被検体を検査空間内で所定の速度で通過させるための移送手段７と、移送手段，Ｘ線輝度計測装置及びＸ線源を制御すると共に、計測されたＸ線の輝度から被検部の厚さを算出して被検部の厚さが所望の範囲内にあるか否かを判定する制御装置１２とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の被検部にＸ線を照射し、該被検体を透過した透過Ｘ線量を検出し、各被検部に対応した透過Ｘ線量の測定値によって被検部の厚さを算出し、該被検部の厚さが所望の範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする、被検部厚の検査方法。
【請求項２】
前記透過Ｘ線量の測定値として、前記被検部を透過したＸ線の輝度を利用することを特徴とする、請求項１に記載の被検部厚の検査方法。
【請求項３】
前記透過Ｘ線の輝度の測定値をｘとして、被検部の残厚ｚを、１次関数ｚ＝ａｘ＋ｂ（但し、ａはＸ線を照射する物質に固有の係数であり、ｂは物質固有の定数である）から算出することを特徴とする、請求項２に記載の被検部厚の検査方法。
【請求項４】
被検体を移送しつつ該被検体の被検部に対してＸ線を照射する第１工程と、上記被検部を透過したＸ線をＸ線ラインセンサによって検出する第２工程と、この検出結果から上記被検部を透過したＸ線量の輝度を求める第３工程と、上記Ｘ線量の輝度に基づいて上記被検部の厚さを算出して該被検部の厚さが所望の範囲内にあるか否かを判定する第４工程とを含むことを特徴とする、被検部厚の検査方法。
【請求項５】
前記被検部がミシン目状の溝状部であることを特徴とする、請求項１乃至４の何れかに記載の被検部厚の検査方法。
【請求項６】
被検体に対して照射するＸ線を放射するためのＸ線源と、上記被検体にＸ線を照射するための検査空間を存して上記Ｘ線源に相対して配設されるＸ線の輝度を計測するためのＸ線輝度計測装置と、上記被検体を上記検査空間内で所定の速度で通過させるための移送手段と、上記移送手段，上記Ｘ線輝度計測装置及び上記Ｘ線源を制御すると共に、計測されたＸ線の輝度から被検部の厚さを算出して該被検部の厚さが所望の範囲内にあるか否かを判定する制御装置とを備えたことを特徴とする、被検部厚の検査装置。
【請求項７】
前記Ｘ線の輝度をｘとして、被検部の残厚ｚを、１次関数ｚ＝ａｘ＋ｂ（但し、ａはＸ線を照射する物質に固有の係数であり、ｂは物質固有の定数である）から算出することを特徴とする、請求項６に記載の被検部厚の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検部の厚さを検査する方法及び装置に関し、特に、Ｘ線を用いて、所謂インストルメントパネルと呼ばれる自動車の合成樹脂製内装品のインビジブル加工部の厚みを検査する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車内装部品の１つであるインストルメントパネルの品質検査には、該パネルに溝状に形成された、所謂インビジブル加工部、即ち溝状部の残厚測定という項目が含まれる。現状実施されている残厚測定の方法は、図８に示すように、被検部２３に光源２４からの可視光線２５を照射し、被検部２３である溝状部２２を透過した光を受光装置２６で捉え、その光量に応じて溝状部２２の残厚或いは品質を判定するようにしている。
【０００３】
図９に示す被検体２７の溝状部２２の断面を、Ｘ線ＣＴで実際に撮影すると、溝状部２２としては、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように適正な深さに溝が形成され且つ断面形状も崩れていないものがある他に、図１０（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように適正な深さに溝が形成されていても断面形状が崩れているものが存在することがわかる。
【０００４】
このため、可視光線を使用する現行方法においては、被検部２３の溝状部残厚が適正であっても断面崩れ等によって可視光線２５が上手く透過し得ない状態の場合、図１１（Ｂ）に示すように、透過光量が不十分となって不良品と判定されてしまうという問題、或いは、検査結果の信頼性が低下するという問題がある。一方、図１１（Ａ）は、断面が崩れていない部位の輝度グラフである。なお、図１１は横軸に位置、縦軸にその部位の透過光量をとったものである。また、可視光線２５は物質透過性が低いので、被検部２３が肉厚の場合や、可視光線２５を透過し難い素材から成る場合や不透明色の場合には、高精度の検査を行なうことができないという問題がある。
【０００５】
