(57)【要約】【課題】浸出によって部品の表面の表面欠陥を検出する据付装置のパラメータを診断または判定する方法である。【解決手段】据付装置に標準テストピースを通過させることであって、テストピースが、検査される欠陥のタイプを表す少なくとも１つのパターンを有する表面を有することと、テストピースの表面に指示物質を含む浸透組成物を塗布することと、洗浄することと、乾燥させることと、テストピースの表面に発現剤を含む組成物を塗布することと、１つまたはそれぞれのパターンの発現像を形成し、そこから据付装置の動作の品質についての指示を推定できるように、任意の残存する指示物質を照射するようにテストピースの表面を照射することと、を備える。据付装置に通過される前に、標準テストピースは、乳化剤を含む槽内への浸漬と、加圧下での最初のすすぎと、乾燥と、パターンの位置への発現剤の塗布と、加圧下での二回目のすすぎとを備える準備処理を受ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浸出によって部品の表面の表面欠陥を検出する据付装置のパラメータを診断または判定する方法であって、据付装置に少なくとも１つの標準テストピースを通過させることと、テストピースが、検査される欠陥のタイプを表す少なくとも１つのパターンを有する表面を有することと、テストピースの表面に指示物質を含む浸透組成物を塗布することと、洗浄することと、乾燥させることと、テストピースの表面に発現剤を含む組成物を塗布することと、１つまたはそれぞれのパターンの発現像を形成し、そこから据付装置の動作の品質についての指示を推定できるように、任意の残存する指示物質を照射するようにテストピースの表面を照射することとを備え、
据付装置に通過される前に、標準テストピースは、乳化剤を含む槽内への浸漬と、加圧下での最初のすすぎと、乾燥と、（複数の）パターンの（複数の）位置への発現剤の塗布と、加圧下での二回目のすすぎとを備える準備処理を受けることを特徴とする、方法。
【請求項２】
標準テストピースが、乳化剤を含むとともに超音波エネルギーを加える槽に浸漬されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
標準テストピースの準備処理中、発現剤が湿った状態で噴霧によって塗布されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
１つまたはそれぞれのパターンの発現像から情報が推定され、その情報が、少なくとも、幾何学的特徴を表す情報と、パターンの発現像の平均グレイレベルを表す情報から得られることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
情報が、パターンの像の面積と最大寸法とを表すと推定されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
標準テストピースの表面の発現像が、指示物質によって発せられた放射線の波長に心合わせされたフィルタによって濾過された後、カメラによってデジタル化されて、表示スクリーンが設けられたデジタルプロセッサユニットに伝送されることを特徴とする、請求項４または５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浸出技法を使用することによって、部品、特に金属部品の表面の表面欠陥を検出する据付装置のパラメータを診断または判定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
浸出は、例えば亀裂または裂隙などの表面欠陥を呈する可能性のある部品を非破壊検査するための、よく知られている技法である。検出物質または指示物質を含む浸透組成物が、検査される部品の表面に塗布される。検出物質または指示物質は一般的に、適切な光に露出されると輝く着色化合物または蛍光化合物を含む。浸透組成物が塗布された後、部品の表面は、清潔になるように洗浄され、次いで乾燥される。すると吸収性物質または発現剤を含む組成物が部品の表面に付着される。毛管現象によって、発現剤は表面欠陥内に浸透した任意の指示物質を（「浸出がなされた」）表面に戻らせる。指示物質に対して適切な光、一般的に紫外線（ＵＶ）による表面照射は、任意の欠陥を目立たせる働きをし、したがって部品が目視検査によって検査されることを可能にする。
【０００３】
