JP4703911B2 - Metal strip hole inspection system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯に発生する孔状欠陥を検査する金属帯の孔状欠陥検査装置および検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属帯であるたとえば鋼帯の熱間圧延または冷間圧延など厚みを減少させる加工の施される工程においては、まれに鋼帯の一方の表面から他方の表面まで貫通した欠陥いわゆる孔状欠陥の発生することがある。孔状欠陥は品質上不具合な欠陥であるので、鋼帯の頭部または尾部付近にのみ発生している場合、救済工程において孔状欠陥の発生部分が除去され、また鋼帯の長手方向中央部に孔状欠陥が発生した場合、鋼帯を予め定める寸法に裁断して切板となった状態で孔状欠陥を含む切板が除去されている。さらに金属帯の長さに対して限定された比率で孔状欠陥の存在が許容される場合、金属帯の品質等級分類を行い品質の格付を明確にした上で出荷されている。切板または鋼帯のままいずれの状態であっても、孔状欠陥の発生している部位を除去または品質等級分類するためには、まず鋼帯に発生する孔状欠陥を精度よく検出しなければならない。
【0003】
図11〜14は、従来の孔状欠陥検出方法の概略を示す図である。図11(a)では、金属帯1の一方表面2側に金属帯1から間隔をあけて光検出器3が配置され、金属帯1の他方表面4側に金属帯1を介して光検出器2に対向し金属帯1から間隔をあけて光源5が配置される。金属帯1に孔状欠陥6が存在しないとき、光源5から金属帯1の他方表面4に照射された光は、金属帯1によって反射されて光検出器3には達しない。金属帯1に孔状欠陥6が存在するとき、光源5から照射された光は、金属帯1の孔状欠陥6を透過して光検出器2に達するので、光検出器2によって検出される。
【0004】
金属帯1は矢符7方向に走行され、走行される金属帯1の移動にともなって金属帯1に存在する孔状欠陥6は矢符7方向に移動する。孔状欠陥6が移動して光源5と光検出器3との間を通過するときにのみ、前述のように光源5からの光は光検出器3に到達するので、光検出器3によって検出される光強度は、図11(b)に示すように時間の経過すなわち孔状欠陥6の矢符7方向への移動にともなって増加し次いで減少する。このとき図11(b)中に示す検出された光強度の高い明部8が孔状欠陥6に相当する。
【0005】
図12では、金属帯1の他方表面4側に光源5および光検出器3がともに配置され、光源5から金属帯1の他方表面4に照射された光は、金属帯1に孔状欠陥6が存在しないとき、金属帯1によって反射されて光検出器3に達し、金属帯1に孔状欠陥6が存在するとき、光源5から照射された光は、金属帯1の孔状欠陥6を透過して光検出器2に達することがない。
【0006】
したがって、孔状欠陥6が移動して光源5からの光照射位置を通過するときにのみ、光源5からの光は光検出器3に達しなくなるので、光検出器3によって検出される光強度は、図12(b)に示すように時間の経過すなわち孔状欠陥6の矢符7方向への移動にともなって減少し次いで増加する。このとき図12(b)中に示す検出された光強度の低い暗部9が孔状欠陥6に相当する。
【0007】
また図13には複数の光検出器を設けて孔状欠陥を検出する従来技術を示す。図13では、金属帯1の一方表面2側に第1光検出器10が配置され、金属帯1の他方表面4側には光源5および第2および第3光検出器11,12が配置される。光源5から金属帯1の他方表面4に照射された光は、金属帯1に孔状欠陥6が存在しないとき、金属帯1による正反射光が第2光検出器11に達し、乱反射光が第3光検出器12に達し、第1光検出器10には光が達しない。金属帯1に孔状欠陥6が存在するとき、光源5から照射された光は、金属帯1の孔状欠陥6を透過して第1光検出器10に達し、第2および第3光検出器11,12には達しない。
【0008】
したがって、孔状欠陥6が移動して光源5からの光照射位置を通過するとき、光源5からの光は、第1光検出器10に達し第2および第3光検出器11,12には達しなくなるので、各光検出器10,11,12によって検出される光強度は、図13(b1),図13(b2)および図13(b3)に示すように時間の経過すなわち孔状欠陥6の矢符7方向への移動にともなって、第1光検出器10では増加し次いで減少し、第2および第3光検出器11,12では減少し次いで増加する。このとき図13(b1),図13(b2)および図13(b3)中に示す光強度の高い明部13および光強度の低い暗部14,15が孔状欠陥6に相当する。
【0009】
図14では、金属帯1の一方表面2側に光源5が配置され、金属帯1の他方表面4側には光検出器に代えてスクリーン16が金属帯1と平行に設けられる。光源5から金属帯1の一方表面2に照射された光は、金属帯1に孔状欠陥6が存在しないとき、金属帯1によって反射されてスクリーン16には達しないけれども、金属帯1に孔状欠陥6が存在するとき、金属帯1の孔状欠陥6を透過してスクリーン16に達する。すなわち孔状欠陥6は、光源5から照射される光によってスクリーン16上に投影される明部17に相当する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
図11〜図14に示す先行技術には、以下の問題点がある。前述の先行技術では、各光検出器3,10,11,12によって検出される光強度の明部8,13または暗部9,14,15によって、またスクリーン16上に投影される明部17によって孔状欠陥の有無を検出することはできる。これらの方法は、各光検出器3,10,11,12によって検出される光強度の明暗レベルのみによって欠陥の有無を抽出するものである。
【0011】
したがって、使用環境および装置特性の変化などの影響を受け安定して欠陥を抽出できない欠点を有する。たとえば図11に示す従来技術では、周囲の照明または日差しが金属帯1からの反射等によって光検出器3に検知されると、光強度の高い明部として欠陥であると誤認識されてしまう。また逆に図12に示す従来技術では、光源5の劣化などによって発光強度が低下すると光検出器3に検知される光強度が低下するので、光強度の低い暗部である欠陥として誤認識されてしまう。さらに金属帯1の他方表面4に光沢むらなどがあり、反射光強度が低下した場合にも同様の欠陥の誤認識が発生する。このような孔状欠陥の誤認識は、ひとえに光強度の単純な明暗レベルのみによって孔状欠陥を抽出することに起因している。
【0012】
また各光検出器3,10,11,12によって検出される光強度の明部8,13および暗部9,14,15を抽出するための光強度のレベルに応じて明部8,13および暗部9,14,15の時間軸方向の長さすなわち孔状欠陥6の寸法は変動し、明部8,13および暗部9,14,15を抽出するための光強度のレベルを選択するに際しての孔状欠陥6との対応も明らかではないので、孔状欠陥6の寸法を精度よく検出することは困難である。またスクリーン16上に投影される明部17も周縁部の境界が明瞭ではないので、孔状欠陥6の寸法を精度よく検出することは困難である。
【0013】
