放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラム
【課題】信頼性の高い検査を極めて高速に実行する装置の開発が望まれていた。
【解決手段】放射線発生器によって放射線を検査対象に照射し、前記検査対象を前記放射線の照射範囲に配置し、前記検査対象を透過した透過放射線の透過放射線画像を放射線検出器によって取得する構成において、前記放射線発生器および前記放射線検出器からなる撮像系に対して前記検査対象を相対的に回転させる回転させ、この回転における回転角度が異なる複数の透過放射線画像を取得し、これらの透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動に基づいて、前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する。
【解決手段】放射線発生器によって放射線を検査対象に照射し、前記検査対象を前記放射線の照射範囲に配置し、前記検査対象を透過した透過放射線の透過放射線画像を放射線検出器によって取得する構成において、前記放射線発生器および前記放射線検出器からなる撮像系に対して前記検査対象を相対的に回転させる回転させ、この回転における回転角度が異なる複数の透過放射線画像を取得し、これらの透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動に基づいて、前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造品等の良否検査に、従来、放射線検査装置が利用されている。例えば、特許文献１には、複数の方向から検査対象に放射線を照射し、複数の透過放射線に基づいて再構成演算を行うことによって欠陥の３次元分布を取得する放射線ＣＴが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−９１２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来の放射線検査装置においては、欠陥の３次元分布を取得することで信頼性の高い検査を実施可能であるが、信頼性の高い検査を極めて高速に実行することはできなかった。
すなわち、上述の放射線検査装置においては上述のように再構成演算が必要になり、高速化することが困難であった。特に、自動車の部品など、大量の部品を工場内で大量に検査する場合には、信頼性の高い検査を高速に実行する必要があった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、信頼性の高い検査を高速に実行する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するため、本発明では、放射線発生器によって検査対象に対して放射線を照射してその欠陥を検査する放射線検査装置において、検査対象を撮像系に対して相対的に回転させて複数の角度から検査対象の透過放射線画像を撮影する。そして、得られた複数の透過放射線画像に基づいて、前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する。すなわち、透過放射線画像において、欠陥の像は検査対象内での欠陥の位置を反映した位置に存在しており、前記回転角度の異なる複数の透過放射線画像を参照すれば、欠陥の像の変動から、当該欠陥と回転の軸との相対関係を推定することができる。従って、回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することができる。
【０００５】
また、透過放射線画像は透過放射線の強度を２次元平面上で示した情報であるため、一つの透過放射線画像のみでは３次元的な構造の情報は得られない。このため、放射線の進行方向に沿って２以上の欠陥が並んでいても、区別することができない。しかし、複数の透過放射線画像を比較すれば、各欠陥と回転軸との相対関係が異なることを反映して欠陥の像が変動するので、欠陥を区別することができる。従って、ある欠陥が特定の範囲内に存在するか否かを判定する際に他の欠陥の像による影響を排除することができ、正確に検査を実行することが可能である。
【０００６】
以上の構成においては、前記回転の軸を中心とした検査対象の特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定しており、当該特定の範囲を適切に選定することにより、検査対象の信頼性を確保するために必要な検査を実施することが可能になり、信頼性の高い検査を実行することができるようになる。すなわち、自動車の部品などの工業製品における信頼性を確保するため、検査対象の全ての部位において欠陥が存在しないことが要求される事例はまれである。大半の事例では、検査対象にて大きな力が作用する部位など、特定の部位について欠陥がないことを確認すれば製品としての信頼性を確保できる。
【０００７】
そこで、検査対象において欠陥が存在しないことが要求される部位が前記特定の範囲に含まれるようにして検査を行うことにより、高い信頼性の検査を行うことができる。また、本発明は、上述のように透過放射線画像における像の変動に基づいて検査を実行することができるので、放射線ＣＴ等のように高負荷の処理を実施する必要はなく、検査を高速で実行することができる。従って、工業製品の量産ラインを止めることなく検査を行いながら工場を操業することが可能であり、検査が製品の出荷を妨げることがない。
【０００８】
ここで、放射線照射手段は検査対象に放射線を照射することができればよく、検査対象配置手段は放射線の照射方向に検査対象を配置することができればよく、これらの手段によって放射線が検査対象を透過するように構成すればよい。従って、放射線照射手段は開放管であってもよいし、密閉管であってもよく特に限定されない。また、検査対象配置手段は、検査対象を放射線の照射範囲に配置するＸ−Ｙステージであっても良いし、検査対象を保持して搬送するロボットであってもよく、種々の構成を採用可能である。
【０００９】
放射線検出手段においては、検査対象を透過した透過放射線の強度を検出することができれば良く、種々の構成を採用することが可能である。例えば、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等のセンサを２次元的に配置したセンサであってもよいし、１次元的に配置したセンサによってスキャンを行っても良い。
【００１０】
回転手段においては、前記撮像系に対して前記検査対象を相対的に回転させることができればよい。すなわち、放射線の照射範囲内で検査対象の姿勢を変化させ、回転軸と欠陥との相対関係を変化させることによって複数の透過放射線画像内での欠陥の像の位置を変化させることができればよい。このための構成としては、特定の回転軸に対して検査対象を回転させる構成を採用しても良いし、前記放射線発生器および前記放射線検出器からなる撮像系を特定の回転軸に対して回転させる構成を採用しても良いし、むろん、双方を回転させても良い。
【００１１】
当該回転における回転軸は特に限定されず、任意の位置に設定可能である。すなわち、この回転軸を中心とした所定範囲に含まれる欠陥の回転移動を反映して透過放射線画像に含まれる欠陥の像が変動し、この変動に基づいて特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することができればよい。従って、回転の軸は検査対象を貫くように設定されていても良いし、検査対象と重ならないように設定されても良い。
【００１２】
