JP2009008659A - 表面疵検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面疵の過検出を抑制して表面疵を精度良く検出することが可能な表面疵検査方法及び装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る表面疵検査装置１００は、渦流探傷又は漏洩磁束探傷を行うことによって被検査材Ｂに存在する表面疵候補を検出する探傷装置１と、探傷装置によって表面疵候補が検出された場合に、当該表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像する撮像手段２と、撮像手段で撮像した前記所定領域の撮像画像に対して、表面疵に対応する画素領域を抽出するための所定の画像処理を施す画像処理手段３とを備える。画像処理手段は、前記画像処理によって表面疵に対応する画素領域が抽出された場合に、前記所定領域に表面疵が存在すると判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、棒鋼、鋼管、鋼片、鋼板等の各種の被検査材の表面疵を検査する方法及び装置に関する。特に、本発明は、表面疵の過検出を抑制して表面疵を精度良く検出することが可能な表面疵検査方法及び装置に関する。

従来より、棒鋼等の被検査材の表面疵は、渦流探傷装置や漏洩磁束探傷装置等の非破壊検査装置を用いて検査されている。これら非破壊検査装置によって得られる探傷信号には、電気的ノイズ或いは被検査材の搬送時のガタ等に起因した外乱ノイズや、被検査材の内質異常（加工層や組織の異常）や被検査材の粗さ等の表面性状の影響に起因したノイズ等のノイズ信号が疵検出信号に重畳され、実際には表面疵が存在しないにも関わらず、表面疵が存在すると判定される（過検出される）場合がある。このため、非破壊検査装置によって表面疵が存在すると判定された場合、被検査材の全てを不良品として扱うか、目視検査を行って良品、不良品を判別するか、或いは、再び非破壊検査装置によって検査する方法が実施されている。被検査材の全てを不良品として扱う方法では、実際には表面疵が存在しないにも関わらず不良品として扱うため、被検査材の製品歩留まりが低下するという問題がある。また、目視検査を行う方法では、検査員の手間や人手のコストが掛かる他、検査員の個人差によって検査結果が左右される（場合によっては表面疵の見逃し（未検出）が発生する）という問題がある。さらに、再び非破壊検査装置によって検査する方法についても、検査員の手間や人手のコストが掛かるという問題がある。

これに対して、例えば、特許文献１には、表面疵の誤検出（過検出）を抑制することを目的として、極性の異なる２つのコイルを備えた自己比較方式の渦流探傷装置において、欠陥判定回路として、検波器からの信号の極性に応じて、それぞれを閾値と比較する＋側極性判定回路及び−側極性判定回路と、＋側極性信号の判定を行ってから該信号に対応する−側極性信号を検出するまでの時間を測定する待ち時間測定回路とを設けた渦流探傷装置が開示されている。

また、特許文献２には、断面円形で周面が螺旋状に研磨または研削された被検査材の探傷方法であって、被検査材の検査ラインにおいて、渦流探傷法および光学式撮像手段を用いる表面疵探傷法を連続して行う探傷方法が開示されている。
特開２００３−４７０８号公報 特開２００７−３０９６９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置は、表面疵の有無を直接的に（視覚的に）確認するものではなく、あくまでも被検査材に誘起された渦電流の変化を検出する構成であるため、前述したような各種ノイズの影響を完全に無くすことができず、以前として表面疵の過検出が生じるという問題がある。

また、特許文献２に記載の方法は、渦流探傷法および光学式撮像手段を用いる表面疵探傷法を単に連続して行うに過ぎず、各探傷法による探傷結果を独立別個に評価するため、渦流探傷法による表面疵の過検出を抑制することはできない。

本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、表面疵の過検出を抑制して表面疵を精度良く検出することが可能な表面疵検査方法及び装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、渦流探傷又は漏洩磁束探傷を行うことによって被検査材に存在する表面疵候補を検出するステップと、表面疵候補が検出された場合に、当該表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像するステップと、前記所定領域の撮像画像に対して、表面疵に対応する画素領域を抽出するための所定の画像処理を施すステップと、前記画像処理によって表面疵に対応する画素領域が抽出された場合に、前記所定領域に表面疵が存在すると判定するステップとを含むことを特徴とする表面疵検査方法を提供するものである。

