JP2000121574A - 鋼板の疵検査装置 - Google Patents

鋼板の疵検査装置

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JP2000121574A
JP2000121574A JP30474398A JP30474398A JP2000121574A JP 2000121574 A JP2000121574 A JP 2000121574A JP 30474398 A JP30474398 A JP 30474398A JP 30474398 A JP30474398 A JP 30474398A JP 2000121574 A JP2000121574 A JP 2000121574A
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steel sheet
linear
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JP30474398A
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Kazusane Mizukami
和実 水上
Toshimichi Murata
利道 村田
Magonori Nagase
孫則 長瀬
Ryoji Nishioka
良二 西岡
Yoshiro Yamada
吉郎 山田
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Nippon Steel Corp
Technos Co Ltd
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Nippon Steel Corp
Technos Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • G01N2021/8918Metal

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡略な構成により、設置場所の制約等を受け
ることなく、全種類の疵を検出することが可能な鋼板の
疵検査装置を提供すること。 【解決手段】 鋼板1の表面に照明光を照射する線状光
源12は、ライン方向に直交する線Cに対し、水平方向
に角度θを設けて斜めに設置される。この反射光像を撮
像するカメラ14は、鋼板1の表面のほぼ全幅を撮像の
視野にすると共に、前記視野の中心からの仰角βを線状
光源12の配置状態に応じて設定する。これにより、線
状光源12はライン方向の線状疵に対して陰影を形成す
るように照射でき、凹凸疵と同様に反射光像に陰影を形
成することができ、ライン方向の線状疵を確実に検出す
ることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板の疵検査装置
に関し、特に、塗装鋼板等の鋼板の表面の各種の疵の検
査を撮影画像を用いて行う鋼板の疵検査装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】鋼板等の中でも出荷後、使用者、消費者
等の目にふれる形で製品の筐体等にそのまま用いられる
塗装鋼板などは、出荷の品質検査が重要になっている。
塗装鋼板で問題になる疵は、(a)色調変化(ゴミブ
ツ、カスビキ、艶ムラ等)、(b)凹凸変化疵(ワキ、
ピンホール、押し疵等)、(c)L(ライン)方向線状
疵(線状ハジキ、スリ疵等の板流れ方向の疵)等であ
る。このような疵の検査は、塗装鋼板の搬送を継続した
まま、非接触で行うことが要求され、かつ、色調や凹凸
の僅かな違いや搬送方向の線状疵をも検出できることが
要求される。
【0003】従来、鋼板等の表面疵検査としては、例え
ば、特開平7−218451号公報に見られるように、
疵の種類毎に複数の照明、カメラを配置することが多
く、また、照明撮影方向は、鋼板の搬送方向と直角もし
くは平行に設置される。
【0004】図4は塗装鋼板等の鋼板疵検査装置の従来
例を示す。鋼板1の上方には、2台のカメラ2,3が鋼
板1の搬送方向に所定の間隔をもって設置されている。
更に、カメラ2,3の前方(鋼板1の搬送方向に対し)
には、所定の高さに光源4,5が設置されている。光源
4は、発した光6が鋼板1の表面で反射し、その反射光
7がカメラ2に入射するように配設される。同様に、光
源5は、発した光8が鋼板1の表面で反射し、その反射
光9がカメラ3に入射するように配設される。鋼板1に
おける光6の入射角度は、光8に比べて大きな値に設定
されている。つまり、光源4の様に高い位置から照射す
ることにより色調変化疵を検出し易くなり、光源5の様
に低い位置から照射することにより凹凸変化疵を検出し
易くなる。この結果、疵の状態に応じて照射方向の異な
る光を投射することができるので、2台のカメラとの組
み合わせにより多様な疵の検出が可能になる。なお、図