判定手段においては、異なる回転角度によって撮影した複数の透過放射線画像を取得し、これらの透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動を解析することができればよい。従って、透過放射線画像が示す放射線の強度に基づいて欠陥の像を特定し、その変動を特定することができればよい。むろん、透過放射線画像が２次元画像であるため、放射線の進行方向に沿って２以上の欠陥が並んでいる場合には上述のように２以上の欠陥を区別することができないが、本発明では複数の透過放射線画像を取得して欠陥の像を解析することによって２以上の欠陥を区別することが可能である。従って、判定手段において、各透過放射線画像における欠陥の像から形状や像の重複等を正確に取得することは必須ではなく、単に欠陥の像の有無を特定するのみで充分である。
【００１３】
さらに、判定手段は、透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動に基づいて、回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することができればよい。すなわち、検査対象内の欠陥が前記回転に伴って回転移動する際の挙動を予め回転の軸と欠陥との距離に基づいて特定しておけば、透過放射線画像における欠陥の挙動に基づいてその欠陥が前記特定の範囲内に存在するか否かを判定することができる。
【００１４】
なお、同じ欠陥の像が、複数の透過放射線画像において大きく変動するほど容易にその解析を行うことができるため、前記回転の軸は放射線の進行方向と略垂直にする構成を採用することが好ましい。この構成によれば、前記回転の軸を中心とした特定の範囲に対応した像を透過放射線画像における既定範囲内の像として定義することができる。従って、当該既定範囲に欠陥の像がない場合には前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在しないことを即座に決定することができる。さらに、ある姿勢で放射線の進行方向に略平行に２以上の欠陥が並んでおり、ある透過放射線画像で２以上の欠陥の像が重なっていたとしても、異なる回転角度の透過放射線画像においてはその像が確実に分離し、正確に検査を行うことが可能である。
【００１５】
さらに、判定手段においては欠陥の像の変動に基づいて判定を行うことができればよく、その一例として、欠陥の像の移動量に基づいて判定を行っても良い。すなわち、特定の回転軸に対する欠陥の回転移動は、その投影像となる透過放射線画像において直線移動となる。そこで、複数の透過放射線画像から欠陥の像の移動量を取得すれば、その欠陥と前記回転の軸との相対関係を推定することが可能である。例えば、回転軸から遠ざかるほど欠陥の回転移動量は大きくなる。従って、欠陥の像の移動量が予め決められた閾値を超える場合に前記特定の範囲内に欠陥が存在しないと判定することが可能である。
【００１６】
さらに、特定の範囲内にある欠陥が前記回転角度の回転によって移動する際の透過放射線画像上での最大移動量をこの閾値の例として、採用することが可能である。すなわち、上述のように、回転軸から遠ざかるほど欠陥の回転移動量が大きくなる。従って、特定の範囲内にある欠陥の最大の回転移動量（回転軸から特定の範囲の境界までの距離を半径とした扇形の円弧部分）に対応した透過放射線画像上での最大移動量を閾値とすることで、少なくとも特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することが可能になる。
【００１７】
さらに、本発明は、特定の範囲に欠陥が存在するか否かを判定することによって検査を実施可能な全ての検査対象に適用可能であるが、その好ましい適用例として、筒状の部位を挙げることができる。すなわち、ボスなどの筒状の部位は筒に軸やボルト等を挿入する場合が多く、その信頼性を確保するためには筒の内壁から特定の距離までに欠陥が存在するか否かを判定すればよい。そこで、当該筒状の部位の軸を前記回転手段の回転軸と一致させて検査を行うことにより、筒の内周から特定の距離にある領域に欠陥が存在するか否かを容易に判定することが可能である。
【００１８】
以上は、本発明が装置として実現される場合について説明したが、かかる装置を実現する方法やプログラム、当該プログラムを記録した媒体としても発明は実現可能である。また、以上のような放射線検査装置は単独で実現される場合もあるし、ある方法に適用され、あるいは同方法が他の機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。また、ソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても同様である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）本発明の構成：
（２）Ｘ線検査処理：
（３）他の実施形態：
【００２０】
（１）本発明の構成：
図１は本発明の一実施形態にかかるＸ線検査装置の概略ブロック図である。同図において、このＸ線検査装置は、Ｘ線撮像機構部１０とＸ線撮像制御部２０とを備えている。Ｘ線撮像機構部１０は、Ｘ線発生器１１と回転機構１２とＸ線検出器１３とを備えている。Ｘ線撮像制御部２０は、Ｘ線制御部２１と回転機構制御部２２と透過Ｘ線画像取得部２３とＣＰＵ２４と入力部２５と出力部２６とメモリ２７とを備えている。この構成において、ＣＰＵ２４は、メモリ２７に記録された図示しないプログラムを実行し、各部を制御し、また所定の演算処理を実施することができる。
【００２１】
メモリ２７はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、予め閾値データ２７ａと回転軸データ２７ｂと撮像条件データ２７ｃとが記録されている。閾値データ２７ａは、後述の処理で参照される閾値を示すデータであり、予め決定されメモリ２７に記録される。本実施形態においては、検査対象のボスの回転軸を中心に検査対象を回転させる構成を採用しており、回転軸データ２７ｂは当該回転の回転軸を示すデータである。撮像条件データ２７ｃは、Ｘ線発生器１１にてＸ線を発生させる際の条件を示すデータであり、Ｘ線管に対する印加電圧，撮像時間等を含む。なお、メモリ２７はデータを蓄積可能であればよく、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ，ＨＤＤ等種々の記憶媒体を採用可能である。
【００２２】
Ｘ線制御部２１は、前記撮像条件データ２７ｃに基づいてＸ線発生器１１を制御し、所定のＸ線を発生させることができる。回転機構制御部２２は回転機構１２と接続されており、当該回転機構１２を制御する。回転機構１２は、多軸ロボットであって逐次搬送される鋳造製品１２ａをクランプし、Ｘ線の照射範囲内で所望の姿勢とする。本実施形態における多軸ロボットは、少なくとも鋳造製品１２ａをＸ線の照射範囲に搬送する検査対象配置作業と、前記回転軸を中心に鋳造製品１２ａを回転させる回転作業とを実施できるように構成されている。
【００２３】
透過Ｘ線画像取得部２３はＸ線検出器１３と接続されており、同Ｘ線検出器１３が出力する検出値によって鋳造製品１２ａを透過したＸ線の強度を検出する。本実施形態におけるＸ線検出器１３は、２次元的に分布したセンサを備えており、検出したＸ線からＸ線の２次元分布を示す透過Ｘ線画像データを生成することができる。なお、本実施形態において透過Ｘ線画像取得部２３は、Ｘ線の強度を濃淡で表現し、強度が弱いほど明るくなるように画像処理を行っている。
【００２４】
出力部２６はＣＰＵ２４での前記透過Ｘ線画像等を表示するディスプレイであり、入力部２５は利用者の入力を受け付ける操作入力機器である。すなわち、利用者は入力部２５を介して種々の入力を実行可能であるし、ＣＰＵ２４の処理によって得られる種々の演算結果や透過Ｘ線画像データ、鋳造製品１２ａの良否判定結果等を出力部２６に表示することができる。
【００２５】