したがって、たとえば孔状欠陥の寸法に基づいて金属帯の品質等級分類をするような場合、孔状欠陥の寸法を精度よく求めることができないので、正確な等級分類をすることができないという問題がある。
【0014】
本発明の目的は、金属帯に発生する孔状欠陥の有無および寸法を精度よく検出できる金属帯の孔状欠陥検査装置および検査方法を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、長手方向に走行される金属帯の一方の表面に向けて光を出射する光源と、
金属帯の走行方向に対して直交する方向に軸線を有し、金属帯の他方の表面に接し軸線まわりに回転自在に設けられ、前記一方の表面よりも表面光沢が優れる反射ロールと、
光源から出射され金属帯の一方の表面または反射ロールの表面で正反射された正反射光を検出する第1光センサと、
光源から出射され金属帯の一方の表面または反射ロールの表面で乱反射された乱反射光を検出する第2光センサと、
第1および第2光センサの検出出力に応答し、正反射光および乱反射光の光強度を表示する表示手段とを含み、
前記表示手段には、正反射光および乱反射光の光強度に基づいて、孔状欠陥の寸法および孔状欠陥の金属帯における開口面積を演算する演算手段が設けられることを特徴とする金属帯の孔状欠陥検査装置である。
【0016】
また本発明は、長手方向に走行される金属帯の一方の表面に光源から光を照射し、
前記一方の表面よりも表面光沢が優れ、金属帯の走行方向に対して直交する方向に軸線を有し金属帯の他方の表面に接して軸線まわりに回転自在に反射ロールを設け、
金属帯の一方の表面または反射ロールの表面から正反射された正反射光および乱反射された乱反射光を第1および第2光センサによってそれぞれ検出し、
第1および第2光センサの検出出力に対応する正反射光および乱反射光の光強度を表示手段に表示し、
前記光強度に基づき孔状欠陥の寸法および孔状欠陥の金属帯における開口面積を演算手段に演算させ、
金属帯の孔状欠陥を検査することを特徴とする。
【0017】
本発明に従えば、長手方向に走行される金属帯の一方の表面に光源から光を照射し、金属帯の走行方向に対して直交する方向に軸線を有し金属帯の他方の表面に接して軸線まわりに回転自在に反射ロールを設ける。したがって、光源から照射された光は、金属帯に孔状欠陥が無いとき、金属帯の一方の表面によって反射され、金属帯に孔状欠陥が有るとき、孔状欠陥を透過し反射ロールの表面によって反射される。金属帯の一方表面または反射ロールの表面から正反射された正反射光は第1光センサによって検出され、乱反射された乱反射光は第2光センサによって検出される。第1および第2光センサの検出出力に対応する正反射光および乱反射光の光強度は表示手段に表示され、表示手段に表示された正反射光および乱反射光の光強度に基づいて金属帯の孔状欠陥を検査することができる。
【0018】
孔状欠陥を透過し反射ロールの表面によって正反射された正反射光の光強度は、金属帯の一方表面からの正反射光の光強度よりも向上する。一方孔状欠陥を透過し反射ロールの表面によって乱反射された乱反射光の光強度は、金属帯の一方表面からの乱反射光の光強度よりも低下する。このように、金属帯に発生した孔状欠陥は、正反射光の光強度の向上と乱反射光の光強度の低下との組合せによって表示されるので、孔状欠陥の有無とともに孔状欠陥の寸法が精度よく検査され、検査結果を金属帯の品質等級分類の判定に用いることが可能になる。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の一形態である金属帯の孔状欠陥検査装置20の構成を簡略化して示す概略側面図であり、図2は図1に示す金属帯の孔状欠陥検査装置20を備える金属帯の検査装置21の全体構成を簡略化して示す図である。
【0020】
金属帯の孔状欠陥検査装置20(以後、孔状欠陥検査装置20と略称する)は、長手方向に走行される金属帯22の一方の表面23に向けて光を出射する光源24と、矢符25に示す金属帯22の走行方向に対して直交する方向に軸線26を有し、金属帯22の他方の表面27に接し軸線26まわりに回転自在に設けられる反射ロール28と、光源24から出射され金属帯22の一方の表面23または反射ロール28の表面で正反射された正反射光29を検出する第1光センサ30と、光源24から出射され金属帯22の一方の表面23または反射ロール28の表面で乱反射された乱反射光31を検出する第2光センサ32と、第1および第2光センサ30,32の検出出力に応答し、正反射光29および乱反射光31の光強度を表示する表示手段33とを含む。
【0021】
本実施の形態の孔状欠陥検査装置20は、たとえば金属帯22の表裏を巻直しその過程において金属帯22の欠陥検査を行う金属帯の検査装置21に設けられる。図2に示す金属帯の検査装置21は、金属帯22を巻戻すペイオフリール36、入側デフレクターピンチロール37、巻戻された金属帯22を形状矯正するピンチレベラ38、金属帯22の厚みを測定する厚み計39、入側剪断機40、ダウンロール41、ピンチロール42、テンションパット43、ブライドルロール44、孔状欠陥検査装置20、出側剪断機45、出側デフレクターピンチロール46、テンションリール47とを含み、図2の紙面では、ペイオフリール36からテンションリール47に向ってこの順序で設けられる。
【0022】
本実施の形態では金属帯22は、冷間圧延鋼帯(以後、鋼帯22と略称する)である。光源24は、たとえばハロゲンランプなどを備える投光器であり、反射ロール28の軸線26を含み重力方向に平行な1仮想平面と鋼帯22の一方表面23との交線に向けて光を出射する。光源24から前述のように出射された光は、前記交線を通り重力方向に延びる垂線51に対して角度θ1で鋼帯22の一方表面23に入射する。鋼帯22の一方表面23で入射角度θ1と同一の反射角度θ1で反射した光を正反射光29と呼び、正反射光29は第1光センサ30によって検出される。鋼帯22の一方表面23で入射角度θ1よりも大きい反射角度θ2で反射した光を乱反射光31と呼び、乱反射光31は第2光センサ32によって検出される。
【0023】
ここで乱反射光31の反射角度θ2は、正反射光29の反射角度θ1よりも大きい角度を選択したけれども、乱反射光31の反射角度はθ2に限定されるものではなく、正反射光29の反射角度θ1を除く任意の角度を選択することができる。
【0024】
反射ロール28は、表面が研磨されて光沢を有する金属製のロールであり、軸受によってロール軸が回転自在に支持される。反射ロール28は鋼帯22の他方表面27に接しているので、鋼帯22の矢符25方向への走行によって軸線まわりに従動回転される。
【0025】
正反射光29および乱反射光31を検出する第1および第2光センサ30,32は、正反射光29および乱反射光31の達する位置に鋼帯22の走行方向25に直交する方向(以後、幅方向と称する)にたとえばフォトダイオードなどを配列することによって実現できる。第1および第2光センサ30,32は、正反射光29および乱反射光31をそれぞれ検出し、検出された光強度に応答し出力を電気信号に変換して表示手段33に与える。
【0026】
