JP7343781B2 - 金属板の表面欠陥検査装置 - Google Patents
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Description
なお、上述した各種の外観異常のうち何が有害であり何が無害であるかは、金属板のユーザーによってそれぞれ異なるものである。したがって、外観異常のうち何を有害とし何を無害とするかは、ユーザーと製造業者との間の品質面に関する契約によって決められるものであり、製造業者はその契約に応じた検査項目・検査基準で外観異常の有害・無害を区別することが求められる。
かかる技術によれば、表面にめっき等の表面処理が施されていない鋼板を検査対象として外観異常の有害、無害を区別して検出することが可能となる。
上述のように、走行中の金属板をロールで下から支持して金属板の表面(上表面)に形成される撮像対象部位で金属板の表面欠陥を検査する場合には何ら問題はないが、例えば、走行する金属板の表裏両面(上下両表面)を同時に検査すべく、その金属板をロールで上から支持して金属板裏面(下表面)に形成される撮像対象部位の表面欠陥を検査する際に、検査対象の金属板が例えば展延性に富んだ薄物などであった場合には、その金属板裏面の検査精度が低下するようになるという問題が生じていた。この点について詳述すると、金属板における撮像対象部位は、ロールで支持されたパスラインが極めて安定している位置に設けられるが、金属板の裏面を検査する場合のように、走行する金属板に上からロールを押し当ててこれを支持する場合には、金属板を下支えするものがないため、その自重などにより(上からのロールに支持された)金属板が垂れ下がってパスラインがバタつくようになる。その結果、撮像対象部位における信号の反射レベルが安定できず、外観異常の有害、無害の区別が困難になっていた。なお、かかる問題を解消するためには、走行する金属板にバックテンションを加えることによってパスラインを安定化させればよいが、検査対象の金属板が例えばビッカース硬度90~170HV程度で且つ板厚0.5mm以下の薄物焼鈍材などの場合には、パスラインが安定する程度までバックテンションを加えた場合、ウレタン製ピンチロール(動力有)でスリップ疵が発生する、或いは、ライン入側と出側のスピード同期が難しくなり、高速運転が不可能になる、等の問題が発生する。
すなわち、上下一組の前側ピンチロール12と、その前側ピンチロール12との間に金属板14が走行するパスラインを形成する上下一組の後側ピンチロール16と、上記パスライン上を走行する金属板14に対して上側から当接する裏面検査用ロール18と、走行する上記の金属板14の下方に配設され、上記の裏面検査用ロール18が上記の金属板14に当接することによって当該金属板14の裏面に形成される撮像対象部位20へ向けて光を照射する照明部22と、上記の撮像対象部位20での反射光を撮像する反射光撮像部24と、その反射光撮像部24で撮像した反射光より得られる画像信号に基づいて上記の金属板14の表面欠陥部位を検出する画像信号処理部26とを備える。上記の裏面検査用ロール18と後側ピンチロール16との間に、上記の裏面検査用ロール18とは非接触のガイドロール30を配設し、そのガイドロール30で上記の金属板14の上記パスラインを上方へと持ち上げ付勢する。
裏面検査用ロールと後側ピンチロールの間にガイドロールを配設し、そのガイドロールで金属板のパスラインを上方へと持ち上げ付勢するようにしているので、裏面検査用ロールの最下点前後の表面に沿って金属板が巻きついて撮像対象部位が形成されるようになる。その結果、撮像対象部位において金属板のバタつきが無くなり、撮像対象部位における信号(反射光)の反射レベルが安定し、走行する金属板の裏面側における外観異常の有害、無害を明確に区別して検出することが可能な金属板の表面欠陥装置を提供することができる。
また、上記ガイドロールは裏面検査用ロールとは非接触であるため、金属板表面に塗布されている油が絞られて滴下し、反射光撮像部や照明部などを汚染させたり、光の光軸と干渉することなどを防止することができる。
さらには、上記の撮像対象部位20における上記の裏面検査用ロール18への金属板14の巻きつけ角度θ1のうち、上記の裏面検査用ロール18の最下点P1より上記の金属板14の走行方向下流側の角度θ2が2°以上であることが好ましい。
これらの場合、上述した作用効果がより一層顕著となるのに加え、表面欠陥検査装置の全体をコンパクトにまとめることができると共に、ガイドロール通過後に金属板に逆そりが発生するのを予防することができるようになる。
図1は、本発明における一実施形態の金属板の表面欠陥検査装置10の概略を示すフロー図である。本発明の金属板の表面欠陥検査装置10は、連続酸洗ラインやめっき・カラー塗装ラインやスリッターライン等における金属板14のパスライン上に設置され、金属板14の表面に現れる外観異常の有害、無害を区別して検出するものであり、この図が示すように、前側ピンチロール12,後側ピンチロール16,表面検査用ロール17,裏面検査用ロール18,照明部21と22,反射光撮像部23と24,画像信号処理部26,検査結果出力部28およびガイドロール30で大略構成される。
なお、本実施形態における金属板14は、鋼板であって、表面にめっき処理が施されておらず、塗油が付着した状態のものである。
図示実施形態の金属板の表面欠陥検査装置10において、この照明部21は、金属板14表面の撮像対象部位19において金属板14の走行方向に直交する面31(以下、「直交面31」とも言う。)よりも金属板14の走行方向上流側に設置されると共に、金属板14の表面に対する照明光の入射角αが、直交面31に対して所定の鋭角に設定されている。
