JP2013134136A - 表面欠陥検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】過検出を抑制するとともに被検査材の表面欠陥を確実に検出でき、この結果、意図しない表面欠陥の流出を防止できること。
【解決手段】本発明の一態様にかかる表面欠陥検査システム１は、欠陥検出部２，４を備える。欠陥検出部２は、搬送される被検査材に光を照射して得られた被検査材からの反射光をもとに、この被検査材における表面欠陥を検出する。欠陥検出部４は、欠陥検出部２と異なる光を、欠陥検出部２による検出処理後の被検査材に照射して得られた被検査材からの反射光をもとに、被検査材の表面欠陥を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検査材の表面欠陥を検査する表面欠陥検査システムに関するものである。

従来から、鋼板等の鉄鋼製品の製造ラインには、最終製品である鋼板等の鉄鋼製品の表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置が配置されている。一般に、鉄鋼製品は、製品製造に必要な処理を行う複数のラインを経て製造される。表面欠陥検査装置は、これら複数のライン内に適宜配置され、鉄鋼材の表面欠陥の有無を検査し、疵または汚れ等の鉄鋼材表面の欠陥部分を検出する。

一方、表面欠陥が検出された鉄鋼材は、この欠陥部分と正常な部分とをマーキング等によって区別した状態で搬送され、例えばシート状に切断して出荷される鋼板では、この欠陥部分の除去後に製品化される。

なお、上述したような表面欠陥検査装置として、例えば、波長域が互いに異なる複数の光源を検査面に沿って順番に隣接するように並べ、これら複数の光源によって照明した検査面からの反射光を波長域別に分光して撮像するように構成し、これによって、検査面に対する照明部または撮像部の相対角度の許容誤差範囲を広げて、欠陥部の検出能力を向上させたものがある（特許文献１参照）。

また、被検査物の幅よりも大きい照明幅を有する光源を使用して、被検査物の表面欠陥を検査するもの（特許文献２参照）もあれば、２色以上の色成分を撮像できる撮像装置を用い、撮影された各色成分をもとに二値化処理することによって、微小な欠陥成分を強調する撮像画面を作成するもの（特許文献３参照）もある。

特開２０１０−１１２９４１号公報 特開平７−２５３４０１号公報 特開平６−８２３９０号公報

ところで、鉄鋼製品に要求される品質レベルの厳格化に対応するためには、鉄鋼製品の製造ラインにおいて鉄鋼材に対する表面欠陥検査の精度を高め、この結果、製造ライン内において鉄鋼材の欠陥部分を確実に除去する必要がある。このため、近年の鉄鋼製品の製造ラインでは、各工程のラインに表面欠陥検査装置を各々配置して、製造ライン内を流れる鉄鋼材の表面欠陥をライン毎に検査している。

しかしながら、上述した従来技術では、鉄鋼材等の被検査材の表面欠陥をライン毎に検査する際、疵または汚れ等の除去すべき真の表面欠陥のみならず、良品レベルの凹凸または斑等の正常な部分をも表面欠陥として誤って検出する過検出という事態を招来する。このため、被検査材の欠陥部分のみならず、正常な部分をも除去する可能性が高まり、この結果、鉄鋼製品の材料を無駄に消費して鉄鋼製品の製造効率を低下させるという問題がある。

一方、上述した過検出を防止するために被検査材に対する表面欠陥検査の良否判定基準を下げた場合、被検査材の表面欠陥を検出し損なう虞があり、この結果、各工程のライン毎に、検出すべき被検査材の表面欠陥を見逃す可能性が高まるという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、過検出を抑制するとともに被検査材の表面欠陥を確実に検出でき、この結果、意図しない表面欠陥の流出を防止できる表面欠陥検査システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる表面欠陥検査システムは、搬送される被検査材に光を照射して得られた前記被検査材からの反射光をもとに、前記被検査材における表面欠陥を検出する第１の欠陥検出部と、前記第１の欠陥検出部と異なる光を、前記第１の欠陥検出部による検出処理後の前記被検査材に照射して得られた前記被検査材からの反射光をもとに、前記被検査材における表面欠陥を検出する第２の欠陥検出部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる表面欠陥検査システムは、上記の発明において、前記第１の欠陥検出部は、前記被検査材に直進光あるいは散乱光を照射する第１の光源と、前記第１の光源からの光を照射された前記被検査材からの反射光を受光する第１の受光部と、を備え、前記第２の欠陥検出部は、前記被検査材に直進光あるいは散乱光のうち前記第１の光源とは異なる光を照射する第２の光源と、前記第２の光源からの光を照射された前記被検査材からの反射光を受光する第２の受光部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる表面欠陥検査システムは、上記の発明において、前記第１の受光部および前記第２の受光部は、前記被検査材からの反射光を受光して前記被検査材の表面画像を撮像する撮像素子であることを特徴とする。