他方、被検部に照射するエネルギー線として、Ｘ線を用いる異物検出装置が、特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載の異物検出装置は、被検部がＸ線の経路上を通過し得るように配置され、該被検部の通過時に該被検部に向けてＸ線をパルス状に放射し、その透過Ｘ線をＸ線面センサによって検出し、被検体の形状や大きさを視覚的に捉えて異物を検出するように構成されている。
【０００６】
また、エネルギー線としてＸ線を用いる別の例としては、特許文献２に記載の選果装置を挙げることができる。この特許文献２に記載の選果装置は、移送手段によってＸ線の経路上を通過する果実を挟むように対向配置されたＸ線源とＸ線検出器を備え、該果実を透過したＸ線の検出レベルに応じて被検体である該果実の良否を判定するように構成されている。
【特許文献１】特開平９−２６９３８０号公報
【特許文献２】特開昭６２−２７３０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の装置には、以下の如くの問題点がある。第１に、特許文献１に記載の装置は、被検部の厚さを計測することができるように構成されていないため、被検部の厚さを知り得ないこと。第２に、特許文献１に記載の装置では、パルス状Ｘ線が使用されるため、被検部が連続的な場合やこれに準ずるものである場合、若しくは、連続的に被検部を検査する必要がある場合などには不向きであること。第３に、Ｘ線の経路上を被検体が通過することを確認する手段と、その検知信号によってパルス状Ｘ線の放射制御を行なう制御手段の両手段を必要とし、構造が複雑化すること。第４に、Ｘ線を遮蔽する構成がなく、線Ｘが周囲に散乱する危険性があるという問題などが挙げられる。特許文献１に記載の装置同様に、特許文献２に記載の装置の構成では、Ｘ線を遮蔽する構成がなく、Ｘ線が周囲に散乱するおそれも考えられる。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みて創作されたものであり、Ｘ線の透過特性を利用することによって、被検部が可視光線を透過させ難い場合にも高精度な残厚計測結果を得ることができる被検部厚の検査方法及びそれを用いた装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の被検部厚の検査方法は、被検体の被検部にＸ線を照射し、該被検体を透過した透過Ｘ線量を検出し、各被検部に対応した透過Ｘ線量の測定値によって被検部の厚さを算出し、被検部の厚さが所望の範囲内にあるか否かを判定することを特徴としている。
【００１０】
本発明の被検部厚の検査方法は、好ましくは、前記透過Ｘ線量の測定値として、被検部を透過したＸ線の輝度を利用する。
本発明の被検部厚の検査方法は、前記透過Ｘ線の輝度の測定値をｘとして、被検部の残厚ｚを、１次関数ｚ＝ａｘ＋ｂ（但し、ａはＸ線を照射する物質に固有の係数であり、ｂは物質固有の定数である）から算出することが望ましい。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の被検部厚の検査方法は、被検体を移送しつつ該被検体の被検部に対してＸ線を照射する第１工程と、被検部を透過したＸ線をＸ線ラインセンサによって検出する第２工程と、この検出結果から被検部を透過したＸ線量の輝度を求める第３工程と、Ｘ線量の輝度に基づいて被検部の厚さを算出して該被検部の厚さが所望の範囲内にあるか否かを判定する第４工程と、を含むことを特徴としている。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の被検部厚の検査装置は、被検体に対して照射するＸ線を放射するためのＸ線源と、被検体にＸ線を照射するための検査空間を存してＸ線源に相対して配設されるＸ線の輝度を計測するためのＸ線輝度計測装置と、被検体を検査空間内で所定の速度で通過させるための移送手段と、移送手段，Ｘ線輝度計測装置及びＸ線源を制御すると共に、計測されたＸ線の輝度から被検部の厚さを算出して該被検部の厚さが所望の範囲内にあるか否かを判定する制御装置と、を備えたことを特徴としている。
本発明の被検部厚の検査装置は、好ましくは、Ｘ線の輝度をｘとして、被検部の残厚ｚを、１次関数ｚ＝ａｘ＋ｂ（但し、ａはＸ線を照射する物質に固有の係数であり、ｂは物質固有の定数である）から算出する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１に、Ｘ線の透過特性を利用することによって、被検部が可視光線を透過させ難い場合にも高精度な残厚計測結果を得ることができるという効果がある。
【００１４】
