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自動車部品の欠陥検出に有効な新技術,
産総研発ベンチャーから相次ぎ登場


[2009/02/17]


 産業技術総合研究所の技術移転ベンチャーから,自動車部品の欠陥検出に有効な新技術が相次ぎ登場した。開発したのはプロンテストと,つくばテクノロジーである。プロンテストは音響認識技術を使い,被検物を叩いて欠陥の有無を聞き分ける熟練技能者のノウハウを音響解析ソフトウェアに組み込んだ。一方,つくばテクノロジーは,レーザーを使って発生させた超音波を利用し,欠陥からの反射波を映像化した。 前者は,熟練技能者が特徴抽出する音響のみを検出できるため,工場などの雑音の多い環境下でも高い検出率を維持できる。一方,後者は,レーザーをスキャンさせることによって広い範囲の欠陥を可視化できるため,誰でも簡単に短時間で欠陥を検出できる。

 自動車,鉄道,航空機などの乗り物に採用される部品の欠陥は大事故につながる恐れがある。このため,これらの乗り物には欠陥のない部品の採用が不可欠だ。ところが微小な欠陥を持つ部品のスクリーニングには,熟練技能が必要だ。例えば,欠陥によって生じる僅かな音の違いや,計測された複雑な信号波形の中から欠陥による波形の乱れを見分ける技能などである。ところが現在,製造現場では,こうした技能を持つ熟練技能者の退職によって技能そのものの継承が大きな課題になっている。今回の2社の技術を使えば,熟練技能がなくても,部品に潜む微小欠陥を容易に発見できる。

 プロンテストが開発した技術は,音響解析の手法を使って熟練技能者が聞き分ける欠陥からの特徴音のみ抽出し,それを音響認識のソフトウェアに実装するというもの。特徴音の抽出には,音声解析で使われるフォルマント周波数やフォルマント・パワーなどを採用した(図1)。一方,つくばテクノロジーが開発した技術は,波長1064nm,パルス幅10nsのレーザーを被検体である配管や鋼板に当てて熱ひずみによる超音波を発生させ,キズからの反射波を受信センサで観察するというもの。被検体の表面をレーザーでスキャンすることによって,被検体の広い範囲の可視化映像を短時間で合成可能だ。あたかも湖面に生じた波のようにキズからの反射波を映像化できる(図2)。同社は,この技術を使って1mm以下の欠陥を可視化できるとしている。

音声によるフォルマントの例
図1:音声によるフォルマントの例
マイクで取り込んだ音声波形を分析すると,その周波数成分が時間と共に変化する。この図は,/あいうえお/と発声した時の周波数分析の例。上の段は,取り込んだ音声波形の振幅(縦軸)と時間(横軸)を表す。下の段は,横軸が経過時間,縦軸が周波数(kHz)を表す。黒くなってエネルギーが集中しているところがフォルマント周波数と言われる物理量である。発声時間と共に変化しており,これが母音の音韻性の違いを表す。


 図2:湖面に生じた波のようにキズからの反射波を映像化
     1m×1m t2試験片複数裏面スリット
図2:湖面に生じた波のようにキズからの反射波を映像化










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