JP2017173251A - Flaw detector, and method for detecting defect by flaw detector - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、探傷装置、及び探傷装置による欠陥検出方法に関し、より詳細には、被検査物の欠陥を機械的に検出することが可能な探傷装置、及び探傷装置による欠陥検出方法に関する。 The present disclosure relates to a flaw detection apparatus and a defect detection method using the flaw detection apparatus. More specifically, the present disclosure relates to a flaw detection apparatus capable of mechanically detecting a defect of an inspection object and a defect detection method using the flaw detection apparatus.
鋼材等の強磁性を有する被検査物の表面の探傷検査は、非破壊検査方法の一種である磁粉探傷検査や、浸透探傷検査等によって行われている。中でも、磁粉探傷は、被検査物の表面の有害なきずである欠陥(クラック)を検出する方法として最も有力な方法の1つである。 A flaw detection inspection of the surface of an inspection object having ferromagnetism such as a steel material is performed by a magnetic particle flaw inspection, a penetrant flaw inspection, or the like, which is a kind of nondestructive inspection method. Among these, magnetic particle flaw detection is one of the most effective methods for detecting defects (cracks) that are harmful flaws on the surface of an object to be inspected.
鋼材に磁場を印加して鋼材を磁化すると、鋼材のきずに起因した磁束の乱れが生じ、その一部が、漏えい磁束として空中に漏れる。このとき、鋼材の表面に、磁粉や、磁粉を含有する磁粉液が存在すると、この漏えい磁束に磁粉が引き寄せられて磁粉の指示模様が形成される。磁粉探傷は、この磁粉指示模様を観測することで欠陥を検査するものである。 When a steel material is magnetized by applying a magnetic field to the steel material, the magnetic flux is disturbed due to a flaw in the steel material, and a part of the magnetic material leaks into the air as a leakage magnetic flux. At this time, if magnetic powder or a magnetic powder containing magnetic powder is present on the surface of the steel material, the magnetic powder is attracted to the leaked magnetic flux to form an indication pattern of the magnetic powder. In the magnetic particle inspection, the defect is inspected by observing the magnetic particle indicating pattern.
一方で、浸透探傷では、被検査物の表面に開口している割れや、ピンホール等の欠陥に浸透液を浸透させ、余剰浸透液の除去された表面に現像剤粉末が塗布されることによって、欠陥から、毛細管現象で表面に吸い出された浸透液による浸透指示模様が形成される。浸透探傷は、この浸透指示模様を観測することで欠陥を検査するものである。 On the other hand, in penetrant flaw detection, penetrating liquid is penetrated into defects such as cracks or pinholes opened on the surface of the object to be inspected, and developer powder is applied to the surface from which the surplus penetrating liquid has been removed. From the defect, a permeation indication pattern is formed by the permeated liquid sucked to the surface by capillary action. The penetration flaw inspection is to inspect the defect by observing the penetration instruction pattern.
これらの探傷検査は、自動化されることによって、生産性の向上や、費用の低減、品質の向上等が期待される。上述された指示模様をカメラで取り込み、画像処理によって欠陥を検出する探傷装置の自動化の試みが取り組まれている。 These flaw detection inspections are expected to improve productivity, reduce costs, improve quality, and the like by being automated. Attempts have been made to automate a flaw detection apparatus that captures the above-described instruction pattern with a camera and detects a defect by image processing.
特許文献1には、被検査物の表層部付近に回転磁界を発生する磁化部と、回転磁界の発生中にカメラで撮影した画像をシェーディング補正し、かつ全方向のきず部を検出するきず検出部とを具備する磁粉探傷装置が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-26883 discloses a magnetizing part that generates a rotating magnetic field near the surface layer part of an object to be inspected, and flaw detection that corrects shading of an image photographed by a camera while the rotating magnetic field is being generated and detects flaws in all directions. There is disclosed a magnetic particle flaw detector having a portion.
特許文献1の構成によれば、回転磁界内での磁粉指示模様の観察が可能になり、従来見落としていた深さの浅いきずも安定して検出できるので、きず部の検出精度が向上し、被検査物の生産性が改善される効果を奏するとされている。しかしながら、磁粉指示模様は、被検査物において欠陥とはならない磁気的不連続部や、表面形状の変化部においても形成されるため、これらの箇所と、欠陥との判別が容易ではない。
According to the configuration of
そこで本開示の目的は、欠陥の検出率が高められた探傷装置、及び探傷装置による欠陥検出方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present disclosure is to provide a flaw detection apparatus with an increased defect detection rate and a defect detection method using the flaw detection apparatus.
上記課題を解決するため、本開示は、被検査物を撮影する入力装置と、前記入力装置によって取得された原画像から前記被検査物の欠陥を検出する検出装置とを備える探傷装置において、前記検出装置は、前記原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、前記欠陥候補部の前記長軸方向と平行な2直線の間に前記欠陥候補部が収まり、かつ2直線の間の距離(幅)が予め定められた範囲内である場合に、前記欠陥候補部を前記欠陥と判定する欠陥判定部を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present disclosure provides a flaw detection apparatus including: an input device that images an inspection object; and a detection device that detects a defect of the inspection object from an original image acquired by the input device. In the width calculation region having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate portion extracted from the original image, the detection apparatus is between two straight lines parallel to the major axis direction of the defect candidate portion. It has a defect determination unit that determines the defect candidate part as the defect when the defect candidate part is contained and the distance (width) between two straight lines is within a predetermined range.
更に、前記幅算出領域は、前記欠陥候補部の重心を含むことを特徴とする。 Further, the width calculation region includes a center of gravity of the defect candidate portion.
前記検出装置は、前記原画像を第1の閾値で二値化して第1の欠陥候補部を抽出する第1の抽出部と、前記第1の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成する検査領域生成部と、前記検査領域を前記第1の閾値よりも小である第2の閾値で二値化して第2の欠陥候補部を抽出する第2の抽出部とを更に有し、前記欠陥候補部は、前記第2の欠陥候補部が膨張処理された領域であることを特徴とする。 The detection apparatus binarizes the original image with a first threshold value to extract a first defect candidate portion, and generates an inspection region so that the first defect candidate portion is included. An inspection region generation unit that performs the above processing, and a second extraction unit that binarizes the inspection region with a second threshold value that is smaller than the first threshold value and extracts a second defect candidate portion, The defect candidate portion is a region in which the second defect candidate portion is expanded.
更に、前記検査領域は、前記第1の欠陥候補部が含まれる最小の長方形から予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域であることを特徴とする。 Further, the inspection area is an area surrounded by a rectangle enlarged by a predetermined width from a minimum rectangle including the first defect candidate portion.
更に、前記膨張処理は、前記第2の欠陥候補部をそれぞれの少なくとも長軸方向へ膨張させる処理であることを特徴とする。 Further, the expansion process is a process of expanding the second defect candidate portion in at least the major axis direction.
前記探傷装置は、前記被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、前記被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置とを更に備える磁粉探傷装置であることを特徴とする。 The flaw detection apparatus is a magnetic particle flaw detection apparatus further comprising a magnetic powder spraying device that applies magnetic powder to the inspection object, and a magnetization device that magnetizes the inspection object to form a magnetic particle instruction pattern by a leakage magnetic flux. And
更に、前記幅算出領域の前記長さは、0.3 mm以上、10 mm以下であることを特徴とする。 Furthermore, the length of the width calculation region is 0.3 mm or more and 10 mm or less.
更に、本開示は、入力装置が、被検査物を撮影し、検出装置が、前記入力装置によって取得された原画像から前記被検査物の欠陥を検出する探傷装置による欠陥検出方法において、前記検出装置が有する欠陥判定部が、前記原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、前記欠陥候補部の前記長軸方向と平行な2直線の間に前記欠陥候補部が収まり、かつ2直線の間の距離(幅)が予め定められた範囲内である場合に、前記欠陥候補部を前記欠陥と判定することを特徴とする。 Further, the present disclosure provides the defect detection method according to the flaw detection apparatus in which the input device images the inspection object and the detection device detects the defect of the inspection object from the original image acquired by the input device. In a width calculation region having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate portion extracted from the original image, the defect determination unit included in the apparatus is parallel to the major axis direction of the defect candidate portion. The defect candidate portion is determined to be the defect when the defect candidate portion fits between the straight lines and the distance (width) between the two straight lines is within a predetermined range.
