JPH04319778A - Micro porosity detecting and deciding method for oxygen-free copper - Google Patents
Micro porosity detecting and deciding method for oxygen-free copperInfo
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、無酸素銅のミクロポロ
シティー（欠陥）検出判定方法に関し、特にミクロポロ
シティーの検出判定を定量的且つ自動的に行う方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting and judging microporosity (defects) in oxygen-free copper, and more particularly to a method for quantitatively and automatically detecting and judging microporosity.
【０００２】0002
【従来の技術】無酸素銅、特に電子管用無酸素銅は、含
有している酸素（Ｏ２ ）や水素（Ｈ２ ）が少なく、
さらにミクロポロシティー（欠陥）も少ないため、棒、
板条及び管の伸銅品として各種の高真空部品に使用され
ている。しかし、これらの高真空部品は、その材料に残
存する微量のＯ２ やＨ２ により、連続する数種のミ
クロポロシティーが無酸素銅の金属組織内に生じること
がある。[Prior Art] Oxygen-free copper, especially oxygen-free copper for electron tubes, contains little oxygen (O2) and hydrogen (H2).
In addition, there are fewer microporosity (defects), so rods,
It is used in various high-vacuum parts as rolled copper products such as plates and tubes. However, in these high-vacuum parts, several types of continuous microporosity may occur in the metal structure of oxygen-free copper due to trace amounts of O2 and H2 remaining in the material.
【０００３】このミクロポロシティーは、形態で分類す
ると、グレードの悪い連続性のものと比較的グレードの
良い単独性のものとがあり、また発生する位置で分類す
ると、結晶粒の粒界上に発生するものと粒内に発生する
ものとがある。このようなミクロポロシティーは、粒界
や粒内を貫いてスローリーク等の事故原因となる場合が
あるので、その発生状況を監視する必要がある。このた
め、ミクロポロシティーの形状、大きさ及び数量を計測
してグレード分類（クラス１〜５、ＡＳＴＭＦ６８）し
、その結果をもとに無酸素銅の品質のクラスを判定する
試験が行われている。この試験は、無酸素銅の品質を管
理する上で特に重要である。[0003] When classified by morphology, microporosities are divided into poor-grade, continuous types and relatively good-grade, solitary types, and when classified by the position where they occur, they occur on the grain boundaries of crystal grains. There are some that occur inside the grain and others that occur inside the grain. Since such microporosity may penetrate through grain boundaries or inside grains and cause accidents such as slow leakage, it is necessary to monitor the occurrence of such microporosity. For this reason, tests are conducted to measure the shape, size, and quantity of microporosity, classify it into grades (classes 1 to 5, ASTM F68), and determine the quality class of oxygen-free copper based on the results. There is. This test is particularly important in controlling the quality of oxygen-free copper.
【０００４】従来、上記のような試験を行う方法として
は、無酸素銅の材料端末から個々に採取した数多くの試
料の金属組織を顕微鏡で観察し、その観察結果をもとに
試料の合否を判定する方法があった。この方法は、顕微
鏡で試料の全断面を１００倍に拡大した像を肉眼で観察
し、クラス別の比較写真で判定するものであった。[0004] Conventionally, the method of conducting the above-mentioned test was to observe the metallographic structure of a large number of samples individually taken from the end of the oxygen-free copper material using a microscope, and to judge whether the samples passed or failed based on the observation results. There was a way to judge. In this method, an image of the entire cross section of the sample magnified 100 times was observed with the naked eye using a microscope, and judgments were made using comparative photographs for each class.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の顕微鏡肉眼観察による試験方法は、観察者の経験
と感に頼る視覚判定となり、判定精度が低く、非能率的
な試験であった。例えば、グレード分類がクラス２以上
の試料においては、ミクロポロシティーが占める１視野
当りの面積率は数十ｐｐｍ以下と極めて小さい。このた
め、クラス１と２との間等ではその差が微量であり、肉
眼観察ではその有意差を明確に判定することは不可能で
あった。[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional testing method using macroscopic observation as described above requires visual judgment that relies on the experience and feeling of the observer, resulting in low judgment accuracy and inefficient testing. . For example, in a sample with a grade classification of class 2 or higher, the area ratio per field of view occupied by microporosity is extremely small, several tens of ppm or less. For this reason, the difference between classes 1 and 2 is minute, and it has been impossible to clearly determine the significant difference by visual observation.
