JP2827651B2

JP2827651B2 - 鋼板の欠陥有害度測定装置

Info

Publication number: JP2827651B2
Application number: JP4007214A
Authority: JP
Inventors: 護稲葉; 賢一岩永; 宏牧
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-01-20
Filing date: 1992-01-20
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH05196581A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行状態の鋼板内部に
存在する欠陥の深さおよび規模を磁気探傷装置で検出
し、かつ鋼板の表面欠陥の面積および種類をレーザ光線
を用いた表面欠陥検査装置で検出し、鋼板の各位置にお
ける欠陥有害度を評価する鋼板の欠陥有害度測定装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気を利用して、鋼板の内部あるいは表
面に存在する欠陥を検出する磁気検出装置として、例え
ば工場等の製造ライン等において、走行中の鋼板に存在
する欠陥を連続的に検出できる磁気探傷装置が提唱され
ている（実開昭６３−１０７８４９号公報）。

【０００３】この実開昭６３−１０７８４９号公報に示
された磁気探傷装置においては、例えば建屋のフレーム
に固定された固定軸に対して回転自在に中空ロールを支
持し、走行状態の鋼板にこの中空ロールの外周面を押し
当て、この中空ロールを回転させる。中空ロール内の固
定軸に磁化器および磁気センサを走行状態の鋼板に対向
するように固定する。そして、磁化器で鋼板に磁界を発
生させ、磁気センサでもって鋼板内の欠陥に起因する漏
洩磁束を検出する。しかして、鋼板に存在する欠陥の発
生位置と概略規模が把握できる。そして、一定規模以上
の欠陥が存在すると、その部分にマーキングしていた。

【０００４】また、鋼板の欠陥の種類としては上述した
主に内部に存在するピンホール等の欠陥の他に、鋼板の
表面における塗装むら，微細であるが広範囲に亘る疵，
表面の仕上げ不良等が存在する。これらの表面欠陥もこ
の鋼板の使用用途によっては許容できない場合も生じ
る。上述した磁気探傷装置においては、このような表面
欠陥を正確に測定できない。

【０００５】そこで、このような表面欠陥を効率よく測
定する手法として、光学手法を用いた表面欠陥検査装置
が開発されている（特開昭５１−１４５３８７号公
報）。すなわち、この表面欠陥検査装置においては、レ
ーザ光源からレーザ光を検査対象としての鋼板の表面に
所定角度でもって入射させて、鋼板の表面で反射された
レーザ光線の反射光を受光素子で受光して光強度信号に
変換する。この場合、鋼板の全幅に亘って表面欠陥の有
無を検査するために、レーザ光源と鋼板との間にポリゴ
ンミラー等を介在させて、レーザ光線を鋼板の全幅に亘
って走査させる。また、鋼板と受光素子との間に集光レ
ンズを介在させて鋼板の各幅方向位置からの反射光を受
光素子に入射させる。

【０００６】鋼板の表面に疵や仕上げ不良等の表面欠陥
が存在すると、その表面欠陥部分からの反射光の光強度
は健全部分からの光強度に比較して低くなる。したがっ
て、受光素子から出力される光強度信号の信号レベルを
信号処理装置でもって二次元的に表示すると、表面欠陥
の形状が特定され、さらに欠陥規模を示す面積が算出可
能である。さらに、欠陥の種類に応じて、反射光の光強
度レベルが異なる。また、欠陥の種類に応じて、抽出さ
れた表面欠陥の形状内における光強度変化に起因する模
様が異なる。したがって、表面欠陥の種類をある程度特
定できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た磁気探傷装置および表面欠陥検査装置においてもまだ
解消すべき次のような問題があった。

【０００８】まず、磁気探傷装置においては、鋼板内部
に存在するピンホール，アルミナやマンガンなどの異物
介在等の欠陥の存在を比較的正確に測定できるが、鋼板
の表面に存在する線状疵等の微細な欠陥や仕上げ不良等
はほとんど検出できない。