斯かる発明によれば、従来と同様の渦流探傷又は漏洩磁束探傷を行うことによって被検査材に存在する表面疵候補を検出した場合に、この検出した表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像し、所定領域の撮像画像に対して画像処理を施すことにより表面疵の有無を判定する（画像処理によって表面疵に対応する画素領域が抽出された場合に、所定領域に表面疵が存在すると判定する）ことになる。従って、たとえ渦流探傷又は漏洩磁束探傷単独では表面疵を過検出したとしても、最終的には、渦流探傷等に生じるノイズの影響を受けない撮像画像に対して画像処理を施した結果に応じて表面疵の有無を判定するため、表面疵の過検出が抑制され表面疵を精度良く検出可能である。このため、被検査材の製品歩留まりの低下を抑制することが可能である。また、作業員による目視検査や、渦流探傷や漏洩磁束探傷による再検査が不要となるため、表面疵の見逃しが防止されると共に、検査員の手間や人手のコストを低減することも可能である。

また、前記課題を解決するため、本発明は、渦流探傷又は漏洩磁束探傷を行うことによって被検査材に存在する表面疵候補を検出する探傷装置と、前記探傷装置によって表面疵候補が検出された場合に、当該表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した前記所定領域の撮像画像に対して、表面疵に対応する画素領域を抽出するための所定の画像処理を施す画像処理手段とを備え、前記画像処理手段は、前記画像処理によって表面疵に対応する画素領域が抽出された場合に、前記所定領域に表面疵が存在すると判定することを特徴とする表面疵検査装置としても提供される。

好ましくは、本発明に係る表面疵検査装置は、前記撮像手段を駆動制御する制御手段を更に備え、前記探傷装置と前記撮像手段とは、被検査材を搬送して表面疵検査を行うための同一の検査ラインに配置されると共に、前記撮像手段は、前記探傷装置に対して被検査材の搬送方向下流側に配置されており、前記制御手段は、前記探傷装置によって表面疵候補が検出された場合に、被検査材が搬送されることによって前記検出された表面疵候補が前記撮像手段の配置位置に到達したタイミングで、前記撮像手段を駆動制御して前記表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像させる構成とされる。

斯かる好ましい構成によれば、探傷装置と撮像手段とが同一の検査ラインに配置され、探傷装置で表面疵候補を検出した後に、引き続いて探傷装置で検出した表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像手段で撮像して画像処理を施すため、被検査材の表面疵を効率良く検出することが可能である。

好ましくは、前記探傷装置は、断面略円形の被検査材に存在する表面疵候補の周方向位置を特定し、前記撮像手段は、断面略円形の被検査材の周方向に沿って配置された複数の撮像器を具備し、前記探傷装置によって表面疵候補が検出された場合に、当該表面疵候補の特定された周方向位置に対応する撮像器によって当該表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像する。

斯かる好ましい構成によれば、撮像手段が具備する複数の撮像器の内、表面疵候補の特定された周方向位置に対応する撮像器によって当該表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像するため、当該表面疵候補の周方向位置に対応しない他の撮像器によって当該表面疵候補を含まない被検査材表面を撮像する必要が無くなる。このため、被検査材表面に存在する表面疵以外の微細な凹凸や、被検査材表面に付着した粉塵等が、画像処理手段によって表面疵に対応する画素領域として抽出される虞が低減し、表面疵の過検出を抑制して表面疵をより一層精度良く検出可能である。

本発明に係る表面疵検査方法及び装置によれば、表面疵の過検出が抑制され表面疵を精度良く検出可能である。このため、被検査材の製品歩留まりの低下を抑制することが可能である。また、作業員による目視検査や、渦流探傷や漏洩磁束探傷による再検査が不要となるため、表面疵の見逃しが防止されると共に、検査員の手間や人手のコストを低減することも可能である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について、被検査材が断面略円形の棒鋼である場合を例に挙げて説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る表面疵検査装置の概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は被検査材の搬送方向に直交する方向から見た側面図を、図１（ｂ）は被検査材の搬送方向から見た撮像手段の正面図を示す。図２は、図１に示す探傷装置の概略構成を示す模式図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る表面疵検査方法の概略手順を示すフロー図である。図１に示すように、本発明に係る表面疵検査装置１００は、渦流探傷又は漏洩磁束探傷を行うことによって被検査材Ｂに存在する表面疵候補を検出する探傷装置１と、探傷装置１によって表面疵候補が検出された場合に、当該表面疵候補を含む被検査材Ｂ表面の所定領域を撮像する撮像手段２と、撮像手段２で撮像した前記所定領域の撮像画像に対して、表面疵に対応する画素領域を抽出するための所定の画像処理を施す画像処理手段３とを備えている。また、本実施形態に係る表面疵検査装置１００は、好ましい構成として、撮像手段２を駆動制御する制御手段４を更に備えている。本実施形態において、探傷装置１と撮像手段２とは、被検査材Ｂを図１の矢符Ｘの方向に搬送して表面疵検査を行うための同一の検査ラインに配置されると共に、撮像手段２は、探傷装置１に対して被検査材Ｂの搬送方向下流側に配置されている。