図示実施形態の金属板の表面欠陥検査装置10において、この照明部22は、金属板14表面の撮像対象部位20において金属板14の走行方向に直交する面32(以下、「直交面32」とも言う。)よりも金属板14の走行方向上流側に設置されると共に、金属板14の表面に対する照明光の入射角βが、直交面32に対して所定の鋭角に設定されている。
本実施形態では、この反射光撮像部23が、上記の直交面31より金属板14の走行方向下流側に設置されると共に、金属板14の表面からの反射光のうち、正反射光よりも直交面31との間で成す角度が大きな第1の乱反射光34を撮像する低角カメラ23aと、第1の乱反射光34よりも直交面31との間で成す角度が大きな第2の乱反射光36を撮像する高角カメラ23bとで構成されている。なお、この反射光撮像部23は、低角カメラ23aおよび高角カメラ23bと言った2種類の乱反射光を撮像するカメラで構成されたものに限定されるものではなく、例えば目的に応じた1種類の乱反射光を撮像するもので構成するようにしてもよい。
本実施形態では、この反射光撮像部24が、上記の直交面32より金属板14の走行方向下流側に設置されると共に、金属板14の表面からの反射光のうち、正反射光よりも直交面32との間で成す角度が大きな第1の乱反射光38を撮像する低角カメラ24aと、第1の乱反射光38よりも直交面32との間で成す角度が大きな第2の乱反射光40を撮像する高角カメラ24bとで構成されている。なお、この反射光撮像部24は、低角カメラ24aおよび高角カメラ24bと言った2種類の乱反射光を撮像するカメラで構成されたものに限定されるものではなく、例えば目的に応じた1種類の乱反射光を撮像するもので構成するようにしてもよい。
本実施形態では、このガイドロール30として、直径100mm未満(より詳しくは直径90mm)の硬質ウレタンゴムロールを採用している。このように裏面検査用ロール18よりも小径のロールを用いることによって、このガイドロール30が反射光撮像部24へと向かう第2の乱反射光40の進路を妨害するのを防ぐことができる。
また、この撮像対象部位20における裏面検査用ロール18への金属板14の巻きつけ角度θ1のうち、裏面検査用ロール18の最下点P1より上記の金属板14の走行方向下流側の角度θ2が2°以上であることがより好ましい。
以上のような巻きつけ角度θ1を与えることによって、撮像対象部位20において金属板14のバタつきが皆無となり、撮像対象部位20における信号(本実施形態の場合は乱反射光38および40)の反射レベルがより一層安定し、走行する金属板14の裏面側における外観異常の有害、無害をより明確に区別して検出することが可能となる。加えて、表面欠陥検査装置の全体をコンパクトにまとめることができるようになると共に、ガイドロール30通過後に金属板14に逆そりが発生するのを予防することができる。
図3は、本実施例装置を用い、金属板14に微小横ズレ疵が発生している箇所を検査して出力された疵情報画像であり、図4は、従来装置を用い、金属板14に微小横ズレ疵が発生している箇所を検査して出力された疵情報画像である。
ここで、微小横ズレ疵とは、金属板14がコイル状に巻き上げられた状態で層同士が擦れたときに発生する微小な疵であり、金属板14の表裏両面に発生する。また、この微小横ズレ疵は、主として当該金属板14の幅方向に拡がった形で局在する(図3および図4において横長楕円で囲まれた部分が微小横ズレ疵)。なお、本実施例装置および従来装置の反射光撮像部23,24で撮像されるこの微小横ズレ疵は、図3の右上枠内に示すように、低角カメラ23a,24aではそのシルエットが明瞭な形で撮像され、高角カメラ23b,24bではそのシルエットが不明瞭な形(痕跡レベル以下)で撮像される。
また、金属板14のパスラインの上流側から下流側に向けて裏面検査用ロール18および表面検査用ロール17をこの順で配設するようにしてもよい。この場合、別個のガイドロール30を設けるのではなく、表面検査用ロール17をガイドロール30としても活用できるように調整すればよい。
Claims (3)
- 上下一組の前側ピンチロール(12)と、その前側ピンチロール(12)との間に金属板(14)が走行するパスラインを形成する上下一組の後側ピンチロール(16)と、上記パスライン上を走行する金属板(14)に対して上側から当接する裏面検査用ロール(18)と、走行する上記の金属板(14)の下方に配設され、上記の裏面検査用ロール(18)が上記の金属板(14)に当接することによって当該金属板(14)の裏面に形成される撮像対象部位(20)へ向けて光を照射する照明部(22)と、上記の撮像対象部位(20)での反射光を撮像する反射光撮像部(24)と、その反射光撮像部(24)で撮像した反射光より得られる画像信号に基づいて上記の金属板(14)の表面欠陥部位を検出する画像信号処理部(26)とを備えた金属板の表面欠陥検査装置において、
上記の裏面検査用ロール(18)と後側ピンチロール(16)との間に、上記の裏面検査用ロール(18)とは非接触のガイドロール(30)を配設し、そのガイドロール(30)で上記の金属板(14)の上記パスラインを上方へと持ち上げ付勢する、
ことを特徴とする金属板の表面欠陥検査装置。 - 請求項1の金属板の表面欠陥検査装置において、
前記の裏面検査用ロール(18)の直径が100mm以上であり、
前記の撮像対象部位(20)における上記の裏面検査用ロール(18)への前記の金属板(14)の巻きつけ角度(θ1)が10°以上である、ことを特徴とする金属板の表面欠陥検査装置。 - 請求項2の金属板の表面欠陥検査装置において、
前記の撮像対象部位(20)における前記の裏面検査用ロール(18)への前記の金属板(14)の巻きつけ角度(θ1)のうち、上記の裏面検査用ロール(18)の最下点(P1)より上記の金属板(14)の走行方向下流側の角度(θ2)が2°以上である、ことを特徴とする金属板の表面欠陥検査装置。
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