【０００９】また、各磁気センサの出力信号レベルが鋼
板の欠陥の大きさと対応するが、厳密には出力信号レベ
ルは前記欠陥の大きさの他に鋼板の深さ位置にも影響さ
れる。すなわち、たとえ同一規模の欠陥であっても、磁
気センサ側の表面近傍位置に発生した欠陥と、磁気セン
サ側と反対側の表面近傍位置に発生した欠陥とでは出力
信号レベルが大きく異なる。したがって、鋼板の深さ方
向の欠陥発生位置と欠陥規模が正確に検出できない問題
がある。また、レーザ光線を用いた表面欠陥検査装置に
おいては、当然、鋼板の内部に存在する欠陥を検出でき
ない。このように、磁気探傷装置や表面欠陥検査装置を
それぞれ単独で用いたのでは、表面及び内部に存在する
欠陥を正確に検出できない問題がある。

【００１０】さらに、同一欠陥規模であっても、その欠
陥の発生位置によって、その欠陥規模の許容限度が大き
く異なる。例えば、表面または表面近傍に欠陥が存在す
る鋼板の曲げ強度と、板厚方向のほぼ中央位置に欠陥が
存在する鋼板の曲げ強度とを比較すると、表面または表
面近傍に欠陥が存在する鋼板の曲げ強度の方が大幅に小
さい。したがって、たとえ同一規模の欠陥であったとし
てもその発生位置が重要な意味を持つ。

【００１１】また、たとえ同一規模の欠陥であっても、
該当鋼板が最終的に何の製品に加工されるかによって
も、その発生位置によって許容限度が異なる。例えば、
食缶材として使用される場合は、腐食等の関係から缶の
内面（裏面）の欠陥に対して厳しく、一般の鋼材に対し
ては表面の欠陥に対して厳しい。また、強度的に何等支
障のない欠陥であっても、仕上げ不良や塗料の剥げ落ち
等の欠陥は製品価値を損なう。したがって、この鋼板の
使用目的に応じて、また、欠陥の種類と欠陥規模に応じ
て、同一規模欠陥に対しても異なる許容限界を設定する
必要がある。

【００１２】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、磁気探傷装置と表面欠陥検査装置とから得
られる各欠陥に関する複数の検出値から鋼板の各位置に
おける欠陥の有害度を算出することによって、発生欠陥
を正確に把握できるとともに、該当欠陥が実際に許容で
きるか否かのを定量的に判断でき、常に一定した基準で
欠陥の良否を自動的に判断できる鋼板の欠陥有害度測定
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明においては、鋼板の欠陥有害度測定装置を、磁
気探傷装置と表面欠陥検査装置と移動位置検出器と欠陥
有害度算出部とで構成している。

【００１４】そして、磁気探傷装置においては、鋼板の
走行路を挟んでこの走行路を走行する金属帯の上面およ
び下面にそれぞれ接することによって回転する一対の中
空ロールを配設し、一方の中空ロール内に鋼板内に磁界
を発生させる磁化器を配設し、各中空ロール内に鋼板の
欠陥に起因して生じる漏洩磁束をそれぞれ検出する磁気
センサを配設し、一対の磁気センサで検出された各漏洩
磁束値から欠陥の鋼板の厚み方向の欠陥深さと欠陥規模
を算出する。

【００１５】また、表面欠陥検査装置においては、鋼板
の表面にレーザ光線を照射して、鋼板の表面欠陥に起因
するレーザ光線の散乱光を受光素子で検出し、この検出
された散乱光の光強度から表面欠陥の二次元形状を特定
し、この二次元的形状から表面欠陥の面積を算出し、か
つ二次元形状内の光強度から表面欠陥の種類を特定す
る。

【００１６】また、移動位置検出器は、鋼板の移動位置
を検出し、磁気探傷装置における探傷位置と表面欠陥検
査装置における検査位置との同期を取るためのトラッキ
ング情報を出力する。

【００１７】そして、用途別寄与度算出手段にて、移動
位置検出器から出力されたトラッキング情報、鋼板の用
途ｉ、磁気探傷装置から出力された欠陥規模Ｋ及び欠陥
深さｄ、表面欠陥検査装置から出力された欠陥面積Ｓ及
び欠陥種類Ｃから、これら各測定値Ｋ，ｄ，Ｓ，Ｃの関
数値である鋼板の各用途ｉ毎の各寄与度α _i （Ｋ），β
_i （ｄ），γ _i （Ｓ），δ _i （Ｃ）が求められる。ま
た、欠陥有害度算出手段にて、用途別寄与度算出手段で
求められた各用途ｉ毎の各寄与度から鋼板の各用途ｉ毎
の下式で示す欠陥有害度Ｈ _i が算出される。Ｈ _i ＝［α _i （Ｋ）×β _i （ｄ）］＋［γ _i （Ｓ）×δ _i （Ｃ）］そして、判定手段にて、この欠陥有害度算出手段で求め
られた欠陥有害度Ｈ _i が予め定められたしきい値を越え
ると該当用途ｉに対する不良品と判定する。

