特許 7317747 検査装置および検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-21

(45)【発行日】2023-07-31

(54)【発明の名称】検査装置および検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/06 20060101AFI20230724BHJP

   G01N 29/44 20060101ALI20230724BHJP

【ＦＩ】

G01N29/06

G01N29/44

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020032592

(22)【出願日】2020-02-28

(65)【公開番号】P2021135213

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2022-10-05

(73)【特許権者】

【識別番号】500302552

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩエアロスペース

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 一将

(72)【発明者】

【氏名】内田 雄太

(72)【発明者】

【氏名】大島 誉寿

(72)【発明者】

【氏名】木村 憲志

(72)【発明者】

【氏名】今井 済

【審査官】横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７２５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１４４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５３６３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５２２５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００３３８７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００１１１５２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第６８７３７２１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２９／００ － Ｇ０１Ｎ ２９／５２

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１または複数の部材が規則的に配列された集合体と、前記集合体における配列方向と略平行に形成された前記集合体の面に接触する接触板との接触領域の欠陥を検査する検査装置であって、
前記接触領域を探傷して、前記接触領域を示す探傷画像を生成する画像生成部と、
入力された前記探傷画像を、前記接触領域における前記部材の配列を規則的に並べ直した正規化画像に変換して出力する画像変換部と、
前記画像変換部に入力される前記探傷画像と、前記正規化画像とを比較し、前記欠陥の有無を判定する欠陥判定部と、
を備える検査装置。

【請求項2】

前記画像変換部は、１または複数の前記探傷画像から抽出した、前記欠陥が無いとみなされる複数の基準画像に基づき、前記正規化画像を出力するように機械学習させて作成される請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

前記複数の基準画像は、前記接触領域に連続する、前記集合体の厚み、および、前記接触板の厚みのうちのいずれか一方または両方が異なる複数の前記探傷画像から抽出される請求項２に記載の検査装置。

【請求項4】

１または複数の部材が規則的に配列された集合体と、前記集合体における配列方向と略平行に形成された前記集合体の面に接触する接触板との接触領域の欠陥を検査する検査方法であって、
前記接触領域を探傷して、前記接触領域を示す探傷画像を生成する工程と、
１または複数の前記探傷画像から抽出した複数の基準画像に基づき、前記接触領域における前記部材の配列を規則的に並べ直した正規化画像が出力されるように機械学習させて作成された画像変換部に、前記探傷画像を入力し、前記正規化画像を取得する工程と、
前記画像変換部に入力される前記探傷画像と、前記正規化画像とを比較し、前記欠陥の有無を判定する工程と、
を含む検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、検査装置および検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

サンドイッチ構造体は、軽量性、剛性、および、薄肉性に優れている。このため、サンドイッチ構造体は、航空機、自動車、建造物部材等に広く利用されている。サンドイッチ構造体は、芯材（コア）と、芯材の両面に配された表皮材（スキン）で構成される多層構造体である。芯材は、例えば、金属製のハニカム構造体で構成される。表皮材は、例えば、樹脂（例えば、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics、繊維強化樹脂））または金属で構成される。芯材と表皮材とは、接着剤で接着される。

【0003】

このような多層構造体における層同士の接触領域、例えば、芯材と表皮材との接触領域を検査する技術として、超音波探傷技術が利用されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１６３４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１のような超音波探傷技術では、超音波探傷信号に基づく画像を検査員が目視して欠陥の有無を検査する。このため、検査員によって欠陥を見落とされるおそれがあったり、検査に長時間を要したりするという課題がある。

【0006】

そこで、本開示は、このような課題に鑑み、多層構造体における層同士の接触領域の欠陥の有無を短時間で精度よく検査することが可能な検査装置および検査方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る検査装置は、１または複数の部材が規則的に配列された集合体と、集合体における配列方向と略平行に形成された集合体の面に接触する接触板との接触領域の欠陥を検査する検査装置であって、接触領域を探傷して、接触領域を示す探傷画像を生成する画像生成部と、入力された探傷画像を、接触領域における部材の配列を規則的に並べ直した正規化画像に変換して出力する画像変換部と、画像変換部に入力される探傷画像と、正規化画像とを比較し、欠陥の有無を判定する欠陥判定部と、を備える。

