JP2013152158A - Steel sheet defect inspection device, steel sheet defect inspection method, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼板欠陥検査装置、鋼板欠陥検査方法及び制御プログラムに関する。 The present invention relates to a steel sheet defect inspection apparatus, a steel sheet defect inspection method, and a control program.
従来、食缶の材料となるブリキ板等の薄鋼板(ストリップ)の表層及び内部に存在する微小欠陥の検出装置として、その欠陥部によって生じる漏洩磁束を検出して欠陥の有無を判定する磁気探傷装置がある(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, as a device for detecting the surface layer of a thin steel plate (strip) such as a tin plate, which is a material of a food can, and a minute defect existing therein, magnetic flaw detection is performed by detecting leakage magnetic flux generated by the defective portion and determining the presence or absence of the defect. There is an apparatus (for example, refer to Patent Document 1).
特許文献1においては、薄鋼板を走行方向に磁化し、この薄鋼板の内部及び表層部の欠陥部によって生ずる漏洩磁束を、薄鋼板の幅方向に漏洩磁気センサを複数並べて検出する磁気探傷装置においては、このアレイ型の漏洩磁気センサは、磁気探傷装置と薄鋼板との接触があっても、薄鋼板に疵を付けたり、磁気探傷装置を故障させたりすることが無いようにする技術が開示されている。
In
このアレイ型磁気探傷装置は、微小な欠陥部から漏洩される漏洩磁束を、薄鋼板に近接対面して検出する磁性素子と、一方の端面部を磁性素子の磁気感受面に密着させ、他方の端面部を薄鋼板の表面に近接対面させて設けられ、漏洩磁束を磁気感受面に集束させる軟質磁性特性を有する磁性繊維からなる磁性繊維集束体と、磁性素子の前記磁気感受面の後方に設けられる軟質磁性体板とを備える。 This array-type magnetic flaw detector has a magnetic element that detects a leakage magnetic flux leaked from a minute defect portion in close proximity to a thin steel plate, and has one end face portion in close contact with the magnetic sensing surface of the magnetic element, and the other Provided at the back of the magnetic sensing surface of the magnetic element, and a magnetic fiber concentrator made of magnetic fibers having soft magnetic properties that are provided with the end face portion facing the surface of the thin steel plate and concentrating the leakage magnetic flux on the magnetic sensing surface. And a soft magnetic plate.
しかしながら、従来技術においては、表面及び表層に発生する欠陥、内部に発生する欠陥及び孔欠陥などの欠陥の種類および欠陥の程度を識別できなかった。 However, in the prior art, the type of defect such as a defect generated on the surface and the surface layer, a defect generated inside, and a hole defect and the degree of the defect cannot be identified.
本発明の目的は、上記問題点を解決するためになされたもので、表面及び表層に発生する欠陥、内部に発生する欠陥及び孔欠陥の種類及びその程度を識別することが可能な鋼板欠陥検査装置、鋼板欠陥検査方法及び制御プログラムを提供することにある。 The object of the present invention was made to solve the above-mentioned problems, and is a steel sheet defect inspection capable of identifying the types and extents of defects occurring on the surface and surface layers, defects occurring inside, and hole defects. The object is to provide an apparatus, a steel sheet defect inspection method, and a control program.
上記目的を達成するために、実施形態の鋼板欠陥検査装置は、薄鋼板を走行方向に磁化し、この薄鋼板の欠陥部によって生ずる漏洩磁束を、前記走行方向とは交差する方向に複数配列した複数の磁気検出素子を有するアレイ型磁気センサで検出し、薄鋼板の欠陥の種類を判定する鋼板欠陥検査装置である。
そして、第1のアレイ型磁気センサは、薄鋼板の表面側に所定距離離間させて配置され、第2のアレイ型磁気センサは、薄鋼板の裏面側に所定距離離間させて配置されている。
一方、記憶手段は、同一の欠陥検出対象位置に対応する第1のアレイ型磁気センサにおける漏洩磁束の検出レベル及び第2のアレイ型磁気センサにおける漏洩磁束の検出レベルと、薄鋼板の欠陥状態と、の対応関係を予め記憶する。
これらの結果、欠陥状態判別手段は、記憶手段を参照して、同一の欠陥検出対象位置に対応する第1のアレイ型磁気センサにおける漏洩磁束の検出レベル及び第2のアレイ型磁気センサにおける漏洩磁束の検出レベルに基づいて薄鋼板の欠陥状態を判別する。
In order to achieve the above object, the steel sheet defect inspection apparatus according to the embodiment magnetizes a thin steel sheet in the traveling direction, and arranges a plurality of leakage magnetic fluxes generated by defective portions of the thin steel sheet in a direction intersecting the traveling direction. This is a steel sheet defect inspection apparatus that detects an array type magnetic sensor having a plurality of magnetic detection elements and determines the type of defect in the thin steel sheet.
The first array type magnetic sensor is disposed at a predetermined distance apart on the front side of the thin steel plate, and the second array type magnetic sensor is disposed at a predetermined distance apart on the back side of the thin steel plate.
