JPH0420838A - Percussion inspecting system - Google Patents
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- JPH0420838A JPH0420838A JP2124444A JP12444490A JPH0420838A JP H0420838 A JPH0420838 A JP H0420838A JP 2124444 A JP2124444 A JP 2124444A JP 12444490 A JP12444490 A JP 12444490A JP H0420838 A JPH0420838 A JP H0420838A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
本発明は打撃検査システムに係り、特に複合材のような
構造物の内部欠陥を広範囲にわたって検査するのに好適
な打撃検査システムの改良に関する。The present invention relates to an impact inspection system, and more particularly to an improvement in an impact inspection system suitable for inspecting a wide range of internal defects in structures such as composite materials.
従来、構造物に発生しているクラック、あるいはハニカ
ム構造物の表面材とコアとの剥離のような複合材の内部
異常を検査する場合、構造物の表面をハンマによって打
撃し、この打撃音によって構造物にクラックや剥・離が
あるが否かを検査することが行われている。このような
検査方法は、打撃音で判別するので、高い熟練度を要す
るものとなっている。したがって、最近では、ハンマに
センサを取り付け、このセンサによって打撃時の反力変
化を捉えて、構造物に異常があるが否がを検査する方法
も提案されている。
このようなセンサを利用した検査手段としてのタッピン
グハンマは、構造物を直接打撃するハンマヘッドに圧電
素子等のセンサを取り付け、連続的に検査面を打撃しつ
つセンサにより打撃反力を検出し、この検出信号により
構造異常の判別を行うものである。この場合、打撃力を
一定に保ちつつ広い検査面を走査する必要があるため、
タッピングハンマフレームに検査面に当接する脚を形成
して、ハンマヘッドと検査面の間隔を一定に保持するよ
うにし、かつハンマヘッドをソレノイド機構により連続
往復動作させつつ速い速度で検査面を走査させるように
している。Conventionally, when inspecting internal abnormalities in composite materials such as cracks occurring in a structure or separation between the surface material and core of a honeycomb structure, the surface of the structure is struck with a hammer, and the sound of this strike is used to detect Structures are inspected to see if they have cracks, peeling, or peeling. This type of inspection method requires a high level of skill because it is determined based on the impact sound. Therefore, recently, a method has been proposed in which a sensor is attached to the hammer and the sensor detects the change in reaction force during impact to inspect whether or not there is an abnormality in the structure. A tapping hammer as an inspection means using such a sensor attaches a sensor such as a piezoelectric element to the hammer head that directly hits the structure, and detects the impact reaction force by the sensor while continuously hitting the inspection surface. A structural abnormality is determined based on this detection signal. In this case, it is necessary to scan a wide inspection surface while keeping the striking force constant.
The tapping hammer frame is formed with legs that come into contact with the inspection surface to maintain a constant distance between the hammer head and the inspection surface, and the hammer head is continuously reciprocated by a solenoid mechanism and scans the inspection surface at a high speed. That's what I do.
ところが、上記従来のタッピングハンマのような打撃検
査装置は測定が点測定となってしまうため、構造物の検
査表面か広範囲にわたる場合には予め測定点を定めてお
き、その測定点をハンマヘッドによって打撃し、異常部
が発見されればその測定点にマーキングを施すなどの処
理をしていた。
また、検査対象が帯板状とされてラインを流れている場
合にはラインに直交するように多数の打撃装置をフレー
ムに取り付け、検査部材の流れを利用して検査する方法
等が採られる。
しかし、前者の場合は検査部位の特定が困難であり、後
者の方法では多数の打撃検査装置やＸｙ移動装置等を必
要とする等システムが大型化する問題があった。しかも
、構造物の検査面か曲面の場合には打撃装置単体で個々
の測定点を予め設定して検査する以外の方法しか適用で
きなかった。
本発明の目的は、上記従来の問題点に着目し、必要最小
限の打撃検査装置で検査面の形状に左右されることなく
、広範囲の測定点を予め設定することなく自動的に座標
を取込んで迅速に検査することができるような打撃検査
システムを提供することにある。However, the conventional impact inspection devices such as the above-mentioned tapping hammer only perform point measurements, so if the inspection surface of a structure is spread over a wide area, a measurement point must be determined in advance and the measurement point can be set using the hammer head. If an abnormality was found, the measurement point would be marked. Furthermore, when the object to be inspected is in the form of a strip and is flowing along a line, a method is adopted in which a number of striking devices are attached to the frame perpendicularly to the line and the inspection is performed using the flow of the inspection member. However, in the former case, it is difficult to specify the inspection site, and in the latter method, there is a problem that the system becomes large, such as requiring a large number of impact inspection devices, XY moving devices, etc. Moreover, in the case of inspecting a curved surface of a structure, only a method other than testing by presetting individual measurement points using a single impact device has been applicable. An object of the present invention is to focus on the above-mentioned conventional problems, and to automatically obtain coordinates of a wide range of measurement points without having to set them in advance, without being influenced by the shape of the inspection surface, using the minimum necessary impact inspection device. It is an object of the present invention to provide a impact inspection system that can perform an intensive and quick inspection.
