JP2007139630A - Surface inspection device and method - Google Patents

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修治 堀ノ内
Yasuo Tomura
寧男 戸村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface inspection device and a method having a function for determining an abnormality of optical arrangement by simultaneous determination of a plurality of cameras in a metal belt width direction and by angle determination in a camera width direction. <P>SOLUTION: This surface inspection device for inspecting optically the surface of a specimen formed by connecting a plurality of metal belts by welding is equipped with a self-diagnosis device for receiving reflected light from a weld zone of the specimen, and determining whether the optical arrangement of a light source and/or a light receiving device of the surface inspection device is normal or not based on a reflected light intensity distribution of the weld zone. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、鋼板などの金属帯の製造工程や検査工程に設置される連続搬送ラインにおいて光学的に金属帯の表面欠陥を検査する表面検査装置および方法に関するものである。   The present invention relates to a surface inspection apparatus and method for optically inspecting a surface defect of a metal strip in a continuous conveyance line installed in a manufacturing process or an inspection process of a metal strip such as a steel plate.

金属帯表面の疵を検査する装置は多種あるが、図1に示す様な表面検査装置が一般的によく使用されている。図1は、リニアセンサカメラ式表面検査装置の概要を示す図である。図1(a)は側面図、(b)は上面図をそれぞれ示している。板幅方向に線状光を照射する光源1と、光源1からの光が金属帯4の表面の照射光帯4’で反射した反射光を、正反射位置(角度)や拡散反射位置(角度)に配置されて、受光する撮像装置としての一次元カメラ(リニアセンサカメラ)2および3を有している。なお、これらのリニアセンサカメラは、さらに板幅方向に複数台並べられて構成するリニアセンサカメラ式表面検査装置が一般的に使用されている。図1(b)に、幅方向に一次元カメラ(正反射位置)2a、2bの2台を並べた例を示す。   Although there are various apparatuses for inspecting wrinkles on the surface of a metal strip, a surface inspection apparatus as shown in FIG. 1 is generally used. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a linear sensor camera type surface inspection apparatus. FIG. 1A shows a side view, and FIG. 1B shows a top view. The light source 1 that irradiates linear light in the plate width direction, and the reflected light reflected by the irradiation light band 4 ′ on the surface of the metal band 4 from the light source 1, the regular reflection position (angle) and the diffuse reflection position (angle) ) And one-dimensional cameras (linear sensor cameras) 2 and 3 as imaging devices that receive light. These linear sensor cameras generally use a linear sensor camera type surface inspection apparatus that is configured by arranging a plurality of linear sensor cameras in the plate width direction. FIG. 1B shows an example in which two one-dimensional cameras (regular reflection positions) 2a and 2b are arranged in the width direction.

これら表面検査装置の検査性能は、光源や受光器の微小な位置ずれ、光源の投光窓や受光器の受光窓の汚れ、あるいは、光源の経時劣化による光量減少や故障などにより低下するのが避けられず、このため通常、光学系の校正を定期的に行っている。   The inspection performance of these surface inspection devices may deteriorate due to slight misalignment of the light source or light receiver, contamination of the light projection window of the light source or light reception window of the light receiver, or a reduction in light quantity or failure due to deterioration of the light source over time. For this reason, calibration of optical systems is usually performed regularly.

表面検査装置の光学配置(光軸)が正常であるか否かを判断する、自己診断(校正)に関するこれまでの技術は、例えば特許文献1に開示されている。図2は、金属帯間の溶接部と近傍に設けた開口穴を示す図である。この技術は、図2に示す様に金属帯の連続ラインにおける各ロットの先端(後行コイル7)と後端(先行コイル8)の溶接された部位(溶接部)5に、開口穴6を設け、この開口穴6を表面検査装置で検査するものである。   For example, Patent Document 1 discloses a conventional technique related to self-diagnosis (calibration) for determining whether or not the optical arrangement (optical axis) of the surface inspection apparatus is normal. FIG. 2 is a view showing a welded portion between metal bands and an opening hole provided in the vicinity thereof. In this technique, as shown in FIG. 2, an opening hole 6 is formed in a welded portion (welded portion) 5 at the front end (following coil 7) and rear end (preceding coil 8) of each lot in a continuous line of metal bands. The opening hole 6 is inspected by a surface inspection device.