On the other hand, the storage means includes a detection level of leakage flux in the first array type magnetic sensor corresponding to the same defect detection target position, a detection level of leakage flux in the second array type magnetic sensor, and a defect state of the thin steel plate. Are stored in advance.
As a result, the defect state discriminating unit refers to the storage unit and detects the leakage magnetic flux detection level in the first array type magnetic sensor corresponding to the same defect detection target position and the leakage flux in the second array type magnetic sensor. The defect state of the thin steel sheet is determined based on the detection level.
次に実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、実施形態の鋼板欠陥検査装置の概要構成図である。
図1において、鋼板欠陥検査装置10は、薄鋼板11の表面側に設けられる表面磁気センサユニット12と、薄鋼板11の裏面側に設けられる裏面磁気センサユニット13と、表面磁気センサユニット12及び裏面磁気センサユニット13で検出された信号から欠陥の有無を判定する欠陥判定部14と、欠陥判定部14の出力に基づいて、欠陥の種類及び欠陥の程度(等級、レベル)を判定する欠陥状態判定部15と、を備えている。
Next, embodiments will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, a steel plate
上記構成において、表面磁気センサユニット12及び裏面磁気センサユニット13とは、薄鋼板11の搬送方向(走行方向)で、所定の距離おいて設けられる非磁性ローラ21の面上で、夫々薄鋼板11の上下動が無い(あるいは測定上無視出来る)位置(場所)に設置される。
In the above configuration, the front magnetic sensor unit 12 and the back magnetic sensor unit 13 are respectively the
図2は、磁気センサユニットの概要構成図である。
ここで、表面磁気センサユニット12および裏面磁気センサユニット13は、同一構成であるので、図2においては、表面磁気センサユニット12を例として説明する。
薄鋼板11は、非磁性ローラ21に巻きつけられて矢印方向に搬送されて走行しており、この状態において表面磁気センサユニット12は、薄鋼板11を磁化するための磁化コイルMCが巻かれたC型の磁化ヨーク12cと、このC型の磁化ヨーク12cの両端面部の中央部に設けられるアレイ型磁気センサ12a及びアレイ型磁気センサ12bと、を備えている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the magnetic sensor unit.
Here, since the front magnetic sensor unit 12 and the back magnetic sensor unit 13 have the same configuration, the front magnetic sensor unit 12 will be described as an example in FIG.
The
同様に、裏面磁気センサユニット13は、大口径の非磁性ロール11aに巻きつけられ矢印方向に走行する薄鋼板11を磁化するための磁化コイルMCが巻かれたC型の磁化ヨーク13cと、このC型の磁化ヨーク13cの両端面部の中央部に設けられるアレイ型磁気センサ13a及びアレイ型磁気センサ13bとを備えている。
Similarly, the back surface magnetic sensor unit 13 includes a C-
このC型の磁化ヨーク12Cの両端面部は、薄鋼板11が所定の磁束密度以上で磁化される様に、薄鋼板11の走行方向に所定の距離で、また薄鋼板11の表面と所定の距離で近接して配置される。
Both end portions of the C-shaped magnetizing yoke 12C are spaced a predetermined distance in the traveling direction of the
そして、磁化コイルに所定の直流電流を流すと、磁化ヨーク12Cにより薄鋼板11が磁化され、当該鋼板11の内部に介在物や表面疵があると、この部分に漏洩磁束が発生する。この漏洩磁束を磁気検出素子MSからなる表面磁気センサユニット12と裏面磁気センサユニット13とで検出して、欠陥の有無を判定する。
When a predetermined direct current is passed through the magnetizing coil, the
次に、この表面磁気センサユニット12と裏面磁気センサユニット13の設定及び設置について説明する。
図3は、表面磁気センサユニット及び裏面磁気センサユニットの設定及び設置状態の説明図である。
図3(a)は、表面磁気センサユニット12の外観斜視図であり、夫々のアレイ型磁気センサ12a及びアレイ型磁気センサ12bは、同じ磁気検出素子MSが複数、薄鋼板11の搬送方向とは交差(図3では、直交)する方向である幅方向に並べて形成される。
Next, setting and installation of the front surface magnetic sensor unit 12 and the back surface magnetic sensor unit 13 will be described.
FIG. 3 is an explanatory diagram of setting and installation states of the front surface magnetic sensor unit and the back surface magnetic sensor unit.
