JP2018204956A - 塗装金属板の塗膜膨れ幅測定装置および塗装金属板の塗膜膨れ幅の測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
塗膜膨れ幅の測定は、ルーペなどの拡大鏡を用いて検査員が目視検査で測定する方法が一般的である。そのため、塗膜膨れ幅が最大となった部位(最大塗膜膨れ幅部)の判定に個人差が生じやすく、また、広範囲に亘り微細な塗膜膨れ幅の変化を観察する必要があるため、疲労等による測定ミスを生じるという問題がある。
[1]表面にきずをつけ、腐食環境で腐食を生じさせた塗装金属板の塗膜膨れ幅を測定する塗膜膨れ幅測定装置であって、前記塗装金属板を載置するサンプル台と、前記塗装金属板の表面を撮像する撮像手段と、前記塗装金属板の表面を少なくとも2方向から照明可能な照明手段と、前記塗装金属板の塗膜膨れ幅を算出する演算手段と、を備え、前記演算手段は、前記照明手段により、少なくとも2方向のうちの1方向から前記塗装金属板の表面を照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第1の画像と、前記1方向以外の方向から前記塗装金属板の表面を照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第2の画像とから、前記塗装金属板の表面のきずの位置を抽出し、かつ、前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出するか、または、前記照明手段により、少なくとも2方向から前記塗装金属板の表面を照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第3の画像から、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出し、前記抽出した塗装金属板の表面のきずの位置と、前記抽出した塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位とから、前記塗装金属板の塗膜膨れ幅を算出する、塗装金属板の塗膜膨れ幅測定装置。
[2]前記演算手段が画像合成手段を有し、前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面のきずの位置を抽出するに際し、前記画像合成手段が、前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記第1の画像と前記第2の画像の同一画素アドレスでの輝度レベルのうち低い方の輝度レベルを算出した最小輝度画像を合成する、[1]に記載の塗装金属板の塗膜膨れ幅測定装置。
[3]前記演算手段が画像合成手段を有し、前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出するに際し、前記画像合成手段が、前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記第1の画像と前記第2の画像の同一画素アドレスでの輝度レベルのうち高い方の輝度レベルを算出した最大輝度画像を合成する、[1]または[2]に記載の塗装金属板の塗膜膨れ幅測定装置。
[4]表面にきずをつけ、腐食環境で腐食を生じさせた塗装金属板の塗膜膨れ幅を測定する塗膜膨れ幅の測定方法であって、前記塗装金属板の表面を1方向から照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第1の画像と、前記塗装金属板の表面を前記1方向以外の方向から照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第2の画像とから、前記塗装金属板の表面のきずの位置を抽出し、かつ、前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出するか、または、前記塗装金属板の表面を少なくとも2方向から照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第3の画像から、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出し、前記抽出した塗装金属板の表面のきずの位置と、前記抽出した塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位とから、前記塗装金属板の塗膜膨れ幅を算出する、塗装金属板の塗膜膨れ幅の測定方法。
[5]前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面のきずの位置を抽出するに際し、前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記第1の画像と前記第2の画像の同一画素アドレスでの輝度レベルのうち低い方の輝度レベルを算出した最小輝度画像を合成する、[4]に記載の塗装金属板の塗膜膨れ幅の測定方法。
[6]前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出するに際し、前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記第1の画像と前記第2の画像の同一画素アドレスでの輝度レベルのうち高い方の輝度レベルを算出した最大輝度画像を合成する、[4]または[5]に記載の塗装金属板の塗膜膨れ幅の測定方法。
本発明によれば、自動的に塗装金属板の塗膜膨れ幅測定を精度よく行うことができるようになり、かつ、測定時間の短縮、測定の信頼性の向上が図れる。また、本発明によれば、最大塗膜膨れ幅の発生した部位等の特定の部位の情報を記録でき、腐食試験を繰り返し行った際の当該部位の変化の様子(腐食状態の変化の様子等)を追跡できる。
本実施形態では、測定対象の塗装金属板として、表面にきずをつけ、腐食環境で腐食を生じさせた塗装鋼板を想定している。以下、測定対象の前記塗装鋼板を、「塗装鋼板サンプル」ともいう。