本実施形態に係る探傷装置１は、渦流探傷を行う装置とされている。図１又は図２に示すように、本実施形態に係る探傷装置１は、差動型コイル１１と、探傷器１２とを備えている。

差動型コイル１１は、被検査材Ｂを挿通し、被検査材Ｂに交流磁界を作用させて渦電流を誘起すると共に、被検査材Ｂに誘起された渦電流を検出するように構成されている。具体的に説明すれば、本実施形態に係る差動型コイル１１は、被検査材Ｂに交流磁界を作用させる励磁コイル（図示せず）と、渦電流を検出するための検出コイルとが別体とされた相互誘導型コイルである。そして、前記検出コイルが一対のコイル１１ａ、１１ｂからなり、各コイル１１ａ、１１ｂでの検出信号の差を出力するように構成された、いわゆる自己比較方式のコイルとされている。前記励磁コイルは、被検査材Ｂの軸方向に交流磁界を作用させる一方、コイル１１ａ、１１ｂは、渦電流によって生じる被検査材Ｂの軸方向の交流磁界の変化を検出する。各コイル１１ａ、１１ｂは、被検査材Ｂの軸方向に離間して配置されており、被検査材Ｂが軸方向に搬送されれば、差動型コイル１１からは、各コイル１１ａ、１１ｂに対向する被検査材Ｂの部位についての検出信号の差が出力される。

探傷器１２は、差動型コイル１１に交流電流を通電すると共に、差動型コイル１１から出力された検出信号に基づいて、被検査材Ｂに存在する表面疵候補を検出するように構成されている。具体的には、本実施形態に係る探傷器１２は、発振器１２１、増幅器１２２、同期検波器１２３、ハイパスフィルタ１２４、Ａ／Ｄ変換器１２５及び判定部１２６を備える。

発振器１２１は、差動型コイル１１の励磁コイルに所定周波数の交流電流を供給する。これにより、前述のように、被検査材Ｂの軸方向に交流磁界が生じ、被検査材Ｂに渦電流が誘起される。

差動型コイル１１から出力された検出信号（具体的には、各コイル１１ａ、１１ｂでの検出信号の差）は、増幅器１２２によって増幅された後、同期検波器１２３に出力される。同期検波器１２３は、発振器１２１から出力される参照信号に基づき、増幅器１２２の出力信号を同期検波する。具体的に説明すれば、発振器１２１から同期検波器１２３に向けて、差動型コイル１１に供給する交流電流と同一の周波数を有する第１参照信号と、該第１参照信号の位相を９０°だけ移相した第２参照信号とが出力される。そして、同期検波器１２３は、増幅器１２２の出力信号から、第１参照信号の位相と同位相の信号成分（Ｘ信号）及び第２参照信号の位相と同位相の信号成分（Ｙ信号）を分離・抽出する。分離・抽出されたＸ信号及びＹ信号は、ハイパスフィルタ１２４に出力される。

ハイパスフィルタ１２４は、同期検波器１２３から出力されたＸ信号及びＹ信号から所定の低周波成分を除去し、Ａ／Ｄ変換器１２５に出力する。Ａ／Ｄ変換器１２５は、ハイパスフィルタ１２４の出力信号をＡ／Ｄ変換し、判定部１２６に出力する。

