JP2849549B2 - 金属表面の欠陥部を評定する点光源発生装置とその使用方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば鉄鋼スラブの
ような金属片の表面欠陥部を評定する点光源発生装置及
びその使用方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば鉄鋼スラブのような金属片
の表面欠陥除去作業は人間によって金属表面疵欠陥部の
位置、範囲、種類及び深さ等が検知され、スラブ表面に
マーキングされたパターンを画像処理装置で演算する方
法が提案されている（特公昭５４−３０３０９０号公
報）。

【０００３】この方法を図７、図８に示す。まずテーブ
ルローラ、またはスキッドレール等の搬送設備で、金属
片（以下スラブという）１０が検査場に搬送され、検査
員は表面欠陥検査を実施して、欠陥１８の除去範囲を図
８に示す様に白のペンキ等でマーキング１９する。また
欠陥の種類２０−１は例えばアルファベットで記入し、
欠陥の深さ２０−２はアラビア数字で記入する。スラブ
全面についてこの様なマーキングを行い、スラブ全体の
輪郭を明確にするために、コーナ部にも同様なマーキン
グを行う。

【０００４】次にテーブルローラ等の搬送設備の上に設
置された複数台のカメラ１３の下にスラブを移動して、
金属表面を撮像して画像処理装置１４で演算処理して、
スラブのコーナ部原点位置からのマーキング位置までの
距離を演算する。さらに白ペンキで記入された文字の画
像解析を行なう。この信号を欠陥除去装置１６（以下グ
ラインダーという）に信号伝送して、指定された範囲の
欠陥除去を行なうものである。１５はグラインダー制御
盤を示す。

【０００５】又、検査者が手入材上に立って欠陥を探索
し、欠陥を発見すると欠陥位置教示器のスイッチを操作
して点光源を点灯し、点光源が手入部の周縁に沿うよう
に欠陥位置教示器を移動させ、金属表面の欠陥手入位置
を光学的にまた手入深さを音声で入力出来るように構成
して、手入機走査装置を駆動制御する金属板の手入方法
の開示がある（特開昭５９−１０１２２７号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、金属表
面の輝度が一定の場合は有効であるが現実は酸化鉄であ
り、黒錆から赤錆等が発生している場合と、表面を溶削
した鏡面状態とがある。この様な全ての表面状態に対し
て、マーキングパターンを画像演算処理する事は不可能
であり、特定の表面状態のみ自動化されているのが実態
である。

【０００７】さらに従来の方式では金属表面疵欠陥部の
検査は人が実施し、さらに表面疵欠陥部の位置、範囲、
種類のパターンをマーキングすることの２重作業となる
等の問題がある。

【０００８】本発明は、対象金属片表面の輝度の大幅な
変化に影響されること無く、疵の位置等の情報を正確に
演算して欠陥除去装置に伝送し、全ての表面状態におい
て大幅に省力化し、自動化しうる金属片表面欠陥部を評
定する点光源発生装置及びその使用を提供するものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の通
りである。

【００１０】（１） 金属表面疵欠陥部の自動除去装置
において、金属全体を撮像視野とすべく配置した２次元
撮影装置の視野内で欠陥部を評定する点光源発生装置と
して、携帯式でアンテナ兼用の指示棒の先端に高輝度の
発光ダイオードを備えた点光源発生部と、欠陥部の位
置、種類及び深さをコード化して入力する機能と入力デ
ータを無線伝送する機能と、前記２次元撮影装置と画像
処理装置が評定した点光源の位置データを受信し、表示
する機能を備えた点光源発生装置。

【００１１】（２） 金属表面疵欠陥部の自動除去装置
において、金属表面全体を撮像視野とすべく配置した２
次元撮影装置の視野内で金属表面疵欠陥除去範囲を四角
形とし、その辺の対角点２ケ所に請求項１記載の点光源
発生装置の点光源発生部を設置して撮影した画像を画像
処理装置で処理して得た点光源位置を、金属片の原点か
らの距離として特定した平面位置データと点光源発生装
置からの欠陥の深さデータとで、金属表面疵欠陥部除去
装置であるグラインダーを金属表面に関連づけた第１、
第２方向と欠陥深さ方向に関連づけた第３次元方向に自
動的に駆動させて金属表面疵欠陥部を除去する点光源発
生装置の使用方法。

