JP2000141198A - 丸棒材の欠陥自動研削方法及び装置 - Google Patents

丸棒材の欠陥自動研削方法及び装置

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JP2000141198A
JP2000141198A JP10314640A JP31464098A JP2000141198A JP 2000141198 A JP2000141198 A JP 2000141198A JP 10314640 A JP10314640 A JP 10314640A JP 31464098 A JP31464098 A JP 31464098A JP 2000141198 A JP2000141198 A JP 2000141198A
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grinding
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map
flaw detection
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JP10314640A
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English (en)
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Osamu Takehisa
修 竹久
Yoshiki Fukutaka
善己 福高
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 漏洩磁束探傷で探傷した表面欠陥と超音波探
傷で探傷した表層欠陥を、同時にロス無く研削する。 【解決手段】 疵マップ作成時に基準となる原点マーク
を材料10に付し、該原点マークを基準に、材料の表面
欠陥及び表層欠陥の深さ位置を測定して探傷し、表面欠
陥の疵マップと表層欠陥の疵マップを合成して作成した
研削マップ54に基づいて、同一箇所に存在する表面欠
陥と表層欠陥の最大深さを求め、研削すべき欠陥の位置
と深さを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、丸棒材の欠陥自動
研削方法及び装置に係り、特に、丸棒鋼材の探傷ライン
に用いるのに好適な、表面欠陥と表層欠陥を、自動グラ
インダ等で過研削することなく同時に研削することが可
能な、丸棒材の欠陥自動研削方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼片等の被検材の研削方法としては、材
料を探傷して、表面欠陥(開口欠陥)を研削し、内部欠
陥は、欠陥材(不合格材)として処理する方法が知られ
ている。しかしながら、この方法では、表面近くに非開
口欠陥があり、研削すれば合格材となる場合でも、不合
格材となってしまい、不合格材が多くなるという問題点
を有していた。
【0003】このような問題を解決するべく、特開昭6
3−277963では、表面欠陥探傷と、超音波斜角探
傷及び超音波垂直内部探傷の探傷結果より得られた研削
深さ基準値に基づいて、開口及び非開口の欠陥を、共に
研削する方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
63−177963に記載された方法では、表層欠陥を
超音波斜角探傷で検出していたため、欠陥深さ位置の検
出精度が低く、実施例のように、予め基準値を決めて、
研削限界深さを決めていた。このため、表面欠陥が研削
限界値よりも浅い位置にあった場合にも、研削限界深さ
まで研削されてしまい、材料の削り過ぎによる材料ロス
及び不要な研削のために研削時間が長くなるという問題
点を有していた。
【0005】又、実施例に示されているように、表層欠
陥の検出を、電子セクタ・電子リニヤ走査併用による探
傷機を用いて行っていたため、材料の通材速度が遅くな
り、生産性が低下するという問題点も有していた。
【0006】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、表面欠陥と表層欠陥を、自動研削装
置で過研削することなく研削可能とすることを課題とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、丸棒材と探傷
ヘッドを相対的に回転させつつ進行させながら探傷し、
該探傷結果に応じて欠陥部分を研削する丸棒材の欠陥自
動研削方法において、疵マップ作成時に基準となる原点
マークを材料に付し、該原点マークを基準に、材料の表
面欠陥を探傷し、前記原点マークを基準に、材料の表層
欠陥の深さ位置を測定して探傷し、前記原点マークを基
準に、前記表面欠陥の疵マップと前記表層欠陥の疵マッ
プを合成して、同一箇所に存在する表面欠陥と表層欠陥
の最大深さを求め、研削すべき欠陥の位置と深さを設定
するようにして、前記課題を解決したものである。
【0008】又、丸棒材と探傷ヘッドを相対的に回転さ
せつつ進行させながら探傷し、該探傷結果に応じて欠陥
