JP5857682B2 - H形鋼の疵検出方法及び装置 - Google Patents
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Description
この特許文献1の技術は、熱間状態で移動しているH形鋼の表面から発する輻射光を光学的に測定して2次元輝度画像データを生成し、この2次元輝度画像データに基づいて2次元温度データを生成し、この2次元温度データに基づいて前記形鋼の表面に発生した疵を検出する技術である。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、搬送されているH形鋼の表面疵を高精度に検出を行うことができるH形鋼の疵検出方法及び装置を提供することを目的としている。
この発明によると、冷間状態で搬送されているH形鋼の表面欠陥を検出しているので、熱間状態で搬送されているH形鋼の表面欠陥を検出する従来の方法と比較してヒューム等の外乱が発生せず、撮影画像にハレーションが発生するように、フランジ及びウェブに光を照射し続けているので、撮影画像データを高精度に得ることができる。
この発明によると、比較的に光の反射率が安定しているフランジの垂面を撮影画像データから算出し、これに基づいてウェブの被検査領域を設定しているので、H形鋼が蛇行した状態で搬送されていても、ウェブの被検査領域を確実に設定することができる。
この発明によると、搬送されているH形鋼の表面の撮影画像データを高精度に得ることができ、H形鋼の表面欠陥を自動的に検出することができる。
図1は、冷間状態である精製ラインで搬送されているH形鋼1の表面欠陥を検出する疵検出装置を示すブロック図、図2は、H形鋼1の搬送方向から疵検出装置を示した横断面概略である。
図1に示すように、H形鋼1は、ウェブ2を水平にし、一対のフランジ3が上下方向に延在するように配置され、矢印A方向の長手方向に搬送されている。
本実施形態の疵検出装置は、図1及び図2(a)に示すように、ウェブ2の上方にウェブ2の幅方向に離間して配置された2対の照明装置4U及びカメラ5Uと、ウェブ2の下方に配置されてウェブ2の幅方向に離間して配置された2対の照明装置4L及びカメラ5Lと、画像処理部6とを備えている。なお、カメラ5U,5Lは、エリアカメラで構成されている。
また、図2(b)に示すように、ウェブ面の幅が小さいH形鋼1の場合には、ウェブ2の上方に配置した1台のカメラ5Uが撮影したウェブ2の上面及び一対のフランジの上部の撮影画像データと、ウェブ2の下方に配置した1台のカメラ5Lが撮影したウェブ2の下面及び一対のフランジの下部の撮像画像データを画像処理部6に送信する。
画像取込部9は、H形鋼1のウェブ面の幅が大きな場合には、ウェブ2の上方に配置した2台のカメラ5Uが撮影したウェブ2の上面及び一対のフランジの上部の撮影画像データと、ウェブ2の下方に配置した2台のカメラ5Lが撮影した撮影したウェブ2の下面及び一対のフランジの下部の撮像画像データを、予め設定した画像取込周期で取得して、記憶部(不図示)に記憶する。一方、H形鋼1のウェブ面の幅が小さい場合には、ウェブ2の上方に配置した1台のカメラ5Uが撮影したウェブ2の上面及び一対のフランジの上部の撮影画像データと、ウェブ2の下方に配置した1台のカメラ5Lが撮影した撮影したウェブ2の下面及び一対のフランジの下部の撮像画像データを、予め設定した画像取込周期で取得して記憶部に記憶する。ここで、画像取込周期は、例えば、H形鋼1が100mm搬送される周期である。
疵検出部10は、画像取込部9の記憶部から順次撮影画像データを読み込み、図4のフローチャートに示す疵検出処理を行う。
疵検出部10が行う疵検出処理は、先ず、ステップST1において被検査領域算出処理を行う。次いで、ステップST2に移行してフィルター処理を行う。次いで、ステップST3に移行して面積判定処理を行う。最後に、ステップST4に移行して結果出力処理を行う。
図5(a)は、H形鋼1のウェブ2の上面及び一対のフランジを撮影する一対のカメラ5U,5Uと、ウェブ2の下面及び一対のフランジを撮影する一対のカメラ5L,5Lを示すものである。図5(a)に示すようにウェブ面の幅が大きいH形鋼1の疵検出を行う場合には、ウェブ2の上方に配置した一対のカメラ5U,5Uと、ウェブ2の下方に配置した一対のカメラ5L,5Lとを使用するが、ウェブ面の幅が小さいH形鋼1の疵検出を行う場合には、図2(b)に示すように、ウェブ2の上方に配置した一方のカメラ5Uと、ウェブ2の下方に配置した一方のカメラ5Lを使用する。
また、上述した被検査領域算出処理は、ウェブ2の上方に配置した他方(左側)のカメラ5U、ウェブ2の下方に配置した一対のカメラ5L,5Lが撮影した撮影画像データに対しても行う。