図3は、開口穴からの反射光強度を模式的に示した図である。図3(a)の様に装置の光学系が十分に調整されている場合には、開口と開口のない部位からのそれぞれの反射光強度の差が大きくなるが、図3(b)の様に装置の光学系が十分に調整されていない場合には、先の反射光強度の差が小さくなる。予め「校正用しきい値」を設けておき、測定に際してこのしきい値を超えるかどうかで表面検査装置における光学系の校正の必要の有無を判断する方法である。また、開口部は、金属帯の各ロットの溶接部近傍で開けられて、この範囲は通常、切断機でスクラップとされるので、製品歩留まりに影響がない領域として、被検査体に該被検査体に貫通する開口部とする方法が行われている。
特開平11−132967号公報
FIG. 3 is a diagram schematically showing the intensity of reflected light from the opening hole. When the optical system of the apparatus is sufficiently adjusted as shown in FIG. 3A, the difference in reflected light intensity from the opening and the portion without the opening becomes large, but as shown in FIG. If the optical system of the apparatus is not sufficiently adjusted, the difference in reflected light intensity is reduced. In this method, a “calibration threshold value” is provided in advance, and whether or not the optical system in the surface inspection apparatus needs to be calibrated is determined based on whether or not the threshold value is exceeded during measurement. In addition, the opening is opened in the vicinity of the welded portion of each lot of the metal strip, and this range is usually scrapped by a cutting machine, so that the area to be inspected is not affected by the product yield. A method of forming an opening that penetrates the body is performed.
JP-A-11-132967

しかしながら、特許文献1に開示された技術では、校正が必要か否かの判定を行うには、まず開口部を設ける必要があり、かつ反射光を撮像するカメラは設けた開口部をその視野とすることが必須とされる。図4は、複数カメラ(幅方向)視野と開口部の位置付けの関係を説明する図である。図4(a)は上面図、(b)は反射光強度をそれぞれ示している。この例では、カメラ2aだけが金属帯4の開口穴6をスキャンできるが、カメラ2bでは開口穴6をスキャンできない。このように、金属帯の幅方向に複数台設置する一般的な表面検査装置装置の構成では、判定ができないという問題点があった。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, in order to determine whether or not calibration is necessary, it is necessary to first provide an opening, and a camera that captures reflected light uses the provided opening as its field of view. It is mandatory to do. FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the visual field of a plurality of cameras (width direction) and the positioning of the opening. FIG. 4A shows a top view, and FIG. 4B shows the reflected light intensity. In this example, only the camera 2a can scan the opening hole 6 of the metal band 4, but the camera 2b cannot scan the opening hole 6. As described above, the configuration of a general surface inspection apparatus in which a plurality of units are installed in the width direction of the metal strip has a problem that determination cannot be performed.

また、一つまたは数個の開口部のみを用いているために、リニアセンサカメラの視野の傾き(幅方向に対する傾き)についての判定ができないという問題点もあった。   Further, since only one or several openings are used, there is a problem that it is impossible to determine the inclination of the visual field of the linear sensor camera (inclination with respect to the width direction).

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、金属帯幅方向の複数台カメラの同時判定およびカメラ幅方向角度判定により光学配置の異常を判断する機能を有する表面検査装置および方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a surface inspection apparatus and method having a function of determining abnormality in optical arrangement by simultaneous determination of multiple cameras in the metal band width direction and angle determination in the camera width direction. With the goal.

本発明の請求項1に係る発明は、複数の金属帯を溶接で接続されてなる被検体の表面を光学的に検査する表面検査装置において、前記被検体の溶接部の反射光を受光し、前記溶接部の反射光強度分布に基づいて前記表面検査装置の光源および/または受光装置の光学配置が正常であるか否かを判断する自己診断装置と、を備えることを特徴とする表面検査装置である。   The invention according to claim 1 of the present invention is a surface inspection apparatus that optically inspects the surface of a subject formed by welding a plurality of metal bands, and receives reflected light from a welded portion of the subject. A surface inspection device comprising: a self-diagnosis device that determines whether the optical arrangement of the light source and / or the light receiving device of the surface inspection device is normal based on a reflected light intensity distribution of the welded portion It is.

また本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の表面検査装置において、前記自己診断装置は、前記反射光強度分布において、反射光強度が所定の強度範囲となる領域の大小に基づいて前記表面検査装置の光学配置が正常であるか否かを判断することを特徴とする表面検査装置である。   According to a second aspect of the present invention, in the surface inspection apparatus according to the first aspect, the self-diagnosis device may be configured so that the reflected light intensity is within a predetermined intensity range in the reflected light intensity distribution. Based on this, it is determined whether or not the optical arrangement of the surface inspection apparatus is normal.

また本発明の請求項3に係る発明は、請求項1に記載の表面検査装置において、前記自己診断装置は、前記反射光強度分布の傾きである反射光強度変化率を算出し、算出した反射光強度変化率が所定の範囲でない場合に異常と判断することを特徴とする表面検査装置である。   According to a third aspect of the present invention, in the surface inspection apparatus according to the first aspect, the self-diagnosis device calculates a reflected light intensity change rate, which is an inclination of the reflected light intensity distribution, and calculates the calculated reflection. The surface inspection apparatus is characterized in that it is determined as abnormal when the light intensity change rate is not within a predetermined range.