FIG. 3A is an external perspective view of the surface magnetic sensor unit 12. Each of the array type
ここで、アレイ型磁気センサ12aは、図3(b)に示すように薄鋼板11の表面から距離ΔL1だけ離間されて配置されている。
同様にアレイ型磁気センサ12bは、図3(b)に示すように薄鋼板11の表面から距離ΔL2(>ΔL1)だけ離間されて配置されている。
Here, as shown in FIG. 3B, the array type
Similarly, the array type
また、裏面磁気センサユニット13は、アレイ型磁気センサ13a及びアレイ型磁気センサ13bを備えている。そして、図2(b)に示すようにアレイ型磁気センサ13aは、薄鋼板11の裏面から距離ΔL1だけ離間されて配置され、アレイ型磁気センサ13bは、薄鋼板11の裏面から距離ΔL2(>ΔL1)だけ離間されて配置されている。
The back surface magnetic sensor unit 13 includes an array type
また、表面磁気センサユニット12と裏面磁気センサユニット13とは、磁化ヨーク12C及び磁化ヨーク13cが水平に設置されている。また、表面磁気センサユニット12と裏面磁気センサユニット13とは、薄鋼板11の長さにして距離Lだけ離間して配置される。
Further, the front surface magnetic sensor unit 12 and the back surface magnetic sensor unit 13 have a magnetization yoke 12C and a
また、アレイ型磁気センサ12a乃至アレイ型磁気センサ13bは、幅方向で夫々の磁気検出素子MSの検出位置が合う様に予め揃えて配置される。
The array type
そして、薄鋼板11の表面からの距離ΔL1及び距離ΔL2とは、磁気検出素子MSで検出する、薄鋼板11に発生する表面及び内部欠陥に対して、予めサンプル試験を行なって、厚さ方向で異なる位置発生する欠陥に対して検出感度が異なるように設定する。
The distance ΔL1 and the distance ΔL2 from the surface of the
即ち、薄鋼板11の欠陥は、欠陥の大小や、薄鋼板11の表面及び表層と薄鋼板11の内部中央部に発生する欠陥とでは、漏洩した磁束MFの空間分布が異なるので、漏洩磁束の大小を薄鋼板11からの異なる距離に磁気検出素子MSを置いて判別するようにする。
That is, the defect of the
したがって、この距離ΔL1及びΔL2の設定は、検出対象とする薄鋼板11と同材質、かつ、同厚さの薄鋼板の欠陥サンプルを増やして、予めサンプル試験で統計的に慎重に定められている。
Therefore, the setting of the distances ΔL1 and ΔL2 is statistically carefully determined in advance in a sample test by increasing the number of defect samples of the thin steel plate having the same material and thickness as the
次に、このように設定された表面磁気センサユニット12及び裏面磁気センサユニット13からの検出信号から、欠陥の種類及び欠陥の状態を判定する信号処理回路について説明する。 Next, a signal processing circuit for determining the type of defect and the state of the defect from the detection signals from the front surface magnetic sensor unit 12 and the back surface magnetic sensor unit 13 set as described above will be described.
図4は、の種類及び欠陥の状態を判定する信号処理回路の概要構成説明図である。
アレイ型磁気センサ12a、12b、13a、13bは、それぞれn個の磁気検出素子MSを備えており、n個の磁気検出素子MSの夫々の出力は欠陥判定部14で、予め設定される検出レベル(判定レベル)と比較され、欠陥の有無が判定される。
FIG. 4 is a schematic configuration explanatory diagram of a signal processing circuit for determining the type and the state of a defect.
Each of the array-type
ところで、欠陥判定部14で欠陥ありと検出された信号は、図2(b)に示したように、アレイ型磁気センサ12aとアレイ型磁気センサ12bとで、薄鋼板11の搬送方向で距離ΔLだけ検出位置がずれているため、同一の欠陥に対してアレイ型磁気センサ12aとアレイ型磁気センサ12bとで、欠陥検出の出力タイミングがずれることとなる。
同様に、アレイ型磁気センサ13aとアレイ型磁気センサ13bとで、薄鋼板11の搬送方向で距離ΔLだけ検出位置がずれているため、同一の欠陥であってもアレイ型磁気センサ13aとアレイ型磁気センサ13bとで、欠陥検出の出力タイミングがずれることとなる。
さらに、表面磁気センサユニット12と裏面磁気センサユニット13とは距離Lだけ検出位置がずれて配置されているため、同一の欠陥であっても表面磁気センサユニット12と裏面磁気センサユニット13とで、欠陥検出の出力タイミングがずれることとなる。
By the way, as shown in FIG. 2B, the signal detected by the defect determination unit 14 as having a defect is a distance ΔL in the conveying direction of the
Similarly, since the detection positions of the array type
Furthermore, since the detection positions of the front magnetic sensor unit 12 and the rear magnetic sensor unit 13 are shifted by a distance L, the front magnetic sensor unit 12 and the rear magnetic sensor unit 13 have the same defect. The output timing of defect detection will be shifted.
そこで、本実施形態では、速度検出器17により搬送速度(Δd)を検出し、この搬送速度で、欠陥判定部14で検出した欠陥信号の出力タイミングを補正している。
具体的には、遅延回路部16a〜16cで、後述の遅延時間n2a、n2b、n3aに相当する時間、欠陥検出信号の出力を遅延させる。
この結果、アレイ型磁気センサ13bの検出信号出力タイミングにおいて、同一の検査位置(あるいは同一の欠陥位置)に相当する全てのアレイ型磁気センサ12a、12b、13a、13bの検出信号が出力されるように欠陥信号の出力タイミングが補正されるのである。
Therefore, in the present embodiment, the conveyance speed (Δd) is detected by the speed detector 17, and the output timing of the defect signal detected by the defect determination unit 14 is corrected at this conveyance speed.
Specifically, the delay circuit units 16a to 16c delay the output of the defect detection signal for a time corresponding to later-described delay times n2a, n2b, and n3a.