また、本発明にかかる表面欠陥検査システムは、上記の発明において、前記第１の種類の表面欠陥の位置を示すマークを前記被検査材の表面に付するマーキング部をさらに備え、前記第２の欠陥検出部は、前記被検査材からの反射光をもとに、前記表面欠陥と前記マークとを検出することを特徴とする。

また、本発明にかかる表面欠陥検査システムは、上記の発明において、前記被検査材は、鉄鋼材であり、前記第１の欠陥検出部および前記第２の欠陥検出部は、前記鉄鋼材を搬送しつつ処理して鉄鋼製品を製造する製造ラインに配置されることを特徴とする。

本発明によれば、過検出を抑制するとともに被検査材の表面欠陥を確実に検出でき、この結果、意図しない表面欠陥の流出を防止できる表面欠陥検査システムを実現できるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる表面欠陥検査システムの一構成例を示す模式図である。 図２は、本発明の実施の形態にかかる表面欠陥検査システムによる鉄鋼材の表面欠陥検査結果の一具体例を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態にかかる表面欠陥検査システムの一変形例を示す模式図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明にかかる表面欠陥検査システムの好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、本発明にかかる表面欠陥検査システムを設置する製造工程として、帯状の鉄鋼材をめっき後、シート状の鉄鋼製品（以下、シート製品という）を製造する鉄鋼製品の製造工程を例示し、特に、この製造工程のうち、最終工程を行う剪断ラインと、その前段の工程を行うめっきラインとを対象として、本発明にかかる表面欠陥検査システムを設置した場合を説明する。また、本発明における表面欠陥の被検査材の一例として、鋼帯または鋼板等の鉄鋼材を例示する。しかし、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

(実施の形態)
まず、本発明の実施の形態にかかる表面欠陥検査システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる表面欠陥検査システムの一構成例を示す模式図である。この表面欠陥検査システム１は、めっきラインＬ１および剪断ラインＬ２をこの順に通って順次処理される鉄鋼材の表面欠陥を検出するように構成される。なお、図１において、帯状の鉄鋼材である鋼帯１６は、めっきラインＬ１の出側において、一旦コイル形状に巻き取られてコイル状鉄鋼材１０とされる。次いで、コイル状鉄鋼材１０は、剪断ラインＬ２に搬送され、剪断ラインＬ２の入側において、巻き戻されて剪断ラインＬ２にて処理される。

詳細には、図１に示すように、この表面欠陥検査システム１は、鉄鋼材の疵等の表面欠陥を検出する欠陥検出部２と、鉄鋼材に表面欠陥の位置を示すマークを付する欠陥マーキング装置３と、これら欠陥検出部２および欠陥マーキング装置３を制御する制御部７１と、模様状の汚れ欠陥等の疵とは異なる種類の表面欠陥を検出する欠陥検出部４と、表面欠陥が生じた鉄鋼材（以下、欠陥品という）を製造ラインから除去する除去部５と、これら欠陥検出部４および除去部５を制御する制御部７２とを備える。

欠陥検出部２は、図示しない搬送ロール等の鋼帯搬送機構によって搬送される被検査材に光を照射して得られた被検査材からの反射光をもとに、この被検査材における第１の種類の表面欠陥を検出する。具体的には、図１に示すように、欠陥検出部２は、直進光を発光する光源２ａと、被検査材からの反射光を受光する受光部２ｂとを有する。光源２ａは、ＬＥＤ光またはハロゲン光等の直進光を発光する光源である。光源２ａは、光ファイバ等の光学系を用いて、被検査材の幅以上の照射幅の直進光を被検査材に照射する。受光部２ｂは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサ等の１以上の撮像素子を用いて実現される。受光部２ｂは、光源２ａの直進光を照射された被検査材からの反射光、例えば正反射光および乱反射光を受光して、この被検査材の表面画像を撮像する。

このような光源２ａおよび受光部２ｂを有する欠陥検出部２は、図１に示すように、めっきラインＬ１内のめっき装置１２の後段に配置される。まず、欠陥検出部２は、めっき装置１２によってめっき処理された帯状の鉄鋼材、すなわち鋼帯１６に対し、光源２ａによって直進光を照射する。つぎに、欠陥検出部２は、この直進光の照射によって鋼帯１６から反射した各種反射光を受光部２ｂによって受光し、受光した反射光をもとに、この鋼帯１６の表面画像を取得する。その後、欠陥検出部２は、得られた表面画像の各画素の輝度、色度および受光量等の画素情報をもとに、この鋼帯１６に疵または凸部等の表面欠陥が存在するか否かを判定し、この判定結果を制御部７１に送信する。すなわち、欠陥検出部２は、この鋼帯１６について疵または凸部等の表面欠陥を検出した場合、表面欠陥を検出した旨を示す情報と検出した表面欠陥の種類を示す情報とを制御部７１に送信する。