また本発明の請求項4に係る発明は、請求項3に記載の表面検査装置において、前記反射光強度変化率は、前記反射光強度分布の端部における反射光強度と、受光装置の視野中心と端部との距離に基づいて算出されることを特徴とする表面検査装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the surface inspection apparatus according to the third aspect, the rate of change in the reflected light intensity is the reflected light intensity at the end of the reflected light intensity distribution and the center of the visual field of the light receiving device. The surface inspection apparatus is calculated on the basis of the distance between the edge portion and the edge portion.

さらに本発明の請求項5に係る発明は、複数の金属帯を溶接で接続されてなる被検体の表面を光学的に検査する表面検査方法において、前記被検体の溶接部の反射光を受光し、前記溶接部の反射光強度分布に基づいて光源および/または受光装置の光学配置が正常であるか否かを判断する自己診断を行うことを特徴とする表面検査方法である。   Furthermore, the invention according to claim 5 of the present invention is a surface inspection method for optically inspecting the surface of an object formed by welding a plurality of metal bands, and receives reflected light from a welded portion of the object. The surface inspection method is characterized in that a self-diagnosis is performed to determine whether the optical arrangement of the light source and / or the light receiving device is normal based on the reflected light intensity distribution of the weld.

本発明は、溶接線の幅方向に複数台のリニアセンサカメラを設置した表面検査装置において、金属帯の溶接線(溶接部)をリニアセンサカメラで撮像した画像信号に基づいて、光源やカメラの進行方向角度や幅方向平行角度等といった光学系の異常の判定を全ての金属帯の溶接線に関して行なうようにしたので、表面検査装置の異常発生を迅速に発見することが可能となり、異常発生時の再検査を最小限に押さえることが可能である。また、搬送ラインを流れるオンラインで溶接線を検査するから、搬送ラインの停止は必要なく、簡便かつ敏速な自己診断が行える。   In the surface inspection apparatus in which a plurality of linear sensor cameras are installed in the width direction of the weld line, the present invention is based on an image signal obtained by imaging a weld line (welded portion) of a metal strip with a linear sensor camera. Optical system abnormalities such as travel direction angle and width direction parallel angle are determined for all metal strip weld lines, so it is possible to quickly detect abnormalities in surface inspection equipment. It is possible to minimize re-inspection. In addition, since the weld line is inspected online through the transport line, it is not necessary to stop the transport line, and simple and quick self-diagnosis can be performed.

本発明を実施するための最良の形態について、以下に図面を参照して説明を行う。図6は、溶接で接続した金属帯を模式的に表した図である。金属帯の先端(後行コイル7)と尾端(先行コイル8)とは、製造ラインあるいは検査ラインの入り側で溶接されて接続され、連続的に搬送される。この溶接された部位(溶接部)5は、溶接線または溶接部とよばれ、金属帯の搬送方向とは直行する幅方向に線状に溶接されており、一般的に、搬送ライン流れ方向の高速安定性を確保するために進行方向に対する幅方向角度は略直角である。また、溶接線は金属帯の幅と同一の長さとなる。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a diagram schematically showing metal bands connected by welding. The leading end (following coil 7) and tail end (leading coil 8) of the metal band are welded and connected at the entrance side of the production line or inspection line, and are continuously conveyed. This welded portion (welded portion) 5 is called a weld line or welded portion, and is welded linearly in the width direction perpendicular to the metal strip conveyance direction. In order to ensure high-speed stability, the width direction angle with respect to the traveling direction is substantially a right angle. The weld line has the same length as the width of the metal strip.

この溶接線の進行方向Lおよび幅方向Wの寸法は、製造するロットの鋼種や厚み、または、その他溶接装置等により異なるが、通常Lは20mm程度であり、また、Wは金属帯の幅から幅方向のエッジ部トリミング代を差し引いた長さとなる。   The dimensions of the weld line in the traveling direction L and the width direction W vary depending on the steel type and thickness of the lot to be manufactured, or other welding equipment, but usually L is about 20 mm, and W is from the width of the metal strip. The length is obtained by subtracting the edge trimming margin in the width direction.