浸透物質を使用して表面の裂隙間を検出するための知られている方法についての記載を、Ｇ−Ｉ−Ｔ  Ｆａｃｈｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ  ｆｕｒ  ｄａｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｕｍ，Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，ＤＥ，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．９，１９７３，ｐｐ．９５５，９５７−９５８のＨ．Ｊ．Ｓｔｕｍｍによる「Ｄｅｒ  Ｎａｃｈｗｅｉｓ  ｖｏｎ  Ｏｂｅｒｆｌａｃｈｅｎｒｉｓｓｅｎ  ｍｉｔ  Ｈｉｌｆｅ  ｖｏｎ  Ｅｉｎｄｒｉｎｇｍｉｔｔｅｌｎ」という題の論文に見出すことができる。
【０００４】
検出の品質は、据付装置の多数の設定パラメータに対して感度を有し、据付装置が適切に動作しているという検証を定期的に取ることが必要である。この目的のために、検査される表面欠陥のタイプを表すパターンを呈する表面を有する、標準テストピースを使用する。標準テストピースは、任意選択で検査用部品のバッチと一緒に、据付装置を通過するようにされ、浸出プロセスの終わりに標準テストピースの表面に発現されたパターンは、幾何学的特徴が既に知られているパターンに従っているかについて検証される。
【０００５】
標準テストピースは、浸出によって欠陥を検出する据付装置の適正な動作を検証するためだけでなく、そのような据付装置のパラメータを判定するために、即ち、欧州特許第０６５００４５号明細書で提案されているような、検出の品質に影響を及ぼす様々なパラメータの設定を最適化するためにも使用することができる。
【特許文献１】欧州特許第０６５００４５号明細書
【非特許文献１】Ｇ−Ｉ−Ｔ  Ｆａｃｈｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ  ｆｕｒ  ｄａｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｕｍ，Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，ＤＥ，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．９，１９７３，ｐｐ．９５５，９５７−９５８のＨ．Ｊ．Ｓｔｕｍｍによる「Ｄｅｒ  Ｎａｃｈｗｅｉｓ  ｖｏｎ  Ｏｂｅｒｆｌａｃｈｅｎｒｉｓｓｅｎ  ｍｉｔ  Ｈｉｌｆｅ  ｖｏｎ  Ｅｉｎｄｒｉｎｇｍｉｔｔｅｌｎ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本出願人は、標準テストピースを通常の方法で使用して行われる据付装置の診断が、必ずしも信頼のおけるものではないことを発見しており、浸出によって欠陥を検出する据付装置のパラメータを診断または判定する方法であって、据付装置を通過した後の標準テストピースで観察される結果が、据付装置によって行われた検査の品質を真に反映するものであることが保証される方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、検査用据付装置に少なくとも１つの標準テストピースを通過させることであって、テストピースが、検査される欠陥のタイプを表す少なくとも１つのパターンを呈する表面を有することと、テストピースの表面に指示物質を含む浸透組成物を塗布することと、洗浄することと、乾燥させることと、テストピースの表面に発現剤を含む組成物を塗布することと、１つまたはそれぞれのパターンの発現像を形成し、そこから据付装置の動作の品質についての指示を推定できるように、あらゆる残存する指示物質を照射するようにテストピースの表面を照射することと、を備える方法であって、据付装置に通過される前に、標準テストピースは、乳化剤を含む槽内への浸漬と、加圧下での最初のすすぎと、乾燥と、少なくとも１つまたはそれぞれのパターンの位置への発現剤の塗布と、加圧下での二回目のすすぎとを備える、準備処理を受ける方法によって達成される。
【０００８】