【0008】

また、画像変換部は、１または複数の探傷画像から抽出した、欠陥が無いとみなされる複数の基準画像に基づき、正規化画像を出力するように機械学習させて作成されてもよい。

【0009】

また、複数の基準画像は、接触領域に連続する、集合体の厚み、および、接触板の厚みのうちのいずれか一方または両方が異なる複数の探傷画像から抽出されてもよい。

【0010】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る検査方法は、１または複数の部材が規則的に配列された集合体と、集合体における配列方向と略平行に形成された集合体の面に接触する接触板との接触領域の欠陥を検査する検査方法であって、接触領域を探傷して、接触領域を示す探傷画像を生成する工程と、１または複数の探傷画像から抽出した複数の基準画像に基づき、接触領域における部材の配列を規則的に並べ直した正規化画像が出力されるように機械学習させて作成された画像変換部に、探傷画像を入力し、正規化画像を取得する工程と、画像変換部に入力される探傷画像と、正規化画像とを比較し、欠陥の有無を判定する工程と、を含む。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、欠陥の有無を短時間で精度よく検査することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態の検査装置を説明する図である。

【図2】図２Ａは、検査対象物の斜視図である。図２Ｂは、検査対象物の分解斜視図である。

【図3】図３は、制御装置を説明する図である。

【図4】図４は、探傷画像および基準画像を説明する図である。

【図5】図５は、画像変換部の生成について説明する図である。

【図6】図６は、画像変換部による検査画像の抽出を説明する図である。

【図7】図７は、画像変換部および欠陥判定部の機能を説明する図である。

【図8】図８は、実施形態の検査方法の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0014】

［検査装置１００］
図１は、本実施形態の検査装置１００を説明する図である。本実施形態の図１をはじめとする以下の図では、検査対象物１０に対し、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。

【0015】

図１に示すように、検査装置１００は、検査対象物１０内の欠陥、特に、非接触箇所を検査する。本実施形態において、検査対象物１０は、サンドイッチ構造体である。検査対象物１０は、集合体２０と、第１接触板３０と、第２接触板４０とを含む。

【0016】

図２は、検査対象物１０を説明する図である。図２Ａは、検査対象物１０の斜視図である。図２Ｂは、検査対象物１０の分解斜視図である。図２Ａ、図２Ｂに示すように、検査対象物１０は、集合体２０と、第１接触板３０と、第２接触板４０とを含む。

【0017】

集合体２０は、芯材として機能する。集合体２０は、１または複数の部材２２が規則的に配列された構造体である。本実施形態において、部材２２は、図２Ａ、図２Ｂ中、ＸＹ断面（部材２２の延在方向（図２Ａ、図２Ｂ中、Ｚ軸方向）と直交する断面）が六角形の六角筒である。つまり、集合体２０は、ハニカム構造体である。また、集合体２０は、金属で構成される。集合体２０には、切削加工等によって、集合体２０における部材２２の配列方向（図２Ａ、図２Ｂ中、Ｘ軸方向およびＹ軸方向）と略平行な面２４、２６が形成される。面２４、２６は、略平坦な面である。面２６は、面２４の反対側の面である。集合体２０の厚み（図２Ａ、図２Ｂ中、Ｚ軸方向の長さ）は、略一定である。

【0018】

第１接触板３０（接触板）は、表皮材として機能する。第１接触板３０は、樹脂（例えば、ＦＲＰ）または金属で構成される。第１接触板３０は、底面３２と、上面３４と、側面３６とを含む。底面３２は、図２Ａ、図２Ｂ中、ＸＹ平面に延在した略平坦な面である。本実施形態において、第１接触板３０の底面３２は、集合体２０の面２４に接触する。

【0019】

上面３４は、底面３２の反対側の面である。上面３４は、第１面３４ａと、第２面３４ｂと、第３面３４ｃとを含む。第１面３４ａ、第２面３４ｂ、および、第３面３４ｃは、図２Ａ、図２Ｂ中、Ｘ軸方向に並列される。

【0020】

第１面３４ａは、図２Ａ、図２Ｂ中、ＸＹ平面に延在した略平坦な面である。第１面３４ａは、底面３２と所定距離Ｔ１離隔する。つまり、第１接触板３０における第１面３４ａの箇所の厚み（図２Ａ、図２Ｂ中、Ｚ軸方向の長さ）は、Ｔ１である。

