JP2021117011A - Surface defect inspection apparatus for metal plate - Google Patents

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Abstract

To provide a surface defect inspection apparatus for a metal plate that can detect a clear distinction between the harmfulness and harmlessness of appearance abnormality on the rear surface of a running metal plate.SOLUTION: A surface defect inspection apparatus for a metal plate comprises: a front-side pinch roller (12); a rear-side pinch roller (16) for forming a pass line of a metal plate (14) in between with the front-side pinch roller (12); a rear surface inspection roller (18) for abutting from above against the metal plate (14) on the pass line; a lighting unit (22) for radiating light to an imaging target position (20) formed on the rear surface of the metal plate (14) by the abutment of the rear surface inspection roller (18); and a reflection light imaging unit (24) for imaging the reflection light at the imaging target position (20). A guide roller (30), which is in noncontact with the rear surface inspection roller (18), is arranged between the rear surface inspection roller (18) and the rear-side pinch roller (16). The guide roller (30) lifts the pass line of the metal plate (14) upwards in order to gain momentum.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、表面検査の対象物である金属板に対して、光源から照明光を照射し、その反射光を撮像カメラで撮像し、得られた画像の信号を処理して表面欠陥の検査を行う金属板の表面欠陥検査装置に関する。 In the present invention, a metal plate, which is an object of surface inspection, is irradiated with illumination light from a light source, the reflected light is imaged by an imaging camera, and the signal of the obtained image is processed to inspect surface defects. The present invention relates to a surface defect inspection device for a metal plate.

金属板の一種であり、焼鈍工程、調質圧延工程を経て生産される鋼板では、その表面に現れる外観異常として、ヘゲ疵、巻き締め疵、横ズレ疵などがあり、これらの表面欠陥を含む鋼板は品質不良品となる。特殊鋼、普通鋼の最終検査工程では、めっき製品やステンレス製品とは異なり、工程間の錆やコイルの層間ズレによる疵を抑制するため、冷間圧延や調質圧延の油が付着した状態で検査を行う必要がある。加えて焼鈍によって不可避的に発生する焼鈍縞も含まれる。これらの外観異常を含む鋼板は、製品用途によっては、品質不良品とはならない。このため、鋼板の製造現場では、これらの外観異常を精度よく峻別することが求められる。
なお、上述した各種の外観異常のうち何が有害であり何が無害であるかは、金属板のユーザーによってそれぞれ異なるものである。したがって、外観異常のうち何を有害とし何を無害とするかは、ユーザーと製造業者との間の品質面に関する契約によって決められるものであり、製造業者はその契約に応じた検査項目・検査基準で外観異常の有害・無害を区別することが求められる。
A type of metal plate, which is a type of steel sheet produced through the annealing process and temper rolling process, has appearance abnormalities that appear on its surface, such as hesitation defects, winding defects, and lateral displacement defects. The steel sheet containing it is a defective product. In the final inspection process of special steel and ordinary steel, unlike plated products and stainless steel products, in order to suppress rust between processes and flaws due to misalignment of coils, cold rolling or temper rolling oil is attached. Need to be inspected. In addition, annealing fringes that are inevitably generated by annealing are also included. A steel sheet containing these abnormal appearances may not be a defective product depending on the product application. Therefore, at the steel sheet manufacturing site, it is required to accurately distinguish these appearance abnormalities.
It should be noted that what is harmful and what is harmless among the various appearance abnormalities described above differs depending on the user of the metal plate. Therefore, what is harmful and what is harmless among the appearance abnormalities is determined by the quality contract between the user and the manufacturer, and the manufacturer has the inspection items and inspection standards according to the contract. It is required to distinguish between harmful and harmless appearance abnormalities.

従来より、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1(日本国・特許第6117398号公報)には、走行する鋼板表面のうちロールで下から支持された撮像対象部位を照明する照明部と、正反射方向との成す角度が第1の角度γとなる方向への乱反射光を撮像する第1の乱反射光撮像部と、正反射方向との成す角度が第2の角度δ(但しδ>γ)となる方向への乱反射光を撮像する第2の乱反射光撮像部と、第1の乱反射光撮像部が撮像して得られた第1の乱反射画像信号と、第2の乱反射光撮像部が撮像して得られた第2の乱反射画像信号とを処理する画像信号処理部を備え、画像信号処理部は、第1の乱反射画像信号のうち所定の第1の閾値より低輝度となる部位であって、同部位について第2の乱反射画像信号が所定の第2の閾値より高輝度となる部位を表面欠陥部位として検出する表面欠陥検査装置が開示されている。
かかる技術によれば、表面にめっき等の表面処理が施されていない鋼板を検査対象として外観異常の有害、無害を区別して検出することが可能となる。
Conventionally, as a technique of this kind, for example, in the following Patent Document 1 (Japanese Patent No. 6117398), an illumination unit that illuminates an image pickup target portion supported from below by a roll on a traveling steel plate surface. The angle formed by the first diffused reflected light imaging unit that captures the diffusely reflected light in the direction in which the angle formed by the normal reflection direction is the first angle γ and the angle formed by the normal reflection direction is the second angle δ (however, δ). A second diffused reflected light imaging unit that images diffused reflected light in the direction of> γ), a first diffused reflected image signal obtained by imaging by the first diffused reflected light imaging unit, and a second diffused reflected light imaging. The image signal processing unit includes an image signal processing unit that processes a second diffused reflection image signal obtained by imaging the unit, and the image signal processing unit has a brightness lower than a predetermined first threshold value among the first diffused reflection image signals. A surface defect inspection apparatus is disclosed that detects a portion having a second diffused reflection image signal having a brightness higher than a predetermined second threshold value as a surface defect portion.
According to such a technique, it is possible to distinguish between harmful and harmless appearance abnormalities by inspecting a steel sheet whose surface has not been surface-treated such as plating.