【００１８】

【作用】このように構成された鋼板の欠陥有害度測定装
置において、鋼板のある位置に欠陥が存在すると仮定す
る。その欠陥が存在する位置を磁気を利用した磁気探傷
装置で探傷すると、該当欠陥が鋼板の内部，又は表面か
ら内部にまで達する欠陥の場合は、その欠陥規模Ｋと欠
陥の厚み方向の発生位置を示す欠陥深さｄとが得られ
る。また、同一位置をレーザ光を利用した表面欠陥検査
装置で検査すると、該当欠陥が表面欠陥又は内部から表
面にまで達する欠陥の場合は、該当表面欠陥の面積Ｓと
欠陥種類Ｃとが得られる。そして、移動位置検出器から
磁気探傷装置の探傷位置と表面欠陥検査装置の検査位置
との同期をとるためのトラッキング情報が出力されてい
る。そして、用途ｉ毎の各寄与度α _i （Ｋ），β _i
（ｄ），γ _i （Ｓ），δ _i （Ｃ）が求められ、鋼板の各
位置における各用途ｉ毎の有害度Ｈ _i が算出される。Ｈ _i ＝［α _i （Ｋ）×β _i （ｄ）］＋［γ _i （Ｓ）×δ _i （Ｃ）］この有害度Ｈ _i がしきい値を越えると該当用途ｉに対し
て不良品と判定される。

【００１９】したがって、上式において、各測定値Ｋ，
ｄ，Ｓ，Ｃの欠陥有害度に対するそれぞれの各用途ｉ毎
の寄与度α _i （Ｋ），β _i （ｄ），γ _i （Ｓ），δ _i
（Ｃ）を例えば予め実験等によって求めておけば、測定
で得られた各測定値Ｋ，ｄ，Ｓ，Ｃから自動的に定量的
な欠陥有害度Ｈ_i が算出される。その結果、この欠陥有
害度Ｈ_i から該当欠陥が該当用途ｉにおいて許容可能か
否かの判定が自動的に実施できる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２１】図１は実施例の鋼板の欠陥有害度測定装置
の概略構成を示す模式図である。この鋼板の欠陥有害度
測定装置は、大きく分けて鋼板に存在する欠陥の欠陥深
さｄおよび欠陥規模Ｋを検出する磁気探傷装置１と、表
面欠陥の面積Ｓおよび欠陥種類Ｃを検出する表面欠陥検
査装置２と、各装置１，２における探傷位置と検査位置
との同期を取るためのトラッキング情報を出力する移動
位置検出器３と、これらの装置から出力された各検出値
から鋼板の各位置における欠陥有害度Ｈを算出する欠陥
有害度算出部４とで構成されている。

【００２２】欠陥有害度算出部４は例えばマイクロコン
ピュータ等で構成されている。そして、この欠陥有害度
算出部４には、操作者が各種設定値を入力したり、検出
信号波形を観察するための入出力装置５，算出された各
位置における欠陥有害度Ｈを印字出力するプリンタ６，
およびデータ解析のための上位計算機７が接続されてい
る。

【００２３】図２は前記磁気探傷装置１の全体システム
を示す模式図である。ほぼ一定速度で搬送される鋼板１
０は、前方押さえロール８ａ，８ｂを介して一対の中空
ロール１１，１１ａへ導かれ、この中空ロール１１，１
１ａの間を経由し、後方押さえロール９ａ，９ｂを経て
次の図示しない表面欠陥検査装置２へ導かれる。また、
鋼板１０の移動速度Ｖは例えば速度検出器からなる移動
位置検出器３にて検出され、トラッキング情報として欠
陥有害度算出部４へ送信される。

