专利名称：自动超声波检查装置、其检查方法以及采用该检查方法的制造方法
技术领域：
本发明涉及自动超声波检查装置、其检查方法以及采用该检查方法的制造方 法，特别涉及采用机器人自动进行的超声波检査装置、其检查方法以及采用该检查 方法的制造方法。
背景技术：
过去作为点焊部的无损检查方法，众所周知的是采用超声波探伤器的方 法。超声波探伤器的结构包括例如用于与点焊部接触并发送超声波及检测反 射波的超声波探头、以及用于与超声波探头连接并从超声波探头接受反射波检 测信号且变换为探伤数据的超声波探伤器本体。在该超声波探伤器中，利用由 于形成在点焊部内部的熔核而使超声波衰减的情况，从而能够进行焊部好坏的 判定(例如，参照专利文献l)。[专利文献1]特开平U — 326287号公报但是，为了正确地进行点焊部的探伤，必须使超声波探头与熔核的中心位 置接触来进行超声波探伤。但是，很多情况下的熔核正确的中心位置与残留在 外部的焊痕的中心位置不同，从外观上很难确定正确的中心位置。另外，即使 确定了正确的中心位置，但由于相对于熔核的超声波入射角的不同而反射波的 电平也不同，所以很难正确地进行点焊部好坏的判定，另外超声波探头的角度 调整也很费工夫。特别是，当点焊部设置在曲面上的情况下，作业时间将非常 地长。因此，由操作员进行探伤作业时，会使好坏判定的精度和作业效率显著 地下降。另外，虽然也提出一种利用机器人进行探伤作业的装置，但是还未提出一 种能够高效地进行高精度的点焊部的熔核的中心位置的确定作业和超声波的 最佳入射角的调整作业的方法。本发明的课题的目的在于力图使采用超声波探伤器的点焊部好坏的判定 的高精度化和高速化
发明内容
权利要求l中所述的自动超声波检查装置是用于自动地进行检查对象物的 点焊部的探伤的装置。该自动超声波检查装置具有超声波探伤器、机器人手臂、 及控制装置。超声波探伤器具有用于与点焊部接触并发送超声波及检测反射 波的超声波探头；以及用于与超声波探头连接、并将从超声波探头接受的反射波检测信号变换为探伤信息的超声波探伤器本体。机器人手臂具有多个关节， 能够对超声波探头相对于点焊部的姿势和位置进行三维调整。控制装置与超声 波探伤器和机器人手臂连接，能够对超声波探伤器和机器人手臂发送和接收数据和信号。控制装置具有用于根据在预先设定的点焊部的假定中心位置的周 边得到的多个探伤信息、来确定点焊部的真实中心位置的真实中心位置确定单 元；以及用于根据在真实中心位置上得到的探伤信息、来判定点焊部好坏的判 定单元。在该自动超声波检査装置中，因为能够利用真实中心位置确定单元来指定 点焊部的真实中心位置、即不能从外观判定的熔核的中心位置，所以与操作员 进行的情况相比，能够期望点焊部好坏的判定的高精度化。另外，因为利用控 制装置和机器人手臂而自动地进行这些作业，所以与操作员进行的情况相比， 能够期望作业的更高速化。如权利要求2中所述的自动超声波检查装置，是在权项1中，控制装置还具 有用于根据将超声波探头和真实中心位置的接点作为支点而在真实中心位置 的中心轴周围得到的多个探伤信息、得到最适合于点焊部好坏的判定的探伤信 息的最佳探伤信息单元。判定单元根据最佳探伤信息进行点焊部好坏的判定。在该自动超声波检査装置中，因为判定单元根据最佳探伤信息判定好坏， 所以判定单元中的好坏判定的精度更高。权利要求3中所述的自动超声波检查装置，是在权项1或者2中，能够在控制装置中预先设定多个探伤点的配置和点数。在该自动超声波检査装置中，因为探伤点的配置和点数能够预先设定，所 以能够对应于各种大小的点焊部。权利要求4中所述的自动超声波检查装置，是在从权项1至权项3的任一项 中，能够在控制装置中预先设定相邻的探伤点的间隔。在该自动超声波检查装置中，因为相邻的探伤点的间隔分别能够预先设
