JP2007160399A - Method for discriminating rolled material and apparatus for the method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非防錆圧延材と防錆圧延材を識別する圧延材識別方法、および、その装置に関するものである。 The present invention relates to a rolled material identification method for identifying a non-rust-rolled rolled material and a rust-proof rolled material, and an apparatus therefor.
例えば、自動車のボデー等には圧延鋼板を用いている。発錆の可能性が少ない地域又は用途の自動車には表面に防錆処理をしない鋼板生地のままの普通鋼板を用いているが、発錆の可能性が高い地域又は用途の自動車には、防錆処理した防錆鋼板を用いている。防錆鋼板としては、例えば、合金化溶融亜鉛鍍金が施された鋼板を用いている。また、防錆処理は鉄鋼メーカーで処理され、鉄鋼メーカーは普通鋼板と防錆鋼板を仕分けした状態で自動車メーカーに納品している。 For example, rolled steel plates are used for automobile bodies and the like. For automobiles in areas or uses where there is little possibility of rusting, ordinary steel sheets that are not subjected to rust prevention treatment on the surface are used, but for automobiles in areas or uses where there is a high possibility of rusting, Rust-proof rust-proof steel plate is used. As the rust-proof steel plate, for example, a steel plate to which alloyed hot dip galvanizing is applied is used. In addition, the rust prevention treatment is performed by a steel manufacturer, and the steel manufacturer delivers a regular steel plate and a rust prevention steel plate to an automobile manufacturer in a sorted state.
自動車メーカーや部品メーカー等において、自動車製造ラインや部品、テーラードブランク材等の製造ラインに普通鋼板と防錆鋼板を混流させる場合、流れて来る鋼板が防錆鋼板又は普通鋼板のいずれであるかを事前に識別する必要が生じる場合がある。例えば溶接工程においては、防錆鋼板と普通鋼板の溶接条件が異なることから、鋼板の種類を識別してから溶接する必要がある。このため、自動車メーカーでは、普通鋼板を用いた部品と防錆鋼板を用いた部品とを、カンバンなどを用いて仕分けしながら、各製造工程に順次送っていき、普通鋼板と防錆鋼板を区別してそれぞれ所要の加工を行い、また防錆鋼板の部品を組み付けるべき自動車に普通鋼板の部品を組み付けることがないように、またその逆もないように各工程で鋼板の種類を管理している。 In automobile manufacturers and parts manufacturers, etc., when ordinary steel sheets and rust-proof steel sheets are mixed in a production line for automobile production lines, parts, tailored blanks, etc., whether the flowing steel sheet is a rust-proof steel sheet or a regular steel sheet. It may be necessary to identify in advance. For example, in a welding process, since the welding conditions of a rust-proof steel plate and a normal steel plate differ, it is necessary to weld after identifying the kind of steel plate. For this reason, automakers send parts in regular steel and rust-proof steel sheets to each manufacturing process in order, sorting parts using plain steel sheets and parts using rust-proof steel sheets using kanban. Separately, each type of steel sheet is managed in each process so that the required processing is performed, and the normal steel plate parts are not assembled to the automobile to which the anti-rust steel sheet parts are to be assembled, and vice versa.
また、カンバンによる仕分けだけに頼らず、防錆鋼板用の加工を行う製造ラインに普通鋼板が誤って流れるといった鋼板誤流ミスを防止するため、製造ラインの要所要所で鋼板を識別することも行っている。防錆鋼板と普通鋼板を識別する方法として、鋼板の一部に識別孔等の機械的目印を形成し、その有無や大きさを光学センサーや静電容量型近接スイッチなどで検知する方法も採用している。しかし、この場合も、機械的目印を形成する工程で、普通鋼板と防錆鋼板を取り違えると、その後は、両者が誤って製造工程を流れることになる。また、部品によっては、製品の外観や機能に影響するため、機械的目印を形成することが難しい場合もある。 In addition, it is also possible to identify steel sheets at important points in the production line in order to prevent erroneous steel sheet misflow, such as normal steel sheets flowing in error on the production line that processes rust-proof steel sheets, without relying only on sorting by kanban. Is going. As a method of discriminating between rust-proof steel sheets and plain steel sheets, a method is also adopted in which a mechanical mark such as an identification hole is formed in a part of the steel sheet, and the presence or absence and size thereof is detected by an optical sensor or a capacitive proximity switch. is doing. However, also in this case, if the normal steel plate and the rust-proof steel plate are mistaken in the process of forming the mechanical mark, then both of them will flow through the manufacturing process by mistake. Also, depending on the part, it may be difficult to form a mechanical mark because it affects the appearance and function of the product.
防錆鋼板と普通鋼板を取り違えるような人為ミスを防止する識別方法が必要とされ、このため、特開2001−318058号公報に開示されているように、光学的に、両者を識別する方法も提案されている。すなわち、同公報においては、鋼板の略平坦な表面に対向させて発光源と受光源を配置する。発光源には、点発光する複数の発光素子を密に一直線上に並べた直線状発光ラインを備え、レンズを介して平行光線群のスリット状投射光を投射する発光器を用いる。受光源には、複数の受光素子を密に一直線上に並べた受光ラインを有する受光器を用いる。そして、発光器の発光ラインから投射されるスリット状投射光が、鋼板表面で反射したスリット状の反射光の中央部を横切るように、受光器の受光ラインを配設する。 There is a need for an identification method that prevents human error such as mixing a rust-proof steel plate with a normal steel plate. For this reason, as disclosed in JP-A-2001-318058, there is also a method for optically identifying both. Proposed. That is, in this publication, the light emitting source and the light receiving source are arranged so as to face the substantially flat surface of the steel plate. The light emitting source includes a light emitting device that includes a linear light emitting line in which a plurality of light emitting elements that emit point light are arranged closely on a straight line, and projects slit-like projection light of a parallel light beam group through a lens. As the light receiving light source, a light receiver having a light receiving line in which a plurality of light receiving elements are arranged closely in a straight line is used. And the light receiving line of a light receiver is arrange | positioned so that the slit-shaped projection light projected from the light emission line of a light emitter may traverse the center part of the slit-shaped reflected light reflected on the steel plate surface.