なお、欠陥検出部２は、鋼帯１６の表面欠陥を検出しなかった場合、表面欠陥を検出しなかった旨を示す情報を制御部７１に送信してもよいし、このような表面欠陥なしを示す情報を制御部７１に送信しなくてもよい。

欠陥マーキング装置３は、疵等の特定の種類の表面欠陥の位置を示すマークを被検査材の表面に付する。具体的には、欠陥マーキング装置３は、欠陥検出部２が鋼帯１６の表面欠陥を検出した場合、鋼帯１６の表面のうち、この検出された表面欠陥の近傍に、線状等のマークを付する。この際、欠陥マーキング装置３は、鋼帯１６の表面欠陥に比して大きいサイズのマークを表面欠陥の近傍に付し、これによって、鋼帯１６上の表面欠陥の及ぶ範囲および位置を明確化する。

欠陥検出部４は、上述した欠陥検出部２に比して被検査材の製造工程下流側である剪断ラインＬ２において、被検査材の表面欠陥等を光学的に検出する。すなわち、欠陥検出部４は、上述した欠陥検出部２により欠陥が検出された後の被検査材に欠陥検出部２と異なる光を照射して得られた被検査材からの反射光をもとに、疵および凸部等の表面欠陥とは異なる少なくとも他の種類の表面欠陥を検出する。また、欠陥検出部４は、上述した欠陥マーキング装置３によって被検査材の表面に付されたマークを検出する。

具体的には、図１に示すように、欠陥検出部４は、散乱光を発光する光源４ａと、被検査材からの反射光を受光する受光部４ｂとを有する。光源４ａは、蛍光灯等を用いて実現され、被検査材の幅以上の照射幅の散乱光を被検査材に照射する。受光部４ｂは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサ等の１以上の撮像素子を用いて実現される。受光部４ｂは、光源４ａの散乱光を照射された被検査材からの反射光、例えば正反射光および乱反射光を受光して、この被検査材の表面画像を撮像する。

このような光源４ａおよび受光部４ｂを有する欠陥検出部４は、図１に示すように、剪断ラインＬ２内の剪断装置１３の前段に配置される。まず、欠陥検出部４は、剪断装置１３によって剪断処理される前の帯状の鉄鋼材、すなわち鋼帯１６に対し、光源４ａによって散乱光を照射する。つぎに、欠陥検出部４は、この散乱光の照射によって鋼帯１６から反射した各種反射光を受光部４ｂによって受光し、受光した反射光をもとに、この鋼帯１６の表面画像を取得する。

ここで、欠陥検出部４は、上述したように、欠陥検出部２に比して被検査材の製造工程下流側において、欠陥検出部２による欠陥検出後の被検査材の表面欠陥等を光学的に検出する。詳細には、欠陥検出部４は、疵等の表面欠陥とは異なる種類の表面欠陥、例えば疵等に比して被検査材表面上における凹凸の段差が少ない模様状の汚れ等の表面欠陥を検出する。これに加え、欠陥検出部４は、上述した欠陥マーキング装置３によるマークの検出機能を有する。すなわち、欠陥検出部４は、鉄鋼材に生じた模様状の汚れ等の表面欠陥の検出機能と、欠陥マーキング装置３によって鉄鋼材の表面に付されたマークの検出機能とを兼ね備える。

このような欠陥検出部４は、上述したように鋼帯１６の表面画像を取得した後、得られた表面画像の各画素の輝度、色度および受光量等の画素情報をもとに、この鋼帯１６に模様状の汚れ等の表面欠陥が存在するか否かを判定するとともに、欠陥マーキング装置３によるマークの有無を判定する。この鋼帯１６に模様状の汚れ等の表面欠陥が存在する場合、欠陥検出部４は、この表面欠陥を検出し、その後、表面欠陥を検出した旨を示す情報と検出した表面欠陥の種類を示す情報とを制御部７２に送信する。一方、この鋼帯１６に欠陥マーキング装置３によるマークが存在する場合、欠陥検出部４は、このマークを検出し、その後、マークを検出した旨を示す情報を制御部７２に送信する。また、検査対象の鋼帯１６に表面欠陥およびマークの双方が存在する場合、欠陥検出部４は、この表面欠陥とマークとを検出し、その後、上述した表面欠陥に関する情報とマークに関する情報とを制御部７２に送信する。