【００２４】前記一対の中空ロール１１，１１ａのうち
の下側中空ロール１１には電源ケーブル１８を介して磁
化電源装置２１が接続され、上側中空ロール１１ａには
信号ケーブル１９ａを介して信号処理回路２２ａが接続
されている。さらに、下側中空ロール１１には信号ケー
ブル１９を介して信号処理回路２２が接続されている。
各信号処理回路２２ａ，２２から出力された各信号値Ｙ
₁，Ｙ₂は演算回路２３へ入力される。演算回路２３は
入力されれた各信号値Ｙ₁，Ｙ₂、および欠陥有害度算
出部４を介して入出力装置５にて設定される鋼板１０の
板厚Ｄを用いて欠陥規模Ｋと欠陥深さｄを算出する。算
出された欠陥規模Ｋおよび欠陥深さｄは次の欠陥有害度
算出部４へ送出される。

【００２５】図３（ａ）は、前記一対の中空ロール１
１，１１ａを鋼板１０の矢印ａで示す走行方向に平行す
る面で切断した場合の断面模式図であり、同図（ｂ）は
前記走行方向に直交する面で切断した場合の断面模式図
である。

【００２６】各中空ロール１１，１１ａは非磁性材料で
形成されている。そして、外径は互いに等しく設定され
ている。各中空ロール１１，１１ａの各中心軸にそれぞ
れ中空の固定軸１２，１２ａの一端が貫通されている。
下側中空ロール１１の固定軸１２の他端は図示しない建
屋のフレームに支持ばねを介して支持され、上側中空ロ
ール１１ａの固定軸１２ａは同じく建屋のフレームに支
持ばねを介して支持されている。すなわち、上下の固定
軸１２，１２ａは一対の支持ばねにて互いに付勢しあっ
ている。

【００２７】各固定軸１２，１２ａは各中空ロール１
１，１１ａの各中心軸に位置するようにそれぞれ一対の
ころがり軸受１３ａ，１３ｂを介して各中空ロール１
１，１１ａの両端の内周面に支持されている。したがっ
て、各中空ロール１１，１１ａは固定軸１２，１２ａを
回転中心軸として自由に回転する。

【００２８】下側中空ロール１１内には、略コ字断面形
状を有した磁化鉄心１４ｃが、その各磁極１４ａ，１４
ｂが中空ロール１１の内周面に近接する姿勢で、支持部
材１５を介して固定軸１２に固定されている。この磁化
鉄心１４ｃに磁化コイル１６が巻装されている。したが
って、この磁化鉄心１４ｃと磁化コイル１６とで磁化器
１４を構成している。磁化鉄心１４ｃの磁極１４ａ，１
４ｂの間に複数の磁気センサ１７ａを軸方向にリニア状
に配列してなる磁気センサ群１７がやはり固定軸１２に
固定されている。なお、磁気センサ郡１７に対して校正
用コイル２５が巻回されている。なお、この校正用コイ
ル２５は測定開始前に電流を流して、擬似漏洩磁束を発
生させて、信号処理回路２２におけるゲイン調整を行う
ためのコイルである。

【００２９】磁化コイル１６に励磁電流を供給するため
の電源ケーブル１８および磁気センサ群１７の各磁気セ
ンサ１７ａの出力信号を取出すための信号ケーブル１９
は固定軸１２内を経由して外部へ導出されて、それぞれ
図２に示す磁化電源装置２１および信号処理回路２２に
接続されている。したがって、磁化器１４および磁気セ
ンサ群１７の位置は固定され、中空ロール１１が磁化器
１４および磁気センサ群１７の外周を微小間隙を有して
回転する。

【００３０】一方、上側中空ロール１１ａ内において、
複数の磁気センサ１７ｂからなる磁気センサ郡が下方を
向く姿勢で固定軸１２ａに支持部材を介して固定されて
いる。そして、各磁気センサ１７ｂの先端は上側中空ロ
ール１１ａの内周面に微小間隙を有して対向している。
この各磁気センサ１７ｂの出力信号は固定軸１２ａの内
部を経由した信号線ケーブル１９ａでもって第２図の信
号処理回路２２ａへ導かれる。また、複数の磁気センサ
１７ｂからなる磁気センサ群の外周を覆うように校正用
コイル２５ａが巻回されている。

【００３１】このような磁気探傷装置１において、磁化
コイル１６に励磁電流を供給すると、磁化鉄心１４ｃの
各磁極１４ａ，１４ｂと走行中の鋼板１０とで閉じた磁
路が形成される。そして、鋼板１０の内部あるいは表面
に欠陥が存在すると、鋼板１０内の磁路が乱れ、漏洩磁
束が生じる。この漏洩磁束が各中空ロール１１，１１ａ
内に配設された各磁気センサ１７ａ，１７ｂで検出さ
れ、この各磁気センサ１７ａ，１７ｂから漏洩磁束に対
応する信号がそれぞれ信号処理回路２２，２２ａへ出力
される。各信号処理回路２２ａ，２２は漏洩磁束に対応
する各信号を欠陥に対応する各信号値Ｙ₁，Ｙ₂に変換
して演算回路２３へ送出する。