特許第6117398号公報Japanese Patent No. 6117398

しかしながら、上記の従来技術には次の課題がある。
上述のように、走行中の金属板をロールで下から支持して金属板の表面(上表面)に形成される撮像対象部位で金属板の表面欠陥を検査する場合には何ら問題はないが、例えば、走行する金属板の表裏両面(上下両表面)を同時に検査すべく、その金属板をロールで上から支持して金属板裏面(下表面)に形成される撮像対象部位の表面欠陥を検査する際に、検査対象の金属板が例えば展延性に富んだ薄物などであった場合には、その金属板裏面の検査精度が低下するようになるという問題が生じていた。この点について詳述すると、金属板における撮像対象部位は、ロールで支持されたパスラインが極めて安定している位置に設けられるが、金属板の裏面を検査する場合のように、走行する金属板に上からロールを押し当ててこれを支持する場合には、金属板を下支えするものがないため、その自重などにより(上からのロールに支持された)金属板が垂れ下がってパスラインがバタつくようになる。その結果、撮像対象部位における信号の反射レベルが安定できず、外観異常の有害、無害の区別が困難になっていた。なお、かかる問題を解消するためには、走行する金属板にバックテンションを加えることによってパスラインを安定化させればよいが、検査対象の金属板が例えばビッカース硬度90〜170HV程度で且つ板厚0.5mm以下の薄物焼鈍材などの場合には、パスラインが安定する程度までバックテンションを加えた場合、ウレタン製ピンチロール(動力有)でスリップ疵が発生する、或いは、ライン入側と出側のスピード同期が難しくなり、高速運転が不可能になる、等の問題が発生する。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.
As described above, there is no problem when the surface defect of the metal plate is inspected at the part to be imaged formed on the surface (upper surface) of the metal plate by supporting the running metal plate from below with a roll. For example, in order to simultaneously inspect both the front and back surfaces (both upper and lower surfaces) of a traveling metal plate, the metal plate is supported from above with a roll to detect surface defects of the imaging target portion formed on the back surface (lower surface) of the metal plate. At the time of inspection, if the metal plate to be inspected is, for example, a thin material having a high spreadability, there is a problem that the inspection accuracy of the back surface of the metal plate is lowered. To elaborate on this point, the part to be imaged on the metal plate is provided at a position where the pass line supported by the roll is extremely stable, but the traveling metal plate is as in the case of inspecting the back surface of the metal plate. When the roll is pressed against the top to support it, there is nothing to support the metal plate, so the metal plate (supported by the roll from above) hangs down due to its own weight and the path line flutters. Will be. As a result, the reflection level of the signal at the part to be imaged cannot be stabilized, and it is difficult to distinguish between harmful and harmless appearance abnormalities. In order to solve this problem, the pass line may be stabilized by applying back tension to the traveling metal plate, but the metal plate to be inspected has, for example, a Vickers hardness of about 90 to 170 HV and a plate thickness. In the case of thin annealed material of 0.5 mm or less, if back tension is applied to the extent that the pass line is stable, slip flaws will occur due to the urethane pinch roll (with power), or the line will enter and exit. Problems such as difficulty in speed synchronization on the side and inability to operate at high speed occur.

それゆえに、本発明の目的は、走行する金属板の裏面側における外観異常の有害、無害を明確に区別して検出することができる金属板の表面欠陥検査装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a surface defect inspection device for a metal plate capable of clearly distinguishing and detecting harmful and harmless appearance abnormalities on the back surface side of the traveling metal plate.

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図1および図2に示すように、金属板の表面欠陥検査装置10を次のように構成した。
すなわち、上下一組の前側ピンチロール12と、その前側ピンチロール12との間に金属板14が走行するパスラインを形成する上下一組の後側ピンチロール16と、上記パスライン上を走行する金属板14に対して上側から当接する裏面検査用ロール18と、走行する上記の金属板14の下方に配設され、上記の裏面検査用ロール18が上記の金属板14に当接することによって当該金属板14の裏面に形成される撮像対象部位20へ向けて光を照射する照明部22と、上記の撮像対象部位20での反射光を撮像する反射光撮像部24と、その反射光撮像部24で撮像した反射光より得られる画像信号に基づいて上記の金属板14の表面欠陥部位を検出する画像信号処理部26とを備える。上記の裏面検査用ロール18と後側ピンチロール16との間に、上記の裏面検査用ロール18とは非接触のガイドロール30を配設し、そのガイドロール30で上記の金属板14の上記パスラインを上方へと持ち上げ付勢する。
In order to achieve the above object, the present invention comprises, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, the surface defect inspection apparatus 10 for a metal plate is configured as follows.
That is, the upper and lower sets of the front pinch rolls 12 and the upper and lower sets of the rear pinch rolls 16 forming a pass line on which the metal plate 14 runs between the front pinch rolls 12 and the front pinch rolls 12 run on the pass lines. The back surface inspection roll 18 that comes into contact with the metal plate 14 from above and the back surface inspection roll 18 that is arranged below the traveling metal plate 14 and that comes into contact with the metal plate 14 are said to be concerned. An illumination unit 22 that irradiates light toward the imaging target portion 20 formed on the back surface of the metal plate 14, a reflected light imaging unit 24 that images the reflected light at the imaging target portion 20, and a reflected light imaging unit thereof. An image signal processing unit 26 for detecting a surface defect portion of the metal plate 14 based on an image signal obtained from the reflected light imaged in 24 is provided. A guide roll 30 that is not in contact with the back surface inspection roll 18 is disposed between the back surface inspection roll 18 and the rear pinch roll 16, and the guide roll 30 is used to cover the metal plate 14 of the metal plate 14. Lift the pass line upward and urge it.

本発明の金属板の表面欠陥検査装置は次の作用効果を奏する。
裏面検査用ロールと後側ピンチロールの間にガイドロールを配設し、そのガイドロールで金属板のパスラインを上方へと持ち上げ付勢するようにしているので、裏面検査用ロールの最下点前後の表面に沿って金属板が巻きついて撮像対象部位が形成されるようになる。その結果、撮像対象部位において金属板のバタつきが無くなり、撮像対象部位における信号(反射光)の反射レベルが安定し、走行する金属板の裏面側における外観異常の有害、無害を明確に区別して検出することが可能な金属板の表面欠陥装置を提供することができる。
また、上記ガイドロールは裏面検査用ロールとは非接触であるため、金属板表面に塗布されている油が絞られて滴下し、反射光撮像部や照明部などを汚染させたり、光の光軸と干渉することなどを防止することができる。
The surface defect inspection device for a metal plate of the present invention has the following effects.
A guide roll is placed between the backside inspection roll and the rear pinch roll, and the guide roll lifts the path line of the metal plate upward to urge it, so the lowest point of the backside inspection roll. A metal plate is wrapped around the front and rear surfaces to form an imaging target portion. As a result, the fluttering of the metal plate is eliminated in the part to be imaged, the reflection level of the signal (reflected light) in the part to be imaged is stable, and the harmfulness and harmlessness of the appearance abnormality on the back surface side of the traveling metal plate are clearly distinguished. It is possible to provide a surface defect device for a metal plate that can be detected.
Further, since the guide roll is not in contact with the back surface inspection roll, the oil applied to the surface of the metal plate is squeezed and dropped to contaminate the reflected light imaging part, the lighting part, etc., or the light of light. It is possible to prevent interference with the shaft.

