检查装置、检查单元及检查方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于检查由复合材料形成且具有主面(1a)和交叉面的复合材料部件(1)的检查装置(10)。检查装置(10)具备本体部(14)、与本体部(14)结合且与主面(1a)接触的超声波探针(15)、以沿第一方向(Z)可移动的方式与本体部(14)结合的光传感器部(16)、处理装置。超声波探针(15)构成为，向复合材料部件(1)的主面(1a)入射超声波且接收反射波。光传感器部(16)构成为，沿与第一方向(Z)垂直的第二方向(X)出射传感器光且接收反射光。处理装置构成为输出基于反射波及反射光得到的测定结果。这样，在假定沿超声波的入射方向并排有多个缺陷的情况下，检测复合材料部件的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检查装置、检查单元及检查方法
本专利技术涉及检查装置、检查单元及检查方法，特别涉及由复合材料形成的部件的检查。
技术介绍
如碳纤维强化塑料(CFRP)及玻璃纤维强化塑料(GFRP)所例示，将树脂和纤维组合而构成的复合材料(compositematerial)在以航空器为首的各种产业领域被广泛使用。由复合材料形成的部件(以下，简称为“复合材料部件”。)经常会产生缺陷。特别是，在对复合材料部件进行机械加工(例如，开孔加工)的情况下，往往产生因机械加工导致的损伤引起的缺陷。为了确认是否存在这种缺陷，在复合材料部件的制造、加工工序中进行检查。复合材料部件的最典型的检查方法之一是超声波检查。在超声波检查中，将超声波射入复合材料部件，获取从复合材料部件返回的反射波。可根据该反射波包含的信息检测缺陷的位置及大小。但是，在沿超声波的入射方向排列有多个缺陷的情况下，会发生超声波检查的缺陷检测不充分的情况。在沿超声波的入射方向排列有多个缺陷的情况下，超声波被最接近超声波的入射位置的缺陷反射。在这种情况下，超声波检查仅能检测最接近入射位置的缺陷，可能会发生缺陷的漏测。特别是，对层叠有由纤维形成的片材或布的复合材料部件进行机械加工时产生的层间剥离容易沿特定方向(例如纤维片或纤维布的层叠方向)排列发生，因此，容易发生缺陷的漏查。此外，对于设置在复合材料的贯通孔的超声波检查，例如公开于美国专利申请公开2012/0035862号公报中。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开公报2012/0035862号
技术实现思路
目前，本专利技术的目的在于，假定沿射自超声波探针的超声波的入射方向排列有多个缺陷的情况下，提供用于检测复合材料部件的缺陷的技术。本专利技术的其它目的，将根据以下公开由本领域技术人员理解。本专利技术的一方面提供一种用于检查由复合材料形成且具有主面和与所述主面交叉的交叉面的复合材料部件的检查装置。检查装置具备：本体部；超声波探针，与所述本体部结合，且与所述主面接触；光传感器部，以沿第一方向可移动的方式与所述本体部结合；处理装置。超声波探针构成为，向复合材料部件的主面射入超声波，并且，接收超声波被复合材料部件反射而生成的反射波。光传感器部构成为，向与第一方向垂直的第二方向射出传感器光，并且，接收传感器光在交叉面反射而生成的反射光。处理装置构成为，输出基于反射波及反射光而得到的测定结果。在一实施方式中，也可以是，检查装置还具备使所述光传感器部沿所述第一方向移动的促动器，通过所述促动器使所述光传感器部沿所述第一方向移动的同时，进行所述传感器光的射出及所述反射光的接收。在优选的实施方式中，超声波探针以能够沿与第一方向垂直的第三方向移动的方式与本体部结合。在优选的实施方式中，光传感器部具备：光传感器，射出传感器光，接收反射光，生成与反射光对应的输出信号；筒部件，具有圆筒面，圆筒面具有与第一方向平行的中心轴。光传感器收容于筒部件。筒部件沿第一方向可移动地与本体部连结。根据本专利技术的其它方面，提供一种用于检查具有主面和与所述主面交叉的交叉面的由复合材料形成的复合材料部件的检查单元。检查单元具备：本体部；超声波探针，与本体部结合，且与主面接触；光传感器部，以沿第一方向可移动的方式与本体部结合。超声波探针构成为，向复合材料的主面射入超声波，接收超声波被复合材料反射而生成的反射波，输出与反射波对应的第一输出信号。光传感器部构成为，向复合材料的主面入射超声波，接收由复合材料反射超声波而生成的反射波，且输出与反射波对应的第一输出信号。光传感器部构成为，向与第一方向垂直的第二方向射出传感器光，接收传感器光在交叉面反射而生成的反射光，输出与反射光对应的第二输出信号。根据本专利技术的再一其它方面，提供一种检查方法，检查具有主面和与主面交叉的交叉面的复合材料部件。该检查方法包括：(A)使超声波探针与主面接触，从超声波探针向所述主面射入超声波的步骤；(B)接收超声波被复合材料部件反射而生成的反射波的步骤；(C)使光传感器在沿着交叉面的第一方向上移动的同时，向与第一方向垂直的第二方向射出传感器光的步骤；(D)接收传感器光在交叉面反射而生成的反射光的步骤；(E)输出基于反射波及反射光而得到的测定结果的步骤。这种检查方法特别适合交叉面是通过开孔加工形成于复合材料部件的贯通孔的侧壁面的情况。在一实施方式中，也可以是，光传感器被收容于具有圆筒面的筒部件，圆筒面具有与第一方向平行的中心轴。