鋼板が防錆鋼板の場合、表面の光反射率は普通鋼板の反射率より低く、かつ、拡散し易くて、単線状の中央反射光の方向での両側方に広い領域に亘って拡散反射光が生じる。この拡散反射光が受光ラインの両側に入射するので、受光器の受光ラインの両側でもある程度の光を受光する。普通鋼板の場合は防錆鋼板よりも表面に光沢があるので、光の拡散が少ない。このため、受光ラインの中央から両側のラインに入射する拡散反射光が小さく抑えられ、受光器の受光ラインの中央で受光量が大きく、両側では受光量が小さい。このように、防錆鋼板と普通鋼板では、受光器の受光ライン全体の受光量分布が異なり、この受光量分布に基づいて普通鋼板と防錆鋼板を識別することができる。
特開2001−318058号公報に開示されたものは、非防錆圧延材(普通鋼板)と防錆圧延材(防錆鋼板)を光学的に識別することができ、機械的目印が不要であるが、識別精度をさらに良くしたい。 The thing disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-318058 can optically distinguish a non-rust-rolled rolled material (regular steel plate) and a rust-proof rolled material (rust-proof steel plate), and a mechanical mark is unnecessary. However, I want to improve the identification accuracy.
本発明者らは、特開2001−318058号公報に開示されたものとは別の手法により、普通鋼板と防錆鋼板をより精度よく識別できる光学的な識別方法を考案した。 The inventors of the present invention have devised an optical identification method capable of identifying a normal steel plate and a rust-proof steel plate with higher accuracy by a method different from that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-318058.
すなわち、識別対象である圧延材の圧延方向に対して、光の振動方向が平行または直角になるように圧延材表面に、一の方向に光の振動方向が調整された光を照射し、圧延材表面に照射した光の振動方向に対して偏光方向をずらして配設した偏光素子を通して、圧延材表面で反射した光を受光し、当該受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別するとよい。 That is, the surface of the rolled material is irradiated with light whose light vibration direction is adjusted in one direction so that the vibration direction of the light is parallel or perpendicular to the rolling direction of the rolled material to be identified, and rolled. Light reflected on the surface of the rolled material is received through a polarizing element arranged with the polarization direction shifted with respect to the vibration direction of the light irradiated on the surface of the material, and the non-rust-proof rolled material and rust-proof rolled based on the received light amount. It is good to identify the material.
また、識別対象である圧延材表面に対して照射方向を傾けて、一の方向に光の振動方向を調整した光を照射し、圧延材表面に対して受光方向を傾け、圧延材表面に照射される光の振動方向に対して偏光方向をずらして配設した偏光素子を通して、圧延材表面で反射した光を受光し、当該受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別することもできる。 Also, the irradiation direction is tilted with respect to the surface of the rolled material that is the object to be identified, light with the light vibration direction adjusted in one direction is irradiated, the light receiving direction is tilted with respect to the surface of the rolled material, and the surface of the rolled material is irradiated. The light reflected on the surface of the rolled material is received through a polarizing element arranged with the polarization direction shifted with respect to the vibration direction of the generated light, and the non-rust-proof rolled material and the rust-proof rolled material are identified based on the amount of received light. You can also
この圧延材識別方法は、一の方向に光の振動方向が調整された光が圧延材表面に照射され、照射された光の振動方向に対して、偏光方向をずらして配設した偏光素子を通して、圧延材表面で反射した光を受光する。照射された光が一の方向に光の振動方向が調整されているので、識別対象である圧延材が非防錆圧延材の場合は、その反射光は殆ど偏光素子で遮られ、受光部に入射する光は極めて小さいものになる。これに対し、識別対象である圧延材が防錆圧延材の場合は、その反射光には圧延材表面で拡散した光や相互反射した光が多く存在するために、圧延材表面で反射する光の振動方向はランダムな状態に変わる。このため、偏光素子を通過しうる方向に振動方向が変化した一部の反射光が、偏光素子を通過して受光部に入射する。このため、非防錆圧延材の場合に比べて、受光量が顕著に大きくなる。これにより、受光部で受光した受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を精度良く識別することができる。 In this rolled material identification method, light whose vibration direction is adjusted in one direction is irradiated on the surface of the rolled material, and the polarization direction is shifted with respect to the direction of vibration of the irradiated light through a polarizing element. The light reflected on the surface of the rolled material is received. Since the direction of vibration of light is adjusted in one direction of the irradiated light, when the rolled material to be identified is a non-rust-proof rolled material, the reflected light is mostly blocked by the polarizing element and Incident light is extremely small. On the other hand, when the rolled material to be identified is a rust-proof rolled material, the reflected light contains a lot of light diffused and inter-reflected light on the surface of the rolled material. The vibration direction changes to a random state. For this reason, a part of the reflected light whose vibration direction has changed to a direction that can pass through the polarizing element passes through the polarizing element and enters the light receiving unit. For this reason, compared with the case of a non-rust-proof rolled material, the amount of received light becomes remarkably large. Thereby, a non-rust-proof rolling material and a rust-proof rolling material can be distinguished accurately based on the amount of received light received by the light-receiving unit.
また、識別対象である圧延材表面に対して照射方向を傾けて、一の方向に光の振動方向を調整した光を照射し、圧延材表面に対して受光方向を傾け、圧延材表面に照射される光の振動方向に対して偏光方向をずらして配設した偏光素子を通して、圧延材表面で反射した光を受光した場合は、圧延材表面で反射する光の振動方向はランダムな状態に変わる防錆圧延材の方が、非防錆圧延材に比べて受光量が大きくなる。また、非防錆圧延材の圧延方向による影響も除外でき、受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を精度よく識別することもできる。 Also, the irradiation direction is tilted with respect to the surface of the rolled material that is the object to be identified, light with the light vibration direction adjusted in one direction is irradiated, the light receiving direction is tilted with respect to the surface of the rolled material, and the surface of the rolled material is irradiated. When the light reflected on the surface of the rolled material is received through a polarizing element arranged with the polarization direction shifted with respect to the vibration direction of the generated light, the vibration direction of the light reflected on the surface of the rolled material changes to a random state. The amount of received light is greater in the rust-proof rolled material than in the non-rust-proof rolled material. Moreover, the influence by the rolling direction of a non-rust-proof rolling material can also be excluded, and a non-rust-proof rolling material and a rust-proof rolling material can also be distinguished accurately based on the amount of received light.