判定部１２６は、Ａ／Ｄ変換器１２５の出力データ（すなわち、ハイパスフィルタ１２４によって低周波成分が除去されたＸ信号及びＹ信号をＡ／Ｄ変換したデジタルデータ。以下、Ｘ信号データ及びＹ信号データという）に基づいて、被検査材Ｂに存在する表面疵候補を検出する。具体的に説明すれば、判定部１２６は、Ｘ信号データ又はＹ信号データが予め定めたしきい値よりも大きい場合や、或いは、Ｘ信号データ及びＹ信号データから算出される振幅Ｚ（Ｚ＝（Ｘ^２＋Ｙ^２）^１／２）が予め定めたしきい値よりも大きい場合等に、被検査材Ｂに表面疵候補が存在すると判定する。表面疵候補が存在すると判定した場合、判定部１２６は、画像処理手段３及び制御手段４に対して、表面疵候補検出信号を出力する。

以上に説明した構成を有する探傷装置１によって探傷が行われ（図３のＳ１参照）、表面疵候補が検出された場合（図３のＳ２参照）、前述のように、撮像手段２は、探傷装置１によって検出した表面疵候補を含む被検査材Ｂ表面の所定領域を撮像する（図３のＳ３参照）。なお、表面疵候補が検出されなかった場合には、撮像手段２による撮像は行われない。そして、被検査材Ｂの全長に亘って表面疵候補が検出されなかった場合（表面疵候補検出信号が入力されなかった場合）、画像処理手段３は、当該被検査材Ｂには表面疵が存在しない（良品である）と判定する（図３のＳ４参照）。

本実施形態に係る撮像手段２は、被検査材Ｂの周方向に沿って配置された複数の撮像器（本実施形態では高速度シャッター（例えば、シャッタースピード１／６０００秒）付きＣＣＤカメラ）２１を備えている。本実施形態では、被検査材Ｂの軸方向に直交する方向に視線を有し、且つ、被検査材Ｂの周方向に沿って約９０°ピッチで、４つの撮像器２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが配置されている。各撮像器２１の撮像視野は、部分的にオーバラップするように設定されている。本実施形態では、静止状態の被検査材Ｂの軸方向に約５０ｍｍ、被検査材Ｂの周方向に約２５ｍｍの撮像視野が設定されており、撮像画像の１画素当たりの分解能は約５０μｍである。なお、本実施形態では、被検査材Ｂの周方向に沿って４つの撮像器２１が配置された構成について例示したが、本発明はこれに限るものではなく、６つの撮像器２１を配置するなど、被検査材Ｂの表面を適切に撮像できると共に、過度に多くの撮像器２１を配置することによってコストの増大を招く虞のない限りにおいて、任意の数の撮像器２１を配置することが可能である。

また、本実施形態に係る撮像手段２は、撮像器２１に対して被検査材Ｂの搬送方向上流側及び下流側にそれぞれ配置された一対の光源２２（２２ａ、２２ｂ）を備えている。本実施形態に係る各光源２２は、内面２２１Ｓが透明乃至半透明な材料や拡散板で構成された環状の筐体２２１と、筐体２２１に内蔵された環状のストロボ照明２２２とを備えている。上流側に配置されたストロボ照明２２２ａ及び下流側に配置されたストロボ照明２２２ｂから出射した光の一部は、各筐体２２１ａ、２２１ｂの内面２２１Ｓを介して、被検査材Ｂの表面（各筐体２２１ａ、２２１ｂの間に位置する部位）に照射される。前述のように、撮像器２１は被検査材Ｂの軸方向に直交する方向に視線を有するため、ストロボ照明２２２から被検査材Ｂの表面に照射された光の内、直接反射光ではなく、散乱光が撮像器２１によって受光される。被検査材Ｂに表面疵が存在する場合、表面疵が粗面であることや表面疵のエッジ部の凹凸の影響等により、表面疵が存在しない場合と比べて散乱光の光量が増すため、撮像器２１で撮像した撮像画像において、表面疵に対応する画素領域は明るくなり、表面疵が存在しない画素領域は暗くなる。

以上に説明した撮像手段２は、前述のように、制御手段４によって駆動制御される。本実施形態に係る制御手段４は、撮像器２１が具備するシャッターを駆動制御するためのシャッター制御手段４１と、光源２２が具備するストロボ照明２２２を駆動制御するためのストロボ制御手段４２とを備えている。そして、制御手段４は、探傷装置１によって表面疵候補が検出された場合に、被検査材Ｂが搬送されることによって前記検出された表面疵候補が撮像手段２の配置位置に到達したタイミングで、撮像手段２を駆動制御して前記表面疵候補を含む被検査材Ｂ表面の所定領域を撮像させるように動作する。