上記目的を達成するために、本発明に係る打撃検査シス
テムは、固定起点に連結された多節回転リンク機構を備
えるとともに、この多節回転リンクの先端にリンク回転
面に直交する軸を介して回転可能なホルダを取り付け、
このホルダには当該ホルダの回転軸と直交する回転軸を
介して取り付けられたブラケットを設け、このブラケッ
トには前記二軸と直交する回転軸を介して前記リンク回
転面に向けて往復打撃駆動されるハンマヘッドを有する
打撃検査手段を取り付け、かつ前記多節回転リンク機構
の回転節にはロータリエンコータを取り付け、このロー
タリエンコーダには検出信号により前記打撃検査手段の
平面座標を算出する演算手段を接続したものである。ま
た、この場合において、前記多節回転リンク機構の少な
くとも１リンクを平行リンク機構とするようにしている
。In order to achieve the above object, the impact inspection system according to the present invention includes a multi-joint rotary link mechanism connected to a fixed starting point, and a shaft perpendicular to the link rotation surface at the tip of the multi-joint rotary link. Attach a rotatable holder,
This holder is provided with a bracket attached via a rotational axis perpendicular to the rotational axis of the holder, and the bracket is reciprocally driven by impact toward the link rotation surface via the rotational axis perpendicular to the two axes. and a rotary encoder is attached to the rotary joint of the multi-joint rotary link mechanism, and the rotary encoder is provided with a calculation means for calculating the plane coordinates of the impact inspection means based on the detection signal. It is connected. Further, in this case, at least one link of the multi-joint rotation link mechanism is a parallel link mechanism.
上記構成によれば、打撃検査手段は多節回転リンク機構
の先端部に取り付けられているので、任意に平面位置移
動かできる。この移動位置は多節回転リンク機構の回転
節に取り付けたロータリエンコーダにより固定起点を基
準として算出される。
したがって、打撃検査手段の平面位置は打撃検査手段を
検査対象構造物の表面に沿って移動させるたけで決定さ
れるので、表面を走査させるだけでよい。また、打撃検
査手段は多節回転リンク機構の先端部に直交３軸を介し
てヨーイング、ローリング、およびピッチング動作か許
容されている。
このため検査表面が３次元曲面であっても打撃方向を常
に表面に直交させることができ、打撃による欠陥検出精
度を低下させることがない。したがって、検出誤差のな
い高い精度でかつ測定点が打撃点の移動に伴って自動検
出でき、簡易構造の打撃検査システムとすることかでき
る。更に多節回転リンク機構の１要素を平行リンク機構
とすることにより、検査端の水平移動が保持され、上下
の変位を防止し、位置検出精度を向上させることができ
る。According to the above configuration, since the impact testing means is attached to the tip of the multi-joint rotation link mechanism, it can be moved in planar position as desired. This movement position is calculated with a fixed starting point as a reference by a rotary encoder attached to a rotating node of the multi-joint rotation link mechanism. Therefore, since the planar position of the impact inspection means is determined simply by moving the impact inspection means along the surface of the structure to be inspected, it is only necessary to scan the surface. Further, the impact testing means allows yawing, rolling, and pitching motions via three orthogonal axes at the tip of the multi-joint rotation link mechanism. Therefore, even if the inspection surface is a three-dimensional curved surface, the direction of impact can always be perpendicular to the surface, and the accuracy of defect detection due to impact will not be reduced. Therefore, the measurement point can be automatically detected as the impact point moves with high precision without any detection errors, and the impact inspection system can have a simple structure. Further, by using a parallel link mechanism as one element of the multi-joint rotation link mechanism, horizontal movement of the inspection end is maintained, vertical displacement is prevented, and position detection accuracy can be improved.