【００３２】各信号処理回路２２ａ，２２の各出力値Ｙ
₁，Ｙ₂は(1) (2) 式に示すように、例えば欠陥体積で
表現した欠陥規模Ｋと欠陥までの距離、すなわち該当磁
気センサ側の各表面からの深さｄ₁，ｄ₂との関数で表
示することができる。Ｙ₁＝Ｆ₁（ｄ₁，Ｋ，Ｄ） …(1) Ｙ₂＝Ｆ₂（ｄ₂，Ｋ，Ｄ） …(2)

【００３３】同一欠陥規模Ｋの場合における各出力値Ｙ
₁，Ｙ₂と欠陥深さｄとの関係は図４に示すように予め
実験的に求められている。同様に、同一欠陥深さｄにお
ける各出力値Ｙ₁，Ｙ₂と欠陥規模Ｋと関係も実験的に
求められている。また、鋼板１０の板厚Ｄは予め定まっ
ているので、Ｄ＝ｄ₁＋ｄ₂ …(3)

【００３４】である。そして、Ｙ₁，Ｙ₂は各磁気セン
サ１７ｂ，１７ａで測定された値であるので、(1) 〜
(3) の連立方程式を解くことによって、欠陥規模（体
積）Ｋと一方の表面からの距離で示す欠陥深さｄ（＝ｄ
₁）が求まる。Ｋ＝Ｆ₃（Ｙ₁，Ｙ₂，Ｄ） …(4) d=F₄（Ｙ₁，Ｙ₂，Ｄ） …(5) 図５は表面欠陥検出装置２の概略構成を示す模式図であ
る。

【００３５】ほぼ一定速度で移動する鋼板１０の一方の
表面に対向するように光学部品が収納された測定ヘッド
３１が配設されている。この測定ヘッド３１内におい
て、レーザ光源から出力されるレーザ光線は走査装置に
よって鋼板１０の幅方向に走査される。幅方向に走査さ
れたレーザ光線は鋼板１０の表面に所定角度で照射さ
れ、この表面で反射される。鋼板１０の表面で反射され
たレーザ光の反射光は測定ヘッド３１内に設けられてい
る集光レンズによって受光素子へ集光される。受光素子
は受光した反射光の光強度に対応した光強度信号を出力
する。出力された光強度信号は増幅器３２で増幅された
のち弁別回路３３へ入力される。

【００３６】弁別回路３３は入力された光強度信号を基
準信号レベル範囲を越える表面欠陥に起因する信号レベ
ルを例えば６段階に分別してデジタル信号に変換して、
次の画素化回路３４へ送出する。すなわち、画素化回路
３４には異常レベルを有する光強度信号が６段階に評価
されて入力される。

【００３７】幅方向高分解能画素化信号発生回路３５お
よび長さ方向高分解能画素化信号発生回路３６からそれ
ぞれ幅方向画素化信号および長さ方向画素化信号が幅フ
ラグ発生回路３７および長さフラグ発生回路３８へ入力
される。そして、幅フラグ発生回路３７および長さフラ
グ発生回路３８にはそれぞれ幅値設定回路３９および長
さ値設定装置４０が接続されている。

【００３８】幅フラグ発生回路３７は弁別回路３３から
出力された基準信号レベル範囲以外のデジタル化された
光強度信号が幅値設定回路３９で設定された許容幅ｗを
越えた場合に幅フラグデータ信号を前記画素化回路３４
へ送出する。同様に、長さフラグ発生回路３８は弁別回
路３３から出力された基準信号レベル範囲以外のデジタ
ル化された光強度信号が長さ値設定回路４０で設定され
た許容長さｌを越えた場合に長さフラグデータ信号を前
記画素化回路３４へ送出する。また、画素化回路３４に
は幅方向画素化信号発生回路４１および長さ方向画素化
信号発生回路４２からそれぞれ１画素単位毎の画素処理
信号が入力される。