4においては、模式的に示したため、鋼板の平坦部上に
光源及びカメラを配置したが、実際には、鋼板1の平滑
性の確保や振動対策のため、送りローラ(不図示)の近
くに配設される。
【0005】図4の構成において、鋼板1が図のA方向
に搬送されるとき、光源4の光6は鋼板1の表面で反射
してカメラ2に入射し、光源5の光6も鋼板1の表面で
反射してカメラ3に入射する。反射面に疵があるとき、
その疵形状に応じたコントラストが生じ、1つの疵画像
を形成する。この疵画像はカメラ2と3では光の照射角
度が異なるために、異なる形の疵画像として撮像され
る。カメラ2,3のから出力される画像信号は、不図示
の処理装置によって処理され、疵の種類毎に発生の有無
等が判定される。なお、鋼板1が両面塗装の場合、裏面
に対しても疵検査が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、以下のような問題がある。 (1)線状疵を検出しにくかったり、検出できない場合
がある。照明光の入射角度を選定することにより陰影を
形成することはできるものの鋼板にかける張力の影響で
平滑性が出ず、反射像に歪みを生じ、検出ができなかっ
た。 (2)平滑性の確保及び振動に対する配慮から、疵検査
装置の設置場所がローラ巻付部に限定される。また、カ
メラの焦点ズレを防止するため、設備費が高くなると共
に、調整作業に時間を要する。 (3)疵検査のために光源及びカメラを各2台必要と
し、現場での調整に時間を要する。 (4)光源及びカメラを各2台必要とするため、設備費
が高くなる。
【0007】上記の課題を解決するため、本発明の目的
は、簡略な構成により、設置場所の制約等を受けること
なく、全種類の疵を検出することのできる鋼板の疵検査
装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本出願に係る請求項1記載の発明は、鋼板の表面に
照明光を照射し、その反射光を撮像して前記鋼板の表面
の各種の疵を検査する鋼板の疵検査装置において、前記
鋼板の搬送方向に対して所定の角度をもって斜めに配設
され、前記鋼板の表面のほぼ全幅を照明の直接光入射を
防止する反射板と、鋼板に平行で巾広い反射光を照明す
る光源と、前記光源により照明された前記鋼板の表面の
ほぼ全幅を視野にすると共に、前記視野の中心からの仰
角が前記光源の配置状態に応じて設定されたカメラとを
具備することを特徴とする鋼板の疵検査装置である。
【0009】この構成によれば、板幅方向に照明を行う
光源を鋼板のライン方向に直交させずに斜めに配置した
ことにより、照明光はライン巾方向に平行せず、ライン
方向に伸びる線状疵に対して斜め方向から照射され、線
状疵からの反射光像に陰影が形成される。また、鋼板張
力により反射光が歪んでも、巾広い光源を供することに
より、検査巾全域に均一な光度を供することができる。
更に、カメラの設置位置を光源の配置に応じて設定する
ことにより、カメラには明瞭な画像として撮像される。
したがって、簡単な構成により、ライン方向の線状疵及
び他の種類の疵を確実に検出することができる。
【0010】本出願に係る請求項2記載の発明は、前記
所定の角度は90度未満であることを特徴とする請求項
1記載の鋼板の疵検査装置である。
【0011】この構成によれば、簡単な構成で線状疵か
ら反射する光像に対し、カメラの撮像に最適な陰影を形
成することができ、線状疵の検出が容易になる。
【0012】本出願に係る請求項3記載の発明は、前記
仰角は90度未満であることを特徴とする請求項1記載
の鋼板の疵検査装置である。
【0013】この構成によれば、斜めに配置した光源に
より線状疵に対して陰影を形成した反射光像に対し、そ
の陰影状態を損なうことなく撮像することができる。
【0014】本出願に係る請求項4記載の発明は、前記
光源の発光体が線状光源であることを特徴とする請求項
1記載の鋼板の疵検査装置である。
【0015】この構成によれば、1つの光源により鋼板
の全幅を照明する蛍光灯のような線状光源を得ることが
できる。
【0016】本出願に係る請求項5記載の発明は、カメ
ラに直接光が入光することを防止する反射板を設けてあ
ることを特徴とする請求項1記載の鋼板の疵検査装置で
ある。
【0017】この構成によれば、カメラに目的とする反
射光のみを与えることができる。
【0018】本出願に係る請求項6記載の発明は、鋼板
に照射される光源が平行光線であり、かつ巾広く均一で
あることを特徴とする請求項1記載の鋼板の疵検査装置
である。
【0019】この構成によれば、斜め照射した時、鋼板
の歪みにより反射像が曲がっても、検査巾全域に対し、
均一の光度を与えることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0021】図1は本発明の第1の実施の形態としての
鋼板の疵検査装置を示す。本発明による疵検査装置は、
蛍光灯等からなる線状光源12、カメラ13、及び処理
装置14を備えて構成されている。処理装置14は、処