【0021】

第２面３４ｂは、図２Ａ、図２Ｂ中、ＸＹ平面に延在した略平坦な面である。第２面３４ｂは、底面３２と所定距離Ｔ２離隔する。つまり、第１接触板３０における第２面３４ｂの箇所の厚みは、Ｔ２である。距離（厚み）Ｔ２は、距離（厚み）Ｔ１よりも短い。例えば、距離Ｔ１は、距離Ｔ２の１．５倍程度である。

【0022】

第３面３４ｃは、一方の端部が第１面３４ａに連続し、他方の端部が第２面３４ｂに連続する。第３面３４ｃと底面３２との距離は、一方の端部から他方の端部に向かうに従って漸減する。第３面３４ｃにおける一方の端部と底面３２との距離は、Ｔ１である。第３面３４ｃにおける他方の端部と底面３２との距離は、Ｔ２である。つまり、第１接触板３０における第３面３４ｃの箇所の厚みは、図２Ａ、図２Ｂ中、Ｘ軸方向に向かうに従って漸減する。

【0023】

側面３６は、底面３２と上面３４とに連続する。側面３６は、図２Ａ、図２Ｂ中、Ｚ軸方向に延在する略平坦な面である。

【0024】

第２接触板４０は、表皮材として機能する。第２接触板４０は、樹脂（例えば、ＦＲＰ）または金属で構成される。第２接触板４０は、厚み（図２Ａ、図２Ｂ中、Ｚ軸方向の長さ）が略一定の板である。第２接触板４０の上面４２は、図２Ａ、図２Ｂ中、ＸＹ平面に延在した略平坦な面である。第２接触板４０の上面４２は、集合体２０の面２６に接触する。

【0025】

検査対象物１０において、集合体２０と第１接触板３０（面２４と底面３２）、および、集合体２０と第２接触板４０（面２６と上面４２）とは、接着剤によって接着される。本実施形態において、接着剤は、樹脂を含む。

【0026】

検査装置１００は、集合体２０と第１接触板３０との接触領域（面２４と底面３２との接触箇所）における非接触箇所（欠陥）を検査する。

【0027】

図１に戻って説明すると、検査装置１００は、探傷装置１１０と、制御装置１５０とを含む。本実施形態において、探傷装置１１０は、超音波探傷装置である。探傷装置１１０は、探触子１１２と、超音波送受信器１１４と、探傷制御部１１６とを含む。

【0028】

探触子１１２は、振動子を備える。探触子１１２は、検査対象物１０に超音波（超音波ビーム）を発信したり、検査対象物１０から反射された超音波を受信して電気信号に変換したりする。本実施形態において、探触子１１２は、検査対象物１０の第１接触板３０（上面３４）に接触され、図１中、Ｙ軸方向に走査される。

【0029】

超音波送受信器１１４は、例えば、パルサレシーバである。超音波送受信器１１４は、探触子１１２の振動子に電力を供給し、振動子を振動させて超音波（超音波ビーム）を送信（発信）させる。また、超音波送受信器１１４は、探触子１１２の振動子から入力された電気信号を、例えばデジタル値で表される振動情報に変換して探傷制御部１１６に送信する。

【0030】

探傷制御部１１６は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。探傷制御部１１６は、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。また、探傷制御部１１６は、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して探傷装置１１０全体を管理および制御する。

【0031】

探傷制御部１１６は、超音波送受信器１１４を制御して、探触子１１２に超音波を送信させたり、超音波送受信器１１４から送信された振動情報（探触子１１２が受信した超音波に基づく情報）を受信したりする。

【0032】

また、本実施形態において、探傷制御部１１６は、画像生成部１２０として機能する。画像生成部１２０は、超音波送受信器１１４から送信された振動情報に基づき、探傷画像を生成する。探傷画像は、集合体２０と第１接触板３０との接触領域を示す画像である。探傷画像については、後に詳述する。

【0033】

そして、探傷制御部１１６は、画像生成部１２０によって生成された探傷画像を制御装置１５０に送信する。

【0034】

制御装置１５０は、画像生成部１２０によって送信された探傷画像に基づき、集合体２０と第１接触板３０との接触領域における欠陥の有無を検出する。

【0035】

図３は、制御装置１５０を説明する図である。制御装置１５０は、例えば、サーバー（例えば、ＮＡＳ：Network Attached Storage）である。図３に示すように、制御装置１５０は、メモリ１６０と、中央制御部１７０と、表示部１８０とを含む。

【0036】

メモリ１６０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成される。メモリ１６０は、後述する中央制御部１７０に用いられるプログラムや各種データを記憶する。本実施形態において、メモリ１６０は、画像フォルダ１６２、結果フォルダ１６４としても機能する。