以下、本発明の一実施形態に係る圧延材識別方法およびそれを具現化した装置を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a rolled material identification method and an apparatus embodying the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
圧延材識別方法は、図1に示すように、識別対象である圧延材20の圧延方向に対して、光の振動方向が平行または直角になるように圧延材20の表面に、一の方向に光の振動方向が調整された光c1を照射し、圧延材20の表面に照射した光c1の振動方向に対して偏光方向をずらして配設した偏光素子12aを通して、圧延材20の表面で反射した光c2を受光し、当該受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別するものである。
As shown in FIG. 1, the rolled material identification method is performed in one direction on the surface of the rolled
また、圧延材識別方法は、図1に示すように、一の方向に光の振動方向が調整された光c1を圧延材20の表面に照射する照射装置11と、圧延材20の表面で反射した光c2を、偏光素子12aを通して受光する受光装置12とを、照射装置11から照射される光の振動方向と、受光装置12の偏光素子12aの偏光方向との相対的な角度のずれ量を固定したユニット10aで構成したものを用い、ユニット10aの角度を変えつつ圧延材20の表面に対して光を照射し、ユニット10aの各角度において、受光装置12で受光した受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別するようにしてもよい。
In addition, as shown in FIG. 1, the rolled material identification method includes an
以下に、斯かる圧延材識別方法を具現化した圧延材識別装置の一実施形態を説明する。この圧延材識別装置10は、図1に示すように、照光部11と、受光部12と、識別部13で構成されている。
In the following, an embodiment of a rolled material identification device embodying such a rolled material identification method will be described. As shown in FIG. 1, the rolled
照光部11は、識別対象である圧延材20の圧延方向に対して、光の振動方向が平行または直角になるように圧延材表面に、一の方向に光の振動方向が調整された光を照射するものである。この実施形態では、照光部11には、第1偏光素子11aを通して圧延材20の表面に光を照射するものを用いている。すなわち、この照光部11は、圧延材20に対向するように配設され、光を発する発光手段としての発光素子11bを備え、発光素子11bの発光方向前方に第1偏光素子11aを配設している。なお、照光部11としては、予め一の方向に光の振動方向を調整した光を照射する発光素子(LED)を用いてもよい。
The
受光部12は、照光部11が圧延材表面に照射する光の振動方向に対して偏光方向をずらして配設した偏光素子12aを通して、圧延材表面で反射した光を受光するものである。この実施形態では、受光部12は照光部11の第1偏光素子11aに対して偏光方向をずらして配設した第2偏光素子12aを備え、この第2偏光素子12aを通して圧延材20の表面で反射した光を受光するものである。この実施形態では、光を受光する受光手段として、受光した光の光量に応じた電流が生じる受光素子12bを備えており、受光素子12bに対して、光が入射する方向の前方に第2偏光素子12aを配設している。なお、偏光素子としては、光を偏光する性質を備えた種々の媒体を用いることができ、例えば、偏光フィルムや偏光レンズなどの公知のものを用いることができる。
The
また、図示は省略するが、この実施形態では、照光部11と受光部12は、照光部11から照射される光c1の振動方向と受光部12に配設した偏光素子12の偏光方向との相対的な角度のずれを固定したユニット10aで構成している。すなわち、照光部11から圧延材20の表面に光を当てるとその反射光が受光部12に入射するように照光部11と受光部12を所定の配置で配設した一つのユニット10aで構成している。また、照光部11に配設した第1偏光素子11aの偏光方向aに対して、受光部12に配設した第2偏光素子12aの偏光方向bを90度ずらして固定的に配設している。
Although not shown in the drawings, in this embodiment, the
識別部13は、受光部12で受光した受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別するものである。この実施形態では、受光部12の受光素子12bに光が入射したことに応じて発せられる電気信号に基づいて受光量を算出し、この受光量に対して所定の閾値を設定し、斯かる閾値に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別する。
The
以下、この圧延材識別装置10の使用方法を説明する。
Hereinafter, the usage method of this rolling-
この圧延材識別装置10は、図1に示すように、照光部11を圧延材20の表面に光を照射するように、圧延材20の表面に対向させて配設する。そして、照光部11において第1偏光素子11aを通して圧延材20に光c1を照射し、圧延材20で反射した光c2を受光部12で受光する。識別部13においては、受光部12で受光した受光量に基づいて圧延材20が非防錆圧延材か防錆圧延材かを識別する。
As shown in FIG. 1, the rolled
照光部11から照射される光c1は、第1偏光素子11aにより偏光され、振動方向が一方向に調整されている。識別対象となる圧延材20が非防錆圧延材20aの場合は、図2に示すように、表面が比較的滑らかであるから、照射光c1はほとんど拡散されず、また、非防錆圧延材20aの表面で反射する際に、光の振動方向もほとんど変化しない。このため、反射光c2の振動方向は、照射光c1とほとんど同じ振動方向をもっている。
The light c1 emitted from the
この圧延材識別装置10では、受光部12に配設した第2偏光素子12aは、図1に示すように、第1偏光素子11aに対して偏光方向をずらしている。このため、第1偏光素子11aにより偏光されて非防錆圧延材20aの表面で反射した反射光c2は、第2偏光素子12aで遮断されて受光部12の受光素子12bにはほとんど入射せず、反射光c2のうち、振動方向が第2偏光素子12aを透過可能な方向に変化したわずかな光だけが第2偏光素子12aを透過するに過ぎない。このため、非防錆圧延材20aでは、受光部12で受光される受光量は極めて小さいものになる。
In this rolled
これに対して、圧延材20が防錆圧延材20bの場合は、図3に示すように、防錆処理により表面に防錆材料が付着しており、極めて微細な凹凸が存在している。例えば、防錆処理として合金化溶融亜鉛鍍金を施した場合は、亜鉛合金と基材との反応生成物が圧延材の表面に付着しており、これが防錆圧延材20bの表面に微細な凹凸を形成している。この微細な凹凸面は光を細かく反射させるため、防錆圧延材20bの表面では、光が拡散し、受光部12に向けて反射する反射光c2の全体的な光量は小さくなる。また、この反射光c2では、光の振動方向は、防錆圧延材20bの表面の微細な凹凸により、ランダムな方向に変えられる。このため、図4に示すように、受光部12に向けて反射する反射光c2には、第2偏光素子12aを通過する程度に光の振動方向が変えられた光が存在し、これが第2偏光素子12aを透過して受光素子12bに入射して検知される。なお、図3は、防錆圧延材20bの表面状態を模式的に示す拡大断面図であり、防錆圧延材20bの表面での光の拡散状況を示している。