本発明においては、前記の裏面検査用ロール18の直径が100mm以上であり、前記の撮像対象部位20における上記の裏面検査用ロール18への前記の金属板14の巻きつけ角度θ1が10°以上であることが好ましい。
さらには、上記の撮像対象部位20における上記の裏面検査用ロール18への金属板14の巻きつけ角度θ1のうち、上記の裏面検査用ロール18の最下点P1より上記の金属板14の走行方向下流側の角度θ2が2°以上であることが好ましい。
これらの場合、上述した作用効果がより一層顕著となるのに加え、表面欠陥検査装置の全体をコンパクトにまとめることができると共に、ガイドロール通過後に金属板に逆そりが発生するのを予防することができるようになる。
In the present invention, the diameter of the back surface inspection roll 18 is 100 mm or more, and the winding angle θ1 of the metal plate 14 around the back surface inspection roll 18 at the imaging target portion 20 is 10 ° or more. Is preferable.
Further, of the winding angle θ1 of the metal plate 14 around the back surface inspection roll 18 at the imaging target portion 20, the metal plate 14 travels from the lowest point P1 of the back surface inspection roll 18. It is preferable that the angle θ2 on the downstream side in the direction is 2 ° or more.
In these cases, in addition to the above-mentioned effects becoming more remarkable, the entire surface defect inspection device can be compactly integrated, and the metal plate can be prevented from being warped after passing through the guide roll. Will be able to.

さらに、本発明は、後述する実施形態に記載された特有の構成を付加することが好ましい。 Further, it is preferable that the present invention adds a unique configuration described in an embodiment described later.

本発明における一実施形態の金属板の表面欠陥検査装置の概略を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the outline of the surface defect inspection apparatus of the metal plate of one Embodiment in this invention. 図1における要部を拡大した概略フロー図である。It is a schematic flow chart which enlarged the main part in FIG. 本発明における一実施形態の金属板の表面欠陥検査装置を用いて金属板表裏の微小横ズレ疵発生箇所を検査した際に出力された疵情報画像である。It is a defect information image output when the location where a minute lateral deviation occurs on the front and back of the metal plate is inspected by using the surface defect inspection apparatus of the metal plate of one embodiment of the present invention. 従来の金属板の表面欠陥検査装置を用いて金属板表裏の微小横ズレ疵発生箇所を検査した際に出力された疵情報画像である。This is a defect information image output when a minute lateral deviation occurrence location on the front and back of the metal plate is inspected using a conventional surface defect inspection device for the metal plate.

以下、本発明の金属板の表面欠陥検査装置について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明における一実施形態の金属板の表面欠陥検査装置10の概略を示すフロー図である。本発明の金属板の表面欠陥検査装置10は、連続酸洗ラインやめっき・カラー塗装ラインやスリッターライン等における金属板14のパスライン上に設置され、金属板14の表面に現れる外観異常の有害、無害を区別して検出するものであり、この図が示すように、前側ピンチロール12,後側ピンチロール16,表面検査用ロール17,裏面検査用ロール18,照明部21と22,反射光撮像部23と24,画像信号処理部26,検査結果出力部28およびガイドロール30で大略構成される。
なお、本実施形態における金属板14は、鋼板であって、表面にめっき処理が施されておらず、塗油が付着した状態のものである。
Hereinafter, the surface defect inspection apparatus for the metal plate of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flow chart illustrating an outline of a surface defect inspection device 10 for a metal plate according to an embodiment of the present invention. The metal plate surface defect inspection device 10 of the present invention is installed on the pass line of the metal plate 14 in a continuous pickling line, a plating / color coating line, a slitter line, etc., and is harmful to the appearance abnormality appearing on the surface of the metal plate 14. As shown in this figure, front pinch roll 12, rear pinch roll 16, front surface inspection roll 17, back surface inspection roll 18, illumination units 21 and 22, reflected light imaging. It is roughly composed of units 23 and 24, an image signal processing unit 26, an inspection result output unit 28, and a guide roll 30.
The metal plate 14 in the present embodiment is a steel plate, the surface of which has not been plated, and in which oil is adhered.

前側ピンチロール12は、本発明の表面欠陥検査装置10へ導入される金属板14のパスラインの起点を形成するロール(回転体)であり、金属板14の裏面に当接してこれを下支えする前側下部ロール12aと、この前側下部ロール12aの直上に配設され、当該前側下部ロール12aと協働して挟み込んだ金属板14をその走行方向下流側へと送り出す前側上部ロール12bとの上下一組のロールで構成されている。 The front pinch roll 12 is a roll (rotating body) that forms the starting point of the pass line of the metal plate 14 introduced into the surface defect inspection apparatus 10 of the present invention, and abuts on the back surface of the metal plate 14 to support it. The upper and lower rolls 12a on the front side and the upper roll 12b on the front side which is arranged directly above the lower roll 12a on the front side and sends the metal plate 14 sandwiched in cooperation with the lower roll 12a on the front side to the downstream side in the traveling direction. It consists of a set of rolls.

後側ピンチロール16は、本発明の表面欠陥検査装置10へ導入された金属板14のパスラインの終点を形成するロール(回転体)であり、金属板14の裏面に当接してこれを下支えする後側下部ロール16aと、この後側下部ロール16aの直上に配設され、当該後側下部ロール16aと協働して挟み込んだ金属板14を表面欠陥検査の後工程へと送り出す後側上部ロール16bとの上下一組のロールで構成されている。 The rear pinch roll 16 is a roll (rotary body) that forms the end point of the pass line of the metal plate 14 introduced into the surface defect inspection device 10 of the present invention, and is in contact with the back surface of the metal plate 14 to support it. The rear lower roll 16a and the metal plate 14 arranged directly above the rear lower roll 16a and sandwiched in cooperation with the rear lower roll 16a are sent to the post-process of the surface defect inspection. It is composed of a pair of upper and lower rolls with a roll 16b.

