JP4063757B2 - Quality evaluation system for zinc phosphate coating and process monitoring system for zinc phosphate coating treatment - Google Patents

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Description

本発明は、例えば金属部品などの金属表面に形成された結晶質の化成皮膜の皮膜品質を評価するか又は処理工程の変動を監視する化成皮膜の品質評価/工程監視方法及び化成皮膜の品質評価/工程監視システムに関し、特に、代用品(テストピース等)を使用した間接的な品質評価や外観目視による定性的な官能評価ではなく、実際の製品による評価/工程監視が可能であり、さらには客観的且つ定量的な皮膜品質評価/工程監視を比較的安価に行うことを可能とするものに関する。   The present invention relates to a chemical film quality evaluation / process monitoring method and a chemical film quality evaluation for evaluating the film quality of a crystalline conversion film formed on a metal surface such as a metal part, or for monitoring the variation of the treatment process. / With regard to the process monitoring system, in particular, it is not possible to perform indirect quality evaluation using substitutes (test pieces, etc.) or qualitative sensory evaluation by visual appearance, but evaluation / process monitoring using actual products is possible. The present invention relates to an objective and quantitative film quality evaluation / process monitoring that can be performed relatively inexpensively.

金属表面に形成される皮膜の一つとして、化成皮膜が広く用いられている。化成皮膜は、塗装の耐久性を向上させるために、塗装と金属の密着性を向上させる目的で塗装の下地として、例えば道路標識などの金属表面に形成されたり、稼働初期なじみのために潤滑剤として歯車等の金属部品の表面に形成される。その化成皮膜の処理工程は、まず金属部品表面に脱脂や水洗や表面調整などの前処理が施され、次に化成皮膜処理が行われて化成皮膜が形成される。   As one of the films formed on the metal surface, a chemical conversion film is widely used. In order to improve the durability of the coating, the chemical conversion film is formed on the surface of a metal such as a road sign for the purpose of improving the adhesion between the coating and the metal. Formed on the surface of a metal part such as a gear. In the chemical conversion film treatment step, the surface of the metal part is first subjected to pretreatment such as degreasing, water washing and surface adjustment, and then the chemical conversion film treatment is performed to form a chemical conversion film.

化成皮膜の形成状態は、塗装の密着性(或いは剥離性)、耐蝕性、防錆性や潤滑剤性能に大きく影響するため、化成皮膜形成後に化成皮膜の形成状態を評価する皮膜品質評価が行われている。化成皮膜の皮膜品質評価としては、評価特性として色、皮膜質量、皮膜組成、含有元素などを使用した、評価特性による評価が行われる。色を評価特性とした場合は、処理試験片(テストピース)の皮膜の色ムラ等を拡散昼光の下で目視によって観察することにより品質の評価を行い、皮膜質量を評価特性とした場合は、製品と同時処理した処理試験片の皮膜を除膜液で剥離して前後の質量差を処理試験片の表面積で除した値を算出して品質の評価を行い、皮膜組成評価と含有元素を評価特性とする場合は、それぞれX線解析装置やX線測定装置を使用して皮膜の組成や含有元素を測定することにより品質を評価する。   Since the formation state of the chemical film greatly affects the adhesion (or peelability), corrosion resistance, rust resistance and lubricant performance of the coating, a film quality evaluation is performed to evaluate the formation state of the chemical film after the formation of the chemical film. It has been broken. As the film quality evaluation of the chemical conversion film, evaluation by evaluation characteristics using color, film mass, film composition, contained elements and the like as evaluation characteristics is performed. When color is an evaluation characteristic, quality is evaluated by visually observing the color unevenness of the film of the treated test piece (test piece) under diffuse daylight, and when the film mass is the evaluation characteristic. , Evaluate the quality by calculating the value obtained by dividing the film of the treated test piece treated with the product with the film remover and dividing the mass difference before and after by the surface area of the treated test piece, In the case of the evaluation characteristics, the quality is evaluated by measuring the composition of the film and the contained elements using an X-ray analyzer and an X-ray measuring device, respectively.

また、化成皮膜の処理工程の正常異常は、化成皮膜の品質の良否に影響を与えることから、処理工程の監視が行われている。処理工程の監視方法としては、上述した評価特性の変動を時系列に監視する監視方法があり、たとえば、X(bar)−R管理図などの管理図を作成して監視する方法が広く用いられている。管理図は、中心線(CL)と、その中心線(CL)との上下に合理的に定められた上部管理限界線(UCL)と下部管理限界線(LCL)とを備え、評価特性の値を管理図にプロットして、上部管理限界線(UCL)と下部管理限界線(LCL)の範囲にあるかを監視することにより、処理工程の変動を監視するものである。たとえば、評価特性の値の時系列推移が予め定めた管理限界内にある場合は処理工程正常、管理限界外にあれば異常発生と評価したり、また、評価特性の値の傾向を分析し、例えば評価特性の値が連続して上昇又は下降する場合は異常発生を予測するようにして、処理工程を監視する。   Moreover, since the normality / abnormality of the chemical conversion film treatment process affects the quality of the chemical conversion film, the treatment process is monitored. As a method for monitoring a processing step, there is a monitoring method for monitoring the above-described fluctuations in evaluation characteristics in time series. For example, a method for creating and monitoring a control chart such as an X (bar) -R control chart is widely used. ing. The control chart includes a center line (CL), an upper control limit line (UCL) and a lower control limit line (LCL) rationally defined above and below the center line (CL), and values of evaluation characteristics. Is plotted on the control chart, and the fluctuation of the processing process is monitored by monitoring whether it is within the range of the upper control limit line (UCL) and the lower control limit line (LCL). For example, if the time-series transition of the evaluation characteristic value is within a predetermined control limit, the processing process is normal, if it is outside the control limit, it is evaluated that an abnormality has occurred, or the evaluation characteristic value trend is analyzed, For example, when the value of the evaluation characteristic continuously increases or decreases, the occurrence of abnormality is predicted and the processing process is monitored.

これらの皮膜品質評価や工程監視は、JISで規定された鋼板状の処理試験片(テストピース)を用いて行われることが多い。とくに、評価特性のうち外観や色による評価は非破壊評価であるため実際の製品を使用して評価することも可能であるが、皮膜質量、皮膜組成、含有元素を評価特性とする場合は破壊評価であるため処理試験片を使用して評価することが要求される。しかしながら、皮膜評価にはJIS等で規定された処理試験片を用いるため、実際の製品とは材料や大きさや金属表面の仕上げ状態などが異なるため、化成皮膜の生成状態も大きく異なる。このため、処理試験片においては評価結果が良好でも、実際に生産された製品は不良である場合などもあり、評価結果や監視結果に信頼性を欠いていた。   These film quality evaluations and process monitoring are often performed using steel plate-shaped processed test pieces (test pieces) defined by JIS. In particular, the appearance and color of the evaluation characteristics are nondestructive, so it is possible to evaluate using actual products. However, if the film mass, film composition, and contained elements are used as evaluation characteristics, it is destructive. Since it is evaluation, it is required to evaluate using a treated test piece. However, since the treatment test piece prescribed by JIS or the like is used for the film evaluation, the material, size, finish state of the metal surface, and the like are different from actual products, so that the generation state of the chemical conversion film is also greatly different. For this reason, even if the evaluation result is good in the processed test piece, the actually produced product may be defective, and the evaluation result and the monitoring result are not reliable.

色を評価特性とする場合は、実際の製品を使用することは可能であるものの、形成された皮膜を拡散昼光の下で目視によって微妙な色の違いやムラを観察するといった人による官能評価であるため、検査者の主観に影響されやすく、定量的且つ客観的な評価及び監視が行えないという問題を有していた。   When color is used as an evaluation characteristic, it is possible to use the actual product, but human sensory evaluations such as observing subtle color differences and unevenness by visual observation of the formed film under diffuse daylight Therefore, there is a problem that it is easily influenced by the subjectivity of the inspector and quantitative and objective evaluation and monitoring cannot be performed.

さらに、皮膜質量、皮膜組成、含有元素を評価特性とする場合においては、剥離処理やX線による回析・測定などが必要であり数時間の期間を要していた。このため、生産効率を重視して評価結果を待たずに生産を行うと、評価結果が悪かった場合には評価期間中に生産された製品が不良となり歩留まりが低下し、歩留まりを重視して評価結果を確認後に生産を開始すると、数時間のタイムラグが発生するため生産効率が低下するという問題が生じていた。また、工程監視においてはリアルタイム性が要求されるため、数時間のタイムラグが発生するこれらの評価特性を利用した評価方法は工程監視に不向きであった。   Furthermore, in the case where the coating mass, coating composition, and contained elements are used as evaluation characteristics, peeling treatment, diffraction / measurement by X-rays, and the like are necessary, and a period of several hours is required. For this reason, if production is performed without waiting for the evaluation result with an emphasis on production efficiency, if the evaluation result is bad, the product produced during the evaluation period will be defective and the yield will be reduced, with an emphasis on yield. When production was started after confirming the results, a time lag of several hours was generated, resulting in a problem that production efficiency was lowered. In addition, since real-time performance is required in process monitoring, an evaluation method using these evaluation characteristics that generate a time lag of several hours is unsuitable for process monitoring.

さらに、皮膜組成や含有元素を評価特性とする場合は、客観的且つ定量的な評価が行えるものの、大変高価なX線回析装置や蛍光X線装置が必要となるため初期投資の負担が大きく、さらに、測定と判定に高度な技術を必要するという問題が生じていた。このため、大手の研究室レベルで導入されるにとどまり、実生産の評価には使用されていないという状況にある。   Furthermore, when film composition and contained elements are used as evaluation characteristics, objective and quantitative evaluation can be performed, but a very expensive X-ray diffraction apparatus and fluorescent X-ray apparatus are required, so that the burden of initial investment is large. Furthermore, there has been a problem that advanced techniques are required for measurement and determination. For this reason, it has only been introduced at the level of major laboratories and is not used for evaluation of actual production.

そこで、本発明は、処理試験片を使用することなく実際の製品を使用してリアルタイムに皮膜品質を評価したり処理工程を監視ことが可能であり、さらには、客観的且つ定量的な皮膜品質評価や工程監視を比較的安価且つ簡単に行うことが可能な評価特性を使用した化成皮膜の品質評価/工程監視システム及び化成皮膜の品質評価/工程監視方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can evaluate the coating quality in real time and monitor the processing process using an actual product without using a processing test piece, and further, objective and quantitative coating quality. It is an object of the present invention to provide a chemical conversion film quality evaluation / process monitoring system and a chemical conversion film quality evaluation / process monitoring method using evaluation characteristics that allow evaluation and process monitoring to be performed relatively inexpensively and easily.

発明者等は、結晶性の化成皮膜の皮膜品質の評価や処理工程の監視について、上記目的を達成可能な評価特性を発見すべく様々な研究及び実験を重ねた。その結果、結晶性の化成皮膜においては、処理工程の正常異常によって化成皮膜の結晶粒の外観(大きさや形状など)が異なり、結晶粒の外観(大きさや形状など)は皮膜品質の良否(塗装の密着性、耐蝕性や潤滑剤としての機能の良否)に大きく影響することを解明した。化成皮膜の結晶粒は、化成皮膜や化成皮膜が形成される金属の種類や金属表面の仕上状態など、皮膜の形成条件等により大きさや形状等の外観が異なり、種類や形成条件ごとに望ましい結晶粒の外観があることがわかった。たとえば、リン酸亜鉛系の皮膜については品質の良否によって結晶粒の形状が異なり、リン酸マンガン系の皮膜については品質の良否によって結晶粒の大きさが異なる。また、結晶粒の外観の特性を数値化して特性値としたときに、特性値の分布が正規分布に近似する値とならないものは評価特性に不向きであり、特性値の分布が正規分布に近似するものは評価特性として好ましい。   The inventors have conducted various studies and experiments in order to discover evaluation characteristics that can achieve the above-mentioned objectives for evaluation of the film quality of the crystalline chemical conversion film and monitoring of the treatment process. As a result, in the case of a crystalline conversion coating, the appearance (size, shape, etc.) of the crystal grains of the conversion coating varies depending on the normality of the treatment process, and the appearance (size, shape, etc.) of the crystal grains is good or poor in coating quality (painting) It has been clarified that it greatly affects the adhesion, corrosion resistance and quality of the lubricant function. The crystal grains of the chemical conversion film differ in appearance in terms of size, shape, etc. depending on the film formation conditions, such as the type of metal on which the chemical conversion film and the chemical conversion film are formed, and the finish state of the metal surface. It was found that there was a grain appearance. For example, the shape of crystal grains differs depending on quality of a zinc phosphate-based film, and the size of crystal grains differs depending on quality of a manganese phosphate-based film. In addition, when the characteristics of the appearance of crystal grains are digitized and used as characteristic values, those whose characteristic value distribution does not approximate the normal distribution are unsuitable for evaluation characteristics, and the characteristic value distribution approximates the normal distribution. What to do is preferable as an evaluation characteristic.