【００３９】そして、画素化回路３４は、前述した各フ
ラグデータ信号および各画素処理信号を用いて、弁別回
路３３から出力された６段階に弁別されたデジタルの光
強度信号を、二次元画像データに編集する。すなわち、
この編集された二次元画像データには信号レベルが基準
信号レベル範囲以外の信号レベルを有しかつ許容幅ｗと
許容長さｌとで定まる許容面積ｓを越えた光強度信号が
含まれる。

【００４０】プロファイル回路４３には長さ方向処理単
位信号発生回路４２ａから１画面単位毎の画面処理信号
が入力される。そして、プロファイル回路４３は、画素
化回路３４にて得られた二次元画像データに含まれる基
準信号レベル範囲以外の信号レベルで構成される表面欠
陥を示す欠陥プロファイルを抽出して、次の画像処理判
定回路４４へ送出する。

【００４１】画像処理判断回路４４は、プロファイル回
路４３から送出された欠陥プロファイルの面積を算出し
て欠陥面積Ｓとして前記欠陥有害度算出部４へ送出す
る。また、画像処判断回路４４は、欠陥プロファイル内
の各画素の信号レベルの平均値を算出し、またプロファ
イルの形状を参照して、さらに、欠陥プロファイル内の
各画素の信号レベル変動模様を参考にして、該当欠陥の
種類Ｃを判定する。そして、判定した欠陥種類Ｃを欠陥
有害度算出部４へ送出する。なお、この表面欠陥検出装
置２における詳細処理動作は発明者等によって既に出願
された特開平２−２１０２１１号公報に報告されいる。

【００４２】欠陥有害度算出部４は、磁気探傷装置１か
ら入力された欠陥深さｄ，欠陥規模Ｋ，および表面欠陥
検出装置２から入力された欠陥面積Ｓ，欠陥種類Ｃに基
づいて(6) 式を用いて各用途毎の欠陥有害度Ｈ_i を算出
する。Ｈ_i ＝［α _i （Ｋ）×β _i （ｄ）］＋［γ _i （Ｓ）×δ _i （Ｃ）］ …(6) 但し、ｉはこの鋼板１０が使用される用途を示す。この
実施例においては、この用途ｉは図６にも示しているよ
うに、一般財と食缶財との２種類である。

【００４３】そして、α_i，β_i，γ_i，δ_iはそれぞ
れ該当用途ｉにおける欠陥の規模Ｋ，欠陥深さｄ，欠陥
面積Ｓ．欠陥種類Ｃの欠陥有害度Ｈ_iに対する寄与度を
示す。そして、各寄与度α_i，β_i，γ_i，δ_iは定数
ではなく、各検出値Ｋ，ｄ，Ｓ，Ｃの関数として示され
る。図６（ａ）〜（ｄ）は各寄与度α_i，β_i，γ_i，
δ_iの関数値を各用途ｉ毎の特性曲線を示す図である。
なお、これらの各特曲線値は該当欠陥を有する鋼板１０
を実際に指定された用途で使用した場合における許容限
界から評価した実測値である。

【００４４】図６（ａ）は欠陥規模Ｋに対する寄与度α
_iを示す。図示するように、同一欠陥規模Ｋであって
も、用途が食缶の場合の欠陥有害度Ｈ_iに対する寄与度
α_iは、用途が一般材の寄与度α_iに比較して格段に厳
しいことが理解できる。また、図６（ｂ）における欠陥
深さｄにおいては、表面に近い位置に存在する欠陥に対
しては食缶材の方が厳しく、やや深い位置に存在する欠
陥に対しては、一般材の方が厳しいことを示す。さら
に、図６（ｄ）に示すように、表面欠陥の種類によって
も、用途毎に寄与度δ_iが異なることを示す。例えば点
状疵においては、食缶材料の方が厳しいことを示す。

【００４５】そして、図６（ａ）〜（ｄ）の各特性曲線
の各検出値に対する各各寄与度α_i，β_i，γ_i，δ_i
は予め記憶部のテーブルに設定されている。また、鋼板
１０をどの用途に使用するかは、入出力装置５にて操作
者によって任意に設定可能である。

【００４６】しかして、欠陥有害度算出部４は図７に示
す流れ図に従って鋼板１０に存在する欠陥に対する欠陥
有害度算出処理および該当有害度に対する判断処理を実
行する。