【００１２】

【作用】金属片表面欠陥部の除去を実施するためには、
欠陥部位置（範囲）種類、及び深さを別に検知しなけれ
ばならない。しかし現在の技術水準においては人によっ
てこれを検知することが最も高い精度を期待できる。従
ってこの発明においては人によって金属片の表面欠陥位
置を検査し、欠陥部を高輝度の点光源発生装置で局部照
明し画像処理するので、金属片の表面状態の影響をうけ
ることがない。又、欠陥の範囲を四角形としてその片の
対角点２ケ所に高輝度の点光源を設置し、これを２次元
の工業用撮影管（ＣＣＤ等）で撮影し画像処理装置にて
欠陥位置を演算する。このデータを手入れ装置（グライ
ンダー等）に伝送するので、自動的に欠陥部を除去する
することができる。

【００１３】

【実施例】本発明の点光源発生装置（以下ポインターと
いう）を図１に示す。

【００１４】図においてアンテナ兼用の棒２１の先端に
発光ダイオード（以下ＬＥＤという）２２を設置してい
る。ＬＥＤは図１（ｂ）に示すように棒２１の先端の偏
平部に設けると、スラブ面に密着載置できる。ＳＷ２３
により、ＬＥＤ２２の電源のＯＮ／ＯＦＦを行なう。な
おＬＥＤは市販の高輝度ＬＥＤ例えば波長は６６０ｎ
ｍ、出力は１００〜３００ｃｄを使用する。ＳＷ２４は
カメラ撮像指示スイッチであり、画像処理に無線で信号
伝送される。

【００１５】２５はＬＥＤ２２の位置を画像処理演算し
たスラブの原点からの距離ＸＹを表示する表示部であ
る。尚この信号は画像処理装置から無線で信号伝送され
る。

【００１６】また２６はアルファベット記号化した欠陥
の種類２０−１の入力と欠陥の深さ２０−２を数字で入
力する装置であり、これらの入力した信号は無線で画像
処理装置に信号伝送され、かつ表示部２５で確認され
る。

【００１７】本発明の実施例の全体構成を図２に示す。

【００１８】検査場の上に設置した複数の２次元カメラ
からの信号を画像処理する画像処理装置１４と、欠陥範
囲を除去するグラインダー１６及びポインター４５から
構成されている。なお図３に画像処理システムのブロッ
ク図を示す。カメラからの画像信号はビデオ信号として
出力され、波形整形回路３０で増幅整形されて、２値化
回路３１に入力される。２値化レベルは点光源の輝度よ
り僅か低めに設定されており、入力信号はこの値と比較
される。

【００１９】本発明のポインターのＬＥＤの代わりに半
導体レーザー光出力３０ミリワット程度のレーザー光を
用いることも可能である。

【００２０】スラブが検査場に搬送されると、検査員は
スラブの全体寸法を計測するためにまず、図４のスラブ
の各コーナーＡ₀₀／Ａ₀₁／Ａ₁₀／Ａ₁₁の各点にポインタ
ーの先端のＬＥＤを設置して、図１のＳＷ２３をＯＮに
することで、ＬＥＤが点灯し、ＳＷ２４の信号でスラブ
上の２次元カメラが画像を取り込む。ＬＥＤは外乱光よ
り高輝度であるために、簡単な画像処理でＬＥＤの位置
を演算する。

【００２１】なお画面の位置と実際のカメラの位置は、
例えば図５に示す様に規定の距離にＬＥＤを設置した校
正治具４０を図６に示すように配置して撮像して、ＬＥ
Ｄ輝点までの画素数（ＸＹ）から演算する。図において
４０：校正治具，４１：フィルター，４２：テーブルロ
ーラ，４３：カメラ取付架台を示す。