さらに、結晶質の化成皮膜の中でも、鉄、亜鉛の皮膜として広く使用されているリン酸亜鉛系皮膜について詳細な研究を行った。リン酸亜鉛系皮膜は、リン酸亜鉛系処理液(リン酸亜鉛処理液やこれに促進剤等を加えたものも含む)等により金属部品を浸漬して緻密なリン酸亜鉛の不溶性結晶を生成する。リン酸亜鉛処理液中に含まれるリン酸亜鉛は水溶性化合物であるが、処理後生成するリン酸亜鉛皮膜は、組成変形した不溶性の白色結晶となる。リン酸亜鉛の皮膜組成としては、Zn2(P042・4H2O、Zn3Fe(P042・4H2Oである。 Further, among the crystalline chemical conversion films, detailed studies were conducted on zinc phosphate-based films widely used as iron and zinc films. Zinc phosphate-based coatings form dense zinc phosphate insoluble crystals by immersing metal parts with zinc phosphate-based treatment liquids (including zinc phosphate treatment liquids and those with accelerators added). To do. Zinc phosphate contained in the zinc phosphate treatment liquid is a water-soluble compound, but the zinc phosphate film formed after the treatment becomes insoluble white crystals whose composition is modified. The coating composition of zinc phosphate is Zn 2 (P 0 4 ) 2 .4H 2 O and Zn 3 Fe (P 0 4 ) 2 .4H 2 O.

図1(a)は、金属面に形成された皮膜品質の良好なリン酸亜鉛系化成皮膜の一例を示す図であり、(b)は皮膜品質の不良なリン酸亜鉛系化成皮膜の一例を示す図であり、図2は化成皮膜の評価特性の一例を説明する説明図である。図3はリン酸亜鉛系皮膜についての研究結果を示す図である。発明者等は、結晶粒の形状が鱗片形状の細片である場合は皮膜処理の工程に異常が生じており皮膜品質が不良であり、略楕円形状(笹葉状結晶)である場合は皮膜処理の工程が正常であり皮膜品質が良好であることを見出した。   Fig.1 (a) is a figure which shows an example of the zinc phosphate type | system | group chemical conversion film with favorable film quality formed in the metal surface, (b) is an example of the zinc phosphate type chemical conversion film with inferior film quality. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an example of the evaluation characteristics of the chemical conversion film. FIG. 3 is a diagram showing the results of research on zinc phosphate-based films. The inventors of the present invention have found that when the shape of the crystal grains is a scale-like fine piece, an abnormality has occurred in the film processing process and the film quality is poor, and when the crystal grain shape is substantially elliptical (foliate crystal), the film processing is performed. It was found that the above process was normal and the film quality was good.

さらに、図2に説明するように、リン酸亜鉛系皮膜は、化成皮膜の結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換えたときに、図3に示すように、平均値X(bar)が約2.3以上である場合は品質が良好であることが確認された。この結果から、その楕円形状の短軸Sdの長さに対する長軸Ldの長さの比率(楕円軸比)xが所定範囲内である場合は品質が良好である傾向にあり、複数の結晶粒の比率xの平均値X(bar)で判断することにより品質の良否を定量的に判断可能であることを解明した。図4は、ある製品Hについて複数の領域の結晶粒を検出し、各領域ごとに結晶粒の上記比率(楕円軸比)xの平均値X(bar)を算出し、平均値X(bar)の発生頻度を表したヒストグラムの例である。ヒストグラムは正規分布に近似しており、評価特性として好ましいことがわかる。さらに、密着性試験の結果から、製品Hの平均値X(bar)は約2.3以上の範囲にあると好ましいことが解った。ここで、結晶粒の形状とは、詳しくは、金属表面に対して垂直方向に結晶粒を撮像したときに得られる画像において結晶粒の輪郭に囲まれて成る形状をいい、結晶粒の大きさとは上記輪郭に囲まれて成る形状の面積の大きさをいう。(図2参照)。   Furthermore, as illustrated in FIG. 2, when the zinc phosphate coating film is replaced with the same elliptical shape in terms of area, primary moment, and secondary moment, the crystal grain shape of the chemical conversion coating is as shown in FIG. 3. In addition, it was confirmed that the quality was good when the average value X (bar) was about 2.3 or more. From this result, when the ratio (ellipse axis ratio) x of the length of the major axis Ld to the length of the minor axis Sd of the elliptical shape is within a predetermined range, the quality tends to be good, and a plurality of crystal grains It was clarified that the quality can be judged quantitatively by judging by the average value X (bar) of the ratio x. FIG. 4 shows the detection of crystal grains in a plurality of regions for a product H, and calculates the average value X (bar) of the ratio (elliptic axis ratio) x of the crystal grains for each region. It is an example of the histogram showing the frequency of occurrence of. It can be seen that the histogram approximates a normal distribution and is preferable as an evaluation characteristic. Furthermore, from the result of the adhesion test, it was found that the average value X (bar) of the product H is preferably in the range of about 2.3 or more. Here, specifically, the shape of the crystal grain means a shape surrounded by the outline of the crystal grain in an image obtained when the crystal grain is imaged in a direction perpendicular to the metal surface. Means the size of the area of the shape surrounded by the contour. (See FIG. 2).

また、様々な評価特性を用いて管理図を作成し、皮膜処理の工程監視(正常又は異常)に好ましい評価特性を調べたところ、リン酸亜鉛系皮膜については上記比率xを評価特性とし、比率xの平均値X(bar)が所定範囲内、又は、比率xの平均値X(bar)の最大値X(max)と最小値X(min)の差Rが所定範囲内である場合は化成皮膜の処理工程が正常であることが解明された(図10のX(bar)−R管理図参照)。   In addition, when a control chart was created using various evaluation characteristics and the evaluation characteristics preferable for the process monitoring (normal or abnormal) of the coating treatment were examined, the ratio x was set as the evaluation characteristics for the zinc phosphate-based film, and the ratio If the average value X (bar) of x is within the predetermined range, or the difference R between the maximum value X (max) and the minimum value X (min) of the average value X (bar) of the ratio x is within the predetermined range It was clarified that the coating process was normal (see X (bar) -R control chart in FIG. 10).

以上ことから、発明者等は、結晶質の化成皮膜については、結晶粒の外観から得られる情報を評価特性として皮膜品質を評価したり処理工程を監視することが可能であり、外観から得られる情報のうちどの情報を用いるかは皮膜の種類や金属の種類や金属表面の仕上げ状態などの形成条件等に応じて異なるが、特にリン酸亜鉛系皮膜については、化成皮膜の結晶粒の形状を面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さに対する長軸の長さの比率xを評価特性として使用することが望ましいことを導き出した。そして、これらの結果から、本発明の化成皮膜の品質評価/工程監視方法及び化成皮膜の品質評価/工程監視システムを完成させた。   From the above, the inventors can evaluate the film quality and monitor the treatment process using the information obtained from the appearance of the crystal grains as the evaluation characteristics for the crystalline chemical film, and can be obtained from the appearance. Which information is used depends on the type of film, the type of metal, the formation conditions such as the finish state of the metal surface, etc., but especially for zinc phosphate-based films, the shape of the crystal grains of the chemical conversion film It was derived that it is desirable to replace the area, the first moment, and the second moment with the same elliptical shape, and to use the ratio x of the major axis length to the minor axis length as the evaluation characteristic. And from these results, the chemical film quality evaluation / process monitoring method and chemical film quality evaluation / process monitoring system of the present invention were completed.

本発明は、金属の表面を処理剤で処理することにより形成される結晶質の化成皮膜について、評価特性から化成皮膜の品質を評価するか又は化成皮膜処理の工程を監視する化成皮膜の品質評価/工程監視方法において、前記化成皮膜の結晶粒の外観を評価特性とすることを特徴とする。   The present invention relates to a crystalline chemical film formed by treating a metal surface with a treatment agent, and evaluates the quality of the chemical film from the evaluation characteristics or monitors the chemical film treatment process. In the process monitoring method, the appearance of the crystal grain of the chemical conversion film is used as an evaluation characteristic.

上記研究及び実験から、結晶質の化成皮膜の品質評価や処理工程の監視においては、化成皮膜の結晶の外観(結晶粒の形状や大きさ)を評価特性とすることが好ましいことが判明した。この発明によれば、化成皮膜の結晶粒の外観を評価特性として使用して、化成皮膜の品質を評価したり処理工程を監視することができる。外観観察による非破壊評価であるため試験片を使用することなく実際の製品を使用して皮膜評価又は工程監視を行うことができる。大きさや形状などは数値として取扱可能であるので、客観的且つ定量的な品質評価又は工程監視が可能である。皮膜組成等を評価特性とする場合と比較すると、処理時間が短いためリアルタイムに皮膜評価や工程監視が行え、X線回析装置等の高価な装置も不要であるため設備に対する初期投資も低廉である。   From the above studies and experiments, it has been found that it is preferable to use the crystal appearance of the chemical conversion film (the shape and size of the crystal grains) as the evaluation characteristics in the quality evaluation of the crystalline chemical conversion film and the monitoring of the treatment process. According to the present invention, it is possible to evaluate the quality of the chemical conversion film and monitor the processing step by using the appearance of the crystal grains of the chemical conversion film as an evaluation characteristic. Since it is a non-destructive evaluation based on appearance observation, film evaluation or process monitoring can be performed using an actual product without using a test piece. Since the size and shape can be handled as numerical values, objective and quantitative quality evaluation or process monitoring is possible. Compared with the case where the coating composition is used as the evaluation characteristic, the processing time is short, so the coating evaluation and process monitoring can be performed in real time, and expensive equipment such as an X-ray diffractometer is unnecessary, so the initial investment in equipment is low. is there.

本発明は、前記評価特性情報として、特性値が正規分布に近似する情報、すなわち、化成皮膜の結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さSdと長軸の長さLdの比率xを評価特性とし、当該比率xの平均値Xを用いる特徴とする。 In the present invention, as the evaluation characteristic information, information whose characteristic value approximates a normal distribution, that is, the crystal grain shape of the chemical conversion film is replaced with the same elliptical shape with respect to area, primary moment and secondary moment, and the elliptical shape is obtained. The ratio x between the minor axis length Sd and the major axis length Ld is used as an evaluation characteristic, and an average value X of the ratio x is used.

上記研究及び実験から、評価特性として使用する情報は正規分布に近似する特性値をとることが好ましい。この発明によれば、特性値が正規分布に近似する情報を評価特性とすることから、好ましい評価特性を使用して品質評価や工程監視を行うことができる。   From the above studies and experiments, it is preferable that the information used as the evaluation characteristics take characteristic values that approximate a normal distribution. According to this invention, since the information whose characteristic value approximates the normal distribution is used as the evaluation characteristic, the quality evaluation and the process monitoring can be performed using the preferable evaluation characteristic.

本発明は、前記化成皮膜の結晶粒の形状又は大きさを評価特性とすることを特徴とする。   The present invention is characterized in that the shape or size of the crystal grain of the chemical conversion film is an evaluation characteristic.