ＣＰＵ２４は、メモリ２７に蓄積された各種制御プログラムに従って所定の演算処理を実行可能であり、鋳造製品１２ａの良否判定を行うために、図１に示す回転制御部２４ａと欠陥検出部２４ｂと移動量算出部２４ｃと良否判定部２４ｄとにおける制御演算を実行する。回転制御部２４ａは、回転機構１２による検査対象の姿勢制御を実行する。欠陥検出部２４ｂは、透過Ｘ線画像データに基づいて鋳造製品１２ａにおける欠陥を検出する。移動量算出部２４ｃは、複数の透過Ｘ線画像を比較し、当該検出した欠陥が移動した移動量を検出する。良否判定部２４ｄは、当該検出した欠陥に基づいて前記ボスの周りの所定領域内に欠陥が存在するか否かを判定し、鋳造製品１２ａが良品であるか、不良品であるかを判定する。
【００２６】
（２）Ｘ線検査処理：
本実施形態においては、上述の構成において図２に示すフローチャートに従って検査対象の良否判定を行う。この処理においては、工場の生産ラインで生産された検査対象を逐次搬送し、回転機構１２にて鋳造製品１２ａをクランプさせ、この検査対象についての検査処理を開始する。当該検査処理においては、まず、ＣＰＵ２４が各部を制御して鋳造製品１２ａの検査部位をＸ線の照射範囲にセットする（ステップＳ１００）。すなわち、ＣＰＵ２４が前記回転軸データ２７ｂを取得して回転機構制御部２２に受け渡す。回転機構制御部２２は前記回転軸データ２７ｂを参照し、この回転軸がＸ線の照射範囲に含まれるように回転機構１２を制御する。
【００２７】
図３は、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１３と検査対象との相対関係を模式的に示した図である。同図３においては、ボス１２ｂの軸周りの所定範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する場合の例を示しており、この例においてＸ線発生器１１の焦点からＸ線検出器１３に向かうＸ線の進行方向Ｄを矢印にて示している。また、この図では、検査対象の鋳造製品１２ａの一部であるボス１２ｂを抜き出し、当該ボス１２ｂの軸ＡとＸ線の進行方向Ｄとの関係を示している。
【００２８】
すなわち、本実施形態において、回転機構１２が鋳造製品１２ａをＸ線の照射範囲内にセットする際には、ボス１２ｂがＸ線の照射範囲内にあり、かつ、ボス１２ｂの軸ＡとＸ線の進行方向Ｄとが直交するように配置する。なお、この例において、ボス１２ｂの軸Ａと回転機構１２による回転軸とは一致している。
【００２９】
ステップＳ１００にて鋳造製品１２ａをＸ線の照射範囲内にセットすると、ＣＰＵ２４は回転制御部２４ａを実行し、複数の回転角度における透過Ｘ線画像を取得する。すなわち、回転制御部２４ａは、まず、ボス１２ｂの回転角度を初期値に設定する。そして、前記撮像条件データ２７ｃをＸ線制御部２１に受け渡す。Ｘ線制御部２１はこの撮像条件データ２７ｃに従ってＸ線発生器１１での条件設定を行い、Ｘ線を照射させる。照射されたＸ線は鋳造製品１２ａを透過してＸ線検出器１３に到達するので、回転制御部２４ａは透過Ｘ線画像取得部２３を制御し、透過Ｘ線画像データを取得する（ステップＳ１０５）。
【００３０】
透過Ｘ線画像データが取得されるとＣＰＵ２４は欠陥検出部２４ｂを実行し、その透過Ｘ線画像に基づいて欠陥の検出を行う（ステップＳ１１０）。すなわち、鋳造製品１２ａ内に鋳巣などの欠陥が生じている場合、空気と鋳造製品１２ａとによるＸ線の吸収量の差に応じて透過Ｘ線画像に陰影が生じる。そこで、鋳造製品１２ａの像内で周りと比較して暗い部分を抽出するなどして欠陥の像を特定する。
【００３１】
次に、回転制御部２４ａは、既定回数の透過Ｘ線画像の撮影が終了しているか否かを判定し（ステップＳ１１５）、既定回数（本例では３回）の撮影が終了していなければ、予め決められた回転角度（本例では１０°）でボス１２ｂを軸Ａを中心にして回転させる（ステップＳ１２０）。そして、ステップＳ１１５にて既定回数の撮影が終了していると判定されるまでステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。ここでは、透過Ｘ線画像を撮影した順に、１枚目、２枚目、３枚目と呼ぶ。
【００３２】
ステップＳ１１５にて既定回数の撮影が終了していると判定されたときには、ＣＰＵ２４が良否判定部２４ｄを実行し、１枚目の透過Ｘ線画像にて検出された欠陥が既定範囲内に存在するか否かを判定し（ステップＳ１２０）、欠陥が既定範囲内に存在すると判定されなければ鋳造製品１２ａは良品である旨の判定を行う（ステップＳ１２５）。
【００３３】
図４は、Ｘ線発生器１１からＸ線検出器１３に至るＸ線の進行路を模式的に示しており、この図においては、紙面に対して垂直方向に回転軸Ａが向くようにボス１２ｂを示している。また、図５は、透過Ｘ線画像を模式的に示しており、ボス１２ｂの像１２０ｂにおいて、ボスの外周およびボスの内壁を実線で示している。本実施形態においては、欠陥の存在を判定するための特定の範囲を回転軸Ａから距離ｒの範囲（図４において破線の円形で示す範囲）に設定している。すなわち、本実施形態においては、ボス１２ｂの周りの所定範囲に欠陥が存在しないことを鋳造製品１２ａの品質を保証する条件としている。
【００３４】
Ｘ線検出器１３の検出面においては、Ｘ線発生器１１から出力され、ボス１２ｂを透過したＸ線の強度の２次元分布が得られるので、回転軸Ａから距離ｒの範囲にある部分の像は検出面上の特定領域に含まれる。従って、この範囲を図４、図５に示すように上述のステップＳ１２０における既定範囲とすれば、当該既定範囲内に欠陥が存在しない場合に、前記回転軸Ａから距離ｒの範囲に欠陥が存在しないと判定することができる。そこで、本実施形態においては、１枚目の透過Ｘ線画像において既定範囲に欠陥が存在するか否かを判定し、欠陥が存在しない場合に鋳造製品１２ａが良品であると判定している。
【００３５】
一方、Ｘ線検出器１３においては透過Ｘ線の強度の２次元分布を検出するので、透過Ｘ線画像の前記既定範囲に欠陥の像が含まれている場合、この欠陥が前記回転軸Ａから距離ｒの範囲に含まれるか否かを判定することはできない。そこで、本実施形態においては、回転角度の異なる複数の透過Ｘ線画像を比較し、欠陥の移動距離に基づいて、欠陥が少なくとも前記回転軸Ａから距離ｒの範囲にないことを確認できたときに鋳造製品１２ａが良品であるとしている。
【００３６】
すなわち、ボス１２ｂの内部において回転軸Ａと欠陥との距離がＲである場合、回転軸Ａを中心に角度θ（ｒａｄ）の回転を行うことにより、欠陥は距離Ｒθだけ回転移動する（図４参照）。この回転移動距離Ｒθは、回転軸Ａからの距離Ｒが大きくなるほど大きくなるので、回転軸Ａから距離ｒの範囲内にある欠陥の最大移動距離はｒθである。従って、角度θの回転による欠陥の移動距離がｒθ以上であれば、その欠陥は前記回転軸Ａから距離ｒの範囲に存在しないと言える。
【００３７】
そこで、本実施形態においては、各回転角における最大移動距離の移動軌跡をＸ線検出器１３の検出面に投影した場合の、検出面上での最大移動量を上述の閾値とする。すなわち、回転角１０°，２０°に対応した検出面上での最大移動量を閾値としておき、ステップＳ１３０，Ｓ１３５においてこの閾値に基づく移動量の判定を行う。
【００３８】
すなわち、ステップＳ１２０において、１枚目の透過Ｘ線画像にて検出された欠陥が既定範囲内に存在すると判定されたとき、ＣＰＵ２４は移動量算出部２４ｃを起動し、１枚目の透過Ｘ線画像と２枚目の透過Ｘ線画像とで欠陥の像が移動した距離（図５の例に示す距離Ｌ）を取得する。そして、良否判定部２４ｄは、この欠陥の像の透過Ｘ線画像上での移動量が前記回転角１０°に対応した閾値を超えているか否かを判定し（ステップＳ１３０）、超えている場合にはステップＳ１２５にて鋳造製品１２ａが良品である旨の判定を行う。
【００３９】