なお、欠陥検出部４は、鋼帯１６の表面欠陥およびマークの何れも検出しなかった場合、これら双方を検出しなかった旨を示す情報を制御部７２に送信してもよいし、このような検出無しの情報を制御部７２に送信しなくてもよい。

除去部５は、製品出荷の前段階に製造ラインの中から欠陥品を除去するためのものである。具体的には、図１に示すように、除去部５は、剪断ラインＬ２内、詳細には剪断装置１３の出側、すなわち剪断装置１３に比して鋼板１７の下流側に配置される。除去部５は、表面欠陥の無い正常な鋼板１７が搬送された場合、この正常な鋼板１７の搬送を阻害しない。この場合、正常な鋼板１７は、除去部５の位置を通過し、その後、鋼板１７の搬送装置１１の送出端部１１ｃへ搬送され、最終的にシート製品として出荷される。一方、除去部５は、欠陥検出部２および欠陥検出部４の少なくとも一方によって検出された表面欠陥を有する鉄鋼材、すなわち欠陥品が搬送された場合、送出端部１１ｃ側に向けた欠陥品の搬送を阻害するとともに、この欠陥品を剪断ラインＬ２から除去する。

例えば、図１に示すように、欠陥マーキング装置３によるマークＭが付された欠陥品１７ａは、欠陥検出部２によって検出された表面欠陥Ｋを有する鉄鋼材であり、除去部５によって搬送装置１１から除去される。なお、マークＭが付されていない欠陥品は、欠陥検出部４のみによって検出された表面欠陥を有する鉄鋼材であり、マークＭが付された欠陥品１７ａと同様に、除去部５によって除去される。

制御部７１および制御部７２は、表面欠陥検査システム１の機能を実現するためのプログラム等を記憶する記憶部およびこの記憶部内のプログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。制御部７１あるいは制御部７２は、上述したように、表面欠陥検査システム１の各構成部、すなわち、欠陥検出部２，４、欠陥マーキング装置３、および除去部５の各動作を制御し、且つ、これらの各構成部との電気信号の入出力を制御する。

具体的には、制御部７１は、鋼帯１６の搬送距離等をもとに、めっきラインＬ１内の搬送物の位置、すなわち図１に示す鋼帯１６の搬送位置を把握する。同様に、制御部７２は、鋼帯１６または鋼板１７の各搬送距離等をもとに、剪断ラインＬ２内の鋼帯１６および鋼板１７の各搬送位置を把握する。特に、制御部７１および制御部７２は、上述した搬送距離等をもとに、鋼帯１６の表面欠陥部分および鋼板１７の表面欠陥部分の各搬送位置を把握する。制御部７１および制御部７２は、このように把握した各搬送位置をもとに、欠陥検出部２，４、欠陥マーキング装置３、および除去部５の各動作タイミングを制御する。

つぎに、図１に示したように、シート製品を製造するめっきラインＬ１および剪断ラインＬ２を例示して、本発明の実施の形態にかかる表面欠陥検査システム１の具体的な実施例を示しつつ、この表面欠陥検査システム１による作用効果を説明する。

図１に示しためっきラインＬ１および剪断ラインＬ２は、シート製品の製造ラインの最終的な工程のラインである。このうち、めっきラインＬ１は、コイル状に巻かれた鉄鋼材（以下、コイル状鉄鋼材という）から引き出した鋼帯１５に対して、めっき装置１２によってめっき処理を行うラインである。一方、剪断ラインＬ２は、めっきラインＬ１によってめっき処理された鋼帯１６に対して、剪断装置１３によって剪断処理を行うラインである。

ここで、鋼帯１６は、めっきラインＬ１の出側において、一旦コイル状に巻かれてコイル状鉄鋼材１０とされ、剪断ラインＬ２に搬送される。次いで、鋼帯１６は、剪断ラインＬ２の入側において、コイル状鉄鋼材１０から引き出され、シート状に剪断されて鋼板１７とする処理を施される。すなわち、剪断ラインＬ２は、剪断装置１３によって鋼帯１６を所望の長さに剪断して、シート製品として要望される長さの鋼板１７を順次製造し、その後、製造した鋼板１７をシート製品として送出端部１１ｃから順次排出する。