【０００６】また、前述のようにミクロポロシティーは
形態的にあるいは発生位置的に種々のものがあり、通常
はこれらのミクロポロシティーが観察視野内に混在して
いる。このような多種類のミクロポロシティーを正確に
識別するためには、観察者の経験と感を特に必要とした
。[0006] Furthermore, as described above, there are various types of microporosity in terms of morphology and location, and these microporosity usually coexist within the field of view. In order to accurately identify these various types of microporosity, the observer's experience and sensitivity were particularly required.
【０００７】さらに、断面の大きな試料の場合には、観
察する必要のある視野数が数千視野にも達し、観察者の
視力の低下や精神的疲労を招き、安全衛生上問題があっ
た。Furthermore, in the case of a sample with a large cross section, the number of visual fields that need to be observed reaches several thousand, which leads to decreased visual acuity and mental fatigue of the observer, posing health and safety problems.
【０００８】従って、本発明の目的は、無酸素銅のミク
ロポロシティーの検出判定を精度良く且つ能率的に行え
るようにするとともに作業者の労力を低減するため、ミ
クロポロシティーの検出判定作業を定量的且つ自動的に
行うようにした無酸素銅のミクロポロシティー検出判定
方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to improve the detection and determination work of microporosity in oxygen-free copper in order to enable the detection and determination of microporosity in oxygen-free copper to be carried out with high precision and efficiency, and to reduce the labor of the operator. An object of the present invention is to provide a quantitative and automatic method for detecting and determining microporosity in oxygen-free copper.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の無酸素銅のミク
ロポロシティーの検出判定方法は、顕微鏡により前記ミ
クロポロシティーの拡大像を得る工程、前記拡大像をテ
レビカメラで撮影してその画像データを得る工程、前記
画像データの画像処理を行って前記ミクロポロシティー
の形状、大きさ及び個数を判定する工程、前記ミクロポ
ロシティーの形状及び大きさから前記ミクロポロシティ
ーの特徴を数値化する工程、前記ミクロポロシティーの
特徴を数値化する工程で得られた数値に基づいて前記ミ
クロポロシティーを分類する工程、及び前記ミクロポロ
シティーを分類する工程において得られた分類結果と前
記ミクロポロシティーの大きさ及び個数とから前記無酸
素銅が所定の基準を満たしているか否かの合否を判定す
る工程とを含むようにしたものである。[Means for Solving the Problems] The method for detecting and determining microporosity in oxygen-free copper of the present invention includes the steps of obtaining an enlarged image of the microporosity using a microscope, and photographing the enlarged image with a television camera. obtaining data; performing image processing on the image data to determine the shape, size, and number of the microporosity; quantifying the characteristics of the microporosity from the shape and size of the microporosity; a step, a step of classifying the microporosity based on the numerical value obtained in the step of quantifying the characteristics of the microporosity, and a classification result obtained in the step of classifying the microporosity and the microporosity The method includes a step of determining whether the oxygen-free copper satisfies a predetermined standard based on the size and number of the oxygen-free copper particles.
【００１０】0010
【作用】本発明の無酸素銅のミクロポロシティーの検出
判定方法においては、顕微鏡により得られたミクロポロ
シティーの拡大像をテレビカメラで撮影し、その画像デ
ータを画像解析処理（マトリックス処理）し、前記ミク
ロポロシティーの形状、大きさ及び個数を定量的に判定
する。この場合、前述のようにミクロポロシティーは形
態や発生位置の相違で種々のものが存在するが、無酸素
銅の金属組織内の全ての位置（結晶粒界、研磨傷等）の
画像について画像解析を行い、粒内連続ポロシティー、
粒内単独ポロシティー、粒界連続ポロシティー及び粒界
単独ポロシティーの４種のミクロポロシティーに識別し
、これらのデータ処理を行うことにより、定量的な判定
が可能となる。そして、１視野当りのミクロポロシティ
ーの大きさや個数の管理基準値を設定することにより、
合否の自動判定を行うことができる。[Operation] In the method for detecting and determining microporosity in oxygen-free copper of the present invention, an enlarged image of microporosity obtained with a microscope is photographed with a television camera, and the image data is subjected to image analysis processing (matrix processing). , the shape, size, and number of the microporosity are determined quantitatively. In this case, as mentioned above, there are various types of microporosity due to differences in form and location, but images of all positions (grain boundaries, polishing scratches, etc.) in the metal structure of oxygen-free copper are used. Analyze the intragranular continuous porosity,
Quantitative determination is possible by distinguishing into four types of microporosity: intragranular individual porosity, grain boundary continuous porosity, and grain boundary individual porosity, and processing these data. Then, by setting the control standard values for the size and number of microporosity per field of view,
Automatic judgment of pass/fail can be performed.