定，所以能够对应于各种大小的点焊部。权利要求5中所述的自动超声波检査装置，是在从权项1至权项4的任一项 中，在假定中心位置周边将多个探伤点配置成格子形状。在该自动超声波检查装置中，因为将多个探伤点配置成格子形状，所以能 够更加正确地确定真实中心位置。权利要求6中所述的自动超声波检査装置，是在从权项1至权项5的任一项 中，还具有与控制装置连接、用于取入点焊部的图像数据并通过图像处理来确 定假定中心位置的假定中心位置确定单元。在该自动超声波检查装置中，因为能够利用假定中心确定单元确定从外观 上判断的假定中心位置，所以能够确定更接近真实中心位置的假定中心位置， 并且能够减少在真实中心位置确定单元中取得的探伤信息的数量。通过这样， 能够期望点焊部好坏判定的高精度化和作业的高速化。权利要求7中所述的自动超声波探伤方法，是在具有用于从检查对象物得到探伤信息的超声波探伤器、以及能够三维调整超声波探伤器对于检查对象物 的姿势和位置的机器人手臂的自动超声波检查装置中，自动地对检查对象物的点焊部进行探伤的方法。该自动超声波探伤方法包括根据在预先设定的点焊 部的假定中心位置周边通过超声波探伤器得到的多个探伤信息、确定点焊部的 真实中心位置的真实中心位置确定工序；以及根据在真实中心位置得到的探伤 信息、进行点焊部好坏的判定的判定工序。在该自动超声波探伤方法中，因为包括真实中心位置确定工序，所以与操 作员进行的情况相比，能够期望点焊部好坏判定的高精度化。权利要求8中所述自动超声波探伤方法，是在权项7中，还包括用于根据 以超声波探头和真实中心位置的接点作为支点而在真实中心位置的中心轴周 围得到的多个探伤信息、得到最适合于点焊部好坏判定的探伤信息的最佳探伤 信息取得工序。在判定工序中，根据最佳探伤信息进行点焊部好坏的判定。在 所述的自动超声波探伤方法中，因为根据最佳探伤信息进行好坏的判定，所以 能够更高精度地进行点焊部好坏的判定。权利要求9中所述的自动超声波探伤方法，是在权项7或者8中，还包括用于通过对点焊部的图像数据进行图像处理来确定假定中心位置的假定中心 位置确定工序。在该自动超声波探伤方法中，因为能够从点焊部的外观来确定假定中心位 置，所以能够减少在真实中心位置确定工序中取得的探伤信息的数量。通过这 样，能够期望点焊部好坏判定的高精度化和作业的高速化。权利要求10中所述的制造方法，是实施点焊的点焊产品的制造方法。该制 造方法包括对多种金属材料实施点焊的点焊工序；以及采用权项7至9中所述 的自动超声波探伤方法来进行点焊产品的焊接部好坏的判定的超声波探伤工 序。在该制造方法中，因为采用权项7至9中所述的自动超声波探伤方法来进行 焊接部好坏的判定，所以与操作员进行的情况相比，能够期望焊接部好坏判定 的高精度化和高速化，并且能够提高点焊产品的质量和生产率。在与本发明相关的自动超声波检査装置及其探伤方法中，如上所述通过进 行熔核的中心位置的确定和探伤评价，能够期望探伤检査的高精度化和高速 化。另外在与本发明相关的制造方法中，通过采用自动超声波探伤方法，能够 期望提高点焊产品的质量和生产率。
图l是作为本发明一个实施形态的自动超声波检查装置的整体结构图。 图2是作为本发明一个实施形态的自动超声波检查装置的详细结构图。 图3是作为检查对象物7的涡轮壳体73的剖面图。图4是表示采用作为本发明一个实施形态的自动超声波检查装置1的动作 流程的一个例子的流程图。图5是点焊部70的纵向剖面图和俯视图。 图6是第3工序S3的详细流程图。图7是表示第4工序S4中的探伤点的配置的例子的配置图。 图8是第4工序S4的详细流程图。图9是表示第5工序S5中的探伤轴的设定的例子的设定图。 图10是第5工序S5的详细流程图。