この実施例においては、３つのコイル状鉄鋼材から厚み０．１〜２ｍｍ程度の鋼帯１５を引き出つつ、鋼帯１５をめっきラインＬ１の搬送方向（図１の太線矢印を参照）に順次搬送し、この鋼帯１５に対してめっき前処理等の必要な処理を行った後、この鋼帯１５にめっき処理を施して鋼帯１６とする。その後、この鋼帯１６を一旦コイル状に巻取り、コイル状鉄鋼材１０とする。次いで、各々のコイル状鉄鋼材１０を剪断ラインＬ２に搬入して、剪断処理を行い、所望の長さの鋼板１７を排出している。なお、この排出した鋼板１７は、最終的に、シート製品として出荷される。表面欠陥検査システム１は、上述しためっきラインＬ１および剪断ラインＬ２を対象とし、このようなめっきラインＬ１および剪断ラインＬ２においてこの順に処理される鉄鋼材（鋼帯１６）の表面欠陥を検出する。

図２は、本発明の実施の形態にかかる表面欠陥検査システムによる鉄鋼材の表面欠陥検査結果の一具体例を示す図である。図２には、この実施例において表面欠陥検査システム１が検出した鉄鋼材の表面欠陥の名称、検出数、および検出率が示されている。

表面欠陥検査システム１は、めっきラインＬ１において、鋼帯１６に存在する５種類の表面欠陥を検出し、剪断ラインＬ２において、鋼帯１６に存在する３種類の表面欠陥を検出した。すなわち、めっきラインＬ１内の欠陥検出部２は、鋼帯１６の表面欠陥として、筋状の汚れ、黒点状の汚れ、白い斑状の汚れ、押し疵等の凹凸状の欠陥部分、引っ掻いた痕のような疵を検出した。一方、剪断ラインＬ２内の欠陥検出部４は、鋼帯１６の表面欠陥として、黒点状の汚れ、白い斑状の汚れ、視認困難な模様状の汚れを検出した。

なお、この実施例においては、図２に示すように、筋状の汚れは「筋汚れ」と名付け、黒点状の汚れは「黒点汚れ」と名付け、白い斑状の汚れは「白斑点」と名付け、凹凸状の欠陥部分は「デンツ」と名付け、引っ掻いた痕のような疵は「カキ疵」と名付け、視認困難な模様状の汚れは「模様状」と名付けた。

めっきラインＬ１内において、欠陥検出部２は、上述したように、鋼帯１６に直進光を照射して鋼帯１６の表面画像を取得し、得られた表面画像をもとに鋼帯１６の表面欠陥を検出した。この結果、欠陥検出部２は、鋼帯１６の表面欠陥として、図２に示すように、１個の筋汚れ、８個の黒点汚れ、１個の白斑点、３３個のデンツ、および７個のカキ疵を検出した。

一方、剪断ラインＬ２内において、欠陥検出部４は、上述したように、鋼帯１６に散乱光を照射して鋼帯１６の表面画像を取得し、得られた表面画像をもとに鋼帯１６の表面欠陥を検出した。この結果、欠陥検出部４は、鋼帯１６の表面欠陥として、図２に示すように、１０個の黒点汚れ、４個の白斑点、および７個の模様状の汚れを検出した。

また、欠陥検出部４は、図２には示されていないが、鋼帯１６の表面から、欠陥マーキング装置３によって付された５０個のマークを全て検出した。このマークは、欠陥検出部２によって検出される表面欠陥毎に鋼帯１６の表面に付されたものであり、このマークの数（５０個）は、上述した欠陥検出部２による表面欠陥の合計検出数と同数である。

ここで、鋼帯１６に存在した１個の筋汚れ、３３個のデンツ、および７個のカキ疵は、図２に示すように、直進光を用いる欠陥検出部２によって漏れなく検出された。すなわち、デンツおよびカキ疵等のような凹凸の段差が大きい表面欠陥は、直進光の照射によって検出し易く、この結果、これらの表面欠陥の欠陥検出部２による検出率は、１００％であった。一方、薄褐色模様等の模様状の汚れ（図２に示す「模様状」欠陥）は、目視によって視認することが困難であることは勿論、直進光を照射して鉄鋼材の表面画像を取得しても、この表面画像に鮮明に捉えることは困難である。このため、欠陥検出部２は、このような模様状の汚れを検出し難く、この結果、模様状の汚れの欠陥検出部２による検出率は、図２に示すように０％であった。

これに対し、鋼帯１６に存在した７個の模様状の汚れは、図２の「模様状」欠陥に示されるように、散乱光を用いる欠陥検出部４によって漏れなく検出された。すなわち、模様状の汚れ等のような疵等に比して凹凸の段差が小さい表面欠陥は、散乱光の照射によって検出し易く、この結果、模様状の汚れの欠陥検出部４による検出率は、１００％であった。一方、デンツおよびカキ疵等のような凹凸の段差が大きい表面欠陥は、直進光の照射によって検出し易い表面欠陥であり、散乱光を照射して鉄鋼材の表面画像を取得しても、この表面画像に鮮明に捉えることは困難である。このため、欠陥検出部４は、このような凹凸の段差が大きい表面欠陥を検出し難く、この結果、デンツおよびカキ疵等の欠陥検出部４による検出率は、図２に示すように０％であった。