第２に、連続的にＸ線を放射しつつ被検体を移送手段を用いて、検査空間内を連続的に通過させるように構成したことによって、被検部を連続的或いは断続的に検査することができるという効果がある。これによって、合成樹脂製のインストルメントパネルに、断続的に形成された一連の溝状部全体に渡る連続的な残厚計測結果を得ることができるという効果がある。また更に、連続的に計測できることによって、被検部に対して断続的に形成された溝状部の形成ピッチを確認することもできるという効果がある。
【００１５】
第３に、検査空間をＸ線遮蔽性を有するＸ線遮蔽手段で覆うことによって、単純な構成でありながら、安全性高く残厚計測或いは溝状部のピッチ計測を行なうことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る被検部厚の検査装置１の構成を示す図である。図２は本発明の実施形態に係る検査装置１によって検品される被検体６の断面図である。図３は図１に示した検査装置１の制御及び動作に関するフローチャートの一実施形態を示したものである。
【００１７】
図１に示すように、被検部厚の検査装置１は、Ｘ線源２と、このＸ線源２から放射されるＸ線３を適当に絞るためのスリット４と、このスリット４を通過して直進してきたＸ線３を検出するためのＸ線ラインセンサ５と、Ｘ線３の経路上に被検体６を通過させるためのコンベヤ７と、Ｘ線源２とＸ線ラインセンサ５の間に被検体６を通過させつつ被検体６に対してＸ線３を照射するための検査空間８と、この検査空間８を囲繞するＸ線遮蔽箱９と、Ｘ線源２，Ｘ線ラインセンサ５及びコンベヤ７を制御し且つＸ線ラインセンサ５によって検出された透過Ｘ線輝度に基づいて被検部１０の残厚ｚ’と溝状部１１のピッチｐの正否の判定を自在に行なうことができるコンピュータ１２を備えている。
【００１８】
Ｘ線源２は、コンピュータ１２によってオン／オフのタイミングが制御される。オンの状態においては、所定の方向に向けて、Ｘ線３が連続的に放射される。放射されるＸ線３は、被検体６の最大厚部分を透過させた場合に、その透過Ｘ線３の輝度が適当な値となる程度まで低減したエネルギーレベルのものを用いることができる。
スリット４は、Ｘ線源２から放射されるＸ線３を適当に絞るためのものである。勿論、このスリット４は、予めＸ線源２に内蔵してもよい。
【００１９】
Ｘ線ラインセンサ５は、スリット４によって絞り込まれたＸ線３の進行方向前方に、Ｘ線源２に相対して配設される。この配設位置は、コンベヤ７の無端帯における被検体６を載置する側の帯部１３ａとその逆側の帯部１３ｂとの間の位置である。このような配置にすることによって、被検体６に向けて放射されるＸ線３が、Ｘ線ラインセンサ５に届くまでに、なるべく被検体６以外の物質を透過しないように構成し、エネルギーロスや被爆部の減少をはかることができる。Ｘ線ラインセンサ５には、従来公知のものを用いることができる。
【００２０】
コンベヤ７は、Ｘ線３を透過させ得るほぼ均質な材質から成る所定の幅の帯の両端を結合した円環状の無端帯１４を有する。さらに、コンベヤ７は、無端帯１４の内周面に密着して無端帯１４を回転させる一対のローラ１５を有する。ローラ１５の動作（その回動のタイミングや回動速度）の制御は、前記コンピュータ１２によってなされるようになっている。
【００２１】
検査空間８は、スリット４と、コンベヤ７の無端帯１４における上側の帯部１３ａとの間に、該帯部１３ａに載置された被検体６を通過させ得る適当な大きさの空間として画成されている。被検体６は、この検査空間８内を通過する際にＸ線３が照射されるように構成される。
【００２２】
Ｘ線遮蔽箱９は、Ｘ線遮蔽性を有する鉛などの素材から成っていて、検査空間８全体及びこの直下に位置するコンベヤ７及びスリット４、Ｘ線源２、Ｘ線ラインセンサ５全体を囲繞するように箱状に形成されている。
【００２３】
コンピュータ１２は、Ｘ線源２及びＸ線ラインセンサ５及びコンベヤ７を制御するように構成される。また、このコンピュータ１２は、Ｘ線ラインセンサ５によって検出された透過Ｘ線輝度に基づいて、被検部１０の残厚ｚ’と溝状部１１のピッチｐの正否の判定を所定の判定基準に基づいて自在に行なうことができるように構成される。
【００２４】
被検体６は、合成樹脂製で図２に示すように、所定のピッチｐで断続的に形成されたほぼ一定の長さＬを有する複数の溝状部１１を有している。被検部１０は、前記被検体６に形成された一連の溝状部１１全体に渡るものである。
【００２５】
以上のように構成された被検部厚の検査装置１の動作手順の一例を図３に示すフローチャートを用いて説明する。
