(57)【要約】【課題】ワークの所定部位の寸法を非破壊に測定する非破壊測定装置において、前記所定部位の寸法を短時間に測定し、製品品質評価精度を向上することができる非破壊測定装置を提供する。【解決手段】ワーク５０の所定部位５５の寸法を非破壊に測定する非破壊測定装置１００において、ワーク５０に対してＸ線を照射するＸ線照射手段３と、前記ワーク５０の所定部位を透過したＸ線を一列に配列された受光素子で受光し、ライン単位でＸ線透過輝度を検出するラインセンサカメラ４と、前記ラインセンサカメラ４により検出されたＸ線透過輝度に基づいて、少なくとも前記所定部位５５におけるＸ線透過方向の寸法を算出する算出手段６とを備える。【選択図】図１
2009156620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの所定部位の寸法を非破壊に測定する非破壊測定装置において、
前記ワークに対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、
前記ワークの所定部位を透過したＸ線を一列に配列された受光素子で受光し、ライン単位でＸ線透過輝度を検出するラインセンサカメラと、
前記ラインセンサカメラにより検出されたＸ線透過輝度に基づいて、少なくとも前記所定部位におけるＸ線透過方向の寸法を算出する算出手段とを備えることを特徴とする非破壊測定装置。
【請求項２】
前記ラインセンサカメラに対し、前記ワークを所定速度で一方向に移動させる移動手段を備え、
前記ラインセンサカメラは、前記移動手段により移動するワークの所定部位を透過するＸ線のＸ線透過輝度を所定時間間隔毎にライン単位で検出し、
前記算出手段は、前記ラインセンサカメラにより検出されたＸ線透過輝度に基づいて、前記所定部位における移動方向の寸法を算出することを特徴とする請求項１に記載された非破壊測定装置。
【請求項３】
前記ワークの所定部位を形成する材料の厚さ変化と、それに対するＸ線透過輝度との関係を記録した変換テーブルを備え、
前記算出手段は、前記ラインセンサカメラにより検出されたＸ線透過輝度を前記変換テーブルを参照することにより寸法に変換することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された非破壊測定装置。
【請求項４】
前記算出手段は、測定された所定部位の寸法が適正であるか否かの判断基準となる基準値データに基づき、ワークの所定部位の寸法が適正か否かの結果を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された非破壊測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定部位の寸法を非破壊に測定する非破壊測定装置に関し、特にＸ線の透過量に基づき寸法測定を行う非破壊測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の助手席側に対するメインのエアバッグモジュールは、インストゥルメントパネル（以下、インパネと呼ぶ）の裏側に収納されている。自動車の衝突時等には、エアバッグモジュールに対し所定信号が伝達され、インフレータ（ガス発生装置）によりエアバッグが膨張する。そして、膨張したエアバッグの圧力により図５に示すインパネ５０の所定領域（破断予定部５１と呼ぶ）が破断し、座席側に展開するように構成されている。
【０００３】
従来、エアバッグ展開時にインパネ５０において圧力により外れる破断予定部５１には、破断を容易にするためにインパネ５０本体とは別部材の蓋状のものが取り付けられていた。しかしながら、意匠上好ましくないため、近年ではインパネ５０本体を直接加工することにより前記破断予定部５１を形成している。
【０００４】
具体的には、例えば図５の破断予定部５１に波線で示すライン形状に沿って、そのインパネ裏側に波線状の溝部５５が割り線として設けられ、破断予定部５１が形成される。
前記破断予定部５１の加工方法としては、インパネ５０裏側から図６（ａ）に示すような成形治具５３による成型時に刃５４を突出させ、図６（ｂ）の断面図に示すような切り込み（溝部５５）をインパネ５０裏面に波線状に入れて割り線を形成する型内加工がある。
【０００５】
前記型内加工にあっては、図６（ｂ）に示すように溝部５５の幅が狭いため、エアバッグ展開時にその溝部５５から破断するよう深溝に形成されている。
しかしながら、そのように溝部５５が深溝に形成されると、溝部の残厚ｔが周囲の肉厚に対して急激な薄肉となるため、加工時の熱が表面側に影響して、表面側の光沢が周縁部と異なり、外観上好ましくないという問題があった。