本発明では、この金属帯の幅方向全体にわたって一様な状態となっている溶接線を、幅方向に複数台並べられたリニアセンサカメラのすべてで撮像して、その撮像した画像信号に基づいて、表面検査装置のリニアセンサカメラ(撮像装置や受光装置)や照明装置(光源)の光学配置が正常であるか否かを判断しようとするものである。   In the present invention, the welding lines that are in a uniform state over the entire width direction of the metal strip are imaged by all of the linear sensor cameras arranged in the width direction, and based on the captured image signal. It is intended to determine whether the optical arrangement of the linear sensor camera (imaging device or light receiving device) or illumination device (light source) of the surface inspection device is normal.

正反射角度の反射光を撮像するためのリニアセンサカメラで溶接線を撮像すると、装置の光学系が十分に調整されている場合には、溶接線における反射強度は、他の領域、すなわち溶接されていない金属帯表面自身の金属帯定常部に比べて著しく小さくなる。図7は、金属体での反射光強度分布の違いを模式的に示す図である。図中、Aは溶接線以外からの反射光強度分布を表しており、BおよびCは溶接線からの反射光強度分布を表している。この違いは、一般的に正反射角度においては、溶接線が金属帯定常部と比べて、反射率が低くなるためである。ただし、金属帯素材や溶接の条件によっては、反射強度の大小関係は、逆の場合もあり得るので、この例に限定されるものでない。   When the welding line is imaged with a linear sensor camera for imaging the reflected light at the specular reflection angle, if the optical system of the device is sufficiently adjusted, the reflection intensity at the welding line will be welded to other regions, i.e., welded. It is significantly smaller than the metal band stationary part of the metal band surface that is not. FIG. 7 is a diagram schematically showing a difference in reflected light intensity distribution between metal bodies. In the figure, A represents the reflected light intensity distribution from other than the weld line, and B and C represent the reflected light intensity distribution from the weld line. This difference is because, at the regular reflection angle, generally, the weld line has a lower reflectance than the metal band stationary part. However, depending on the metal strip material and welding conditions, the magnitude relationship of the reflection intensity may be reversed, and is not limited to this example.

リニアセンサカメラの光学配置(光軸)が、初期設定として調整、設定された光軸からずれて、正常な光軸になっていない場合は、光源、リニアセンサカメラ、金属帯との相対的な位置関係が異常となっているため、リニアセンサカメラで得られる溶接線からの反射光の金属帯幅方向の強度分布は、正常時と異なって低下する(図7のBからCへ)。
光学系の調整不良のケースとして、以下のようなものがある。
If the optical arrangement (optical axis) of the linear sensor camera is shifted from the adjusted and set optical axis as the initial setting and is not normal, the relative position of the light source, linear sensor camera, and metal strip Since the positional relationship is abnormal, the intensity distribution in the metal band width direction of the reflected light from the weld line obtained by the linear sensor camera decreases unlike normal times (from B to C in FIG. 7).
Examples of optical system misalignment include the following.

1)幅方向に複数配置されたリニアセンサカメラの内のどれかのリニアセンサカメラで、光軸が金属帯の進行方向でずれた場合である。図8は、光軸のずれたリニアセンサカメラで受光する反射光強度と正常な反射光強度を示す図である。正常な光軸であるリニアセンサカメラと比較し、反射光量が小さくなった様子を示しており、図8の例では、カメラ2において光軸がずれた場合を示している。これは、光源の金属帯表面における照射領域外に、リニアセンサカメラの観察位置がずれて、光源の反射光が得られなくなったためである。   1) This is a case where the optical axis is shifted in the traveling direction of the metal band in any one of the linear sensor cameras arranged in the width direction. FIG. 8 is a diagram showing the intensity of reflected light received by a linear sensor camera whose optical axis is shifted and normal reflected light intensity. Compared with a linear sensor camera having a normal optical axis, the reflected light amount is reduced. In the example of FIG. 8, the optical axis of the camera 2 is shifted. This is because the observation position of the linear sensor camera is shifted outside the irradiation area on the surface of the metal band of the light source, and the reflected light of the light source cannot be obtained.

2)リニアセンサカメラの視野が金属帯の幅方向(金属帯搬送方向に対する直交方向)と平行度が悪くなった場合である。図5は、光軸がずれたリニアセンサカメラの場合を模式的に示す図である。この場合は図5に示すように、幅方向の反射強度分布は、不均一な分布となる。図5では、視野中央部では正常であるが、端部では反射光強度が極端に低下している例を示している。これは、視野中央部では金属帯表面における照射領域を観察しているが、端部では照射領域から外れたためである。   2) This is a case where the parallelism of the field of view of the linear sensor camera deteriorates with the width direction of the metal strip (the direction perpendicular to the metal strip transport direction). FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the case of a linear sensor camera in which the optical axis is shifted. In this case, as shown in FIG. 5, the reflection intensity distribution in the width direction is non-uniform. FIG. 5 shows an example in which the reflected light intensity is extremely reduced at the end portion although it is normal in the central portion of the visual field. This is because the irradiation area on the surface of the metal band is observed in the central part of the visual field, but the edge part deviates from the irradiation area.