更に、前記幅算出領域は、前記欠陥候補部の重心を含むことを特徴とする。 Further, the width calculation region includes a center of gravity of the defect candidate portion.
前記検出装置が更に有する第1の抽出部が、前記原画像を第1の閾値で二値化して第1の欠陥候補部を抽出し、検査領域生成部が、前記第1の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成し、第2の抽出部が、前記検査領域を前記第1の閾値よりも小である第2の閾値で二値化して第2の欠陥候補部を抽出し、前記欠陥候補部は、前記第2の欠陥候補部が膨張処理された領域であることを特徴とする。 A first extraction unit further included in the detection device binarizes the original image with a first threshold value to extract a first defect candidate portion, and an inspection region generation unit includes the first defect candidate portion. An inspection region is generated so as to be included, and a second extraction unit binarizes the inspection region with a second threshold value that is smaller than the first threshold value, and extracts a second defect candidate portion; The defect candidate portion is a region in which the second defect candidate portion is expanded.
更に、前記検査領域は、前記第1の欠陥候補部が含まれる最小の長方形から予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域であることを特徴とする。 Further, the inspection area is an area surrounded by a rectangle enlarged by a predetermined width from a minimum rectangle including the first defect candidate portion.
更に、前記膨張処理は、前記第2の欠陥候補部をそれぞれの少なくとも長軸方向へ膨張させる処理であることを特徴とする。 Further, the expansion process is a process of expanding the second defect candidate portion in at least the major axis direction.
前記探傷装置は、前記被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、前記被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置とを更に備える磁粉探傷装置であることを特徴とする。 The flaw detection apparatus is a magnetic particle flaw detection apparatus further comprising a magnetic powder spraying device that applies magnetic powder to the inspection object, and a magnetization device that magnetizes the inspection object to form a magnetic particle instruction pattern by a leakage magnetic flux. And
更に、前記幅算出領域の前記長さは、0.3 mm以上、10 mm以下であることを特徴とする。 Furthermore, the length of the width calculation region is 0.3 mm or more and 10 mm or less.
本開示によれば、被検査物を撮影する入力装置と、入力装置によって取得された原画像から被検査物の欠陥を検出する検出装置とを備える探傷装置において、検出装置は、原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、欠陥候補部の長軸方向と平行な2直線の間に欠陥候補部が収まり、かつ2直線の間の距離(幅)が予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部を欠陥と判定する欠陥判定部を有するので、被検査物の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、欠陥の検出率が高められた探傷装置を提供することができる。 According to the present disclosure, in the flaw detection apparatus including an input device that images an inspection object and a detection device that detects a defect of the inspection object from an original image acquired by the input device, the detection device is extracted from the original image. In the width calculation region having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate portion, the defect candidate portion fits between two straight lines parallel to the major axis direction of the defect candidate portion, and between the two straight lines When the distance (width) is within a predetermined range, the defect determination unit determines that the defect candidate portion is a defect, so that the shape of the defect of the inspection object is quantitatively extracted as a feature amount, and the defect And other than that can be identified with high accuracy, and overdetection can be reduced. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with an increased defect detection rate.
更に、幅算出領域は、欠陥候補部の重心を含むことによって、被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して検出漏れ、及び過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。 Furthermore, the width calculation area includes the center of gravity of the defect candidate portion, so that the shape of the defect of the inspection object can be more quantitatively extracted as a feature amount, and the defect and the other can be identified with higher accuracy. Detection omission and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
検出装置は、原画像を第1の閾値で二値化して第1の欠陥候補部を抽出する第1の抽出部と、第1の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成する検査領域生成部と、検査領域を第1の閾値よりも小である第2の閾値で二値化して第2の欠陥候補部を抽出する第2の抽出部とを更に有し、欠陥候補部は、第2の欠陥候補部が膨張処理された領域であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出が防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。 A detection apparatus binarizes an original image with a first threshold value to extract a first defect candidate portion, and an inspection region that generates an inspection region so as to include the first defect candidate portion A generation unit; and a second extraction unit that binarizes the inspection region with a second threshold value that is smaller than the first threshold value and extracts a second defect candidate unit. Since the second defect candidate portion is a region subjected to the expansion process, the defect shape of the inspection object is prevented from being overdetected and overdetected, and the shape of the defect is more reliably extracted as the feature quantity more reliably. , Defects can be identified with higher accuracy, and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
更に、検査領域は、第1の欠陥候補部が含まれる最小の長方形から予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出がより確実に防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。 Furthermore, the inspection area is an area surrounded by a rectangle that is enlarged by a predetermined width from the smallest rectangle including the first defect candidate portion, so that a defect in the inspection object is not detected and overdetected. Thus, the shape of the defect can be more reliably quantitatively extracted as the feature quantity, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
更に、膨張処理は、第2の欠陥候補部をそれぞれの少なくとも長軸方向へ膨張させる処理であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出がより確実に防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。 Furthermore, the expansion process is a process of expanding the second defect candidate portions in at least the major axis direction, thereby preventing defects in detection of defects of the inspection object and overdetection more reliably. Thus, the shape is more quantitatively extracted as the feature amount, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce the overdetection. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
探傷装置は、被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置とを更に備える磁粉探傷装置であることによって、強磁性を有する被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。 The flaw detection device is a magnetic particle flaw detection device further comprising a magnetic powder spraying device that applies magnetic powder to an object to be inspected and a magnetizing device that magnetizes the object to be inspected to form a magnetic powder instruction pattern by a leakage magnetic flux. The shape of the defect of the object to be inspected can be more reliably quantitatively extracted as the feature quantity, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
更に、幅算出領域の長さは、0.3 mm以上、10 mm以下であることによって、被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して検出漏れ、及び過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置を提供することができる。 Furthermore, since the length of the width calculation region is 0.3 mm or more and 10 mm or less, the shape of the defect of the inspection object can be more quantitatively extracted as the feature amount more reliably, Can be identified with higher accuracy, and detection omission and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
更に、本開示は、入力装置が、被検査物を撮影し、検出装置が、入力装置によって取得された原画像から被検査物の欠陥を検出する探傷装置による欠陥検出方法において、検出装置が有する欠陥判定部が、原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、欠陥候補部の長軸方向と平行な2直線の間に欠陥候補部が収まり、かつ2直線の間の距離(幅)が予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部を欠陥と判定するので、被検査物の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、欠陥の検出率が高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。 Furthermore, the present disclosure provides a defect detection method using a flaw detection device in which an input device photographs an object to be inspected, and a detection device detects a defect of the object to be inspected from an original image acquired by the input device. In the width calculation region having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate portion extracted from the original image, the defect determination unit has a defect candidate between two straight lines parallel to the major axis direction of the defect candidate portion. Since the defect candidate portion is determined as a defect when the portion is within the range and the distance (width) between the two straight lines is within a predetermined range, the shape of the defect of the inspection object is quantitatively determined as a feature amount. It is possible to identify the defect and the other with high accuracy and reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detector with an increased defect detection rate.
