JP2017003269A - 金属帯穴検査装置の点検装置および点検方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属帯の連続製造ラインや連続処理ラインに設置された金属帯穴検査装置の受光部（カメラ）の良・不良を確実かつ安価に点検することができる金属帯穴検査装置の点検装置および点検方法を提供する。
【解決手段】点検装置２０は、金属帯穴検査装置１０の受光ボックス１５内に設置された小型の点検用シャッター２３と、カメラ１２の光軸１３上でカメラ１２と小型の点検用シャッター２３の間に設置され、カメラ１２の光軸１３に対して所定角度θ１だけ傾斜している透過ガラス２１と、カメラ１２の光軸１３とは異なる方向から透過ガラス２１に向かって光を照射可能な点検用小型照明２２と、制御ユニット（図示せず）とを備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、金属帯の連続製造ラインや連続処理ラインに設置された金属帯穴検査装置を点検するための点検装置および点検方法に関するものである。

金属帯の連続製造ラインや連続処理ラインには、通過する金属帯に穴（穴欠陥）が無いことを検査するための金属帯穴検査装置が設置されている。

その金属帯穴検査装置の代表例を図１〜図３に示す。図１は側面図であり、図２は正面図である。また、図３は図１の部分拡大図である。

図１〜図３に示すように、この金属帯穴検査装置１０は、光学式の金属帯穴検査装置であり、検査対象となる金属帯１の下方に発光部（照明）１１、金属帯１の上方に受光部（カメラ）１２を備えている。カメラ１２は、その光軸１３が検査面（金属帯１表面）に直交するようになっており、検査対象となる金属帯１の最大幅に合わせて金属帯１の幅方向に複数台（ここでは、８台）配置されている。図３に示すように、それらのカメラ１２は受光ボックス１５に収納されており、受光ボックス１５は粉塵対策から密閉されていて、カメラ１２の視野１４を確保するために、下端に検査面（金属帯１表面）に対して平行に取付けられた透過ガラス１６を備えている。

そして、図２に示すように、金属帯穴検査装置１０は、金属帯１に穴（穴欠陥）９があった場合は、照明１１から発せられて穴９を通過した光をカメラ１２で受光することによって、金属帯１に穴９があることを検出する。そして、外部装置へ信号を出力して、金属帯１の異常（穴９検出）をオペレータにアナウンスする。

しかし、金属帯穴検査装置１０のカメラ１２が異常（不良）の場合は、当然、金属帯１の穴９を検出することができず、金属帯１の異常（穴９検出）をアナウンスすることもできない。

通常、金属帯１の穴９の発生頻度は低いため、穴９検出のアナウンスが長期間なくても、実際に穴９が発生していないのか、それともカメラ１２等の装置の異常なのかは判断できない。また、定期的に装置の点検を実施したとしても、カメラ１２等の装置の異常を発見したときには、その間に金属帯１の穴９を見逃して放置することになる。

上記の問題の改善を図るため、特許文献１、２には、金属帯穴検査装置をオンラインで点検する技術が提案されている。

まず、特許文献１では、先行コイル（先行金属帯）と後行コイル（後行金属帯）との溶接点に設けたコイル溶接点認識用パンチ穴を、金属帯穴検査装置と溶接点検出装置の二つの装置で検出し、その二つの装置で検出した結果を比較して、装置の健全性を確認している。

また、特許文献２では、幅方向に複数のカメラを配置した金属帯穴検査装置において、穴欠陥を模擬したスポット光を金属帯に照射して、金属帯表面で反射させたスポット光、または、金属帯を挟んで受光部と反対側に配置したスポット光を穴欠陥として検出できるか否かによって、装置の健全性を確認している。

特開２０１３−１１５６１号公報 特開２０１０−１８５６７９号公報

しかしながら、上記特許文献１、２に記載の技術には、それぞれ下記のような問題がある。

まず、特許文献１に記載の技術の場合、金属帯は幅が広いので、金属帯穴検査装置は幅方向に複数台のカメラを配置した構成とすることが必要になるが（例えば、図２ではカメラを８台配置）、通常、コイル溶接点認識用パンチ穴は幅中央部にあるため、前記パンチ穴を検出するのは幅中央部のカメラ１台のみであり、カメラの良・不良を点検できるのは、その幅中央部のカメラに限定され、幅方向に設置された他のカメラの良・不良を点検することができない。