【0037】

画像フォルダ１６２は、画像生成部１２０によって生成された探傷画像を保持する。結果フォルダ１６４は、後述する結果画像等を保持する。

【0038】

中央制御部１７０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。中央制御部１７０は、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。中央制御部１７０は、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して制御装置１５０全体を管理および制御する。

【0039】

本実施形態において、中央制御部１７０は、画像変換部１７２、欠陥判定部１７４としても機能する。以下、まず、画像変換部１７２の生成について説明し、続いて、画像変換部１７２および欠陥判定部１７４の機能について説明する。

【0040】

［画像変換部１７２の生成］
画像変換部１７２は、１または複数の探傷画像から抽出した複数の基準画像に基づき、正規化画像を出力するように機械学習させて作成される。

【0041】

図４は、探傷画像２１０および基準画像２２０を説明する図である。上記したように、探触子１１２は、第１接触板３０の上面３４を、図１、図２Ａ、図２Ｂ中、Ｙ軸方向に走査する。図４に示すように、探傷画像２１０は、集合体２０と第１接触板３０との接触領域を示す画像である。探傷画像２１０において、集合体２０（部材２２）と第１接触板３０との接触箇所と、非接触箇所とは、異なる態様で示される。図４中、探傷画像２１０における接触箇所を着色で示し、非接触箇所を白色で示す。

【0042】

図４に示すように、探傷画像２１０において、集合体２０と第１接触板３０との接触箇所は、部材２２の形状（ここでは、六角形）を維持して示される。一方、探傷画像２１０において、集合体２０と第１接触板３０との非接触箇所Ｋは、探傷画像２１０において欠落して示される。非接触箇所Ｋの形状は、部材２２の形状とは異なる。

【0043】

画像変換部１７２を作成する際、まず、１または複数の探傷画像２１０から基準画像２２０が抽出される。基準画像２２０は、探傷画像２１０の一部を所定の大きさで切り取った画像である。所定の大きさは、探傷画像２１０より小さい。基準画像２２０は、例えば、矩形形状（正方形）である。探傷画像２１０から基準画像２２０が抽出される際、非接触箇所Ｋが基準画像２２０に含まれないように、非接触箇所Ｋが無いとみなされる基準画像２２０が抽出される。

【0044】

本実施形態では、複数の探傷画像２１０から複数の基準画像２２０が抽出される。具体的に説明すると、探傷装置１１０によって、第１接触板３０の第１面３４ａを走査して得られた探傷画像２１０、第１接触板３０の第２面３４ｂを走査して得られた探傷画像２１０、および、第１接触板３０の第３面３４ｃを走査して得られた探傷画像２１０それぞれから１または複数の基準画像２２０が抽出される。つまり、検査対象物１０のうち、第１接触板３０の厚みが異なる箇所を探傷することで得られた複数の探傷画像２１０それぞれから複数の基準画像２２０が抽出される。換言すれば、接触領域に連続する、第１接触板３０の厚みが異なる複数の探傷画像２１０それぞれから基準画像２２０が抽出される。

【0045】

なお、第１接触板３０の厚みが大きい探傷画像２１０（第１面３４ａを走査して得られた探傷画像２１０）は、第１接触板３０の厚みが小さい探傷画像２１０（第２面３４ｂを走査して得られた２１０）よりも不鮮明となり易い（ぼやけ易い）。このため、抽出された基準画像２２０には、鮮明な基準画像２２０と、不鮮明な基準画像２２０とが含まれる。基準画像２２０は、例えば、１００枚抽出される。なお、画像変換部１７２の生成に要する基準画像２２０の数は、多い方がよい。

【0046】

図５は、画像変換部１７２の生成について説明する図である。図５に示すように、画像変換部１７２は、探傷画像２１０から抽出された複数の基準画像２２０に基づき、正規化画像２３０が出力されるように機械学習させて生成される。換言すれば、複数の基準画像２２０に基づいて、画像変換部１７２が機械学習して正規化画像２３０を出力する。正規化画像２３０は、接触領域における部材２２の配列を規則的に並べ直した画像である。機械学習は、例えば、深層学習である。機械学習のアルゴリズムは、例えば、オートエンコーダ、または、ＣＮＮ（Convolutional neural network）である。なお、機械学習のアルゴリズムは、様々な既存技術を適用できるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。