本発明では、予め正常な光軸条件で溶接線の画像を撮像し、その画像信号に基づいて、正常な反射強度の値、または、強度分布を記憶しておく。この反射強度の値や強度分布に基づいて、正常な状態でのばらつきも考慮して、異常と判断する強度値「異常判定閾値」を予め決定しておく。例えば、図8において破線で示された値が「異常判定閾値」であり、複数のリニアセンサカメラで得られた溶接線の画像信号において、この「異常判定閾値」を超えた範囲が溶接線の幅に相当する値(例えば、溶接線幅―α)であるかどうかによって、表面検査装置のリニアセンサカメラの光学系配置(光軸)が正常か異常かを判断するようにすればよい。なお、先に示したαは、光学系の分解能など勘案して決めるようにすればよい。   In the present invention, an image of a welding line is captured in advance under normal optical axis conditions, and a normal reflection intensity value or intensity distribution is stored based on the image signal. Based on the value of the reflection intensity and the intensity distribution, an intensity value “abnormality determination threshold” for determining an abnormality is determined in advance in consideration of variations in a normal state. For example, a value indicated by a broken line in FIG. 8 is an “abnormality determination threshold value”, and in a welding line image signal obtained by a plurality of linear sensor cameras, a range exceeding the “abnormality determination threshold value” is a welding line. Whether the optical system arrangement (optical axis) of the linear sensor camera of the surface inspection apparatus is normal or abnormal may be determined based on whether or not the value is equivalent to the width (for example, the weld line width-α). Note that α shown above may be determined in consideration of the resolution of the optical system.

なお、図7に示した例では幅方向に同一の値で閾値を設定したが、正常な条件でもシェーディングの影響等で中央部にくらべて端部がやや暗くなるなど、反射強度が一定でない場合には、幅方向の位置で異なる値になるように設定してもよい。   In the example shown in FIG. 7, the threshold value is set with the same value in the width direction, but the reflection intensity is not constant, for example, the edge becomes slightly darker than the center due to the influence of shading under normal conditions. May be set to have different values at positions in the width direction.

図9は、本発明を金属帯の連続処理ライン(表面処理ラインなど)に適用した際の装置構成例を示す図である。図中、11は入側払出リール、12は入側溶接機、13はプロセスライン、14は出側巻取リール、15は上位計算機、16はエンコーダ、17は溶接線トラッキング装置、18は自己診断装置、19は表示装置、および25は表面検査装置をそれぞれ表す。   FIG. 9 is a diagram showing an apparatus configuration example when the present invention is applied to a continuous treatment line (surface treatment line or the like) of a metal strip. In the figure, 11 is an entry side dispensing reel, 12 is an entry side welding machine, 13 is a process line, 14 is an exit side take-up reel, 15 is a host computer, 16 is an encoder, 17 is a welding line tracking device, and 18 is a self-diagnosis. Reference numeral 19 denotes a display device, and reference numeral 25 denotes a surface inspection device.

入側払出リール11より払い出された金属帯4は、プロセスライン13にて例えば合金化などの処理が施され、出側巻取リール14に巻き取られる。そして、プロセスライン13と出側巻取リール14の間には、搬送距離検出用のエンコーダ16と、光源1、一次元カメラ(正反射位置)2および一次元カメラ(拡散反射位置)3(図1(a)参照)よりなる表面検査装置25が設置されている。   The metal strip 4 paid out from the entry-side delivery reel 11 is subjected to a process such as alloying in the process line 13 and taken up on the delivery-side take-up reel 14. Between the process line 13 and the take-up take-up reel 14, an encoder 16 for detecting a transport distance, a light source 1, a one-dimensional camera (regular reflection position) 2, and a one-dimensional camera (diffuse reflection position) 3 (see FIG. 1 (see (a)) is installed.

この連続製造ラインのライン入側に設置された入側溶接機12により、前述の図6に示したような先行コイル尾端と後行コイルを接続するために溶接される溶接線は、金属帯の幅方向には例えば1200mmで、搬送方向に20mmの大きさを有している。この溶接線を、表面検査装置25では幅方向に4台のラインセンサカメラで検査している。   The welding line welded to connect the leading coil tail end and the trailing coil as shown in FIG. 6 by the inlet side welding machine 12 installed on the inlet side of the continuous production line is a metal strip. For example, it has a size of 1200 mm in the width direction and 20 mm in the transport direction. This weld line is inspected by the four line sensor cameras in the width direction in the surface inspection device 25.