一方、特許文献２に記載の技術の場合、特許文献１と異なり、幅方向に配置された全てのカメラを対象に点検することが可能な技術であるが、金属帯穴検査装置とは別に、金属帯を挟んで、あるいは金属帯に反射させてスポット光を金属帯に照射する大掛かりな点検装置が必要でコスト高となる。また、金属帯穴検査装置と点検装置が離れているため、検査ラインの塵等による汚れの影響もあり、問題である。さらに、点検装置のスポット光を金属帯に反射させる場合、金属帯のうねり等の形状や表面粗さによって必ずしもスポット光を点検装置で受光できない問題もある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、金属帯の連続製造ラインや連続処理ラインに設置された金属帯穴検査装置の受光部（カメラ）の良・不良を確実かつ安価に点検することができる金属帯穴検査装置の点検装置および点検方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］金属帯の穴を光学式で検査するために発光部としての照明と受光部としてのカメラを備えた金属帯穴検査装置について、前記カメラの良・不良を点検するための点検装置であって、
前記金属帯穴検査装置内に設置された小型の点検用シャッターと、
前記カメラの光軸上で前記カメラと前記小型の点検用シャッターの間に設置され、前記カメラの光軸に対して傾斜している透過ガラスと、
前記カメラの光軸とは異なる方向から前記透過ガラスに向かって光を照射可能な点検用小型照明と、
前記カメラを点検する際に、前記小型の点検用シャッターを閉じて前記カメラの視野を遮るとともに、前記点検用小型照明から前記透過ガラスに向かって光を照射し、前記透過ガラスで反射した光を前記カメラが受光感知した場合は、前記カメラは良好であることをオペレータに知らせ、前記透過ガラスで反射した光を前記カメラが受光感知しなかった場合は、前記カメラは不良であることをオペレータに知らせる制御ユニットと
を有することを特徴とする金属帯穴検査装置の点検装置。

［２］金属帯の穴を光学式で検査するために発光部としての照明と受光部としてのカメラを備えた金属帯穴検査装置について、前記カメラの良・不良を点検するための点検方法であって、
前記金属帯穴検査装置内に小型の点検用シャッターを設置しておき、
前記カメラの光軸上であって、前記カメラと前記小型の点検用シャッターの間に透過ガラスを設置して、その透過ガラス面を前記カメラの光軸と傾斜させておくとともに、
前記カメラの光軸とは異なる方向から前記透過ガラスに向かって光を照射可能な点検用小型照明を設置しておき、
前記カメラを点検する際には、前記小型の点検用シャッターを閉じて前記カメラの視野を遮るとともに、前記点検用小型照明から前記透過ガラスに向かって光を照射し、前記透過ガラスで反射した光を前記カメラが受光感知した場合は、前記カメラは良好であることをオペレータに知らせ、前記透過ガラスで反射した光を前記カメラが受光感知しなかった場合は、前記カメラは不良であることをオペレータに知らせる
ことを特徴とする金属帯穴検査装置の点検方法。

本発明においては、金属帯の連続製造ラインや連続処理ラインに設置された金属帯穴検査装置の受光部（カメラ）の良・不良を確実かつ安価に点検することができる。

すなわち、本発明により、下記の効果が期待できる。

（ａ）本発明は、金属帯穴検査装置に安価に小型で省スペースの点検機能を導入可能である。本発明の点検装置は、金属帯穴検査装置の一部として構成できるので、現地据付け前（納入前）に製作できる。また、現地据付前にテストが可能である。