理結果を記憶する記憶装置、処理結果を表示する表示装
置、プリンタ等の記録装置を備えている。送りローラ1
0と巻き取りローラ11は所定の距離をおいて設置さ
れ、送りローラ10から引き出された鋼板1は、B方向
に搬送されながら巻き取りローラ11に巻き取られる。
送りローラ10と巻き取りローラ11の間には平坦面が
形成されている。この平坦面の上方には、疵検査装置を
構成する各1台の線状光源12とカメラ13が設置され
ている。
【0022】線状光源12は、幅のある鋼板1を照明す
る必要から、線状光源が望ましい。そこで、線状光源1
2の発光体として、例えば蛍光灯12a(高周波蛍光
灯、高輝度蛍光灯等)を用いている。そして、線状光源
12の光がカメラ13に直に入光するのを防止し、鋼板
1への照度を上げ、巾広い反射光を照射できるように、
蛍光灯12aの上部に半円形の反射板12bを設けてい
る。カメラ13には、小型化及び軽量化を図れることか
ら、CCD撮像素子を用いたカメラが適している。カメ
ラ13には処理装置14が接続され、疵の有無、疵の大
きさ等が判定される。
【0023】図2は上方から見た線状光源12とカメラ
13の配置状況を示し、図3は正面から見た線状光源1
2とカメラ13の配置状況を示す。図2に示すように、
線状光源12は板幅方向に垂直な線Cに対して水平方向
に角度θをもって斜めに配置され、かつ、図3に示すよ
うに、線状光源12の両端の鋼板1からの高さを同じに
している。線状光源12を斜めに配置したことにより、
ライン方向に伸びる線状疵に対する入射光が斜め照射に
なるため、その反射画像に陰影をつけることができ、線
状疵を確実に検出できるようになった。角度θは、90
度に近づける程、陰影をつけることができるが、その分
検査巾が広がるため、分解能が落ちる。また、反射像の
歪みが大きくなり、巾広く均一な光源を確保するのが困
難となる。そのため、実用化に当たっては、角度θを2
0度以上とした時が、線状疵を検出できる陰影をつける
ことが可能となる結果が得られた。
【0024】図2に示すように、線状光源12の斜め配
置に対応して、カメラ13を線状光源12の中心線Dの
直下の全幅を撮影できる視野角αが得られる距離の位置
に設置している。この時、鋼板に照明の反射光Eが緩や
かな波のように、多少歪んで出現するが、巾広く均一な
照明であるため、検査巾全域を均一光度で撮影すること
ができる。更に、カメラ13の設置に関しては、図1及
び図3に示す如く、凹凸に関する疵(凹凸変化疵及びL
方向線状疵)を良好に検出できるように、視野中心(鋼
板1上の線状光源12により照明された範囲の中心)か
ら見たカメラ13の仰角βを規定している。線状光源1
2を20度にしたとき、仰角βが59度のときに、色調
疵、凹凸疵、線状疵のいずれも検出できる最良の結果を
得ることができた。
【0025】カメラ13の画像出力は処理装置14に入
力され、この処理装置14によって疵判定のための処理
が行われる。まず、カメラ13の画像出力に対してデー
タ積分が行われ、この積分値を基に差分処理が施され
る。その差分値の変化から、疵の有無、疵の程度等を知
ることができる。差分値は、〔目的データを含む前後数
個の積分値〕−〔目的データを含まない右側数個の積分
値〕として求めることができる。この差分値を板幅方向
についてN個(例えば、5,000個)を演算すれば、
全体像を把握すると共に、共通の環境変化要因、例えば
振動影響や照度変化、レンズのホコリ、検出器の性能劣
化等を抑えて、目的とする疵情報のみを効率よく検出す
ることができる。
【0026】以上のように、本発明の実施の形態によれ
ば、1つの線状光源と1つのカメラによる簡略な構成に
よって、従来は困難であった線状疵が検出できるように
なった。なお、凹凸変化疵等の他の種類の疵は、どの方
向から照明されても陰影を形成することができるので、
問題なく疵検出を行うことができる。また、上記疵検査
装置は、ローラ間であれば、どこに設置してもよいた
め、設置場所に制約されず、保守点検が容易になる。
【0027】
【実施例】表1に実施例を示す。本方法を用いると、簡
易な構成で線状疵を含め他の種類の疵を確実に検出する
ことができる。
【0028】
【表1】
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る請求
項1の発明によれば、鋼板の表面に照明光を照射し、そ
の反射光を撮像して前記鋼板の表面の各種の疵を検査す
る鋼板の疵検査装置において、前記鋼板の幅方向を照明
する光源が板幅に垂直な線上に対して斜めに配設し、か
つ鋼板からの反射像を撮像するカメラの視野の中心から
の仰角を最適に設定したので、照明光はライン方向に伸
びる線状疵に対しては斜め方向から照射され、線状疵か
らの反射光像に陰影を形成できる結果、簡単な構成によ
り、ライン方向の線状疵及び他の種類の疵を確実に検出
することができる。
【0030】本出願に係る請求項2の発明によれば、光
源の取り付け角度を90度未満にしたので、線状疵から