図10は、ウェブ2の上方に配置した一方(右側)のカメラ5Uが撮影した濃淡の撮影画像データであり、被検査領域17内に黒色データの大きな集合体と、黒色データの多数の点が存在している。このうち、黒色データの多数の点は濃淡変化によるかげである。
フィルター処理では、先ず、被検査領域17内の濃淡撮影画像データのうち濃淡変化が少ないデータを濃色及び淡色の一方に補正する濃淡補正を行う(図11参照))。次いで、補正した被検査領域17内の濃淡撮影画像データを二値データに変換する(図12参照)。
また、ステップST3の面積判定処理では、図12の二値化処理データで得られた濃淡撮影画像データにおいて、被検査領域17内の黒色データ18の面積を算出する。
また、上述した面積判定処理及び結果出力処理、ウェブ2の上方に配置した他方(左側)のカメラ5U、ウェブ2の下方に配置した一対のカメラ5L,5Lが撮影した撮影画像データに設定した被検査領域17に存在する黒色データに対しても、同様の手順で行う。
ここで、本実施形態の図4で示したステップST1の被検査領域算出処理が、本発明の被検査領域算出工程に対応し、図4で示したステップST2のフィルター処理が、本発明のフィルター処理工程に対応し、図4で示したステップST3の面積判定処理及びステップST4の結果出力処理が、本発明の疵認識工程に対応している。
本実施形態は、冷間状態で搬送されているH形鋼1の表面欠陥を検出しているので、熱間状態で搬送されているH形鋼の表面欠陥を検出する従来の方法と比較してヒューム等の外乱が発生せず、撮影画像データを高精度に得ることができる。
また、ウェブ2の上方に配置した一対の照明装置4U,4Uと、ウェブ2の下方に配置した一対の照明装置4L,4Lは、各照明装置に対応する一対のカメラ5U,5U、一対のカメラ5L,5Lが撮影する撮影画像にハレーションが発生するようにH形鋼1を照射しているので、さらに撮影画像データを高精度に得ることができる。
さらに、ウェブ2の被検査領域17は、被検査領域17内の淡撮影画像データのうち濃淡変化が少ないデータを濃色及び淡色の一方に補正する濃淡補正を行い、補正した被検査領域17内の濃淡撮影画像データを二値データに変換しているので、照度のバラツキやウェブ2の上面及び下面の反射率変動の影響を抑制し、高精度に被検査領域17内の表面欠陥を検出することができる。
Claims (3)
- 冷間状態で搬送されているH形鋼のフランジ及びウェブを撮影した撮影画像データに基づいて、前記H形鋼の被検査領域に存在する表面欠陥を検出するH形鋼の疵検出方法であって、
前記撮影画像データの被検査領域にハレーションが発生するように、前記フランジ及び前記ウェブに光を照射し続け、
前記撮影画像データ及び予め記憶されている前記H形鋼の形状データに基づいて、前記ウェブの特定位置を前記被検査領域として算出する被検査領域算出工程と、
前記被検査領域の濃淡撮影画像データのうち濃淡変化が少ないデータを濃色及び淡色の一方に補正し、補正した前記被検査領域の濃淡撮影画像データを二値データに変換するフィルター処理工程と、
前記二値データのうち黒色データが所定値以上の面積を有している場合に表面欠陥であることを判定する疵認識工程と、を備えていることを特徴とするH形鋼の疵検出方法。 - 前記被検査領域算出工程は、
前記撮影画像データから前記フランジの垂面の位置を算出し、
前記H形鋼の形状データから前記フランジの形状寸法を読み込み、
前記フランジの垂面の位置及び前記フランジの形状寸法に基づいて前記撮影画像データのウェブ及びフランジの間の接合部の形状寸法を算出し、
前記接合部の形状寸法に基づいて、前記ウェブの特定位置を前記被検査領域として算出することを特徴とする請求項1記載のH形鋼の疵検出方法。 - H形鋼のフランジ及びウェブに光を照射する照明装置と、この照明装置が光を照射した領域を撮影するカメラとを有し、前記カメラが撮影した撮影画像データに基づいて前記H形鋼の被検査領域に存在する表面欠陥を検出するH形鋼の疵検出装置であって、
前記照明装置は、前記撮影画像データの被検査領域にハレーションが発生するように前記フランジ及び前記ウェブに光を照射しているとともに、
前記被検査領域の濃淡撮影画像データのうち濃淡変化が少ないデータを濃色及び淡色の一方に補正し、補正した前記被検査領域の濃淡撮影画像データを二値データに変換するフィルター処理手段と、
前記二値データのうち黒色データが所定値以上の面積を有している場合に表面欠陥であることを判定する疵認識手段と、を備えていることを特徴とするH形鋼の疵検出装置。
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