As a result, at the detection signal output timing of the array type
夫々の単位距離の補正の数は、遅延回路部16aでは、
アレイ型磁気センサ12aでの遅延時間:n12a=(L+ΔL)/Δd、
遅延回路部16bでは、
アレイ型磁気センサ12bでの遅延時間:n12b=(L+ΔL)、
遅延回路部16cでは、
アレイ型磁気センサ13aでの遅延時間:n13a=ΔL/Δd
となる。
The number of corrections for each unit distance is as follows in the delay circuit unit 16a.
Delay time in the array type
In the
Delay time in the array type
In the delay circuit unit 16c,
Delay time in array type
It becomes.
遅延回路部16a(16b、16c)及びアレイ型磁気センサ13bの出力は、欠陥状態判定部15への入力タイミングが補正され、同一の欠陥検出対象位置に対応する出力が同時に欠陥状態判定部15へ入力される。そして、欠陥状態判定部15の記憶部15aに記憶される。そして記憶部15aに記憶された欠陥検出信号(欠陥検出データ)は、薄鋼板11の表面側及び裏面側に異なる距離で設置された磁気検出素子MSからの検出パターンを、予め記憶部15aに記憶された欠陥状態判定プログラム(制御プログラム;アルゴリズム)を読み出し、演算部15bで欠陥状態判定アルゴリズムに基づく演算を行なって欠陥の状態(種類及び程度)が判定される。
As for the outputs of the delay circuit unit 16a (16b, 16c) and the array type
続いて、表面欠陥の判定用データベースの構築について説明する。
本実施形態において、表面欠陥については、欠陥の程度を判別するために予め表面欠陥データの判定用データベースを構築している。
表面欠陥の程度を判別するために、本実施形態においては、薄鋼板11の表面あるいは裏面により近いアレイ型磁気センサ12a及びアレイ型磁気センサ13aの出力した欠陥検出信号を用いている。
Subsequently, the construction of a database for determining surface defects will be described.
In the present embodiment, for surface defects, a database for determining surface defect data is constructed in advance in order to determine the degree of defects.
In this embodiment, the defect detection signals output from the array type
図5は、人工欠陥サンプル及び判定用データベースの一例の説明図である。
判定用データベースDBの作成にあたっては、薄鋼板11の鋼種、欠陥の深さ(貫通孔の場合、最大となり薄鋼板11の厚さと等しくなる)、欠陥のサイズ(直径)を異ならせた複数の人工欠陥サンプルを作成する。
図5の例の場合、鋼種(A、B、…)毎に、欠陥の深さについては、a1mm、a2mm、a3mm、貫通孔の4種類のサンプルを作成している。
また、欠陥のサイズ(直径)については、φb1mm、φb2mm、φb3mmの3種類のサンプルを作成している。
これらにより、4(種類)×3(種類)の12種類の人工欠陥サンプルを作成し、実際にアレイ型磁気センサ12a及びアレイ型磁気センサ13aにより測定して、アレイ型磁気センサ12a、13aから出力される欠陥検出信号の出力電圧値(V)を判定用データベースDBとして記憶部15aに格納することとなる。
具体的には、判定用データベースには、例えば、鋼種Aについて、欠陥の深さ=a2mm、欠陥のサイズ(直径)=φb2mmの場合には、欠陥検出信号の出力電圧値=c6Vが格納され、欠陥の深さ=a3mm、欠陥のサイズ(直径)=φb2mmの場合には、欠陥検出信号の出力電圧値=c7Vが格納され、欠陥の深さ=a2mm、欠陥のサイズ(直径)=φb3mmの場合には、欠陥検出信号の出力電圧値=c10Vが格納されている。
上述の具体例の場合、アレイ型磁気センサ12aから出力される欠陥検出信号の電圧値cxが、
c6≦cx<c7
となった場合には、欠陥のサイズは、b2mm、欠陥の深さがa2mm以上a3mm未満であると推定されることとなる。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of the artificial defect sample and the determination database.
In creating the determination database DB, a plurality of artificial steels with different steel types, defect depths (maximum and equal to the thickness of the
In the case of the example of FIG. 5, for each steel type (A, B,...), Four types of samples of a1 mm, a2 mm, a3 mm, and through-holes are created for the depth of defects.
As for the size (diameter) of the defect, three types of samples of φb1 mm, φb2 mm, and φb3 mm are prepared.
As a result, 12 types of artificial defect samples of 4 (types) × 3 (types) are created, measured by the array type
Specifically, for example, when the depth of defect = a2 mm and the size (diameter) of defect = φb2 mm for the steel type A, the output voltage value of the defect detection signal = c6V is stored in the determination database. When the depth of the defect = a3 mm and the size (diameter) of the defect = φb2 mm, the output voltage value of the defect detection signal = c7V is stored, and when the depth of the defect = a2 mm and the size of the defect (diameter) = φb3 mm Stores the output voltage value of the defect detection signal = c10V.
In the case of the above specific example, the voltage value cx of the defect detection signal output from the array type
c6 ≦ cx <c7
In this case, it is estimated that the defect size is b2 mm and the defect depth is a2 mm or more and less than a3 mm.