标号说明1自动超声波检査装置 2超声波探伤器 2a超声波探头2b超声波探伤器本体4机器人手臂5控制装置6假定中心位置确定装置6a摄像头6b图像处理装置7检查对象物8固定台21探伤数据变换单元22第l通信单元50机器人控制单元51固定台控制单元52评价值运算单元53假定中心位置运算单元54真实中心位置运算单元55最佳评价值运算单元56判定单元57初始设定单元58第3通信单元59图像处理装置控制单元61图像处理单元62第2通信单元70点焊部71焊痕71a外观中心位置 72熔核72a内部中心位置 73涡轮壳体 74壳体本体 75传动平板76环状部77突起部具体实施方式
参照附图来说明本发明的一个实施形态。 1.自动超声波检查装置的结构图l是表示作为本发明一个实施形态的自动超声波检查装置的整体结构图，图2是表示作为本发明一个实施形态的自动超声波检查装置的详细结构图。 自动超声波检査装置1是用于自动地进行检査对象物7的点焊部探伤的装置，由 超声波探伤器2、机器人手臂4、假定中心位置确定装置6(假定中心位置确定单 元)、固定台8以及控制装置5构成。(1) 超声波探伤器2超声波探伤器2是用于对点焊部进行超声波探伤的装置，由超声波探头2a 和超声波探伤器本体2b构成。超声波探头2a是与点焊部接触并用于发送超声波 及检测反射波的装置，安装在机器人手臂4的前端。超声波探头2a与超声波探伤 器本体2b连接，能够将反射波检测信号向超声波探伤器本体2b发送。超声波探 伤器本体2b是从超声波探头2a接受反射波检测信号、并将反射波检测信号变换 为探伤数据的部分，与超声波探头2a连接。作为超声波探伤器本体2b，例如举例有安装了CPU、 RAM和ROM的PC等。 如图2所示，利用预先安装在超声波探伤器本体2b上的软件，来实现探伤数据 变换单元21和第l通信单元22。探伤数据变换单元21具有从超声波探头2a接受反 射波检测信号、并变换为探伤数据的功能。第1通信单元22具有与后述控制装 置5通信的功能。这里，所谓探伤数据，是指由超声波的移动距离和反射波电 平构成的数据。(2) 机器人手臂4机器人手臂4是能够对超声波探头2a相对于点焊部的姿势和位置进行三维 调整的部分。机器人手臂4具有多个关节，通过来自后述的控制装置5的机器人 控制单元50的指令，能够使超声波探头2a移动到任意位置。(3) 假定中心位置确定装置6假定中心位置确定装置6是用于从点焊部的外观来确定假定中心位置的部 分，由摄像头6a和图像处理装置6b构成。摄像头6a安装在机器人手臂4的前端的、 不会与超声波探头2a发生干涉的位置上。另外，对摄像头6a的安装位置和角度 等进行调整，使得在超声波探头2a的前端与点焊部接触时能够拍摄点焊部。作为图像处理装置6b，例如与超声波探伤器本体2b—样，可以举出有PC等。 如图2所示，利用预先安装在图像处理装置6b上的软件，来实现图像处理单元 61和第2通信单元62。图像处理单元61具有通过图像处理来确定点焊部的假定 中心位置的功能。第2通信单元62具有与后述的控制装置5通信的功能。图像处 理单元61的功能在后面详细描述。(4) 固定台8固定台8是安装检查对象物7的部分，设置与检查对象物7符合的定位销。 固定台8能够在水平方向上旋转和沿着水平方向移动，通过后述的控制装置5的 固定台控制单元51来控制这些动作。在控制装置5中，预先设定固定台8的中心 坐标和离开中心的3轴方向(X轴、Y轴、Z轴)的坐标系。因此，如果知道检查对 象物7中的点焊部的位置，则能够用控制装置5预先设定点焊部离开固定台8的 中心的位置坐标，并且能够使超声波探头2a向着点焊部的大致中心位置(初始中 心位置)移动。在本实施形态中，作为检查对象物7，以用于力矩转换器的涡轮壳体73为 例来说明。