更に、幅算出領域は、欠陥候補部の重心を含むことによって、被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して検出漏れ、及び過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。 Furthermore, the width calculation area includes the center of gravity of the defect candidate portion, so that the shape of the defect of the inspection object can be more quantitatively extracted as a feature amount, and the defect and the other can be identified with higher accuracy. Detection omission and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
検出装置が更に有する第1の抽出部が、原画像を第1の閾値で二値化して第1の欠陥候補部を抽出し、検査領域生成部が、第1の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成し、第2の抽出部が、検査領域を第1の閾値よりも小である第2の閾値で二値化して第2の欠陥候補部を抽出し、欠陥候補部は、第2の欠陥候補部が膨張処理された領域であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出が防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。 The first extraction unit further included in the detection device binarizes the original image with the first threshold to extract the first defect candidate portion, and the inspection region generation unit includes the first defect candidate portion. The second extraction unit binarizes the inspection region with a second threshold value that is smaller than the first threshold value, and extracts a second defect candidate portion. Since the second defect candidate portion is a region subjected to the expansion process, the defect shape of the inspection object is prevented from being overdetected and overdetected, and the shape of the defect is more reliably extracted as the feature quantity more reliably. , Defects can be identified with higher accuracy, and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
更に、検査領域は、第1の欠陥候補部が含まれる最小の長方形から予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出がより確実に防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。 Furthermore, the inspection area is an area surrounded by a rectangle that is enlarged by a predetermined width from the smallest rectangle including the first defect candidate portion, so that a defect in the inspection object is not detected and overdetected. Thus, the shape of the defect can be more reliably quantitatively extracted as the feature quantity, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
更に、膨張処理は、第2の欠陥候補部をそれぞれの少なくとも長軸方向へ膨張させる処理であることによって、被検査物の欠陥の検出漏れ、及び過検出がより確実に防止された上で欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。 Furthermore, the expansion process is a process of expanding the second defect candidate portions in at least the major axis direction, thereby preventing defects in detection of defects of the inspection object and overdetection more reliably. Thus, the shape is more quantitatively extracted as the feature amount, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce the overdetection. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
探傷装置は、被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置とを更に備える磁粉探傷装置であることによって、強磁性を有する被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。 The flaw detection device is a magnetic particle flaw detection device further comprising a magnetic powder spraying device that applies magnetic powder to an object to be inspected and a magnetizing device that magnetizes the object to be inspected to form a magnetic powder instruction pattern by a leakage magnetic flux. The shape of the defect of the object to be inspected can be more reliably quantitatively extracted as the feature quantity, and the defect and the other can be identified with higher accuracy to further reduce overdetection. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
更に、幅算出領域の長さは、0.3 mm以上、10 mm以下であることによって、被検査物の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して検出漏れ、及び過検出をより低減することができる。したがって、欠陥の検出率がより高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。 Furthermore, since the length of the width calculation region is 0.3 mm or more and 10 mm or less, the shape of the defect of the inspection object can be more quantitatively extracted as the feature amount more reliably, Can be identified with higher accuracy, and detection omission and overdetection can be further reduced. Therefore, it is possible to provide a defect detection method using a flaw detection apparatus with a higher defect detection rate.
以下に、図面を参照しつつ、本開示の実施形態の詳細を説明する。まず、本実施形態に係る探傷装置について詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る探傷装置の一例としての磁粉探傷装置1が示された模式図である。なお、磁粉探傷装置1の検査対象である被検査物10の搬送方向が図1において矢印で示されるように右から左とされている。
The details of the embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. First, the flaw detection apparatus according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 1 is a schematic diagram showing a magnetic
磁粉探傷装置1は、標識として磁粉が用いられ、強磁性を有する被検査物10の表面や、表面直下における欠陥を機械的に自動検出する装置である。図1に例示の磁粉探傷装置1は寸法の比較的大なる検査対象に用いられるものであり、被検査物10は、長尺な角柱状の鋼材である。そして、磁粉探傷装置1は、ローラコンベア11と、磁粉散布装置12と、磁化装置13と、エアーブロー装置14と、紫外線探傷灯15と、カメラ16と、マーキング装置17とを備えている。更に、磁粉探傷装置1は、ここでは図示せぬコントローラや、検出装置等も備えている。
The magnetic particle
搬送装置としてのローラコンベア11は被検査物10を搬送するものである。ローラコンベア11は、複数のローラを備え、被検査物10を所望の速度で搬送するように構成されている。そして、ローラコンベア11は、磁粉散布装置12の位置から、磁化装置13や、紫外線探傷灯15、カメラ16等の設けられた位置を通過してマーキング装置17の位置に至る被検査物10の搬送経路に設けられる。なお、搬送装置は、被検査物10を搬送することができればローラコンベア11には限らず、例えば、無端帯のベルト等によって構成されるベルトコンベアであっても良い。
A
ローラコンベア11には、ここでは図示せぬ搬送距離計測装置が設けられている。搬送距離計測装置は、被検査物10の搬送距離を計測するものである。搬送距離計測装置としては例えば、ローラコンベア11のローラにおける回転の変位を測定するロータリエンコーダがセンサとして構成される装置を用いることができる。なお、搬送距離計測装置には、ロータリエンコーダに限らず、非接触による測定装置、例えば、レーザ表面速度計が用いられても良く、これらが組み合わされて用いられても良い。
The
磁粉散布装置12は、被検査物10の検査対象の表面に標識としての磁粉を適用(散布)するものであり、被検査物10の搬送方向の上流側に配置される。磁粉としては例えば、磁性粉(鉄粉)の表面が蛍光体で被覆された蛍光磁粉が用いられ、この蛍光磁粉が水や、油に分散している磁粉検査液が用いられる。磁粉散布装置12は、例えば図示せぬタンクや、ポンプ、ノズル等を備え、タンクに収容した磁粉検査液をポンプよって圧送し、ノズルから噴出するように構成されている。磁粉散布装置12は、被検査物10の表面に、所望の量の磁粉検査液を連続して散布することができるように構成されている。