次に欠陥の種類の判別について説明する。
本実施形態において判別可能な欠陥の種類は、アレイ型磁気センサ12a、12b、13a、13bが出力した欠陥検出信号の信号レベルの組み合わせに応じて定められる。
より詳細には、同一の検出位置に対応するアレイ型磁気センサ12aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号をA、アレイ型磁気センサ12bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号をB、アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号をC、アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号をDとし、各欠陥検出信号A〜Dの出力信号レベルを、大(図中、◎で示す)、小(図中、○で示す)、出力無し(図中、×で示す)に識別するものとすると、これら4つの欠陥検出信号A〜Dの出力信号レベルの組み合わせに応じて、欠陥の種類を判別している。
Next, determination of the type of defect will be described.
The types of defects that can be discriminated in the present embodiment are determined according to combinations of signal levels of defect detection signals output by the array type
More specifically, the defect detection signal output by the magnetic sensor constituting the array type
ここで、欠陥検出信号A〜Dの出力信号レベル=大は、漏れ磁束の検出量が多いことに相当し、欠陥検出信号A〜Dの出力信号レベル=小は、漏れ磁束の検出量が少ないことに相当し、欠陥検出信号A〜Dの出力信号レベル=出力無しは、漏れ磁束が検出されていない(あるいは、検出されていないと見なされる量以下)であることを示している。 Here, a large output signal level of the defect detection signals A to D corresponds to a large amount of leakage magnetic flux detected, and a small output signal level of the defect detection signals A to D represents a small amount of leakage magnetic flux detected. Correspondingly, the output signal level of the defect detection signals A to D = no output indicates that the leakage magnetic flux is not detected (or less than the amount considered not to be detected).
図6は、モデル化された欠陥状態の説明図である。
図7は、アレイ型磁気センサの出力と欠陥状態の対応関係説明図である。
ここで、図6に示すモデル化された欠陥を用いて、識別テーブルに基づいて検出する場合について説明する。
図6(a1)及び図7に示すように、比較的大きな表面欠陥が薄鋼板11の表面側に形成されている場合には、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Aの出力信号レベルは大(◎)となり、アレイ型磁気センサ12bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Bの出力信号レベルは大(◎)となり、アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Cの出力信号レベルは小(○)となり、アレイ型磁気センサ13bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Dの出力信号レベルは出力無し(×)となる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the modeled defect state.
FIG. 7 is a diagram for explaining the correspondence between the output of the array type magnetic sensor and the defect state.
Here, the case where it detects based on an identification table using the modeled defect shown in FIG. 6 is demonstrated.
As shown in FIGS. 6 (a1) and 7, when a relatively large surface defect is formed on the surface side of the
また、図6(a2)及び図7に示すように、比較的大きな表面欠陥が薄鋼板11の裏面側に形成されている場合には、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Aの出力信号レベルは出力無し(×)となり、アレイ型磁気センサ12bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Bの出力信号レベルは小(○)となり、アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Cの出力信号レベルは大(◎)となり、アレイ型磁気センサ13bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Dの出力信号レベルは大(◎)となる。
In addition, as shown in FIGS. 6A2 and 7, when a relatively large surface defect is formed on the back surface side of the
また図6(b1)及び図7に示すように、比較的小さな表面欠陥が薄鋼板11の表面側に形成されている場合には、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Aの出力信号レベルは大(◎)となり、アレイ型磁気センサ12bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Bの出力信号レベルは小(○)となり、アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Cの出力信号レベルは出力無し(×)となり、アレイ型磁気センサ13bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Dの出力信号レベルは出力無し(×)となる。
In addition, as shown in FIGS. 6B1 and 7, when a relatively small surface defect is formed on the surface side of the
また、図6(b2)及び図7に示すように、比較的小さな表面欠陥が薄鋼板11の裏面側に形成されている場合には、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Aの出力信号レベルは出力無し(×)となり、アレイ型磁気センサ12bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Bの出力信号レベルは出力無し(×)となり、アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Cの出力信号レベルは大(◎)となり、アレイ型磁気センサ13bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Dの出力信号レベルは小(○)となる。
Further, as shown in FIGS. 6 (b2) and 7, when a relatively small surface defect is formed on the back side of the
また図6(c1)及び図7に示すように、比較的大きな内部欠陥が薄鋼板11に形成されている場合には、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Aの出力信号レベルは大(◎)となり、アレイ型磁気センサ12bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Bの出力信号レベルは小(○)となり、アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Cの出力信号レベルは大(◎)となり、アレイ型磁気センサ13bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Dの出力信号レベルは小(○)となる。
6 (c1) and FIG. 7, when a relatively large internal defect is formed in the
また、図6(c2)及び図7に示すように、比較的小さな内部欠陥が薄鋼板11に形成されている場合には、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Aの出力信号レベルは小(○)となり、アレイ型磁気センサ12bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Bの出力信号レベルは出力無し(×)となり、アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Cの出力信号レベルは小(○)となり、アレイ型磁気センサ13bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Dの出力信号レベルは出力無し(×)となる。
Further, as shown in FIGS. 6 (c2) and 7, when a relatively small internal defect is formed on the
また、図6(d)及び図7に示すように、薄鋼板11に貫通孔が形成されている場合には、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Aの出力信号レベルは大(◎)となり、アレイ型磁気センサ12bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Bの出力信号レベルは大(◎)となり、アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Cの出力信号レベルは大(◎)となり、アレイ型磁気センサ13bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Dの出力信号レベルは大(◎)となる。
さらに図7に示すように、いずれの欠陥も検出されていない場合には、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Aの出力信号レベルは出力無し(×)となり、アレイ型磁気センサ12bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Bの出力信号レベルは出力無し(×)となり、アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Cの出力信号レベルは出力無し(×)となり、アレイ型磁気センサ13bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Dの出力信号レベルは出力無し(×)となる。
Further, as shown in FIGS. 6D and 7, when the through hole is formed in the
Further, as shown in FIG. 7, when any defect is not detected, the output signal level of the defect detection signal A output from the magnetic sensor constituting the array type
次に実施形態の動作を説明する。
図8は、実施形態の動作フローチャートである。
図9は、実施形態の判別処理の説明図である。
まず、検出対象の鋼種を特定するための鋼種情報を更新する(ステップS11)。
次にアレイ型磁気センサ12a、12b、13a、13bのそれぞれを検出する磁気センサの出力した欠陥検出信号A〜Dを検出する(ステップS12)。
Next, the operation of the embodiment will be described.