この発明によれば、数値として取扱可能な結晶粒の形状や大きさにより皮膜品質を評価するため、客観的かつ定量的な品質評価や工程監視が可能となる。リン酸亜鉛系皮膜に見られるような針状の結晶については結晶粒の形状を評価特性とし、リン酸マンガン系の皮膜に見られるような粒状の結晶ついては結晶粒の大きさ(面積)を評価特性とすることが好ましい。   According to the present invention, since the film quality is evaluated based on the shape and size of crystal grains that can be handled as numerical values, objective and quantitative quality evaluation and process monitoring can be performed. For acicular crystals found in zinc phosphate coatings, the shape of the crystal grains is the evaluation characteristic, and for granular crystals found in manganese phosphate coatings, the size (area) of the crystal grains is evaluated. It is preferable to have characteristics.

本発明は、化成皮膜の結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さSdと長軸の長さLdの比率xを評価特性とし、当該比率xの平均値Xが所定値以上である場合は品質が良好であり、それ以外である場合は品質が不良であるとして化成皮膜の品質を評価することを特徴とする。 In the present invention, the crystal grain shape of the chemical conversion film is replaced with the same elliptical shape in terms of area, primary moment and secondary moment, and the ratio x between the short axis length Sd and the long axis length Ld of the elliptical shape is determined. Evaluation characteristics are characterized in that the quality of the chemical conversion film is evaluated as being good when the average value X of the ratio x is equal to or greater than a predetermined value , and otherwise being poor.

上記研究結果から、特にリン酸亜鉛系皮膜については上記比率xの平均値X(bar)が所定値以上である場合は化成皮膜の品質が良好であることが解明された。これによれば、結晶粒の上記平均値X(bar)から品質を評価するため、客観的且つ定量的な品質評価が可能となる。品質が良好となる所定値以上は、化成皮膜や金属製品の材料の種類や表面仕上げの状況等に合わせて実験等により適宜定められるが、製品Hの例では約2.3以上であることが好ましい。 From the above research results, it has been clarified that the quality of the chemical conversion film is good particularly when the average value X (bar) of the ratio x is not less than a predetermined value for the zinc phosphate-based film. According to this, since the quality is evaluated from the average value X (bar) of the crystal grains, an objective and quantitative quality evaluation is possible. The predetermined value or higher that results in good quality is appropriately determined by experiments or the like according to the type of chemical conversion coating or metal product material, surface finishing conditions, etc. In the example of product H, it may be about 2.3 or more. preferable.

本発明は、複数の前記画像データの各画像データについて、前記各結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さSdと長軸の長さLdの比率xを算出し、前記各画像データごとに比率xの平均値X(bar)aを算出し、当該算出された複数の画像データの平均値X(bar)aの平均値X(bar)b、及び、当該算出された複数の画像データの平均値X(bar)aの最大値X(max)と最小値X(min)の差Rから処理工程を監視することを特徴とする。 The present invention replaces the shape of each crystal grain with the same elliptical shape with respect to area, first moment, and second moment for each piece of image data of the plurality of pieces of image data, A ratio x of the length Ld of the major axis is calculated, an average value X (bar) a of the ratio x is calculated for each image data, and an average value X (bar) a of the calculated plurality of image data is calculated. Monitor the processing step from the average value X (bar) b and the difference R between the maximum value X (max) and the minimum value X (min) of the calculated average value X (bar) a of the plurality of image data. It is characterized by.

上記研究結果から、特にリン酸亜鉛系皮膜については上記平均値X(bar)b、及び、上記比率xの平均値X(bar)の最大値X(max)と最小値X(min)の差Rが所定範囲内である場合は化成皮膜の処理工程が正常であることが解明された。この発明によれば、結晶粒の上記平均値X(bar)bや差Rから化成皮膜の処理工程を監視するため、客観的且つ定量的な工程監視が可能となる。 From the above research results, the average value X (bar) b and the maximum value X (max) and the minimum value X (min) of the average value X (bar) a of the ratio x, especially for the zinc phosphate-based film, are shown. When the difference R is within the predetermined range, it has been clarified that the chemical conversion film treatment process is normal. According to this invention, since the treatment process of the chemical conversion film is monitored from the average value X (bar) b and the difference R of the crystal grains, objective and quantitative process monitoring is possible.

本発明は、金属の表面を処理剤で処理することにより形成される結晶質の化成皮膜について、化成皮膜の品質評価又は化成皮膜処理の工程監視の指標となる評価特性情報から、化成皮膜の品質を評価するか又は化成皮膜処理の工程を監視する化成皮膜の品質評価/工程監視システムであり、画像データに含まれる化成皮膜の結晶粒を抽出する結晶粒抽出手段と、結晶粒抽出手段により抽出された結晶粒の外観から評価特性情報を取得する評価特性情報取得手段とを備えることを特徴とする。   The present invention relates to a crystalline conversion coating formed by treating a metal surface with a treatment agent, from the evaluation characteristic information that serves as an index for the quality evaluation of the conversion coating or the process monitoring of the conversion coating treatment. This is a chemical film quality evaluation / process monitoring system that evaluates the chemical conversion film or monitors the chemical film treatment process, and extracts the crystal grains of the chemical conversion film contained in the image data and the crystal grain extraction means. Evaluation characteristic information acquisition means for acquiring evaluation characteristic information from the appearance of the crystal grains formed.

本発明の化成皮膜の品質評価/工程監視システムはパーソナルコンピュータなどのコンピュータにより実現され、使用される画像データは例えば金属面に形成された結晶性の化成皮膜をマイクロスコープなどの撮像手段で撮像することで得られる画像データである。本発明の化成皮膜の品質評価/工程監視システムによれば、結晶粒抽出手段が画像データに含まれる化成皮膜の結晶を抽出し、評価特性情報取得手段が、結晶粒抽出手段により抽出された結晶粒の外観から化成皮膜の品質評価や工程監視の判断指標となる評価特性情報を取得する。上記研究及び実験から化成皮膜の結晶粒の外観により化成皮膜の品質の評価又は処理工程の監視が可能であることが判明していることから、本発明の化成皮膜の品質評価/工程監視システムにより化成皮膜の品質を評価又は処理工程を監視することができる。非破壊評価であることから、処理試験片を使用することなく実際の金属部品などの製品で評価又は監視を行うことができる。皮膜組成評価等と比較すると、評価時間が短く、また、X線回析装置等の高価な装置も不要であるため評価設備に対する初期投資も低廉である。   The chemical conversion film quality evaluation / process monitoring system of the present invention is realized by a computer such as a personal computer, and image data to be used is, for example, imaging a crystalline chemical conversion film formed on a metal surface with an imaging means such as a microscope. This is the image data obtained. According to the quality evaluation / process monitoring system of the chemical conversion film of the present invention, the crystal grain extraction means extracts the crystal of the chemical conversion film contained in the image data, and the evaluation characteristic information acquisition means extracts the crystal extracted by the crystal grain extraction means. Evaluation characteristic information that is a judgment index for quality evaluation and process monitoring of the chemical conversion film is acquired from the appearance of the grains. From the above studies and experiments, it has been found that it is possible to evaluate the quality of the chemical conversion film or to monitor the treatment process according to the appearance of the crystal grains of the chemical conversion film. The quality of the chemical conversion film can be evaluated or the process can be monitored. Since it is a non-destructive evaluation, evaluation or monitoring can be performed with a product such as an actual metal part without using a processed test piece. Compared with film composition evaluation and the like, the evaluation time is short, and an expensive apparatus such as an X-ray diffraction apparatus is not required, so the initial investment for the evaluation equipment is low.

本発明は、前記評価特性情報として、特性値が正規分布に近似する情報、すなわち、化成皮膜の結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さSdと長軸の長さLdの比率xを評価特性とし、当該比率xの平均値Xを用いることを特徴とする。 In the present invention, as the evaluation characteristic information, information whose characteristic value approximates a normal distribution, that is, the crystal grain shape of the chemical conversion film is replaced with the same elliptical shape with respect to area, primary moment and secondary moment, and the elliptical shape is obtained. The ratio x between the minor axis length Sd and the major axis length Ld is used as an evaluation characteristic, and an average value X of the ratio x is used.

この発明によれば、正規分布に近似する情報を評価特性情報とすることから、品質評価の指標又は化成皮膜処理の工程監視の指標として好ましい評価特性情報を使用して品質評価や工程監視を行うことができる。   According to the present invention, since the information approximated to the normal distribution is used as the evaluation characteristic information, the quality evaluation and the process monitoring are performed using the preferable evaluation characteristic information as the quality evaluation index or the chemical film coating process monitoring index. be able to.

本発明の化成皮膜の品質評価/工程監視システムは、前記評価特性情報は結晶粒の形状又は大きさであることを特徴とする。   The quality evaluation / process monitoring system for a chemical conversion film according to the present invention is characterized in that the evaluation characteristic information is a shape or size of a crystal grain.

この発明によれば、結晶粒抽出手段が化成皮膜の画像データに含まれる結晶粒を抽出し、評価特性情報取得手段が評価特性情報として化成皮膜の結晶粒の形状又は大きさを計算や測定等により取得する。この発明によれば、数値として表すことが可能な結晶粒の形状や大きさ(面積含む)を評価特性情報とするため、客観的かつ定量的な品質評価や工程監視が可能となる。   According to the present invention, the crystal grain extraction means extracts the crystal grains contained in the image data of the chemical conversion film, and the evaluation characteristic information acquisition means calculates or measures the shape or size of the chemical grains of the chemical conversion film as evaluation characteristic information. Get by. According to the present invention, since the shape and size (including area) of crystal grains that can be expressed as numerical values are used as evaluation characteristic information, objective and quantitative quality evaluation and process monitoring can be performed.

本発明は、前記評価特性情報は、化成皮膜の結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換えたときに、その楕円形状の短軸の長さSdと長軸の長さLdの比率xであることを特徴とする。   In the present invention, the evaluation characteristic information is obtained by replacing the crystal grain shape of the chemical conversion film with the same elliptical shape with respect to the area, the primary moment, and the secondary moment. The ratio is the ratio x of the shaft length Ld.

上記研究及び実験の結果から、特にリン酸亜鉛皮膜については上記比率xを評価特性とすることにより、化成皮膜の品質の評価や処理工程の監視が可能であることが解った。この発明によれば、結晶粒抽出手段が化成皮膜の画像データに含まれる結晶粒を抽出し、評価特性情報取得手段が抽出された化成皮膜の結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さに対する長軸の長さの比率xを計算する。検査者は、算出された比率xを評価特性情報として品質評価や工程監視を行うことができる。   From the results of the above studies and experiments, it was found that the quality of the chemical conversion coating and the monitoring of the treatment process can be monitored by using the ratio x as an evaluation characteristic, particularly for the zinc phosphate coating. According to the present invention, the crystal grain extraction means extracts the crystal grains contained in the image data of the chemical conversion film, and the evaluation characteristic information acquisition means extracts the crystal grain shape of the chemical conversion film as the area, the first moment, and the secondary The moment is replaced with the same elliptical shape, and the ratio x of the major axis length to the minor axis length of the elliptical shape is calculated. The inspector can perform quality evaluation and process monitoring using the calculated ratio x as evaluation characteristic information.

本発明は、前記各結晶粒について算出された比率xの平均値X(bar)が所定値以上である場合は品質が良好である旨を通知しそれ以外である場合は品質が不良である旨を通知することを特徴とする。 The present invention, when the average value X of the ratio x of said calculated for each crystal grain (bar) is not less than the predetermined value notifies quality Ru excellent der, poor quality if it is otherwise It is characterized by notifying.

本発明によれば、比率xの平均値X(bar)が所定値以上である場合には品質が良好でありそれ以外である場合は品質が不良である旨が通知される。所定値は、品質の良否の比較実験等によって予め統計的に導出される値である。検査者は品質の良否を判断する手間が省かれる。 According to the present invention, it is notified that the quality is good when the average value X (bar) of the ratio x is equal to or greater than the predetermined value , and the quality is bad otherwise . The predetermined value is a value that is statistically derived in advance by a quality comparison experiment or the like. The inspector is saved the trouble of judging the quality.