表示手段33は、たとえばCRT(Cathode Ray Tube)またはLCD(Liquid Crystal Display)を備える画像解析器いわゆるイメージアナライザであり、第1および第2光センサ30,32からの出力に応答し、正反射光29および乱反射光31の光強度の変化を可視像として表示する。表示手段33には、第1および第2光センサ30,32によって検出された正反射光29および乱反射光31の光強度の変化を、写真またはグラフとして出力するプリンタなどの出力手段、また記録するためのビデオ装置などが含まれてもよい。さらに表示手段33には、正反射光29および乱反射光31の検出結果に基づいて、孔状欠陥の寸法および孔状欠陥の鋼帯22における開口面積を演算する演算手段が設けられてもよい。
【0027】
図3は鋼帯22に存在する孔状欠陥52が鋼帯22の走行に伴い移動する状態を示す概略断面図であり、図4は図3に示す孔状欠陥52の鋼帯22の走行に伴う位置変化に対応する正反射光29および乱反射光31の光強度の変化を表示した一例を示す図である。なお図4は、孔状欠陥52を含む鋼帯22の走行方向に平行な1直線上の光強度の変化を、表示手段33によって表示したものである。
【0028】
図3(a)に示す孔状欠陥52が光源24からの光の照射位置に達していない状態では、第1および第2光センサ30,32によって検出される正反射光29および乱反射光31は、鋼帯22の一方表面23から反射される光強度であり、図4中の横軸a位置における光強度として示される。この鋼帯22の一方表面23から反射される光強度を、便宜上バックグランド強度と呼ぶ。なお図4中、第1ライン53が正反射光29の光強度の変化を表し、第2ライン54が乱反射光31の光強度の変化を表す。
【0029】
図3(b)では、孔状欠陥52の形成された鋼帯22が矢符25方向に走行し、孔状欠陥52の鋼帯22走行方向前方側の端部が、光源24からの光の照射位置に達した状態を示し、図4中の横軸bに対応する。このとき正反射光29および乱反射光31は、ともに鋼帯22の孔状欠陥52を臨む周縁角部によって散乱されるので、第1および第2光センサ30,32に検出される光強度は、いずれも前記バックグランド強度よりも低下する。さらに鋼帯22がわずかに走行するのに伴い、光源24から照射される光が、鋼帯22の孔状欠陥52を臨む端面において散乱される状態が極めて短い時間であるけれども存在するので、正反射光29の光強度がバックグランド強度よりも低下した状態がごく短時間継続される。
【0030】
図3(c)では鋼帯22が走行し、孔状欠陥52のほぼ中央部が、光源24からの光の照射位置に達した状態を示し、図4中の横軸c位置に対応する。このとき正反射光29は孔状欠陥52を透過し反射ロール28の表面によって正反射される。反射ロール28表面の方が鋼帯22の一方表面23よりも表面光沢に優れ鏡面性に勝るので、光源24からの光の大半は正反射光29として反射される。したがって、正反射光29の光強度はバックグランド強度よりも向上する。一方乱反射光31は、光源24からの光の大半が正反射されてほとんど散乱しない、すなわち乱反射光とならないので、光強度は著しく低下する。
【0031】
図3(d)では、鋼帯22がさらに走行し、孔状欠陥52の鋼帯22走行方向後方側の端部が、光源24からの光の照射位置に達した状態を示し、図4中の横軸d位置に対応する。このとき正反射光29および乱反射光31は、ともに鋼帯22の孔状欠陥52を臨む周縁角部によって散乱されるので、光強度はいずれも前記バックグランド強度よりも低下する。より詳細には、前述の図4中b位置と逆の現象が生じ、孔状欠陥52の鋼帯22走行方向後方側の端部が、光源24からの光の照射位置に達する直前に、光源24から照射される光が、鋼帯22の孔状欠陥52を臨む端面において散乱されて正反射光29の光強度がバックグランド強度よりも低下する。
【0032】
鋼帯22の走行が進行し、孔状欠陥52が光源24からの光の照射位置を通り過ぎたとき、正反射光29および乱反射光31の光強度は、再び鋼帯22の一方表面23から反射されるバックグランド強度になる。
【0033】
このように、鋼帯22の走行に伴い孔状欠陥52が光源24からの光の照射位置を通過するとき、正反射光29は、光強度の低下した暗部、光強度の向上した明部および光強度の低下した暗部が、この順序で第1光センサ30によって検出され、乱反射光31は光強度の低下した暗部が第2光センサ32によって検出される。
【0034】
図4の横軸は、鋼帯22の走行に伴う孔状欠陥52の光の照射位置に対する相対的な位置変動を表すと同時に鋼帯22の走行距離を表す。このような光強度の明暗変化は、外乱光の変化あるいは鋼帯22の汚れ、疵では生じない孔状欠陥52に特徴的な挙動であるので、前記光強度の明暗変化を検出することによって孔状欠陥52のみを的確に抽出しうる。さらに図4中の孔状欠陥52の鋼帯22走行方向前方側端部であるb位置から、孔状欠陥52の鋼帯22走行方向後方側端部であるd位置までの鋼帯22の走行距離がすなわち孔状欠陥52の寸法を表す。
【0035】
したがって鋼帯22に発生した孔状欠陥52が、光源24からの光の照射位置を通過するとき、前述のような特徴的な挙動を示す正反射光および乱反射光の光強度の変化に基づいて、孔状欠陥52の寸法すなわち図4中の横軸に示すb位置からd位置までの長さを明瞭かつ精度よく求めることが可能になる。このことによって、検査された孔状欠陥52の寸法に基づいて、鋼帯22の品質等級分類の判定を一層精度よく行うことが可能になる。
【0036】
(実施例)
以下本発明の実施例について説明する。本実施の形態の孔状欠陥検査装置20を準備し、孔状欠陥検査装置20を備える金属帯の検査装置21に、孔状欠陥を含む金属帯を通板して孔状欠陥の検査を行った。金属帯は、厚み:1mm、幅:1200mmの冷間圧延鋼帯である。冷間圧延鋼帯には、冷間圧延鋼帯を厚み方向に貫通する1辺の長さが1mmおよび2mmの正方角柱状の孔をそれぞれ形成し、この正方角柱状の孔を孔状欠陥のモデルとして検査を行った。
【0037】
図5は孔状欠陥における正反射光の光強度を濃淡によって平面的に示す図であり、図6は図5に示すVI−VI線方向における光強度を示す図である。また図7は孔状欠陥における乱反射光の光強度を濃淡によって平面的に示す図であり、図8は図7に示すVIII−VIII線方向における光強度を示す図である。
【0038】
図5および図7は、孔状欠陥を含む冷間圧延鋼帯の一方表面からの正反射光および乱反射光の光強度の分布を、光強度の高い部位が白く、光強度の低い部位が黒くなるように表示手段33によって濃淡表示し、表示された検査結果を写真として出力したものである。図6および図8は、図5および図7にVI−VI線およびVIII−VIII線で示す冷間圧延鋼帯の走行方向に平行な一方向における正反射光および乱反射光の光強度の変化を2次元座標系により表示して出力したものである。
【0039】
図6中に階段状に表される第3ライン55が、正反射光の光強度変化の検出結果を表し、バックグランド強度65よりも、光強度が低下する暗部66、光強度が向上する明部67および光強度が低下する暗部68が検出され表示された。また図8中に階段状に表される第4ライン56が、乱反射光の光強度変化の検出結果を表し、バックグランド強度69よりも光強度が低下する暗部70が検出され表示された。第3ライン55の正反射光の光強度が低下する暗部66、光強度が向上する明部67および光強度が低下する暗部68と、第4ライン56の乱反射光の光強度が低下する暗部70とが表示される特徴的な光強度変化の挙動が検出されており、孔状欠陥を明瞭に検出することができた。