本出願人は、標準テストピースを準備するためのこのような洗浄プロセスがなければ、浸出プロセス中に使用される様々な物質、特に指示物質および発現剤が、標準テストピースのパターンに蓄積して、標準テストピースが何度も使用されるうちに徐々にそれらを詰まらせてしまう事態が起こり得ることを発見した。その結果、パターン内の指示物質が残留して存在するということは、検出プロセスの本当の品質が低下していても、それらが、浸出の終わりに発現されるとき必ず現れることを意味する。したがって、据付装置を通過する部品の本当の欠陥が全く発現されない状態で、標準テストピースのパターンが適切に発現されているように見えていながら完全に有害な状況に到達する可能性がある。
【０００９】
標準テストピースは、乳化剤を含むとともに超音波エネルギーを加える槽に浸漬されることが好ましい。また、パターンを有する標準テストピースの表面は、上記槽で水平面に対して相対的に傾斜されることが好ましい。
【００１０】
標準テストピースの準備処理中の、パターンの位置への発現剤の塗布は、加圧下ですすぐことによって除去する前にパターン内に未だ存在する可能性のある、浸透組成物と、乳化剤と、発現剤との混合物を抽出する働きをする。エアロゾルの形態で噴霧することによって容易に塗布することができる、液状の発現剤を使用することも可能である。
【００１１】
本発明の特徴によると、照射された標準テストピースの像は、カメラによってデジタル化されて、表示スクリーンが設けられたデジタルプロセッサユニットに伝送されるが、像は、指示物質によって発せられた放射線の波長に心合わせされたフィルタによって濾過された後、デジタル化される。これは、干渉放射線の起こり得る影響を除去する働きをする。像をスクリーン上に表示することによって、または像をデジタル的に加工することによって、得られた像から、発現パターンの幾何学的特徴を表す情報、特にその面積およびその最大寸法と、パターンの発現像の平均グレイレベルを表す情報とを推定することが可能である。この情報の分析は、据付装置の誤動作を診断するために、パターンの不完全なまたは誤った検出の原因を探る調査を方向付ける働きをすることができ、あるいはそれを、据付装置の動作パラメータの値を最適化するのに使用することができる。
【００１２】
本発明の他の特徴および利点が、表示に限定されることなく添付図面を参照して掲げる以下の記述を読めば明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、部品の表面に広がる任意の欠陥を検出する浸出技法を使用するための据付装置を診断または検査する方法の一連のステップを示し、その方法は、少なくとも１つの標準テストピースを、検査下の据付装置に通過させるようにするとともに、標準テストピースに、表面で任意の欠陥が検出される部品に行われる処理と同一の処理を受けさせることにある。
【００１４】
良く知られている方法では、裂隙や亀裂などの、金属部品の表面に検出される表面欠陥のタイプを表す１つまたは複数のパターンを呈する表面を有する標準テストピースが使用される。そのような標準テストピース１２の実施例が、供給業者Ｂａｂｂ  Ｃｏによって「ＰＳＭ５」という参照符号で販売されており、これを図２に模式的に示す。テストピースの主表面１４は、複数のパターン、詳しくは寸法が順に小さくなっている１６ａから１６ｅまでの５つのパターンを呈する。この実施例では、それぞれのパターンは全体に星形であり、特に裂隙が中央域から放射状に広がり、様々な幅を有する。当然ながら、本発明の方法は、この特定のタイプの標準テストピースとパターンを使用することに限定されない。
【００１５】
浸出によって欠陥を検出する据付装置は、定期的に、例えば毎日、あるいは検査用部品の特定数のローディングが通過された後に、場合によっては標準テストピースを検査用部品のローディングに関連付けることによって診断される。したがって、図１の方法のステップ１０は、標準テストピースならびに検査用部品を含むローディングを作り上げることにある。当然ながら、複数の標準テストピースを使用することも可能であり、また、検査用部品を全く含めず（複数の）標準テストピースを付けることも可能である。
【００１６】
ローディングが、検出物質または指示物質を含む浸透組成物が、標準テストピースおよび部品の表面に噴霧されることによって塗布される容器に配置される（ステップ２０）。指示物質は一般的に、適切な特性の紫外線で輝く着色物質または蛍光物質である。約３６５ナノメートル（ｎｍ）の波長を有する紫外線で照射されると、約５５０ｎｍの波長の放射線を生み出すことによって明るく輝く化合物を使用するのが一般的なやり方である。感度「Ｗ３」または「Ｐ３」の、乳化前浸透剤または乳化後浸透剤として知られているような化合物がよく知られている。