本発明は、複数の前記画像データの各画像データについて、前記各結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さSdと長軸の長さLdの比率xを算出し前記各画像データごとに比率xの平均値X(bar)aを算出し、当該算出された複数の画像データの平均値X(bar)aの平均値X(bar)b、及び、当該算出された複数の画像データの平均値X(bar)aの最大値X(max)と最小値X(min)の差Rとを、当該平均値X(bar)bの上部管理限界値X(bar)UCLと下部管理限界値X(bar)LCL及び当該差Rの上部管理限界値RUCLと下部管理限界値RLCLが示されたX(bar)―R管理図にリアルタイムに表示することを特徴とする。 The present invention replaces the shape of each crystal grain with the same elliptical shape with respect to area, first moment, and second moment for each piece of image data of the plurality of pieces of image data, A ratio x of the length Ld of the major axis is calculated , an average value X (bar) a of the ratio x is calculated for each image data, and an average value X (bar) a of the calculated plurality of image data is calculated. The average value X (bar) b and the difference R between the maximum value X (max) and the minimum value X (min) of the calculated average value X (bar) a of the plurality of image data are determined as the average value X The upper control limit value X (bar) UCL and lower control limit value X (bar) LCL of (bar) b and the upper control limit value RUCL and lower control limit value RLCL of the difference R are indicated as X (bar) −R It is characterized by being displayed in real time on a control chart.

本発明によれば、検査者は、管理図を分析し、例えばグラフが連続して上昇又は下降する場合は処理工程の異常を予測する等、管理図から工程の異常などを察知することが可能となる。 According to the present invention, an inspector can analyze a control chart and detect a process abnormality or the like from the control chart, for example, by predicting a process process abnormality when the graph continuously rises or falls. It becomes.

本発明は、前記結晶粒抽出手段は、画像データに含まれるオブジェクトのうち、オブジェクトの大きさが所定範囲に含まれているか、又は、オブジェクトの形状を面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さSdと長軸の長さLdの比率xが所定範囲に含まれているオブジェクトを、化成皮膜の結晶粒として抽出することを特徴とする。   According to the present invention, the crystal grain extraction means may be configured such that, among objects included in the image data, the size of the object is included in a predetermined range, or the shape of the object is the same for the area, the first moment, and the second moment. The object is replaced with an elliptical shape, and an object in which the ratio x of the minor axis length Sd and the major axis length Ld of the elliptical shape is included in a predetermined range is extracted as a crystal grain of the chemical conversion film.

画像データには化成皮膜の結晶粒以外にスジ状の模様などがオブジェクトとして含まれる場合があるため、オブジェクトを総て結晶粒として抽出すると結晶粒以外のものも結晶粒として誤抽出してしまう。また、重なり合った複数の結晶粒を一つの結晶粒として誤抽出してしまう場合もある(図5参照)。発明者等は、一つの結晶粒は、結晶粒以外のオブジェクトや重なり合った複数の結晶粒と比較して、大きさ(面積含む)が異なったり、オブジェクトの形状を面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換えたときに、その楕円形状の短軸の長さSdに対する長軸Ldの長さの比率xが異なる傾向にあることを発見し、これらを使用することにより結晶粒を高い精度で抽出できることを見出した。本発明によれば、結晶粒抽出手段において、オブジェクトの大きさ(面積も含む)や、上記短軸の長さSdと長軸の長さLdの比率xを利用することにより、結晶粒以外のオブジェクトや重なり合った複数の結晶粒が一つの結晶粒として誤抽出される可能性を低くすることができる。   Since the image data may include streak-like patterns or the like as objects in addition to the crystal grains of the chemical conversion film, when all objects are extracted as crystal grains, other than crystal grains are erroneously extracted as crystal grains. In addition, a plurality of overlapping crystal grains may be erroneously extracted as one crystal grain (see FIG. 5). The inventors have found that a single crystal grain is different in size (including area) compared to an object other than a crystal grain or a plurality of overlapping crystal grains, or the shape of an object is defined as an area, a primary moment, and a secondary moment. The ratio of the length x of the major axis Ld to the minor axis length Sd of the elliptical shape tends to be different when the same elliptical shape is replaced with the same elliptical shape. We found that it can be extracted with high accuracy. According to the present invention, in the crystal grain extraction means, by utilizing the size (including the area) of the object and the ratio x between the short axis length Sd and the long axis length Ld, The possibility that an object and a plurality of overlapping crystal grains are erroneously extracted as one crystal grain can be reduced.

なお、上記本発明の化成皮膜の品質評価/工程監視システムに使用される画像データは、検査対象となる製品の化成皮膜面の一部を撮像した画像となるため、化成皮膜面の複数領域を撮像した複数の画像データを使用することが好ましい。化成皮膜は部位により結晶粒の外観にバラツキがある。例えば、浸漬法による化成皮膜の形成では、上方側は皮膜品質が良好な状態であるが、下方側は皮膜品質が不良な状態である場合がある。このため、化成皮膜面の一部位のみを評価しただけでは、製品全体としての皮膜品質に誤判断が生じる可能性がある。複数領域を撮像して得られる複数の画像データを使用して皮膜品質を評価することにより、部位によるバラツキを原因とした誤判断の発生が防止される。   The image data used in the quality evaluation / process monitoring system of the chemical film of the present invention is an image obtained by imaging a part of the chemical film surface of the product to be inspected. It is preferable to use a plurality of captured image data. The chemical conversion film varies in appearance of crystal grains depending on the site. For example, in the formation of the chemical conversion film by the dipping method, the upper side may have a good film quality, but the lower side may have a poor film quality. For this reason, if only one part of the chemical conversion film surface is evaluated, there is a possibility that an erroneous judgment may occur in the film quality of the entire product. By evaluating the film quality using a plurality of image data obtained by imaging a plurality of regions, it is possible to prevent an erroneous determination due to variation due to the part.

以上の説明からも明らかなように、本発明の皮膜評価方法又は化成皮膜の品質評価/工程監視システムによれば、化成皮膜の結晶の外観から得られる情報を評価特性として品質評価や工程監視を行うため、検査対象を破壊することなく評価や監視を行うことができる。したがって、処理試験片を用いることなく実際の製品(金属部品など)に形成された皮膜を評価/監視することができ、信頼性が向上する。数値として取り扱うことが可能な情報を評価特性とすれば、客観的且つ定量的に評価を行うことが可能である。本発明の化成皮膜の品質評価/工程監視方法や品質評価/工程監視システムを製造ラインに組み込むと、従来のように評価や監視の期間に数時間を要することがなく、リアルタイムに評価/監視を行うことが可能であり、歩留まり低下や、評価期間中の生産中断のために生産効率が低下するといった問題も生じない。さらに、X線回析装置などの高価な装置が不要であるため、皮膜品質評価を比較的安価に行うことができる。   As is apparent from the above description, according to the film evaluation method or the chemical film quality evaluation / process monitoring system of the present invention, quality evaluation and process monitoring are performed using information obtained from the appearance of the chemical film crystal as evaluation characteristics. Therefore, evaluation and monitoring can be performed without destroying the inspection target. Therefore, it is possible to evaluate / monitor a film formed on an actual product (such as a metal part) without using a processed test piece, and the reliability is improved. If information that can be handled as numerical values is an evaluation characteristic, it is possible to make an objective and quantitative evaluation. If the quality evaluation / process monitoring method and quality evaluation / process monitoring system of the chemical conversion film of the present invention are incorporated in a production line, evaluation / monitoring can be performed in real time without requiring several hours for the evaluation and monitoring period as in the past. It can be performed, and there is no problem that the production efficiency is lowered due to the yield reduction or the production interruption during the evaluation period. Furthermore, since an expensive apparatus such as an X-ray diffraction apparatus is not required, the film quality can be evaluated relatively inexpensively.

以下に、本発明の化成皮膜の品質評価/工程監視システムについて図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a quality evaluation / process monitoring system for a chemical conversion film according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図6は、本発明の第1の実施の形態の化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysを説明する概念図である。化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは、中央演算処理装置(CPU)とメモリやハードディスクなどの記憶手段と液晶ディスプレイなどの表示手段とを有するパーソナルコンピュータ等である。化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysには、品質評価/工程監視プログラムが記憶されており、この品質評価/工程監視プログラムが、結晶粒抽出手段m1と、評価特性情報取得手段m2と、品質通知手段m3と、工程監視手段m4とを備える化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysとしてコンピュータを機能させている。   FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys according to the first embodiment of this invention. The chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys is a personal computer having a central processing unit (CPU), storage means such as a memory and a hard disk, and display means such as a liquid crystal display. The quality evaluation / process monitoring program Sys is stored in the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys, and this quality evaluation / process monitoring program includes crystal grain extraction means m1, evaluation characteristic information acquisition means m2, and quality. The computer is functioning as a chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys comprising a notification means m3 and a process monitoring means m4.

図1は、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysで使用される画像データDの例を示す図であり、(a)は品質良好な皮膜の一例を示す画像データDであり、(b)は品質不良な皮膜の一例を示す画像データDである。画像データDは、金属製品の金属表面に形成されたリン酸亜鉛系皮膜を、マイクロスコープ等の撮像手段で撮像して得られる画像データである。画像データDは、予め化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysに記憶された状態や、他のコンピュータやコンパクトディスク等の記憶媒体から逐次読み込まれる状態で使用される。   FIG. 1 is a view showing an example of image data D used in the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys, (a) is an image data D showing an example of a good quality film, and (b). Is image data D showing an example of a film with poor quality. Image data D is image data obtained by imaging a zinc phosphate-based film formed on a metal surface of a metal product with an imaging means such as a microscope. The image data D is used in a state stored in advance in the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys or in a state sequentially read from a storage medium such as another computer or a compact disk.

図7は、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysの表示画面P1の一例である。表示画面P1は、検査者に画像データDを指定させる画像指定部P1aと、画像データDを表示する画像データ表示部P1bと、結晶粒の抽出条件を入力させる抽出条件入力部P1cと、抽出された結晶粒の測定結果を表示する測定結果表示部P1dと、品質の良否の判断条件を入力させる判断条件入力部P1eと、評価結果である皮膜品質の良否を表示する評価結果表示部P1fとを備える。   FIG. 7 is an example of the display screen P1 of the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys. The display screen P1 is extracted by an image designating unit P1a that allows the inspector to designate the image data D, an image data display unit P1b that displays the image data D, and an extraction condition input unit P1c that inputs the crystal grain extraction conditions. A measurement result display unit P1d for displaying the measurement result of the crystal grains, a determination condition input unit P1e for inputting the determination condition for quality quality, and an evaluation result display unit P1f for displaying the quality of the film quality as the evaluation result Prepare.

結晶粒抽出手段m1は、指定された画像データDに含まれる化成皮膜の結晶粒を抽出する手段である。具体的には、表示画面P1の画像指定部P1aで指定された画像データDから、抽出条件入力部P1cで指定された抽出条件で結晶粒を抽出する。ここでは、「オブジェクトの色、大きさ(面積を含む)、オブジェクトの形状を面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換えたときの楕円形状の短軸の長さSdに対する長軸の長さLdの比率xの範囲(図8中では楕円比率の最大値から最小値の範囲に相当)」を抽出条件とし、入力された抽出条件でオブジェクトを結晶粒として抽出する。色又は大きさ又は比率xのいずれか一のみを抽出条件としても良い。これにより、不純物や皮膜表面のスジ状の模様など結晶粒以外のオブジェクトや、重なり合った複数の結晶粒を、一つの結晶粒として抽出する誤りが防止される。抽出条件は、検査者が指定することなく予め化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysに記憶されていても良い。ただし、抽出条件は皮膜の種類や形成環境によって異なるため、本実施の形態のように表示画面で指定可能とすることにより、検査対象ごとに適当な抽出条件を逐次定めることができる。   The crystal grain extraction unit m1 is a unit that extracts crystal grains of the chemical conversion film included in the designated image data D. Specifically, crystal grains are extracted from the image data D designated by the image designation unit P1a on the display screen P1 under the extraction conditions designated by the extraction condition input unit P1c. Here, “the major axis with respect to the short axis length Sd of the elliptical shape when the object color, size (including area), and the shape of the object are replaced with the same elliptical shape with respect to the area, the first moment, and the second moment. The range of the ratio L of the length Ld (corresponding to the range from the maximum value to the minimum value of the ellipse ratio in FIG. 8) ”is used as an extraction condition, and an object is extracted as a crystal grain under the input extraction condition. Only one of color, size, or ratio x may be used as the extraction condition. This prevents an error in extracting an object other than crystal grains, such as impurities and stripe patterns on the surface of the film, and a plurality of overlapping crystal grains as one crystal grain. The extraction conditions may be stored in advance in the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys without being specified by the inspector. However, since the extraction conditions vary depending on the type of film and the forming environment, appropriate extraction conditions can be sequentially determined for each inspection object by enabling specification on the display screen as in the present embodiment.