図３に示すように、先ず、ステップＳ１において被検部厚の検査装置１全体が起動し、コンベヤ７の始端部１６に被検体６が存在するか否かが判断される（ステップＳ２）。始端部１６に被検体６が存在する場合、ステップＳ３にてコンベヤ７がコンピュータ１２によって起動され、コンベヤ７が回動して始端部１６上の被検体６をＸ線遮蔽箱９内の検査空間８へ向けて移送する。ステップＳ４にて、移送された被検体６が、検査空間８の検査位置に存在することが確認される。その存在が確認された場合、ステップＳ５においてコンピュータ１２によってＸ線源２が始動してＸ線３が被検体６に向けて照射される。このＸ線３照射の開始とほぼ同時に、コンピュータ１２によってＸ線ラインセンサ５が起動され（ステップＳ６）、被検体６を透過したＸ線３の検出が開始される。なお、Ｘ線３の照射中も被検体６は、コンベヤ７の始端部１６から始端部１７に向かって所定の速度で移送され続ける。
【００２６】
このようにして、被検体６の被検部１０全体に渡ってその各部位を透過した一連の透過Ｘ線の輝度値のデータを得て、被検部１０の位置データｘとそれに対応した輝度値データｙからなるデータ（ｘ，ｙ）をコンピュータ１２に随時集積する。このデータ（ｘ，ｙ）と同時に、Ｘ線ラインセンサ５による透過Ｘ線の撮像画像１８を得る（ステップＳ７）。このようにして得た撮像画像１８の一例を示したのが図４（Ａ）である。
【００２７】
次いで、ステップＳ８においてＸ線遮蔽箱９内からコンベヤ７の始端部１７に向かって被検体６が搬出され、該Ｘ線遮蔽箱９内に被検体６が存在しないことが確認される。Ｘ線遮蔽箱９内に被検体６が存在しないことが確認された場合、撮像画像１８の取得及びデータ（ｘ、ｙ）の取得が終了され（ステップＳ９）、同時にＸ線３の照射及びＸ線ラインセンサ５によるＸ線３の検出も終了される（ステップＳ１０，Ｓ１１）。
【００２８】
その後、ステップＳ１２では、取得された撮像画像１８の処理が行なわれる。この処理の際に、データ（ｘ，ｙ）を関数ｙ（ｘ）に対応させ、横に位置データｘの軸を、縦に輝度値データｙの軸をとった直交ｘ−ｙ座標に各データをプロットし、前記撮像画像１８に対応させたグラフＡを作成する。このグラフＡの一例を示したのが図４（Ｂ）である。
【００２９】
この結果に基づいて、被検部厚を視覚化して画像出力する。ただし、この被検部厚ｚの可視化の処理の際に、関数データｙ（ｘ）に所定の演算処理を施して、被検部１０の位置ｘと被検部厚ｚとを対応させてもよい。これは、後述の実施例１に示す輝度値ｙと被検部厚ｚとの相関性に基づいて対応させるものである。つまり、被検部厚ｚと輝度値ｙとの間に、解析的関数ｚ（ｙ）が成り立つことを前提としている。関数ｚ（ｙ）＝ｚ（ｙ（ｘ））であるから、被検部１０の位置ｘと被検部厚ｚとの対応関係が成り立ち、前記図４（Ｂ）のグラフＡの縦軸を被検部厚ｚに変換することができる。
【００３０】
ステップＳ１３及びＳ１４では、ｘ−ｚ座標上において、適当な数値処理或いは画像処理を施し、被検部１０の残厚ｚ’と各溝状部１１の長さＬや各溝状部１１間のピッチｐが適正な範囲内にあるかを判断する。このような処理判断は、勿論、ｚ（ｙ）によってｘ−ｙ座標上においても行なうことができる。
【００３１】
被検部１０の残厚ｚ’の判定は、例えば実施例１に示すように、透過Ｘ線３の輝度値ｙと被検部厚ｚとの間に一次関数ｚ＝ｚ（ｙ）＝ａｙ＋ｂという関係が成り立つ場合、次のように行なう。被検体６の材質によって固有の値ａ及びｂを予め決定しておく。各被検部１０の輝度値ｙを順次ａｙ＋ｂに代入して演算を行なって各被検部厚ｚを算出する。被検部の厚さが薄い程、透過Ｘ線量が大きく、逆に透過Ｘ線量が大きい程、被検部１０の厚さが薄いことになる。これは、透過Ｘ線量に対する被検部１０の断面形状による影響が、被検部１０の厚さ若しくは残厚ｚ’の違いによる影響に比べて十分に小さいという実験事実に基づくものである。算出された被検部厚ｚの値が最大となる箇所は、被検部１０における隣接する溝状部１１間の部位に相当し、それに比べて被検部厚が適当に小さな値となる箇所が溝状部１１の残厚を示している。この残厚ｚ’が十分に小さくない場合、或いは小さ過ぎる場合などのように、被検部厚ｚが適正な範囲外にある場合には、不良と判断し、被検部残厚の検査結果としてＮＧを出力する（ステップＳ１５）。
【００３２】
各溝状部１１の長さＬの判定は、ｘ−ｚ座標におけるグラフＢ（図示せず）の各凹状に落した部分（凹落部という）の幅を算出することによってなされる。勿論この長さが短いことは、被検部１０における溝状部１１の長さＬが短いことに対応するのであり、この長さＬが短過ぎたり、長過ぎた場合には被検部１０の溝状部１１の長さＬの検査結果としてＮＧを出力する（ステップＳ１５）。
【００３３】