なお、本実施形態においては、良否判定の精度を向上するため３枚の透過Ｘ線画像を撮影しており、ステップＳ１３０にて欠陥の像の透過Ｘ線画像上での移動量が前記回転角１０°に対応した閾値を超えていると判定されないときには、さらに、１枚目の透過Ｘ線画像と３枚目の透過Ｘ線画像とに基づく判定を行う（ステップＳ１３５）。すなわち、移動量算出部２４ｃは１枚目の透過Ｘ線画像と３枚目の透過Ｘ線画像とで欠陥の像が移動した距離を取得し、良否判定部２４ｄはこの移動量が前記回転角２０°に対応した閾値を超えているか否かを判定する。そして、移動量が閾値を超えている場合にはステップＳ１２５にて鋳造製品１２ａが良品である旨の判定を行い、移動量が閾値を超えていると判定されない場合には鋳造製品１２ａが不良品である旨の判定を行う。ただし、ステップＳ１３０，Ｓ１３５において、欠陥が既定範囲から外れた場合においても欠陥の移動量は閾値以上と判定され、ステップＳ１２５にて良判定とされる。
【００４０】
以上の処理によれば、信頼性の高い検査を高速に実行することが可能である。すなわち、本実施形態においては複数の回転角度によって撮影した透過Ｘ線画像に基づいて、回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定している。従って、１枚の透過Ｘ線画像において前記既定範囲に欠陥の像が含まれているときに、前記回転軸Ａから距離ｒの範囲に欠陥が存在しない状態であるのか否かを判定することができ、良品である鋳造製品１２ａを不良品であると判定してしまう見過ぎの発生を極めて低率に抑えることができる。また、欠陥の像の位置や欠陥の像の移動量という極めて単純なパラメータに基づいて良否判定を行っているので、極めて高速に良否判定を行うことができる。
【００４１】
（３）他の実施形態：
本発明においては、複数の回転角度によって撮影した透過Ｘ線画像に基づいて回転軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することができればよく、上述の実施形態のほか種々の実施形態を採用可能である。検査対象である鋳造製品１２ａが回転対象となっている構成のほか、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１３とを対にして特定の回転軸に回転させる構成を採用しても良いし、双方を回転させても良い。すなわち、回転軸からの距離に応じて回転移動距離が異なることを利用し、透過Ｘ線画像における欠陥の像の変動から特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することができる限りにおいて、種々の構成を採用可能である。さらに、一つの鋳造製品において複数の部位を検査対象として検査を行っても良いし、検査対象において、回転軸の中心が中空でなくても良い。
【００４２】
さらに、処理順序も上述の実施形態に限定されることはなく、例えば、１枚目の透過Ｘ線画像を撮影した後に前記ステップＳ１２０における判定処理を行い、２枚目の透過Ｘ線画像を撮影した後に前記ステップＳ１３０における判定処理を行い、３枚目の透過Ｘ線画像を撮影した後に前記ステップＳ１３５における判定処理を行っても良い。むろん、撮影回数は複数であればよく、２回、あるいは４回以上であっても良いし、回転角度は１０°以外の角度であっても良いし、撮影の度に回転角度を変化させ、その回転角度に対応した閾値を利用して良否判定を行っても良い。さらに、以上の実施形態においては、放射線としてＸ線を利用する場合を例示したが、利用できる放射線はＸ線に限らずγ線であってもよく、同様に検査対象を透過するその他の放射線であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明にかかるＸ線検査装置の概略ブロック図である。
【図２】Ｘ線検査処理のフローチャートである。
【図３】Ｘ線発生器とＸ線検出器と検査対象との相対関係を模式的に示した図である。
【図４】検査対象と検出面との関係を模式的に示した図である。
【図５】透過Ｘ線画像を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…Ｘ線撮像機構部
１１…Ｘ線発生器
１２…回転機構
１２ａ…鋳造製品
１２ｂ…ボス
１３…Ｘ線検出器
２０…Ｘ線撮像制御部
２１…Ｘ線制御部
２２…回転機構制御部
２３…透過Ｘ線画像取得部
２４ａ…回転制御部
２４ｂ…欠陥検出部
２４ｃ…移動量算出部
２４ｄ…良否判定部
２５…入力部
２６…出力部
２７…メモリ
２７ａ…閾値データ
２７ｂ…回転軸データ
２７ｃ…撮像条件データ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造品等の良否検査に、従来、放射線検査装置が利用されている。例えば、特許文献１には、複数の方向から検査対象に放射線を照射し、複数の透過放射線に基づいて再構成演算を行うことによって欠陥の３次元分布を取得する放射線ＣＴが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−９１２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来の放射線検査装置においては、欠陥の３次元分布を取得することで信頼性の高い検査を実施可能であるが、信頼性の高い検査を極めて高速に実行することはできなかった。
すなわち、上述の放射線検査装置においては上述のように再構成演算が必要になり、高速化することが困難であった。特に、自動車の部品など、大量の部品を工場内で大量に検査する場合には、信頼性の高い検査を高速に実行する必要があった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、信頼性の高い検査を高速に実行する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するため、本発明では、放射線発生器によって検査対象に対して放射線を照射してその欠陥を検査する放射線検査装置において、検査対象を撮像系に対して相対的に回転させて複数の角度から検査対象の透過放射線画像を撮影する。そして、得られた複数の透過放射線画像に基づいて、前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する。すなわち、透過放射線画像において、欠陥の像は検査対象内での欠陥の位置を反映した位置に存在しており、前記回転角度の異なる複数の透過放射線画像を参照すれば、欠陥の像の変動から、当該欠陥と回転の軸との相対関係を推定することができる。従って、回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することができる。
【０００５】
また、透過放射線画像は透過放射線の強度を２次元平面上で示した情報であるため、一つの透過放射線画像のみでは３次元的な構造の情報は得られない。このため、放射線の進行方向に沿って２以上の欠陥が並んでいても、区別することができない。しかし、複数の透過放射線画像を比較すれば、各欠陥と回転軸との相対関係が異なることを反映して欠陥の像が変動するので、欠陥を区別することができる。従って、ある欠陥が特定の範囲内に存在するか否かを判定する際に他の欠陥の像による影響を排除することができ、正確に検査を実行することが可能である。
【０００６】
以上の構成においては、前記回転の軸を中心とした検査対象の特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定しており、当該特定の範囲を適切に選定することにより、検査対象の信頼性を確保するために必要な検査を実施することが可能になり、信頼性の高い検査を実行することができるようになる。すなわち、自動車の部品などの工業製品における信頼性を確保するため、検査対象の全ての部位において欠陥が存在しないことが要求される事例はまれである。大半の事例では、検査対象にて大きな力が作用する部位など、特定の部位について欠陥がないことを確認すれば製品としての信頼性を確保できる。