On the other hand, when the rolling
このように、識別対象の圧延材が非防錆圧延材20aの場合は、反射光c2のほとんどが第2偏光素子12aで遮断されるのに対し、防錆圧延材20bの場合は、非防錆圧延材20aの場合に比べて第2偏光素子12aを通して受光素子12bで検知される受光量が大きくなる。その差は顕著であり、識別部13において、適切な閾値を設定することにより、両者を識別することができる。このように、この圧延材識別装置10によれば、受光部12で検知される受光量の差から非防錆圧延材20aと防錆圧延材20bの識別が行える。
Thus, when the rolled material to be identified is the non-rust-proof rolled
しかし、斯かる圧延材識別装置10においても、非防錆圧延材20aと防錆圧延材20bの識別が難しい場合がある。すなわち、非防錆圧延材20aにおいて、照射光c1を照射したところに、圧延時に圧延方向に生じる筋状の微細な圧延痕がある場合であって、斯かる圧延方向に対して、照光部11の第1偏光素子11aの偏光方向をある特別な角度でセットした場合には、非防錆圧延材でも受光量が増えて誤った識別がなされる場合がある。
However, even in such a rolled
例えば、第1偏光素子11aの偏光方向aに対して、第2偏光素子12aの偏光方向bを90度ずらして配設したユニットを用いる場合は、非防錆圧延材20aの圧延方向に対して、第1偏光素子11aの偏光方向を略45度ずらして配設する場合がこれに該当する。
For example, when using a unit in which the polarization direction b of the
すなわち、この場合には、照光部11から照射された照射光c1は、図5、図6に示すように、圧延時に生じた筋状の圧延痕30の斜面30a、30bで反射され、その反射光が受光部12に入射する。なお、図5、図6では、説明の便宜のため、圧延時に生じる圧延痕を強調し、実際よりも極めて大きく描写しているが、実際には、光学顕微鏡等で観察しないと分からない程度の微細なものであり、また形状も模式的に表したものである。
That is, in this case, as shown in FIGS. 5 and 6, the irradiation light c1 emitted from the
この際、圧延時に生じた筋状の圧延痕30は、多くの場合、図5に示すように、対向する斜面30a、30bを有している。非防錆圧延材20aの斯かる圧延痕30がある部分に法線方向から光を照射すると、光が対向した斜面30a、30bで反射し、光の振動方向x、yが鏡面対称で変化して反射しやすい傾向がある。具体的には、圧延材の圧延方向に対して+45度の振動方向xで入射した照射光c1は、圧延時に生じた筋状の圧延痕により反射する場合、筋状の圧延痕30の対向する斜面30a、30bを反射する際に、光の振動方向yが−45度に変わって反射される傾向がある。このため、第1偏光素子11aの偏光方向aに対して、第2偏光素子12aの偏光方向bを90度ずらして配設したユニットでは、第1偏光素子11aの偏光方向aが圧延材の圧延方向に対して+45度になるようにセットすると、非防錆圧延材では、圧延材の圧延痕に照射された照射光c1が、光の振動方向yが−45度に変わって反射される反射光c2が第2偏光素子12aを透過して受光素子12bで検知されることが生じる。
At this time, the streak-shaped rolling marks 30 generated during rolling often have opposed
このように、圧延材の圧延痕に照射された照射光c1が、圧延材の圧延痕で反射されて、第2偏光素子12aを透過して受光素子12bで検知される事象は、第1偏光素子11aの偏光方向aに対して、第2偏光素子12aの偏光方向bを90度ずらして配設したユニットに限らず生じる可能性がある。
Thus, the event that the irradiation light c1 irradiated to the rolling trace of the rolled material is reflected by the rolling trace of the rolled material, passes through the second
図7は、非防錆圧延材20aで表面に圧延時に生じた筋状の圧延痕30があるところに、照光部11から照射光c1を照射した場合で、圧延方向に対して圧延材識別装置10のユニットを平面視で回転させながら、受光部12で検知される受光量を調べた一例を示している。この図7において、圧延材識別装置10の非防錆圧延材20aの圧延方向に対する第1偏光素子11aの偏光方向の角度を周方向に取り、受光部12で検知される受光量の大きさを半径方向で示している。
FIG. 7 shows a case in which the irradiation light c1 is irradiated from the
防錆圧延材20bでは、図3に示すように、表面に防錆材料による微細な凹凸があり、反射光c2は光の振動方向がランダムな方向に変わるので、受光部12で検知される受光量は、ユニットを配設する角度によらず略一定である。図7中の破線Pは防錆圧延材20bの場合における受光量の平均値を示している。非防錆圧延材20aの場合で、圧延時に生じる筋状の圧延痕があるところで検査した場合は、図7中の実線Qで示されているように、ユニットを配設する角度を変えると、受光部12で検知される受光量が変化する。なお、非防錆圧延材20aの場合で、圧延時に生じる筋状の圧延痕がないところで検査した場合は、図7中の一点鎖線Rで示されているように、ユニットを配設する角度を変えても、受光部12で検知される受光量は小さいままである。なお、図7は、一例であり、圧延時に形成された筋状の圧延痕により、非防錆圧延材において、また、同じ非防錆圧延材でも部位において、個体差はある。
As shown in FIG. 3, the rust-proof rolled
図7中、q1〜q3で示す角度領域では受光部12で検知される受光量が多くなる。斯かる角度領域q1〜q3では、非防錆圧延材20aと防錆圧延材20bの受光量の差が小さくなり、両者の間に適切な閾値を設定することができず、両者を精度よく識別するのが難しくなる。
In FIG. 7, the amount of received light detected by the
このような事象は、非防錆圧延材20aに対し、圧延時に生じる筋状の圧延痕がある部分や、プレス成形などの後加工等により同様の筋状の加工痕を有する部分で検査を行い、かつ、照光部11に配設した第1偏光素子11aを、非防錆圧延材20aの圧延方向に対して特別な角度領域で配設した場合に生じる。
Such an event is inspected with respect to the non-rust-rolled rolled
識別対象となるワークによっては、識別する圧延材の圧延方向が明らかな場合がある。そのような場合は、圧延材に対してどのような方向で照光部11の第1偏光素子11aを設置すると不具合が出る場合があるかが明らかである。このような場合は、識別する圧延材の圧延方向に対して、第1偏光素子11aの偏光方向aを不具合が出るおそれのある角度領域を避けて圧延材識別装置10のユニットを配置するとよい。これにより、斯かる事象を回避できる。また、図7に示すように、例えば、圧延材の圧延方向に対して、第1偏光素子11aの偏光方向aが平行、または、直角になるように配設すると、上述したような事象は起こり難く、非防錆圧延材20aの場合の受光量が小さくなる。このため、圧延材の圧延方向に対して、第1偏光素子11aの偏光方向aを平行、または、直角になるように配設するとよい。