各溝状部１１間のピッチｐの判定は、ｘ−ｚ座標におけるグラフＢの隣接した凹落部間の幅を算出することによってなされる。この間隔が短いことは、被検部１０における隣接した溝状部１１間の間隔が小さいことに対応し、この間隔が小さ過ぎたり、大き過ぎた場合には被検部１０の溝状部１１のピッチｐの検査結果としてＮＧを出力する。
【実施例１】
【００３４】
被検部の輝度値ｙとその部位の被検部厚ｚとの相関性を調べるため、以下のような実験を行なった。図５に示すように、ほぼ均質の合成樹脂製のシートの面上に、平面形状が長円形の凹落部１９を４つ併設し、それらの底部２０の厚さを０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍと順次厚く残して構成したもの（図６参照）を被検体試料２１とした。この被検体試料２１を上記実施の形態において説明した被検部厚の検査装置１を用いて、この被検体試料２１各部の輝度値を測定した。図５に示すような試料のＸ線３による透過画像を取得し、測定の結果取得したデータから前記底部２０の基準厚さの部分の輝度値ｙの平均値を取得する。ただし、底部２０の平均輝度値ｙ’は、図５における斜線枠Ｗに示した範囲内のものである。その取得した平均輝度値ｙ’とその部位の被検部厚ｚのデータを、ｙ−ｚ座標にプロットしてそのグラフＣの近似式を導出する。
【００３５】
このようにして得た実験結果を基にして作成したグラフＣを図７に示す。ただし、本実施例に示す実験は、被検体試料２１の合成樹脂材料として顔料濃度が２％のポリプロピレンを用いたものである。図７に示すグラフＣに基づいて求めた近似式は、被検部１０の平均輝度値をｙ’、その部位の被検部厚をｚとして、ｚ＝−０．００２３ｙ’＋７．０４５である。つまりこの近似式を用いて、実際の被検体６を上記被検部厚の検査装置１によって検査して得た平均輝度値ｙ’を近似式に代入すれば、平均の残厚ｚ’を計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る被検部厚の検査装置の構成を示す図である。
【図２】図１の検査装置によって検品される被検体の断面図である。
【図３】図１の検査装置の制御及び動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】（Ａ）は図１の検査装置による被検体の透過画像を示す図であり、（Ｂ）は透過画像に対応させてｘ−ｙ座標に測定データをプロットしてなるグラフである。
【図５】図１の検査装置による被検体試料を示す図である。
【図６】図５に示す被検体試料のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図５の被検体試料の実測した平均輝度値ｙ’とその部位の被検部厚ｚのデータを、ｙ−ｚ座標にプロットして得たグラフである。
【図８】従来の被検部厚の検査装置の模式図である。
【図９】被検体の斜視図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｆ）は、被検体のインビジブル加工部の断面を示す図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は従来の検査装置に関する透過光量と被検部の位置との関係のグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１  被検部厚の検査装置
２  Ｘ線源
３  Ｘ線
４  スリット
５  Ｘ線ラインセンサ
６  被検体
７  コンベヤ
８  検査空間
９  Ｘ線遮蔽箱
１０  被検部
１１  溝状部
１２  コンピュータ
１３ａ  帯
１３ｂ  帯
１４  無端帯
１５  ローラ
１６  始端部
１７  終端部
１８  撮像画像
１９  凹落部
２０  底部
２１  被検体試料
ｚ’  残厚
Ｌ    溝状部の長さ
ｐ    ピッチ
Ｗ    斜線枠
【図１】
2007212366.tif 000003
【図２】
2007212366.tif 000004
【図３】
2007212366.tif 000005
【図４】
2007212366.tif 000006
【図５】
2007212366.tif 000007
【図６】
2007212366.tif 000008
【図７】
2007212366.tif 000009
【図８】
2007212366.tif 000010
【図９】
2007212366.tif 000011
【図１０】
2007212366.tif 000012
【図１１】
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