【００１１】上記のように定量的な判定を行うことによ
り、例えばクラス１と２のミクロポロシティーの有意差
も明確化される。この結果、肉眼観察による人間の主観
的判断に頼る要素が無くなり、判定精度が大幅に向上す
る。また、上記のように肉眼観察による判断を行わない
ので、作業者は肉眼等の疲労から開放される。さらに、
オートフォーカス機能及びオートステージを備えた顕微
鏡やを試料搬出入装置を組み合わせて使用する場合には
、試験の無人化も可能となり、作業能率がさらに向上す
る。[0011] By performing the quantitative determination as described above, the significant difference in microporosity between classes 1 and 2, for example, can also be clarified. As a result, there is no need to rely on human subjective judgment through naked eye observation, and the accuracy of judgment is greatly improved. Furthermore, since judgments are not made by visual observation as described above, the operator is freed from visual fatigue. moreover,
When a microscope equipped with an autofocus function and an autostage is used in combination with a sample loading/unloading device, unmanned testing becomes possible, further improving work efficiency.
【００１２】0012
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。図１は、本発明の実施例の方法で使用する装置を示
すブロック図である。図において、搬出入ロボット１１
はロボット制御装置２２に制御され、無酸素銅である試
料１０を試料のストックヤードから搬出入する。試料１
０を載置する顕微鏡オートステージ１２は、オートステ
ージ制御装置２０によりＸＹ軸方向に駆動制御される。
試料形状検出用マクロＴＶカメラ１３は、試料１０の形
状及び大きさを計測する。試料高さ計測装置１４は、試
料の厚み分布を計測する。光学顕微鏡及びミクロＴＶカ
メラ１５は顕微鏡とＴＶカメラが一体となったもので、
試料１０の拡大像をＴＶ像として形成する。また、光学
顕微鏡部は、オートフォーカス制御装置２１により焦点
制御が行われる。画像解析装置１６は、試料位置検出用
マクロＴＶカメラ１３及び光学顕微鏡及びミクロＴＶカ
メラ１５から送られた画像データを解析する。パーソナ
ルコンピュータ１７は、試料高さ計測装置１４からのデ
ータに基づいてオートフォーカス制御装置２１に命令を
出すとともに、画像解析装置１６からの解析データをプ
リンタ１９に出力する。モニタＴＶ１８は、画像解析装
置１６の解析データを画面に表示する。[Examples] Examples of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a block diagram illustrating an apparatus used in a method according to an embodiment of the invention. In the figure, the loading/unloading robot 11
is controlled by a robot controller 22, and carries in and out the sample 10, which is oxygen-free copper, from a sample stockyard. Sample 1
The microscope autostage 12 on which 0 is placed is driven and controlled in the XY axis directions by the autostage control device 20. The sample shape detection macro TV camera 13 measures the shape and size of the sample 10. The sample height measuring device 14 measures the thickness distribution of the sample. The optical microscope and micro TV camera 15 is a combination of a microscope and a TV camera.
An enlarged image of the sample 10 is formed as a TV image. Further, focus control of the optical microscope section is performed by an autofocus control device 21. The image analysis device 16 analyzes image data sent from the sample position detection macro TV camera 13 and the optical microscope and micro TV camera 15. The personal computer 17 issues a command to the autofocus control device 21 based on the data from the sample height measurement device 14, and outputs the analysis data from the image analysis device 16 to the printer 19. The monitor TV 18 displays the analysis data of the image analysis device 16 on the screen.
【００１３】次に、本実施例によるミクロポロシティー
の検出判定方法の詳細を説明する。まず、搬出入ロボッ
ト１１により、試料のストックヤードから試料１０を顕
微鏡オートステージ１２まで運び、顕微鏡オートステー
ジ１２上に試料１０を載置する。そして、オートステー
ジ制御装置２０により顕微鏡オートステージ１２の位置
を移動させ、試料１０が試料形状検出用マクロＴＶカメ
ラ１３の直下に来るようにする。Next, details of the microporosity detection and determination method according to this embodiment will be explained. First, the loading/unloading robot 11 transports the sample 10 from the sample stockyard to the microscope autostage 12 and places the sample 10 on the microscope autostage 12 . Then, the autostage control device 20 moves the position of the microscope autostage 12 so that the sample 10 is directly below the sample shape detection macro TV camera 13.