Depending on the workpiece to be identified, the rolling direction of the rolled material to be identified may be clear. In such a case, it is clear in which direction the first
識別対象となるワークによっては、識別する圧延材の圧延方向が不明な場合もある。このような場合は、例えば、図7に示すように、第1偏光素子11aの偏光方向と第2偏光素子12aの偏光方向の相対的な角度のずれ量を固定したユニットで構成したものでは、識別対象である圧延材の表面に対して、第1偏光素子11aの偏光方向aが変わるように、ユニットの角度を変えつつ第1偏光素子11aを通して光を照射し、ユニットの各角度で第2偏光素子12aを通して受光した受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別するとよい。この際、識別対象である圧延材の圧延方向に対し、照光部11から照射される光の振動方向が変わるように(図7に示す例では、第1偏光素子11aの偏光方向が変わるように)、ユニットの角度を変える角度調整機構(図示省略)を設けてもよく。角度調整機構により、識別対象である圧延材の圧延方向に対し、照光部11から照射される光の振動方向が変わるようにユニットの角度を変えつつ照光部11から圧延材表面に光を照射するとよい。そして、識別部により、角度調整機構によるユニットの角度と受光部が受光した受光量との関係に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別するとよい。
Depending on the workpiece to be identified, the rolling direction of the rolled material to be identified may be unknown. In such a case, as shown in FIG. 7, for example, a unit configured with a fixed amount of relative angular deviation between the polarization direction of the
この方法によれば、識別対象である圧延材が防錆圧延材である場合は、図7中の破線Pで示すように、ユニットの各角度で略一定の受光量が得られる。これに対し、識別対象である圧延材が非防錆圧延材の場合は、図7中の実線Qで示すように、ユニットの角度を変えると、ある角度領域では受光量が高くなるが、ある角度領域では受光量が低くなる傾向が得られる。 According to this method, when the rolled material to be identified is a rust-proof rolled material, a substantially constant amount of received light can be obtained at each angle of the unit as indicated by a broken line P in FIG. On the other hand, if the rolled material to be identified is a non-rust-proof rolled material, as shown by the solid line Q in FIG. 7, the amount of light received increases in a certain angle region when the unit angle is changed. There is a tendency that the amount of received light decreases in the angle region.
このように、識別対象である圧延材の圧延方向に対し、照光部11から照射される光の振動方向が変わるように、ユニットの角度を変えつつ第1偏光素子11aを通して光を照射し、ユニットの各角度で第2偏光素子12aを通して受光した受光量を勘案すれば、その傾向から非防錆圧延材と防錆圧延材を識別することができる。なお、この際、ユニットの角度は、全周に渡って変更しても良いが、非防錆圧延材と防錆圧延材を識別するのに、適当ないくつかの角度で検査してもよい。例えば、0度、45度、90度などの角度を予め定め、斯かる角度にユニットの角度を変えつつ、第1偏光素子11aを通して光を照射し、ユニットの各角度で第2偏光素子12aを通して受光した受光量の傾向に基づいて、非防錆圧延材と防錆圧延材を識別してもよい。
In this way, light is irradiated through the first
次に、非防錆圧延材と防錆圧延材を識別する別の実施形態の圧延材識別方法を説明する。上述したように、非防錆圧延材については、圧延痕がある部位では、識別対象である圧延材の圧延方向に対する、照光部から照射される光の振動方向の相対的な角度が、ある特別な角度において、受光量が大きくなる場合がある。このような事象が生じる場合には、防錆圧延材との識別が難しくなる。このため、非防錆圧延材と防錆圧延材を識別する圧延材識別方法としては、圧延痕がない部位か圧延痕がある部位かを問わず、さらに圧延方向が不明であってもその影響を受けずに、防錆圧延材と非防錆圧延材を識別できるものが好ましい。 Next, a rolled material identification method according to another embodiment for identifying a non-rust-proof rolled material and a rust-proof rolled material will be described. As described above, with respect to the non-rust-rolled rolled material, in a portion where there is a rolling mark, a relative angle of the vibration direction of the light irradiated from the illuminating unit with respect to the rolling direction of the rolled material to be identified is special. At a certain angle, the amount of received light may increase. When such an event occurs, it becomes difficult to distinguish from the rust-proof rolled material. For this reason, as a rolling material identification method for discriminating between a non-rust-proof rolled material and a rust-proof rolled material, regardless of whether there is no rolling trace or a rolling trace, even if the rolling direction is unknown, the effect It is preferable to be able to distinguish between a rust-proof rolled material and a non-rust-proof rolled material without being subjected to.