表面検査用ロール17は、表面欠陥検査装置10内に形成されるパスラインのうち前記の前側ピンチロール12の直後を走行する金属板14の裏面に当接してこれを下支えし、走行する金属板14の表面に、当該金属板14が板厚方向に揺れることのない撮像対象部位19を形成するためのロール(回転体)である。この表面検査用ロール17は、その直径が100mm以上であることが好ましい。このように表面検査用ロール17の直径が100mm以上であれば、表面欠陥の検査に好適な撮像対象部位19を形成することができるようになるからである。なお、図示実施形態では、この表面検査用ロール17として直径200mmの硬質ウレタンゴムロールを採用している。 The surface inspection roll 17 abuts on the back surface of the metal plate 14 running immediately after the front pinch roll 12 among the pass lines formed in the surface defect inspection device 10, supports the back surface, and runs the metal plate. It is a roll (rotating body) for forming an image pickup target portion 19 on the surface of the metal plate 14 so that the metal plate 14 does not shake in the plate thickness direction. The surface inspection roll 17 preferably has a diameter of 100 mm or more. This is because if the diameter of the surface inspection roll 17 is 100 mm or more, it is possible to form an image pickup target portion 19 suitable for inspection of surface defects. In the illustrated embodiment, a hard urethane rubber roll having a diameter of 200 mm is used as the surface inspection roll 17.

裏面検査用ロール18は、表面欠陥検査装置10内に形成されるパスラインのうち上記の表面検査用ロール17と前記の後側ピンチロール16との間を走行する金属板14の表面に当接してこれを上側から支持し、金属板14の裏面に、当該金属板14が板厚方向に揺れることのない撮像対象部位20を形成するためのロール(回転体)である。上述した表面検査用ロール17と同様に、この裏面検査用ロール18も、その直径が100mm以上であることが好ましい。なお、図示実施形態では、この裏面検査用ロール18も直径200mmの硬質ウレタンゴムロールが採用されている。 The back surface inspection roll 18 comes into contact with the surface of the metal plate 14 running between the surface inspection roll 17 and the rear pinch roll 16 of the pass lines formed in the surface defect inspection apparatus 10. This is a roll (rotating body) for supporting the metal plate 14 from above and forming an image pickup target portion 20 on the back surface of the metal plate 14 so that the metal plate 14 does not shake in the plate thickness direction. Like the front surface inspection roll 17 described above, the back surface inspection roll 18 preferably has a diameter of 100 mm or more. In the illustrated embodiment, the back surface inspection roll 18 also employs a hard urethane rubber roll having a diameter of 200 mm.

ここで、上述した表面検査用ロール17と裏面検査用ロール18との位置関係について説明すると、側面視において、上下一組の前側ピンチロール12の接点(金属板14を介して接触する前側下部ロール12aと前側上部ロール12bとの接点)と、上下一組の後側ピンチロール16の接点(金属板14を介して接触する後側下部ロール16aと後側上部ロール16bとの接点)とを結ぶ水平線L1に対して、表面検査用ロール17の最上点P0は、その水平線L1よりも上側に配設され、逆に、裏面検査用ロール18の最下点P1は、その水平線L1よりも下側に配設される。かかる構成により、表面検査用ロール17および裏面検査用ロール18それぞれの表面に金属板14が巻き付くような構造となり、とりわけ表面検査用ロール17においては、金属板14のバタつきが抑えられた良好な撮像対象部位19を形成することができる。 Here, the positional relationship between the front surface inspection roll 17 and the back surface inspection roll 18 described above will be described. In the side view, a pair of upper and lower front pinch rolls 12 contacts (front lower rolls that come into contact with each other via the metal plate 14). The contact point between the 12a and the front upper roll 12b) and the contact point of the upper and lower pair of rear pinch rolls 16 (the contact point between the rear lower roll 16a and the rear upper roll 16b that come into contact with each other via the metal plate 14) are connected. The highest point P0 of the front surface inspection roll 17 is arranged above the horizontal line L1 with respect to the horizontal line L1, and conversely, the lowest point P1 of the back surface inspection roll 18 is below the horizontal line L1. Is arranged in. With such a configuration, the metal plate 14 is wound around the surfaces of the front surface inspection roll 17 and the back surface inspection roll 18, and particularly in the surface inspection roll 17, the fluttering of the metal plate 14 is suppressed. The imaging target portion 19 can be formed.

照明部21は、金属板14の表面(上表面)の撮像対象部位19に照明光を照射するもので、その光源として、金属板14の板幅方向に照明光を照射するLED式のライン照明が用いられる。なお、照明部21の光源はこれに限定されるものではなく、LEDに代えてハロゲンランプ、HIDランプ、蛍光灯などを用いることもできる。
図示実施形態の金属板の表面欠陥検査装置10において、この照明部21は、金属板14表面の撮像対象部位19において金属板14の走行方向に直交する面31(以下、「直交面31」とも言う。)よりも金属板14の走行方向上流側に設置されると共に、金属板14の表面に対する照明光の入射角αが、直交面31に対して所定の鋭角に設定されている。
The illumination unit 21 irradiates the image pickup target portion 19 on the surface (upper surface) of the metal plate 14 with illumination light, and as a light source thereof, LED-type line illumination that irradiates the illumination light in the plate width direction of the metal plate 14. Is used. The light source of the illumination unit 21 is not limited to this, and a halogen lamp, a HID lamp, a fluorescent lamp, or the like can be used instead of the LED.
In the metal plate surface defect inspection device 10 of the illustrated embodiment, the illumination unit 21 is a surface 31 (hereinafter, also referred to as “orthogonal surface 31”) orthogonal to the traveling direction of the metal plate 14 at the imaging target portion 19 on the surface of the metal plate 14. It is installed on the upstream side of the metal plate 14 in the traveling direction, and the incident angle α of the illumination light on the surface of the metal plate 14 is set to a predetermined sharp angle with respect to the orthogonal surface 31.