【０００７】
そこで、検査対象において欠陥が存在しないことが要求される部位が前記特定の範囲に含まれるようにして検査を行うことにより、高い信頼性の検査を行うことができる。また、本発明は、上述のように透過放射線画像における像の変動に基づいて検査を実行することができるので、放射線ＣＴ等のように高負荷の処理を実施する必要はなく、検査を高速で実行することができる。従って、工業製品の量産ラインを止めることなく検査を行いながら工場を操業することが可能であり、検査が製品の出荷を妨げることがない。
【０００８】
ここで、放射線照射手段は検査対象に放射線を照射することができればよく、検査対象配置手段は放射線の照射方向に検査対象を配置することができればよく、これらの手段によって放射線が検査対象を透過するように構成すればよい。従って、放射線照射手段は開放管であってもよいし、密閉管であってもよく特に限定されない。また、検査対象配置手段は、検査対象を放射線の照射範囲に配置するＸ−Ｙステージであっても良いし、検査対象を保持して搬送するロボットであってもよく、種々の構成を採用可能である。
【０００９】
放射線検出手段においては、検査対象を透過した透過放射線の強度を検出することができれば良く、種々の構成を採用することが可能である。例えば、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等のセンサを２次元的に配置したセンサであってもよいし、１次元的に配置したセンサによってスキャンを行っても良い。
【００１０】
回転手段においては、前記撮像系に対して前記検査対象を相対的に回転させることができればよい。すなわち、放射線の照射範囲内で検査対象の姿勢を変化させ、回転軸と欠陥との相対関係を変化させることによって複数の透過放射線画像内での欠陥の像の位置を変化させることができればよい。このための構成としては、特定の回転軸に対して検査対象を回転させる構成を採用しても良いし、前記放射線発生器および前記放射線検出器からなる撮像系を特定の回転軸に対して回転させる構成を採用しても良いし、むろん、双方を回転させても良い。
【００１１】
当該回転における回転軸は特に限定されず、任意の位置に設定可能である。すなわち、この回転軸を中心とした所定範囲に含まれる欠陥の回転移動を反映して透過放射線画像に含まれる欠陥の像が変動し、この変動に基づいて特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することができればよい。従って、回転の軸は検査対象を貫くように設定されていても良いし、検査対象と重ならないように設定されても良い。
【００１２】
判定手段においては、異なる回転角度によって撮影した複数の透過放射線画像を取得し、これらの透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動を解析することができればよい。従って、透過放射線画像が示す放射線の強度に基づいて欠陥の像を特定し、その変動を特定することができればよい。むろん、透過放射線画像が２次元画像であるため、放射線の進行方向に沿って２以上の欠陥が並んでいる場合には上述のように２以上の欠陥を区別することができないが、本発明では複数の透過放射線画像を取得して欠陥の像を解析することによって２以上の欠陥を区別することが可能である。従って、判定手段において、各透過放射線画像における欠陥の像から形状や像の重複等を正確に取得することは必須ではなく、単に欠陥の像の有無を特定するのみで充分である。
【００１３】
さらに、判定手段は、透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動に基づいて、回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することができればよい。すなわち、検査対象内の欠陥が前記回転に伴って回転移動する際の挙動を予め回転の軸と欠陥との距離に基づいて特定しておけば、透過放射線画像における欠陥の挙動に基づいてその欠陥が前記特定の範囲内に存在するか否かを判定することができる。
【００１４】
なお、同じ欠陥の像が、複数の透過放射線画像において大きく変動するほど容易にその解析を行うことができるため、前記回転の軸は放射線の進行方向と略垂直にする構成を採用することが好ましい。この構成によれば、前記回転の軸を中心とした特定の範囲に対応した像を透過放射線画像における既定範囲内の像として定義することができる。従って、当該既定範囲に欠陥の像がない場合には前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在しないことを即座に決定することができる。さらに、ある姿勢で放射線の進行方向に略平行に２以上の欠陥が並んでおり、ある透過放射線画像で２以上の欠陥の像が重なっていたとしても、異なる回転角度の透過放射線画像においてはその像が確実に分離し、正確に検査を行うことが可能である。
【００１５】
さらに、判定手段においては欠陥の像の変動に基づいて判定を行うことができればよく、その一例として、欠陥の像の移動量に基づいて判定を行っても良い。すなわち、特定の回転軸に対する欠陥の回転移動は、その投影像となる透過放射線画像において直線移動となる。そこで、複数の透過放射線画像から欠陥の像の移動量を取得すれば、その欠陥と前記回転の軸との相対関係を推定することが可能である。例えば、回転軸から遠ざかるほど欠陥の回転移動量は大きくなる。従って、欠陥の像の移動量が予め決められた閾値を超える場合に前記特定の範囲内に欠陥が存在しないと判定することが可能である。
【００１６】
さらに、特定の範囲内にある欠陥が前記回転角度の回転によって移動する際の透過放射線画像上での最大移動量をこの閾値の例として、採用することが可能である。すなわち、上述のように、回転軸から遠ざかるほど欠陥の回転移動量が大きくなる。従って、特定の範囲内にある欠陥の最大の回転移動量（回転軸から特定の範囲の境界までの距離を半径とした扇形の円弧部分）に対応した透過放射線画像上での最大移動量を閾値とすることで、少なくとも特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することが可能になる。
【００１７】
さらに、本発明は、特定の範囲に欠陥が存在するか否かを判定することによって検査を実施可能な全ての検査対象に適用可能であるが、その好ましい適用例として、筒状の部位を挙げることができる。すなわち、ボスなどの筒状の部位は筒に軸やボルト等を挿入する場合が多く、その信頼性を確保するためには筒の内壁から特定の距離までに欠陥が存在するか否かを判定すればよい。そこで、当該筒状の部位の軸を前記回転手段の回転軸と一致させて検査を行うことにより、筒の内周から特定の距離にある領域に欠陥が存在するか否かを容易に判定することが可能である。
【００１８】
以上は、本発明が装置として実現される場合について説明したが、かかる装置を実現する方法やプログラム、当該プログラムを記録した媒体としても発明は実現可能である。また、以上のような放射線検査装置は単独で実現される場合もあるし、ある方法に適用され、あるいは同方法が他の機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。また、ソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても同様である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）本発明の構成：