一方、鋼帯１６に存在した１１個の黒点汚れおよび５個の白斑点は、図２に示すように、直進光を用いる欠陥検出部２と、散乱光を用いる欠陥検出部４との少なくとも一方によって検出された。

まず、この実施例における黒点汚れの検出について具体的に説明する。欠陥検出部２は、直進光を用いて取得した鋼帯１６の表面画像をもとに、１１個の黒点汚れのうちの８個を検出したが、残り３個の黒点汚れを検出しなかった。これに対し、欠陥検出部４は、散乱光を用いて取得した鋼帯１６の表面画像をもとに、１１個の黒点汚れのうちの１０個を検出するとともに、欠陥検出部２が検出し損ねた３個の黒点汚れをも検出した。ここで、欠陥検出部４が検出していない１個の黒点汚れは、上述した欠陥検出部２が検出した８個の黒点汚れのうちの１個である。すなわち、欠陥検出部４は、上述したように欠陥検出部２のみが検出した１個の黒点汚れを除く残り１０個の黒点汚れを漏れなく検出した。

つぎに、この実施例における白斑点の検出について具体的に説明する。欠陥検出部２は、直進光を用いて取得した鋼帯１６の表面画像をもとに、５個の白斑点のうちの１個を検出したが、残り４個の白斑点を検出しなかった。これに対し、欠陥検出部４は、散乱光を用いて取得した鋼帯１６の表面画像をもとに、５個の白斑点のうちの４個を検出した、この４個の白斑点は、欠陥検出部２が検出し損ねた表面欠陥である。一方、欠陥検出部４が検出していない１個の白斑点は、欠陥検出部２によって検出済みの表面欠陥である。すなわち、欠陥検出部２は、直進光を用いて検出可能な態様の白斑点のみを検出し、欠陥検出部４は、既に欠陥検出部２が検出した１個の白斑点を除く残り４個の白斑点を漏れなく検出した。

上述したような黒点汚れおよび白斑点は、直進光の照射によって撮像した表面画像においてコントラスト等を鮮明に表すことが困難であり、このため、直進光を用いる欠陥検出部２によって検出され難く、散乱光を用いる欠陥検出部４によって検出され易い。この結果、黒点汚れの欠陥検出部４による検出率は、図２の斜線部に示すように、９１％であり、黒点汚れの欠陥検出部２による検出率（＝７３％）に比して高い値であった。また、白斑点の欠陥検出部４による検出率は、図２の斜線部に示すように、８０％であり、白斑点の欠陥検出部２による検出率（＝２０％）に比して極めて高い値であった。

上述したように、欠陥検出部２は、直進光の照射によって検出可能なレベルの汚れ等の表面欠陥を検出し、さらには、散乱光の照射では検出し難い疵等の表面欠陥を漏れなく検出している。一方、欠陥検出部４は、欠陥検出部２が検出し損ねた汚れ等の表面欠陥を検出し、さらには、直進光の照射では検出し難い模様状の汚れ等の表面欠陥を漏れなく検出している。すなわち、欠陥検出部２は、直進光を用いて表面欠陥を検出することによって、散乱光を用いる欠陥検出部４の検出能力の不足分を補い、欠陥検出部４は、散乱光を用いて表面欠陥を検出することによって、直進光を用いる欠陥検出部２の検出能力の不足分を補う。

このように、２つの欠陥検出部２，４が互いの検出能力の不足分を補い合うことによって、表面欠陥検査システム１は、めっきラインＬ１内の鋼帯１６または剪断ラインＬ２内の鋼帯１６に存在する全種類の表面欠陥を漏れなく検出することができる。また、このような検出能力の不足分の補い合いによって、直進光および散乱光という互いに異なる光を用いる欠陥検出部２，４の各検出精度を、検出目標の表面欠陥の種類に応じて必要最小限度まで下げることができる。これによって、２つの欠陥検出部２，４の各々に対して過度な検出精度を設定する必要が無くなり、この結果、欠陥検出部２，４による過検出を抑制することができる。

上述したような欠陥検出部２，４を備えた表面欠陥検査システム１は、この実施例において、過検出を抑制しつつ、鋼帯１６に存在する全種類の表面欠陥（図２を参照）を漏れなく検出した。その後、表面欠陥検査システム１は、表面欠陥を有する欠陥品が送出端部１１ｃに搬送される前に、除去部５の作用によって、製造ライン外に欠陥品を除去した。この結果、表面欠陥検査システム１は、欠陥品がシート製品として流出するという事態を防止することができた。