照明部22は、金属板14の裏面(下表面)の撮像対象部位20に照明光を照射するもので、その光源として、上述の照明部21と同様に、金属板14の板幅方向に照明光を照射するLED式のライン照明が用いられる。なお、照明部22の光源もこれに限定されるものではなく、LEDに代えてハロゲンランプ、HIDランプ、蛍光灯などを用いることもできる。
図示実施形態の金属板の表面欠陥検査装置10において、この照明部22は、金属板14表面の撮像対象部位20において金属板14の走行方向に直交する面32(以下、「直交面32」とも言う。)よりも金属板14の走行方向上流側に設置されると共に、金属板14の表面に対する照明光の入射角βが、直交面32に対して所定の鋭角に設定されている。
The illumination unit 22 irradiates the image pickup target portion 20 on the back surface (lower surface) of the metal plate 14 with illumination light, and as a light source thereof, illuminates the metal plate 14 in the plate width direction in the same manner as the above-mentioned illumination unit 21. LED type line lighting that irradiates light is used. The light source of the illumination unit 22 is not limited to this, and a halogen lamp, a HID lamp, a fluorescent lamp, or the like can be used instead of the LED.
In the metal plate surface defect inspection device 10 of the illustrated embodiment, the illumination unit 22 is a surface 32 (hereinafter, also referred to as “orthogonal surface 32”) orthogonal to the traveling direction of the metal plate 14 at the imaging target portion 20 on the surface of the metal plate 14. It is installed on the upstream side of the metal plate 14 in the traveling direction, and the incident angle β of the illumination light on the surface of the metal plate 14 is set to a predetermined sharp angle with respect to the orthogonal surface 32.

反射光撮像部23は、照明部21から照射された照明光が金属板14表面の撮像対象部位19で反射した光のうち、金属板14表面の塗油ムラの影響を受け難い乱反射光を撮像するもので、高分解能のCMOSラインセンサカメラが用いられる。なお、反射光撮像部23はこれに限定されるものではなく、CMOSラインセンサカメラに代えてCMOSエリアセンサカメラやCCDラインセンサカメラなどを用いることもできる。また、反射光撮像部23の空間分解能や濃度分解能は、検出対象とする外観異常の種類に応じて適宜選択される。
本実施形態では、この反射光撮像部23が、上記の直交面31より金属板14の走行方向下流側に設置されると共に、金属板14の表面からの反射光のうち、正反射光よりも直交面31との間で成す角度が大きな第1の乱反射光34を撮像する低角カメラ23aと、第1の乱反射光34よりも直交面31との間で成す角度が大きな第2の乱反射光36を撮像する高角カメラ23bとで構成されている。なお、この反射光撮像部23は、低角カメラ23aおよび高角カメラ23bと言った2種類の乱反射光を撮像するカメラで構成されたものに限定されるものではなく、例えば目的に応じた1種類の乱反射光を撮像するもので構成するようにしてもよい。
The reflected light imaging unit 23 captures diffusely reflected light that is not easily affected by oil coating unevenness on the surface of the metal plate 14 among the light reflected by the imaging target portion 19 on the surface of the metal plate 14 by the illumination light emitted from the illumination unit 21. A high resolution CMOS line sensor camera is used. The reflected light imaging unit 23 is not limited to this, and a CMOS area sensor camera, a CCD line sensor camera, or the like can be used instead of the CMOS line sensor camera. Further, the spatial resolution and the density resolution of the reflected light imaging unit 23 are appropriately selected according to the type of appearance abnormality to be detected.
In the present embodiment, the reflected light imaging unit 23 is installed on the downstream side of the metal plate 14 in the traveling direction from the above-mentioned orthogonal surface 31, and among the reflected light from the surface of the metal plate 14, the reflected light is more than the specular reflected light. The low-angle camera 23a that captures the first diffusely reflected light 34 that forms a large angle with the orthogonal surface 31, and the second diffusely reflected light that forms a larger angle between the orthogonal surface 31 than the first diffusely reflected light 34. It is composed of a high-angle camera 23b that captures images of 36. The reflected light imaging unit 23 is not limited to those composed of two types of cameras that capture diffusely reflected light, such as a low-angle camera 23a and a high-angle camera 23b, and for example, one type according to a purpose. It may be configured to capture the diffusely reflected light of the above.

反射光撮像部24は、照明部22から照射された照明光が金属板14表面の撮像対象部位20で反射した光のうち、金属板14表面の塗油ムラの影響を受け難い乱反射光を撮像するもので、上記の反射光撮像部23と同様に、高分解能のCMOSラインセンサカメラが用いられる。なお、反射光撮像部24はこれに限定されるものではなく、CMOSラインセンサカメラに代えてCMOSエリアセンサカメラやCCDラインセンサカメラなどを用いることもできる。また、反射光撮像部24の空間分解能や濃度分解能は、検出対象とする外観異常の種類に応じて適宜選択される。
本実施形態では、この反射光撮像部24が、上記の直交面32より金属板14の走行方向下流側に設置されると共に、金属板14の表面からの反射光のうち、正反射光よりも直交面32との間で成す角度が大きな第1の乱反射光38を撮像する低角カメラ24aと、第1の乱反射光38よりも直交面32との間で成す角度が大きな第2の乱反射光40を撮像する高角カメラ24bとで構成されている。なお、この反射光撮像部24は、低角カメラ24aおよび高角カメラ24bと言った2種類の乱反射光を撮像するカメラで構成されたものに限定されるものではなく、例えば目的に応じた1種類の乱反射光を撮像するもので構成するようにしてもよい。
The reflected light imaging unit 24 captures diffusely reflected light that is not easily affected by oil coating unevenness on the surface of the metal plate 14 among the light reflected by the imaging target portion 20 on the surface of the metal plate 14 by the illumination light emitted from the illumination unit 22. As in the case of the reflected light imaging unit 23 described above, a high-resolution CMOS line sensor camera is used. The reflected light imaging unit 24 is not limited to this, and a CMOS area sensor camera, a CCD line sensor camera, or the like can be used instead of the CMOS line sensor camera. Further, the spatial resolution and the density resolution of the reflected light imaging unit 24 are appropriately selected according to the type of appearance abnormality to be detected.
In the present embodiment, the reflected light imaging unit 24 is installed on the downstream side of the metal plate 14 in the traveling direction from the orthogonal surface 32, and among the reflected light from the surface of the metal plate 14, the reflected light is more than the specular reflected light. The low-angle camera 24a that captures the first diffusely reflected light 38 that forms a large angle with the orthogonal surface 32, and the second diffusely reflected light that forms a larger angle between the orthogonal surface 32 than the first diffusely reflected light 38. It is composed of a high-angle camera 24b that captures images of 40. The reflected light imaging unit 24 is not limited to those composed of two types of cameras that capture diffusely reflected light, such as a low-angle camera 24a and a high-angle camera 24b, and for example, one type according to a purpose. It may be configured to capture the diffusely reflected light of the above.