以下に本発明に係る打撃検査システムの具体的実施例を
図面を参照して詳細に説明する。
第１図は実施例に係る打撃検査システムの構成例を示す
図である。図示のように、このシステムは所定の位置に
固定設置されたボックス１ｏを備え、これには固定回転
節となる垂直軸１２を介して２面回転リンク機構１４が
取り付けられている。
この２節回転リンク機構１４はボックス１０に枢着され
た第一リンク１６と、この第一リンク１６の他端にやは
り回転節となる垂直軸１８を介して連結された第二リン
ク２０とから構成されている。
このリンク機構１４の垂直軸１２．１８にはそれぞれ第
一、第二ロータリエンコーダ２２．２４が取り付けられ
ており、固定起点とされるボックス１０に対する第一リ
ンク１６の回転量、および第一リンク２０に対する第二
リンク２０の回転量を検出するようになっている。この
ようなエンコーダ２２．２４の検出信号はデータ通信ケ
ーブル２６を介して後述する演算手段に出力されるもの
となっている。
一方、構造物の異常検査を打撃によって検査するためタ
ッピングハンマ２８が前記第二リンク２０の先端に取り
付けられている。この場合、先端のホルダ３４を常に水
平に保持するために第二リンク２０は平行リンク機構と
されている。そして、第二リンク２０に対してタッピン
グハンマ２８はヨーイング、ローリング、およびピッチ
ング動作ができるように取り付けられている。すなわち
、第二リンク２０の先端には下方に突出する支軸３０を
有する先端ブロック３２が取り付けられ、前記支軸３０
に逆り字状のホルダ３４の水平板部を取り付け、支軸３
０を中心としてホルダ３４が水平回転（ヨーイング）で
きるようにしている。また、ホルダ３４の垂直板部には
前記支軸３０と直交する第一水平支軸３６が取り付けら
れ、これにはホルダ垂直板部の内面側に位置して水平断
面Ｕ字状のブラケット３８が取り付けられている。した
がって、ブラケット３８は第一支軸３６を中心にしてロ
ーリング運動ができるようになっている。
ブラケット３８の側板部の下縁には先端に向けて突出さ
れる三角形状の脚部４０が形成され、これにタッピング
ハンマ２８と検査構造物との打撃間隔の高さ保持機能を
もたせている。このようなブラケット３８には前１記第
−水平支軸３６と直交するように第二水平支軸４２が設
けられ、これにタッピングハンマ２８を取り付け、第二
水平支軸４２を中心としたピッチング運動をタッピング
ハンマ２８に許容するものとしている。また、これら二
つの水平支軸３６．４２は、タッピング／）ンマ２８が
曲面に応じて前後（ピッチング）、左右（ローリング）
に傾斜しても、位置が変動しないように極力下部の方に
設けである。
ここで、タッピングハンマ２８は、第２図に示すように
、本体ケーシング４３の内部にソレノイド機構４４を設
け、これにより往復駆動されるプランジャ４６を上下移
動可能に内蔵している。プランジャ４６の下端にはハン
マヘッド４８を設け、これには圧電素子を積層したセン
サ５０を中筒部に介装した構造となっている。ハンマヘ
ッド４８は本体ケーシング４３の下端から出入りできる
ようになっており、下方に位置する構造物の表面を打撃
するようになっている。またケーシング４３の内部には
打撃反力によって生じたセンサ５０からの信号を人力し
、検出パルスと基準パルスとの比較から異常判別をなす
判別手段５２やハンマ駆動制御手段５４が内蔵されてい
る。このようなタッピングハンマ２８は単独でも使用で
きるようにされ本体ケーシング４３に連続して握り柄５
６が設けられている。
このようなタッピングハンマ２８は本体ケーシング４３
の前部を前記ブラケット３８により挟着するようにして
、前記第二水平支軸４２を介して取り付けられている。
これによりタッピングハンマ２８は２節回転リンク機構
１４の先端に取り付けられ、リンク機構１４の回転平面
に沿って自由移動しつつ、検査構造物の表面形状が曲面
であっても３軸回転によって常に検査面に直交する打撃
を与えることかできるのである。
ここで、当該打撃検査システムには、前記ロークリエン
コーダ２２．２４の検出信号を入力する演算手段６０が
設けられている。これは既知の第一リンク１６や第二リ
ンク２０の長さデータが予め入力されており、エンコー
ダ２２．２４の回転検出角から前記タッピングハンマ２
８の打撃点を検出し、その水平面座標位置を算出するよ
うにしている。また、この演算手段６０にはタッピング
ハンマ２８からの異常判別信号を取込むようにしており
、これによって算出された打撃位置座標とその点の打撃
判別信号を対応させて測定データとして記憶させるよう
にしている。このデータは必要におうじで表示装置なと
に出力させることかできる。このような処理をなす演算
手段６０としてはコンピュータにより行えばよい。
このように構成された打撃検査システムによれば、タッ