【0040】
また表示手段33には、第1および第2光センサ30,32によって検出された正反射光および乱反射光の光強度に基づいて、孔状欠陥の寸法である一辺の長さまたは直径と、冷間圧延鋼帯表面における孔状欠陥の開口面積とを演算する演算手段が備えられている。
【0041】
図9は孔状欠陥の一辺の長さLと演算手段によって演算した孔状欠陥の検出面積Sとの関係を示す図であり、図10は孔状欠陥の面積L2と演算手段によって演算した孔状欠陥の検出面積Sとの関係を示す図である。第1および第2光センサ30,32によって検出された正反射光および乱反射光の光強度変化に基づいて孔状欠陥を識別し、表示手段33に備わる演算手段によって孔状欠陥の冷間圧延鋼帯表面における開口面積を演算し、演算結果(以後、便宜上検出面積Sと称する)と孔状欠陥の実長さLおよび実面積L2とを比較した。比較した結果を前記図9および図10に示す。
【0042】
図9中において、第5ライン57は検出面積Sの平均値を表し、第6ライン58は平均値プラス3σ(ここでσは標準偏差)および第7ライン59は平均値マイナス3σを表す。同様に図10中において、第8ライン60は検出面積Sの平均値を表し、第9ライン61は平均値プラス3σおよび第10ライン62は平均値マイナス3σを表す。孔状欠陥の一辺の実長さLと検出面積Sとの関係は2次曲線で表され、孔状欠陥の実面積L2と検出面積Sとの関係は直線で表される。このように孔状欠陥の実長さLおよび実面積L2と検出面積Sとは高い相関を示し、孔状欠陥の寸法および面積を精度よく求めることができた。
【0043】
以上に述べたように、本実施の形態では、光源24は投光器であるけれども、これに限定されることなく、たとえば走査手段を備えるレーザ発振器であってもよい。また光センサ30,32は、フォトダイオードによって構成されるけれども、これに限定されることなく、CCDカメラまたは光学カメラなどによって構成されてもよい。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、長手方向に走行される金属帯の一方の表面に光源から光を照射し、金属帯の走行方向に対して直交する方向に軸線を有し金属帯の他方の表面に接して軸線まわりに回転自在に反射ロールを設ける。したがって、光源から照射された光は、金属帯に孔状欠陥が無いとき、金属帯の一方の表面によって反射され、金属帯に孔状欠陥が有るとき、孔状欠陥を透過し反射ロールの表面によって反射される。金属帯の一方表面または反射ロールの表面から正反射された正反射光は第1光センサによって検出され、乱反射された乱反射光は第2光センサによって検出される。第1および第2光センサの検出出力に対応する正反射光および乱反射光の光強度は表示手段に表示され、表示手段に表示された正反射光および乱反射光の光強度に基づいて金属帯の孔状欠陥を検査することができる。
【0045】
孔状欠陥を透過し反射ロールの表面によって正反射された正反射光の光強度は、金属帯の一方表面からの正反射光の光強度よりも向上する。一方孔状欠陥を透過し反射ロールの表面によって乱反射された乱反射光の光強度は、金属帯の一方表面からの乱反射光の光強度よりも低下する。このように、金属帯に発生した孔状欠陥は、正反射光の光強度の向上と乱反射光の光強度の低下との組合せによって表示されるので、孔状欠陥の有無とともに孔状欠陥の寸法が精度よく検査され、検査結果を金属帯の品質等級分類の判定に用いることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態である金属帯の孔状欠陥検査装置20の構成を簡略化して示す概略側面図である。
【図2】図1に示す金属帯の孔状欠陥検査装置20を備える金属帯の検査装置21の全体構成を簡略化して示す図である。
【図3】鋼帯22に存在する孔状欠陥52が鋼帯22の走行に伴い移動する状態を示す概略断面図である。
【図4】図3に示す孔状欠陥52の位置に対応する正反射光29および乱反射光31の光強度の変化を示す図である。
【図5】孔状欠陥における正反射光の光強度を濃淡によって平面的に示す図である。
【図6】図5に示すVI−VI線方向における光強度を示す図である。
【図7】孔状欠陥における乱反射光の光強度を濃淡によって平面的に示す図であり
【図8】図7に示すVIII−VIII線方向における光強度を示す図である。
【図9】孔状欠陥の一辺の長さLと演算手段によって演算した孔状欠陥の検出面積Sとの関係を示す図である。
【図10】孔状欠陥の面積L2と演算手段によって演算した孔状欠陥の検出面積Sとの関係を示す図である。
【図11】従来の孔状欠陥検出方法の概略を示す図である。
【図12】従来の孔状欠陥検出方法の概略を示す図である。
【図13】従来の孔状欠陥検出方法の概略を示す図である。
【図14】従来の孔状欠陥検出方法の概略を示す図である。
【符号の説明】
20 孔状欠陥検査装置
21 巻直し検査装置
22 金属帯
24 光源
28 反射ロール
29 正反射光
30 第1光センサ
31 乱反射光
32 第2光センサ
33 表示手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal band hole defect inspection apparatus and inspection method for inspecting hole defects generated in a metal band.
[0002]
[Prior art]
In the process of reducing the thickness, such as hot rolling or cold rolling of a steel strip, such as a steel strip, a defect that penetrates from one surface of the steel strip to the other is rarely called a so-called hole defect. May occur. Since the hole defect is a defective defect in quality, if it occurs only near the head or tail of the steel strip, the portion where the hole defect is generated is removed in the relief process, and the longitudinal center of the steel strip is removed. When a hole-like defect occurs, the cut plate including the hole-like defect is removed in a state where the steel strip