（ｂ）本発明は、金属帯の幅に影響されずに、幅方向に配置した複数のカメラ全ての点検が、操業中に容易に実施可能である。

（ｃ）これにより、金属帯穴検査装置が長期間にわたり異常放置という事態を回避できる。

（ｄ）また、製造する金属帯の品質の安定化に寄与できて、製品出荷先の顧客からのクレームを回避できる。

金属帯穴検査装置を示す側面図である。 金属帯穴検査装置を示す正面図である。 図１の部分拡大図である。 本発明の一実施形態を示す図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、本発明の一実施形態において対象とする金属帯穴検査装置は、前述の図１〜図３に示した金属帯穴検査装置１０である。

この金属帯穴検査装置１０は、光学式の金属帯穴検査装置であり、図１に側面図、図２に正面図、図３に図１の部分拡大図を示した。図１、図２に示すように、検査対象となる金属帯１の下方に発光部（照明）１１、金属帯１の上方に受光部（カメラ）１２を備えている。カメラ１２は、その光軸１３が検査面（金属帯１表面）に直交するようになっており、検査対象となる金属帯１の最大幅に合わせて金属帯１の幅方向に複数台（ここでは、８台）配置されている。また、図３に示すように、それらのカメラ１２は受光ボックス１５に収納されており、受光ボックス１５は粉塵対策から密閉されていて、カメラ１２の視野１４を確保するために、下端に検査面（金属帯１表面）に対して平行に取付けられた透過ガラス１６を備えている。

その上で、この実施形態においては、それぞれのカメラ１２の良・不良を点検するために、それぞれのカメラ１２に対して、図４に示すような点検装置２０が設けられている。ちなみに、図４は、上記の図３に対応した図である。

図４に示すように、この点検装置２０は、金属帯穴検査装置１０の受光ボックス１５内に設置された小型の点検用シャッター２３と、カメラ１２の光軸１３上でカメラ１２と小型の点検用シャッター２３の間に設置され、カメラ１２の光軸１３に対して所定角度θ１（θ１は０°ではない）だけ傾斜している透過ガラス２１と、カメラ１２の光軸１３とは異なる方向から透過ガラス２１に向かって光を照射可能な点検用小型照明（例えば、ＬＥＤ；発光ダイオード）２２と、制御ユニット（図示せず）とを備えている。

そして、点検用小型照明２２は、透過ガラス２１の表面の垂線２５に対して、点検用小型照明２２の光軸２６とカメラ１２の光軸１３が対称になるように配置されている。すなわち、透過ガラス２１の傾斜角度θ１と、透過ガラス２１の表面の垂線２５と点検用小型照明２２の光軸２６のなす角度θ２と、透過ガラス２１の表面の垂線２５とカメラ１２の光軸１３のなす角度θ３は、全て同一の角度ということになる。例えば、θ１＝θ２＝θ３＝１５°〜４５°である。

なお、ここでは、図３に示した、受光ボックス１５の下端に取付けられた透過ガラス１６は取り外している。

このような点検装置２０を用いて、金属帯穴検査装置１０のカメラ１２の良・不良を点検する際には、以下のような手順で行う。

（Ｓ０）まず、金属帯穴検査装置１０を用いて、通過する金属帯１の穴（穴欠陥）９の有無を検査している場合は、小型の点検用シャッター２３を開放しておき、照明１１から発せられて穴９を通過した光が透過ガラス２１を透過してカメラ１２で受光感知できる状態にしておく。なお、点検用小型照明２２は消灯しておく。

（Ｓ１）そして、金属帯穴検査装置１０のカメラ１２の良・不良を点検する場合は、オペレータが点検ボタン（図示せず）を押す。

（Ｓ２）点検ボタンがＯＮになったことを受けて、制御ユニットは、小型の点検用シャッター２３を移動・閉鎖して、カメラ１２の視野１４を遮るとともに、点検用小型照明２２を点灯する。

（Ｓ３）これにより、検査対象となる金属帯１の下方にある照明１１から発せられた光はカメラ１２には受光されない状態になるとともに、点検用小型照明２２の光が透過ガラス２１に照射され、照射された光の一部が透過ガラス２１の表面でカメラ１２の光軸１３の方向に反射し、その反射した光をカメラ１２が受光感知できる状態になる。