部分を研削する丸棒材の欠陥自動研削装置において、疵
マップ作成時に基準となる原点マークを材料に付ける原
点マーキング装置と、材料の表面欠陥を探傷するための
探傷ヘッド、及び、前記原点マークを読み取る原点マー
クリーダを備えた漏洩磁束探傷機と、材料の表層欠陥の
深さ位置を測定して探傷するための探傷ヘッド、及び、
前記原点マークを読み取る原点マークリーダを備えた超
音波探傷機と、前記原点マークを基準に、漏洩磁束探傷
機の疵マップと超音波探傷機の疵マップを合成して、同
一箇所に存在する表面欠陥と表層欠陥の最大深さを表わ
した研削マップを作成する手段と、該研削マップに基づ
いて、研削すべき欠陥の位置と深さが設定される自動研
削装置とを備えることにより、同じく前記課題を解決し
たものである。
【0009】更に、前記超音波探傷機を、垂直1探触子
法、斜角1探触子法、及び、垂直−斜角2探触子法の組
合せによって、表層欠陥の深さ位置を測定して探傷する
ものとすることにより、高精度の深さ位置検出を可能と
したものである。
【0010】本発明によれば、表面欠陥を、例えば漏洩
磁束探傷法、表層欠陥を、例えば超音波垂直−斜角2探
触子法、斜角1探触子法、内部欠陥を、例えば超音波垂
直1探触子法で探傷した結果を合成して、同一箇所に存
在する表面欠陥と表層欠陥の最大深さを求めるようにし
たので、最適な研削深さを下流の自動研削装置(例えば
自動グラインダ)に設定することが可能となり、最適な
欠陥研削が可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0012】本実施形態は、図1に示す如く、丸棒鋼材
(材料とも称する)10の探傷を、例えば探傷ヘッド3
2、42直進、材料10その場回転で行う検査ラインに
おいて、疵マップ作成時に基準となる原点マークを材料
10に付ける原点マーキング装置20と、材料10の表
面欠陥を探傷するための探傷ヘッド32、及び、前記原
点マークを読み取る原点マークリーダ34を備えた漏洩
磁束探傷機30と、材料10の表層欠陥の深さ位置を測
定して探傷するための探傷ヘッド42、及び、前記原点
マークを読み取る原点マークリーダ44を備えた超音波
探傷機40と、前記原点マークを基準に、漏洩磁束探傷
機30の疵マップと超音波探傷機40の疵マップを合成
して、同一箇所に存在する表面欠陥と表層欠陥の最大深
さを表わした研削マップ54を作成するプロセスコンピ
ュータ50と、材料10の原点マークを読み取る原点マ
ークリーダ64によって読み取られた原点マークを基準
として、前記プロセスコンピュータ50により作成され
た研削マップ54に基づいて、自動グラインダ66によ
り研削すべき欠陥の位置と深さを設定するグラインダ制
御装置60と、を備えている。
【0013】前記漏洩磁束探傷機30は、表面欠陥(例
えば0.3mm以上の開口欠陥)を探傷する。
【0014】前記超音波探傷機40は、図2に示す如
く、表層欠陥については、材料表面近傍(例えば表面か
らの深さ0〜1.5mm未満)の欠陥10Aを、斜角探
触子42Aにより伝播される超音波43Aを用いた斜角
1探触子法により探傷し、それより内部(例えば1.5
mm以上〜8.0mm未満)の欠陥10Bを、垂直探触
子42Bから材料10の表面に垂直に入射され、欠陥1
0Bによって反射された欠陥エコー43Cを斜角探触子
42Cで検出する垂直−斜角2探触子法で探傷し、更に
内部(例えば8.0mm以上〜中心迄)の欠陥10Cを
前記垂直探触子42Bから材料10の表面に向けて垂直
に入射される超音波43Bを用いた垂直1探触子法で探
傷する。
【0015】以下、作用を説明する。
【0016】前記原点マーキング装置20で、材料10
に原点マークを引き、前記漏洩磁束探傷機30で表面欠
陥を探傷すると共に、その原点マークリーダ34で原点
マークを検出し、検出信号を基準として、例えば直径1
70mmの材料径のものであれば、円周方向48分割、
長手方向60mmピッチで、欠陥の円周方向位置、長手
方向位置、欠陥深さ位置を記載した、図3に例示するよ
うな疵マップを作成する。
【0017】次いで、超音波探傷機40で、材料の表層
欠陥及び内部欠陥の深さ位置を測定して探傷し、前記漏
洩磁束探傷機30で検出したと同じ原点マークを、該超
音波探傷機40用の原点マークリーダ44で検出し、検
出信号を基準として、例えば、円周方向48分割、長手
方向120mmピッチで、欠陥の内周方向位置、長手方
向位置、欠陥深さ位置を記載した、図4に例示するよう
な疵マップを作成する。
【0018】この2つの疵マップを、プロセスコンピュ
ータ50で合成して、例えば円周方向48分割、長手方
向120mmピッチで、欠陥の円周方向位置、長手方向
位置、欠陥深さ位置を記載し、同一箇所に存在する表面
欠陥と表層欠陥の最大深さを表わした、図5に例示する
ような研削マップ54を作成する。
【0019】前記グラインダ制御装置60は、前記プロ
セスコンピュータ50から研削マップ54を受け取り、
探傷機と同じ原点マークを原点マークリーダ64で検出
し、検出信号を基準として、研削マップ情報に基づい
て、自動グラインダ66で研削する。例えば、深さ1.