以上、説明したように、本発明の実施の形態にかかる表面欠陥検査システムでは、第１の欠陥検出部が、搬送される鉄鋼材に直進光を照射し、これによって、この鉄鋼材から反射した反射光を受光して、この直進光による鉄鋼材の表面画像を撮像し、得られた表面画像をもとに、疵等の第１の種類の表面欠陥を検出している。また、第２の欠陥検出部が、この第１の欠陥検出部による欠陥検出後の鉄鋼材に対して、直進光と異なる散乱光を照射し、これによって、この鉄鋼材から反射した反射光を受光して、この散乱光による鉄鋼材の表面画像を撮像し、得られた表面画像をもとに、第１の種類と異なる少なくとも第２の種類（例えば模様状の汚れ等）の表面欠陥を検出している。

このため、第１の欠陥検出部は、散乱光を用いる第２の欠陥検出部の検出能力の不足分を補うことができるとともに、第２の欠陥検出部は、直進光を用いる第１の欠陥検出部の検出能力の不足分を補うことができる。これによって、これら２つの欠陥検出部の各検出精度を、過度に高める必要が無く、検出目標の表面欠陥の種類に応じて必要最小限度まで下げることができる。また、第１の欠陥検出部によって検出すべき表面欠陥を漏れなく検出できるとともに、この第１の欠陥検出部が検出し損ねた表面欠陥を第２の欠陥検出部によって漏れなく検出できるため、鉄鋼材の表面欠陥の検出漏れを防止できる。この結果、これら２つの欠陥検出部による過検出を抑制できるとともに、鉄鋼材に存在する全種類の表面欠陥を確実に検出でき、これによって、意図しない表面欠陥の流出を防止することができる。

また、表面欠陥が検出された鉄鋼材、すなわち欠陥品を除去しているため、意図しない表面欠陥の流出を確実に防止できる。特に、最終工程のライン内に第２の欠陥検出部を配置して欠陥品を除去しているため、最終工程のラインによって仕上げた鉄鋼製品への表面欠陥の混入を防止でき、この結果、鉄鋼製品として欠陥品を誤って出荷するという事態を確実に防止できる。

さらに、第１の欠陥検出部によって検出された表面欠陥の位置を示すマークを鉄鋼材に付し、このマークを第２の欠陥検出部によって検出している。このため、第２の欠陥検出部によって、このマークと少なくとも第２の種類の表面欠陥とを検出することができる。これによって、無駄に欠陥検出部またはマーク検出部を配置する必要が無く、この結果、表面欠陥検査システムを簡易に構成できるとともに、システムの小型化を促進して、システム設置スペースを節約することができる。

なお、上述した実施の形態では、シート製品の製造ラインのうちの複数の工程の各ライン、具体的には、めっきラインＬ１および剪断ラインＬ２に欠陥検出部２，４を各々配置していたが、これに限らず、互いに異なる光を用いて表面欠陥を検出する欠陥検出部２，４は、一つのライン内に配置されてもよい。例えば図３に示すように、めっきラインＬ１内に、鋼帯１６の搬送方向（図３の太線矢印を参照）に沿って欠陥検出部２と欠陥検出部４とをこの順に配置してもよい。この場合、表面欠陥検査システム１をめっきラインＬ１等の一つの工程のライン内に設置して、この一ラインにおいて、各種表面欠陥の検出処理を行ってもよい。

また、上述した実施の形態では、鉄鋼製品の製造ラインの最終工程のラインに欠陥検出部４を配置していたが、これに限らず、製造ラインの中間工程のラインに欠陥検出部４を配置してもよい。例えば図３に示すように、シート製品の製造ラインにおいては、最終工程の剪断ラインＬ２ではなく、中間工程のめっきラインＬ１に欠陥検出部４を配置してもよい。この場合、例えば、欠陥マーキング装置３は、欠陥検出部４の後段に配置して、欠陥マーキングを行い、欠陥箇所を明確に視認できるようにすればよく、除去部５は、剪断ラインＬ２等の最終工程のラインに配置して、最終的に欠陥品を除去してもよい。あるいは、欠陥マーキングした状態の鉄鋼製品を出荷して、この鉄鋼製品を出荷先において除去するようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態では、欠陥検出部２の後段に欠陥マーキング装置３を配置して、欠陥検出部２が検出した表面欠陥の位置を示すマークを鉄鋼材の表面に付していたが、これに限らず、欠陥検出部４は、欠陥検出部２が検出する表面欠陥とは異なる種類の表面欠陥と欠陥検出部２が検出し損ねた表面欠陥とを検出すればよく、必ずしも上述したマークを検出しなくてもよい。すなわち、異なる光を用いる欠陥検出部２，４が、全種類の表面欠陥を漏れなく検出すればよい。また、欠陥マーキング装置３を配置せず、検出した欠陥の鋼帯１６における位置情報を、最終工程ラインあるいは出荷先に伝達して、欠陥品を除去するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、シート製品の製造工程のめっきラインＬ１および剪断ラインＬ２に欠陥検出部２，４を各々配置して、表面欠陥検査システム１を構成していたが、これに限らず、欠陥検出部２，４は、この製造工程を形成する複数の工程の各ラインの少なくとも１以上のラインに配置されていればよい。すなわち、本発明において、欠陥検出部２，４が配置されるラインの数、種類、およびライン同士の位置関係（隣接するライン同士であるか否か等）は、特に問わない。