【０００６】
このような課題を解決するものとして、インパネ５０本体を成型後、図７（ａ）に示すようにドリル状の刃５６等により図７（ｂ）に示すような広幅の溝部５５を削って形成するエンドミル加工が広まってきている（特許文献１参照）。
このエンドミル加工によれば、周囲の板厚に対して極端な薄肉の残厚ｔとする必要がなく、また、加工時の熱が表面側に影響することがないため、表面側に外観上の悪影響が及ぶことがない。
【特許文献１】特開２００４−１４１８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このエンドミル加工により形成される溝部５５は図８に示すように幅ｗ、残厚ｔ、つなぎ部ｄが所定寸法となるような検査基準に基づき形成される。
即ち、インパネ５０の製品品質を保証する評価基準として溝部寸法の検査基準が設けられ、溝部の形成加工後に、例えば溝部５５の残厚ｔ、幅ｗ、つなぎ部寸法ｄが測定され、全てが検査基準値を満たしていれば合格となされる。
【０００８】
溝部５５の諸寸法を測定する方法のうち、例えば残厚ｗを測定する方法として、図９に示すように針測定子５７を溝部５５に挿入し、その深さを測定する触針式測定方法や、図１０に示すように溝部５５の裏側（インパネ表面側）から超音波を発する深触子５８を当て、その反射波の音波データを解析することで残厚ｔを測定する超音波式測定法等がある。
【０００９】
しかしながら、いずれの方法であっても、測定の際、１つの溝部５５の寸法測定に手間が掛かり、数十点（例えば８０点）からなる溝部５５の全点について測定すると、非常に長い時間を要するという課題があった。このため、実際には１点から数点の溝部５５の測定しか行われず、完全に製品品質を保証できないという課題があった。
【００１０】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、ワークの所定部位の寸法を非破壊に測定する非破壊測定装置において、前記所定部位の寸法を短時間に測定し、製品品質評価精度を向上することができる非破壊測定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】
【００１１】
前記した課題を解決するために、本発明に係る非破壊測定装置は、ワークの所定部位の寸法を非破壊に測定する非破壊測定装置において、前記ワークに対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記ワークの所定部位を透過したＸ線を一列に配列された受光素子で受光し、ライン単位でＸ線透過輝度を検出するラインセンサカメラと、前記ラインセンサカメラにより検出されたＸ線透過輝度に基づいて、少なくとも前記所定部位におけるＸ線透過方向の寸法を算出する算出手段とを備えることに特徴を有する。
【００１２】
また、前記ラインセンサカメラに対し、前記ワークを所定速度で一方向に移動させる移動手段を備え、前記ラインセンサカメラは、前記移動手段により移動するワークの所定部位を透過するＸ線のＸ線透過輝度を所定時間間隔毎にライン単位で検出し、前記算出手段は、前記ラインセンサカメラにより検出されたＸ線透過輝度に基づいて、前記所定部位における移動方向の寸法を算出することが望ましい。
【００１３】
このように構成することにより、ワークの所定部位の寸法測定において、厚さや幅等の寸法を短時間に得ることができる。
したがって、破断予定部における全ての溝部に対しても諸寸法の測定を短時間に行うことができ、製品品質評価精度を向上することができる。
【００１４】
また、前記ワークの所定部位を形成する材料の厚さ変化と、それに対するＸ線透過輝度との関係を記録した変換テーブルを備え、前記算出手段は、前記ラインセンサカメラにより検出されたＸ線透過輝度を前記変換テーブルを参照することにより寸法に変換することが望ましい。
このように構成することにより、検出したＸ線透過輝度を容易に寸法に変換することができる。
【００１５】
また、前記算出手段は、測定された所定部位の寸法が適正であるか否かの判断基準となる基準値データに基づき、ワークの所定部位の寸法が適正か否かの結果を出力することが望ましい。