（Ｓ４）そして、制御ユニットは、点検用小型照明２２からの光をカメラ１２が受光感知した場合は、カメラ１２は良好であることをオペレータに知らせる。一方、点検用小型照明２２からの光をカメラ１２が受光感知しなかった場合は、カメラ１２は不良であることをオペレータに知らせる。例えば、カメラ受光感知ランプを設けておき、カメラ１２が受光感知した場合は、カメラ受光感知ランプが点灯し、カメラ１２が受光感知しなかった場合は、カメラ受光感知ランプが消灯したままになるようにしておく。

（Ｓ５）以上の点検によって、全てのカメラ１２が良好であることが確認されたら、オペレータは点検ボタンをＯＦＦにして、上記（Ｓ０）に示したような、金属帯１の穴（穴欠陥）９の有無を検査する状態に戻す。

一方、以上の点検によって、いずれかのカメラ１２が不良であることが検出されたら、オペレータはラインを一時停止して、不良であるカメラ１２の交換等の必要な処置を行う。

このようにして、この実施形態においては、金属帯の連続製造ラインや連続処理ラインに設置された金属帯穴検査装置１０の受光部（カメラ）１２の良・不良を確実かつ安価に点検することができる。

そして、この実施形態では、金属帯の下方に発光部（照明）、金属帯の上方に受光部（カメラ）を備えた金属帯穴検査装置を対象にしているが、本発明は、金属帯の上方に発光部（照明）、金属帯の下方に受光部（カメラ）を備えた金属帯穴検査装置にも適用することができる。

１ 金属帯
９ 穴（穴欠陥）
１０ 金属帯穴検査装置
１１ 発光部（照明）
１２ 受光部（カメラ）
１３ カメラの光軸
１４ カメラの視野
１５ 受光ボックス
１６ 透過ガラス
２０ 点検装置
２１ 透過ガラス
２２ 点検用小型照明
２３ 小型の点検用シャッター
２５ 垂線
２６ 点検用小型照明の光軸

Claims (2)

1. 金属帯の穴を光学式で検査するために発光部としての照明と受光部としてのカメラを備えた金属帯穴検査装置について、前記カメラの良・不良を点検するための点検装置であって、
   前記金属帯穴検査装置内に設置された小型の点検用シャッターと、
   前記カメラの光軸上で前記カメラと前記小型の点検用シャッターの間に設置され、前記カメラの光軸に対して傾斜している透過ガラスと、
   前記カメラの光軸とは異なる方向から前記透過ガラスに向かって光を照射可能な点検用小型照明と、
   前記カメラを点検する際に、前記小型の点検用シャッターを閉じて前記カメラの視野を遮るとともに、前記点検用小型照明から前記透過ガラスに向かって光を照射し、前記透過ガラスで反射した光を前記カメラが受光感知した場合は、前記カメラは良好であることをオペレータに知らせ、前記透過ガラスで反射した光を前記カメラが受光感知しなかった場合は、前記カメラは不良であることをオペレータに知らせる制御ユニットと
   を有することを特徴とする金属帯穴検査装置の点検装置。
2. 金属帯の穴を光学式で検査するために発光部としての照明と受光部としてのカメラを備えた金属帯穴検査装置について、前記カメラの良・不良を点検するための点検方法であって、
   前記金属帯穴検査装置内に小型の点検用シャッターを設置しておき、
   前記カメラの光軸上であって、前記カメラと前記小型の点検用シャッターの間に透過ガラスを設置して、その透過ガラス面を前記カメラの光軸と傾斜させておくとともに、
   前記カメラの光軸とは異なる方向から前記透過ガラスに向かって光を照射可能な点検用小型照明を設置しておき、
   前記カメラを点検する際には、前記小型の点検用シャッターを閉じて前記カメラの視野を遮るとともに、前記点検用小型照明から前記透過ガラスに向かって光を照射し、前記透過ガラスで反射した光を前記カメラが受光感知した場合は、前記カメラは良好であることをオペレータに知らせ、前記透過ガラスで反射した光を前記カメラが受光感知しなかった場合は、前記カメラは不良であることをオペレータに知らせる
   ことを特徴とする金属帯穴検査装置の点検方法。

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