入り側に設置された入側溶接機12で溶接されるタイミングでは、金属帯4の搬送は停止され、入側溶接作業が完了したタイミングで溶接完了信号が、ラインを管理する上位計算機15または入側溶接機12から溶接線トラッキング装置17に出力される。溶接線トラッキング装置17では、このタイミングで、溶接線の検査のために、入り側溶接位置における距離をリセット、すなわち入り側溶接機位置における溶接線の位置を0mとする。   At the timing when welding is performed by the entrance side welding machine 12 installed on the entrance side, the conveyance of the metal strip 4 is stopped, and at the timing when the entrance side welding operation is completed, the welding completion signal is sent to the host computer 15 or the entrance computer that manages the line. It is output from the side welder 12 to the weld line tracking device 17. At this timing, the weld line tracking device 17 resets the distance at the entry side welding position, that is, sets the position of the weld line at the entry side welder position to 0 m for inspection of the weld line.

入側溶接作業の完了後、金属帯4の搬送が開始されると、エンコーダ16からの搬送距離信号により金属帯の搬送距離をカウントし、出側の表面検査装置25に到達するまでライン上の搬送位置をトラッキングする。表面検査装置25の設置位置と入側溶接機12の設置位置の距離間隔は予め測定しておき、エンコーダ16でカウントした搬送距離と、予め測定した表面検査装置25と入側溶接機12までの距離間隔とを比較することによって、溶接線が表面検査装置25の位置に到達するかどうかを判定する。   When conveyance of the metal band 4 is started after completion of the entry side welding operation, the conveyance distance signal from the encoder 16 counts the conveyance distance of the metal band, and on the line until the surface inspection device 25 on the exit side is reached. Track the transport position. The distance between the installation position of the surface inspection apparatus 25 and the installation position of the entry side welding machine 12 is measured in advance, and the conveyance distance counted by the encoder 16 and the distance between the surface inspection apparatus 25 and the entry side welding machine 12 measured in advance are measured. By comparing with the distance interval, it is determined whether or not the weld line reaches the position of the surface inspection device 25.

自己診断装置18では、溶接線トラッキング装置17からの溶接線到達信号を受けて、溶接線を含む前後の画像を抽出して、抽出した画像と上位計算機15から入力される金属帯諸元情報に基づいて表面検査装置25の光学配置の正常・異常の判断を行なう。そして、自己診断装置18での判断結果は、表示装置19に表示される。また、上位計算機15に出力するようにしてもよい。   The self-diagnosis device 18 receives the weld line arrival signal from the weld line tracking device 17, extracts the images before and after the weld line, and extracts the extracted image and the metal band specification information input from the host computer 15. Based on this, whether the optical arrangement of the surface inspection device 25 is normal or abnormal is determined. Then, the determination result in the self-diagnosis device 18 is displayed on the display device 19. Further, it may be output to the host computer 15.

ラインセンサカメラは、金属帯の全幅を検査するために例えば4台配置されて、幅方向視野を4つに分割している。溶接線を観察した判定の例を図10に示す。各カメラが溶接線での反射光強度が異常判定閾値を超えた領域範囲(幅)は(L1+L2+L4)となり、実際の溶接線に相当する幅(L=L1+L2+L3+L4)より小さくなっている。これは、カメラ3において、反射光強度がしきい値を超えない範囲L3が存在するからである。例えば、上位計算機15から入力される金属帯諸元情報の中の、金属帯幅に基づいて、異常判定閾値を超える領域の幅閾値を、金属帯幅−β(所定値)、と設定し、それ以上の値であれば正常、それ以下であれば異常と判定する。   For example, four line sensor cameras are arranged in order to inspect the entire width of the metal strip, and the visual field in the width direction is divided into four. An example of determination by observing the weld line is shown in FIG. The area range (width) in which the reflected light intensity at each welding line exceeds the abnormality determination threshold is (L1 + L2 + L4), which is smaller than the width (L = L1 + L2 + L3 + L4) corresponding to the actual welding line. This is because the camera 3 has a range L3 in which the reflected light intensity does not exceed the threshold value. For example, based on the metal band width in the metal band specification information input from the host computer 15, the width threshold of the region exceeding the abnormality determination threshold is set as metal band width −β (predetermined value), If the value is higher than that, it is judged as normal, and if it is less than that, it is judged as abnormal.