反射する光像に対し、カメラの撮像に最適な陰影を形成
することができ、線状疵の検出が容易になる。
【0031】本出願に係る請求項3の発明によれば、カ
メラに対する仰角を90度未満にしたので、斜めに配置
した光源により形成された陰影のある反射光像に対し、
その陰影状態を損なうことなく撮像することができる。
【0032】本出願に係る請求項4の発明によれば、光
源の発光体を線状光源にしたため、1つの光源により鋼
板の全幅を照明する線状光源を得ることができる。
【0033】本出願に係る請求項5の発明によれば、カ
メラに目的とする反射光のみを与えることができる。
【0034】本出願に係る請求項6の発明によれば、斜
め照射した時、鋼板の歪みにより反射像が曲がっても、
検査巾全域に対し、均一の光度を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態としての鋼板の疵検
査装置を示す模式的斜視図である。
【図2】図1の上方から見た光源とカメラの配置状況を
示す平面図である。
【図3】図1の正面から見た光源とカメラの配置状況を
示す正面図である。
【図4】鋼板の疵検査装置の従来構成を示す模式的正面
図である。
【符号の説明】
1 鋼板 2 カメラ 3 カメラ 4 光源 5 光源 6 光 7 反射光 8 光 9 反射光 10 送りローラ 11 巻き取りローラ 12 線状光源 12a 蛍光灯 12b 反射板 13 カメラ 14 処理装置 θ 角度 α 視野角 β 仰角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 利道 君津市君津1番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 (72)発明者 長瀬 孫則 君津市君津1番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 (72)発明者 西岡 良二 君津市君津1番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 (72)発明者 山田 吉郎 東京都品川区南大井五丁目26番12号 株式 会社テクノス内 Fターム(参考) 2G051 AA37 AB01 AB07 BB01 CA03 CA04 CB01 EA16

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の表面に照明光を照射し、その反射
    光を撮像して前記鋼板の表面の各種の疵を検査する鋼板
    の疵検査装置において、 前記鋼板の幅方向に対して水平方向に所定の角度をもっ
    て配設され、前記鋼板の表面のほぼ全幅を照明する光源
    と、前記光源により照明された前記鋼板の表面のほぼ全
    幅を視野にすると共に、前記視野の中心からの仰角が前
    記光源の配置状態に応じて設定されたカメラとを具備す
    ることを特徴とする鋼板の疵検査装置。
  2. 【請求項2】 前記所定の角度は、90度未満であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の鋼板の疵検査装置。
  3. 【請求項3】 前記仰角は、90度未満であることを特
    徴とする請求項1記載の鋼板の疵検査装置。
  4. 【請求項4】 前記光源は、その発光体が線状光源であ
    ることを特徴とする請求項1記載の鋼板の疵検査装置。
  5. 【請求項5】 前記光源は、カメラに直接光が入光する
    ことを防止する反射板を設けてあることを特徴とする請
    求項1記載の鋼板の疵検査装置。
  6. 【請求項6】 前記光源は、鋼板に照射され反射される
    平行光の巾が広く、均一であることを特徴とする請求項
    1記載の鋼板の疵検査装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006178573A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Dainippon Printing Co Ltd 画像入力装置および方法
JP2007322402A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Yoshiro Yamada 表面検査装置
JP2010230450A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Panasonic Electric Works Co Ltd 物体表面検査装置
JP2018105631A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 Jfeスチール株式会社 金属帯表面欠陥の検査装置および検査方法

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