ピングハンマ２８の移動位置を２節回転リンク機構１４
とその回転節に取り付けたエンコーダ２２．２４により
自動的に検出することができるので、検査物の表面に検
査位置を予めマーキングするような準備が不要となり、
かつ連続した位置データと対応検査結果を同時に出力さ
せることができる。したがって、非常に簡易な構成で広
範囲の検査を簡単に行うことかできるのである。
なお、上記実施例では２節回転リンク機構１４を用いた
か、これは多節リンクとすることができる。また、固定
起点となっているボックス１０を上下動可能に弾性支持
させるようにして多様な平面形状をもつ構造物の検査に
用いるようにすることもできる。なお、上記実施例で平
行リンク２０の上下角を検出するエンコーダを１個追加
すれば、３次元座標を位置決めして取込むことができる
。Hereinafter, specific embodiments of the impact inspection system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the impact inspection system according to the embodiment. As shown, the system comprises a box 1o fixed in place, to which is attached a two-plane rotational linkage 14 via a vertical shaft 12, which provides a fixed rotational node. The two-bar rotation link mechanism 14 includes a first link 16 pivotally connected to the box 10 and a second link 20 connected to the other end of the first link 16 via a vertical shaft 18 which also serves as a rotation link. It is configured. First and second rotary encoders 22.24 are attached to the vertical shafts 12.18 of this link mechanism 14, respectively, and determine the amount of rotation of the first link 16 with respect to the box 10, which is a fixed starting point, and the amount of rotation of the first link 20. The amount of rotation of the second link 20 relative to the rotation angle is detected. Detection signals from the encoders 22 and 24 are outputted via the data communication cable 26 to a calculation means to be described later. On the other hand, a tapping hammer 28 is attached to the tip of the second link 20 in order to inspect the structure for abnormalities by impact. In this case, the second link 20 is a parallel link mechanism in order to always hold the holder 34 at the tip horizontally. The tapping hammer 28 is attached to the second link 20 so as to be able to perform yawing, rolling, and pitching operations. That is, a tip block 32 having a support shaft 30 projecting downward is attached to the tip of the second link 20, and the support shaft 30
Attach the horizontal plate part of the upside-down holder 34 to the support shaft 3.