图3表示涡轮壳体73的剖面图。图3的〇一〇表示力矩转换器的旋转 轴。涡轮壳体73由环状的壳体本体74和传送平板75构成。传送平板75由环状部 76和从环状部76的内周侧向轴向突出的多个突起部77构成。因为环状部76用点 焊固定在壳体本体74的外周侧表面上，所以涡轮壳体73具有多个点焊部70p本 实施形态的自动超声波检测装置1对于这些点焊部70进行超声波探伤。(5) 控制装置5控制装置5是控制自动超声波检查装置1自动地进行探伤作业的装置，能够 在与周边的各装置之间进行数据和信号的发送和接收。作为控制装置5，例如 与上述超声波探伤器本体2b相同，可以举出有PC等。如图2所示，利用预先安 装在控制装置5中的软件，从而实现机器人控制单元50、固定台控制单元51、 评价值运算单元52、假定中心位置运算单元53、真实中心位置运算单元54、最 佳评价值运算单元55、判定单元56、初始设定单元57、第3通信单元58和图像 处理装置控制单元59。机器人控制单元50具有控制机器人手臂4的动作的功能。固定台控制单元 51具有控制固定台8的动作的功能。评价值运算单元52具有将用超声波探伤器2
取得的探伤数据变换为评价值的功能。假定中心位置运算单元53具有算出由假 定中心位置确定装置6得到的假定中心位置数据的坐标的功能。真实中心位置运算单元54(真实中心位置确定单元)具有根据假定中心位置周边的多个评价值来确定点焊部的真实中心位置的功能。最佳评价值运算单元55具有根据在真实中心位置变换超声波探头2a的角度而得到的多个评价值、得 到对于好坏判定的最佳的评价值的功能。判定单元56具有根据用最佳评价值运 算单元55得到的最佳评价值来进行点焊部好坏的判定的功能。初始设定单元57具有预先设定各运算单元等中所必需的数值的功能。第3 通信单元58具有与各单元连接、并与周边设备通信的功能。图像处理装置控制 单元59具有将图像处理指令发送到图像处理单元61的功能。下面详细地描述各 单元的功能。2.自动超声波检查装置的动作流程图4是表示采用作为本发明一个实施形态的自动超声波检查装置1的动作 流程的一个例子的流程图。如图4所示，自动超声波检査装置l的动作流程主要 由第1工序S1到第9工序S9来构成。(1) 第l工序Sl在第1工序S1中，通过机器人手臂4将涡轮壳体73安装到固定台8上。这时， 超声波探头2a没有安装在机器人手臂4的前端。当不是用自动超声波检查装置l 的机器人手臂4、而是用相邻的设备的机器人等进行该工序时，则能够省略。(2) 第2工序S2在第2工序S2中，因为由于点焊部的直径不同而使得最佳超声波探头2a的 直径也不同，所以机器人手臂4取出最佳超声波探头2a。这些是根据检查对象物 7的种类，由控制装置5的初始设定单元57预先设定的。当相邻设备的机器人等 进行第1工序S1时，只要检查对象物7的种类不改变，就能够省略该工序。 (3)第3工序S3 (假定中心位置确定工序)在第3工序S3中，根据点焊部的外观，利用假定中心指定位置6来确定假定 中心位置。这里，说明点焊部的中心位置。图5是点焊部70的纵向剖面图和俯视图。如图5所示，在点焊部70中存在着 像焊痕71—样歪斜的圆形痕迹。另外，在传动平板75和环状部76之间通过点焊 形成熔核72。熔核72是将传送平板75和环状部76熔接的部分。焊痕71和熔核72在俯视图中都具有稍微歪斜的圆形。如果将焊痕7i的中心