【0047】

したがって、非接触箇所Ｋが含まれない、部材２２の配列を規則的に並べ直した正規化画像２３０が出力されるように画像変換部１７２が生成される。つまり、画像変換部１７２は、入力された画像に対し、非接触箇所Ｋ（欠落部分）を補完したり、部材２２の位置のズレを補正したりして、正規化画像２３０に変換する。なお、画像変換部１７２は、鮮明な探傷画像２１０が入力された場合には、鮮明な正規化画像２３０が出力され、不鮮明な探傷画像２１０が入力された場合には、不鮮明な正規化画像２３０が出力されるように生成される。こうして生成された画像変換部１７２は、制御装置１５０に保持される。

【0048】

［画像変換部１７２、欠陥判定部１７４の機能］
制御装置１５０に保持された画像変換部１７２は、画像フォルダ１６２を常時監視し、画像フォルダ１６２に探傷画像２１０が入力されたら、探傷画像２１０から所定の大きさの検査画像を切り取る（抽出する）。

【0049】

図６は、画像変換部１７２による検査画像２５０の抽出を説明する図である。図６に示すように、画像変換部１７２は、探傷画像２１０から検査画像２５０を抽出する。つまり、検査画像２５０は、探傷画像２１０の一部を所定の大きさで切り取った画像である。検査画像２５０は、例えば、矩形形状（正方形）である。画像変換部１７２は、探傷画像２１０全域が漏れなく検査されるように、過去に抽出した検査画像２５０と今回抽出する検査画像２５０とが一部重畳するように、検査画像２５０を抽出する。例えば、画像変換部１７２は、図６に示すように、過去に抽出した検査画像２５０の上下方向および左右方向の４方向の一部に重畳されるように、新たに検査画像２５０を抽出する。検査画像２５０には、非接触箇所Ｋが含まれる場合も非接触箇所Ｋが含まれない場合もある。なお、検査画像２５０の大きさは、基準画像２２０の大きさと実質的に等しい。

【0050】

図７は、画像変換部１７２および欠陥判定部１７４の機能を説明する図である。図７に示すように、画像変換部１７２は、抽出した１の検査画像２５０を入力として、１の正規化画像２３０に変換して出力する。なお、上記したように、画像変換部１７２は、入力された画像に対し、非接触箇所Ｋ（欠落部分）を補完したり、部材２２の位置のズレを補正したりして、正規化画像２３０に変換する。このため、入力された検査画像２５０に非接触箇所Ｋが含まれていても、画像変換部１７２は、非接触箇所Ｋにあたかも部材２２が存在しているかのような正規化画像２３０を出力する。

【0051】

そして、画像変換部１７２は、画像フォルダ１６２に保持されたすべての探傷画像２１０それぞれから、複数の検査画像２５０を抽出し、抽出した複数の検査画像２５０に対応する複数の正規化画像２３０をそれぞれ出力する。

【0052】

欠陥判定部１７４は、画像変換部１７２に入力される検査画像２５０と、正規化画像２３０とを比較し、欠陥の有無を判定する。本実施形態において、欠陥判定部１７４は、画像変換部１７２に入力される検査画像２５０の各画素の輝度と、正規化画像２３０各画素の輝度の差分を示す差分画像２６０を生成する。そして、欠陥判定部１７４は、画像変換部１７２によって出力された複数の検査画像２５０に対応する複数の差分画像２６０をそれぞれ生成し、生成した複数の差分画像２６０を統合して、探傷画像２１０に対応する、統合差分画像を生成する。

【0053】

欠陥判定部１７４は、統合差分画像に対し、輝度の差分が所定値以上か否かに応じて二値化した二値化画像を生成する。そして、欠陥判定部１７４は、二値化画像において、輝度の差分が所定値以上の領域（以下、「差分領域」という）を抽出する。また、欠陥判定部１７４は、二値化画像における、差分領域の大きさ（差分領域の長軸の長さおよび短軸の長さ）、および、差分領域の位置（例えば、差分領域の重心の位置）を特定する。

【0054】

そして、欠陥判定部１７４は、所定の大きさより大きい差分領域を欠陥と判定する。つまり、欠陥判定部１７４は、二値化画像において、所定の大きさより大きい差分領域が抽出された場合、検査対象物１０に欠陥があると判定する。なお、所定の大きさは、例えば、部材２２における、図２Ａ、図２Ｂ中、ＸＹ断面の大きさ、または、部材２２の孔の大きさである。