The holder 34 can be horizontally rotated (yaw) about 0. Further, a first horizontal support shaft 36 that is orthogonal to the support shaft 30 is attached to the vertical plate portion of the holder 34, and a bracket 38 having a U-shaped horizontal cross section is attached to the vertical support shaft 36 located on the inner surface of the vertical plate portion of the holder. installed. Therefore, the bracket 38 is capable of rolling movement around the first support shaft 36. A triangular leg portion 40 is formed at the lower edge of the side plate portion of the bracket 38 and projects toward the tip, and has a function of maintaining the height of the striking distance between the tapping hammer 28 and the inspection structure. Such a bracket 38 is provided with a second horizontal support shaft 42 so as to be orthogonal to the first horizontal support shaft 36, and the tapping hammer 28 is attached to this, and pitching around the second horizontal support shaft 42 is provided. The tapping hammer 28 is allowed to move. In addition, these two horizontal support shafts 36 and 42 allow the tapping/)ma 28 to move forward and backward (pitching) and left and right (rolling) according to the curved surface.
It is installed as close to the bottom as possible so that the position will not change even if the device is tilted. As shown in FIG. 2, the tapping hammer 28 includes a solenoid mechanism 44 inside a main body casing 43, and a plunger 46 that is reciprocally driven by the solenoid mechanism 44 and is movable up and down. A hammer head 48 is provided at the lower end of the plunger 46, and the hammer head 48 has a structure in which a sensor 50 in which piezoelectric elements are laminated is interposed in a middle cylindrical portion. The hammer head 48 can go in and out from the lower end of the main casing 43, and is adapted to strike the surface of a structure located below. Further, inside the casing 43, a discrimination means 52 and a hammer drive control means 54 are built in which manually input a signal from a sensor 50 generated by the impact reaction force and determine an abnormality by comparing the detected pulse with a reference pulse. Such a tapping hammer 28 can be used alone and is connected to the main body casing 43 with a grip handle 5.
6 is provided. Such a tapping hammer 28 is attached to the main body casing 43.
is attached via the second horizontal support shaft 42 so that the front part of the bracket 38 is sandwiched between the brackets 38. As a result, the tapping hammer 28 is attached to the tip of the two-bar rotation link mechanism 14, and while freely moving along the rotation plane of the link mechanism 14, the tapping hammer 28 is constantly inspected by three-axis rotation even if the surface shape of the inspection structure is curved. It is only possible to deliver blows perpendicular to the surface. Here, the impact inspection system is provided with a calculation means 60 that inputs the detection signals of the row reencoders 22 and 24. The known length data of the first link 16 and the second link 20 is input in advance, and the tapping hammer 2 is
8 impact points are detected and their horizontal coordinate positions are calculated. Further, the calculation means 60 is configured to receive an abnormality determination signal from the tapping hammer 28, and the impact position coordinates calculated thereby are associated with the impact determination signal at that point and stored as measurement data. . This data can be output to a display device or the like if necessary. The calculation means 60 that performs such processing may be performed by a computer. According to the impact inspection system configured in this way, the moving position of the tapping hammer 28 is determined by the two-bar rotation link mechanism 14.
Since it can be automatically detected by the encoders 22 and 24 attached to the rotary joint, there is no need to prepare to mark the inspection position on the surface of the object to be inspected.
Moreover, continuous position data and corresponding inspection results can be output simultaneously. Therefore, a wide range of inspections can be easily performed with a very simple configuration. It should be noted that in the above embodiment, a two-bar rotation link mechanism 14 is used, but this can be a multi-bar link. Further, the box 10 serving as a fixed starting point can be elastically supported so as to be movable up and down, so that it can be used for inspecting structures having various planar shapes. In addition, if one encoder for detecting the vertical angle of the parallel link 20 is added to the above embodiment, three-dimensional coordinates can be positioned and captured.