画像信号処理部26は、反射光撮像部23および24で乱反射光を撮像して得られた画像信号を処理して金属板14の外観異常を抽出し、更に抽出した外観異常の有害、無害を分類判定する。この画像信号処理部26は、例えば、表面疵などの外観異常判定ロジックを実行するために必要な各種プログラムが格納されたPC(パーソナルコンピュータ)やマイクロコンピュータなどの演算処理装置で構成される。この必要なプログラムの一つとして、反射光撮像部23および24で得られた画像信号を2値化処理する際の閾値を選択する閾値選択プログラムなどが挙げられる。 The image signal processing unit 26 processes the image signal obtained by imaging the diffusely reflected light by the reflected light imaging units 23 and 24 to extract the appearance abnormality of the metal plate 14, and further, harmful and harmless of the extracted appearance abnormality. Classification judgment. The image signal processing unit 26 is composed of, for example, an arithmetic processing unit such as a PC (personal computer) or a microcomputer in which various programs necessary for executing appearance abnormality determination logic such as surface defects are stored. As one of the necessary programs, there is a threshold selection program for selecting a threshold value when the image signals obtained by the reflected light imaging units 23 and 24 are binarized.

検査結果出力部28は、必要に応じて設置され、画像信号処理部26により有害な外観異常が抽出された場合に、有害な外観異常が検出された旨および検出された有害な外観異常の種類を、表示、印刷等の手段により当製造工程、次の製造工程や必要に応じてユーザーに知らせるものである。この検査結果出力部28は、例えば、モニタ装置やプリンタ装置などで構成される。 The inspection result output unit 28 is installed as necessary, and when a harmful appearance abnormality is extracted by the image signal processing unit 26, the fact that the harmful appearance abnormality is detected and the type of the detected harmful appearance abnormality are detected. Is notified to the user of this manufacturing process, the next manufacturing process, and if necessary by means such as display and printing. The inspection result output unit 28 is composed of, for example, a monitor device, a printer device, or the like.

ガイドロール30は、裏面検査用ロール18と後側ピンチロール16との間において、その裏面検査用ロール18とは非接触の状態で配設されると共に、金属板14が裏面検査用ロール18に支持されてその裏面に撮像対象部位20を形成する際に、当該金属板14が垂れ込まないように、パスラインを上方へと持ち上げ付勢するためのロール(回転体)である。
本実施形態では、このガイドロール30として、直径100mm未満(より詳しくは直径90mm)の硬質ウレタンゴムロールを採用している。このように裏面検査用ロール18よりも小径のロールを用いることによって、このガイドロール30が反射光撮像部24へと向かう第2の乱反射光40の進路を妨害するのを防ぐことができる。
The guide roll 30 is arranged between the back surface inspection roll 18 and the rear pinch roll 16 in a non-contact state with the back surface inspection roll 18, and the metal plate 14 is attached to the back surface inspection roll 18. It is a roll (rotating body) for lifting and urging the pass line upward so that the metal plate 14 does not hang down when the metal plate 14 is supported and formed on the back surface thereof.
In the present embodiment, a hard urethane rubber roll having a diameter of less than 100 mm (more specifically, a diameter of 90 mm) is used as the guide roll 30. By using a roll having a diameter smaller than that of the back surface inspection roll 18 in this way, it is possible to prevent the guide roll 30 from obstructing the path of the second diffusely reflected light 40 toward the reflected light imaging unit 24.

ガイドロール30の配設に伴う金属板14のパスライン持ち上げによって生じる、前記の撮像対象部位20における裏面検査用ロール18への金属板14の巻きつけ角度θ1は、10°以上であることが好ましい。ここで、この巻きつけ角度θ1とは、図2に示すようにガイドロール30を側面視した場合において、パスラインの上流側にて金属板14と裏面検査用ロール18とが接触する点P2からその下流側において金属板14と裏面検査用ロール18とが離間する点P3までの円弧に対応して裏面検査用ロール18の中心Cに形成される中心角のことである。
また、この撮像対象部位20における裏面検査用ロール18への金属板14の巻きつけ角度θ1のうち、裏面検査用ロール18の最下点P1より上記の金属板14の走行方向下流側の角度θ2が2°以上であることがより好ましい。
以上のような巻きつけ角度θ1を与えることによって、撮像対象部位20において金属板14のバタつきが皆無となり、撮像対象部位20における信号(本実施形態の場合は乱反射光38および40)の反射レベルがより一層安定し、走行する金属板14の裏面側における外観異常の有害、無害をより明確に区別して検出することが可能となる。加えて、表面欠陥検査装置の全体をコンパクトにまとめることができるようになると共に、ガイドロール30通過後に金属板14に逆そりが発生するのを予防することができる。
The winding angle θ1 of the metal plate 14 around the back surface inspection roll 18 at the imaging target portion 20 caused by lifting the pass line of the metal plate 14 due to the arrangement of the guide roll 30 is preferably 10 ° or more. .. Here, the winding angle θ1 is from the point P2 where the metal plate 14 and the back surface inspection roll 18 come into contact with each other on the upstream side of the pass line when the guide roll 30 is viewed from the side as shown in FIG. It is a central angle formed at the center C of the back surface inspection roll 18 corresponding to the arc up to the point P3 where the metal plate 14 and the back surface inspection roll 18 are separated on the downstream side thereof.
Further, of the winding angle θ1 of the metal plate 14 around the back surface inspection roll 18 in the imaging target portion 20, the angle θ2 on the downstream side of the metal plate 14 in the traveling direction from the lowest point P1 of the back surface inspection roll 18. Is more preferably 2 ° or more.
By giving the winding angle θ1 as described above, the metal plate 14 is completely free from fluttering at the imaging target portion 20, and the reflection level of the signal (diffuse reflected light 38 and 40 in the case of the present embodiment) at the imaging target portion 20. Is even more stable, and it is possible to more clearly distinguish and detect harmful and harmless appearance abnormalities on the back surface side of the traveling metal plate 14. In addition, the entire surface defect inspection apparatus can be compactly assembled, and it is possible to prevent the metal plate 14 from being warped after passing through the guide roll 30.