The magnetic
磁化装置13は、被検査物10に磁場を印加して磁化するものであり、磁粉散布装置12の下流側に隣接して配置される。磁化装置13は、被検査物10の搬送方向の上流側と下流側とに対向して配置される2つの貫通コイル19、20と、これらの間において、搬送方向に列を成して配置される2つの極間コイル21、22とを備える。貫通コイル19、20は円環状に形成され、その円環内を貫通するように被検査物10の搬送経路が配置される。一方で、極間コイル21、22はU字状に形成され、その空隙を通過するように被検査物10の搬送経路は配置される。そして、磁化装置13は、この2つの極間コイル21、22を備えることで2つの貫通コイル19、20の間で一様な回転磁界を発生させるように構成されている。
The magnetizing
より詳細には、貫通コイル19、20では被検査物10の搬送方向に磁場が生成され、極間コイル21、22では、その空隙方向である被検査物10の搬送方向と直交する方向に磁場が生成される。そして、貫通コイル19、20と、極間コイル21、22とに90度位相のずれた交流電流が流れると、搬送方向の磁場と、搬送方向と直交する方向の磁場とで形成される平面内において一定の磁界強度で回転する回転磁界が生成される。この回転磁界によって、被検査物10の表層部にきずの方向によらずに漏えい磁束が生成され、磁粉指示模様が形成される。
More specifically, the through
なお、磁化装置13を構成する貫通コイル19、20や、極間コイル21、22の数等は適宜設計される。例えば、磁化装置13は、極間コイル21、22の他に複数の極間コイルを更に有する構成であっても良く、一方で、1つの貫通コイル19と、1つの極間コイル21とによって構成されるものであっても良い。
The number of penetrating
エアーブロー装置14は、被検査物10に向けて重力に逆らう方向にエアーを吹き付けるものであり、被検査物10の表面を流れる磁粉検査液の流速を調節する機能を有する。そして、このエアーブロー装置14によって形成される磁粉指示模様が明りょうなものとなる。エアーブロー装置14は、貫通コイル19と極間コイル21との間、2つの極間コイル21、22の間、及び極間コイル22と貫通コイル20との間にそれぞれ設けられている。
The
光源としての紫外線探傷灯15は、2つの貫通コイル19、20の間において被検査物10の表面の磁粉検査液に紫外線を照射するものである。カメラ16の撮影範囲の紫外線強度を均一にするために紫外線探傷灯15には放物線型の反射板が設けられると良い。紫外線探傷灯15は、磁化装置13によって生成される強い回転磁界の影響を避けるために、被検査物10から適切な距離、例えば600 mm〜2000 mm程度離れるように配置されることが好ましい。なお、紫外線探傷灯15には磁気シールドがなされていても良い。
The ultraviolet
なお、磁粉として例えば、磁性粉(鉄粉)の表面が、白、黒、赤といった着色顔料で被覆された非蛍光磁粉が用いられる場合には、光源は可視光とされれば良い。しかしながら、蛍光磁粉に対して紫外線が照射されると、磁粉指示模様が可視光領域で明るく輝いて(発光して)、被検査物10の表面の汚れや、スケール等の影響を受けにくく、高い確度できずを検出することができる。このため、紫外線探傷灯15と、蛍光磁粉とが用いられることがより好ましい。
For example, when non-fluorescent magnetic powder in which the surface of magnetic powder (iron powder) is coated with a color pigment such as white, black, and red is used as the magnetic powder, the light source may be visible light. However, when ultraviolet light is irradiated to the fluorescent magnetic powder, the magnetic powder indicating pattern shines brightly (emits light) in the visible light region, and is not easily affected by dirt on the surface of the
入力装置としてのカメラ16は、紫外線探傷灯15によって紫外線が照射された被検査物10の表面を撮影するものである。カメラ16は、欠陥をより高い確度で検出するために、被検査物10の表面に対して垂直方向から撮影する配置とされることが好ましい。更に、カメラ16は、磁化装置13によって生成される強い回転磁界の影響を避けるために、被検査物10から適切な距離、例えば600 mm〜2000 mm程度離れるように配置されるとともに、磁気シールドされることが好ましい。
The
カメラ16としては、ラインカメラが用いられても良く、エリアカメラが用いられても良い。更に、カメラ16に搭載される素子についても、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサが用いられても良く、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサが用いられても良い。
As the
マーキング装置17は、検出装置によって検出された被検査物10の表面の欠陥に目視可能なマーキングを行うものである。マーキング装置17としては例えば、空気圧でインクを噴射してマーキングを行うマーキングガンを用いることができる。なお、寸法の比較的小なる検査対象に用いられる磁粉探傷装置1、例えば欠陥品を製品ごと不良品パレットに排出できるようなものである場合ではマーキング装置17を省略することもできる。
The marking
次に、本実施形態に係る磁粉探傷装置1の制御系統について詳細に説明する。図2は、磁粉探傷装置1の制御系統の一例が示されたブロック図である。
Next, the control system of the magnetic
磁粉探傷装置1はコントローラCを備える。コントローラCには、ローラコンベア11と、搬送距離計測装置18と、磁粉散布装置12と、磁化装置13と、エアーブロー装置14と、紫外線探傷灯15と、カメラ16と、マーキング装置17と、検出装置30とが電気的に接続されている。なお、コントローラCには、図2に例示された構成以外の各種センサ類も電気的に接続されている。磁粉探傷装置1は、このコントローラCが上述の各種装置を制御して被検査物10の表面の欠陥を自動的に検出するように構成されている。
The magnetic
コントローラCは、種々の設定値や、各種センサによる検出値等の入力信号を読み込むとともに、制御信号を出力することで、磁粉探傷装置1が備える各種装置の動作を制御するように構成されている。コントローラCは、演算処理及び制御処理を行う処理装置や、データが格納される主記憶装置等によって構成されている。コントローラCは、例えば、処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)、主記憶装置としてのROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、タイマ、入力回路、出力回路、電源回路等を備えるマイクロコンピュータである。主記憶装置には、本実施形態に係る動作を実行するための制御プログラムや、各種データ等が格納されている。なお、これらの各種プログラムやデータ等は、コントローラCとは別体として設けられる記憶装置に格納され、コントローラCが読み出す形態であっても良い。
The controller C is configured to control operations of various devices included in the magnetic
検出装置30は、カメラ16によって取得された画像信号(原画像)を読み込むとともに原画像に所定の処理を行うことによって被検査物10の表面の欠陥を検出するものである。なお、カメラ16によって取得された原画像の検出装置30への入力はコントローラCが行うように構成されている。検出装置30は、コントローラCと同様に、演算処理及び制御処理を行う処理装置や、データが格納される主記憶装置等によって構成され、例えば、CPU、主記憶装置、タイマ、入力回路、出力回路、電源回路等を備えるマイクロコンピュータである。
The
検出装置30は、原画像から抽出された欠陥候補部が欠陥か否かを判定する欠陥判定部を少なくとも有する。これによって、被検査物10の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、欠陥の検出率が高められた探傷装置を提供することができる。
The
図2に例示される検出装置30は、第1の抽出部31と、検査領域生成部32と、第2の抽出部33と、欠陥判定部34とを有している。これらの各部は、例えばプログラムによって構成される。なお、各部の機能が、ハードウェアで実現されるように構成されても構わない。
The
第1の抽出部31は、カメラ16によって取得された原画像を入力し、予め定められた第1の閾値で二値化して第1の欠陥候補部を抽出するように構成されている。
The
検査領域生成部32は、第1の抽出部31によって抽出された第1の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成するように構成されている。
The inspection
第2の抽出部33は、検査領域生成部32によって生成された検査領域を入力し、予め定められた第2の閾値で二値化して第2の欠陥候補部を抽出するように構成されている。
The
欠陥判定部34は、第2の抽出部33によって抽出された第2の欠陥候補部を入力し、膨張処理した欠陥候補部の幅を算出して欠陥を検出するように構成されている。そして、検出装置30は、欠陥判定部34によって検出された欠陥の位置データをコントローラCに出力するように構成されている。
The
次に、磁粉探傷装置1の動作について詳細に説明する。磁粉探傷装置1は、被検査物10が、ローラコンベア11によって順次各装置のもとに搬送され、被検査物10の表面の欠陥が検出されるように構成されている。
Next, the operation of the magnetic
まず、被検査物10の表面には、磁粉散布装置12によって磁粉検査液が適用される。磁粉検査液が表面に適用された被検査物10は、磁化装置13によって形成された回転磁界領域内に搬送される。その際に、被検査物10の表面にきずが存在する場合には、そのきずに起因する漏えい磁界が生じ、磁粉検査液に含まれる磁粉はその漏えい磁界に引き寄せられる。このとき、磁化装置13によって形成されている磁界は回転しているため、きずには、その延びる方向や、形状によらずに漏えい磁界が発生し、どのきずにも磁粉が引き寄せられる。そして、磁粉がきずに集合することで、きずに対応する磁粉指示模様が被検査物10の表面に形成される。
First, a magnetic particle inspection liquid is applied to the surface of the
なお、被検査物10の表面を流れる磁粉検査液の流速はエアーブロー装置14によって適宜調節される。磁粉検査液の流速が低すぎると、磁粉指示模様が形成されて安定するまでに多くの時間を要することになり、検査効率が低下する。一方で、磁粉検査液の流速が高すぎると、磁粉が、きずに起因する漏えい磁界に引き寄せられにくくなり、磁粉指示模様が不確実なものとなる。したがって、磁粉指示模様を確実に形成させる観点から磁粉検査液の流速は、5 mm/s以上、100 mm/s以下であることが好ましい。
The flow rate of the magnetic particle inspection liquid flowing on the surface of the
このようにして形成された磁粉指示模様は、磁性粉の表面を被覆する蛍光体が、紫外線探傷灯15によって照射された紫外線のエネルギを吸収して励起し、それが基底状態に戻る際に放出する高輝度な可視光としてカメラ16によって撮影される。このカメラ16によって取得された原画像は検出装置30に入力される。検出装置30は、この原画像に所定の処理を行って原画像内における欠陥を検出し、その位置データをコントローラCに出力する。コントローラCは、この欠陥の位置データと、搬送距離計測装置18の計測データとに基づいてマーキング装置17の動作を制御する。そして、被検査物10の表面の欠陥にはマーキング装置17によってマーキングが行われる。