具体的に説明すれば、以下の通りである。制御手段４には、探傷器１２から出力された表面疵候補検出信号が入力される。そして、制御手段４は、表面疵候補検出信号が入力されてから表面疵候補が撮像手段２の配置位置（撮像器２１の配置位置）に到達するまでの時間Ｔが経過したときに、撮像手段２を駆動制御する。経過時間Ｔは、探傷装置１と撮像手段２との離間距離（差動型コイル１１と撮像器２１との離間距離）Ｌ（図１参照）、及び、被検査材Ｂの搬送速度Ｖに基づいて、Ｔ＝Ｌ／Ｖで算出される。より具体的には、制御手段４が具備するシャッター制御手段４１は、表面疵候補検出信号が入力されてから経過時間Ｔが経過したタイミングで、撮像器２１が具備するシャッターを所定のシャッタースピードで開閉させる。一方、制御手段４が具備するストロボ制御手段４２は、表面疵候補検出信号が入力されてから経過時間Ｔが経過したタイミングで、光源２２が具備するストロボ照明２２２を発光させる。以上に説明した制御手段４の動作により、表面疵候補を含む被検査材Ｂ表面の所定領域を撮像することが可能である。

なお、被検査材Ｂの搬送速度Ｖが被検査材Ｂの寸法等に関わらず常に一定の場合、制御手段４は、例えば計数回路（図示せず）を具備すればよく、この計数回路で計数した経過時間がＴ＝Ｌ／Ｖで算出される経過時間Ｔ（一定値）と等しくなったときに、撮像手段２を駆動制御するように構成すればよい。被検査材Ｂの搬送速度Ｖが被検査材Ｂの寸法等に応じて変化する場合には、被検査材Ｂの寸法等毎に予め設定又は実測した搬送速度（一定値）Ｖと、離間距離Ｌとを制御手段４に入力し、記憶させ、制御手段４がＴ＝Ｌ／Ｖにより、被検査材Ｂの寸法等毎に経過時間Ｔを演算する構成を採用可能である。或いは、例えば、被検査材Ｂの搬送方向に沿って配置された光電スイッチ等を具備する公知の速度計を用いて、各被検査材Ｂ毎に搬送速度Ｖを測定し、この測定した搬送速度Ｖを用いて制御手段４が経過時間Ｔを演算する構成を採用してもよい。

画像処理手段３には、撮像器２１（２１ａ〜２１ｄ）から出力される画像信号（ビデオ信号）が常に入力されている。一方、画像処理手段３には、探傷器１２から出力された表面疵候補検出信号が入力される。画像処理手段３は、表面疵候補検出信号が入力されてから前述した経過時間Ｔが経過したときに、入力された画像信号をフリーズし、表面疵候補を含む被検査材Ｂ表面の所定領域の撮像画像として記憶する。そして、画像処理手段３は、この所定領域の撮像画像に対して、表面疵に対応する画素領域を抽出するための所定の画像処理を施す（図３のＳ５参照）。

図４は、画像処理手段３が施す画像処理の一例を概略的に示すフロー図である。図５は、画像処理手段３によって画像処理される撮像画像の一例を示す図である。図４に示すように、本実施形態に係る画像処理手段３は、上記のようにして撮像した撮像画像（原画像）（図５（ａ）参照）に対して、ノイズを除去するために、公知の平滑化処理を施し（図４のＳ５１参照）、平滑化画像を得る（図５（ｂ）参照）。一方、予め同種の被検査材Ｂについて同じ撮像条件で採取した表面疵の存在しない撮像画像に対しても平滑化処理を施し、平滑化画像を得る（図５（ｃ）参照）。次に、画像処理手段３は、表面疵の存在する平滑化画像と表面疵の存在しない平滑化画像とを差分処理する（図４のＳ５２参照）。すなわち、画像処理手段３は、表面疵の存在する平滑化画像を構成する各画素の濃度値から、表面疵の存在しない平滑化画像を構成し前記各画素に対応する各画素の濃度値を減算して、差分処理画像を得る（図５（ｄ）参照）。最後に、画像処理手段３は、所定のしきい値で差分処理画像を２値化し（図４のＳ５３参照）、２値化画像を得る（図５（ｅ）参照）。