また、図11は、溶接線を観察した判定の例(反射光強度分布に傾きがある)を示す図である。このような傾き(反射光強度分布の幅方向の変化率)異常の場合には、各カメラが溶接線での反射光強度が異常判定閾値を超えた幅がL1+L2+(L3−L3’)+L4となり、溶接線の幅L1+L2+L3+L4より小さくなっている。これは、カメラ3において、反射光強度がしきい値を超えない範囲L3’が存在するからである。   FIG. 11 is a diagram showing an example of determination by observing a weld line (the reflected light intensity distribution has an inclination). When such an inclination (change rate in the width direction of the reflected light intensity distribution) is abnormal, the width at which the reflected light intensity at the welding line exceeds the abnormality determination threshold is L1 + L2 + (L3−L3 ′) + L4. The width of the weld line is smaller than L1 + L2 + L3 + L4. This is because the camera 3 has a range L3 'in which the reflected light intensity does not exceed the threshold value.

さらに、カメラ3は、反射光強度分布に傾斜があるため、この傾斜に基づいて光軸の異常を判定するようにしてもよい。図12は、傾斜に基づく光軸異常の判定を説明する図である。図12に示すように、反射光強度分布の傾斜角度Θ(変化率)を、以下の(1)式から算出する。
tanΘ=h/d ・・・・・・・(1)
ただし、
h:「輝度分布端部における反射強度と異常判定閾値との強度差」
d:「hを算出する際の使用した反射光強度分布の端部とカメラ視野中心との画素差(幅方向距離間隔)」
このΘの値が、予め設定した許容範囲となっていない場合には、異常と判断する。
Furthermore, since the reflected light intensity distribution has an inclination, the camera 3 may determine the abnormality of the optical axis based on the inclination. FIG. 12 is a diagram illustrating determination of an optical axis abnormality based on inclination. As shown in FIG. 12, the inclination angle Θ (change rate) of the reflected light intensity distribution is calculated from the following equation (1).
tan Θ = h / d (1)
However,
h: “Intensity difference between the reflection intensity at the edge of the luminance distribution and the abnormality determination threshold”
d: “Pixel difference between the edge of the reflected light intensity distribution used for calculating h and the center of the camera field of view (distance in the width direction)”
If the value of Θ is not within the preset allowable range, it is determined that there is an abnormality.

そして、上述した自己診断装置18での判断結果は、表示装置19で製造現場で操業を行っているオペレータが判断する。この結果により、オペレータは、当該金属帯については検査が正常にできていないので、別の表面検査が可能なライン(例えば、リコイル・ライン、検査ラインなど)に搬送するように、以降の通過工程を変更するための指示を出す。また、自己診断装置18での判断結果に基づき、アラーム(警告)の出力や、その結果を上位計算機15に出力するようにしてもよい。   Then, the judgment result of the self-diagnosis device 18 described above is judged by the operator who is operating at the manufacturing site with the display device 19. As a result of this, the operator has not been able to inspect the metal strip normally, so that the subsequent passing process is performed so that the operator transports to a line (for example, a recoil line, an inspection line, etc.) capable of performing another surface inspection. Give instructions to change. Further, based on the determination result in the self-diagnosis device 18, an alarm (warning) may be output and the result may be output to the host computer 15.

そして、そのラインに設置された表面検査装置または目視検査により再度検査をおこなう。また、異常なカメラについては、光軸を正常とするように、流れ方向位置角度と、幅方向平行角度の調整をおこなう指示も出す。   And it inspects again by the surface inspection apparatus installed in the line, or visual inspection. For an abnormal camera, an instruction to adjust the position angle in the flow direction and the parallel angle in the width direction is issued so that the optical axis is normal.