【0055】

また、欠陥判定部１７４は、抽出した差分領域を示す指標を探傷画像２１０に重畳した結果画像を生成する。こうして、欠陥判定部１７４によって生成された結果画像、差分領域の大きさを示す情報、および、差分領域の位置を示す情報は、結果フォルダ１６４に出力される。

【0056】

表示部１８０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等で構成される。表示部１８０は、結果フォルダ１６４に保持された二値化された統合差分画像、統合差分画像において抽出された差分領域の大きさを示す情報、および、統合差分画像における差分領域の位置を示す情報を表示する。

【0057】

［検査方法］
続いて、検査装置１００を用いた検査方法を説明する。図８は、本実施形態の検査方法の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、検査方法は、探傷画像生成工程Ｓ１１０、正規化画像取得工程Ｓ１２０、欠陥判定工程Ｓ１３０、欠陥数判定工程Ｓ１４０、合格判定工程Ｓ１５０、不合格判定工程Ｓ１６０を含む。以下、各工程について説明する。

【0058】

［探傷画像生成工程Ｓ１１０］
探傷画像生成工程Ｓ１１０は、探傷装置１１０が、集合体２０と第１接触板３０との接触領域を探傷して、接触領域を示す探傷画像２１０を生成する工程である。探傷装置１１０によって生成された探傷画像２１０は、制御装置１５０の画像フォルダ１６２に送信される。

【0059】

［正規化画像取得工程Ｓ１２０］
正規化画像取得工程Ｓ１２０は、制御装置１５０の画像変換部１７２が、検査画像２５０（探傷画像２１０）を入力とし、正規化画像２３０を取得する工程である。なお、上記したように、画像変換部１７２は、１または複数の探傷画像２１０から抽出した複数の基準画像２２０に基づき、正規化画像２３０を出力するように機械学習させて事前に作成されている。

【0060】

［欠陥判定工程Ｓ１３０］
欠陥判定工程Ｓ１３０は、欠陥判定部１７４が、画像変換部１７２に入力される検査画像２５０（探傷画像２１０）と、正規化画像２３０とを比較し、欠陥の有無を判定する工程である。

【0061】

［欠陥数判定工程Ｓ１４０］
欠陥数判定工程Ｓ１４０は、欠陥判定部１７４が、欠陥判定工程Ｓ１３０の結果を参照し、集合体２０と第１接触板３０との接触領域における単位検査範囲内の欠陥の数が所定数以上であるか否かを判定する工程である。その結果、欠陥判定部１７４は、欠陥の数が所定数以上ではないと判定した場合（Ｓ１４０におけるＮＯ）、合格判定工程Ｓ１５０に処理を移す。一方、欠陥判定部１７４は、欠陥の数が所定数以上であると判定した場合（Ｓ１４０におけるＹＥＳ）、不合格判定工程Ｓ１６０に処理を移す。

【0062】

［合格判定工程Ｓ１５０］
合格判定工程Ｓ１５０は、欠陥判定部１７４が検査対象物１０を合格と判定する工程である。合格と判定された検査対象物１０は、次の工程に搬送されたり、出荷されたりする。

【0063】

［不合格判定工程Ｓ１６０］
不合格判定工程Ｓ１６０は、欠陥判定部１７４が検査対象物１０を不合格と判定する工程である。不合格と判定された検査対象物１０の結果画像は、表示部１８０に表示される。そして、検査員によって、結果画像における差分領域の大きさ、位置等が判定され、最終的に検査対象物１０が不合格であるか合格であるかが判定される。こうして、不合格と判定された検査対象物１０は、例えば、修理または廃棄される。

【0064】

以上説明したように、本実施形態にかかる検査装置１００およびこれを用いた検査方法は、画像変換部１７２および欠陥判定部１７４を備える。これにより、検査装置１００は、探傷画像２１０を検査員が目視して非接触箇所Ｋの有無を検査する従来技術と比較して、短時間で精度よく非接触箇所Ｋの有無を検査することができる。また、検査装置１００は、非接触箇所Ｋの見落としの確率を著しく低減することが可能となる。

【0065】

また、上記したように、画像変換部１７２は、複数の基準画像２２０に基づき、正規化画像２３０が出力されるように機械学習させて作成される。したがって、検査装置１００は、欠陥を精度よく検出することができる。