（２）Ｘ線検査処理：
（３）他の実施形態：
【００２０】
（１）本発明の構成：
図１は本発明の一実施形態にかかるＸ線検査装置の概略ブロック図である。同図において、このＸ線検査装置は、Ｘ線撮像機構部１０とＸ線撮像制御部２０とを備えている。Ｘ線撮像機構部１０は、Ｘ線発生器１１と回転機構１２とＸ線検出器１３とを備えている。Ｘ線撮像制御部２０は、Ｘ線制御部２１と回転機構制御部２２と透過Ｘ線画像取得部２３とＣＰＵ２４と入力部２５と出力部２６とメモリ２７とを備えている。この構成において、ＣＰＵ２４は、メモリ２７に記録された図示しないプログラムを実行し、各部を制御し、また所定の演算処理を実施することができる。
【００２１】
メモリ２７はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、予め閾値データ２７ａと回転軸データ２７ｂと撮像条件データ２７ｃとが記録されている。閾値データ２７ａは、後述の処理で参照される閾値を示すデータであり、予め決定されメモリ２７に記録される。本実施形態においては、検査対象のボスの回転軸を中心に検査対象を回転させる構成を採用しており、回転軸データ２７ｂは当該回転の回転軸を示すデータである。撮像条件データ２７ｃは、Ｘ線発生器１１にてＸ線を発生させる際の条件を示すデータであり、Ｘ線管に対する印加電圧，撮像時間等を含む。なお、メモリ２７はデータを蓄積可能であればよく、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ，ＨＤＤ等種々の記憶媒体を採用可能である。
【００２２】
Ｘ線制御部２１は、前記撮像条件データ２７ｃに基づいてＸ線発生器１１を制御し、所定のＸ線を発生させることができる。回転機構制御部２２は回転機構１２と接続されており、当該回転機構１２を制御する。回転機構１２は、多軸ロボットであって逐次搬送される鋳造製品１２ａをクランプし、Ｘ線の照射範囲内で所望の姿勢とする。本実施形態における多軸ロボットは、少なくとも鋳造製品１２ａをＸ線の照射範囲に搬送する検査対象配置作業と、前記回転軸を中心に鋳造製品１２ａを回転させる回転作業とを実施できるように構成されている。
【００２３】
透過Ｘ線画像取得部２３はＸ線検出器１３と接続されており、同Ｘ線検出器１３が出力する検出値によって鋳造製品１２ａを透過したＸ線の強度を検出する。本実施形態におけるＸ線検出器１３は、２次元的に分布したセンサを備えており、検出したＸ線からＸ線の２次元分布を示す透過Ｘ線画像データを生成することができる。なお、本実施形態において透過Ｘ線画像取得部２３は、Ｘ線の強度を濃淡で表現し、強度が弱いほど明るくなるように画像処理を行っている。
【００２４】
出力部２６はＣＰＵ２４での前記透過Ｘ線画像等を表示するディスプレイであり、入力部２５は利用者の入力を受け付ける操作入力機器である。すなわち、利用者は入力部２５を介して種々の入力を実行可能であるし、ＣＰＵ２４の処理によって得られる種々の演算結果や透過Ｘ線画像データ、鋳造製品１２ａの良否判定結果等を出力部２６に表示することができる。
【００２５】
ＣＰＵ２４は、メモリ２７に蓄積された各種制御プログラムに従って所定の演算処理を実行可能であり、鋳造製品１２ａの良否判定を行うために、図１に示す回転制御部２４ａと欠陥検出部２４ｂと移動量算出部２４ｃと良否判定部２４ｄとにおける制御演算を実行する。回転制御部２４ａは、回転機構１２による検査対象の姿勢制御を実行する。欠陥検出部２４ｂは、透過Ｘ線画像データに基づいて鋳造製品１２ａにおける欠陥を検出する。移動量算出部２４ｃは、複数の透過Ｘ線画像を比較し、当該検出した欠陥が移動した移動量を検出する。良否判定部２４ｄは、当該検出した欠陥に基づいて前記ボスの周りの所定領域内に欠陥が存在するか否かを判定し、鋳造製品１２ａが良品であるか、不良品であるかを判定する。
【００２６】
（２）Ｘ線検査処理：
本実施形態においては、上述の構成において図２に示すフローチャートに従って検査対象の良否判定を行う。この処理においては、工場の生産ラインで生産された検査対象を逐次搬送し、回転機構１２にて鋳造製品１２ａをクランプさせ、この検査対象についての検査処理を開始する。当該検査処理においては、まず、ＣＰＵ２４が各部を制御して鋳造製品１２ａの検査部位をＸ線の照射範囲にセットする（ステップＳ１００）。すなわち、ＣＰＵ２４が前記回転軸データ２７ｂを取得して回転機構制御部２２に受け渡す。回転機構制御部２２は前記回転軸データ２７ｂを参照し、この回転軸がＸ線の照射範囲に含まれるように回転機構１２を制御する。
【００２７】
図３は、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１３と検査対象との相対関係を模式的に示した図である。同図３においては、ボス１２ｂの軸周りの所定範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する場合の例を示しており、この例においてＸ線発生器１１の焦点からＸ線検出器１３に向かうＸ線の進行方向Ｄを矢印にて示している。また、この図では、検査対象の鋳造製品１２ａの一部であるボス１２ｂを抜き出し、当該ボス１２ｂの軸ＡとＸ線の進行方向Ｄとの関係を示している。
【００２８】
すなわち、本実施形態において、回転機構１２が鋳造製品１２ａをＸ線の照射範囲内にセットする際には、ボス１２ｂがＸ線の照射範囲内にあり、かつ、ボス１２ｂの軸ＡとＸ線の進行方向Ｄとが直交するように配置する。なお、この例において、ボス１２ｂの軸Ａと回転機構１２による回転軸とは一致している。
【００２９】
ステップＳ１００にて鋳造製品１２ａをＸ線の照射範囲内にセットすると、ＣＰＵ２４は回転制御部２４ａを実行し、複数の回転角度における透過Ｘ線画像を取得する。すなわち、回転制御部２４ａは、まず、ボス１２ｂの回転角度を初期値に設定する。そして、前記撮像条件データ２７ｃをＸ線制御部２１に受け渡す。Ｘ線制御部２１はこの撮像条件データ２７ｃに従ってＸ線発生器１１での条件設定を行い、Ｘ線を照射させる。照射されたＸ線は鋳造製品１２ａを透過してＸ線検出器１３に到達するので、回転制御部２４ａは透過Ｘ線画像取得部２３を制御し、透過Ｘ線画像データを取得する（ステップＳ１０５）。
【００３０】
透過Ｘ線画像データが取得されるとＣＰＵ２４は欠陥検出部２４ｂを実行し、その透過Ｘ線画像に基づいて欠陥の検出を行う（ステップＳ１１０）。すなわち、鋳造製品１２ａ内に鋳巣などの欠陥が生じている場合、空気と鋳造製品１２ａとによるＸ線の吸収量の差に応じて透過Ｘ線画像に陰影が生じる。そこで、鋳造製品１２ａの像内で周りと比較して暗い部分を抽出するなどして欠陥の像を特定する。
【００３１】
次に、回転制御部２４ａは、既定回数の透過Ｘ線画像の撮影が終了しているか否かを判定し（ステップＳ１１５）、既定回数（本例では３回）の撮影が終了していなければ、予め決められた回転角度（本例では１０°）でボス１２ｂを軸Ａを中心にして回転させる（ステップＳ１２０）。そして、ステップＳ１１５にて既定回数の撮影が終了していると判定されるまでステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。ここでは、透過Ｘ線画像を撮影した順に、１枚目、２枚目、３枚目と呼ぶ。
【００３２】
ステップＳ１１５にて既定回数の撮影が終了していると判定されたときには、ＣＰＵ２４が良否判定部２４ｄを実行し、１枚目の透過Ｘ線画像にて検出された欠陥が既定範囲内に存在するか否かを判定し（ステップＳ１２０）、欠陥が既定範囲内に存在すると判定されなければ鋳造製品１２ａは良品である旨の判定を行う（ステップＳ１２５）。
【００３３】