前述のように、表面疵に対応する画素領域は、表面疵が存在しない画素領域に比べて明るくなるため、上記のような画像処理を施すことにより、表面疵に対応する画素領域は、白点として抽出されることになる（図５（ｅ）参照）。

画像処理手段３は、以上に説明した画像処理によって表面疵に対応する画素領域（白点）が抽出されるか否かを確認し（図３のＳ６参照）、抽出された場合には、撮像画像に対応する所定領域に表面疵が存在すると判定する（図３のＳ７参照）。一方、抽出されなかった場合には、前記所定領域には表面疵が存在しないと判定する（図３のＳ８参照）。

以上に説明した本実施形態に係る表面疵検査方法及び装置によれば、たとえ探傷装置１単独では表面疵を過検出したとしても、最終的には撮像画像に対して画像処理を施した結果に応じて表面疵の有無を判定するため、表面疵の過検出が抑制され表面疵を精度良く検出可能である。このため、被検査材Ｂの製品歩留まりの低下を抑制することが可能である。また、作業員による目視検査や、渦流探傷等による再検査が不要となるため、表面疵の見逃しが防止されると共に、検査員の手間や人手のコストを低減することも可能である。さらに、本実施形態では、探傷装置１と撮像手段２とが同一の検査ラインに配置され、探傷装置１で表面疵候補を検出した後に、引き続いて探傷装置１で検出した表面疵候補を含む被検査材Ｂ表面の所定領域を撮像手段２で撮像して画像処理を施すため、被検査材Ｂの表面疵を効率良く検出することが可能である。

なお、本実施形態では、探傷装置１が貫通コイル形式の渦流探傷装置である場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、被検査材の種類や検出対象となる表面疵等に応じて、後述するように、他の渦流探傷装置（例えば、回転プローブ形式の渦流探傷装置）を適用することも可能である。

また、本実施形態では、探傷装置１が渦流探傷装置である場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、漏洩磁束探傷装置（回転プローブ形式の漏洩磁束探傷装置も含む）を適用することも可能である。

また、本実施形態では、探傷装置１と撮像手段２とが同一の検査ラインに配置されている場合を例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこれに限るものではなく、探傷装置１によって被検査材を探傷した後に、撮像手段２によって被検査材表面を撮像する限りにおいて、両者を異なる検査ラインに配置することも可能である。

さらに、本実施形態では、撮像画像を画像処理して白点が抽出された場合に表面疵が存在すると判定する画像処理アルゴリズムについて説明したが、表面疵の過検出をより一層抑制するために、例えば、抽出された白点が所定面積（画素数）以上の場合に、表面疵に対応する画素領域であるとして、表面疵が存在すると判定する画像処理アルゴリズムを適用することも可能である。本実施形態で説明した画像処理アルゴリズムは、あくまでも一例であって、表面疵に対応する画素領域を精度良く抽出できる限りにおいて、他の種々の画像処理アルゴリズムを適用することが可能である。

＜第２実施形態＞
図６は、探傷装置として他の渦流探傷装置を適用した本発明の第２実施形態に係る表面疵検査装置の概略構成を示す模式図である。図６（ａ）は被検査材の搬送方向に直交する方向から見た側面図を、図６（ｂ）は被検査材の搬送方向から見た探傷装置の正面図を示す。なお、図６において、図１を参照して説明した第１実施形態に係る表面疵検査装置１００と同様の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施形態に係る表面疵検査装置１００Ａは、探傷装置１Ａとして、回転プローブ形式の渦流探傷装置を具備する。具体的には、探傷装置１Ａは、被検査材Ｂの周方向に沿って配置された複数（本実施形態では、被検査材Ｂの周方向に沿って約９０°ピッチで４つ）の探傷プローブ１Ａａ、１Ａｂ、１Ａｃ、１Ａｄを具備する。探傷プローブ１Ａａ〜１Ａｄには、それぞれ被検査材Ｂに交流磁界を作用させて渦電流を誘起すると共に、被検査材Ｂに誘起された渦電流を検出するためのセンサコイルが内蔵されている。各探傷プローブ１Ａａ〜１Ａｄは、回転スリーブ１１Ａに取り付けられており、回転スリーブ１１Ａが電動モータ等の駆動源（図示せず）によって回転することにより、回転スリーブ１１Ａと一体となって被検査材Ｂの周方向に回転する。