このように構成することにより、測定を行う各ワークについて即座に製品品質を評価することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ワークの所定部位の寸法を非破壊に測定する非破壊測定装置において、前記所定部位の寸法を短時間に測定し、製品品質評価精度を向上することができる非破壊測定装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る非破壊測定装置の実施の形態について図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る非破壊測定装置の全体構成を模式的に示す図である。この非破壊測定装置１００は、ワークであるインストゥルパネル（以下、インパネと呼ぶ）５０において、エアバッグ展開により破断する破断予定部５１を形成する溝部５５の諸寸法（図８に示す残厚ｔ、溝幅ｗ、つなぎ部ｄ等）を測定し、その寸法が基準値を満たしているか否かを判定するための装置である。
【００１８】
非破壊測定装置１００は、ワークの移動手段としてのベルトコンベア１を備え、このベルトコンベア１が有する循環駆動式の搬送ベルト２上にインパネ５０が載置され、インパネ５０を所定速度で一方向（水平方向が好ましい）に移動させるようになされている。
【００１９】
また、非破壊測定装置１は、ベルトコンベア１の上方に固定して設けられ、搬送ベルト２上で移動するインパネ５０の所定部位、即ち破断予定部５１に対しＸ線Ｒを照射するＸ線源３（Ｘ線照射手段）を備える。
また、移動するインパネ５０よりも下方に固定して設けられ、Ｘ線源３から照射されてインパネ５０を透過したＸ線Ｒの透過量（輝度）を検出するラインセンサカメラ４を備える。
【００２０】
即ち、所定方向（好ましくは垂直下方）にＸ線を照射するＸ線源３と、所定方向（好ましくは垂直上方）に対する受光を行うラインセンサカメラ４との間の空間を、ワークであるインパネ５０の破断予定部５１がベルトコンベア１により一方向（好ましくは水平方向）に所定速度で移動するように構成されている。
【００２１】
ラインセンサカメラ４は、例えば数千個の受光素子を一列に並べて検出部４ａを構成したカメラであって、所定の時間間隔毎にライン単位でＸ線Ｒを受光し、その受光輝度を出力するようになされている。
尚、前記Ｘ線源３とラインセンサカメラ４との間の空間は外部からの光線を遮蔽するため遮蔽ボックス５により覆われる。
【００２２】
さらに、非破壊測定装置１００は、前記ベルトコンベア１、Ｘ線源３、ラインセンサカメラ４の夫々の駆動及び動作の制御を行うコンピュータ６（算出手段）と、検査状況を表示するためのモニタ７等を備えている。
コンピュータ６は、ラインセンサカメラ４により検出された結果に基づき溝部５５の諸寸法を求めるための測定プログラムＰが記録された記憶部８と、測定プログラムＰを実行させ、演算等を行うＣＰＵ１０等を有している。
【００２３】
また、記憶部８には、演算プログラムＰによって寸法算出の際に用いられるキャリブレーションデータ９（変換テーブル）が記録されている。このキャリブレーションデータ９は、図３に示すグラフを変換テーブルとしたもので、インパネを形成する樹脂材料の厚さ変化に対するＸ線透過量（輝度）の関係を予め記録したものである。
【００２４】
即ち、ラインセンサカメラ４により検出されたＸ線透過輝度値をキャリブレーションデータ９に照らし合わせることで測定したい所定部位の寸法が求められる。
尚、このキャリブレーションデータ９を予め求める際に使用するＸ線の波長、強度等の特性条件は、ワーク（インパネ５０）に対してＸ線源３から照射するＸ線Ｒの特性と同じものである。
【００２５】
続いて、このように構成された非破壊測定装置１における破断予定部５１の溝部５５の寸法測定手順の例について図１及び図２を用いて説明する。尚、図２は、コンピュータ６においてＣＰＵ１０により実行される測定プログラムＰの処理の流れを示すフローである。
【００２６】
先ず、遮蔽ボックス５内においてベルトコンベア１の搬送ベルト２上にワークであるインパネ５０が載置される。そして、ベルトコンベア１が駆動され、インパネ５０が所定速度で搬送ベルト２上を水平方向に移動開始する。
インパネ５０が移動開始するとＸ線源３からＸ線Ｒが垂直下方に向けて放射状に照射され、その放射されるＸ線Ｒの中をベルト２上のインパネ５０が水平方向に移動する。
【００２７】
ここで、インパネ５０の破断予定部５１を透過したＸ線Ｒの受光輝度（Ｘ線透過輝度）がラインセンサカメラ４の検出部４ａにより所定時間間隔毎に検出され、複数ラインの画像データとしてコンピュータ６に取り込まれる（図２のステップＳ１）。
尚、ラインセンサカメラ４による１ラインの受光輝度の検出は瞬時に行われるため、所定時間間隔毎に検出を行うことにより、一方向に移動する破断予定部５１の全体について透過したＸ線の受光輝度の検出結果が短時間に得られる。
【００２８】
コンピュータ６では、測定プログラムＰが実行され、検出した受光輝度値を記憶部８に記憶しているキャリブレーションデータ９に照らし合わせ、各溝部５５についての寸法が求められる（図２のステップＳ２）。