図４は、Ｘ線発生器１１からＸ線検出器１３に至るＸ線の進行路を模式的に示しており、この図においては、紙面に対して垂直方向に回転軸Ａが向くようにボス１２ｂを示している。また、図５は、透過Ｘ線画像を模式的に示しており、ボス１２ｂの像１２０ｂにおいて、ボスの外周およびボスの内壁を実線で示している。本実施形態においては、欠陥の存在を判定するための特定の範囲を回転軸Ａから距離ｒの範囲（図４において破線の円形で示す範囲）に設定している。すなわち、本実施形態においては、ボス１２ｂの周りの所定範囲に欠陥が存在しないことを鋳造製品１２ａの品質を保証する条件としている。
【００３４】
Ｘ線検出器１３の検出面においては、Ｘ線発生器１１から出力され、ボス１２ｂを透過したＸ線の強度の２次元分布が得られるので、回転軸Ａから距離ｒの範囲にある部分の像は検出面上の特定領域に含まれる。従って、この範囲を図４、図５に示すように上述のステップＳ１２０における既定範囲とすれば、当該既定範囲内に欠陥が存在しない場合に、前記回転軸Ａから距離ｒの範囲に欠陥が存在しないと判定することができる。そこで、本実施形態においては、１枚目の透過Ｘ線画像において既定範囲に欠陥が存在するか否かを判定し、欠陥が存在しない場合に鋳造製品１２ａが良品であると判定している。
【００３５】
一方、Ｘ線検出器１３においては透過Ｘ線の強度の２次元分布を検出するので、透過Ｘ線画像の前記既定範囲に欠陥の像が含まれている場合、この欠陥が前記回転軸Ａから距離ｒの範囲に含まれるか否かを判定することはできない。そこで、本実施形態においては、回転角度の異なる複数の透過Ｘ線画像を比較し、欠陥の移動距離に基づいて、欠陥が少なくとも前記回転軸Ａから距離ｒの範囲にないことを確認できたときに鋳造製品１２ａが良品であるとしている。
【００３６】
すなわち、ボス１２ｂの内部において回転軸Ａと欠陥との距離がＲである場合、回転軸Ａを中心に角度θ（ｒａｄ）の回転を行うことにより、欠陥は距離Ｒθだけ回転移動する（図４参照）。この回転移動距離Ｒθは、回転軸Ａからの距離Ｒが大きくなるほど大きくなるので、回転軸Ａから距離ｒの範囲内にある欠陥の最大移動距離はｒθである。従って、角度θの回転による欠陥の移動距離がｒθ以上であれば、その欠陥は前記回転軸Ａから距離ｒの範囲に存在しないと言える。
【００３７】
そこで、本実施形態においては、各回転角における最大移動距離の移動軌跡をＸ線検出器１３の検出面に投影した場合の、検出面上での最大移動量を上述の閾値とする。すなわち、回転角１０°，２０°に対応した検出面上での最大移動量を閾値としておき、ステップＳ１３０，Ｓ１３５においてこの閾値に基づく移動量の判定を行う。
【００３８】
すなわち、ステップＳ１２０において、１枚目の透過Ｘ線画像にて検出された欠陥が既定範囲内に存在すると判定されたとき、ＣＰＵ２４は移動量算出部２４ｃを起動し、１枚目の透過Ｘ線画像と２枚目の透過Ｘ線画像とで欠陥の像が移動した距離（図５の例に示す距離Ｌ）を取得する。そして、良否判定部２４ｄは、この欠陥の像の透過Ｘ線画像上での移動量が前記回転角１０°に対応した閾値を超えているか否かを判定し（ステップＳ１３０）、超えている場合にはステップＳ１２５にて鋳造製品１２ａが良品である旨の判定を行う。
【００３９】
なお、本実施形態においては、良否判定の精度を向上するため３枚の透過Ｘ線画像を撮影しており、ステップＳ１３０にて欠陥の像の透過Ｘ線画像上での移動量が前記回転角１０°に対応した閾値を超えていると判定されないときには、さらに、１枚目の透過Ｘ線画像と３枚目の透過Ｘ線画像とに基づく判定を行う（ステップＳ１３５）。すなわち、移動量算出部２４ｃは１枚目の透過Ｘ線画像と３枚目の透過Ｘ線画像とで欠陥の像が移動した距離を取得し、良否判定部２４ｄはこの移動量が前記回転角２０°に対応した閾値を超えているか否かを判定する。そして、移動量が閾値を超えている場合にはステップＳ１２５にて鋳造製品１２ａが良品である旨の判定を行い、移動量が閾値を超えていると判定されない場合には鋳造製品１２ａが不良品である旨の判定を行う。ただし、ステップＳ１３０，Ｓ１３５において、欠陥が既定範囲から外れた場合においても欠陥の移動量は閾値以上と判定され、ステップＳ１２５にて良判定とされる。
【００４０】
以上の処理によれば、信頼性の高い検査を高速に実行することが可能である。すなわち、本実施形態においては複数の回転角度によって撮影した透過Ｘ線画像に基づいて、回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定している。従って、１枚の透過Ｘ線画像において前記既定範囲に欠陥の像が含まれているときに、前記回転軸Ａから距離ｒの範囲に欠陥が存在しない状態であるのか否かを判定することができ、良品である鋳造製品１２ａを不良品であると判定してしまう見過ぎの発生を極めて低率に抑えることができる。また、欠陥の像の位置や欠陥の像の移動量という極めて単純なパラメータに基づいて良否判定を行っているので、極めて高速に良否判定を行うことができる。
【００４１】
（３）他の実施形態：
本発明においては、複数の回転角度によって撮影した透過Ｘ線画像に基づいて回転軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することができればよく、上述の実施形態のほか種々の実施形態を採用可能である。検査対象である鋳造製品１２ａが回転対象となっている構成のほか、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１３とを対にして特定の回転軸に回転させる構成を採用しても良いし、双方を回転させても良い。すなわち、回転軸からの距離に応じて回転移動距離が異なることを利用し、透過Ｘ線画像における欠陥の像の変動から特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定することができる限りにおいて、種々の構成を採用可能である。さらに、一つの鋳造製品において複数の部位を検査対象として検査を行っても良いし、検査対象において、回転軸の中心が中空でなくても良い。
【００４２】
さらに、処理順序も上述の実施形態に限定されることはなく、例えば、１枚目の透過Ｘ線画像を撮影した後に前記ステップＳ１２０における判定処理を行い、２枚目の透過Ｘ線画像を撮影した後に前記ステップＳ１３０における判定処理を行い、３枚目の透過Ｘ線画像を撮影した後に前記ステップＳ１３５における判定処理を行っても良い。むろん、撮影回数は複数であればよく、２回、あるいは４回以上であっても良いし、回転角度は１０°以外の角度であっても良いし、撮影の度に回転角度を変化させ、その回転角度に対応した閾値を利用して良否判定を行っても良い。さらに、以上の実施形態においては、放射線としてＸ線を利用する場合を例示したが、利用できる放射線はＸ線に限らずγ線であってもよく、同様に検査対象を透過するその他の放射線であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明にかかるＸ線検査装置の概略ブロック図である。
【図２】Ｘ線検査処理のフローチャートである。
【図３】Ｘ線発生器とＸ線検出器と検査対象との相対関係を模式的に示した図である。
【図４】検査対象と検出面との関係を模式的に示した図である。
【図５】透過Ｘ線画像を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…Ｘ線撮像機構部
１１…Ｘ線発生器
１２…回転機構
１２ａ…鋳造製品
１２ｂ…ボス
１３…Ｘ線検出器
２０…Ｘ線撮像制御部
２１…Ｘ線制御部
２２…回転機構制御部
２３…透過Ｘ線画像取得部
２４ａ…回転制御部
２４ｂ…欠陥検出部
２４ｃ…移動量算出部
２４ｄ…良否判定部
２５…入力部
２６…出力部
２７…メモリ
２７ａ…閾値データ
２７ｂ…回転軸データ