位置作为外观中心位置71a，将熔核72的中心位置作为内部中心位置72a，则一 般如图5所示，两个中心位置71a和72a不一致。另一方面，为了能够正确地判定 点焊部70的好坏，希望对熔核72的内部中心位置72a进行探伤。在该工序中，根据图6所示的流程，为了容易地确定内部中心位置72a，首 先通过假定中心位置确定装置6从外观来确定相当于外观中心位置71a的假定中 心位置。首先，从机器人控制单元50向机器人手臂4发送指令，利用机器人手臂4使 超声波探头2a向点焊部的初始中心位置移动(步骤S31)。然后，使超声波探头2a 的前端与初始中心位置接触。结果，能够利用安装在机器人手臂4的前端的摄 像头6a来拍摄点焊部。接着，从控制装置5的图像处理装置控制单元59向图像处理装置6b发送拍 摄指令，利用图像处理装置61取得点焊部70的图像数据(步骤S32)。然后，对取 得的图像数据进行图像处理，使得点焊部70的焊痕71的形状清楚(步骤S33)。具 体地说，根据焊痕71和其周边部分的亮度或色彩的不同，利用图像处理装置6b 进行图像处理，掌握焊痕71的形状，使得能够算出焊痕71的外形的坐标。于是，算出图像数据中的焊痕71的外周边缘的坐标(步骤ST34)，根据外周 边缘的坐标，算出图像数据中的假定中心位置的坐标(步骤S35)。然后，将假定 中心位置数据向控制装置5发送(步骤S36)。通过控制装置5的假定中心位置数据运算单元53，根据由初始设定单元57 预先设定的图像数据中的初始中心位置和得到的假定中心位置数据，算出设置 在固定台8上的坐标系中的假定中心位置的坐标数据。将算出来的假定中心位 置的坐标存储在控制装置5中。如上所述，在第3工序S3中，能够得到设置在固定台8上的坐标系中的点焊 部70的假定中心位置的坐标数据。(4)第4工序S4(真实中心位置确定工序)在第4工序S4中，以由第3工序S3确定了的假定中心位置为基准，取得多个 探伤数据，并确定相当于点焊部70的内部中心位置72a的真实中心位置。这里，说明真实中心位置的确定方法。如上所述，在点焊部70的内部形成 熔核72(参照图5)。该熔核72—般形成为中心最厚，在中心成为超声波衰减最多 的部分。因此，为了确定熔核72的内部中心位置72a，在假定中心位置71b周边 的多个位置处的超声波衰减最大的点可以认为是内部中心位置72a(正确地说是
最接近内部中心位置72a的点)。在第5工序S5中，通过这样在多个探伤点进行超 声波探伤，从而确定真实中心位置。更具体地说明关于多个探伤点。图7表示第5工序S5中的探伤点的配置的一 个例子。图7是图5所示的点焊部的俯视图的放大图。图7中为了方便起见，将 假定中心位置71b与外观中心位置71a表示为同一点。如图7所示，预先设定包含 点焊部70的平面和在该平面上互相垂直的P轴和Q轴。在沿着P轴和Q轴方向配 置成格子状的多个探伤点An来进行超声波探伤。如果将P轴和Q轴方向的点数 设定为探伤点数Np、 Nq，则在本实施形态中由控制装置5来设定1^=5、 NQ=5 的总共25点(探伤点A! A2s)。另外，相邻的探伤点之间的P轴和Q轴方向的间隔 由控制装置5预先设定作为探伤间隔Sp、 Sq。在这样设定了的各探伤点中，根据 如图8所示的流程来进行超声波探伤。首先，利用机器人手臂4使超声波探头2a向探伤点A,移动，并使超声波探 头2a的前端与探伤点A,接触(步骤S41)。接着，根据超声波探头2a送出的反射波 检测信号，在超声波探伤器本体2b中取得探伤数据(步骤S42)。由超声波探伤器本体2b取得的探伤点A,中的探伤数据B,被取入到控制装 置5中(步骤S43)。然后，利用控制装置5的评价值运算单元，根据探伤数据Bi 算出评价值C"步骤S44)。在本实施形态中，使用的是根据反射回波数N和测定 板厚t计算出的评价值C^2XNXt，但是也可以使用由其它方法算出的评价值。 算出了的评价值C,利用控制装置5的真实中心位置运算单元与探伤点A,的坐标 数据一起存入控制装置5中，作为第1探伤数据组(步骤S45)。