JP2001108423A - 表面欠陥検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高さ変動量が大きい場合等にも容易に対応で
き、被検査物の表面欠陥を正確に検出できると共に、そ
の欠陥の種類をも正確に判定できる表面欠陥検出方法を
提供する。 【解決手段】 搬送手段２により搬送される被検査物１
の表面を複数の一次元撮像器４，５により異なる角度か
ら繰り返し撮像し、それらの撮像データに基づいて欠陥
を検出するにあたり、複数の一次元撮像器４，５により
被検査物１の同一位置を撮像するように、複数の一次元
撮像器４，５の少なくとも一つと搬送手段２とを被検査
物表面の高さに基づいて相対的に変位させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙、鋼板、アルミ
ニウム板等の走行する帯状の被検査物の表面の欠陥を光
学的に検出する表面欠陥検出方法および装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の表面欠陥検出方法として、走行す
る被検査物の表面に光を照射して、被検査物からの反射
光を複数の一次元撮像器で異なる角度から繰り返し撮像
し、それらの撮像データを処理して表面欠陥を検出する
と共に、欠陥の種類を判定するようにしたものが知られ
ている。この表面欠陥検出方法では、図４に示すよう
に、走行する被検査物１の表面に光を照射する照光手段
３と、被検査物表面を正反射方向から撮像する第１の一
次元撮像器４と、被検査物表面を乱反射方向から撮像す
る第２の一次元撮像器５とから構成される表面欠陥検出
装置を用い、例えば、第１の一次元撮像器４からの撮像
信号を処理して、正反射方向に受光量変化を生ずるよう
な模様状の表面欠陥を検出し、第２の一次元撮像器５か
らの撮像信号を処理して、乱反射方向に受光量変化を生
ずるような凹凸状の表面欠陥を検出することにより、異
なる２種類の表面欠陥を同時に検出し、判別することが
できる。このような表面欠陥検出方法においては、複数
の一次元撮像器で被検査物の同一位置を撮像すること
が、表面欠陥を正確に検出して判定する上で極めて重要
である。

【０００３】このため、ある厚さの被検査物に対して同
一位置を撮像できるように、被検査物の走行系と複数の
一次元撮像器を含む撮像系との相対位置を固定的に設定
すると、被検査物の厚さが変動したり、厚さの異なる被
検査物を検査する場合には、複数の一次元撮像器による
走行方向の撮像位置にずれが生じて、欠陥の長さを長く
評価したり、別々の欠陥と判定される場合がある。例え
ば、図４に示すように、被検査物１に対して同一位置を
撮像できるように、一次元撮像器４および一次元撮像器
５を固定した場合、被検査物１よりも板厚が厚い被検査
物１ａの撮像を行う場合は、一次元撮像器４と一次元撮
像器５とで撮像位置がδだけずれることとなる。

【０００４】そこで、本出願人は、特開平８−２７１４
４２号公報において、被検査物の走行系と複数の一次元
撮像器を含む撮像系との相対位置は固定とし、被検査物
の高さ変動量に基づいて、複数の一次元撮像器による撮
像の開始タイミングを制御したり、複数の一次元撮像器
による撮像により得られた撮像データを補正して走行方
向の位置ずれが補正された位置補正撮像データを得、そ
の位置補正撮像データに基づいて被検査物表面の欠陥を
検出するようにしたものを提案している。

【０００５】かかる表面欠陥検出方法によると、被検査
物の高さ変動量に基づいて走行方向の相対的な位置ずれ
が補正された位置補正撮像データを得、その位置補正撮
像データに基づいて被検査物表面の欠陥を検出するの
で、被検査物の厚さが異なったり、厚さ変動が生じて
も、表面欠陥を正確に検出でき、またその種類を正確に
判定することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者に
よる検討によると、上記の本出願人の先の提案に係る表
面欠陥検出方法では、複数の一次元撮像器による撮像の
開始タイミングを制御したり、撮像データを補正して位
置補正撮像データを得ることで、被検査物の高さ変動を
ソフト的に補正するようにしているため、例えば高さ変
動量が大きい場合等には、ソフト的に莫大な変更が必要
となって、容易に対応できない場合があることが判明し
た。