【００１４】次に、試料形状検出用マクロＴＶカメラ１
３により試料１０の全体像を撮影し、その画像データを
画像解析装置１６に送出する。画像解析装置１６は、試
料形状検出用マクロＴＶカメラ１３からの画像データを
解析し、試料１０の形状及び大きさを定量的に判定し、
光学顕微鏡及びミクロＴＶカメラ１５の観察視野の座標
を設定するとともに走査位置を決定する。Next, the macro TV camera 1 for sample shape detection is
3, the entire image of the sample 10 is photographed, and the image data is sent to the image analysis device 16. The image analysis device 16 analyzes the image data from the sample shape detection macro TV camera 13, quantitatively determines the shape and size of the sample 10,
The coordinates of the observation field of the optical microscope and the micro TV camera 15 are set, and the scanning position is determined.
【００１５】次に、試料１０が試料高さ計測装置１４の
直下に来るように、顕微鏡オートステージ１２を移動さ
せ、試料１０の厚み分布を試料高さ計測装置１４により
計測する。次に、今度は試料１０が光学顕微鏡及びミク
ロＴＶカメラ１５の対物レンズ直下に来るように顕微鏡
オートステージ１２を移動させる。Next, the microscope autostage 12 is moved so that the sample 10 is directly below the sample height measuring device 14, and the thickness distribution of the sample 10 is measured by the sample height measuring device 14. Next, the microscope autostage 12 is moved so that the sample 10 comes directly under the objective lens of the optical microscope and micro TV camera 15.
【００１６】次に、光学顕微鏡及びミクロＴＶカメラ１
５により試料１０の組織観察を開始する。その際、光学
顕微鏡及びミクロＴＶカメラ１５の視野の焦点は、オー
トフォーカース制御装置２１により自動的に合うように
制御される。また、オートステージ制御装置２０により
顕微鏡オートステージ１２の位置を制御することにより
、観察視野の位置をＸＹ軸方向に自由に走査できる。
光学顕微鏡及びミクロＴＶカメラ１５の光学顕微鏡によ
り得られた金属組織の拡大像は、ミクロＴＶカメラによ
って撮影され、その画像データが画像解析装置１６へ送
出される。Next, an optical microscope and a micro TV camera 1
5, the structure observation of the sample 10 is started. At this time, the focus of the field of view of the optical microscope and the micro TV camera 15 is automatically controlled by the autofocus control device 21. Furthermore, by controlling the position of the microscope autostage 12 by the autostage control device 20, the position of the observation field can be freely scanned in the XY axis directions. An enlarged image of the metal structure obtained by the optical microscope and micro TV camera 15 is photographed by the micro TV camera, and the image data is sent to the image analysis device 16.
【００１７】画像解析装置１６は、入力した画像データ
をディジタル化処理し、光学濃度のレベル差で表現する
。そして、ミクロポロシティーを所定の光学濃度レベル
で抽出した後、２値画像処理を行う。この処理結果に基
づいて、ミクロポロシティーを連続性のものと単独性の
ものとに抽出分離し、さらにその形態（連続性、単独性
）を識別する。また、ミクロポロシティーの直径、面積
及び個数も判定される。そのデータはパーソナルコンピ
ュータ１７に送出され、ここでデータ処理が行われ、試
料のクラス別の合否が判定される。処理されたデータは
、モニタＴＶ１０によって画面表示されるとともに、プ
リンタ１１によって記録される。The image analysis device 16 digitizes the input image data and expresses it as a difference in optical density levels. After extracting microporosity at a predetermined optical density level, binary image processing is performed. Based on the results of this processing, microporocities are extracted and separated into continuous and individual microporocities, and their forms (continuous and individual) are identified. The diameter, area and number of microporosities are also determined. The data is sent to the personal computer 17, where it is processed and the pass/fail of each sample class is determined. The processed data is displayed on the screen by the monitor TV 10 and recorded by the printer 11.