反复进行这些步骤 S41 S45，直到取得探伤点Ai A25的评价值d C25为止(步骤S46)。这时，设 各探伤点An的超声波探头2a的角度对于包含P轴和Q轴的平面是一定的(垂直)。从所有的评价值q C25中选出最小的评价值(步骤S47)。然后，将对应于 最小评价值Cn的探伤点An的坐标数据作为真实中心位置数据存入控制装置5中 (步骤S48)。这样，在第4工序S4中，能够得到点焊部的真实中心位置的坐标数据。 (5傳5工序S5(最佳探伤信息取得工序)在第5工序S5中，使超声波探头2a与由第5工序S5确定了的真实中心位置接 触，改变超声波探头2a的角度，并取得多个探伤数据，从这些探伤数据中选出 最适合判定点焊部好坏的探伤数据。这里说明得到最佳评价值的方法。图9是表示第5工序S5中的超声波探头2a 的角度设定。超声波探头2a的初始状态下的相对于点焊部的角度是与由P轴和Q 轴设定了的平面垂直。以该轴位置为中心，沿着在向着P轴和Q轴方向分别改变 了一定角度的多个探伤轴Dn进行探伤。P轴和Q轴方向的设定轴数为探伤轴数 Mp、 Mq，在本实施形态中由初始设定单元57设定为Mp二5、 MQ二5的总共25点。 另外，相邻的探伤轴Dn之间的P轴和Q轴方向的角度利用初始设定单元57预先 设定为探伤角度cxp、 (Xq。沿着这样设定了的各探伤轴Dn，如下所示地进行超声 波探伤。如图10的流程所示，首先利用机器人手臂4使超声波探头2a向真实中心位 置移动，并使超声波探头2a的前端与真实中心位置接触(步骤S51)。接着，根据 超声波探头2a送出的反射波检测信号，在超声波探伤器本体2b中取得探伤数据 (S52)。将由超声波探伤器本体2b取得的探伤轴Dl的探伤数据库El取入控制装置5 中(步骤S53)。然后，利用控制装置5的评价值运算单元，根据探伤数据E1算出 评价值F1(步骤S54)。评价值采用与第5工序S5相同的计算式算出的数据。算出 了的评价值F1利用控制装置5的最佳评价值运算单元与探伤轴D1的角度数据一 起存入控制装置5中，作为第2探伤数据组(步骤S55)。反复进行这些步骤S61 S65，直到取得探伤轴D1 D25的评价值F1 F25为止(步骤S56)。从所有的评价值Fl F25中选出最小的评价值Fn(步骤S57)。然后，将选出 的最小评价值作为最佳评价值存入控制装置5中(步骤S58)。这样，在第5工序S5中，能够得到判定点焊部好坏的最佳评价值。(6) 第6工序S6(判定工序)在第6工序S6中，将由第5工序S5得到的最佳评价值与由实验等得到的判定 基准值相比较，进行判定点焊部的好坏。具体地说，当最佳评价值为判定基准 值以下时，判定点焊部的焊接状态良好。当最佳评价值比判定基准值大时，判 定点焊部的焊接状态不好。(7) 第7工序S7 第9工序S9在第7工序S7中，对于1个涡轮外壳73中的多个点焊部进行从第4工序S4到 第6工序S6为止的探伤工序。因为在第7工序S7中对所有的点焊部进行了探伤之 后，在第8工序S8中机器人手臂4使超声波探头2a返回存放部，所以取下超声波 探头2a。然后，在第9工序S9中，根据第6工序S6中的判定结果，利用机器人手 臂4将涡轮外壳73搬到适当的位置。 如上所述，在超声波检査装置l中，与操作员进行的情况相比，利用假定 中心位置确定装置6和控制装置5具有的各单元等，能够高速且高精度地进行点 焊部好坏的判定。3. 作用效果利用与本发明相关的自动超声波检查装置l和检查方法而得到的效果总结 如下。在自动超声波检查装置l中，因为利用控制装置5的真实中心位置运算单元 54，能够确定点焊部的真实中心位置、即不能从外观判断的熔核72的中心位置， 所以与操作员进行探伤作业的情况相比较，能够期望点焊部70的好坏判定的高 精度化和高速化。