なお、指定された画像データDは画像データ表示部P1bに表示され、結晶粒抽出手段m1により結晶粒が抽出された後は、結晶粒の輪郭が赤色のラインで縁取りされた状態で表示される(図8参照)。   The designated image data D is displayed on the image data display part P1b, and after the crystal grain is extracted by the crystal grain extracting means m1, the outline of the crystal grain is displayed with a red line. (See FIG. 8).

評価特性情報取得手段m2は、結晶粒抽出手段m1により抽出された化成皮膜の結晶粒から、皮膜の品質評価(良否)又は皮膜処理の工程監視(正常異常)の判断指標となる評価特性情報を取得する機能を有する。評価特性情報取得手段m2により取得される評価特性情報は、化成皮膜の結晶粒の外観から得られる情報のうち、品質が良好な場合において正規分布に近似する情報であることが好ましい。本実施の形態において、評価特性情報は、図2に説明するように、化成皮膜の結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換えたときにその楕円形状の短軸の長さSdに対する長軸の長さLdの比率xとする。比率xの平均値は、正規分布に近似するため評価特性として好ましい(図4参照)。比率xは数1によって計算される。

Figure 0004063757
The evaluation characteristic information acquisition means m2 obtains evaluation characteristic information that is a judgment index for film quality evaluation (good or bad) or film processing process monitoring (normal / abnormal) from the crystal grains of the chemical conversion film extracted by the crystal grain extraction means m1. Has a function to acquire. The evaluation characteristic information acquired by the evaluation characteristic information acquisition unit m2 is preferably information that approximates a normal distribution when the quality is good among information obtained from the appearance of the crystal grains of the chemical conversion film. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the evaluation characteristic information is obtained when the shape of the crystal grain of the chemical conversion film is replaced with the same elliptical shape with respect to the area, the first moment, and the second moment. A ratio x of the length Ld of the major axis to the length Sd of the minor axis is assumed. The average value of the ratio x is preferable as an evaluation characteristic because it approximates a normal distribution (see FIG. 4). The ratio x is calculated by Equation 1.
Figure 0004063757

なお、評価特性情報としては、結晶が抽出された画像データDの結晶の外観から取得される情報のうち、化成皮膜の皮膜品質の良否や工程の正常異常を判断可能な指標であれば良く、上記比率xの平均値に限られない。本実施の形態ではリン酸亜鉛系皮膜の皮膜品質評価に好適な比率xの平均値を特性情報としたが、皮膜の種類や金属の種類や金属表面の仕上げ状態等の形成条件などによって判断指標となる特性情報は異なるため、種類や形成条件等に応じた情報を特性情報として取得すれば良く、結晶の大きさ(面積)、結晶の分布状態などを特性情報として使用しても良い。たとえば、対象金属を鉄、亜鉛とし、各対象金属との関係で、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸カルシウム等の処理剤を変更させた場合にも、結晶性の化成皮膜が生成されるため、これら種類や形成条件等に応じた評価特性情報を用いればよい。評価特性情報としては、特性を数値化した特性値が正規分布に近似する情報を利用することが好ましい。   The evaluation characteristic information may be any index that can determine whether the film quality of the chemical conversion film is normal or abnormal, among the information acquired from the appearance of the crystal of the image data D from which the crystal is extracted, It is not limited to the average value of the ratio x. In the present embodiment, the average value of the ratio x suitable for the film quality evaluation of the zinc phosphate-based film is used as the characteristic information, but the determination index is based on the formation conditions such as the film type, the metal type, and the finish state of the metal surface. Therefore, information corresponding to the type, formation condition, etc. may be acquired as the characteristic information, and the crystal size (area), the crystal distribution state, etc. may be used as the characteristic information. For example, if the target metal is iron or zinc and the treatment agent such as zinc phosphate, manganese phosphate, calcium phosphate is changed in relation to each target metal, a crystalline chemical conversion film is generated. Evaluation characteristic information corresponding to these types and formation conditions may be used. As the evaluation characteristic information, it is preferable to use information in which the characteristic value obtained by quantifying the characteristic approximates a normal distribution.

品質通知手段m3は、評価特性情報取得手段m2により取得された評価特性情報が所定条件を満たす場合は皮膜品質良好の旨を通知し、満たさない場合は皮膜品質不良の旨をする。具体的には、比率xの平均値X(bar)を計算し、所定範囲内である場合は品質良好の旨を通知し、所定範囲外である場合は品質不良の旨を通知する。平均値X(bar)は画像データDから抽出された結晶粒の個数をnとすると数2や数3によって計算される。本実施の形態では、平均値X(bar)は数2による各画像データDごとの平均値X(bar)aとしているが、複数の画像データDについての平均値X(bar)bとしても良く、例えば一つの製品に関して複数(N)の領域を撮像して得られるN個の画像データについて、各画像データDごとに数2で平均値X(bar)aを計算し、さらにXaの平均値X(bar)bを数3で計算して、製品ごとの平均値X(bar)bを使用しても良い。

Figure 0004063757
Figure 0004063757
The quality notifying unit m3 notifies that the coating quality is good when the evaluation characteristic information acquired by the evaluation characteristic information acquiring unit m2 satisfies a predetermined condition, and indicates that the coating quality is poor when the evaluation characteristic information is not satisfied. Specifically, the average value X (bar) of the ratio x is calculated. If it is within a predetermined range, it is notified that the quality is good, and if it is outside the predetermined range, it is notified that the quality is poor. The average value X (bar) is calculated by Equation 2 or Equation 3, where n is the number of crystal grains extracted from the image data D. In the present embodiment, the average value X (bar) is the average value X (bar) a for each image data D according to Equation 2, but may be the average value X (bar) b for a plurality of image data D. For example, with respect to N pieces of image data obtained by imaging a plurality of (N) areas for one product, an average value X (bar) a is calculated for each image data D using Equation 2, and the average value of Xa X (bar) b may be calculated by Equation 3 and the average value X (bar) b for each product may be used.
Figure 0004063757
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比率xや平均値X(bar)は、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysの記憶手段(ハードディスク等)や他の記憶媒体に記憶され、平均値X(bar)や平均値X(bar)の標準偏差(後述する差R)は表示画面P1の解析結果表示部P1gに表示される(図8)。本実施の形態では、検査者により表示画面P1の判断条件入力部P1eに入力された判断条件をもとに、平均値X(bar)が最大値X(max)から最小値X(min)の範囲内である場合は評価結果表示部P1fに「OK」を表示して皮膜品質良好である旨を通知し、最大値X(max)から最小値X(min)の範囲外である場合は評価結果表示部P1fに「NG」を表示して皮膜品質不良である旨を通知する。   The ratio x and average value X (bar) are stored in the storage means (hard disk or the like) of the chemical conversion film quality evaluation / process monitoring system Sys or other storage medium, and the average value X (bar) or average value X (bar) Is displayed on the analysis result display portion P1g of the display screen P1 (FIG. 8). In the present embodiment, the average value X (bar) is changed from the maximum value X (max) to the minimum value X (min) based on the determination condition input to the determination condition input unit P1e of the display screen P1 by the inspector. If it is within the range, "OK" is displayed on the evaluation result display part P1f to notify that the film quality is good, and if it is outside the range from the maximum value X (max) to the minimum value X (min) “NG” is displayed on the result display portion P1f to notify that the film quality is poor.

なお、品質通知手段m3や皮膜品質表示部P1fは設けなくとも良く、表示画面P1の解析結果表示部P1gに表示された平均値X(bar)を検査者が目視することにより皮膜品質の良否を判断しても良い。ただし、作業効率及び人為的誤判断防止の観点から品質通知手段m3を設けるほうが好ましい。   The quality notification means m3 and the film quality display part P1f do not need to be provided, and the quality of the film is judged by the inspector visually checking the average value X (bar) displayed on the analysis result display part P1g of the display screen P1. You may judge. However, it is preferable to provide the quality notification means m3 from the viewpoint of work efficiency and prevention of human erroneous judgment.

また、本化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは、複数の画像データDを連続して評価する機能を有している。たとえば、信頼性向上の観点から、一つの検査対象について複数領域を評価する場合は、一つの検査対象(製品)について複数領域を撮像し(例えば、8面から構成される製品である場合は8面を撮像する)、これら複数の画像データDを各々評価する。化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは、一の領域の画像データDについて評価が終了すると「継続」ボタンを表示し(図8参照)、「継続」ボタンがクリックされると、その画像データDと関連付けられて記憶されている他の領域の画像データDについて上記一連の処理により品質の評価を行う。これにより、複数の画像データDを各々指定する操作を行う手間が省かれる。   Moreover, the quality evaluation / process monitoring system Sys of the chemical conversion film has a function of continuously evaluating a plurality of image data D. For example, from the viewpoint of improving reliability, when evaluating a plurality of areas for one inspection object, the plurality of areas are imaged for one inspection object (product) (for example, 8 for a product composed of eight surfaces). The plurality of image data D are evaluated respectively. The quality evaluation / process monitoring system Sys of the chemical conversion film displays a “continue” button when the evaluation of the image data D in one region is completed (see FIG. 8), and when the “continue” button is clicked, the image data is displayed. The quality of the image data D in another area stored in association with D is evaluated by the above-described series of processing. Thereby, the trouble of performing the operation of designating each of the plurality of image data D is saved.

化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは、工程監視ボタン(図示せず)のクリックに応じて工程監視システムとして機能し、データ入力用表示画面P2を表示する(図9)。データ入力用表示画面P2は、各管理値(CL,UCL,LCL)の入力を促す管理値入力部P2aと、平均値X(bar)の入力を促すデータ入力部P2bとを備える。管理値入力部P2aは、X(bar)管理図とR管理図ごとに管理値(CL,UCL,LCU)を入力できるようになっている。管理値入力部P2aに入力される各UCLやLCLやCLの値としては、実験により得られる平均値X(bar)や差Rの時系列データから予め統計的に求めた値である。データ入力部P2bは、ファイル名が指定されると、そのファイル名に関連付けられて記憶されている複数(N個)の平均値X(bar)が各欄X1,,,XNに挿入されて表示されるようになっている。関連付けて記憶されるN個の平均値X(bar)は、例えば、製品単位や時間単位で分類された情報群など、工程管理として意味を成す情報群である。本実施の形態では、一つの製品の複数(N個)領域を撮像して得られる複数(N個)の画像データDについて、各画像データDごとに算出された結晶粒の比率xの平均値X1,,,XNを情報群とし、一つのファイル名により指定可能なように関連付けて記憶されている。   The chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys functions as a process monitoring system in response to a click on a process monitoring button (not shown), and displays a data input display screen P2 (FIG. 9). The data input display screen P2 includes a management value input unit P2a that prompts input of each management value (CL, UCL, LCL), and a data input unit P2b that prompts input of an average value X (bar). The management value input unit P2a can input management values (CL, UCL, LCU) for each X (bar) management chart and R management chart. The values of each UCL, LCL, and CL input to the management value input unit P2a are values that are statistically obtained in advance from the average value X (bar) obtained by experiments and the time series data of the difference R. When a file name is designated, the data input part P2b displays a plurality of (N) average values X (bar) stored in association with the file name inserted into the respective columns X1, XN. It has come to be. The N average values X (bar) stored in association with each other are information groups that make sense as process management, such as information groups classified by product or time. In the present embodiment, for a plurality (N) of image data D obtained by imaging a plurality of (N) regions of one product, the average value of the ratio x of crystal grains calculated for each image data D X1,..., XN are stored as information groups in association with each other so that they can be specified by one file name.