図1に示す塗膜膨れ幅測定装置は、塗装鋼板サンプルを載置するサンプル台と、前記塗装鋼板サンプルの表面を撮像する撮像手段としてのテレビカメラと、前記塗装鋼板サンプルの表面を少なくとも2方向から照明可能な照明手段としてのLED照明と、前記塗装鋼板サンプルの塗膜膨れ幅を算出する演算手段としての解析用パソコンと、を備える。
また、図2に示すように、LED照明の長さは塗装鋼板サンプルの長さより長くされており、塗装鋼板サンプルの長手方向(X軸方向)にも表面を均一に照明することができる。
また、LED照明は解析用パソコンから出力される点消灯信号によって、左右のLED照明の点消灯を、各々単独で制御できるようになっている。
次に、本発明の塗膜膨れ幅の測定方法について説明する。
図4は、本発明における塗膜膨れ幅の測定手順を示す図である。図4のフローに従って本発明における塗膜膨れ幅の測定及び解析の手順例を説明する。
さらに、このStep01では、前記第1の画像、前記第2の画像とは別に、撮像手段で、前記照明手段により少なくとも2方向から同時に前記塗装金属板の表面を照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した画像(第3の画像)を撮像しても良い。
なお、Step02とStep03が行われる順序は、任意である。
Step01で撮像する画像について説明する。
図5、図6は、本実施形態の塗膜膨れ幅測定装置により塗装鋼板サンプルの表面を撮像した際の画像の見え方について、模式的に説明する説明図である。
図5は、塗装鋼板サンプルの表面を左方向から照明した状態で当該塗装鋼板サンプルの表面を撮像した第1の画像(左側照明画像)の見え方について、塗装鋼板サンプルの断面形状と画像輝度レベルの関係を用いて模式的に説明する説明図であり、図6は、塗装鋼板サンプルの表面を右方向から照明した状態で当該塗装鋼板サンプルの表面を撮像した第2の画像(右側照明画像)の見え方について、塗装鋼板サンプルの断面形状と画像輝度レベルの関係を用いて模式的に説明する説明図である。
塗装鋼板の腐食を生じていない部分は平坦なままである(図中の基準面)が、鋼板に腐食を生じると、腐食により塗膜が凸状に膨らみ始める。そのため、比較的低い角度で塗装鋼板サンプルの表面を照明すると(すなわち、塗装鋼板サンプルの表面とLED照明から出射された光線のなす角度が比較的小さくなるように該表面を照明すると)、基準面上では照明光がほぼそのまま鏡面反射し、テレビカメラに入る光量は少ない。しかし、塗膜膨れを生じた部分(塗膜膨れ部)では、塗膜膨れ部の左側(照明側)端面は基準面より立ち上がっているために、基準面に比べるとより多くの光がテレビカメラに反射するために、塗膜膨れ部の左側端部はテレビカメラで明るく観察される。また、きず部では、きずの両側に基準面から大きく盛り上がった盛り上がり部が生じており、盛り上がり部の左側(照明側)では明るくなり、一方、盛り上がり部の照明と反対側では“影”が発生し影部となるために暗く観察される。
従って、第1の画像では塗膜膨れ部及びきず部の左側(照明側)端部は明るい領域として観察され、きず部ではクロスカット状に明暗の領域が観察される。
第2の画像では、塗装鋼板サンプルの表面を右側から照明することにより、塗膜膨れ部の右側(照明側)端部がテレビカメラで明るく観察される。また、きず部では左右に大きな盛り上がり部が生じることから、図6に示すように、第2の画像では、塗装膨れ部及びきず部の右側(照明側)端部は明るい領域として観察され、きず部の左側は影(影部)となるために暗く観察される。
次に、Step02でのきずの位置の抽出手順を説明する。
図8は、Step01で得られた第1の画像と第2の画像とから、塗装金属板の表面のきずの位置を抽出する抽出手順の一例を示す図である。
本実施形態では、きず部はクロスカットパターンとしてX軸に近い方向に斜めに直線状に延びていることから、空間フィルタ手段として微分フィルタ手段を用い、該微分フィルタ手段により、Y軸方向に画像の微分処理を行い、きず部を強調した画像(微分処理画像)を得る。
Bn =2×An − (An-α + An+α) ・・・(1)
なお、塗装鋼板サンプルの基準面部では、輝度変動が少ないために微分値は撮像画像の輝度レベルに関係なく、ほぼ”0”レベルとなる。
Hough変換による直線の表現として、xy座標上の原点から対象とする直線に引いた法線の長さρと角度θで表す(図12参照)。
ρ = x×cosθ + y×sinθ ・・・(2)
次に、Step03での塗膜膨れ部位の抽出手順を説明する。
図14は、Step01で得られた第1の画像と第2の画像とから、塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出する抽出手順の一例を示す図である。
本実施形態では、塗膜膨れ部位を抽出するために、空間フィルタ手段としてエッジ強調フィルタを用い、最大輝度画像にエッジ強調フィルタをかける。エッジ強調フィルタとしては、例えばSobelフィルタを用いる。
g = sqrt(gh×gh+gv×gv+gr×gr+gl×gl) ・・・(3)
この処理により、きずから発生した塗膜膨れ部に接していない領域をノイズとして除去し、また、抽出した2値画像領域内部の穴を埋めた画像を、抽出した塗膜膨れ部位とする。ノイズ除去処理を行った例(ノイズ除去処理画像例)を図19に示す。
Step04では、Step02で抽出したきずの位置、Step03で抽出した塗装膨れ部位から、塗膜膨れ幅を算出する。このStep04では、抽出したきずの位置を基準にして、塗膜膨れ部位から塗膜膨れ幅を算出する。
本実施形態では、Step41で、Step02で得た上記直線検出画像(きずの位置の抽出画像)と、Step03で得た上記ノイズ除去処理画像(塗膜膨れ部位の抽出画像)を、塗装鋼板サンプルの表面の2本のクロスカットラインの内1本が垂直となるように画像を右回転させる。その際の回転角は、きず部の直線を検出したときの直線の傾きから算出される。図21は、上記ノイズ除去処理画像、上記直線検出画像を右回転して表示した例である。このように画像を回転させることで、塗膜膨れ幅の測定及び算出がより容易となる。