なお、本実施形態では、上述のような巻きつけ角度θ1を実現するため、ガイドロール30を次のような位置に設置した。すなわち、ガイドロール30の最上点P4が裏面検査用ロール18の最下点P1よりも上方に位置し、裏面検査用ロール18から後側ピンチロール16までのパスラインL2がガイドロール30との接線位置(h)において7mm持ち上げられる高さに当該ガイドロール30を配置した。また、ガイドロール30におけるパスライン最上流側の点P5が、裏面検査用ロール18におけるパスライン最下流側の点P6よりも、パスラインのやや上流側に位置するように配置した。 In this embodiment, the guide roll 30 is installed at the following position in order to realize the winding angle θ1 as described above. That is, the uppermost point P4 of the guide roll 30 is located above the lowest point P1 of the back surface inspection roll 18, and the pass line L2 from the back surface inspection roll 18 to the rear pinch roll 16 is tangent to the guide roll 30. The guide roll 30 was placed at a height at which it could be lifted by 7 mm at the position (h). Further, the point P5 on the most upstream side of the pass line on the guide roll 30 is arranged so as to be located slightly upstream of the point P6 on the most downstream side of the pass line on the back surface inspection roll 18.

以上のような本発明の金属板の表面欠陥検査装置10を構成する各要素(部材)のうち、画像信号処理部26および検査結果出力部28を除く他の全ての構成要素は、図示しないフレームなどに取り付けられて、1つのユニットとして構成される。 Of the elements (members) constituting the surface defect inspection device 10 for the metal plate of the present invention as described above, all the other components except the image signal processing unit 26 and the inspection result output unit 28 are frames (not shown). It is attached to such as, and is configured as one unit.

次に、上述のようなガイドロール30を備えた本実施形態の表面欠陥検査装置10(以下、「本実施例装置」という。)と、そのようなガイドロール30を有さない点以外は本実施形態のものと同じ構成の表面欠陥検査装置(以下、「従来装置」という。)とにおける表面欠陥検出能力の違いについて説明する。
図3は、本実施例装置を用い、金属板14に微小横ズレ疵が発生している箇所を検査して出力された疵情報画像であり、図4は、従来装置を用い、金属板14に微小横ズレ疵が発生している箇所を検査して出力された疵情報画像である。
ここで、微小横ズレ疵とは、金属板14がコイル状に巻き上げられた状態で層同士が擦れたときに発生する微小な疵であり、金属板14の表裏両面に発生する。また、この微小横ズレ疵は、主として当該金属板14の幅方向に拡がった形で局在する(図3および図4において横長楕円で囲まれた部分が微小横ズレ疵)。なお、本実施例装置および従来装置の反射光撮像部23,24で撮像されるこの微小横ズレ疵は、図3の右上枠内に示すように、低角カメラ23a,24aではそのシルエットが明瞭な形で撮像され、高角カメラ23b,24bではそのシルエットが不明瞭な形(痕跡レベル以下)で撮像される。
Next, except that the surface defect inspection device 10 of the present embodiment provided with the guide roll 30 as described above (hereinafter referred to as “the device of the present embodiment”) and the guide roll 30 are not provided. The difference in the surface defect detection ability between the surface defect inspection apparatus having the same configuration as that of the embodiment (hereinafter referred to as “conventional apparatus”) will be described.
FIG. 3 is a defect information image output by inspecting a portion where a minute lateral displacement occurs on the metal plate 14 using the apparatus of this embodiment, and FIG. 4 is a defect information image output using the conventional apparatus. This is a defect information image output by inspecting a portion where a minute lateral displacement defect has occurred.
Here, the minute lateral displacement defect is a minute defect that occurs when the layers are rubbed against each other in a state where the metal plate 14 is wound up in a coil shape, and occurs on both the front and back surfaces of the metal plate 14. Further, the minute lateral displacement flaws are mainly localized in the form of expanding in the width direction of the metal plate 14 (the portion surrounded by the oblong ellipse in FIGS. 3 and 4 is the minute lateral displacement flaw). As shown in the upper right frame of FIG. 3, the silhouette of the minute lateral deviation imaged by the reflected light imaging units 23 and 24 of the present embodiment device and the conventional device is clear in the low angle cameras 23a and 24a. The silhouette is imaged in an unclear shape (below the trace level) with the high-angle cameras 23b and 24b.

本実施例装置では、図3に示すように、金属板14の表裏両面で微小横ズレ疵を検出できている。これに対し、従来装置では、図4に示すように、金属板14の表側については微小横ズレ疵を検出できているが、裏面側については微小横ズレ疵を検出できていない。図4の右上枠内に示す低角カメラ画像および高角カメラ画像を見ても、欠陥として検出された部分の画像は、図3の右上枠内に示す微小横ズレ疵のものとは異なったものである。このように、従来装置で金属板14裏面の微小横ズレ疵を検出できなかった理由としては、金属板14の裏面検査時に当該金属板14の走行がバタついてパスラインが安定せず、画像信号処理部26において厳しい閾値を設定できずにいたことが挙げられる。したがって、本実施例装置を用いれば、裏面も表面同様、厳しい閾値を設定できるため、高い検査精度を実現することができるようになる。 In the apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 3, minute lateral deviation defects can be detected on both the front and back surfaces of the metal plate 14. On the other hand, in the conventional apparatus, as shown in FIG. 4, a minute lateral deviation can be detected on the front side of the metal plate 14, but a minute lateral deviation cannot be detected on the back side. Looking at the low-angle camera image and the high-angle camera image shown in the upper right frame of FIG. 4, the image of the portion detected as a defect is different from that of the minute lateral deviation shown in the upper right frame of FIG. Is. As described above, the reason why the conventional device could not detect the minute lateral deviation of the back surface of the metal plate 14 is that the running of the metal plate 14 flutters during the back surface inspection of the metal plate 14 and the path line is not stable, and the image signal. It can be mentioned that the processing unit 26 could not set a strict threshold value. Therefore, by using the present embodiment, it is possible to set a strict threshold value on the back surface as well as on the front surface, so that high inspection accuracy can be realized.