尚、Ｘ線Ｒが照射される中を破断予定部５１（の溝部５５）が一方向に移動し、ラインセンサカメラ４により所定時間間隔毎にライン単位での透過輝度検出が行われるため、溝部５５に係る縦方向（Ｘ線透過方向）並びに横方向（溝部５５の移動方向）の諸寸法が得られ、図４に示すような溝部５５についての３次元計測モデルが形成されるだけの測定結果が得られる。
【００２９】
そして、測定プログラムＰでは、各溝部５５について、図８に示したような溝部５５の残厚ｔ、幅ｗ、つなぎ部寸法ｄが基準値を満たしているか、即ち適正か否かを判定し（図２のステップＳ３）、その結果をモニタ７に出力する（図２のステップＳ４、Ｓ５）。
【００３０】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、ワーク（インパネ５０の破断予定部５１）に対してＸ線Ｒを照射し、その透過量をラインセンサカメラ４で受光し、受光輝度をキャリブレーションデータ９に基づき寸法変換することにより、図８に示した溝部５５に係る残厚ｔ等（Ｘ線透過方向の寸法）を瞬時に得ることができる。
また、ラインセンサカメラ４に対し、ワークをベルトコンベア１により所定速度で一方向に移動させながら、Ｘ線Ｒの透過量をラインセンサカメラ４で所定時間間隔毎に検出するため、図８に示した溝部５５に係る幅寸法ｗ、つなぎ部寸法ｄ等（溝部５５の移動方向の寸法）を短時間に得ることが出来る。
したがって、本発明に係る非破壊測定装置１００を用いることにより、破断予定部５１における全ての溝部５５の諸寸法の測定を短時間に行うことができ、製品品質評価精度を向上することができる。
【００３１】
尚、前記実施の形態においては、インパネ５０における破断予定部５１の溝部５５について測定を行う例を示したが、本発明の非破壊測定装置１００においては、その測定対象に限定されず、要測定箇所を多数有する他の測定対象の測定にも用いることができる。
【００３２】
また、前記実施の形態においては、ベルトコンベア１により横方向に移動するインパネ５０に対し、上方から下方に向けてＸ線を照射し、下方においてラインセンサカメラ４によりＸ線透過輝度を検出するようにしたが、本発明においては、それら構成要素の配置を限定するものではなく、構成要素間の相対的関係を保つことができるならば、他の配置形態を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、所定部位の寸法を非破壊に測定する非破壊測定装置に関し、例えば自動車部品の製造業において好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明に係る非破壊測定装置の全体構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１の非破壊測定装置が備えるコンピュータにおいて実行される測定プログラムの処理の流れを示すフローである。
【図３】図３は、インパネを形成する樹脂材料の厚さ変化に対するＸ線透過量（輝度）の関係を示したグラフである。
【図４】図４は、測定結果から得られた溝部についての３次元計測モデルである。
【図５】図５は、インパネ及びその予定破断部を示す図である。
【図６】図６は、型内加工を説明するための図である。
【図７】図７は、エンドミル加工を説明するための図である。
【図８】図８は、溝部において検査基準が設けられる測定部位を示す図である。
【図９】図９は、触針式測定方法による残厚測定を説明するための図である。
【図１０】図１０は、超音波式測定法による残厚測定を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３５】
１        ベルトコンベア（移動手段）
２        搬送ベルト
３        Ｘ線源（Ｘ線照射手段）
４        ラインセンサカメラ
４ａ      検出部
５        遮蔽ボックス
６        コンピュータ（算出手段）
７        モニタ
８        記憶部
９        キャリブレーションデータ（変換テーブル）
１０      ＣＰＵ
１００    非破壊測定装置
Ｐ        測定プログラム
【図１】
2009156620.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】
2009156620.tif 000009
【図８】
2009156620.tif 000010
【図９】
2009156620.tif 000011
【図１０】
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