【００１８】ロボット制御装置２２は試料の合否の信号
を受け、その信号に基づいて搬出入ロボット１１を制御
する。搬出入ロボット１１は、顕微鏡オートステージ１
２から試料１０を取り出し、判定結果に基づいて合否別
の搬出シュートへ運搬する。The robot control device 22 receives a signal indicating whether the sample is acceptable or not, and controls the loading/unloading robot 11 based on the signal. The loading/unloading robot 11 is a microscope autostage 1
The sample 10 is taken out from No. 2 and transported to a carry-out chute according to pass/fail based on the judgment result.
【００１９】なお、本実施例のように、搬出入ロボット
等の試料の自動供給装置を組み合わせてミクロポロシテ
ィーの検出判定を行うようにした場合には、無酸素銅組
織試験の完全無人化も図ることができる。Furthermore, as in this example, when microporosity detection and judgment are performed in combination with an automatic sample supply device such as a loading/unloading robot, the oxygen-free copper structure test can be completely unmanned. can be achieved.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の無酸素銅の
ミクロポロシティー検出判定方法によると、ミクロポロ
シティーの検出判定作業を定量的に且つ自動的に行うこ
とができるので、ミクロポロシティーの検出判定を精度
良く且つ能率的に行うことができるとともに作業者の労
力が低減できる。Effects of the Invention As explained above, according to the method for detecting and judging microporosity in oxygen-free copper of the present invention, the detection and judgment of microporosity can be carried out quantitatively and automatically. Detection and judgment can be performed accurately and efficiently, and the labor of the operator can be reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
【図１】本発明の実施例の方法に使用する装置を示すブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus used in a method according to an embodiment of the invention.
１０ 試料
１１ 搬出入ロボット
１２ 顕微鏡オートステージ
１３ 試料形状検出用マクロＴＶカメラ１４
試料高さ計測装置
１５ 光学顕微鏡及びミクロＴＶカメラ１６
画像解析装置
１７ パーソナルコンピュータ
１８ モニタＴＶ
１９ プリンタ
２０ オートステージ制御装置
２１ オートフォーカス制御装置２２ ロ
ボット制御装置10 Sample 11 Loading/unloading robot 12 Microscope autostage 13 Macro TV camera for sample shape detection 14
Sample height measuring device 15 Optical microscope and micro TV camera 16
Image analysis device 17 Personal computer 18 Monitor TV 19 Printer 20 Auto stage control device 21 Auto focus control device 22 Robot control device
Claims (1)
判定する方法において、顕微鏡により前記ミクロポロシ
ティーの拡大像を得る工程、前記拡大像をテレビカメラ
で撮影してその画像データを得る工程、前記画像データ
の画像処理を行って前記ミクロポロシティーの個数及び
個々の前記ミクロポロシティーの形状及び大きさを定量
的に判定する工程、前記ミクロポロシティーの形状及び
大きさから前記ミクロポロシティーの特徴を数値化する
工程、前記ミクロポロシティーの特徴を数値化する工程
で得られた数値に基づいて前記ミクロポロシティーを分
類する工程、及び前記ミクロポロシティーを分類する工
程において得られた前記ミクロポロシティーの分類結果
と前記ミクロポロシティーの大きさ及び個数とから前記
無酸素銅が所定の基準を満たしているか否かの合否を判
定する工程とを含むことを特徴とする無酸素銅のミクロ
ポロシティー検出判定方法。1. A method for detecting and determining microporosity in oxygen-free copper, comprising: obtaining an enlarged image of the microporosity using a microscope; photographing the enlarged image with a television camera to obtain image data thereof; a step of quantitatively determining the number of microporosities and the shape and size of each microporosity by performing image processing on image data; characteristics of the microporosity based on the shape and size of the microporosity; a step of quantifying the characteristics of the microporosity, a step of classifying the microporosity based on the numerical value obtained in the step of quantifying the characteristics of the microporosity, and a step of classifying the microporosity obtained in the step of classifying the microporosity. microporosity of oxygen-free copper, comprising the step of determining whether or not the oxygen-free copper satisfies a predetermined standard based on the classification result of the oxygen-free copper and the size and number of the microporosity. City detection judgment method.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3114024A JPH04319778A (en) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | Micro porosity detecting and deciding method for oxygen-free copper |
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| JP (1) | JPH04319778A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101536909B1 (en) * | 2013-10-30 | 2015-07-15 | 현대제철 주식회사 | Electric dust collector |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP3114024A patent/JPH04319778A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101536909B1 (en) * | 2013-10-30 | 2015-07-15 | 현대제철 주식회사 | Electric dust collector |
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