另外，因为多个探伤点An配置成格子状，所以能够更正确地 确定真实中心位置。而且，由于能够利用初始设定单元57来设定P轴和Q轴方向 的探伤点数Np、 NQ和探伤间隔5p、 5q，所以能够对应各种大小的点焊部。另外，在该自动超声波检查装置l中，能够利用控制装置5的最佳评价值运 算单元55从多个探伤轴Dn的第2探伤数据组选择最佳评价值。其结果，与操作 员进行的情况相比较，能够得到更适合好坏判定的最佳评价值，能够期望判定 点焊部好坏的高精度化。在该自动超声波检査装置l中，因为能够利用假定中心位置确定装置6确定 从外观上判定了的假定中心位置，所以能够减小在控制装置5的真实中心位置 运算单元54中取得第1探伤数据组的范围，更加能够期望判定点焊部好坏的高 精度化和高速化。另外，通过采用如上所述的自动超声波检查装置l和检查方法来进行焊接 部好坏的判定，与操作员进行的情况相比，能够期待焊接部好坏判定的高精度 化和高速化，能够提高点焊产品的质量和生产率。4. 其他实施形态本发明不限定于有关的上述实施形态，在不脱离本发明范围的情况下，能 够进行各种变形或者修正。下面说明其他的实施形态。 (1)假定中心位置确定装置6在上述实施形态中，是利用假定中心位置确定装置6在图像上在平面中确 定焊痕71的中心，但是通过采用进行3维图像处理的图像处理软件来确定3维的 假定中心位置，能够更加正确地确定假定中心位置(特别是与包含点焊部70所设 定了的平面垂直的方向)。这时，摄像头6a不仅限于l台，也能够使用多台。另外，在上述实施形态中，所述的是利用假定中心位置确定装置6来确定 假定中心位置，但是在预先设定的初始中心位置离假定中心位置相当近的情况下，或者调整探伤点数Np、 N(3和探伤间隔5p、 Sg的设定来扩大第5工序S5中的 探伤范围的情况下，即使不使用假定中心位置确定装置6，但使用初始中心位置作为假定中心位置也可以。(2) 控制装置5在上述实施形态中，超声波探伤器本体2b、控制装置5和图像处理装置6b 是分别作为个别的装置，但是也可以使用安装了具有这些所有装置功能的软件 的PC等。(3) 真实中心位置运算单元54在上述实施形态中，是在第4工序S4中利用真实中心位置运算单元54将多 个探伤点设定为格子状，但是不仅限于此，也可以对应于点焊部的大小等来进 行各种探伤点配置的设定。(4) 最佳评价值运算单元55在上述实施形态中，是在第5工序S5中利用最佳评价值运算单元55设定多 个探伤轴，但是轴的设定方法不仅限于此。例如，也可以在倾斜的状态下绕中 心轴使超声波探头2a每旋转一定角度取得评价值等，根据精度和时间来进行各 种探伤轴的设定。根据产品的不同，也可能减少设定轴的数量。工业上的实用性在与本发明相关的自动超声波检查装置及其探伤方法中，如上所述通过进 行熔核中心位置的确定和探伤评价，能够期望探伤检查的高精度化和高速化。 另外，在与本发明相关的制造方法中，通过采用自动超声波探伤方法，能够力 图提高点焊产品的质量和生产率。因此，与本发明相关的自动超声波检查装置、 其探伤方法和制造方法适用于要求探伤检查的高精度化和高速化、以及提高点 焊产品的质量和生产率的领域。
权利要求
1.一种自动超声波检查装置，其特征在于，是一种用于自动进行对检查对象物的点焊部好坏的判定的自动超声波检查装置，具有包括用于与所述点焊部接触并发送超声波及检测反射波的超声波探头、以及用于与所述超声波探头连接并将从所述超声波探头接收的反射波检测信号变换为探伤信息的超声波探伤器本体的超声波探伤器；包括多个关节、并能够对所述超声波探头相对于所述点焊部的姿势和位置进行三维调整的机器人手臂；以及与所述超声波探伤器和机器人手臂连接、能够对所述超声波探伤器和机器人手臂发送和接收数据和信号的所述控制装置，所述控制装置具有用于根据在预先设定的所述点焊部的假定中心位置的周边得到的多个所述探伤信息、来确定所述点焊部的真实中心位置的真实中心位置确定单元；以及用于根据在所述真实中心位置上得到的所述探伤信息、来判定所述点焊部好坏的判定单元。