この圧延材識別方法は、図8に示すように、識別対象である圧延材20の表面21に対して照射方向Dを傾けて、一の方向に光の振動方向を調整した光c1を照射し、圧延材表面21に対して受光方向Eを傾け、圧延材表面21に照射される光c1の振動方向aに対して偏光方向bをずらして配設した偏光素子52aを通して、圧延材表面21で反射した光c2を受光し、当該受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別している。以下、その具現化した装置を説明する。
In this rolled material identification method, as shown in FIG. 8, the irradiation direction D is inclined with respect to the
斯かる圧延材識別方法を具現化した圧延材識別装置50は、図8に示すように、照光部51と、受光部52と、識別部53で構成するとよい。
As shown in FIG. 8, a rolled
照光部51は、図8に示すように、圧延材表面21に対して照射方向Dを傾けて配設され、一の方向に光の振動方向が調整された光c1を照射するものである。この実施形態では、照光部51は、圧延材表面21に対して照射方向Dを傾けて配設した発光素子51bと、発光素子51bの照光方向前方に配設され、発光素子51bで発光された光を一の方向に光の振動方向が調整する第1偏光素子51aを備えている。なお、照光部51としては、予め一の方向に光の振動方向を調整した光を照射する発光素子(LED)を用いてもよい。
As shown in FIG. 8, the
受光部52は、圧延材表面21に対して受光方向Eを傾けて配設している。そして、照光部51から圧延材表面21に照射される光c1の振動方向aに対して偏光方向bをずらして配設した偏光素子51aを通して、圧延材表面21で反射した光c2を受光するものである。この実施形態では、受光部52は照光部51の第1偏光素子51aの偏光方向aに対して偏光方向bをずらして配設した第2偏光素子52aと、第2偏光素子52aの受光方向Eの後方に、光を受光する受光手段52bを備えている。受光手段としては、受光した光の光量に応じた電流が生じる受光素子52bを用いている。偏光素子51a、51bとしては、光を偏光する性質を備えた種々の媒体を用いることができ、例えば、偏光フィルムや偏光レンズなどの公知のものを用いることができる。なお、この実施形態では、受光部52は、圧延材表面21に対して、照光部51の照射方向Dと同じ方向に受光方向Eを傾けて配設しているが、受光部52は、圧延材表面21に対して受光方向Eを傾けて配設してあればよく、必ずしも照光部51の照射方向Dと同じ方向に受光方向Eを傾けて配設する必要はない。
The
識別部53は、受光部52で受光した受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別するものである。
The
照光部51と受光部52には、上述した実施形態と同様に、照光部51から照射される光c1の振動方向aと受光部52に配設した偏光素子52aの偏光方向bとの相対的な角度のずれを固定したユニットを用いることができる。この実施形態では、照光部51に配設した第1偏光素子51aの偏光方向aに対して、受光部52に配設した第2偏光素子52aの偏光方向bを90度ずらして固定的に配設したユニット50aを用いている。
Similarly to the above-described embodiment, the
この圧延材識別装置50では、図8に示すように、照光部51の照射方向Dと受光部52の受光方向Eを圧延材表面に対して同じ方向に傾けて配設している。換言すれば、照光部51の照射方向Dと受光部52の受光方向を圧延材表面21の法線方向Fに対して、所定の角度傾けて配設している。
In this rolled
非防錆圧延材20aで圧延痕がない部位に照光部51から光c1が照射された場合は、図8に示すように、圧延材20の表面21が滑らかなので、圧延材表面21で反射した反射光c2はそのままでは受光部52には入射しない方向に反射する。このため、受光部52で検知される受光量は小さい。
When the light c1 is irradiated from the
また、図9(a)に示すように、非防錆圧延材20aで圧延痕30がある部位に照光部51から光c1が照射された場合でも、図9(b)に示すように、圧延痕30の斜面30aに対して、照光部51が正対していなければ、圧延痕30の斜面30aで反射した光c2は、そのまま受光部52には入射しない方向に反射する。このため、受光部52で検知される受光量は小さい。
Further, as shown in FIG. 9 (a), as shown in FIG. 9 (b), even when the light c1 is irradiated from the illuminating
また、非防錆圧延材20aで圧延痕30がある部位に照光部51から光c1が照射された場合で、図10に示すように、圧延痕30の斜面30aに対して、照光部51が正対している場合は、圧延痕30の斜面30aで反射した光c2が受光部52には入射する方向に反射する。しかし、この場合でも、照光部51に配設した第1偏光素子51aの偏光方向aと、受光部52に配設した第2偏光素子52aの偏光方向bがずれているため、圧延痕30の斜面30aで反射した光c2は、受光部52の第2偏光素子52aにより遮断され、受光部52には入射しない。このため、この場合でも受光部52で検知される受光量は小さい。
Moreover, in the case where the light c1 is irradiated from the
このように、圧延材20が非防錆圧延材20aである場合には、照射した部位が、圧延痕30がある部位であるか否かに関係なく、また圧延材20の圧延方向にも関係なく、総じて受光部52で検知される受光量は小さくなる。
Thus, when the rolled
これに対し、圧延材20が防錆圧延材20bである場合は、図3に示すように、圧延材表面21において光が拡散および相互反射することにより、照射光c1の偏光が解消されて反射され、反射光c2の振動方向もランダムな方向に変わるため、受光部52には相当の受光量が検知される。
On the other hand, when the rolled
このように、この圧延材識別方法によれば、識別対象である圧延材が非防錆圧延材の場合は、圧延材が防錆圧延材の場合に比べて受光量を十分に低く抑えることができる。この場合、防錆圧延材と非防錆圧延材との受光量の差にしきい値を設定することも可能であり、防錆圧延材と非防錆圧延材の識別を容易かつ確実に行うことができる。 Thus, according to this rolled material identification method, when the rolled material to be identified is a non-rust-rolled rolled material, the amount of light received can be suppressed sufficiently low compared to the case where the rolled material is a rust-proof rolled material. it can. In this case, it is also possible to set a threshold value for the difference in the amount of light received between the rust-proof rolled material and the non-rust-proof rolled material, and to easily and reliably identify the rust-proof rolled material and the non-rust-proof rolled material. Can do.