The magnetic powder indicating pattern thus formed is emitted when the phosphor covering the surface of the magnetic powder absorbs and excites the ultraviolet energy irradiated by the ultraviolet
次に、検出装置30による欠陥の検出方法について詳細に説明する。本実施形態に係る探傷装置による欠陥検出方法では、まず、検出装置30が有する欠陥判定部34が、原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域を切り出す。そして、欠陥判定部34は、幅算出領域において、欠陥候補部の長軸方向と平行な2直線の間に欠陥候補部が収まり、かつ2直線の間の距離(幅)が予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部を欠陥と判定する。このように、本実施形態に係る探傷装置による欠陥検出方法では、欠陥候補部が入力されることで被検査物10の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、欠陥の検出率が高められた探傷装置による欠陥検出方法を提供することができる。
Next, the defect detection method by the
本実施形態に係る探傷装置による欠陥検出方法では、被検査物10の欠陥の検出漏れ、及び過検出がより確実に防止されるように欠陥候補部を抽出する工程を含めることもできる。次に、このような探傷装置による欠陥検出方法について詳細に説明する。図3は、検出装置30の検出動作の一例を説明するための流れ図である。
In the defect detection method using the flaw detection apparatus according to the present embodiment, a step of extracting a defect candidate portion can be included so as to more reliably prevent detection of defects of the
まず、検出装置30が、画像の取り込みを行う(ステップS1)。検出装置30は、コントローラCを介して、カメラ16によって取得された画像信号(原画像)の取り込みを行う。原画像は、横×縦が、例えば1280×960の画素で構成されている。そして、原画像には、撮影時刻の情報が格納されている。
First, the
本実施形態に係る探傷装置による欠陥検出方法では、大別して、3つの工程を経て、原画像から欠陥が抽出される。第1工程(i)は、第1の抽出部31によってなされる。
In the defect detection method using the flaw detection apparatus according to the present embodiment, a defect is extracted from an original image through roughly three steps. The first step (i) is performed by the
まず、第1の抽出部31が、強調処理を行う(ステップS2)。第1の抽出部31は、前処理として、各種のフィルタを用い、原画像に対して強調処理を行う。強調処理は、原画像のきずが強調される処理であれば良く、例えば、LUT(Look Up Table)変換処理、拡大・収縮処理、シェーディング処理等であり、これらの各種処理が組み合わされた処理であっても良い。なお、強調処理を省略することも可能ではあるものの、欠陥の検出率を高めるためには強調処理が行われることが好ましい。
First, the
次に、第1の抽出部31は、第1の閾値で二値化を行う(ステップS3)。第1の抽出部31は、強調処理された画像(強調処理が省略された場合には原画像)を第1の閾値で二値化する。この第1の閾値は、高い確度で欠陥を検出するために調整された適切な値として予め設定されるものであり、検出装置30の図示せぬ主記憶装置に格納されている。検出装置30は第1の閾値を変更可能に構成されていても良い。
Next, the
図4は、第1の抽出部31によって二値化された画像の一例が示された概略図である。なお、図4は、説明に必要な部分の画素が抜き出されたものである。図4では、磁粉指示模様が黒で示されている。この黒で表示された個々の磁粉指示模様についてラベリングが行われる。ここで、ラベリングとは、二値化画像において連結する画素、すなわち1つの輪郭線で閉じられた領域に対して同一のラベル(番号)を付し、領域分けを行う処理である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of an image binarized by the
そして、第1の抽出部31は、第1の欠陥候補部に該当する領域を抽出する(ステップS4)。ここまでが第1工程である。第1の抽出部31は、ラベルが付された領域毎に、判定値として例えば、面積、長さ、縦方向の幅、横方向の幅を算出する。そして、第1の抽出部31は、これらの算出された判定値と、予め格納されている第1の判定基準値とを比較して第1の欠陥候補部であるか否かを判定し、第1の欠陥候補部に該当する領域を抽出する。
And the
ここで、第1の欠陥候補部とは、欠陥と想定される領域である。そして、第1の抽出部31は、ラベルが付されたすべての領域に対して同様に、第1の欠陥候補部であるか否かの判定を行う。
Here, the first defect candidate portion is a region assumed to be a defect. And the
図5は、抽出された第1の欠陥候補部40、及び生成された検査領域41の一例が示された画像の概略図である。なお、図5は、領域の長さを判定値として第1の欠陥候補部40が抽出された状態であり、8つの第1の欠陥候補部40a、40b、40c、40d、40e、40f、40g、及び40hが抽出された状態である。
FIG. 5 is a schematic diagram of an image showing an example of the extracted first defect candidate portion 40 and the generated inspection area 41. FIG. 5 shows a state in which the first defect candidate portion 40 is extracted using the length of the region as a determination value, and the eight first
なお、判定値は、領域の特徴を比較できるものであれば良く適宜設定される。更に、第1の欠陥候補部40であるか否かの判定は、1種類の判定値に基づいて行われても良く、複数種類の判定値に基づいて行われても良い。更に、複数種類の判定値に基づいて、第1の欠陥候補部40であるか否かが判定される場合には、それら複数種類の判定値の内で少なくとも1種類の判定値に基づいて判定がなされれば良い。例えば、3種類の判定値の内で、少なくとも2種類の判定値が基準を満たす場合に、その領域を第1の欠陥候補部40であると判定する方法が用いられても良い。 The determination value may be set as appropriate as long as it can compare the characteristics of the regions. Furthermore, the determination as to whether or not the defect candidate portion 40 is the first defect candidate 40 may be performed based on one type of determination value, or may be performed based on a plurality of types of determination values. Furthermore, when it is determined based on a plurality of types of determination values whether or not it is the first defect candidate portion 40, a determination is made based on at least one type of determination values among the plurality of types of determination values. If it is made. For example, a method of determining that the region is the first defect candidate portion 40 when at least two of the three determination values satisfy the criterion may be used.
更に、第1の抽出部31は領域毎に、ステップS4を繰り返すのではなく、すべての領域の判定値を先に算出した後に、領域毎に、算出された判定値と第1の判定基準値との比較、及び第1の欠陥候補部40であるか否かの判定を行っても良い。
Further, the
次に、第2工程(ii)に進む。第2工程は、検出装置30の検査領域生成部32と第2の抽出部33とによってなされる。
Next, the process proceeds to the second step (ii). The second step is performed by the inspection
検査領域生成部32は検査領域41の生成を行う(ステップS5)。検査領域生成部32は、第1の抽出部31によって抽出された第1の欠陥候補部40毎にそれぞれが含まれるように検査領域41を生成する。このように、検査領域41が、第1の欠陥候補部40の付近に絞られることによって、欠陥の存在する可能性が低い領域において有害でないきずや埃等を欠陥として検出する過検出が防止される。更に、検出装置30の演算量が低減される。
The inspection
図5には、8つの第1の欠陥候補部40a、40b、40c、40d、40e、40f、40g、及び40hに対応してそれぞれ生成された検査領域41a、41b、41c、41d、41e、41f、41g、及び41hが示されている。図5に例示の検査領域41は、縦方向、及び横方向に延びる長方形によって囲われる領域である。そして、検査領域41は、その面積が最小となるものから縦方向、及び横方向に各々予め定められた幅だけ拡大させた長方形によって囲われる領域である。
FIG. 5 shows
なお、この縦、及び横の拡大幅は、同じであっても良く、異なっていても良い。ここで、検査領域41は、第1の欠陥候補部40が含まれる領域であれば良く、例えば、菱形、台形、円、楕円等によって囲われる領域であっても良い。更に、検査領域41は、傾いた領域であっても良く、例えば、第1の欠陥候補部40の長軸方向に延びる長方形等であっても良い。 The vertical and horizontal enlargement widths may be the same or different. Here, the inspection area 41 may be an area including the first defect candidate portion 40, and may be an area surrounded by a rhombus, a trapezoid, a circle, an ellipse, or the like. Further, the inspection area 41 may be an inclined area, and may be, for example, a rectangle that extends in the major axis direction of the first defect candidate portion 40.