探傷器１２Ａは、第１実施形態に係る探傷器１２と同様に、各探傷プローブ１Ａａ〜１Ａｄに交流電流を通電すると共に、各探傷プローブ１Ａａ〜１Ａｄから出力された検出信号に基づいて、被検査材Ｂに存在する表面疵候補を検出するように構成されている。表面疵候補を検出する具体的方法は、第１実施形態に係る探傷器１２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

一方、探傷器１２Ａには、各探傷プローブ１Ａａ〜１Ａｄの回転に同期した回転同期信号が入力される。この回転同期信号としては、特に限定されるものではないが、例えば、回転スリーブ１１Ａを回転させる駆動源の回転軸に取り付けられたロータリーエンコーダの出力信号が用いられる。或いは、各探傷プローブ１Ａａ〜１Ａｄの何れかの通過位置に対向する位置（被検査材Ｂの搬送方向に沿って対向する位置）に非接触式の近接センサを配置し、この近接センサの出力信号を回転同期信号として用いることも可能である。そして、探傷器１２Ａは、入力された回転同期信号に基づき、表面疵候補を検出した探傷プローブ（以下、適宜「検出プローブ」という）の周方向位置（表面疵候補を検出した時点での検出プローブの周方向位置）を算出する。この表面疵候補を検出した時点での検出プローブの周方向位置は、被検査材Ｂに存在する表面疵候補の周方向位置に相当する。

図７は、探傷器１２Ａによる検出プローブの周方向位置の算出方法の一例を示す説明図である。図７に示す例では、回転同期信号として、各探傷プローブ１Ａａ〜１Ａｄの通過位置の内、最上部の位置に対向する位置に取り付けられた近接センサ１Ａｅ（図６参照）の出力信号を用いている。なお、図７では、説明の便宜上、各探傷プローブ１Ａａ〜１Ａｄにそれぞれ対応するように、近接センサ１Ａｅの出力信号を４つに分離して図示しているが、近接センサ１Ａｅの実際の出力信号は１つである。図７に示すように、近接センサ１Ａｅからは、各探傷プローブ１Ａａ〜１Ａｄが最上部位置に到達する毎にパルス状の信号が出力される。例えば、検出プローブが探傷プローブ１Ａａである場合（すなわち、探傷プローブ１Ａａで表面疵候補を検出した場合）、探傷器１２Ａは、探傷プローブ１Ａａが最上部位置に到達してから表面疵候補を検出するまでの経過時間Ｔｄを計数し、経過時間Ｔｄと探傷プローブ１Ａａの１回転の周期Ｔとの比から、表面疵候補を検出した時点での探傷プローブ１Ａａの周方向位置を算出する。例えば、前記の比が０．５である場合には、表面疵候補を検出した時点での探傷プローブ１Ａａの周方向位置は、最下部の位置であると算出される。この表面疵候補を検出した時点での探傷プローブ１Ａａの周方向位置は、被検査材Ｂに存在する表面疵候補の周方向位置に相当する。すなわち、上記の例では、被検査材Ｂの最下部に表面疵候補が存在することになる。

制御手段４には、探傷器１２Ａから出力された表面疵候補検出信号のみならず、上記のようにして探傷器１２Ａで特定された表面疵候補の周方向位置が入力される。そして、制御手段４が具備するシャッター制御手段４１は、入力された表面疵候補の周方向位置に対応する撮像器２１が具備するシャッターのみを開閉させる。例えば、上記の例のように、表面疵候補の周方向位置が被検査材Ｂの最下部であると特定された場合、シャッター制御手段４１は、被検査材Ｂの最下部に撮像視野を有する撮像器２１ｃが具備するシャッターのみを開閉させる。換言すれば、特定された表面疵候補の周方向位置（被検査材Ｂの最下部）に撮像視野を有さない撮像器２１ａ、２１ｂ、２１ｄが具備するシャッターは閉じたままとされる。

画像処理手段３は、特定された表面疵候補の周方向位置（被検査材Ｂの最下部）に撮像視野を有する撮像器２１ｃから入力された画像信号をフリーズし、撮像画像として記憶する。そして、画像処理手段３は、この撮像画像に対して所定の画像処理を施し、表面疵に対応する画素領域が抽出された場合に、表面疵が存在すると判定する。