5mmの表面欠陥と、深さ2.0mmの表層欠陥が、円
周方向と長手方向の両方が同じ位置にあった場合、グラ
インダ66の研削深さは2.0mmとする。なお、自動
グラインダ66で研削する際に、グラインダの刃の厚
み、送りピッチ、材料径により、マップの編集ピッチを
変更する。
【0020】このようにして、漏洩磁束探傷機30で探
傷した表面欠陥と、超音波探傷機40で探傷した表層欠
陥を、同時にロス無く研削することができる。
【0021】本実施形態においては、材料表面近傍の表
層欠陥を斜角1探触子法で、それより内部を垂直−斜角
2探触子法で、内部及び中心欠陥を垂直1探触子法によ
って探傷するようにしているので、欠陥深さに応じた表
層欠陥を、高精度で検出できる。なお、表層欠陥を検出
する方法は、これに限定されない。
【0022】又、探傷ヘッドを直進させ、材料をその場
回転させるようにしているので、迅速に探傷可能であ
る。なお、探傷ヘッドと材料の相対移動方法も、これに
限定されない。
【0023】前記実施形態においては、欠陥部分を自動
グラインダにより研削するようにしていたが、研削装置
の種類は、これに限定されない。
【0024】又、前記実施形態においては、本発明が、
丸棒鋼材の探傷・研削に適用されていたが、本発明の適
用対象は、鋼材に限定されない。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、表面欠陥と表層欠陥
を、同時に、過研削することなく研削することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の全体構成を示すブロック線
【図2】前記実施形態における欠陥深さ検出方法を説明
するための断面図
【図3】前記実施形態の漏洩磁束探傷によって作成され
た疵マップの例を示す線図
【図4】同じく超音波探傷によって作成された疵マップ
の例を示す線図
【図5】同じく前記2つの疵マップを合成して作成した
研削マップの例を示す線図
【符号の説明】
10…丸棒鋼材(材料) 10A、10B、10C…欠陥 20…原点マーキング装置 30…漏洩磁束探傷機 32、42…探傷ヘッド 34、44、64…原点マークリーダ 40…超音波探傷機 50…プロセスコンピュータ 54…研削マップ 60…グラインダ制御装置 66…自動グラインダ 42A、42C…斜角探触子 43A、43B…超音波 42B…垂直探触子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F063 AA02 BA30 BB05 BC03 BD06 BD07 DA05 DA19 DD08 GA01 2F068 AA02 AA49 BB23 CC13 DD12 FF12 FF14 FF15 JJ11 KK12 KK14 KK17 KK18 SS07 TT04 2G047 AA07 AB01 AD11 BB01 BB02 BC07 BC10 GA16 GA20 GG34 3C058 AA03 AC02 BA07 BB09 BC02 CA01 CB03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】丸棒材と探傷ヘッドを相対的に回転させつ
    つ進行させながら探傷し、該探傷結果に応じて欠陥部分
    を研削する丸棒材の欠陥自動研削方法において、 疵マップ作成時に基準となる原点マークを材料に付し、 該原点マークを基準に、材料の表面欠陥を探傷し、 前記原点マークを基準に、材料の表層欠陥の深さ位置を
    測定して探傷し、 前記原点マークを基準に、前記表面欠陥の疵マップと前
    記表層欠陥の疵マップを合成して、同一箇所に存在する
    表面欠陥と表層欠陥の最大深さを求め、 研削すべき欠陥の位置と深さを設定することを特徴とす
    る丸棒材の欠陥自動研削方法。
  2. 【請求項2】丸棒材と探傷ヘッドを相対的に回転させつ
    つ進行させながら探傷し、該探傷結果に応じて欠陥部分
    を研削する丸棒材の欠陥自動研削装置において、 疵マップ作成時に基準となる原点マークを材料に付ける
    原点マーキング装置と、 材料の表面欠陥を探傷するための探傷ヘッド、及び、前
    記原点マークを読み取る原点マークリーダを備えた漏洩
    磁束探傷機と、 材料の表層欠陥の深さ位置を測定して探傷するための探
    傷ヘッド、及び、前記原点マークを読み取る原点マーク
    リーダを備えた超音波探傷機と、 前記原点マークを基準に、漏洩磁束探傷機の疵マップと
    超音波探傷機の疵マップを合成して、同一箇所に存在す
    る表面欠陥と表層欠陥の最大深さを表わした研削マップ
    を作成する手段と、 該研削マップに基づいて、研削すべき欠陥の位置と深さ
    が設定される自動研削装置と、 を備えたことを特徴とする丸棒材の欠陥自動研削装置。
  3. 【請求項3】前記超音波探傷機が、垂直1探触子法、斜
    角1探触子法、及び、垂直−斜角2探触子法の組合せに
    よって、表層欠陥の深さ位置を測定して探傷するもので
    あることを特徴とする請求項2に記載の丸棒材の欠陥自
    動研削装置。
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