また、上述した実施の形態では、シート製品の製造ラインに表面欠陥検査システム１を設置していたが、これに限らず、表面欠陥検査システム１は、他の工程のライン、例えば、連続焼鈍ライン、ティンフリースチール製造ライン、またはスリッタライン等の鉄鋼製品の各種工程のラインに設置してもよい。あるいは、表面欠陥検査システム１は、鉄鋼製品の製造ライン以外のライン、例えば銅またはアルミニウム等の他の金属製品を製造する製造ライン内の１以上の工程ラインに設置されてもよく、この場合も、鉄鋼製品の製造ラインの場合と同様の作用効果を享受する。

さらに、上述した実施の形態では、欠陥検出部２の照射光として直進光を用い、欠陥検出部４の照射光として散乱光を用いる場合を例示したが、これに限らず、これら照射光を入れ替え、欠陥検出部２に散乱光の光源を用い、欠陥検出部４に直進光の光源を用いてもよい。さらに、欠陥検出部２，４の照射光として、直進光または散乱光以外の他の異なる種類の光を用いてもよい。

さらに、上述した実施の形態では、欠陥検出部２，４の各受光部２ｂ，４ｂとして撮像素子を例示したが、これに限らず、受光部２ｂ，４ｂは、１列に配列した複数のフォトダイオードまたは１次元ＣＣＤ等の１次元の受光素子であってもよいし、単一のフォトダイオードであってもよい。この場合、受光部２ｂ，４ｂは、鉄鋼材等の被検査材の幅方向または搬送方向に移動して、被検査材からの反射光を１次元または２次元に走査するものであってもよい。

また、上述した実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明に含まれる。

１ 表面欠陥検査システム
２，４ 欠陥検出部
２ａ，４ａ， 光源
２ｂ，４ｂ 受光部
３ 欠陥マーキング装置
５ 除去部
１１ 搬送装置
１１ｃ 送出端部
１２ めっき装置
１３ 剪断装置
１５，１６ 鋼帯
１７ 鋼板
１７ａ 欠陥品
７１，７２ 制御部
Ｋ 表面欠陥
Ｌ１ めっきライン
Ｌ２ 剪断ライン
Ｍ マーク

Claims (5)

1. 搬送される被検査材に光を照射して得られた前記被検査材からの反射光をもとに、前記被検査材における表面欠陥を検出する第１の欠陥検出部と、
   前記第１の欠陥検出部と異なる光を、前記第１の欠陥検出部による検出処理後の前記被検査材に照射して得られた前記被検査材からの反射光をもとに、前記被検査材における表面欠陥を検出する第２の欠陥検出部と、
   を備えたことを特徴とする表面欠陥検査システム。
2. 前記第１の欠陥検出部は、
   前記被検査材に直進光あるいは散乱光を照射する第１の光源と、
   前記第１の光源からの光を照射された前記被検査材からの反射光を受光する第１の受光部と、
   を備え、
   前記第２の欠陥検出部は、
   前記被検査材に直進光あるいは散乱光のうち前記第１の光源とは異なる光を照射する第２の光源と、
   前記第２の光源からの光を照射された前記被検査材からの反射光を受光する第２の受光部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査システム。
3. 前記第１の受光部および前記第２の受光部は、前記被検査材からの反射光を受光して前記被検査材の表面画像を撮像する撮像素子であることを特徴とする請求項２に記載の表面欠陥検査システム。
4. 前記第１の種類の表面欠陥の位置を示すマークを前記被検査材の表面に付するマーキング部をさらに備え、
   前記第２の欠陥検出部は、前記被検査材からの反射光をもとに、前記表面欠陥と前記マークとを検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の表面欠陥検査システム。
5. 前記被検査材は、鉄鋼材であり、
   前記第１の欠陥検出部および前記第２の欠陥検出部は、前記鉄鋼材を搬送しつつ処理して鉄鋼製品を製造する製造ラインに配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の表面欠陥検査システム。

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