２７ｃ…撮像条件データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射手段と、
前記検査対象を前記放射線の照射範囲に配置する検査対象配置手段と、
前記検査対象を透過した透過放射線の透過放射線画像を放射線検出器によって取得する放射線検出手段と、
前記放射線発生器および前記放射線検出器からなる撮像系に対して前記検査対象を相対的に回転させる回転手段と、
前記回転手段を制御して複数の回転角度において前記透過放射線画像を取得し、これらの透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動に基づいて、前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする放射線検査装置。
【請求項２】
前記回転手段における回転の軸と、前記放射線照射手段から照射される放射線の進行方向とは略垂直であることを特徴とする請求項１に記載の放射線検査装置。
【請求項３】
前記判定手段は、複数の前記透過放射線画像を比較し、欠陥の像の移動量が閾値を超える場合に前記特定の範囲内に欠陥は存在しないと判定することを特徴とする前記請求項１または請求項２のいずれかに記載の放射線検査装置。
【請求項４】
前記閾値は、前記特定の範囲内にある欠陥が前記回転角度の回転によって移動する際の透過放射線画像上での最大移動量であることを特徴とする前記請求項３に記載の放射線検査装置。
【請求項５】
前記検査対象は筒状の部位を備え、前記回転手段は前記筒状の部位の軸を前記回転の軸として前記検査対象を回転させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の放射線検査装置。
【請求項６】
放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射工程と、
前記検査対象を前記放射線の照射範囲に配置する検査対象配置工程と、
前記検査対象を透過した透過放射線の透過放射線画像を放射線検出器によって取得する放射線検出工程と、
前記放射線発生器および前記放射線検出器からなる撮像系に対して前記検査対象を相対的に回転させる回転工程と、
前記回転工程における回転角度が異なる複数の透過放射線画像を取得し、これらの透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動に基づいて、前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する判定工程とを含むことを特徴とする放射線検査方法。
【請求項７】
放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射手段と、
前記検査対象を前記放射線の照射範囲に配置する検査対象配置手段と、
前記検査対象を透過した透過放射線の透過放射線画像を放射線検出器によって取得する放射線検出手段と、
前記放射線発生器および前記放射線検出器からなる撮像系に対して前記検査対象を相対的に回転させる回転手段とを制御するコンピュータにおいて、
前記回転手段を制御して複数の回転角度において前記透過放射線画像を取得し、これらの透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動に基づいて、前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する判定機能を実現することを特徴とする放射線検査プログラム。
【請求項１】
放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射手段と、
前記検査対象を前記放射線の照射範囲に配置する検査対象配置手段と、
前記検査対象を透過した透過放射線の透過放射線画像を放射線検出器によって取得する放射線検出手段と、
前記放射線発生器および前記放射線検出器からなる撮像系に対して前記検査対象を相対的に回転させる回転手段と、
前記回転手段を制御して複数の回転角度において前記透過放射線画像を取得し、これらの透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動に基づいて、前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする放射線検査装置。
【請求項２】
前記回転手段における回転の軸と、前記放射線照射手段から照射される放射線の進行方向とは略垂直であることを特徴とする請求項１に記載の放射線検査装置。
【請求項３】
前記判定手段は、複数の前記透過放射線画像を比較し、欠陥の像の移動量が閾値を超える場合に前記特定の範囲内に欠陥は存在しないと判定することを特徴とする前記請求項１または請求項２のいずれかに記載の放射線検査装置。
【請求項４】
前記閾値は、前記特定の範囲内にある欠陥が前記回転角度の回転によって移動する際の透過放射線画像上での最大移動量であることを特徴とする前記請求項３に記載の放射線検査装置。
【請求項５】
前記検査対象は筒状の部位を備え、前記回転手段は前記筒状の部位の軸を前記回転の軸として前記検査対象を回転させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の放射線検査装置。
【請求項６】
放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射工程と、
前記検査対象を前記放射線の照射範囲に配置する検査対象配置工程と、
前記検査対象を透過した透過放射線の透過放射線画像を放射線検出器によって取得する放射線検出工程と、
前記放射線発生器および前記放射線検出器からなる撮像系に対して前記検査対象を相対的に回転させる回転工程と、
前記回転工程における回転角度が異なる複数の透過放射線画像を取得し、これらの透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動に基づいて、前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する判定工程とを含むことを特徴とする放射線検査方法。
【請求項７】
放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射手段と、
前記検査対象を前記放射線の照射範囲に配置する検査対象配置手段と、
前記検査対象を透過した透過放射線の透過放射線画像を放射線検出器によって取得する放射線検出手段と、
前記放射線発生器および前記放射線検出器からなる撮像系に対して前記検査対象を相対的に回転させる回転手段とを制御するコンピュータにおいて、
前記回転手段を制御して複数の回転角度において前記透過放射線画像を取得し、これらの透過放射線画像に含まれる欠陥の像の変動に基づいて、前記回転の軸を中心とした特定の範囲内に欠陥が存在するか否かを判定する判定機能を実現することを特徴とする放射線検査プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−７０３３０（Ｐ２００８−７０３３０Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５１５０７（Ｐ２００６−２５１５０７）
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２４３８８１）名古屋電機工業株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２４３８８１）名古屋電機工業株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
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