【００１７】
続いて標準テストピースおよび部品の表面を清潔にするために、洗浄（ステップ３０）が行われる。洗浄は、指示物質を含む組成物を標準テストピースおよび部品の表面から除去する働きをする乳化剤を使用しながら、複数のステップで行うことができる。したがって、加圧下の水の噴霧による事前すすぎ、乳化剤の攪拌槽への浸漬、および加圧下の水の噴霧によるすすぎを、連続して行うことが可能である。洗浄は、特に乳化剤が指示物質に組み込まれるとき、加圧下の水を使用してすすぎをする単一ステップに限定することもできる。
【００１８】
ホットエアで乾燥した後（ステップ４０）、発現剤を含む組成物が、標準テストピースおよび部品の表面、少なくとも、パターンを呈する標準テストピースの表面と、任意の表面欠陥が検出される部品の表面とに付着される（ステップ５０）。発現剤は、標準テストピースのパターンの中に、また部品の欠陥の中に浸透した指示物質を、毛管現象によって浸出することができるものが使用される。極めて細かい粒子を有する粉末（特にタルク）であって、検査用部品の任意の表面欠陥の中に、また標準テストピースのパターンの中に浸透した浸透組成物を、毛管現象によって抽出する能力を備えた粉末を使用するのが一般的なやり方であり、粉末は均一な層として付着される。
【００１９】
パターンを有し、発現剤で被覆される標準テストピースの表面が、使用される指示物質と合致する紫外光源によって照射される（ステップ６０）。次いで指示物質が存在する領域が明るく輝き、標準テストピースの表面を観察する（ステップ７０）と、発現像を、知られている実際の幾何学的特徴と比較することによって、そこにあるパターンが、適切に発現されているか否かを検証することが可能となる。パターンの発現像の寸法とそれらの実際の寸法との差異が所定の範囲内にとどまる限り、テストの結果はプラスであると考えることができる。
【００２０】
標準テストピースの表面を観察するステップ７０を、表示スクリーン上で表示される像を使用することによって行うことが有利である。そうすれば少なくとも特定の点検を、カメラによって作り出されたデジタル化像を加工することによって、自動的に行うことができる。
【００２１】
標準テストピースが検出据付装置を通過した後、それに照射することによって作り出された像を分析する機器を図４に示す。テストピース１２は支持体７２に配置され、その面１４が外向きにされる。発現剤によって吸収される指示物質に照射するのに適切な紫外線を作り出す線源７４が、テストピース１２に向かって、表面１４の法線に対して相対的にゼロ以外の角度を作る光線入射方向に沿って、発光するようにされる。例として、線源７４は、約３６５ｎｍの波長を有する紫外線源である。
【００２２】
表面１４の像がカメラ７６によって撮られ、その結果できたデジタル情報が、像を観察できるスクリーン７８ａを有するパーソナルコンピュータ７８などのデジタルプロセッサユニットに伝送される。図５は、浸出プロセスによって発現され、スクリーン７８ａに表示されたパターンの像の一例を示す。
【００２３】
指示物質によって再発光された波長に心合わせされたフィルタ７７が、干渉光を除去するためにレンズの前に配置される。上述の５５０ｎｍの波長で発光する指示物質の例では、実際的にその波長しか通過させない、即ち極めて狭い通過帯域を有するフィルタを使用することが可能である。
【００２４】
１つまたは複数のパターンの発現像の様々な種類の情報特徴を、スクリーンを観察することによって、または自動処理によって得ることができる。したがって、
・  パターンの裂隙の任意の断絶を検出するために、あるいは凝集または汚れという形態の任意の過剰浸出の存在を検出するために観察を行うことができて、使用された指示物質の量が不十分または過剰であったという診断を行うことが可能になる。
・  １つまたはそれぞれのパターンの発現像が占める総面積を表す情報を計算することができて、浸出の品質に関する指示を与え、ある検査と他の検査の比較が行われることが可能になる。
・  例えば許容限界を判定するために、１つまたはそれぞれのパターンの最大寸法を表す情報を計算し、パターンの知られている実際の最大寸法と比較することができる。
・  １つのパターンまたはそれぞれのパターンの平均グレイレベルを表す情報も計算することができ、指示物質の品質についての指示、特にその発光容量をもたらすことができる。
【００２５】