is cut into a predetermined size to form a cut plate. Furthermore, when the presence of hole-like defects is allowed at a limited ratio with respect to the length of the metal strip, it is shipped after classifying the quality grade of the metal strip and clarifying the quality rating. In order to remove or classify quality grades of holes where holes are generated, regardless of whether they are cut plates or steel strips, the holes must first be detected with high accuracy. I must.
[0003]
11-14 is a figure which shows the outline of the conventional hole defect detection method. In FIG. 11A, the photodetector 3 is disposed on the one surface 2 side of the metal band 1 with a space from the metal band 1, and the photodetector is disposed on the other surface 4 side of the metal band 1 via the metal band 1. A light source 5 is arranged opposite to the metal strip 1 and spaced from the metal strip 1. When the hole defect 6 does not exist in the metal band 1, the light irradiated from the light source 5 to the other surface 4 of the metal band 1 is reflected by the metal band 1 and does not reach the photodetector 3. When the hole defect 6 exists in the metal band 1, the light emitted from the light source 5 passes through the hole defect 6 in the metal band 1 and reaches the light detector 2, and is thus detected by the light detector 2. .
[0004]
The metal strip 1 travels in the direction of the arrow 7, and the hole-like defect 6 present in the metal strip 1 moves in the direction of the arrow 7 as the traveled metal strip 1 moves. Only when the hole-like defect 6 moves and passes between the light source 5 and the light detector 3, the light from the light source 5 reaches the light detector 3 as described above, and is thus detected by the light detector 3. As shown in FIG. 11B, the light intensity increases and then decreases with the passage of time, that is, the movement of the hole defect 6 in the direction of the arrow 7. At this time, the detected bright portion 8 having a high light intensity shown in FIG. 11B corresponds to the hole defect 6.
[0005]
In FIG. 12, the light source 5 and the photodetector 3 are both disposed on the other surface 4 side of the metal band 1, and the light irradiated from the light source 5 to the other surface 4 of the metal band 1 Is not reflected, reaches the photodetector 3 by being reflected by the metal band 1, and when the hole defect 6 exists in the metal band 1, the light emitted from the light source 5 causes the hole defect 6 of the metal band 1 to be reflected. It does not pass through and reach the photodetector 2.
[0006]
Therefore, only when the hole-like defect 6 moves and passes through the light irradiation position from the light source 5, the light from the light source 5 does not reach the photodetector 3, so that the light intensity detected by the photodetector 3 is As shown in FIG. 12B, it decreases and then increases with the passage of time, that is, the movement of the hole defect 6 in the direction of the arrow 7. At this time, the detected dark portion 9 having a low light intensity shown in FIG. 12B corresponds to the hole defect 6.