【００２２】次に検査員は表面の欠陥検査を行なう。図
４に示すように表面欠陥に対して除去範囲を四角形とし
て決定し各辺の交点Ｂ１にポインターの先端のＬＥＤを
設置して、図１のＳＷ１をＯＮにすることで、ＬＥＤが
点灯し、スラブ上のカメラが画像を取り込み画像処理を
行ない、ＬＥＤポイント位置をスラブの原点Ａ₀₀からの
距離ＸB1／ＹB1を演算する。

【００２３】次にＢ２にポインターの先端のＬＥＤを設
置して、前回と同様に画像処理を行ない原点Ａ₀₀からの
距離ＸB2／ＹB2を演算する。この演算結果は画像処理装
置からポインターに無線で信号伝送され、ポインターの
表示部２５に表示される。従って検査員はこのデータを
チェックすることができる。

【００２４】即ちコーナーＢ１及び対角線上のコーナー
Ｂ２を特定することによって欠陥１８を含む四角形を容
易に特定しうる利点がある。グラインダーはＸ軸、Ｙ軸
及びＺ軸方向に作動するので、本発明では欠陥除去範囲
を四角形にする。

【００２５】欠陥の種類は、例えば表１に分類されたア
ルファベットを入力装置に入力する。また欠陥の深さも
数字として、入力装置に入力する。図１の表示部２５は
図４におけるＢ１が１２００／９９０で、Ｂ２が９００
／５６０で特定されることを表示している。このデータ
は無線にて画像処理装置に伝送され、除去範囲のデータ
と共に欠陥除去装置に伝送される。なおこれらのデータ
はポインターの表示部にも表示され検査員が確認でき
る。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明は、携帯式のポインターで欠陥部
を高輝度に局部照明して評定し、画像処理することで欠
陥位置の入力がいかなる表面状況においても可能であ
り、金属片の表面欠陥部手入れの効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のポインターの説明図。（ｂ）
は図１（ａ）の部分図。

【図２】（ａ）は本発明の平面的フロー。（ｂ）は図２
（ａ）の側面的フロー。

【図３】本発明のシステム構成図。

【図４】本発明の演算位置の説明図。

【図５】本発明の校正治具の説明図。

【図６】（ａ）は本発明の平面的校正説明図。（ｂ）は
図６（ａ）の側面的校正説明図。

【図７】（ａ）は従来例の平面的フロー。（ｂ）は図７
（ａ）の側面的フロー。

【図８】従来例のマーキング法説明図。

【符号の説明】

１０：金属片 １３：ＣＣＤカメラ １４：画像処理装置 １６：グラインダー ４５：ポインター

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属表面疵欠陥部の自動除去装置におい
   て、金属全体を撮像視野とすべく配置した２次元撮影装
   置の視野内で欠陥部を評定する点光源発生装置として、
   携帯式でアンテナ兼用の指示棒の先端に高輝度の発光ダ
   イオードを備えた点光源発生部と、欠陥部の位置、種類
   及び深さをコード化して入力する機能と入力データを無
   線伝送する機能と、前記２次元撮影装置と画像処理装置
   が評定した点光源の位置データを受信し、表示する機能
   を備えた点光源発生装置。
2. 【請求項２】 金属表面疵欠陥部の自動除去装置におい
   て、金属表面全体を撮像視野とすべく配置した２次元撮
   影装置の視野内で金属表面疵欠陥除去範囲を四角形と
   し、その辺の対角点２ケ所に請求項１記載の点光源発生
   装置の点光源発生部を設置して撮影した画像を画像処理
   装置で処理して得た点光源位置を、金属片の原点からの
   距離として特定した平面位置データと点光源発生装置か
   らの欠陥の深さデータとで、金属表面疵欠陥部除去装置
   であるグラインダーを金属表面に関連づけた第１、第２
   方向と欠陥深さ方向に関連づけた第３次元方向に自動的
   に駆動させて金属表面疵欠陥部を除去する点光源発生装
   置の使用方法。