据付装置の適切な作動を検証するのに有益な他の情報も、標準テストピースの表面から取られた像から得ることができる。
【００２６】
上述のように、本出願人は、標準テストピースが特定回数使用された後、診断方法が信頼できるものでなくなる可能性があることを発見した。認識されたその理由は、パターンが、プロセス中に使用される、指示物質を含む様々な物質の混合物によって、部分的に詰まった状態になることにある。存在したままの指示物質の残留が意味するのは、指示物質が残っているパターンが、据付装置が不十分にしか動作しない場合でも必ず発現されるということであり、また当然ながらそれは据付装置に関してなされる診断を完全に偽ることになる。
【００２７】
図３は、上述の欠点を回避することを可能にする標準テストピースを準備するプロセスの一連のステップを示す。
【００２８】
第１ステップ１１０は、乳化剤を含む槽に標準テストピースを浸漬させることにある。浸漬は、指示物質を除去する助けとなる超音波エネルギーを使用して攪拌を行うように、超音波発生器に接続された容器内で行われることが好ましい。乳化剤は、使用される指示物質に応じて選択される。乳化剤の作用を高めるように、標準テストピースの面を、パターンを水平面に対して相対的に傾斜した、例えば角度約４５°分傾斜した位置にして保持することが好ましい。浸漬は、超音波エネルギーの使用とともに、好ましくは３０分（ｍｉｎ）よりも長い時間期間、例えば３０分から数時間の範囲の時間期間行われる。
【００２９】
加圧下の水中ですすぎ（ステップ１２０）、加圧下の空気を吹き込むことによって乾燥した後（ステップ１３０）、発現剤が、パターンを呈するテストピースの表面、または少なくともパターンの位置に塗布される（ステップ１４０）。有利には、乾燥粉末の形態の発現剤と比較して効果的であるために、エアロゾルの形態で噴霧される湿式発現剤が使用される。塗布された発現剤が乾燥された後、それは、なお存在する可能性のある任意の指示物質を抽出するその機能を実行する。
【００３０】
加圧下の水中ですすぎ（ステップ１５０）、加圧下の空気を吹き込むことによって乾燥した後（ステップ１６０）、指示物質の残留物が存在することのないパターンを有する標準テストピースが、使用できる状態で得られる。
【００３１】
本発明の方法は、欧州特許第０６５００４５号明細書に記載のタイプのプロセスを実施することによって、据付装置を診断するためだけでなく、浸出プロセスの特定のパラメータの設定を最適化するために実施することができる。例として、そのようなパラメータは、指示物質を含む組成物を噴霧する時間期間および圧力と、すすぎ水および場合によっては事前すすぎ水の圧力と、発現剤が噴霧される時間期間および圧力とであることができる。
【００３２】
新たな据付装置を始動するとき、あるいは新たな指示物質または発現剤を使用するときに、使用するためにパラメータを判定することができ、続いて本発明の方法を、据付装置の適切な動作を診断または検査するために、定期的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】浸出によって表面欠陥を検出する据付装置を使用する診断方法の一連のステップを示す図である。
【図２】図１の方法で使用される標準テストピースの一例の線図である。
【図３】図１の方法を実施するために標準テストピースを準備するプロセスの一連のステップを示す図である。
【図４】欠陥を検出する据付装置を通過した後の標準テストピースの表面の像を得る装置を示す概略図である。
【図５】図４のデバイスによって得られた、標準テストピースで発現されたパターンの像を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１２  標準テストピース
１４  主表面
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ  パターン
７２  支持体
７４  紫外線源
７６  カメラ
７７  フィルタ
７８  デジタルプロセッサユニット
７８ａ  スクリーン
【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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【外国語明細書】
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