【0066】

また、上記したように、探傷画像２１０は、第１接触板３０の厚みによって鮮明度が異なる。このため、基準画像２２０と検査画像２５０とを単に比較する従来技術では、基準画像２２０と検査画像２５０の鮮明度を一致させることが困難であり、欠陥が無い箇所を欠陥と誤判定したり、欠陥を検出できなかったりするという問題があった。

【0067】

そこで、本実施形態の検査装置１００では、画像変換部１７２の生成に用いられる基準画像２２０が、集合体２０の面２４に接触する第１接触板３０の厚みが異なる、複数の探傷画像２１０それぞれから抽出される。そして、検査装置１００は、このように抽出された、鮮明度の異なる複数の基準画像２２０に基づき、正規化画像２３０が出力されるように機械学習させて作成された画像変換部１７２を備える。これにより、検査装置１００は、第１接触板３０の厚みに拘わらず、その厚みに応じた正規化画像２３０を生成できる。したがって、検査装置１００は、第１接触板３０の厚みに拘わらず、欠陥を高精度に検出することが可能となる。

【0068】

また、上記したように、欠陥判定部１７４は、部材２２の大きさ以上の差分領域を欠陥と判定する。これにより、部材２２の接触が欠陥であると誤判定されてしまう事態を回避することができる。

【0069】

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0070】

例えば、上述した実施形態において、検査対象物１０がサンドイッチ構造体である場合を例に挙げた。しかし、検査対象物１０は、１または複数の部材が規則的に配列された集合体と、集合体における配列方向と略平行な面に接触する接触板とを少なくとも含んでいればよい。つまり、検査対象物１０は、第２接触板４０を備えずともよい。

【0071】

また、上記実施形態において、部材２２が六角筒である場合を例に挙げた。しかし、部材２２の形状に限定はない。例えば、部材２２は、三角筒、四角筒、円筒であってもよい。また、上記実施形態において、１の部材２２が規則的に配列された集合体２０を例に挙げた。しかし、集合体は、複数の部材２２が規則的に配列されたものであってもよい。例えば、集合体は、三角筒と、六角筒とが規則的に配列されたものであってもよい。また、大きさ（径）の異なる円筒が規則的に配列されたものであってもよい。

【0072】

また、上記実施形態において、厚みが一定ではない第１接触板３０を例に挙げた。しかし、第１接触板３０の厚みは略一定であってもよい。

【0073】

また、上記実施形態において、集合体２０は、厚みが略一定である場合を例に挙げた。しかし、集合体２０の厚みは一定でなくてもよい。この場合、複数の基準画像２２０は、接触領域に接触する、集合体２０の厚み、および、第１接触板３０の厚みのうちのいずれか一方または両方が異なる複数の探傷画像２１０から抽出される。つまり、検査対象物１０のうち、集合体２０の厚み、および、第１接触板３０の厚みのうちのいずれか一方または両方が異なる箇所を探傷することで得られた複数の探傷画像２１０それぞれから複数の基準画像２２０が抽出される。

【0074】

また、上記実施形態において、基準画像２２０および検査画像２５０が、探傷画像２１０の一部を所定の大きさで切り取った画像である場合を例に挙げた。しかし、基準画像２２０および検査画像２５０は、探傷画像２１０そのものであってもよい。

【0075】

また、上記実施形態において、探傷装置１１０が超音波探傷装置である場合を例に挙げた。しかし、探傷装置１１０は、集合体２０と第１接触板３０との接触領域を探傷して、探傷画像を生成することができれば、構成に限定はない。探傷装置１１０は、例えば、赤外線サーモグラフィであってもよい。

【0076】

また、上記実施形態において、メモリ１６０と、中央制御部１７０とが１の制御装置１５０に設けられる場合を例に挙げた。しかし、メモリ１６０と中央制御部１７０とは別体であってもよい。

【0077】

なお、本明細書の検査方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本開示は、検査装置および検査方法に利用することができる。

【符号の説明】

【0079】

Ｓ１１０ 探傷画像生成工程
Ｓ１２０ 正規化画像取得工程
Ｓ１３０ 欠陥判定工程
２０ 集合体
２２ 部材
２４ 面（接触領域）
３０ 第１接触板（接触板）
３２ 底面（接触領域）
１００ 検査装置
１２０ 画像生成部
１７２ 画像変換部
１７４ 欠陥判定部
２１０ 探傷画像
２２０ 基準画像
２３０ 正規化画像
２５０ 検査画像（探傷画像）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】