[0007]
FIG. 13 shows a conventional technique for detecting a hole defect by providing a plurality of photodetectors. In FIG. 13, the first photodetector 10 is disposed on the one surface 2 side of the metal strip 1, and the light source 5 and the second and third photodetectors 11 and 12 are disposed on the other surface 4 side of the metal strip 1. The The light irradiated from the light source 5 onto the other surface 4 of the metal band 1 is such that when the hole 6 is not present in the metal band 1, the specularly reflected light from the metal band 1 reaches the second photodetector 11, and irregularly reflected light is generated. The light reaches the third photodetector 12 and no light reaches the first photodetector 10. When the hole defect 6 exists in the metal band 1, the light emitted from the light source 5 passes through the hole defect 6 in the metal band 1 and reaches the first photodetector 10, where the second and third light detections are performed. The containers 11 and 12 are not reached.
[0008]
Therefore, when the hole defect 6 moves and passes through the light irradiation position from the light source 5, the light from the light source 5 reaches the first photodetector 10 and reaches the second and third photodetectors 11 and 12. Therefore, the light intensity detected by each of the light detectors 10, 11, and 12 is not time-dependent, that is, the hole defect 6 as shown in FIGS. 13 (b1), 13 (b2), and 13 (b3). With the movement in the direction of the arrow 7, the first photodetector 10 increases and then decreases, and the second and third photodetectors 11 and 12 decrease and increase. At this time, the bright portion 13 with high light intensity and the dark portions 14 and 15 with low light intensity shown in FIGS. 13 (b1), 13 (b2), and 13 (b3) correspond to the hole defect 6.
[0009]
In FIG. 14, the light source 5 is arranged on the one surface 2 side of the metal band 1, and a screen 16 is provided on the other surface 4 side of the metal band 1 in parallel with the metal band 1 instead of the photodetector. The light emitted from the light source 5 to the one surface 2 of the metal band 1 is reflected by the metal band 1 and does not reach the screen 16 when the hole defect 6 is not present in the metal band 1. When the defect 6 exists, it passes through the hole defect 6 of the metal band 1 and reaches the screen 16. That is, the hole defect 6 corresponds to the bright portion 17 projected on the screen 16 by the light emitted from the light source 5.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The prior art shown in FIGS. 11 to 14 has the following problems. In the above-described prior art, the light portions 8, 13 or the dark portions 9, 14, 15 of the light intensity detected by the respective light detectors 3, 10, 11, 12 and the light portion 17 projected on the screen 16 are used. The presence or absence of hole defects can be detected. In these methods, the presence / absence of a defect is extracted based only on the light / dark level of the light intensity detected by each of the photodetectors 3, 10, 11, and 12.
[0011]
Therefore, there is a defect that defects cannot be stably extracted under the influence of changes in usage environment and device characteristics. For example, in the prior art shown in FIG. 11, when ambient light or sunlight is detected by the light detector 3 by reflection from the metal band 1, it is erroneously recognized as a bright part with high light intensity. On the other hand, in the prior art shown in FIG. 12, if the light emission intensity is reduced due to deterioration of the light source 5 or the like, the light intensity detected by the photodetector 3 is reduced, so that it is erroneously recognized as a defect that is a dark part with low light intensity. End up. Further, when the other surface 4 of the metal band 1 has uneven gloss and the like, when the reflected light intensity is reduced, the same erroneous recognition of defects occurs. Such misrecognition of a hole defect is caused by extracting a hole defect only by a simple brightness level of light intensity.
[0012]
Further, the light portions 8, 13 and the dark portions are extracted in accordance with the light intensity levels for extracting the light portions 8, 13 and the dark portions 9, 14, 15 of the light intensity detected by the light detectors 3, 10, 11, 12 respectively. The length of 9, 14, 15 in the time axis direction, that is, the size of the hole-like defect 6 fluctuates, and the hole for selecting the light intensity level for extracting the bright portions 8, 13 and the dark portions 9, 14, 15 is selected. Since the correspondence with the defect 6 is not clear, it is difficult to detect the size of the hole defect 6 with high accuracy. Moreover, since the boundary of the peripheral part of the bright part 17 projected on the screen 16 is not clear, it is difficult to detect the size of the hole defect 6 with high accuracy.
[0013]
Therefore, for example, when classifying the quality grade of a metal strip based on the size of a hole defect, the size of the hole defect cannot be obtained with high accuracy, so that there is a problem that an accurate classification cannot be performed. .
[0014]
An object of the present invention is to provide a metal band hole defect inspection apparatus and inspection method capable of accurately detecting the presence and size of hole defects generated in a metal band.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention comprises a light source that emits light toward one surface of a metal strip that runs in the longitudinal direction;
  It has an axis in a direction perpendicular to the traveling direction of the metal strip, is in contact with the other surface of the metal strip and is rotatable around the axis., Surface gloss is superior to the one surfaceA reflective roll,
  A first optical sensor for detecting specularly reflected light emitted from a light source and specularly reflected on one surface of a metal strip or the surface of a reflecting roll;
  A second optical sensor for detecting irregularly reflected light emitted from the light source and irregularly reflected on one surface of the metal strip or the surface of the reflecting roll;
  Display means for displaying the light intensities of the regular reflection light and the irregular reflection light in response to the detection outputs of the first and second optical sensors.See
  The display means is provided with calculation means for calculating the size of the hole defect and the opening area in the metal band of the hole defect based on the light intensity of the regular reflection light and the irregular reflection light.This is a hole defect inspection device for a metal strip.
[0016]
  The present invention also irradiates light from a light source on one surface of a metal strip that runs in the longitudinal direction,
  The surface gloss is superior to the one surface,A reflective roll is provided that has an axis in a direction perpendicular to the traveling direction of the metal strip and is in contact with the other surface of the metal strip and is rotatable around the axis.
  First and second light sensors detect specularly reflected light and irregularly reflected irregularly reflected light from one surface of the metal band or the surface of the reflecting roll, respectively.
  Displaying the light intensity of specularly reflected light and irregularly reflected light corresponding to the detection outputs of the first and second photosensors on the display means;
  Based on the light intensity, the calculation means calculates the size of the hole defect and the opening area in the metal band of the hole defect,
  It is characterized by inspecting a hole defect in a metal band.