以上説明したように、本発明によれば、固定起点に連結
された多節回転リンク機構を備えるとともに、この多節
回転リンクの先端にリンク回転面に直交する軸を介して
回転可能なホルダを取り利け、このホルダには当該ホル
ダの回転軸と直交する回転軸を介して取り付けられたブ
ラケットを設け、このブラケットには前記二軸と直交す
る回転軸を介して前記リンク回転面に向けて往復打撃駆
動されるハンマヘッドを有する打撃検査手段を取り付け
、かつ前記多節回転リンク機構の回転節にはロータリエ
ンコーダを取り付け、このロータリエンコーダには検出
信号により前記打撃検査手段の平面座標を算出する演算
手段を接続したので、必要最小限の打撃検査装置で検査
面の形状に左右されることなく、広範囲の測定点を予め
設定することなく迅速に検査することができるような打
撃検査システムとすることができ効果か得られる。
更に、多節回転リンク機構の少なくとも一つのリンクを
平行リンク機構によって形成しているので、水平移動が
正確に行なわれ、座標位置の誤差か少なく、検査位置の
検出精度を高くすることができる効果もある。As described above, the present invention includes a multi-joint rotation link mechanism connected to a fixed starting point, and a holder rotatable at the tip of the multi-joint rotation link via an axis perpendicular to the link rotation surface. The holder is provided with a bracket attached to the holder via a rotation axis perpendicular to the rotation axis of the holder, and the bracket is provided with a bracket that is attached to the link rotation surface via a rotation axis perpendicular to the two axes. A hammer head having a reciprocating impact drive is attached to the hammer head, and a rotary encoder is attached to the rotary joint of the multi-joint rotary link mechanism, and the rotary encoder calculates the plane coordinates of the hammer head based on a detection signal. Since the calculation means is connected, the impact inspection system can be quickly inspected using the minimum necessary impact inspection equipment without being influenced by the shape of the inspection surface and without setting a wide range of measurement points in advance. Can the effect be obtained? Furthermore, since at least one link of the multi-joint rotation link mechanism is formed by a parallel link mechanism, horizontal movement can be performed accurately, errors in coordinate positions can be reduced, and the detection accuracy of the inspection position can be increased. There is also.
第１図は実施例に係る打撃検査システムの構成図、第２
図はタッピングハンマをその取り付は部の断面図である
。
１４・・・・・・２節回転リンク機構、２２．２４・・
・・・・ロータリエンコーダ、２８・・・・・・タッピ
ングハンマ、３４・・・・・・ホルダ、３８・・・・・
・ブラケット。FIG. 1 is a configuration diagram of the impact inspection system according to the embodiment, and FIG.
The figure is a cross-sectional view of the installation part of the tapping hammer. 14...Two-bar rotation link mechanism, 22.24...
...Rotary encoder, 28...Tapping hammer, 34...Holder, 38...
·bracket.
Claims (1)
るとともに、この多節回転リンクの先端にリンク回転面
に直交する軸を介して回転可能なホルダを取り付け、こ
のホルダには当該ホルダの回転軸と直交する回転軸を介
して取り付けられたブラケットを設け、このブラケット
には前記二軸と直交する回転軸を介して前記リンク回転
面に向けて往復打撃駆動されるハンマヘッドを有する打
撃検査手段を取り付け、かつ前記多節回転リンク機構の
回転節にはロータリエンコーダを取り付け、このロータ
リエンコーダには検出信号により前記打撃検査手段の平
面座標を算出する演算手段を接続したことを特徴とする
打撃検査システム。 ２）、前記多節回転リンク機構の少なくとも１リンクを
平行リンク機構としたことを特徴とする請求項１に記載
の打撃検査システム。[Claims] 1) A multi-joint rotary link mechanism connected to a fixed starting point is provided, and a holder rotatable through an axis perpendicular to the link rotation surface is attached to the tip of the multi-joint rotary link. The holder is provided with a bracket attached via a rotation axis perpendicular to the rotation axis of the holder, and the bracket is driven by reciprocating impact toward the link rotation surface via the rotation axis perpendicular to the two axes. A strike inspection means having a hammer head is attached, and a rotary encoder is attached to the rotating joint of the multi-joint rotation link mechanism, and a calculation means for calculating the plane coordinates of the strike inspection means based on a detection signal is connected to the rotary encoder. A blow inspection system characterized by: 2) The impact inspection system according to claim 1, wherein at least one link of the multi-joint rotation link mechanism is a parallel link mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124444A JPH087122B2 (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Impact inspection system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124444A JPH087122B2 (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Impact inspection system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0420838A true JPH0420838A (en) | 1992-01-24 |
| JPH087122B2 JPH087122B2 (en) | 1996-01-29 |
Family
ID=14885661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2124444A Expired - Lifetime JPH087122B2 (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Impact inspection system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087122B2 (en) |
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| JPH087122B2 (en) | 1996-01-29 |
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