リニアセンサカメラ式表面検査装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a linear sensor camera type surface inspection apparatus. 金属帯間の溶接部と近傍に設けた開口穴を示す図である。It is a figure which shows the opening part provided in the welding part between metal strips, and its vicinity. 開口穴からの反射光強度を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the reflected light intensity from an opening hole. 複数カメラ(幅方向)視野と開口部の位置付けの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship of multiple camera (width direction) visual field and positioning of an opening part. 光軸がずれたリニアセンサカメラの場合を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the case of the linear sensor camera from which the optical axis shifted | deviated. 溶接で接続した金属帯を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the metal strip connected by welding. 金属体での反射光強度分布の違いを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the difference in the reflected light intensity distribution in a metal body. 光軸のずれたリニアセンサカメラで受光する反射光強度と正常な反射光強度を示す図である。It is a figure which shows the reflected light intensity received with the linear sensor camera from which the optical axis shifted | deviated, and normal reflected light intensity. 本発明を金属帯の連続処理ライン(表面処理ラインなど)に適用した際の装置構成例を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structural example at the time of applying this invention to the continuous treatment line (surface treatment line etc.) of a metal strip. 溶接線を観察した判定の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the determination which observed the weld line. 溶接線を観察した判定の例(反射光強度分布に傾きがある)を示す図である。It is a figure which shows the example of the determination which observed the weld line (the reflected light intensity distribution has inclination). 傾斜に基づく光軸異常の判定を説明する図である。It is a figure explaining the optical axis abnormality determination based on inclination.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 一次元カメラ(正反射位置)
2a、2b 一次元カメラ(正反射位置)幅方向
3 一次元カメラ(拡散反射位置)
4 金属帯
4’ 照射光帯
5 溶接された部位(溶接部)
6 開口穴
7 後行コイル
8 先行コイル
11 入側払出リール
12 入側溶接機
13 プロセスライン
14 出側巻取リール
15 上位計算機
16 エンコーダ
17 溶接線トラッキング装置
18 自己診断装置
19 表示装置
25 表面検査装置
1 Light source 2 One-dimensional camera (regular reflection position)
2a, 2b One-dimensional camera (regular reflection position) width direction 3 One-dimensional camera (diffuse reflection position)
4 Metal band 4 'Irradiation light band 5 Welded part (welded part)
6 Opening hole 7 Subsequent coil 8 Predecessor coil 11 Incoming delivery reel 12 Incoming welding machine 13 Process line 14 Outgoing take-up reel 15 Host computer 16 Encoder 17 Welding line tracking device 18 Self-diagnosis device 19 Display device 25 Surface inspection device

Claims (5)

複数の金属帯を溶接で接続されてなる被検体の表面を光学的に検査する表面検査装置において、
前記被検体の溶接部の反射光を受光し、前記溶接部の反射光強度分布に基づいて前記表面検査装置の光源および/または受光装置の光学配置が正常であるか否かを判断する自己診断装置と、
を備えることを特徴とする表面検査装置。
In a surface inspection apparatus that optically inspects the surface of a subject formed by welding a plurality of metal bands,
Self-diagnosis for receiving reflected light from the welded portion of the subject and determining whether the optical arrangement of the light source and / or the light receiving device of the surface inspection device is normal based on the reflected light intensity distribution of the welded portion Equipment,
A surface inspection apparatus comprising:
請求項1に記載の表面検査装置において、
前記自己診断装置は、前記反射光強度分布において、反射光強度が所定の強度範囲となる領域の大小に基づいて前記表面検査装置の光学配置が正常であるか否かを判断することを特徴とする表面検査装置。
The surface inspection apparatus according to claim 1,
The self-diagnosis device determines whether or not the optical arrangement of the surface inspection device is normal based on the size of a region where the reflected light intensity falls within a predetermined intensity range in the reflected light intensity distribution. Surface inspection equipment.
請求項1に記載の表面検査装置において、
前記自己診断装置は、前記反射光強度分布の傾きである反射光強度変化率を算出し、算出した反射光強度変化率が所定の範囲でない場合に異常と判断することを特徴とする表面検査装置。
The surface inspection apparatus according to claim 1,
The self-diagnosis device calculates a reflected light intensity change rate that is an inclination of the reflected light intensity distribution, and determines that the surface inspection device is abnormal when the calculated reflected light intensity change rate is not within a predetermined range. .
請求項3に記載の表面検査装置において、
前記反射光強度変化率は、前記反射光強度分布の端部における反射光強度と、受光装置の視野中心と端部との距離に基づいて算出されることを特徴とする表面検査装置。
In the surface inspection apparatus according to claim 3,
The surface inspection apparatus characterized in that the reflected light intensity change rate is calculated based on the reflected light intensity at the end of the reflected light intensity distribution and the distance between the center of the field of view of the light receiving device and the end.
複数の金属帯を溶接で接続されてなる被検体の表面を光学的に検査する表面検査方法において、
前記被検体の溶接部の反射光を受光し、前記溶接部の反射光強度分布に基づいて光源および/または受光装置の光学配置が正常であるか否かを判断する自己診断を行うことを特徴とする表面検査方法。
In the surface inspection method for optically inspecting the surface of an object formed by welding a plurality of metal bands,
Receiving reflected light from the welded portion of the subject, and performing self-diagnosis to determine whether the optical arrangement of the light source and / or the light receiving device is normal based on the reflected light intensity distribution of the welded portion. Surface inspection method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012108106A (en) * 2010-10-25 2012-06-07 Jfe Steel Corp Surface defect inspection apparatus
CN104515776A (en) * 2013-09-26 2015-04-15 宝钢新日铁汽车板有限公司 Device and method for determining positions of strip steel surface defect
JP2018146380A (en) * 2017-03-06 2018-09-20 Jfeスチール株式会社 Abnormality determination method of surface inspection device and surface inspection device thereof

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