【０００７】したがって、かかる点に鑑みてなされた本
発明の第１の目的は、高さ変動量が大きい場合等にも容
易に対応でき、被検査物の表面欠陥を正確に検出できる
と共に、その欠陥の種類をも正確に判定できる表面欠陥
検出方法を提供しようとするものである。

【０００８】さらに、本発明の第２の目的は、上記の表
面欠陥検出方法を簡単に実施できるよう適切に構成した
表面欠陥検出装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係る表面欠陥検出方法の発明は、搬送手段により搬
送される被検査物の表面を複数の一次元撮像器により異
なる角度から撮像し、それらの撮像データに基づいて欠
陥を検出するにあたり、前記複数の一次元撮像器により
被検査物の同一位置を撮像するように、前記複数の一次
元撮像器の少なくとも一つと前記搬送手段とを被検査物
表面の高さに基づいて相対的に変位させることを特徴と
するものである。

【００１０】このように、被検査物表面の高さに基づい
て複数の一次元撮像器の少なくとも一つと搬送手段とを
相対的に変位させて、複数の一次元撮像器により被検査
物の同一位置を撮像するようにすると、被検査物の高さ
変動をソフト的に補正する場合に比べ、例えば高さ変動
量が大きい場合等にも容易に対処することが可能とな
る。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
表面欠陥検出方法において、前記被検査物の撮像位置よ
りも搬送方向上流側で、該被検査物の表面の高さを測定
し、その測定値に基づいて前記複数の一次元撮像器の少
なくとも一つと前記搬送手段とを相対的に変位させるこ
とを特徴とするものである。

【００１２】本発明において、被検査物の高さは、被検
査物の厚さが既知であれば、その厚さに基づいて複数の
一次元撮像器の少なくとも一つと搬送手段とを相対的に
変位させることができるが、請求項２に係る発明のよう
に被検査物の表面の高さを測定するようにすると、同一
被検査物の厚さの変動にも対応でき、表面欠陥を常に正
確に検出することが可能になると共に、その欠陥の種類
をも常に正確に判定することが可能になる。

【００１３】さらに、請求項３に係る表面欠陥検出装置
の発明は、被検査物を搬送する搬送手段と、該搬送手段
により搬送される被検査物の表面を異なる角度から撮像
する複数の一次元撮像器と、被検査物表面の高さ情報を
出力する高さ情報出力手段と、この高さ情報出力手段か
らの高さ情報に基づいて、前記複数の一次元撮像器によ
り被検査物の同一位置を撮像するように、前記複数の一
次元撮像器の少なくとも一つと前記搬送手段とを相対的
に変位させる相対変位手段と、前記複数の一次元撮像器
からの撮像データに基づいて被検査物表面の欠陥を検出
する表面欠陥検出手段とを有することを特徴とするもの
である。

【００１４】本発明に係る表面欠陥検出装置によると、
複数の一次元撮像器により被検査物の同一位置を撮像す
るように、高さ情報出力手段からの高さ情報に基づいて
相対変位手段により複数の一次元撮像器の少なくとも一
つと搬送手段とを相対的に変位させればよいので、簡単
に実施することが可能となる。ここで、高さ情報出力手
段は、例えば被検査物の撮像位置よりも搬送方向上流側
に、該被検査物の高さ測定器を設けて構成したり、ある
いは被検査物の厚さが例えば全体の動作を制御するホス
トコンピュータに入力されている場合には、このホスト
コンピュータを高さ情報出力手段として用いることがで
きる。

【００１５】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
表面欠陥検出装置において、前記搬送手段は複数の搬送
ローラを有し、前記相対変位手段は前記高さ情報出力手
段からの高さ情報に基づいて、少なくとも前記複数の一
次元撮像器による被検査物の撮像位置近傍の前記搬送ロ
ーラの高さを変位させるよう構成し、さらに前記搬送手
段には前記撮像位置近傍の前記搬送ローラに前記被検査
物を沿わせるためのルーパを設けたことを特徴とするも
のである。