例えば、照光部51の照射方向Dと受光部52の受光方向Eを圧延材表面21の法線方向Fに対して45度傾けて配設した場合には、図11に示すように、両者には、受光量の差が顕著に現れる。図11において、白抜き四角のプロットが防錆圧延材20bの測定値であり、黒塗り四角のプロットが非防錆圧延材20aの測定値である。また、図11中の横軸は、圧延材の圧延方向と照光部51の第1偏光素子51aの偏光方向aとの関係を示すものである。この試験結果からもわかるように、圧延材20の圧延方向と照光部51の第1偏光素子51aの偏光方向aとの関係には関係なく、非防錆圧延材20aの測定値と防錆圧延材20bの測定値との間に十分な差が生じさせることができる。このため、非防錆圧延材での測定値と防錆圧延材での測定値との間に、しきい値を設定することができ、両者の識別が可能になる。
For example, in the case where the irradiation direction D of the
なお、図11に示す試験では、非防錆圧延材としてJIS−SPCC材を用い、防錆圧延材として、JIS−SGCCの合金化溶融亜鉛鍍金鋼板を用いた。また、この測定値は、株式会社キーエンス製の測定装置CZ−H35Sを用い、これに株式会社キーエンス製のアンプCZ−V21を取り付けて測定したものである。測定装置CZ−H35Sは、圧延材から35mmの距離離れた位置に設置して測定した。縦軸の測定値は、当該測定装置により測定された受光量の測定値であって、数値が大きいほど受光量が大きいことを示している。 In the test shown in FIG. 11, a JIS-SPCC material was used as the non-rust-proof rolled material, and a JIS-SGCC galvannealed steel sheet was used as the rust-proof rolled material. Further, this measured value is measured by using a measuring device CZ-H35S manufactured by Keyence Corporation and attaching an amplifier CZ-V21 manufactured by Keyence Corporation. The measuring device CZ-H35S was installed and measured at a position 35 mm away from the rolled material. The measurement value on the vertical axis is the measurement value of the amount of received light measured by the measurement device, and the larger the value, the greater the amount of received light.
この圧延材識別方法では、圧延材表面21に対して照射方向Dを傾けた角度αは、圧延材の材質、防錆圧延材の防錆方法などを考慮して、圧延材20の圧延方向と照光部51の第1偏光素子51aの偏光方向aとの関係には関係なく、非防錆圧延材の受光量の測定値と防錆圧延材の受光量の測定値との間に、しきい値を設定し得るように、両者に十分な差が生じるような角度に設定すればよい。
In this rolled material identification method, the angle α inclining the irradiation direction D with respect to the rolled
本発明者らは、この圧延材識別方法において、図12、図13に示すように、圧延材表面21の法線方向Fに対して照光部51の照射方向Dを傾ける角度(傾倒角α)を種々変え、さらに、圧延材20の圧延方向と照光部51の第1偏光素子の偏光方向aとの関係を変えながら、非防錆圧延材20aの受光量と防錆圧延材20bの受光量との関係を調べた。図12は、圧延材表面21の法線方向Fに対して照光部51の照射方向Dを傾ける角度(傾倒角α)を0度から80度まで10度刻みでデータを抽出したものであり、図13は傾倒角αを5度から75度まで10度刻みでデータを抽出したものである。
In this rolled material identification method, the present inventors tilted the irradiation direction D of the
なお、圧延材表面21に対して照射方向Dを傾けた角度αが小さく、照射方向Dを圧延材表面21の法線方向Fに近づけていくと、照光部51の偏光素子の偏光方向と、非防錆圧延材の圧延方向との関係において変動する非防錆圧延材の受光量のピークと、防錆圧延材の受光量との差が小さくなり、しきい値を設定し、非防錆圧延材と防錆圧延材を識別することが難しくなる。
Note that when the angle α in which the irradiation direction D is inclined with respect to the rolled
また、圧延材表面21に対して照射方向Dを傾けた角度αが大きく、照射方向Dを圧延材表面21に対して寝かせていくと、防錆圧延材の受光量と非防錆圧延材の受光量がともに小さくなり、非防錆圧延材と防錆圧延材の受光量の差が小さくなる。このため、非防錆圧延材と防錆圧延材の受光量の間にしきい値を設定し、非防錆圧延材と防錆圧延材を識別することが難しくなる。
Further, when the angle α in which the irradiation direction D is inclined with respect to the rolled
本発明者らは、このような試験を、非防錆圧延材と防錆圧延材の材質を変え、さらに試験条件についても、種々変えて行った。その結果、一般的には、照光部51は、圧延材表面21の法線方向Fに対して照光部51の照射方向Dを傾ける角度(傾倒角α)を20度から70度の角度範囲で傾けて配設するとよいことがわかった。なお、好ましくは、下限は25度以下とし、上限は65度以上とする角度範囲で傾けて配設するのがよく、さらに好ましくは圧延材表面に対して照射方向を45度の近い角度領域で設定するのがよいことがわかった。
The present inventors conducted such a test by changing the materials of the non-rust-proof rolled material and the rust-proof rolled material, and also changing the test conditions in various ways. As a result, in general, the
このように、この実施形態に係る圧延材識別方法によれば、圧延材が非防錆圧延材であるか、防錆圧延材であるかを識別することができる。この際、圧延痕がない部位か圧延痕がある部位かを問わず、さらに圧延材をプレス成形したときなどに生じる筋状の加工痕がある部位であるかを問わず、また、さらに圧延方向が不明であってもその影響を受けずに、当該圧延材が非防錆圧延材であるか防錆圧延材であるかを識別できる。 Thus, according to the rolled material identification method according to this embodiment, it is possible to identify whether the rolled material is a non-rust-proof rolled material or a rust-proof rolled material. At this time, regardless of whether there are no rolling traces or rolling traces, whether or not there is a streak-like processing trace that occurs when the rolled material is press-formed, and also in the rolling direction Even if it is unknown, it is possible to identify whether the rolled material is a non-rust-rolled rolled material or a rust-proof rolled material without being affected by it.