次に、第2の抽出部33が強調処理を行う(ステップS6)。第2の抽出部33は、原画像の検査領域41に、第1の抽出部31によるステップS2と同様に強調処理を行う。なお、検出装置30は、ステップS2で強調処理された画像を主記憶部に格納し、第2の抽出部33は、格納された画像の検査領域41を切り出すことでステップS6を省略するようになされても良い。このような方法が用いられることによって検出装置30の演算量を低減することができる。
Next, the
更に、第2の抽出部33は、第2の閾値で二値化を行う(ステップS7)。第2の抽出部33は、強調処理された画像(強調処理が省略された場合には原画像)を第1の閾値よりも小である第2の閾値で二値化する。この第2の閾値は、高い確度で欠陥を検出するために調整された適切な値として予め設定されるものであり、検出装置30の図示せぬ主記憶装置に格納されている。検出装置30は第2の閾値を変更可能に構成されていても良い。
Further, the
図6は、第2の抽出部33によって二値化された画像の一例が示された概略図である。ここで、図6を参照すると、図4に比べて、より小さな領域が多数抽出されている。そして、例えば、図5における第1の欠陥候補部40c、及び第1の欠陥候補部40dに対応する領域は連結され、1つの領域として形成されている。これは、第2の閾値は、第1の閾値よりも小であり、きずの幅が狭かったり、浅かったりする等して磁粉指示模様としてはより明確でなく輝度がより小さい領域も検出されるためである。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of an image binarized by the
きずは、1つの連続するものであってもその深さや幅に応じて、輝度が大きい領域と、輝度が小さい領域とがランダムに存在する状態で撮影される。しかしながら、第1の閾値よりも小である第2の閾値で二値化することによって輝度のより小さい領域も検出することができ、欠陥に相当する領域が浅い箇所等で途切れたものにはならないようにすることができる。そして、第2の抽出部33は、第1の抽出部31と同様に、二値化された画像の個々の磁粉指示模様についてラベリングを行う。
A flaw is photographed in a state where a region with high luminance and a region with low luminance are present randomly according to the depth and width of a single continuous image. However, by binarizing with the second threshold value that is smaller than the first threshold value, it is possible to detect a region with lower luminance, and the region corresponding to the defect is not interrupted at a shallow portion or the like. Can be. Then, as with the
そして、第2の抽出部33は、第2の欠陥候補部に該当する領域を抽出する(ステップS8)。ここまでが第2工程である。第2の抽出部33は、ラベルが付された領域毎に、判定値として例えば、面積、長さ、縦方向の幅、横方向の幅を算出する。そして、第2の抽出部33は、これらの算出された判定値と、予め格納されている第2の判定基準値とを比較して第2の欠陥候補部であるか否かを判定し、第2の欠陥候補部に該当する領域を抽出する。
And the
ここで、第2の欠陥候補部とは、第1の欠陥候補部と同様に、欠陥と想定される領域である。そして、第2の抽出部33は、ラベルが付されたすべての領域に対して同様に、第2の欠陥候補部であるか否かの判定を行う。
Here, the second defect candidate portion is a region assumed to be a defect, like the first defect candidate portion. And the
この第2の判定基準値は、第1の抽出部31で用いられる第1の判定基準値よりも、領域が、欠陥としてより抽出されにくくする値である。抽出されにくいとは、例えばより大きい領域や、より長い領域でないと欠陥としては抽出されないことを意味する。すなわち、第2の判定基準値の範囲は、第1の判定基準値の範囲に含まれ、かつ狭い範囲である。
The second determination reference value is a value that makes the region less likely to be extracted as a defect than the first determination reference value used in the
図7は、抽出された第2の欠陥候補部42の一例が示された画像の概略図である。なお、図7は、領域の長さを判定値として第2の欠陥候補部42が抽出された状態であり、6つの第2の欠陥候補部42a、42b、42c、42e、42f、及び42gが抽出された状態である。そして、図7では、図5における第1の欠陥候補部40hに対応する領域は抽出されていない。これは、第2の判定基準値が、第1の判定基準値よりも、領域が、欠陥として抽出されにくい値であるため、第1の欠陥候補部40hに対応する領域が欠陥に想定される領域ではないと判定されたためである。
FIG. 7 is a schematic diagram of an image showing an example of the extracted second defect candidate part 42. FIG. 7 shows a state in which the second defect candidate part 42 is extracted using the length of the region as a determination value. The six second
なお、判定値は、領域の特徴を比較できるものであれば良く適宜設定される。更に、第2の欠陥候補部42であるか否かの判定は、1種類の判定値に基づいて行われても良く、複数種類の判定値に基づいて行われても良い。更に、複数種類の判定値に基づいて、第2の欠陥候補部42であるか否かが判定される場合には、それら複数種類の判定値の内で少なくとも1種類の判定値に基づいて判定がなされれば良い。例えば、3種類の判定値の内で、少なくとも2種類の判定値が基準を満たす場合に、その領域を第2の欠陥候補部42であると判定する方法が用いられても良い。 The determination value may be set as appropriate as long as it can compare the characteristics of the regions. Furthermore, the determination as to whether or not it is the second defect candidate portion 42 may be performed based on one type of determination value, or may be performed based on a plurality of types of determination values. Further, when it is determined based on a plurality of types of determination values whether or not it is the second defect candidate portion 42, the determination is made based on at least one type of determination values among the plurality of types of determination values. If it is made. For example, a method of determining that the region is the second defect candidate portion 42 when at least two of the three determination values satisfy the criterion may be used.
なお、第2の判定基準値は、第1の判定基準値よりも、領域が、欠陥として抽出されやすい値でなければ良い。例えば、第2の判定基準値は、第1の判定基準値と同じであっても良く、このような場合には、第2の抽出部33は、第1の抽出部31よりも多くの種類の判定値に基づいて、第2の欠陥候補部42であるか否かの判定をするように構成される。
It should be noted that the second determination reference value may not be a value at which a region is more likely to be extracted as a defect than the first determination reference value. For example, the second determination reference value may be the same as the first determination reference value. In such a case, the
更に、第2の抽出部33は、第1の抽出部31と同様に、領域毎に、ステップS8を繰り返すのではなく、すべての領域の判定値を先に算出した後に、領域毎に、算出された判定値と第2の判定基準値との比較、及び第2の欠陥候補部42であるか否かの判定を行っても良い。
Further, as with the
次に、第3工程(iii)に進む。第3工程は、検出装置30の欠陥判定部34によってなされる。
Next, the process proceeds to the third step (iii). The third step is performed by the
欠陥判定部34は、第2の欠陥候補部42をそれぞれ膨張処理する(ステップS9)。ここで、膨張処理とは、第2の欠陥候補部42の領域を拡大(膨張)させる処理である。欠陥判定部34は、第2の欠陥候補部42のそれぞれについて、その縦方向、及び横方向に予め定められた量だけ拡大させる。すなわち、欠陥判定部34の膨張処理は第2の欠陥候補部42をその外周方向に拡大する処理である。その際に、膨張処理は、第2の欠陥候補部42のそれぞれについて、少なくともその長軸方向に拡大すれば良い。この膨張処理によって、1つの連続するきずが途切れ途切れなものであって欠陥ではないと判定されることが防止され、欠陥の検出漏れが防止される。このようにして、第2の欠陥候補部42の膨張処理された領域が欠陥候補部とされる。
The
図8は、第2の欠陥候補部42が膨張処理された一例が示された画像の概略図である。図8を参照すると、例えば、図7における3つの第2の欠陥候補部42a、42b、及び42cは膨張処理されることによって連結され、1つの欠陥候補部43aが形成されている。そして、欠陥判定部34は、第1の抽出部31、及び第2の抽出部33と同様に、第2の欠陥候補部42が膨張処理されることによって形成された個々の欠陥候補部43についてラベリングを行う。
FIG. 8 is a schematic diagram of an image showing an example in which the second defect candidate portion 42 is expanded. Referring to FIG. 8, for example, the three second
次に、欠陥判定部34は、欠陥候補部43を楕円弧とみなして楕円で近似し、この楕円に基づいて欠陥候補部43の重心、及び長軸の算出を行う(ステップS10)。図9は、欠陥候補部43aの特徴量を抽出する方法の一例を説明するための概略図である。図9には、楕円弧状に湾曲する欠陥候補部43aの内側の位置に算出された重心c(図心)が示されている。
Next, the
次に、幅算出領域Lcの切り出しを行う(ステップS11)。欠陥判定部34は、欠陥候補部43aの長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域Lcを切り出す。この幅算出領域Lcは、被検査物10の加工段階や、加工方法等に応じて予め定められた値である。
Next, the width calculation area Lc is cut out (step S11). The
なお、幅算出領域Lcが小さすぎると、欠陥でないものが、欠陥としての特徴を示してしまう可能性が高まり、誤検出の割合が高まってしまう。一方で、幅算出領域Lcが大きすぎると、欠陥候補部43aの線幅でなく、欠陥候補部43aの全体としての幅Bを算出することになって欠陥候補部43aとしての特徴を抽出しにくくなり、欠陥の検出漏れの割合が高まってしまう。このようなことから幅算出領域Lcの長さは、0.3 mm以上、10 mm以下であることが好ましく、1 mm以上、6 mm以下であることがより好ましい。幅算出領域Lcがこのような範囲とされることによって、被検査物10の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して検出漏れ、及び過検出をより低減することができる。
Note that if the width calculation region Lc is too small, there is a high possibility that a non-defect will show a feature as a defect, and the false detection rate will increase. On the other hand, if the width calculation region Lc is too large, it is difficult to extract features as the