【００１６】このように、相対変位手段により搬送ロー
ラの高さを変位させ、該変位に応じて、ルーパにより被
検査物の高さを変位させれば、被検査物の同一位置を撮
像することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る表
面欠陥検出装置の第１実施の形態を模式的に示すもので
ある。この表面欠陥検出装置は、例えば鋼板等の製造ラ
インにおいて、帯状の被検査物１を搬送手段を構成する
複数の搬送ローラ２により矢印方向に搬送しながら、照
光手段３から被検査物１に幅方向（搬送方向と直交する
方向）全域にわたって光を照射し、その被検査物１の表
面の同一位置の像を２台の一次元ＣＣＤカメラからなる
一次元撮像器４，５でそれぞれ撮像して、それらの撮像
データを表面欠陥検出手段６で信号処理することによ
り、被検査物１の表面欠陥を検出すると共に、その欠陥
の種類を判定するものである。

【００１８】本実施の形態では、被検査物１の撮像位置
よりも搬送方向上流側に、高さ情報出力手段としての渦
流式、超音波式あるいはレーザ式の高さ測定器１１を配
置して被検査物１の表面の高さを測定する。また、照光
手段３および一次元撮像器４，５は、共通のフレーム１
２に取り付け、このフレーム１２を高さ測定器１１から
の被検査物１の高さ測定値に基づいて、その高さ測定位
置が一次元撮像器４，５による撮像位置に搬送されるタ
イミングで、昇降手段１３（相対変位手段）により被検
査物１の厚さ方向に昇降させ、これにより被検査物１の
表面の同一位置の像を一次元撮像器４，５でそれぞれ撮
像するようにする。

【００１９】このように、本実施の形態では、高さ測定
器１１により被検査物１の高さを測定し、その測定値に
基づいて照光手段３および一次元撮像器４，５を一体に
昇降させて、一次元撮像器４，５により被検査物１の表
面の同一位置の像を撮像するようにしたので、被検査物
１の高さ変動量が大きい場合等にも容易に対処すること
ができ、表面欠陥を常に正確に検出することができると
共に、その欠陥の種類も常に正確に判定することができ
る。

【００２０】例えば、本実施の形態を、鋼板の酸洗ライ
ンや電気錫メッキ（ＥＴＬ）や電気亜鉛メッキ（ＥＧ
Ｌ）等の表面検査に適用した場合、鋼板の高さ変動が±
４ｍｍ、鋼板の幅が１３５０ｍｍ、搬送速度が３００ｍ
／ｍｉｎ、搬送方向における一次元撮像器４，５の走査
周波数が１０ｋＨｚのとき、鋼板の長さ約５００ｍでの
表面欠陥の検出・判定結果の正答率は、９２％であっ
た。これに対し、鋼板の高さ変動に対して何らの補正を
行わない場合の、上記と同一条件下での正答率は、７５
％であった。これにより、本実施の形態によれば、鋼板
表面の欠陥検出・判定性能を大幅に向上できることが確
認できた。

【００２１】なお、図１に示す実施の形態では、照光手
段３および一次元撮像器４，５を一体に昇降させるよう
にしたが、被検査物１の撮像位置の照度が高さ変動に対
してあまり影響を受けない場合には、照光手段３は昇降
させることなく固定としてもよい。また、一次元撮像器
４，５についても、必ずしも一体に昇降させる必要はな
く、一方を固定とし、他方を昇降あるいは被検査物１の
搬送方向に移動させて、被検査物１の表面の同一位置を
撮像するようにすることもできる。さらに、被検査物１
の厚さが、例えば全体の動作を制御するホストコンピュ
ータに入力されている場合には、高さ測定器１１を用い
ることなく、ホストコンピュータからの厚さ情報に基づ
いて一次元撮像器４，５の少なくとも一つを変位させる
ようにすることもできる。