[0017]
According to the present invention, one surface of a metal strip traveling in the longitudinal direction is irradiated with light from a light source, and has an axis in a direction perpendicular to the traveling direction of the metal strip and is in contact with the other surface of the metal strip. A reflective roll is provided so as to be rotatable around the axis. Therefore, the light emitted from the light source is reflected by one surface of the metal band when there is no hole defect in the metal band, and when there is a hole defect in the metal band, the light passes through the hole defect and the surface of the reflecting roll. Is reflected by. The specularly reflected light regularly reflected from one surface of the metal band or the surface of the reflecting roll is detected by the first optical sensor, and the irregularly reflected light irregularly reflected is detected by the second optical sensor. The light intensities of specular reflection light and irregular reflection light corresponding to the detection outputs of the first and second optical sensors are displayed on the display means, and based on the light intensities of the specular reflection light and irregular reflection light displayed on the display means, Hole defects can be inspected.
[0018]
The light intensity of the specularly reflected light that has passed through the hole-like defect and specularly reflected by the surface of the reflecting roll is improved as compared with the light intensity of the specularly reflected light from one surface of the metal strip. On the other hand, the light intensity of the irregularly reflected light that has passed through the hole-like defect and is irregularly reflected by the surface of the reflecting roll is lower than the light intensity of the irregularly reflected light from one surface of the metal strip. As described above, since the hole defect generated in the metal band is displayed by a combination of the improvement of the light intensity of the specular reflection light and the decrease of the light intensity of the irregular reflection light, the size of the hole defect is determined together with the presence or absence of the hole defect. Are accurately inspected, and the inspection result can be used to determine the quality grade classification of the metal strip.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic side view showing a simplified configuration of a metal band hole defect inspection apparatus 20 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a metal band hole defect inspection apparatus 20 shown in FIG. It is a figure which simplifies and shows the whole structure of the inspection apparatus 21 of a metal strip provided with.
[0020]
A metal band hole defect inspection apparatus 20 (hereinafter abbreviated as a hole defect inspection apparatus 20) includes a light source 24 that emits light toward one surface 23 of a metal band 22 that runs in the longitudinal direction, an arrow A reflection roll 28 having an axis 26 in a direction perpendicular to the traveling direction of the metal strip 22 indicated by reference numeral 25, in contact with the other surface 27 of the metal strip 22, and rotatable around the axis 26; A first optical sensor 30 that detects the specularly reflected light 29 that is emitted and specularly reflected by one surface 23 of the metal band 22 or the surface of the reflecting roll 28, and one surface 23 or reflection of the metal band 22 that is emitted from the light source 24. The light intensity of the regular reflection light 29 and the irregular reflection light 31 is changed in response to the second optical sensor 32 for detecting the irregular reflection light 31 irregularly reflected on the surface of the roll 28 and the detection outputs of the first and second optical sensors 30 and 32. Table to display And a means 33.
[0021]
The hole defect inspection apparatus 20 of the present embodiment is provided in a metal band inspection apparatus 21 that, for example, rewinds the front and back of the metal band 22 and inspects the defect of the metal band 22 in the process. The metal band inspection device 21 shown in FIG. 2 measures the thickness of the payoff reel 36 for rewinding the metal band 22, the entrance deflector pinch roll 37, the pinch leveler 38 for correcting the shape of the unwound metal band 22, and the metal band 22. Thickness gauge 39, entry side shearing machine 40, down roll 41, pinch roll 42, tension pad 43, bridle roll 44, hole defect inspection device 20, exit side shearing machine 45, exit side deflector pinch roll 46, tension reel 47 2 are provided in this order from the payoff reel 36 to the tension reel 47 on the paper surface of FIG.
[0022]
In the present embodiment, the metal strip 22 is a cold-rolled steel strip (hereinafter abbreviated as a steel strip 22). The light source 24 is a projector including, for example, a halogen lamp, and emits light toward an intersection line between one virtual plane including the axis 26 of the reflection roll 28 and parallel to the direction of gravity and the one surface 23 of the steel strip 22. The light emitted from the light source 24 as described above enters the one surface 23 of the steel strip 22 at an angle θ1 with respect to a perpendicular 51 extending in the direction of gravity through the intersecting line. The light reflected by the one surface 23 of the steel strip 22 at the same reflection angle θ1 as the incident angle θ1 is called regular reflection light 29, and the regular reflection light 29 is detected by the first optical sensor 30. The light reflected by the one surface 23 of the steel strip 22 at the reflection angle θ2 larger than the incident angle θ1 is referred to as irregular reflection light 31, and the irregular reflection light 31 is detected by the second optical sensor 32.
[0023]
Here, the reflection angle θ2 of the irregular reflection light 31 is selected to be larger than the reflection angle θ1 of the regular reflection light 29, but the reflection angle of the irregular reflection light 31 is not limited to θ2, and the reflection of the regular reflection light 29 is reflected. An arbitrary angle excluding the angle θ1 can be selected.
[0024]
The reflecting roll 28 is a metallic roll having a polished surface and gloss, and the roll shaft is rotatably supported by a bearing. Since the reflecting roll 28 is in contact with the other surface 27 of the steel strip 22, the steel roll 22 is driven to rotate around the axis by traveling in the direction of the arrow 25.
[0025]
The first and second optical sensors 30 and 32 that detect the specularly reflected light 29 and the irregularly reflected light 31 are orthogonal to the traveling direction 25 of the steel strip 22 (hereinafter referred to as the width). For example, it can be realized by arranging photodiodes in the direction). The first and second optical sensors 30 and 32 detect the specularly reflected light 29 and the irregularly reflected light 31, respectively, convert the output into an electric signal in response to the detected light intensity, and provide it to the display means 33.