ここで管理図とは、工程における偶然原因によるバラツキと異常原因によるバラツキを判断し、工程を統計学的に管理するために用いられる表形式やグラフ形式の図であり(図10参照)、本発明の分野だけでなく様々な分野において広く使用されている。本実施の形態の管理図は、1本の中心値(CL)とその上下に合理的に決められた上部管理限界値(UCL)と下部管理限界値(LCL)とを有する。管理図には、平均と範囲の管理図(X(bar)−R管理図)や、個々の測定値の管理図や、不良率の管理図や、単位当り欠点数の管理図等の様々な種類がある。本化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysで生成する管理図はいずれでも良く、検査者が指定した種類の管理図を選択的に生成することも可能である。以下に、X(bar)−R管理図を例に説明する。X(bar)−R管理図は、工程の状態について多くの情報を与えてくれるものであり、一般的に広く用いられる代表的な管理図である。   Here, the control chart is a table format or a graph format chart used for statistically managing the process by judging variations due to accidental causes and variations due to abnormal causes in the process (see FIG. 10). It is widely used not only in the field of invention but also in various fields. The control chart of the present embodiment has one central value (CL), and an upper control limit value (UCL) and a lower control limit value (LCL) reasonably determined above and below it. There are various control charts such as average and range control charts (X (bar) -R control charts), individual measurement value control charts, defect rate control charts, and defect count control charts per unit. There are types. Any control chart may be generated by the quality evaluation / process monitoring system Sys of the chemical conversion film, and a control chart of a type designated by the inspector can be selectively generated. Hereinafter, an X (bar) -R control chart will be described as an example. The X (bar) -R control chart gives a lot of information about the state of the process, and is a typical control chart that is generally widely used.

工程監視手段m4は、指定されたデータに関連付けられている平均値X(bar)と、管理値入力部P2aに入力された管理値(CL,UCL,LCL)とから処理工程の正常異常を通知する。本実施の形態は、従来からある管理図による工程監視方法において評価特性情報として比率xを用いたものである。なお、差Rは図7及び図8中において標準偏差と記載されており、表示画面P1においても表示されるようになっている。   The process monitoring unit m4 notifies the normality / abnormality of the processing process from the average value X (bar) associated with the designated data and the management values (CL, UCL, LCL) input to the management value input unit P2a. To do. This embodiment uses a ratio x as evaluation characteristic information in a conventional process monitoring method using a control chart. Note that the difference R is described as a standard deviation in FIGS. 7 and 8 and is displayed on the display screen P1.

具体的には、工程監視手段m4は、前記評価特性情報取得手段m2により算出された比率xを用いて、比率xの平均値X(bar)、及び、下記数4により平均値X(bar)の最大値X(max)と最小値X(min)の差Rを計算する。平均値X(bar)は、一つの画像データにおける平均値X(bar)aでも良いし、複数の画像データにおける平均値X(bar)bでも良いが、本実施の形態では、比率xの平均値X(bar)としては数3で算出される製品毎の平均値X(bar)bを用い、最大値X(max)と最小値X(min)としては数2で算出される画像データDごとの平均値X(bar)aを用いている。算出された平均値X(bar)又は差Rのいずれか一方が所定範囲外である場合は処理工程の異常を、平均値X(bar)及び差Rが所定範囲を満たす場合は処理工程の正常を通知する。所定範囲とは、平均値X(bar)については、管理値入力部P2aに入力された平均値Xの上部管理限界値X(bar)UCLから下部管理限界値X(bar)LCLまでの範囲であり、差Rについては、上部管理限界値RUCLから下部管理限界値RLCLまでの範囲である。   Specifically, the process monitoring unit m4 uses the ratio x calculated by the evaluation characteristic information acquisition unit m2, and the average value X (bar) of the ratio x and the average value X (bar) by the following equation 4. The difference R between the maximum value X (max) and the minimum value X (min) is calculated. The average value X (bar) may be the average value X (bar) a in one image data or may be the average value X (bar) b in a plurality of image data, but in this embodiment, the average of the ratio x As the value X (bar), the average value X (bar) b of each product calculated by the equation 3 is used, and the image data D calculated by the equation 2 is used as the maximum value X (max) and the minimum value X (min). The average value X (bar) a for each is used. If either the calculated average value X (bar) or the difference R is outside the predetermined range, the processing process is abnormal. If the average value X (bar) and the difference R satisfy the predetermined range, the processing process is normal. To be notified. The predetermined range is the average value X (bar) in the range from the upper management limit value X (bar) UCL to the lower management limit value X (bar) LCL of the average value X input to the management value input unit P2a. Yes, the difference R is a range from the upper management limit value RUCL to the lower management limit value RLCL.

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さらに、工程監視手段m4は、図10に示すように、平均値X(bar)と差Rと各管理値(UCL,LCL,CL)とを含む管理図を管理図表示画面P3に表形式やグラフ形式で表示する。検査者は、管理図を分析し、例えばグラフが連続して上昇又は下降する場合は処理工程の異常を予測する等、生成された管理図から工程の異常などを察知することが可能となる。   Further, as shown in FIG. 10, the process monitoring means m4 displays a control chart including the average value X (bar), the difference R, and each control value (UCL, LCL, CL) on the control chart display screen P3 in a tabular form or Display in graph format. The inspector can analyze the control chart and detect a process abnormality or the like from the generated control chart, for example, when a graph continuously rises or falls, predicts a process process abnormality.

(使用例1)
以下に、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysの使用例1を説明する。図11は使用例1を説明する図である。使用例1は、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysに撮像手段1と目視確認手段2とが接続され、撮像手段1の撮像方向には検査対象となる製品Kを載置する載置台3が設置されている。
(Usage example 1)
Below, the usage example 1 of the quality evaluation / process monitoring system Sys of a chemical conversion film is demonstrated. FIG. 11 is a diagram illustrating a first usage example. In use example 1, the imaging means 1 and the visual confirmation means 2 are connected to the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys, and the mounting table 3 on which the product K to be inspected is placed in the imaging direction of the imaging means 1. Is installed.

撮像手段1はマイクロスコープや電子顕微鏡等であり、製品Kの化成皮膜面を撮像して画像データDを生成する。この撮像手段1は、載置台3から所定の高さを有するアーム3aの先端に、レンズを載置台3に向けた状態で固定される。アーム3aは載置台3に着脱自在となっており、撮像手段1の位置を水平方向及び鉛直方向に調節可能となっている。   The imaging means 1 is a microscope, an electron microscope, or the like, and generates image data D by imaging the chemical conversion film surface of the product K. The imaging means 1 is fixed to the tip of an arm 3 a having a predetermined height from the mounting table 3 with the lens facing the mounting table 3. The arm 3a is detachably attached to the mounting table 3, and the position of the imaging means 1 can be adjusted in the horizontal direction and the vertical direction.

撮像に際しては、ライト等の光源(図示せず)により化成皮膜面に光線を照射した状態で撮像する。図12(a)は化成皮膜面の撮像領域に対して上方向(略垂直)から照射した場合、(b)は斜上方向(略45度斜上方向)から照射した場合、(c)は側方向(略水平方向)から照射した場合における、化成皮膜面の画像データDを示す図である。結晶粒の輪郭は、上方向及び斜上方向から照射した場合と比較して、側方向(略水平方向)から照射した場合に明確である。したがって、結晶粒の輪郭の明確化の観点から、光線は化成皮膜面に対して側方(略水平方向)から照射することが好ましく、これは本発明の特徴の一つでもある。   At the time of imaging, imaging is performed in a state where a light beam (not shown) such as a light irradiates the surface of the chemical conversion film. FIG. 12A shows a case where the imaging region of the chemical conversion film surface is irradiated from above (substantially perpendicular), FIG. 12B shows a case where irradiation is performed obliquely upward (approximately 45 degrees obliquely upward), and FIG. It is a figure which shows the image data D of the chemical film surface at the time of irradiating from a side direction (substantially horizontal direction). The outline of the crystal grains is clear when irradiated from the side direction (substantially horizontal direction) as compared to the case of irradiation from the upward direction and obliquely upward direction. Therefore, from the viewpoint of clarifying the outline of the crystal grains, it is preferable that the light beam is irradiated from the side (substantially horizontal direction) with respect to the chemical conversion coating surface, which is one of the features of the present invention.

目視確認手段2は、液晶パネル等の表示手段やハードディスク等の記憶手段などを備えるコンピュータである。撮像手段1により撮像された画像データDは、目視確認手段2の表示手段に表示されるとともに、ハードディスクに記憶され、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysに読み込まれて使用される。目視確認手段2により、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysによる評価とともに目視による品質評価や工程監視も可能となり、信頼性を高めることができる。   The visual confirmation unit 2 is a computer including a display unit such as a liquid crystal panel and a storage unit such as a hard disk. The image data D imaged by the imaging means 1 is displayed on the display means of the visual confirmation means 2, stored in the hard disk, and read into the chemical conversion film quality evaluation / process monitoring system Sys for use. The visual confirmation means 2 enables visual quality evaluation and process monitoring as well as evaluation by the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys, and can improve reliability.

(使用例2)
図13は、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysの使用例2を示す図である。化成皮膜の品質評価/工程監視システムSys1は、インターネット等のネットワークNETを介して他のコンピュータ4と接続されている。化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは、遠隔地で撮像された画像データDをインターネット等のネットワークNETを介して他のコンピュータ4から受信し、品質評価や工程監視を行い、品質の評価結果(良否)や処理工程の監視結果(正常異常)をネットワークNETを介して送信する。
(Usage example 2)
FIG. 13: is a figure which shows the usage example 2 of the quality evaluation / process monitoring system Sys of a chemical conversion film. The chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys1 is connected to another computer 4 via a network NET such as the Internet. The chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys receives image data D captured at a remote location from another computer 4 via a network NET such as the Internet, performs quality evaluation and process monitoring, and evaluates the quality. (Pass / Fail) and processing process monitoring results (normal / abnormal) are transmitted via the network NET.

なお、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは単独で使用されても良く、この場合は、画像データDは別体の撮像手段により撮像されてコンパクトディスク等の記憶媒体に記憶され、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysはコンパクトディスク等から画像データDを読み込むようにしても良い。   The chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys may be used alone. In this case, the image data D is imaged by a separate imaging means and stored in a storage medium such as a compact disk, and the chemical film is obtained. The quality evaluation / process monitoring system Sys may read the image data D from a compact disc or the like.