塗膜膨れ幅の測定は、きず部直線に沿って、2本のきず部検出結果がクロスしたクロスカット中心から鉛直方向に距離L1だけ離れたところから、長さL2の範囲について測定を行う。
Step05では、Step04で算出した塗膜膨れ幅の算出結果を出力する。出力の方法や形式は、特に限定されないが、本実施形態では、クロスカット中心から4方向に伸びたきず部の各L2の長さ領域における右側最大塗膜膨れ幅、左側最大塗膜膨れ幅とその位置情報を、右側照明画像と左側照明画像から合成した最大輝度画像(図15)上にマークして、解析用パソコンに接続したモニタ上に表示する。このように、本発明においては、最大塗膜膨れ幅とその位置情報を最大輝度画像等の画像上にマークして表示でき、腐食試験を繰り返し行った際の最大塗膜膨れ幅の変化の様子を容易に追跡できる。
Claims (6)
- 表面にきずをつけ、腐食環境で腐食を生じさせた塗装金属板の塗膜膨れ幅を測定する塗膜膨れ幅測定装置であって、
前記塗装金属板を載置するサンプル台と、前記塗装金属板の表面を撮像する撮像手段と、前記塗装金属板の表面を少なくとも2方向から照明可能な照明手段と、前記塗装金属板の塗膜膨れ幅を算出する演算手段と、を備え、
前記演算手段は、
前記照明手段により、少なくとも2方向のうちの1方向から前記塗装金属板の表面を照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第1の画像と、前記1方向以外の方向から前記塗装金属板の表面を照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第2の画像とから、前記塗装金属板の表面のきずの位置を抽出し、かつ、
前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出するか、または、前記照明手段により、少なくとも2方向から前記塗装金属板の表面を照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第3の画像から、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出し、
前記抽出した塗装金属板の表面のきずの位置と、前記抽出した塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位とから、前記塗装金属板の塗膜膨れ幅を算出する、塗装金属板の塗膜膨れ幅測定装置。 - 前記演算手段が画像合成手段を有し、
前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面のきずの位置を抽出するに際し、
前記画像合成手段が、前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記第1の画像と前記第2の画像の同一画素アドレスでの輝度レベルのうち低い方の輝度レベルを算出した最小輝度画像を合成する、請求項1に記載の塗装金属板の塗膜膨れ幅測定装置。 - 前記演算手段が画像合成手段を有し、
前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出するに際し、
前記画像合成手段が、前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記第1の画像と前記第2の画像の同一画素アドレスでの輝度レベルのうち高い方の輝度レベルを算出した最大輝度画像を合成する、請求項1または2に記載の塗装金属板の塗膜膨れ幅測定装置。 - 表面にきずをつけ、腐食環境で腐食を生じさせた塗装金属板の塗膜膨れ幅を測定する塗膜膨れ幅の測定方法であって、
前記塗装金属板の表面を1方向から照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第1の画像と、前記塗装金属板の表面を前記1方向以外の方向から照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第2の画像とから、前記塗装金属板の表面のきずの位置を抽出し、かつ、
前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出するか、または、前記塗装金属板の表面を少なくとも2方向から照明した状態で当該塗装金属板の表面を撮像した第3の画像から、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出し、
前記抽出した塗装金属板の表面のきずの位置と、前記抽出した塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位とから、前記塗装金属板の塗膜膨れ幅を算出する、塗装金属板の塗膜膨れ幅の測定方法。 - 前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面のきずの位置を抽出するに際し、
前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記第1の画像と前記第2の画像の同一画素アドレスでの輝度レベルのうち低い方の輝度レベルを算出した最小輝度画像を合成する、請求項4に記載の塗装金属板の塗膜膨れ幅の測定方法。 - 前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記塗装金属板の表面の塗膜膨れ部位を抽出するに際し、
前記第1の画像と、前記第2の画像とから、前記第1の画像と前記第2の画像の同一画素アドレスでの輝度レベルのうち高い方の輝度レベルを算出した最大輝度画像を合成する、請求項4または5に記載の塗装金属板の塗膜膨れ幅の測定方法。
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