【００２２】図２は、本発明に係る表面欠陥検出装置の
第２実施の形態を模式的に示すものである。本実施の形
態では、照光手段３および一次元撮像器４，５は固定と
し、被検査物１の撮像位置近傍の２個の搬送ローラ２を
それぞれ油圧シリンダ１５（相対変位手段）により昇降
可能とする。また、被検査物１の厚さ（高さ）情報は全
体の動作を制御するホストコンピュータ１６に予め入力
しておき、このホストコンピュータ１６からの被検査物
１の厚さ情報に基づいて、被検査物１の表面レベルが一
定となるように、油圧シリンダ１５を介して搬送ローラ
２を昇降させ、さらに昇降する搬送ローラ２の近傍には
それぞれルーパ１７を設け、該ルーパ１７によって被検
査物を搬送ローラ２に沿わせるようにして、被検査物１
の表面の同一位置の像を一次元撮像器４，５でそれぞれ
撮像するようにする。その他の構成は、第１実施の形態
と同様である。

【００２３】本実施の形態によれば、被検査物１の厚さ
情報に基づいて、被検査物１の表面レベルが一定となる
ように、油圧シリンダ１５を介して搬送ローラ２を昇降
させるようにしたので、被検査物１の厚さに影響される
ことなく、常に被検査物１の表面の同一位置の像を一次
元撮像器４，５でそれぞれ撮像することができる。した
がって、第１実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。

【００２４】なお、第２実施の形態では、ホストコンピ
ュータ１６を高さ情報出力手段としても用いたが、第１
実施の形態と同様に、被検査物１の撮像位置よりも搬送
方向上流側に高さ測定器を設け、この高さ測定器からの
被検査物１の高さ測定値に基づいて、その高さ測定位置
が一次元撮像器４，５による撮像位置に搬送されるタイ
ミングで、油圧シリンダ１５を介して搬送ローラ２を昇
降させるようにすることもできる。このようにすれば、
被検査物１自体の厚さ変動にも対処できるので、表面欠
陥の検出・判定をより正確に行うことができる。

【００２５】図３は、本発明に係る表面欠陥検出装置の
第３実施の形態を模式的に示すものである。この表面欠
陥検出装置は、被検査物１を搬送手段を構成する搬送ロ
ーラ２１で折り返すと共に、その搬送ローラ２１の円弧
の部分で、照光手段３および一次元撮像器４，５により
被検査物１の表面の同一位置の像を撮像して表面欠陥を
検出・判定するものである。

【００２６】かかる表面欠陥検出装置において、本実施
の形態では、照光手段３および一次元撮像器４，５は固
定とし、搬送ローラ２１をこれによる被検査物１の往復
搬送方向と平行な方向に油圧シリンダ２２により移動可
能として、該搬送ローラ２１を第２実施の形態と同様に
ホストコンピュータ１６からの被検査物１の厚さ情報に
基づいて、被検査物１の表面レベルが一定となるよう
に、油圧シリンダ２２を介して搬送ローラ２１を移動さ
せて被検査物１の表面の同一位置の像を一次元撮像器
４，５でそれぞれ撮像するようにする。また、搬送ロー
ラ２１の近傍にはルーパ１７を設けて、搬送ローラ２１
の移動による被検査物１の搬送方向における張力変動を
補正する。その他の構成は、第２実施の形態と同様であ
る。

【００２７】したがって、本実施の形態においても、第
２実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、
本実施の形態においても、第１実施の形態と同様に、被
検査物１の撮像位置よりも搬送方向上流側に高さ測定器
を設けて被検査物１の高さを測定し、その測定値に基づ
いて、高さ測定位置が一次元撮像器４，５による撮像位
置に搬送されるタイミングで、油圧シリンダ２２を介し
て搬送ローラ２１を移動させるようにして、被検査物１
自体の厚さ変動にも対処することができる。