2. 如权利要求1中所述的自动超声波检查装置，其特征在于， 所述控制装置还具有用于根据将所述超声波探头和所述真实中心位置的接点作为支点而在所述真实中心位置的中心轴周围得到的多个所述探伤信息、 得到最适合于所述点焊部好坏的判定的所述探伤信息的最佳探伤信息单元， 所述判定单元根据所述最佳探伤信息进行点焊部好坏的判定。
3. 如权利要求1或2中所述的自动超声波检查装置，其特征在于， 能够在所述控制装置中预先设定所述多个探伤点的配置和点数。
4. 如权利要求1至3中的任一项所述的自动超声波检查装置，其特征在于， 能够在所述控制装置中预先设定相邻的所述探伤点的间隔。
5. 如权利要求1至4中的任一项所述的自动超声波检查装置，其特征在于， 在所述假定中心位置周边将多个所述探伤点配置成格子形状。
6. 如权利要求1至5中的任一项所述的自动超声波检查装置，其特征在于， 还具有与所述控制装置连接、用于取入所述点焊部的图像数据并通过图像处理来确定所述假定中心位置的假定中心位置确定单元。
7. —种超声波检查方法，其特征在于，是在具有用于从检查对象物得到探伤信息的超声波探伤器、以及能够三维 调整所述超声波探伤器对于所述检查对象物的姿势和位置的机器人手臂的自 动超声波检查装置中，自动地对所述检查对象物的点焊部进行好坏判定的方 法，在该自动超声波探伤方法中，包括根据在预先设定的所述点焊部的假定中心位置周边通过所述超声波 探伤器得到的多个所述探伤信息、确定所述点焊部的真实中心位置的真实中心 位置确定工序；以及根据在所述真实中心位置得到的所述探伤信息、对所述点焊部的好坏 进行判定的判定工序。
8. 如权利要求7中所述的自动超声波检査方法，其特征在于， 还包括用于根据以所述超声波探头和所述真实中心位置的接点作为支点而在所 述真实中心位置的中心轴周围得到的多个所述探伤信息、得到最适合于所述点 焊部好坏判定的所述探伤信息的最佳探伤信息取得工序，在所述判定工序中，根据所述最佳探伤信息进行点焊部好坏的判定。
9. 如权利要求7或8中所述的自动超声波检査方法，其特征在于，还包括用于通过对所述点焊部的图像数据进行图像处理来确定所述假定 中心位置的假定中心位置确定工序。
10. —种点焊产品的制造方法，其特征在于， 是实施点焊的点焊产品的制造方法，该制造方法包括对多种金属材料实施点焊的点焊工序；以及采用权项7至9中所述的自动超声波探伤方法来进行所述点焊产品的 焊接部好坏的判定的超声波探伤工序。
全文摘要
本发明期望采用超声波探伤器的点焊部好坏的判定的高精度化和高速化。自动超声波检查装置(1)具有超声波探伤器(2)、机器人手臂(4)和控制装置(5)。超声波探伤器(2)具有用于与点焊部接触并进行超声波的发送和反射波的检测的超声波探头(2a)、以及用于与超声波探头(2a)连接并将从超声波探头(2a)接收的反射波检测信号变换为探伤信息的超声波探伤器本体(2b)。控制装置(5)具有用于根据在预先设定的点焊部的假定中心位置的周边得到的多个探伤信息来确定点焊部的真实中心位置的真实中心位置运算单元(54)、以及用于根据在真实中心位置得到的探伤信息来进行点焊部好坏的判定的判定单元(56)。
文档编号G01N29/26GK101120248SQ20068000479
公开日2008年2月6日 申请日期2006年2月9日 优先权日2005年2月14日
发明者谷铺秀树 申请人:株式会社艾科赛迪