该情况下，筒部件的该圆筒面优选具有与贯通孔的直径对应的直径。在一实施方式中，优选地，变更射出传感器光的方向(第二方向)的朝向重复进行(A)～(E)步骤。根据本专利技术，在假定沿从超声波探针出射的超声波的入射方向并排有多个缺陷的情况下，也能够检测复合材料部件的缺陷。附图说明图1是表示在本实施方式中检查的复合材料部件的结构的一例的俯视图。图2是部分地表示图1所示的复合材料部件的贯通孔附近的结构的放大剖视图。图3是表示图1所示的复合材料部件的超声波检查的一例的概念图。图4是表示本实施方式的检查装置的结构的概念图。图5是表示本实施方式的检查单元的结构一例的立体图。图6是表示金属筒结构的局部剖视图。图7是图示使用了本实施方式的检查装置的复合材料部件的检查的立体图。图8是图示通过本实施方式的检查装置进行的超声波检查和光学检查的概念图。图9是表示通过本实施方式的检查顺序得到的信息的概念图。图10是表示在本实施方式中检查的复合材料部件的结构的其它例的立体图。具体实施方式以下，首先说明本实施方式中检查的复合材料部件的结构、及在该复合材料部件的超声波检查中可能产生的问题。图1是本实施方式中检查的复合材料部件1的结构的一例的俯视图，图2是部分地表示图1所示的复合材料部件1的结构的放大剖视图。在以下说明中，引入XYZ正交坐标系。在XYZ正交坐标系中，将Z轴方向沿复合材料部件1的厚度方向定义，将X轴方向及Y轴方向定义为在复合材料部件1的面内方向相互正交。复合材料部件1由组合了树脂和纤维的复合材料(例如CFRP)形成。在本实施方式中，复合材料部件1形成板状的形状。在复合材料部件1中，纤维片或纤维布层叠的方向(以下，有时简称为“层叠方向”)是复合材料部件1的厚度方向，即，图1、图2中的Z轴方向。在这种结构的复合材料部件1中，如果使用钻头进行开孔加工而形成在复合材料部件1的厚度方向上(即层叠方向上)贯通的圆形的贯通孔2，在贯通孔2的附近可能会产生缺陷。最典型的缺陷是贯通孔2的侧壁面2a处的层间剥离(delamination)。如果发生层间剥离，就会形成从贯通孔2的侧壁面2a朝向复合材料部件1的内部延伸的缺陷3(此外，侧壁面2a是与主面1a交叉的面)。在发生层间剥离的情况下，会沿着侧壁面2a排列(即，沿层叠方向排列)形成多个缺陷3。缺陷3的产生可能会影响复合材料部件1的可靠性，因此，希望在开孔加工之后检查复合材料部件1。在复合材料部件1的检查中，最主要的是评价是否存在缺陷3。另外，在检测到缺陷3存在的情况下，希望确定缺陷3的数量及缺陷3存在的区域。如果能够确定缺陷3的数量或缺陷3存在的区域，就能够获得用于开孔加工的条件或用于包含复合材料部件1的结构体的强度计算的基础数据。用于检测缺陷3的最简便的一个方法是超声波检查。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检查装置，用于检查由复合材料形成且具有主面和与所述主面交叉的交叉面的复合材料部件，其特征在于，具备：本体部；超声波探针，与所述本体部结合，且与所述主面接触；光传感器部，以沿第一方向可移动的方式与所述本体部结合；处理装置，所述超声波探针构成为，向所述复合材料部件的所述主面射入超声波，并且，接收所述超声波被所述复合材料部件反射而生成的反射波，所述光传感器部构成为，向与所述第一方向垂直的第二方向射出传感器光，并且，接收所述传感器光在所述交叉面反射而生成的反射光，所述处理装置构成为，输出基于所述反射波及所述反射光而得到的测定结果。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.21 JP 2016-2262031.一种检查装置，用于检查由复合材料形成且具有主面和与所述主面交叉的交叉面的复合材料部件，其特征在于，具备：本体部；超声波探针，与所述本体部结合，且与所述主面接触；光传感器部，以沿第一方向可移动的方式与所述本体部结合；处理装置，所述超声波探针构成为，向所述复合材料部件的所述主面射入超声波，并且，接收所述超声波被所述复合材料部件反射而生成的反射波，所述光传感器部构成为，向与所述第一方向垂直的第二方向射出传感器光，并且，接收所述传感器光在所述交叉面反射而生成的反射光，所述处理装置构成为，输出基于所述反射波及所述反射光而得到的测定结果。2.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，还具备使所述光传感器部沿所述第一方向移动的促动器，通过所述促动器使所述光传感器部沿所述第一方向移动的同时，进行所述传感器光的射出及所述反射光的接收。3.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，所述超声波探针以能够沿与所述第一方向垂直的第三方向移动的方式与所述本体部结合。4.如权利要求1～3中任一项所述的检查装置，其特征在于，所述光传感器部具备：光传感器，射出所述传感器光，接收所述反射光，生成与所述反射光对应的输出信号；筒部件，具有圆筒面，所述圆筒面具有与所述第一方向平行的中心轴，所述光传感器收容于所述筒部件，所述筒部件沿所述第一方向可移动地与所述本体部连结。5.一种检查单元，用于检查具有主面和与所述主面交...

【专利技术属性】
技术研发人员：家永裕文，丸小庆介，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP