JPH0477843B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は鋼板連続搬送ラインにおいて用いら
れる鋼板表面検査装置に関するものである。

従来技術 圧延工程の酸洗ライン出側においては冷延母材
としての品質向上の為に熱延鋼帯の探傷が必要と
されている。

従来、こうした熱延鋼帯の探傷には光学的探傷
法、電磁式探傷法等が用いられているが、光学的
探傷法では酸洗後の鋼材表面よごれ（水、油等）
による誤検出が多く、探傷精度を向上させる為に
は別途前処理が必要になつていた。

また、検出精度及び高速度で移動する被探傷物
体への探傷性からは電磁式探傷法が優れているが
測定範囲が狭い為、被探傷物体幅に応じて高価な
プローブを複数台配置しなければならなかつた。
さらに、浸透液式等では探傷速度に問題があるた
め連続搬送ラインでの探傷には適さないという問
題があつた。

このため、鋼板の連続搬送ラインの様に鋼板の
搬送速度が速く、板幅も広く、かつ酸洗によるヨ
ゴレがある場合には従来法による鋼板表面疵の完
全な把握は困難であり、最終的にはオペレータの
感と目視と判断に頼つているのが現状であつた。

発明の目的 そこで、この発明は前記のよう鋼板連続搬送ラ
インの表面検査における従来技術の不都合な点を
改善して、鋼板の板幅や搬送速度に充分に対応で
き、かつ酸洗によるヨゴレも疵等と的確に判別出
来得る鋼板表面検査装置を提供することを目的と
する。

発明の構成 この発明による鋼板表面検査装置は、鋼板連続
搬送ラインにおいて、鋼板搬送方向の上流側に配
置され、当該搬送ライン上を移送される鋼板表面
を撮像する光学式一次探傷装置と、前記探傷装置
の鋼板搬送方向下流側に配置され、当該搬送ライ
ン上を搬送される鋼板表面の平坦度を測定する電
磁式二次探傷装置と、前記一次探傷装置から入力
される撮像画面を画像処理して鋼板表面疵である
確立の高い部分を選定し当該選定された部分を前
記二次探傷装置に指令して再測定すると共にその
二次探傷装置の平坦度測定値から鋼板の疵部分を
確定する演算制御部とを備えた点に特徴がある。

実施例 以下、図示する本発明の実施例により説明す
る。第１図にこの発明による鋼板表面検査装置実
施例の制御ブロツク図を示したが、この鋼板表面
検査装置は撮像装置である光学式一次探傷装置
（以下、光学式探傷装置という）Ａ、平坦度測定
装置である電磁式二次探傷装置（以下、電磁式探
傷装置という）Ｂ、及び演算制御部Ｃとから構成
される。

光学式探傷装置Ａは熱延から冷延間の鋼板連続
搬送ライン中で第２図に示した様に鋼板１のバタ
つきの少ないブライドル・ロール２３部付近に設
置されている。

この光学式探傷装置Ａは鋼板１の幅方向に並べ
て配列された３台のITV（CCDカメラ）２と各
ITV２の鋼板１撮像面にストロボ光を照射する
３台のストロボ３が備えられている。これら３台
のストロボ３の中で２台のストロボ３は鋼板１幅
方向の一側方に配置されており、残りの１台のス
トロボ３は鋼板１幅方向の他側に配置されてい
る。こうして、対向関係にあるストロボ間の光の
相互干渉を防ぐために遮光板４が設けられてい
る。

これらのITV２とストロボ３は同期制御部５
に接続されており、この同期制御部５は鋼板１の
通板速度に合わせてITV視野が重ならない様に
ストロボ発光タイミングが制御される。同期制御
部５の次段にはタイミング制御部６が接続されて
おり各ITV２からの撮像信号が同期制御部５か
らタイミング制御部６に入力される。このタイミ
ング制御部６には通板トラツキングを行なつてい
るパルス・ジエネレータ７からのトラツキング信
号が入力されており、入力する撮像信号の撮像・
画像処理タイミング制御を行なつて演算制御部Ｃ
側に出力する。また、タイミング制御部６から同
期制御部５へ同期信号が出力され、通板速度に応
じたITV２とストロボ３との間の同期制御を行
なう。

ここで、光学式探傷装置ＡのITV２とストロ
ボ３との関係を第３図に示した配置図に従つて詳
述すると、ストロボ３はITV２の解像度不足を
補うためにITV２撮像範囲ABに斜めからストロ
ボ光を照射するよう構成されている。また、スト
ロボ３の照射角αと照射距離ｌに関するデータを
第４図及び第５図に示したが、鋼板１面上の深さ
１mmの疵を検出させるためにストロボ３の照射角
を20゜未満とすることにより２mm長以上の影を発
生させることができる。こうして発生させる影と
共に、斜め方向からのストロボ照射による鋼板１
表面幅方向の照度比をITV２の解像能力範囲に
入れるために鋼板１からストロボ３までの照射距
離ｌを1000mm以上となるように配置し良好な画像
を得ている。

この実施例では各々３台ずつのITV２とスト
ロボ３を使用しているが鋼板１の板幅が狭ければ
ITV２は１台とすることも可能であり、同様に
ストロボ３も照射能力が充分に大きければ１台だ
けとすることも出来る。

また、搬送ラインの前記光学式探傷装置Ａより
も所定長だけ下流には平担度測定装置である電磁
式探傷装置Ｂが設けられている。この電磁式探傷
装置Ｂは鋼板１の幅方向に変位自在となるように
配置された２個のプローブ９と、このプローブ９
を検出端とする渦流探傷部８とを備えている。

２個のプローブ９は鋼板１の幅方向中心から
各々独立して幅方向外側に延在する２本のボー
ル・ネジ１０に螺合されている。このボール・ネ
ジ１０の鋼板幅方向外側端部にはモータ１１が
各々取付けられており、モータ１１で回転される
ボール・ネジ１０によつて、２個のプローブ９を
独立して鋼板１の幅方向に変位可能としている。
モータ１１にはサーボ回路１４を介して後述する
演算制御部Ｃからの探傷位置信号が入力される。
また２個のモータ１１には各々パルス・ジエネレ
ータ１２とタコ・ジエネレータ１３が取付けられ
ており、これらのパルス・ジエネレータ１２とタ
コ・ジエネータ１３により各々のプローブ９の変
位量及び変位方向を示すモータ１１の回転数及び
回転方向がサーボ回路１４に入力される。こうし
て電磁式探傷装置Ｂは演算制御部Ｃからの探傷信
号によつて鋼板１幅方向の半分ずつの領域をカバ
ーする２個のプローブ９をサーボ制御し、鋼板１
の渦流探傷を行なう。

さらに、この発明の鋼板表面検査装置には前記
光学式探傷装置Ａと電磁式探傷装置Ｂを制御する
演算制御部Ｃが設けられている。

この演算制御部Ｃは3ch.の１次疵検出部１６を
備えており、光学式探傷装置Ａのタイミング制御
部６からの画像信号を入力し、30回／秒程度の画
像をリアルタイムで疵判定して次段のフレーム・
メモリ１７に疵の画像を記憶させる。この１次疵
検出部１６はITV画像の走査線輝度を微分した
ものを微分スライスにより設定値以上の値の有無
を検出し、この設定値を越えた分の面積計算もし
くはピーク値により、第１次の疵有無判定を行な
い、疵有と判定した場合は当該画面情報をフレー
ム・メモリ１７に出力する。

１次疵検出部１６とフレーム・メモリ１７は３
台のITV２に対応するよう各々３チヤンネル
（3ch.）で構成されているが、処理能力の大きな
ものであれば各々１チヤンネルで構成することも
可能である。

フレーム・メモリ１７の出力側には２次疵検出
部１８が接続されており、フレーム・メモリ１７
内に記憶された１次疵検出部１６での疵判定で疵
有となつた部分と、電磁式探傷装置Ｂの渦流探傷
部８から入力される探傷結果とから２次疵検出が
行なわれる。この２次疵検出により疵の有無確認
疵の種類、深さ、危険の大きさ等の判定を行う。
２次疵検出部１８の出力側にはモニター１９と疵
アラーム２０とが接続されてており、２次疵検出
部１８での２次疵検出結果としてモニター１９上
に疵部位の静止画、疵の種類、および定量化され
た疵の大きさを表示し、必要に応じて疵アラーム
２０を作動してオペレータに異常を知らせる。

また、２次疵検出部１８から１次疵検出部１６
には２次疵検出結果としての１次検出設定値変更
信号が出力される。この１次検出設定値変更信号
は、１次検出で疵の疑いをかけた撮像に対し、電
磁式探傷装置Ｂでの探傷で疵でないと判定された
時（１次検出での誤検出）、２次検出のソフトウ
エアロジツクで暗部断面積、暗部長さ、明部−暗
部の判別レベル等の設定値を自動変更する。こう
して、１次疵検出部１６の誤検出率を改善するこ
とにより、より高速の通板検査に対応し、より少
ないプローブでの検査を可能にする。

さらに、演算制御部Ｃにはマイクロ・コンピユ
ータ１５が備えられており、１次疵検出部１６か
ら疵検出信号の入力があるとパルス・ジエネレー
タ７の通板トラツキング信号から所定距離だけ光
学式探傷装置Ａよりも搬送方向下流に位置する電
磁式探傷装置Ｂへの当該疵検出部到達に合わせて
サーボ回路１４により制御する。こうしてサーボ
回路１４は各々のモータ１１を作動してプローブ
９の鋼板１の疵検出部への追従制御を行なうよう
構成されている。

このマイクロ・コンピユータ１５は、渦流探傷
部８からの探傷信号と１次疵検出部１６からの入
力信号とから溶接点を検出して酸洗プロセス・コ
ンピユータ２１に溶接点検出信号を出力する。ま
た、酸洗プロセス・コンピユータ２１からはタイ
ミング制御部６に通板中の板幅、材質及び溶接点
の位置等の表示信号を出力する。

さらに、冷延プロセス・コンピユータ２２には
酸洗プロセス・コンピユータ２１から疵の有無、
位置等の情報が入力され、疵検出位置の通板時に
は冷圧速度を下げて板破断事故を防止する。

作 用 以上の構成において、この装置は搬送ライン上
を鋼板１が搬送されて光学式探傷装置Ａに到達す
ると、タイミング制御部６は入力するパルス・ジ
エネレータ７からの通板トラツキング信号を同期
制御部５に出力する。そこで、同期制御部５は
ITV２とストロボ３を通板速度に合わせて同期
制御を行なう。

こうして、ITV２で撮像された撮像信号は同
期制御部５からタイミング制御部６に送られる。
このタイミング制御部６で撮像信号は静止画像に
画像処理された後に１次疵検出部１６に出力され
て１次疵検出が行なわれる。

ここで、第６図ａ，ｂ，ｃ，ｄに各々鋼板表面
疵を示す斜視図、その断面図、撮像輝度、及び２
次検出例を示した。第６図ａの鋼板表面の各部は
かぶれ疵、線状光沢、，，水又は油等
のよごれ、耳われ疵、耳おれあとを示すもの
とする。この鋼板Ａ−A′部断面形状は第６図ｂ
に示すもので、このＡ−A′部に相当する撮像画
面上の走査線輝度を第６図ｃに示す。１次疵検出
部１６では撮像画面の走査線輝度上下制限値（第
６図ｃ上の破線）を越えた量（同図の黒ぬり部
分）及び微分後のピーク値、ピーク数等を元に、
あらかじめ限界値として設定された値との比較に
より疵の有無を判定する。

こうして、設定値以上で疵の疑いがある部位を
検出し、その画面情報をフレーム・メモリ１７に
記憶する。

これと同時に、１次疵検出部１６はマイクロ・
コンピユータ１５に１次疵検出信号を出力し、こ
の信号を入力したマイクロ・コンピユータ１５は
電磁式探傷装置Ｂのサーボ回路１４に信号を送り
１次疵検出部１６により疵とみなされた部位にプ
ローブ９を追従制御して渦流探傷を行なう。

この電磁探傷部８は探傷結果をマイクロ・コン
ピユータ１５と２次疵検出部１８に出力する。電
磁式探傷部Ｂからの探傷結果を入力した２次疵検
出部１８は、この探傷結果とフレーム・メモリ１
７から読み出した１次疵検出のデータを付き合わ
せて判定を行なう。

第６図ｄに２次疵検出例を示したが、′は明
線、暗線が連続して閉じており電磁式探傷部Ｂか
らの探傷結果と付き合わせて“かぶれ疵”と判定
し面積、深さを算出する。同様に、エツジで終わ
る暗状線部である′を“耳われ疵”として長さ
をチエツクし、暗線・明線が連続しエツジとで閉
じている′を“耳おれあと”と判別して面積及
び深さを算出する。また、閉じていない暗部′
及び第１図ａの，，は２次疵検出によつて
は疵とは見なさない。

こうして、２次疵検出部１８の出力はモニター
１９に入力されて疵部位の静止画、疵の種類及び
定量化された疵の大きさを表示することによりオ
ペレータに疵の検出を知らせる。

また、必要に応じて疵アラーム２０からアラー
ムを発し、疵部位の冷圧時には圧延速度を減速し
て冷圧時の鋼板破断を防止する。

また、２次疵検出部１８からは１次疵検出部１
６に１次検出設定値変更信号を出力して、１次疵
検出部１６での過検出もしくは検出漏れ気味とな
るのを修正する。

さらに、１次疵検出部１６からの検出信号と渦
流探傷部８からの探傷信号を入力するマイクロ・
コンピユータ１５は鋼板の溶接点も検出できるの
で、この溶接点検出信号を酸洗プロセス・コンピ
ユータ２１に出力し、酸洗プロセス・コンピユー
タ２１中の通板トラツキングの誤差補正用として
使用する。

この点に関して詳述すると、酸洗プロセス・コ
ンピユータ２１内では酸洗入側の溶接器より溶接
したとの信号が入力すると、酸洗ラインの動きよ
り溶接点位置を時間を追つて計算する。この計算
により、鋼板表面検査装置に溶接点が到達したと
みなす時点で鋼板表面検査装置のタイミング制御
部６を通してマイクロ・コンピユータ１５に信号
を送り、次に鋼板表面検査装置自体で溶接点を検
知した信号を得る事により、今までの計算上の溶
接位置との誤差を算出する。そこで、この誤差に
基づいて巻取り鋼帯長さ等の値の補正を行なうと
同時に、本装置以外に送つている通板トラツキン
グ情報用に誤差補正の為のリセツトを行なう。

これにより、例えば酸洗出側シヤーでの溶接点
部切断除去作業では、溶接点の位置情報が格段に
正確となる事より、最適減速・停止が行なえ、従
来は自動減速、目視停止であつたものを完全自動
化することができる。

なお、電磁式探傷装置Ｂは光学式探傷装置Ａが
疵を検出しない間は、鋼板の角部近傍の横割れ
（毛割れ）検出のためにエツジ近傍を探傷する。

本実施例装置の採用により、疵検出量は光学式
のみの場合に比べて1/4〜1/5の検出量に減り目視
によるサンプル部での比較では過検出量は1.2で
あり、本装置の疵情報を冷間圧延工程時の圧延速
度調整に適用した結果、冷間圧延時の板破断が全
く発生しなかつた。

この実施例では、熱延−冷延間に本発明の装置
を設置するものとしたが、冷圧後に設置すること
により製品の最終検査をオンラインで行なえ、圧
延油による誤検出を減少させることができる。

発明の効果 本発明による鋼板表面検査装置実施例は以上の
通りであり、次に述べる効果を挙げることができ
る。

鋼板の連続搬送ラインでの鋼板表面検査におい
て鋼板の板幅や搬送速度に充分に対応でき、かつ
酸洗によるヨゴレ疵等と的確に判別すると共に誤
検出を大巾に減少して自動化の信頼性を大巾に向
上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による鋼板表面検査装置実施例
の制御ブロツク図、第２図はITVの設置位置を
示す概略図、第３図はストロボの照射角と照射距
離を示す概略図、第４図はストロボ照射角と疵影
長さの関係を示すグラフ、第５図は照射距離と
ITV視野左右コーナの照度比を示すグラフ、第
６図ａは鋼板表面例を示す斜視図、同図ｂはその
Ａ−A′線断面図、同図ｃはその撮像輝度信号波
形図、同図ｄは２次疵検出例を示すパターンであ
る。 Ａ……光学式探傷装置、Ｂ……電磁式探傷装
置、Ｃ……演算制御部、１……鋼板、２……
ITV、３……ストロボ、４……遮光板、５……
同期制御部、６……タイミング制御部、７……パ
ルス・ジエネレータ、８……渦流探傷部、９……
プローブ、１０……ボールネジ、１１……モー
タ、１２……パルス・ジエネレータ、１３……タ
コ・ジエネレータ、１４……サーボ回路、１５…
…マイクロ・コンピユータ、１６……１次疵検出
部、１７……フレーム・メモリ、１８……２次疵
検出部、１９……モニター、２０……疵アラー
ム、２１……酸洗プロセス・コンピユータ、２２
……冷延プロセス・コンピユータ、２３……ブラ
イドル・ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼板連続搬送ラインにおいて、 鋼板搬送方向の上流側に配置され、当該搬送ラ
   イン上を移送される鋼板表面を撮像する光学式一
   次探傷装置と、 前記探傷装置の鋼板搬送方向下流側に配置さ
   れ、当該搬送ライン上を搬送される鋼板表面の平
   坦度を測定する電磁式二次探傷装置と、 前記一次探傷装置から入力される撮像画面を画
   像処理して鋼板表面疵である確率の高い部分を選
   定し当該選定された部分を前記二次探傷装置に指
   令して再測定すると共にその二次探傷装置の平坦
   度測定値から鋼板の疵部分を確定する演算制御部
   とを備えたことを特徴とする鋼板表面検査装置。