FIG. 8 is an operation flowchart of the embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the determination processing of the embodiment.
First, the steel type information for specifying the steel type to be detected is updated (step S11).
Next, defect detection signals A to D output from the magnetic sensors for detecting each of the array type
続いて欠陥検出信号A〜Dの出力信号レベルのいずれかが大(◎)あるいは小(○)となっているか否か、すなわち、薄鋼板11の欠陥の有無を判別する(ステップS13)。
ステップS13の判別において、全ての欠陥検出信号A〜Dが出力無し(×)となっている場合、すなわち、薄鋼板11に欠陥がないと判別された場合には(ステップS13;No)、処理をステップS17に移行する。
ステップS13の判別において、欠陥検出信号A〜Dの出力信号レベルのいずれかが大(◎)あるいは小(○)となっている場合、すなわち、薄鋼板11の欠陥があると検出された場合には(ステップS13;Yes)、欠陥の種類を判定し、検出されている欠陥の種類が、内部欠陥であるか否かを判別する(ステップS14)。
Subsequently, it is determined whether or not any of the output signal levels of the defect detection signals A to D is large (◎) or small (◯), that is, whether or not there is a defect in the thin steel plate 11 (step S13).
In the determination of step S13, when all the defect detection signals A to D are not output (x), that is, when it is determined that there is no defect in the thin steel plate 11 (step S13; No), processing is performed. To step S17.
In the determination of step S13, when any of the output signal levels of the defect detection signals A to D is large (() or small (◯), that is, when it is detected that the
具体的には、図##にしたがって、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Aの出力信号レベル→アレイ型磁気センサ12bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Bの出力信号レベル→アレイ型磁気センサ13aを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Cの出力信号レベル→アレイ型磁気センサ13bを構成する磁気センサの出力した欠陥検出信号Dの出力信号レベルの順番で判定し、それらの組み合わせから、内部欠陥であるか否かを判別する。
Specifically, according to FIG. ##, the output signal level of the defect detection signal A output from the magnetic sensor constituting the array type
ステップS14の判別において、検出された欠陥が内部欠陥である場合には(ステップS14;Yes)、より厳密な内部欠陥のサイズを特定することは出来ないため、処理をステップS17に移行する。
ステップS14の判別において、検出された欠陥が表面欠陥である場合には(ステップS;No)、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気検出素子MSの出力した欠陥検出信号Aの出力レベル及びアレイ型磁気センサ13aを構成する磁気検出素子MSの出力した欠陥検出信号Cに基づいて、検出した欠陥の状態(特徴量)を検出する(ステップS15)。
If it is determined in step S14 that the detected defect is an internal defect (step S14; Yes), the stricter size of the internal defect cannot be specified, and the process proceeds to step S17.
If it is determined in step S14 that the detected defect is a surface defect (step S; No), the output level of the defect detection signal A output from the magnetic detection element MS constituting the array type
すなわち、図5に示した欠陥検出用データベースの内容に基づいて、欠陥の深さ及び欠陥サイズを特定する。
具体的には、アレイ型磁気センサ12aを構成する磁気検出素子MSの出力した欠陥検出信号Aの出力レベル(出力電圧)=c7(V)である場合には、薄鋼板11の裏面側に欠陥が生じており、その欠陥の深さ=a3mm、欠陥サイズ=b2mmであると特定される。
That is, the depth of the defect and the defect size are specified based on the contents of the defect detection database shown in FIG.