なお、上述の実施形態では、金属板14のパスラインの上流側から下流側に向けて表面検査用ロール17および裏面検査用ロール18がこの順で配設される場合を示したが、必要でなければ、表面検査用ロール17と、これに付帯する照明部21および反射光撮像部23とを省略するようにしてもよい。
また、金属板14のパスラインの上流側から下流側に向けて裏面検査用ロール18および表面検査用ロール17をこの順で配設するようにしてもよい。この場合、別個のガイドロール30を設けるのではなく、表面検査用ロール17をガイドロール30としても活用できるように調整すればよい。
In the above-described embodiment, the front surface inspection roll 17 and the back surface inspection roll 18 are arranged in this order from the upstream side to the downstream side of the pass line of the metal plate 14, but it is necessary. If not, the surface inspection roll 17 and the illumination unit 21 and the reflected light imaging unit 23 incidental thereto may be omitted.
Further, the back surface inspection roll 18 and the front surface inspection roll 17 may be arranged in this order from the upstream side to the downstream side of the pass line of the metal plate 14. In this case, instead of providing a separate guide roll 30, the surface inspection roll 17 may be adjusted so that it can also be used as the guide roll 30.

また、本発明は、当業者が想定できる範囲でその他の変更を行えることは勿論である。 In addition, it goes without saying that the present invention can make other changes within the range that can be assumed by those skilled in the art.

10:金属板の表面欠陥検出装置,12:前側ピンチロール,14:金属板,16:後側ピンチロール,18:裏面検査用ロール,20:撮像対象部位,22:照明部,24:反射光撮像部,26:画像信号処理部,28:検査結果出力部,30:ガイドロール,P1:裏面検査用ロールの最下点. 10: Metal plate surface defect detection device, 12: Front pinch roll, 14: Metal plate, 16: Rear pinch roll, 18: Back surface inspection roll, 20: Image target part, 22: Illumination part, 24: Reflected light Imaging unit, 26: image signal processing unit, 28: inspection result output unit, 30: guide roll, P1: lowest point of back surface inspection roll.

Claims (3)

上下一組の前側ピンチロール(12)と、その前側ピンチロール(12)との間に金属板(14)が走行するパスラインを形成する上下一組の後側ピンチロール(16)と、上記パスライン上を走行する金属板(14)に対して上側から当接する裏面検査用ロール(18)と、走行する上記の金属板(14)の下方に配設され、上記の裏面検査用ロール(18)が上記の金属板(14)に当接することによって当該金属板(14)の裏面に形成される撮像対象部位(20)へ向けて光を照射する照明部(22)と、上記の撮像対象部位(20)での反射光を撮像する反射光撮像部(24)と、その反射光撮像部(24)で撮像した反射光より得られる画像信号に基づいて上記の金属板(14)の表面欠陥部位を検出する画像信号処理部(26)とを備えた金属板の表面欠陥検査装置において、
上記の裏面検査用ロール(18)と後側ピンチロール(16)との間に、上記の裏面検査用ロール(18)とは非接触のガイドロール(30)を配設し、そのガイドロール(30)で上記の金属板(14)の上記パスラインを上方へと持ち上げ付勢する、
ことを特徴とする金属板の表面欠陥検査装置。
A pair of upper and lower front pinch rolls (12) and a pair of upper and lower rear pinch rolls (16) forming a path line on which a metal plate (14) runs between the upper and lower set of front pinch rolls (12) and the above. A back surface inspection roll (18) that comes into contact with the metal plate (14) running on the pass line from above, and a back surface inspection roll (18) that is arranged below the metal plate (14) that runs. An illumination unit (22) that irradiates light toward an image pickup target portion (20) formed on the back surface of the metal plate (14) when the metal plate (14) comes into contact with the metal plate (14), and the above image pickup. The metal plate (14) described above is based on an image signal obtained from a reflected light imaging unit (24) that captures the reflected light at the target portion (20) and the reflected light imaged by the reflected light imaging unit (24). In a surface defect inspection device for a metal plate provided with an image signal processing unit (26) for detecting a surface defect portion,
A guide roll (30) that is in non-contact with the back surface inspection roll (18) is arranged between the back surface inspection roll (18) and the rear pinch roll (16), and the guide roll (30) is arranged. At 30), the pass line of the metal plate (14) is lifted upward and urged.
A surface defect inspection device for metal plates.
請求項1の金属板の表面欠陥検査装置において、
前記の裏面検査用ロール(18)の直径が100mm以上であり、
前記の撮像対象部位(20)における上記の裏面検査用ロール(18)への前記の金属板(14)の巻きつけ角度(θ1)が10°以上である、ことを特徴とする金属板の表面欠陥検査装置。
In the surface defect inspection apparatus for the metal plate of claim 1,
The diameter of the back surface inspection roll (18) is 100 mm or more, and the diameter is 100 mm or more.
The surface of the metal plate, characterized in that the winding angle (θ1) of the metal plate (14) around the back surface inspection roll (18) at the imaging target portion (20) is 10 ° or more. Defect inspection equipment.
請求項2の金属板の表面欠陥検査装置において、
前記の撮像対象部位(20)における前記の裏面検査用ロール(18)への前記の金属板(14)の巻きつけ角度(θ1)のうち、上記の裏面検査用ロール(18)の最下点(P1)より上記の金属板(14)の走行方向下流側の角度(θ2)が2°以上である、ことを特徴とする金属板の表面欠陥検査装置。
In the surface defect inspection apparatus for the metal plate of claim 2,
Of the winding angle (θ1) of the metal plate (14) around the back surface inspection roll (18) at the imaging target portion (20), the lowest point of the back surface inspection roll (18). A surface defect inspection device for a metal plate, characterized in that the angle (θ2) on the downstream side in the traveling direction of the metal plate (14) from (P1) is 2 ° or more.
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