【００４７】流れ図が開始されると、移動位置検出器３
から送信されたトラッキング情報を基にして、磁気探傷
装置１から出力されている欠陥規模Ｋ，欠陥深さｄを読
取る（Ｐ１）。次に、前記トラッキンク情報を参照し
て、磁気探傷装置１における探傷位置と同一の検査位置
における欠陥面積Ｓ，欠陥種類Ｃを表面欠陥検査装置２
から読取る（Ｐ２）。次に、入出力装置５にて設定され
ている用途ｉにおける、各検出値Ｋ，ｄ，Ｓ，Ｃに対応
する各寄与度α_i，β_i，γ_i，δ_iを記憶部のテーブ
ルから読出す。そして、前述した(6) 式を用いて該当欠
陥に対する欠陥有害度Ｈを算出する（Ｐ３）。

【００４８】そして、得られた欠陥有害度Ｈと予め設定
されているしきい値Ｈ_Sと比較して（Ｐ４）、欠陥有害
度Ｈがしきい値Ｈ_Sを越えた場合（Ｐ５）、該当鋼板１
０がコイル材であれば（Ｐ６）、鋼板１０の該当欠陥位
置に疵マークを付ける（Ｐ７）。また、該当鋼板１０が
シート材であれば（Ｐ８）、該当シート材を不良品とし
て製造ラインから排除する（Ｐ９）。そして、欠陥有害
度Ｈ，各検出値Ｋ，ｄ，Ｓ，Ｃを記憶部の集計ファイル
に登録する。

【００４９】このように構成された鋼板の欠陥有害度測
定装置であれば、鋼板１０に欠陥が存在すると、この欠
陥が鋼板１０の内部に存在するピンホール等の構造的な
欠陥であるか、鋼板１０の表面に存在する仕上げ不良，
線疵等の表面欠陥であるのかが区別して検出可能であ
る。また、欠陥の体積で示す欠陥規模Ｋ，鋼板の厚さ方
向の位置で示す欠陥深さｄ，表面欠陥における欠陥の広
がりを示す面積Ｓ，欠陥種類Ｃをそれぞれ個別に測定可
能である。したがって、より詳細に欠陥を検出できる。

【００５０】また、鋼板１０の同一位置における欠陥の
各検出値Ｋ，ｄ，Ｓ，Ｃから該当欠陥が、この鋼板１０
が製品になった場合における欠陥有害度Ｈを定量的に算
出している。したがって、その欠陥有害度Ｈを用いて該
当鋼板１０の該当部分を次の製造工程でそのまま使用す
るか、該当部分を不良品として破棄するかの判断を自動
的に実施できる。よって、検査ラインにおける検査の作
業能率が大幅に向上する。図８はこの鋼板の欠陥有害度
測定装置が組込まれたシートの製造ラインの概略構成を
示す模式図である。

【００５１】供給リール５０から供給される帯状の鋼板
１０は移動位置検出器３のピックアップローラ３ａを介
して磁気探傷装置１および表面欠陥検査装置２位置を通
過して、カッター５１で所定長さに切断された後、シー
ト選別装置５２によって選別されて４つのパイラ５２
ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄへそれぞれ収納される。４
パイラ５２ｄおよび３パイラ５２ｃは許容値を越える欠
陥が全く存在しない良品のシートが収納され、１パイラ
５２ａは重大欠陥が存在する廃棄処分されるべシート材
が収納される。また、２パイラ５２ｂは用途限定をすれ
ば使用可能な軽い欠陥が存在するシート材が収納され
る。

【００５２】欠陥有害度算出部４は、磁気探傷装置１か
ら送出された欠陥規模Ｋ，欠陥深さｄと、表面欠陥検査
装置２から送出された欠陥面積Ｓ，種類Ｃと、移動位置
検出器３から送出されたトラッキング情報とから鋼板１
０の各位置における、すなわち切断される各シート材に
おける欠陥の有無判断を行う。そして、欠陥有害度算出
部４は、欠陥が存在する場合における欠陥有害度Ｈとそ
のしきい値Ｈ_Sに対する合否判断をシート選別装置５２
へ送出する。なお、図８の実施例においてはしきい値Ｈ
_Sは、重大欠陥と軽症欠陥とに対応する大小２つに別け
て設けられており、２段階選別を実施している。