欠陥や、欠陥とはならない磁気的不連続部、表面形状の変化部等はいずれも、その端部の付近では判別が容易でなくなる。更に、これらは、重心付近から離れるほど、長軸方向に対する傾きが大きくなって正確な線幅を検出しにくくなる。したがって、幅算出領域Lcは、欠陥候補部43aの重心cを含むことが好ましい。これによって、被検査物10の欠陥の形状がより確実に特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とをより高い確度で識別して過検出をより低減することができる。ここで、幅算出領域Lcが、欠陥候補部43aの重心cを含むとは、幅算出領域Lcの両端のそれぞれから長軸方向とは垂直方向に線を延ばしたときにその2線の間に重心cが位置していることを意味している。
Any defect, a magnetic discontinuity that does not become a defect, a surface shape change part, or the like is not easily distinguished in the vicinity of the end. Furthermore, as the distance from the vicinity of the center of gravity increases, the inclination with respect to the major axis direction increases and it becomes difficult to detect an accurate line width. Accordingly, the width calculation region Lc preferably includes the center of gravity c of the
次に、欠陥判定部34は、幅wの算出を行う(ステップS12)。幅wは、欠陥候補部43の長軸方向と平行な2直線の間に欠陥候補部43aが収まり、かつ2直線の間の距離が最小となるものである。
Next, the
まず、欠陥判定部34は、欠陥候補部43aの長軸方向と平行な2直線s1、s2を欠陥候補部43aを挟むようにして両外側に描く。図9の例示では、欠陥候補部43aの湾曲する内側に直線s1が描かれ、外側に直線s2が描かれている。更に、欠陥判定部34は、2直線s1、s2を長軸方向と平行を保ったままで欠陥候補部43aにそれぞれ近づけていく。すなわち、直線s1は、矢印d1で示される方向に近づけられ、直線s2は、矢印d2で示される方向に近づけられる。そして、直線s1、及び直線s2の各々が、欠陥候補部43aの輪郭と最初に交わる位置、すなわち、交点v1、及び交点v2が定められる。そして、このようにして定まった2直線s1、s2の間の距離が欠陥候補部43aの幅wと定義される。
First, the
欠陥判定部34は、この幅wが、予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部43aを欠陥と判定することで、欠陥の検出を行う(ステップS13)。そして、図8に示される欠陥候補部43e、及び43fについても同様にして欠陥の検出が行われる。
When the width w is within a predetermined range, the
図10は、抽出された欠陥50の一例が示された画像の概略図である。図9における3つの欠陥候補部43a、43e、及び43fの内で欠陥候補部43e、及び43fが除外され、欠陥候補部43aのみが欠陥50と判定されている。そして、検出装置30は、コントローラCに検出した欠陥50の位置データを出力する。
FIG. 10 is a schematic diagram of an image showing an example of the extracted
被検査物10に形成される磁粉指示模様にはその形成要因によって特徴が表れる。例えば有害なきずの磁粉指示模様は輪郭が、明りょう、線形状、途切れが少ないといった特徴を有し、一方で、無害なきずの磁粉指示模様は輪郭が、不明りょう、鋸歯状、途切れが多いなどといった特徴を有する。このような磁粉指示模様の特徴は磁粉探傷試験において画像処理を行うと、幅wに特に顕著に表れる。そして、本実施形態は、この幅wの値を判定基準に反映することで、有害なきずによる磁粉指示模様とそれ以外の磁粉指示模様との識別を行うものである。したがって、本実施形態に係る磁粉探傷装置1による欠陥検出方法によれば、新たな磁粉指示模様形状の特徴を画像処理上の値として捉えることが可能となり、有害なきずによる磁粉指示模様とそれ以外の磁粉指示模様とのより確度の高い識別が可能となる。
The magnetic powder indicating pattern formed on the object to be inspected 10 is characterized by its formation factor. For example, the magnetic particle indicating pattern of harmful flaws has the characteristics that the outline is clear, line shape, and there are few discontinuities, while the magnetic powder indicating pattern of harmless flaws has the outline, unknown, serrated, and many discontinuities, etc. It has the following characteristics. Such a feature of the magnetic particle indicating pattern is particularly prominent in the width w when image processing is performed in the magnetic particle inspection test. In the present embodiment, the value of the width w is reflected in the determination criterion, so that the magnetic powder instruction pattern due to harmful flaws is distinguished from other magnetic powder instruction patterns. Therefore, according to the defect detection method by the magnetic
なお、欠陥候補部43が欠陥50であるか否かの判定は幅wに加えて他の判定値に基づいて行われても良い。その際には、ステップS4と同様に、判定値として例えば、面積、長さ、縦方向の幅、横方向の幅が用いられ、欠陥判定基準値との比較に基づいて欠陥であるか否かを判定する方法が用いられても良い。そして、その際に、幅wによる判定が優先するようになされても良い。なお、欠陥判定基準値は、第2の抽出部33における第2の判定基準値よりも、領域が、欠陥としてより抽出されにくくする値であると良い。
The determination as to whether or not the defect candidate portion 43 is the
なお、検出装置30は、原画像や、各工程で抽出された画像、算出された幅w、判定値等のデータが適宜主記憶部に格納されるように構成されても良い。
Note that the
更に、検出装置30は、各閾値、各判定基準値、幅算出領域等の値を適宜変更可能に構成されると良い。これによって、欠陥として検出される欠陥の大きさを適宜変更することができ、欠陥の検査精度を適宜調節することができ、使い勝手が良い。
Furthermore, the
以上のように、本実施形態では、カメラ16が、被検査物10を撮影し、検出装置30が、カメラ16によって取得された原画像から被検査物10の欠陥を検出する磁粉探傷装置1による欠陥検出方法において、検出装置30が有する欠陥判定部34が、原画像から抽出された欠陥候補部43の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域Lcにおいて、欠陥候補部43の長軸方向と平行な2直線s1、s2の間に欠陥候補部43が収まり、かつ2直線s1、s2の間の距離が最小となる幅wが予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部43を欠陥50と判定する。
As described above, in the present embodiment, the
これによって、被検査物10の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、本実施形態によれば、欠陥の検出率が高められた磁粉探傷装置1による欠陥検出方法を提供することができる。
Thereby, the shape of the defect of the
更に、本実施形態に係る磁粉探傷装置1は、被検査物10を撮影するカメラ16と、カメラ16によって取得された原画像から被検査物10の欠陥を検出する検出装置30とを備え、検出装置30は、原画像から抽出された欠陥候補部43の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域Lcにおいて、欠陥候補部43の長軸方向と平行な2直線s1、s2の間に欠陥候補部43が収まり、かつ2直線s1、s2の間の距離が最小となる幅wが予め定められた範囲内である場合に、欠陥候補部43を欠陥50と判定する欠陥判定部34を有する。
Furthermore, the magnetic
これによって、被検査物10の欠陥の形状が特徴量として定量的に抽出され、欠陥と、それ以外とを高い確度で識別して過検出を低減することができる。したがって、本実施形態によれば、欠陥の検出率が高められた磁粉探傷装置1を提供することができる。
Thereby, the shape of the defect of the
なお、探傷装置としての磁粉探傷装置1は、上述の構成に限定されるものではない。例えば、コントローラCと、検出装置30とが一体に構成されていても良い。すなわち、コントローラCが、第1の抽出部31、検査領域生成部32、第2の抽出部33、及び欠陥判定部34を備える構成であっても良い。このような構成にすることで、磁粉探傷装置1が簡素化され、小型化が図れる。更に、検出装置30は、第1の欠陥候補部40が抽出された画像、生成された検査領域41、第2の欠陥候補部42が抽出された画像、第2の欠陥候補部42が膨張処理された画像、検出された欠陥の画像、算出された判定値等のデータを表示させるモニタを備える構成であっても良い。このような構成により、適宜欠陥の検出結果を確認することができ、使い勝手が良い。
In addition, the magnetic particle
更に、磁粉探傷装置1は、コントローラCに接続される別のコントローラを更に備える構成であっても良い。別のコントローラは、コントローラCと同様に、演算処理及び制御処理を行う処理装置、データが格納される主記憶装置等から構成され、例えば、CPU、主記憶装置、タイマ、入力回路、出力回路、電源回路等を備えるマイクロコンピュータである。コントローラCは、第1の欠陥候補部40が抽出された画像、生成された検査領域41、第2の欠陥候補部42が抽出された画像、第2の欠陥候補部42が膨張処理された画像、検出された欠陥の画像、算出された判定値等のデータを別のコントローラへ送る。一方、別のコントローラは、コントローラCから送られるこれらのデータを、その主記憶装置に、予め格納された被検査物10のサイズや材質等のデータに関連付けて格納する。
Furthermore, the magnetic
このような構成にすることで、別のコントローラによって被検査物10の欠陥のマッピングデータを作成することができ、被検査物10の生産管理が容易に行える。なお、コントローラCが、別のコントローラから被検査物10のサイズや材質等のデータを受け取り、被検査物10の欠陥のマッピングデータを作成するように構成されていても良い。
With such a configuration, the mapping data of the defect of the
本開示の探傷装置は、磁粉探傷装置1に限定されるものではなく、例えば、浸透液を用いて被検査物10の表面の欠陥を探傷する浸透探傷装置であっても良く、被検査物10の表面を撮影する入力装置と、入力装置によって取得された原画像を処理して表面における欠陥を検出する検出装置とを備える、あらゆる探傷装置に適用することができる。
The flaw detection apparatus of the present disclosure is not limited to the magnetic particle
1 磁粉探傷装置(探傷装置)
10 被検査物
16 カメラ(入力装置)
30 検出装置
31 第1の抽出部
32 検査領域生成部
33 第2の抽出部
34 欠陥判定部
40 第1の欠陥候補部
41 検査領域
42 第2の欠陥候補部
43 欠陥候補部
50 欠陥
C 重心(図心)
Lc 幅算出領域
s1、s2 直線
w 幅
1 Magnetic particle flaw detector (Flaw detector)
10
DESCRIPTION OF
Lc width calculation area s1, s2 straight line w width
Claims (14)
前記入力装置によって取得された原画像から前記被検査物の欠陥を検出する検出装置と
を備える探傷装置において、
前記検出装置は、
前記原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、前記欠陥候補部の前記長軸方向と平行な2直線の間に前記欠陥候補部が収まり、かつ2直線の間の距離(幅)が予め定められた範囲内である場合に、前記欠陥候補部を前記欠陥と判定する欠陥判定部を有することを特徴とする