Specifically, when the output level (output voltage) of the defect detection signal A output from the magnetic detection element MS constituting the array type
これにより、欠陥状態判定部15は、当該検出した欠陥の深さ及び欠陥のサイズを当該欠陥を検出した位置情報とともにデータ保存し、外部にデータを出力する(ステップS16)。
続いて、欠陥判定部14は、薄鋼板11の終端に至り、鋼板が存在しない状態になったか否か、すなわち、板無し状態に至ったか否かの判定を行う(ステップS17)。
Thereby, the defect
Subsequently, the defect determination unit 14 determines whether or not the end of the
ステップS17の判別において、いまだ薄鋼板11の終端に至っていない場合には(ステップS17;No)、欠陥検出を継続するため、処理を再びステップS12に移行する。
ステップS17の判別において、薄鋼板11の終端に至った場合には(ステップS;Yes)、オペレータの指示等により測定(薄鋼板11の欠陥検出処理)を継続するか否かを判別する(ステップS)。
If it is determined in step S17 that the end of the
If it is determined in step S17 that the end of the
ステップS18の判別において、測定、すなわち、薄鋼板11の欠陥検出処理を継続する場合には(ステップS18;Yes)、アレイ型磁気センサ12a、12b、13a、13bの自動較正を行って(ステップS19)、次回の欠陥検出まで待機状態となる。
ステップS18の判別において、測定、すなわち、薄鋼板11の欠陥検出呂理を終了する場合には(ステップS18;No)、処理を終了する。
In the determination of step S18, when the measurement, that is, the defect detection process of the
In the determination in step S18, when the measurement, that is, the defect detection rule of the
以上の説明のように、本実施形態によれば、薄鋼板11の製造時などの搬送時に、搬送状態のまま、薄鋼板11の表面あるいは内部に欠陥が形成されてしまったことを検出するばかりでなく、欠陥が検出された場合には、形成位置、形成面(薄型鋼板の表面あるいは裏面)及び欠陥形成状態(本実施形態では、欠陥深さ及び欠陥径)を判別して、欠陥形成状態に関する情報(特徴量)を容易に取得して、それらの情報を保存及び出力することが出来る。
したがって、薄鋼板11の製造管理あるいは品質管理を自動的に行うことが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, at the time of transport such as when the
Therefore, it is possible to automatically perform production management or quality control of the
本実施形態の鋼板欠陥検査装置は、CPUなどの制御装置と、ROM(Read Only Memory)やRAMなどの記憶装置と、HDD、CDドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。 The steel sheet defect inspection apparatus of the present embodiment includes a control device such as a CPU, a storage device such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM, an external storage device such as an HDD and a CD drive device, and a display device such as a display device. It has an input device such as a keyboard and a mouse, and has a hardware configuration using a normal computer.
本実施形態の鋼板欠陥検査装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。 The control program executed by the steel sheet defect inspection apparatus of the present embodiment is an installable or executable file, such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, a DVD (Digital Versatile Disk), etc. The program is provided by being recorded on a computer-readable recording medium.
また、本実施形態の鋼板欠陥検査装置で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の〜装置で実行される〜プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また、本実施形態の鋼板欠陥検査装置の制御プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
Moreover, you may comprise so that the control program run with the steel plate defect inspection apparatus of this embodiment may be provided by storing on a computer connected to networks, such as the internet, and downloading via a network. In addition, the program executed in the apparatus of the present embodiment may be provided or distributed via a network such as the Internet.
Moreover, you may comprise so that the control program of the steel plate defect inspection apparatus of this embodiment may be previously incorporated in ROM etc. and provided.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 鋼板欠陥検査装置
11 薄鋼板
11a 非磁性ロール
12 表面磁気センサユニット
12C 磁化ヨーク
12a アレイ型磁気センサ
12b アレイ型磁気センサ
12c 磁化ヨーク
13 裏面磁気センサユニット
13a アレイ型磁気センサ
13b アレイ型磁気センサ
13c 磁化ヨーク
14 欠陥判定部
15 欠陥状態判定部(欠陥状態判別手段)
15a 記憶部(記憶手段)
15b 演算部
16a〜16c 遅延回路部
17 速度検出器
21 非磁性ローラ
A〜D 欠陥検出信号
DB 欠陥判定用データベース(記憶手段)
MC 磁化コイル
MF 磁束
MS 磁気検出素子
DESCRIPTION OF
15a Storage unit (storage means)
15b Arithmetic units 16a to 16c Delay circuit unit 17
MC Magnetization coil MF Magnetic flux MS Magnetic detection element
Claims (6)
前記薄鋼板の表面側に所定距離離間させて配置された第1のアレイ型磁気センサと、
前記薄鋼板の裏面側に前記所定距離離間させて配置された第2のアレイ型磁気センサと、
同一の欠陥検出対象位置に対応する前記第1のアレイ型磁気センサの検出レベル及び前記第2のアレイ型磁気センサの検出レベルと、前記薄鋼板の欠陥状態と、の対応関係を予め記憶する記憶手段と、
前記記憶手段を参照して、前記同一の欠陥検出対象位置に対応する前記第1のアレイ型磁気センサにおける漏洩磁束の検出レベル及び前記第2のアレイ型磁気センサにおける漏洩磁束の検出レベルに基づいて前記薄鋼板の欠陥状態を判別する欠陥状態判別手段と、
を備えた鋼板欠陥検査装置。 The thin steel plate is magnetized in the transport direction, and the leakage magnetic flux generated by the defective portion of the thin steel plate is detected by an array type magnetic sensor having a plurality of magnetic detection elements arranged in a direction intersecting the traveling direction, and the thin steel plate is detected. A steel sheet defect inspection apparatus for determining the type of defects in a steel sheet,
A first array type magnetic sensor disposed at a predetermined distance from the surface side of the thin steel plate;
A second array type magnetic sensor disposed on the back side of the thin steel plate and spaced apart by the predetermined distance;
Memory that stores in advance the correspondence between the detection level of the first array type magnetic sensor and the detection level of the second array type magnetic sensor corresponding to the same defect detection target position, and the defect state of the thin steel plate Means,
Referring to the storage means, based on the detection level of leakage magnetic flux in the first array type magnetic sensor and the detection level of leakage magnetic flux in the second array type magnetic sensor corresponding to the same defect detection target position. Defect state determination means for determining the defect state of the thin steel sheet;
Steel sheet defect inspection device equipped with.