(評価方法1)
以下に、本化成化成皮膜の品質評価/工程監視システムS2を使用した評価方法を説明する。図14は化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysの動作を表す概略フローチャートである。(Step1:結晶粒抽出ステップ)まず、本化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは、画像データDに含まれる化成皮膜の結晶粒を抽出する。たとえば、画像データDに含まれるオブジェクトのうち、色が所定値以上に明るく、オブジェクトの大きさ(面積も含む)が所定範囲に含まれ、且つオブジェクトの形状を面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換えたときの楕円形状の短軸の長さSdに対する長軸の長さLdの比率xが所定範囲に含まれるオブジェクトを化成皮膜の結晶として抽出する。(Step2:評価特性情報取得ステップ)化成皮膜の結晶粒が抽出された画像データから化成皮膜の皮膜品質の判断指標となる評価特性情報を取得する。たとえば、前記結晶粒抽出手段により抽出された化成皮膜の結晶粒について比率xを計算する。特性情報取得ステップ(Step2)の後は、品質通知ステップ(Step3−1)に進んでも、工程監視ステップ(Step3−2)に進んでも良い。(Step3−1:品質通知ステップ)評価特性情報が入力された判断条件を満たすか否かを判断して、皮膜品質の良否を通知する。たとえば、算出された比率xの平均値X(bar)が所定範囲内である場合は皮膜品質良好であり、所定範囲外である場合は皮膜品質不良である旨を通知する。(Step3−2:工程監視ステップ)特性情報が入力された判断条件を満たすか否かを判断して、工程の正常又は異常を通知する。たとえば、算出された比率xの平均値X(bar)及び差Rが所定範囲内である場合は処理工程が正常であり、いずれか一方又は両方が所定範囲外である場合は処理工程が異常である旨を通知する。なお、各ステップは上記化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysの各手段に対応するため、詳細は省略する。
(Evaluation method 1)
Below, the evaluation method using quality evaluation / process monitoring system S2 of this chemical conversion coating film is demonstrated. FIG. 14 is a schematic flowchart showing an operation of the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys. (Step 1: Crystal Grain Extraction Step) First, the quality evaluation / process monitoring system Sys of the chemical conversion film extracts the crystal grains of the chemical conversion film included in the image data D. For example, among the objects included in the image data D, the color is brighter than a predetermined value, the size of the object (including the area) is included in the predetermined range, and the shape of the object is the area, the primary moment, and the secondary moment. An object whose ratio x of the major axis length Ld to the minor axis length Sd of the elliptical shape when replaced with the same elliptical shape falls within a predetermined range is extracted as a crystal of the chemical conversion film. (Step 2: Evaluation characteristic information acquisition step) Evaluation characteristic information serving as a judgment index of the film quality of the chemical conversion film is acquired from the image data from which the crystal grains of the chemical conversion film have been extracted. For example, the ratio x is calculated for the crystal grains of the chemical conversion film extracted by the crystal grain extraction means. After the characteristic information acquisition step (Step 2), the process may proceed to the quality notification step (Step 3-1) or the process monitoring step (Step 3-2). (Step 3-1: Quality Notification Step) It is determined whether or not the judgment condition that the evaluation characteristic information is input is satisfied, and the quality of the film is notified. For example, when the average value X (bar) of the calculated ratio x is within a predetermined range, the film quality is good, and when it is outside the predetermined range, it is notified that the film quality is poor. (Step 3-2: Process monitoring step) It is determined whether or not the determination condition for inputting the characteristic information is satisfied, and the normality or abnormality of the process is notified. For example, when the average value X (bar) and the difference R of the calculated ratio x are within a predetermined range, the processing step is normal, and when one or both are out of the predetermined range, the processing step is abnormal. Notify that there is. Since each step corresponds to each means of the chemical conversion film quality evaluation / process monitoring system Sys, details are omitted.

(評価方法2)
以下に、上記化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysを使用することなく目視による品質評価/工程監視方法を説明する。検査者は、検査対象である結晶質の化成皮膜の拡大画像を目視して、化成皮膜の結晶の外観を観察する。拡大画像は、マイクロスコープなどの撮像手段により撮像されてリアルタイムに表示装置に表示されている画像や、コンピュータ等に予め記憶されている画像データや、インターネット等のネットワークを介して受信した画像データなどである。化成皮膜の結晶の外観としては、例えば、上記楕円形状の短軸の長さSdに対する長軸の長さLdの比率xである。検査者は比率xの傾向を把握するだけでも良いが、複数の結晶粒について比率xの平均値Xを計算すると品質評価や工程監視の信頼性が高くなる。
(Evaluation method 2)
The visual quality evaluation / process monitoring method will be described below without using the chemical conversion film quality evaluation / process monitoring system Sys. The inspector visually observes the enlarged image of the crystalline chemical conversion film to be inspected, and observes the appearance of the crystals of the chemical conversion film. The enlarged image is an image captured by an imaging means such as a microscope and displayed on a display device in real time, image data stored in advance in a computer or the like, image data received via a network such as the Internet, etc. It is. The appearance of the chemical conversion film crystal is, for example, the ratio x of the long axis length Ld to the elliptical short axis length Sd. The inspector may only grasp the tendency of the ratio x, but if the average value X of the ratio x is calculated for a plurality of crystal grains, the reliability of quality evaluation and process monitoring becomes high.

つぎに、検査者は結晶状態から皮膜品質の良否を判断したり、処理工程を監視する。たとえば、比率xの傾向を把握する方法の場合は、比率xが大きい傾向にある場合は皮膜品質良好又は工程正常と判断し、小さい傾向にある場合は皮膜品質不良又は工程異常と判断する。本評価方法によれば、専用の上記化成皮膜の品質評価/工程監視システムが導入されていない場合でも、汎用的なマイクロスコープ等があれば皮膜の品質評価や工程監視が可能となる。   Next, the inspector judges the quality of the film from the crystalline state and monitors the processing process. For example, in the method of grasping the tendency of the ratio x, when the ratio x tends to be large, it is determined that the film quality is good or the process is normal, and when it is small, it is determined that the film quality is poor or the process is abnormal. According to this evaluation method, even if a dedicated chemical conversion film quality evaluation / process monitoring system is not introduced, the quality evaluation and process monitoring of the film can be performed with a general-purpose microscope.

(実施例)
以下に、本化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysを使用例1の状態で使用したときの実施例を説明する。検査対象は結晶質の化成皮膜の一種であるリン酸亜鉛系皮膜が形成された金属部品Kである。評価特性情報としては化成皮膜の結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さと長軸の長さの比率xを使用する。
(Example)
Below, the Example at the time of using the quality evaluation / process monitoring system Sys of this chemical conversion film in the state of the usage example 1 is described. The object to be inspected is a metal part K on which a zinc phosphate-based film that is a kind of a crystalline chemical conversion film is formed. As the evaluation characteristic information, the crystal grain shape of the chemical conversion film is replaced with the same elliptical shape with respect to the area, the primary moment and the secondary moment, and the ratio x between the short axis length and the long axis length of the elliptical shape is used. .

金属部品の製造は、金属部品を脱脂→水洗→酸洗→水洗→表面調整→化成処理→水洗→湯洗→皮膜品質評価→塗装→塗装の皮膜品質評価の順のライン工程を有し、上記皮膜品質評価の工程に本発明の皮膜検システムSysが配設されている。化成処理では、金属の表面を処理剤で処理することにより結晶質のリン酸亜鉛系皮膜を形成する。化成処理の工程では、リン酸亜鉛系処理液(リン酸亜鉛処理液やこれに促進剤等を加えたものも含む)により金属部品を浸漬して緻密なリン酸亜鉛の不溶性結晶を生成する。リン酸亜鉛処理液中に含まれるリン酸亜鉛は水溶性化合物であるが、処理後生成するリン酸亜鉛皮膜は、組成変形した不溶性の白色結晶となる。なお、浸漬法に限らず、スプレー法、刷毛塗り法、ロールコート法でもよい。   The production of metal parts has the following line processes: degreasing → water washing → pickling → water washing → surface conditioning → chemical conversion treatment → water washing → hot water washing → film quality evaluation → painting → coating film quality evaluation. The film inspection system Sys of the present invention is disposed in the film quality evaluation process. In the chemical conversion treatment, a crystalline zinc phosphate coating is formed by treating the metal surface with a treating agent. In the chemical conversion treatment step, the metal parts are immersed in a zinc phosphate-based treatment liquid (including a zinc phosphate treatment liquid and an accelerator added thereto) to form dense zinc phosphate insoluble crystals. Zinc phosphate contained in the zinc phosphate treatment liquid is a water-soluble compound, but the zinc phosphate film formed after the treatment becomes insoluble white crystals whose composition is modified. In addition, not only the dipping method but also a spray method, a brush coating method, or a roll coating method may be used.

化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysはデータベースDBを備える。データベースDBは、画像データD、金属部品を特定する情報(品番など)、皮膜形成の時間(年月日時間)、撮像した領域の位置情報、結晶粒の抽出条件、比率x、比率xの平均値X(bar)aや平均値X(bar)b、皮膜品質の良否の判断条件、差R、X(bar)管理図の管理値、R管理図の管理値などの項目を有する。   The chemical conversion film quality evaluation / process monitoring system Sys includes a database DB. The database DB includes image data D, information for identifying metal parts (product number, etc.), film formation time (year / month / day time), positional information of the imaged region, crystal grain extraction conditions, ratio x, average of ratio x It has items such as value X (bar) a, average value X (bar) b, judgment condition of film quality, difference R, control value of X (bar) control chart, control value of R control chart.

まず、検査者は検査対象である金属部品の画像データDを作成する。具体的には、皮膜形成ラインにおいて化成皮膜が形成された金属部品を載置台3に載置し、撮像手段1により金属部品の表面を複数領域(本実施の形態では円筒形状の金属部品Kの周囲8箇所)撮像し、得られた複数の画像データD1,,,D8を目視確認手段2のハードディスクに保存する。各画像データD1,,,D8は、皮膜形成の年月日や時間を示す時間情報や、領域の位置情報や、金属部品を特定する情報(品番など)とともに保存される。   First, the inspector creates image data D of a metal part to be inspected. Specifically, a metal part having a chemical conversion film formed thereon is placed on the mounting table 3 in the film forming line, and the surface of the metal part is formed in a plurality of regions (in this embodiment, the cylindrical metal part K by the imaging means 1). The surrounding 8 locations) are imaged, and a plurality of obtained image data D1,..., D8 are stored in the hard disk of the visual confirmation means 2. Each of the image data D1,..., D8 is stored together with time information indicating the date and time of film formation, area position information, and information (product number etc.) specifying a metal part.

検査者が化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysを起動すると、表示画面P1(図7)が表示される。検査者が画像指定部P1aに一の画像データD1を指定すると、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは表示画面の画像データ表示部P1bに指定された画像データD1を表示する。   When the inspector starts the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys, a display screen P1 (FIG. 7) is displayed. When the inspector designates one image data D1 in the image designation portion P1a, the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys displays the designated image data D1 in the image data display portion P1b of the display screen.

検査者は、抽出条件入力部P1cに抽出条件(結晶の色、結晶の面積の最大値と最小値、比率xの最大値と最小値)を入力し、判断条件入力部P1eに皮膜品質の良否の判断となる所定範囲(平均値X(bar)の最小値X(min)と最大値X(max))を入力する。なお、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは抽出条件と判断条件をデータベースDBに記憶し、次の画像データD2からは自動表示可能とする。   The inspector inputs the extraction conditions (the crystal color, the maximum and minimum values of the crystal area, the maximum and minimum values of the ratio x) to the extraction condition input unit P1c, and the film quality is determined to be good or bad to the determination condition input unit P1e. A predetermined range (minimum value X (min) and maximum value X (max) of average value X (bar)) is input. The quality evaluation / process monitoring system Sys of the chemical conversion film stores the extraction condition and the judgment condition in the database DB, and enables automatic display from the next image data D2.

化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは、指定された画像データD1に対して皮膜の品質評価を開始する。具体的には、結晶粒抽出手段m1が入力された抽出条件に基づいて画像データD1に含まれる化成皮膜の結晶を抽出し、指標取得手段m2が抽出された結晶粒について比率xを計算することにより評価特性情報を取得し、品質通知手段m3が取得された評価特性情報(比率x)について平均値X(bar)aを算出し、その平均値X(bar)が判断条件入力部P1eに入力された最小値X(min)から最大値X(max)の範囲内にあり判断条件を満たす場合には皮膜品質良好の旨を示す「OK」を、満たさない場合は皮膜品質不良の旨を示す「NG」を評価結果表示部P1fに表示する。化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは、比率xや平均値X(bar)aをデータベースDBに記憶するとともに解析結果表示部P1gに表示する。画像データD1は、一つの検査対象の異なる領域を撮像して得られた複数の画像データD1,,,D8のうちの一つであるため、皮膜品質評価は一つの検査対象について一の領域のみ行われたこととなる。   The chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys starts the film quality evaluation for the designated image data D1. Specifically, the crystal grain extraction unit m1 extracts the conversion coating crystal contained in the image data D1 based on the input extraction condition, and the index acquisition unit m2 calculates the ratio x for the extracted crystal grain. The evaluation characteristic information is acquired by the above, and the quality notification means m3 calculates the average value X (bar) a for the acquired evaluation characteristic information (ratio x), and the average value X (bar) is input to the determination condition input unit P1e. “OK” indicating that the coating quality is good if the judgment value is satisfied within the range of the minimum value X (min) to the maximum value X (max), and if the condition is not satisfied, it indicates that the coating quality is poor. “NG” is displayed on the evaluation result display portion P1f. The quality evaluation / process monitoring system Sys of the chemical conversion film stores the ratio x and the average value X (bar) a in the database DB and displays them on the analysis result display unit P1g. Since the image data D1 is one of a plurality of image data D1,..., D8 obtained by imaging different areas of one inspection object, the film quality evaluation is performed for only one area for one inspection object. It will be done.