探傷装置。 An input device for imaging the object to be inspected;
In a flaw detection apparatus comprising a detection device that detects a defect of the inspection object from an original image acquired by the input device,
The detection device includes:
In the width calculation region having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate portion extracted from the original image, the defect candidate portion is between two straight lines parallel to the major axis direction of the defect candidate portion. And a defect determination unit that determines the defect candidate portion as the defect when the distance (width) between the two straight lines is within a predetermined range.
請求項1に記載の探傷装置。 The flaw detection apparatus according to claim 1, wherein the width calculation region includes a center of gravity of the defect candidate portion.
前記原画像を第1の閾値で二値化して第1の欠陥候補部を抽出する第1の抽出部と、
前記第1の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成する検査領域生成部と、
前記検査領域を前記第1の閾値よりも小である第2の閾値で二値化して第2の欠陥候補部を抽出する第2の抽出部と
を更に有し、
前記欠陥候補部は、前記第2の欠陥候補部が膨張処理された領域であることを特徴とする
請求項1乃至2のいずれか1項に記載の探傷装置。 The detection device includes:
A first extraction unit that binarizes the original image with a first threshold and extracts a first defect candidate portion;
An inspection region generation unit that generates an inspection region so that the first defect candidate portion is included;
A second extraction unit that binarizes the inspection region with a second threshold that is smaller than the first threshold and extracts a second defect candidate portion;
The flaw detection apparatus according to any one of claims 1 to 2, wherein the defect candidate portion is a region in which the second defect candidate portion is subjected to an expansion process.
請求項3に記載の探傷装置。 The flaw detection apparatus according to claim 3, wherein the inspection area is an area surrounded by a rectangle enlarged by a predetermined width from a minimum rectangle including the first defect candidate portion.
請求項3乃至4のいずれか1項に記載の探傷装置。 5. The flaw detection apparatus according to claim 3, wherein the expansion process is a process of expanding each of the second defect candidate portions in at least a major axis direction.
前記被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、
前記被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置と
を更に備える磁粉探傷装置であることを特徴とする
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の探傷装置。 The flaw detection apparatus comprises:
A magnetic powder spreading device for applying magnetic powder to the object to be inspected;
6. The flaw detection apparatus according to claim 1, further comprising: a magnetizing device that magnetizes the object to be inspected to form a magnetic particle indicating pattern based on a leakage magnetic flux.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の探傷装置。 The flaw detector according to any one of claims 1 to 6, wherein the length of the width calculation region is 0.3 mm or more and 10 mm or less.
検出装置が、前記入力装置によって取得された原画像から前記被検査物の欠陥を検出する探傷装置による欠陥検出方法において、
前記検出装置が有する欠陥判定部が、前記原画像から抽出された欠陥候補部の長軸方向に予め定められた長さを有した幅算出領域において、前記欠陥候補部の前記長軸方向と平行な2直線の間に前記欠陥候補部が収まり、かつ2直線の間の距離(幅)が予め定められた範囲内である場合に、前記欠陥候補部を前記欠陥と判定することを特徴とする
探傷装置による欠陥検出方法。 The input device photographs the object to be inspected,
In the defect detection method by the flaw detection apparatus, wherein the detection apparatus detects the defect of the inspection object from the original image acquired by the input device.
The defect determination unit included in the detection device is parallel to the major axis direction of the defect candidate portion in a width calculation region having a predetermined length in the major axis direction of the defect candidate portion extracted from the original image. The defect candidate portion is determined to be the defect when the defect candidate portion falls between two straight lines and the distance (width) between the two straight lines is within a predetermined range. A defect detection method using a flaw detector.
請求項8に記載の探傷装置による欠陥検出方法。 The defect detection method according to claim 8, wherein the width calculation region includes a center of gravity of the defect candidate portion.
検査領域生成部が、前記第1の欠陥候補部が含まれるように検査領域を生成し、
第2の抽出部が、前記検査領域を前記第1の閾値よりも小である第2の閾値で二値化して第2の欠陥候補部を抽出し、
前記欠陥候補部は、前記第2の欠陥候補部が膨張処理された領域であることを特徴とする
請求項8乃至9のいずれか1項に記載の探傷装置による欠陥検出方法。 A first extraction unit further included in the detection device binarizes the original image with a first threshold to extract a first defect candidate portion,
An inspection region generation unit generates an inspection region so that the first defect candidate portion is included;
A second extraction unit binarizes the inspection region with a second threshold value that is smaller than the first threshold value, and extracts a second defect candidate portion;
The defect detection method according to claim 8, wherein the defect candidate portion is a region in which the second defect candidate portion is expanded.
請求項10に記載の探傷装置による欠陥検出方法。 The defect by the flaw detection apparatus according to claim 10, wherein the inspection area is an area surrounded by a rectangle enlarged by a predetermined width from a minimum rectangle including the first defect candidate portion. Detection method.
請求項10乃至11のいずれか1項に記載の探傷装置による欠陥検出方法。 The defect detection method using the flaw detection apparatus according to claim 10, wherein the expansion process is a process of expanding the second defect candidate portion in at least the major axis direction.
前記被検査物に磁粉を適用する磁粉散布装置と、
前記被検査物を磁化して漏えい磁束による磁粉指示模様を形成する磁化装置と
を更に備える磁粉探傷装置であることを特徴とする
請求項8乃至12のいずれか1項に記載の探傷装置による欠陥検出方法。 The flaw detection apparatus comprises:
A magnetic powder spreading device for applying magnetic powder to the object to be inspected;
The defect by the flaw detector according to any one of claims 8 to 12, further comprising a magnetizing device that magnetizes the object to be inspected and forms a magnetic particle indicating pattern by a leakage magnetic flux. Detection method.
請求項8乃至13のいずれか1項に記載の探傷装置による欠陥検出方法。 The defect detection method using the flaw detector according to any one of claims 8 to 13, wherein the length of the width calculation region is 0.3 mm or more and 10 mm or less.
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