請求項1記載の鋼板欠陥検査装置。 The storage means stores a defect depth and a defect size as the defect state.
The steel plate defect inspection apparatus according to claim 1.
請求項1又は請求項2記載の鋼板欠陥検査装置。 The defect state determination means determines a state of a surface defect including a through hole,
The steel plate defect inspection apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の鋼板欠陥検査装置。 The storage means has a correspondence relationship between the detection level of the first array type magnetic sensor and the detection level of the second array type magnetic sensor and at least three detection levels and a defect state of the thin steel sheet. Pre-stored,
The steel plate defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記同一の欠陥検出対象位置に対応する前記第1のアレイ型磁気センサにおける漏洩磁束の検出レベル及び前記第2のアレイ型磁気センサにおける漏洩磁束の検出レベルを取得するレベル取得過程と、
同一の欠陥検出対象位置に対応する前記第1のアレイ型磁気センサの検出レベル及び前記第2のアレイ型磁気センサの検出レベルと、前記薄鋼板の欠陥状態と、の対応関係に基づいて、前記薄鋼板の欠陥状態を判別する欠陥状態判別過程と、
を備えたことを特徴とする鋼板欠陥検査方法。 A first array-type magnetic sensor that magnetizes the thin steel sheet in the conveying direction, and that has a leakage magnetic flux generated by a defective portion of the thin steel sheet, spaced apart from the surface of the thin steel sheet by a predetermined distance, and the back surface of the thin steel sheet A steel plate defect inspection method that is executed by a steel sheet defect inspection apparatus that detects a defect type of the thin steel sheet by detecting with a second array type magnetic sensor arranged at a predetermined distance on the side,
A level acquisition process for acquiring a leakage flux detection level in the first array type magnetic sensor and a leakage flux detection level in the second array type magnetic sensor corresponding to the same defect detection target position;
Based on the correspondence relationship between the detection level of the first array type magnetic sensor and the detection level of the second array type magnetic sensor corresponding to the same defect detection target position, and the defect state of the thin steel sheet, A defect state determination process for determining a defect state of a thin steel sheet;
A method for inspecting a defect in a steel sheet, comprising:
前記コンピュータを、
前記同一の欠陥検出対象位置に対応する前記第1のアレイ型磁気センサにおける漏洩磁束の検出レベル及び前記第2のアレイ型磁気センサにおける漏洩磁束の検出レベルを取得するレベル取得手段と、
同一の欠陥検出対象位置に対応する前記第1のアレイ型磁気センサの検出レベル及び前記第2のアレイ型磁気センサの検出レベルと、前記薄鋼板の欠陥状態と、の対応関係に基づいて、前記薄鋼板の欠陥状態を判別する欠陥状態判別手段と、
して機能させる制御プログラム。 A first array-type magnetic sensor that magnetizes the thin steel sheet in the conveying direction, and that has a leakage magnetic flux generated by a defective portion of the thin steel sheet, spaced apart from the surface of the thin steel sheet by a predetermined distance, and the back surface of the thin steel sheet A control program for controlling by a computer a steel plate defect inspection apparatus that is detected by the second array type magnetic sensor arranged at a predetermined distance on the side and that determines the type of defect in the thin steel plate ,
The computer,
Level acquisition means for acquiring a leakage flux detection level in the first array type magnetic sensor and a leakage flux detection level in the second array type magnetic sensor corresponding to the same defect detection target position;
Based on the correspondence relationship between the detection level of the first array type magnetic sensor and the detection level of the second array type magnetic sensor corresponding to the same defect detection target position, and the defect state of the thin steel sheet, A defect state determining means for determining a defect state of the thin steel sheet;
Control program to function.
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JP2012013423A JP2013152158A (en) | 2012-01-25 | 2012-01-25 | Steel sheet defect inspection device, steel sheet defect inspection method, and control program |
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---|---|---|---|---|
JP2016170059A (en) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 三井造船株式会社 | Linear member diagnostic system and diagnostic method |
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- 2012-01-25 JP JP2012013423A patent/JP2013152158A/en active Pending
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