検査者は、検査対象について他の領域の画像データDがある場合は「継続」のボタンをクリックする。化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは、順次他の画像データD2からD8について、各手段m1、m2、m3により各画像データD2,,,D8ごとに平均値X(bar)aを算出し、皮膜の品質評価を行う。   The inspector clicks the “Continue” button when there is image data D in another region for the inspection target. The quality evaluation / process monitoring system Sys of the chemical conversion film sequentially calculates the average value X (bar) a for each of the image data D2,..., D8 for each of the other image data D2 to D8 by means of each means m1, m2, m3. The film quality is evaluated.

化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysにより各領域(画像データD1,,,D8)ごとに通知された評価結果から、検査者は検査対象である金属部品が全体として皮膜良品であるか皮膜不良品であるかを判断する。たとえば、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysにより各画像データD1,,,D8のうち一つでも皮膜品質不良であるとの結果「NG」が評価結果表示部P1fに出力された場合は金属部品全体として皮膜不良品であると判断したり、評価結果が皮膜品質不良である画像データがいくつか含まれていても金属部品全体としては皮膜良品と判断する。皮膜品質不良の画像データを幾つまで許容するかは、検査対象である金属部品全体として要求される皮膜品質の程度に応じて随時対応すれば良い。   From the evaluation result notified for each area (image data D1, D8) by the quality evaluation / process monitoring system Sys of the chemical conversion film, the inspector determines whether the metal part to be inspected is a non-defective film as a whole. Judge whether it is a non-defective product. For example, if the result “NG” indicating that any one of the image data D1,..., D8 is poor in film quality is output to the evaluation result display section P1f by the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys, metal. Even if it is determined that the entire part is a defective film product or some image data whose evaluation result is a defective film quality is included, the entire metal part is determined to be a good film product. How many image data of the film quality defect are allowed may be dealt with at any time according to the degree of film quality required for the entire metal part to be inspected.

また、検査者は工程監視ボタン(図示せず)をクリックすると、化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは表示画面P2を表示する。検査者は、表示画面P2の管理値入力部P2aにX(bar)管理図及びR管理図の管理値(CL,UCL,LCL)を予め入力しておく。管理値は予め実験により算出された値である。化成皮膜の品質評価/工程監視システムSysは、管理値を金属部品の名称などと関連付けてデータベースDBに記憶する。   When the inspector clicks a process monitoring button (not shown), the chemical film quality evaluation / process monitoring system Sys displays a display screen P2. The inspector inputs the management values (CL, UCL, LCL) of the X (bar) control chart and the R control chart in advance in the management value input part P2a of the display screen P2. The management value is a value calculated in advance by experiments. The quality evaluation / process monitoring system Sys of the chemical conversion film stores the management value in the database DB in association with the name of the metal part.

検査者は、表示画面P2のデータ読込み部P2aにおいてデータベースDBからデータを指定すると、平均値X(bar)a(図9中のX1,,,X8)や差Rが各欄に自動で挿入される。工程監視手段m4は、平均値X(bar)b及び差Rを計算し、表形式やグラフ形式で管理図を表示(図10)し、所定範囲内である場合は工程正常を通知し、所定範囲内である場合は工程異常を通知する。   When the inspector designates data from the database DB in the data reading part P2a of the display screen P2, the average value X (bar) a (X1,..., X8 in FIG. 9) and the difference R are automatically inserted in each column. The The process monitoring means m4 calculates the average value X (bar) b and the difference R, displays a control chart in a table format or a graph format (FIG. 10), and notifies the normality of the process if it is within a predetermined range. If it is within the range, a process abnormality is notified.

皮膜評価が終了すると、化成皮膜表面に塗装を施す塗装工程が行われる。皮膜評価は画像解析であるため時間を要することがなく、リアルタイムに品質評価や工程監視の結果が出力される。したがって、皮膜評価で皮膜品質不良であったものは再度皮膜形成を行う処理に戻し、皮膜品質良好であるもののみを塗装工程に送ることができる。皮膜評価のために皮膜形成工程と塗装工程との間に長期間のブランクを要することもなく、生産効率が低下することもない。   When the film evaluation is completed, a coating process for coating the surface of the chemical conversion film is performed. Since film evaluation is image analysis, it does not take time, and the results of quality evaluation and process monitoring are output in real time. Therefore, if the film quality is poor in the film evaluation, it can be returned to the process of forming the film again, and only the film having good film quality can be sent to the coating process. A long-term blank is not required between the film formation process and the coating process for film evaluation, and production efficiency does not decrease.

(a)はある製品の皮膜品質良好の化成皮膜の画像データの例を示す図、(b)は皮膜品質不良の化成皮膜の画像データの例を示す図。(A) is a figure which shows the example of the image data of a chemical film with a favorable film quality of a certain product, (b) is a figure which shows the example of the image data of the chemical film with a poor film quality. 化成皮膜の結晶粒の評価特性情報を説明する図。The figure explaining the evaluation characteristic information of the crystal grain of a chemical conversion film. ある製品のリン酸亜鉛系皮膜についての研究結果を示す図。The figure which shows the research result about the zinc phosphate system membrane of a certain product. ある製品の複数領域について、各領域ごとに結晶粒の上記比率xの平均値X(bar)を算出し、平均値X(bar)の発生頻度を表したヒストグラムの例。The example of the histogram which calculated the average value X (bar) of the said ratio x of a crystal grain for each area | region about several area | regions of a certain product, and represented the occurrence frequency of the average value X (bar). 重なり合った複数の結晶粒を一つの結晶粒として誤抽出した状況を説明する図。The figure explaining the situation which misextracted the several crystal grain which overlapped as one crystal grain. 本発明の第1の実施の形態の化成皮膜の品質評価/工程監視システムを説明する概念図。The conceptual diagram explaining the quality evaluation / process monitoring system of the chemical conversion film of the 1st Embodiment of this invention. 上記実施の形態の化成皮膜の品質評価/工程監視システムの表示画面。The display screen of the quality evaluation / process monitoring system of the chemical conversion film of the said embodiment. 上記実施の形態の化成皮膜の品質評価/工程監視システムの表示画面。The display screen of the quality evaluation / process monitoring system of the chemical conversion film of the said embodiment. 上記実施の形態の化成皮膜の品質評価/工程監視システムの表示画面。The display screen of the quality evaluation / process monitoring system of the chemical conversion film of the said embodiment. 上記実施の形態の化成皮膜の品質評価/工程監視システムの表示画面。The display screen of the quality evaluation / process monitoring system of the chemical conversion film of the said embodiment. 上記実施の形態の化成皮膜の品質評価/工程監視システムの使用例1を説明する図。The figure explaining the usage example 1 of the quality evaluation / process monitoring system of the chemical conversion film of the said embodiment. (a)は化成皮膜面の撮像領域に対して上方向(略垂直)から照射した場合、(b)は斜上方向(略45度斜上方向)から照射した場合、(c)は側方向(略水平方向)から照射した場合における、化成皮膜面の画像を示す図。When (a) is irradiated from above (substantially perpendicular) to the imaging region of the chemical conversion film surface, (b) is irradiated from obliquely upward direction (approximately 45 degrees obliquely upward direction), and (c) is lateral direction. The figure which shows the image of the chemical conversion film surface at the time of irradiating from (substantially horizontal direction). 上記実施の形態の化成皮膜の品質評価/工程監視システムの使用例2を示す図。The figure which shows the usage example 2 of the quality evaluation / process monitoring system of the chemical conversion film of the said embodiment. 上記実施の形態の化成皮膜の品質評価/工程監視システムを使用した化成皮膜の品質評価/工程監視方法のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of the quality evaluation / process monitoring method of the chemical conversion film using the quality evaluation / process monitoring system of the chemical conversion film of the said embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

Sys 化成皮膜の品質評価/工程監視システム
m1 結晶粒抽出手段
m2 評価特性情報取得手段
m3 品質通知手段
m4 工程監視手段
P1,P2,P3 表示画面
P1a 画像指定部
P1b 画像データ表示部
P1c 抽出条件入力部
P1d 測定結果表示部
P1e 判断条件入力部
P1f 評価結果表示部
P1g 解析結果表示部
P2a 管理値入力部
P2b データ入力部
D 画像データ
Sys quality conversion coating quality evaluation / process monitoring system m1 crystal grain extraction means m2 evaluation characteristic information acquisition means m3 quality notification means m4 process monitoring means P1, P2, P3 display screen P1a image designation part P1b image data display part P1c extraction condition input part P1d Measurement result display unit P1e Judgment condition input unit P1f Evaluation result display unit P1g Analysis result display unit P2a Management value input unit P2b Data input unit D Image data

Claims (2)

金属の表面を処理剤で処理することにより形成される結晶質のリン酸亜鉛系皮膜について、当該リン酸系亜鉛系皮膜をマイクロスコープにより撮像して得られる画像データに含まれる複数の結晶粒からリン酸亜鉛系皮膜の品質を評価するリン酸亜鉛系皮膜の品質評価システムにおいて、
前記各結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さSdに対する長軸の長さLdの比率xを算出し当該各結晶粒について算出された比率xの平均値X(bar)が所定値以上である場合は品質が良好である旨を通知しそれ以外である場合は品質が不良である旨を通知することを特徴とするリン酸亜鉛系皮膜の品質評価システム。
A crystalline zinc phosphate coating formed by treating a metal surface with a treating agent, from a plurality of crystal grains included in image data obtained by imaging the phosphate zinc coating with a microscope In the zinc phosphate coating quality evaluation system that evaluates the quality of zinc phosphate coating ,
Wherein each crystal grain shape, replaced with the same oval shape for the area and the primary moment and secondary moment, and calculates the ratio x of the length Ld of the major axis to the length Sd of the minor axis of the elliptical shape, the respective the average value X of the ratio x calculated for grain (bar) is the case where more than the predetermined value notifies quality Ru good der, if it is otherwise to notify quality is bad A quality evaluation system for zinc phosphate coatings .
金属の表面を処理剤で処理することにより形成される結晶質のリン酸亜鉛系皮膜について、マイクロスコープにより当該リン酸系亜鉛系皮膜を撮像して得られる画像データに含まれる複数の結晶粒からリン酸亜鉛系皮膜処理の工程を監視するリン酸亜鉛系皮膜処理の工程監視システムにおいて、
複数の前記画像データの各画像データについて、前記各結晶粒の形状を、面積と一次モーメントと二次モーメントについて同一の楕円形状に置き換え、その楕円形状の短軸の長さSdに対する長軸の長さLdの比率xを算出し前記各画像データごとに比率xの平均値X(bar)aを算出し、当該算出された複数の画像データの平均値X(bar)aの平均値X(bar)b、及び、当該算出された複数の画像データの平均値X(bar)aの最大値X(max)と最小値X(min)の差Rとを、当該平均値X(bar)bの上部管理限界値X(bar)UCLと下部管理限界値X(bar)LCL及び当該差Rの上部管理限界値RUCLと下部管理限界値RLCLが示されたX(bar)―R管理図にリアルタイムに表示することを特徴とするリン酸亜鉛系皮膜処理の工程監視システム。
For a crystalline zinc phosphate coating formed by treating a metal surface with a treatment agent, from a plurality of crystal grains included in image data obtained by imaging the phosphate zinc coating with a microscope In the process monitoring system for zinc phosphate coating , which monitors the process of zinc phosphate coating ,
For each piece of image data of the plurality of pieces of image data, the shape of each crystal grain is replaced with the same elliptical shape with respect to area, primary moment and secondary moment, and the length of the long axis with respect to the short axis length Sd of the elliptical shape The ratio x of the length Ld is calculated , the average value X (bar) a of the ratio x is calculated for each image data, and the average value X (bar) a of the calculated plurality of image data X ( bar) b, and the difference R between the maximum value X (max) and the minimum value X (min) of the calculated average value X (bar) a of the plurality of image data, and the average value X (bar) b The upper control limit value X (bar) UCL and lower control limit value X (bar) LCL and the upper control limit value RUCL and lower control limit value RLCL of the difference R are shown in real time in the X (bar) -R control chart A process monitoring system for zinc phosphate coating treatment , characterized in that
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