【００２８】なお、第１実施の形態では撮像系を、第２
および第３実施の形態では搬送系を変位させるようにし
たが、被検査物の高さ（厚さ）に応じて、被検査物の同
一位置を撮像するように撮像系と搬送系との双方を変位
させるようにすることもできる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明による表面欠陥検
出方法によれば、被検査物表面の高さに基づいて、複数
の一次元撮像器により被検査物の同一位置を撮像するよ
うに、複数の一次元撮像器の少なくとも一つと搬送手段
とを相対的に変位させるようにしたので、被検査物の高
さ変動をソフト的に補正する場合に比べて、例えば高さ
変動量が大きい場合等にも容易に対処することが可能と
なる。

【００３０】また、本発明による表面欠陥検出装置によ
れば、複数の一次元撮像器により被検査物の同一位置を
撮像するように、高さ情報出力手段からの高さ情報に基
づいて相対変位手段により複数の一次元撮像器の少なく
とも一つと搬送手段とを相対的に変位させるようにした
ので、簡単に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表面欠陥検出装置の第１実施の形
態を模式的に示す図である。

【図２】同じく、第２実施の形態を模式的に示す図であ
る。

【図３】同じく、第３実施の形態を模式的に示す図であ
る。

【図４】従来の表面欠陥検出装置を模式的に示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 被検査物 ２ 搬送ローラ ３ 照光手段 ４，５ 一次元撮像器 ６ 表面欠陥検出手段 １１ 高さ測定器 １２ フレーム １３ 昇降手段 １５ 油圧シリンダ １６ ホストコンピュータ １７ ルーパ ２１ 搬送ローラ ２２ 油圧シリンダ

フロントページの続き (72)発明者 奥野 眞 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB13 BB15 CC02 CC06 EE07 FF42 FF63 HH12 JJ02 JJ05 JJ08 JJ25 NN20 PP02 PP12 PP16 2G051 AA34 AA37 AB07 BA20 BC06 CA03 CA04 CA07 CD04 DA01 DA06 EA14 EC01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送手段により搬送される被検査物の表
   面を複数の一次元撮像器により異なる角度から撮像し、
   それらの撮像データに基づいて欠陥を検出するにあた
   り、 前記複数の一次元撮像器により被検査物の同一位置を撮
   像するように、前記複数の一次元撮像器の少なくとも一
   つと前記搬送手段とを被検査物表面の高さに基づいて相
   対的に変位させることを特徴とする表面欠陥検出方法。
2. 【請求項２】 前記被検査物の撮像位置よりも搬送方向
   上流側で、該被検査物の表面の高さを測定し、その測定
   値に基づいて前記複数の一次元撮像器の少なくとも一つ
   と前記搬送手段とを相対的に変位させることを特徴とす
   る請求項１に記載の表面欠陥検出方法。
3. 【請求項３】 被検査物を搬送する搬送手段と、 該搬送手段により搬送される被検査物の表面を異なる角
   度から撮像する複数の一次元撮像器と、 被検査物表面の高さ情報を出力する高さ情報出力手段
   と、 この高さ情報出力手段からの高さ情報に基づいて、前記
   複数の一次元撮像器により被検査物の同一位置を撮像す
   るように、前記複数の一次元撮像器の少なくとも一つと
   前記搬送手段とを相対的に変位させる相対変位手段と、 前記複数の一次元撮像器からの撮像データに基づいて被
   検査物表面の欠陥を検出する表面欠陥検出手段とを有す
   ることを特徴とする表面欠陥検出装置。
4. 【請求項４】 前記搬送手段は複数の搬送ローラを有
   し、前記相対変位手段は前記高さ情報出力手段からの高
   さ情報に基づいて、少なくとも前記複数の一次元撮像器
   による被検査物の撮像位置近傍の前記搬送ローラの高さ
   を変位させるよう構成し、さらに前記搬送手段には前記
   撮像位置近傍の前記搬送ローラに前記被検査物を沿わせ
   るためのルーパを設けたことを特徴とする請求項３に記
   載の表面欠陥検出装置。