【００５３】このように、欠陥有害度Ｈの概念を導入し
て、鋼板１０の良否を判定することによって、より適格
に良品，不良品を判別できる。従って、従来、磁気探傷
装置又は表面欠陥検査装置のみで実施していた欠陥検査
手法に比較して、欠陥の発生原因の究明がより簡単にか
つ迅速に実施できるので、９図に示すように、欠陥の発
生確率を、時間経過と共にゆっくりではあるが、確実に
低減できるようになった。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の鋼板の欠陥
有害度測定装置によれば、磁気探傷装置から得られる欠
陥規模と欠陥深さ、および表面欠陥検査装置から得られ
る同一位置における欠陥面積と欠陥種類とから、鋼板の
各位置における欠陥の有害度を算出している。したがっ
て、鋼板の内部又は表面に存在する欠陥に対する情報を
より正確に把握できると共に、該当欠陥がこの鋼板を例
えば製品に加工した場合に実際に許容できる欠陥である
か否かのを定量的に判断でき、常に一定した水準で欠陥
の良否を自動的に判断できる。その結果、欠陥測定装置
全体としての測定精度と信頼性とを向上できると共に欠
陥検査作業能率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる鋼板の欠陥有害度
測定装置全体を示すブロック図、

【図２】同実施例装置の磁気探傷装置全体を示すブロ
ック図、

【図３】同磁気探傷装置の概略構成を示す断面図、

【図４】同磁気探傷装置における欠陥信号レベルと欠
陥深さとの関係を示す実測図、

【図５】同実施例装置の表面欠陥検査装置の概略構成
を示すブロック図、

【図６】各検出値と各寄与度との関係を示す特性曲線
図、

【図７】同実施例装置の欠陥有害度算出部の動作を示
す流れ図、

【図８】同実施例装置が組込まれたシート材の製造ラ
インを示す模式図、

【図９】同実施例装置を採用したことによる欠陥発生
率低下の推移を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−134238（ＪＰ，Ａ) 特開平３−277962（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−108656（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−215954（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−228150（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 21/88 - 21/90 G01N 27/82 - 27/90

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板の走行路を挟んでこの走行路を走行
する金属帯の上面および下面にそれぞれ接することによ
って回転する一対の中空ロールを配設し、一方の中空ロ
ール内に前記鋼板内に磁界を発生させる磁化器を配設
し、前記各中空ロール内に前記鋼板の欠陥に起因して生
じる漏洩磁束をそれぞれ検出する磁気センサを配設し、
前記一対の磁気センサで検出された各漏洩磁束値から前
記欠陥の前記鋼板の厚み方向の欠陥深さと欠陥規模を算
出する磁気探傷装置と、前記鋼板の表面にレーザ光線を照射して、前記鋼板の表
面欠陥に起因する前記レーザ光線の散乱光を受光素子で
検出し、この検出された散乱光の光強度から前記表面欠
陥の二次元形状を特定し、この二次元的形状から前記表
面欠陥の面積を算出し、かつ前記二次元形状内の光強度
から前記表面欠陥の種類を特定する表面欠陥検査装置
と、前記鋼板の移動位置を検出し、前記磁気探傷装置におけ
る探傷位置と前記表面欠陥検査装置における検査位置と
の同期を取るためのトラッキング情報を出力する移動位
置検出器と、この移動位置検出器から出力されたトラッキング情報、
前記鋼板の用途ｉ、前記磁気探傷装置から出力された欠
陥規模Ｋ及び欠陥深さｄ、前記表面欠陥検査装置から出
力された欠陥面積Ｓ及び欠陥種類Ｃから、これら各測定
値Ｋ，ｄ，Ｓ，Ｃの関数値である前記鋼板の各用途ｉ毎
の各寄与度α _i （Ｋ），β _i （ｄ），γ _i （Ｓ），δ _i
（Ｃ）を求める用途別寄与度算出手段と、この用途別寄与度算出手段で求められた各用途ｉ毎の各
寄与度から前記鋼板の各用途ｉ毎の下式で示す欠陥有害
度Ｈ _i を算出する欠陥有害度算出手段と、Ｈ _i ＝［α _i （Ｋ）×β _i （ｄ）］＋［γ _i （Ｓ）×δ _i （Ｃ）］この欠陥有害度算出手段で求められた欠陥有害度Ｈ _i が
予め定められたしきい値を越えると該当用途ｉに対する
不良品と判定する判定手段とを備えた鋼板の欠陥有害度
測定装置。