以上に説明した本実施形態に係る表面疵検査装置１００Ａによれば、撮像手段２が具備する複数の撮像器２１ａ〜２１ｄの内、表面疵候補の特定された周方向位置に対応する撮像器によって当該表面疵候補を含む被検査材Ｂ表面の所定領域を撮像するため、当該表面疵候補の周方向位置に対応しない他の撮像器によって当該表面疵候補を含まない被検査材Ｂ表面を撮像する必要が無くなる。このため、被検査材Ｂ表面に存在する表面疵以外の微細な凹凸や、被検査材Ｂ表面に付着した粉塵等が、画像処理手段３によって表面疵に対応する画素領域として抽出される虞が低減し、表面疵の過検出を抑制して表面疵をより一層精度良く検出可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る表面疵検査装置の概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は被検査材の搬送方向に直交する方向から見た側面図を、図１（ｂ）は被検査材の搬送方向から見た撮像手段の正面図を示す。 図２は、図１に示す探傷装置の概略構成を示す模式図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る表面疵検査方法の概略手順を示すフロー図である。 図４は、図１に示す画像処理手段が施す画像処理の一例を概略的に示すフロー図である。 図５は、図１に示す画像処理手段によって画像処理される撮像画像の一例を示す図である。 図６は、本発明の他の実施形態に係る表面疵検査装置の概略構成を示す模式図である。図６（ａ）は被検査材の搬送方向に直交する方向から見た側面図を、図６（ｂ）は被検査材の搬送方向から見た探傷装置の正面図を示す。 図７は、探傷器１２Ａによる表面疵候補を検出した探傷プローブの周方向位置の算出方法の一例を示す説明図である。

符号の説明

１、１Ａ・・・探傷装置
２・・・撮像手段
３・・・画像処理手段
４・・・制御手段
１１・・・差動型コイル
１２、１２Ａ・・・探傷器
２１・・・撮像器
２２・・・光源
２２２・・・ストロボ照明
１００、１００Ａ・・・表面疵検査装置
Ｂ・・・被検査材

Claims (4)

1. 渦流探傷又は漏洩磁束探傷を行うことによって被検査材に存在する表面疵候補を検出するステップと、
   表面疵候補が検出された場合に、当該表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像するステップと、
   前記所定領域の撮像画像に対して、表面疵に対応する画素領域を抽出するための所定の画像処理を施すステップと、
   前記画像処理によって表面疵に対応する画素領域が抽出された場合に、前記所定領域に表面疵が存在すると判定するステップとを含むことを特徴とする表面疵検査方法。
2. 渦流探傷又は漏洩磁束探傷を行うことによって被検査材に存在する表面疵候補を検出する探傷装置と、
   前記探傷装置によって表面疵候補が検出された場合に、当該表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像した前記所定領域の撮像画像に対して、表面疵に対応する画素領域を抽出するための所定の画像処理を施す画像処理手段とを備え、
   前記画像処理手段は、前記画像処理によって表面疵に対応する画素領域が抽出された場合に、前記所定領域に表面疵が存在すると判定することを特徴とする表面疵検査装置。
3. 前記撮像手段を駆動制御する制御手段を更に備え、
   前記探傷装置と前記撮像手段とは、被検査材を搬送して表面疵検査を行うための同一の検査ラインに配置されると共に、前記撮像手段は、前記探傷装置に対して被検査材の搬送方向下流側に配置されており、
   前記制御手段は、前記探傷装置によって表面疵候補が検出された場合に、被検査材が搬送されることによって前記検出された表面疵候補が前記撮像手段の配置位置に到達したタイミングで、前記撮像手段を駆動制御して前記表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像させることを特徴とする請求項２に記載の表面疵検査装置。
4. 前記探傷装置は、断面略円形の被検査材に存在する表面疵候補の周方向位置を特定し、
   前記撮像手段は、断面略円形の被検査材の周方向に沿って配置された複数の撮像器を具備し、前記探傷装置によって表面疵候補が検出された場合に、当該表面疵候補の特定された周方向位置に対応する撮像器によって当該表面疵候補を含む被検査材表面の所定領域を撮像することを特徴とする請求項２又は３に記載の表面疵検査装置。