以上、本発明の実施形態に係る圧延材識別装置を説明したが、本発明は、上記の実施形態には限定されず、種々の変更が可能である。 Although the rolled material identification device according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
10 圧延材識別装置
11 照光部(照光装置)
11a 第1偏光素子
11b 発光素子(発光手段)
12 受光部(受光装置)
12a 第2偏光素子
12b 受光素子(受光手段)
13 識別部
20 圧延材
20a 非防錆圧延材
20b 防錆圧延材
21 圧延材表面
30 筋状の圧延痕
30a、30b 圧延痕の斜面
50 圧延材識別装置
51 照光部
51a 偏光素子
51b 発光素子
52 受光部
52a 偏光素子
52b 受光素子
53 識別部a 第1偏光素子の偏光方向
b 第2偏光素子の偏光方向
c1 照射光
c2 反射光
D 照射方向
E 受光方向
F 法線方向
x 照射光の振動方向
y 反射光の振動方向
α 傾倒角
10 Rolled
11a
12 Light receiving part (light receiving device)
12a
DESCRIPTION OF
Claims (7)
圧延材表面に対して照射方向を傾けて配設され、一の方向に光の振動方向が調整された光を照射する照光部と、
前記圧延材表面に対して受光方向を傾けて配設され、前記照光部から圧延材表面に照射される光の振動方向に対して偏光方向をずらした偏光素子を通して、前記圧延材表面で反射した光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別する識別部とを備えた圧延材識別装置。 A rolling material identification device for identifying a non-rust rolling material and a rust rolling material,
An illumination unit that irradiates light with an irradiation direction inclined with respect to the surface of the rolled material, and irradiates light in which the vibration direction of light is adjusted in one direction;
The light receiving direction is inclined with respect to the surface of the rolled material, and the light is reflected on the surface of the rolled material through a polarizing element whose polarization direction is shifted with respect to the vibration direction of light applied to the surface of the rolled material from the illumination unit. A light receiving portion for receiving light;
A rolled material identification apparatus comprising a non-rust-proof rolled material and an identification unit for identifying a rust-proof rolled material based on the amount of light received by the light-receiving unit.
識別対象である圧延材の圧延方向に対して、光の振動方向が平行または直角になるように圧延材表面に、一の方向に光の振動方向が調整された光を照射する照光部と、
前記照光部から圧延材表面に照射される光の振動方向に対して偏光方向をずらした偏光素子を通して、前記圧延材表面で反射した光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別する識別部とを備えた圧延材識別装置。 A rolling material identification device for identifying a non-rust rolling material and a rust rolling material,
An illumination unit that irradiates the rolled material surface with light in which the vibration direction of light is adjusted in one direction so that the vibration direction of light is parallel or perpendicular to the rolling direction of the rolled material that is the identification target;
A light receiving unit that receives light reflected by the surface of the rolled material, through a polarizing element whose polarization direction is shifted with respect to the vibration direction of the light applied to the surface of the rolled material from the illumination unit;
A rolled material identification apparatus comprising a non-rust-proof rolled material and an identification unit for identifying a rust-proof rolled material based on the amount of light received by the light-receiving unit.
識別対象である圧延材の圧延方向に対し、前記照光部から照射される光の振動方向が変わるように、前記ユニットの角度を変える角度調整機構を設け、
前記角度調整機構により、ユニットの角度を変えつつ照光部から圧延材表面に光を照射し、前記識別部により、前記ユニットの角度と受光部が受光した受光量との関係に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別することを特徴とする請求項4に記載の圧延材識別装置。 The illumination unit and the light receiving unit are configured by a unit in which a relative angular deviation between a vibration direction of light emitted from the illumination unit and a polarization direction of a polarizing element disposed in the light receiving unit is fixed,
Provided with an angle adjustment mechanism that changes the angle of the unit so that the vibration direction of the light irradiated from the illumination unit changes with respect to the rolling direction of the rolled material to be identified;
The angle adjustment mechanism irradiates light from the illumination part to the surface of the rolled material while changing the angle of the unit, and the identification part makes non-rust prevention based on the relationship between the angle of the unit and the amount of light received by the light receiving part. The rolled material identification device according to claim 4, wherein the rolled material and the rust-proof rolled material are identified.
前記ユニットの角度を変えつつ前記圧延材表面に対して光を照射し、前記ユニットの各角度において、前記受光装置で受光した受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別することを特徴とする圧延材識別方法。 An irradiation device for irradiating the surface of the rolled material with light whose light oscillation direction is adjusted in one direction and a light receiving device for receiving the light reflected by the surface of the rolled material through a polarizing element are irradiated from the irradiation device. Using a unit composed of a fixed amount of relative angular deviation between the vibration direction of light and the polarization direction of the polarizing element of the light receiving device,
Light is applied to the surface of the rolled material while changing the angle of the unit, and at each angle of the unit, a non-rust-proof rolled material and a rust-proof rolled material are identified based on the amount of light received by the light receiving device. A method for identifying a rolled material.
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