[0026]
The display means 33 is an image analyzer so-called image analyzer including, for example, a CRT (Cathode Ray Tube) or an LCD (Liquid Crystal Display), and responds to outputs from the first and second photosensors 30 and 32 and reflects the specularly reflected light. 29 and the change in the light intensity of the irregularly reflected light 31 are displayed as a visible image. In the display means 33, output means such as a printer for outputting the changes in the light intensity of the specularly reflected light 29 and the irregularly reflected light 31 detected by the first and second optical sensors 30 and 32 as a photograph or a graph are recorded. A video device or the like may be included. Further, the display means 33 may be provided with a calculation means for calculating the size of the hole defect and the opening area in the steel strip 22 of the hole defect based on the detection results of the regular reflection light 29 and the irregular reflection light 31.
[0027]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the hole defect 52 existing in the steel strip 22 moves as the steel strip 22 travels. FIG. 4 shows the travel of the steel strip 22 in the hole defect 52 shown in FIG. It is a figure which shows an example which displayed the change of the light intensity of the regular reflection light 29 and the irregular reflection light 31 corresponding to the position change accompanying. FIG. 4 shows the change in light intensity on a straight line parallel to the traveling direction of the steel strip 22 including the hole defect 52 by the display means 33.
[0028]
In the state where the hole-like defect 52 shown in FIG. 3A has not reached the light irradiation position from the light source 24, the regular reflection light 29 and the irregular reflection light 31 detected by the first and second photosensors 30 and 32 are The light intensity reflected from the one surface 23 of the steel strip 22 is shown as the light intensity at the horizontal axis a position in FIG. The light intensity reflected from one surface 23 of the steel strip 22 is referred to as background intensity for convenience. In FIG. 4, the first line 53 represents a change in the light intensity of the regular reflection light 29, and the second line 54 represents a change in the light intensity of the irregular reflection light 31.
[0029]
In FIG. 3 (b), the steel strip 22 in which the hole defect 52 is formed travels in the direction of the arrow 25, and the end of the hole defect 52 in the traveling direction of the steel band 22 is the light from the light source 24. A state where the irradiation position has been reached is shown and corresponds to the horizontal axis b in FIG. At this time, since the regular reflection light 29 and the irregular reflection light 31 are both scattered by the peripheral corners facing the hole-like defect 52 of the steel strip 22, the light intensity detected by the first and second photosensors 30, 32 is Both are lower than the background strength. Further, as the steel strip 22 travels slightly, the light emitted from the light source 24 is scattered in the end face facing the hole-like defect 52 of the steel strip 22 for a very short time, so The state where the light intensity of the reflected light 29 is lower than the background intensity is continued for a very short time.
[0030]
FIG. 3C shows a state in which the steel strip 22 has traveled and the substantially central portion of the hole-like defect 52 has reached the irradiation position of the light from the light source 24, and corresponds to the horizontal axis c position in FIG. At this time, the regular reflection light 29 passes through the hole-like defect 52 and is regularly reflected by the surface of the reflection roll 28. Since the surface of the reflection roll 28 is superior to the one surface 23 of the steel strip 22 in surface gloss and superior in specularity, most of the light from the light source 24 is reflected as regular reflection light 29. Therefore, the light intensity of the regular reflection light 29 is improved over the background intensity. On the other hand, most of the light from the light source 24 is specularly reflected and hardly scattered, that is, the irregularly reflected light 31 does not become irregularly reflected light.
[0031]
FIG. 3D shows a state in which the steel strip 22 further travels, and the end of the hole-like defect 52 on the rear side in the travel direction of the steel strip 22 has reached the irradiation position of the light from the light source 24. Corresponds to the horizontal axis d position. At this time, both the regular reflection light 29 and the irregular reflection light 31 are scattered by the peripheral corners facing the hole-like defect 52 of the steel strip 22, so that the light intensity is lower than the background intensity. More specifically, a phenomenon reverse to the position b in FIG. 4 described above occurs, and immediately before the end of the hole-like defect 52 on the rear side in the traveling direction of the steel strip 22 reaches the irradiation position of light from the light source 24. The light irradiated from 24 is scattered at the end face facing the hole-like defect 52 of the steel strip 22, and the light intensity of the regular reflection light 29 is lower than the background intensity.
[0032]
When traveling of the steel strip 22 progresses and the hole-like defect 52 passes the irradiation position of the light from the light source 24, the light intensity of the regular reflection light 29 and the irregular reflection light 31 is reflected again from the one surface 23 of the steel strip 22. Will be the background intensity.
[0033]
Thus, when the hole-like defect 52 passes through the irradiation position of the light from the light source 24 as the steel strip 22 travels, the specularly reflected light 29 is a dark part where the light intensity is reduced, a bright part where the light intensity is improved, and The dark part where the light intensity is reduced is detected by the first optical sensor 30 in this order, and the dark part where the diffused light 31 is reduced in the optical intensity is detected by the second optical sensor 32.
[0034]
The horizontal axis of FIG. 4 represents the relative position variation with respect to the light irradiation position of the hole-like defect 52 accompanying the travel of the steel strip 22, and at the same time represents the travel distance of the steel strip 22. Such a light intensity contrast is a characteristic behavior of disturbance light, dirt on the steel strip 22, or a hole-like defect 52 that does not occur in a flaw. Therefore, the light intensity contrast is detected by detecting the light intensity contrast. Only the defect 52 can be accurately extracted. Further, the travel of the steel strip 22 from the position b, which is the front end portion of the hole defect 52 in the traveling direction of the steel strip 22, to the position d, which is the rear end portion of the hole defect 52 in the traveling direction of the steel strip 22, in FIG. The distance represents the size of the hole defect 52.
[0035]
Therefore, when the hole-like defect 52 generated in the steel strip 22 passes through the irradiation position of the light from the light source 24, it is based on the change in the light intensity of the regular reflection light and the irregular reflection light showing the characteristic behavior as described above. The dimension of the hole defect 52, that is, the length from the b position to the d position shown on the horizontal axis in FIG. 4 can be obtained clearly and accurately. As a result, the quality grade classification of the steel strip 22 can be determined more accurately based on the size of the inspected hole defect 52.
[0036]
(Example)
Examples of the present invention will be described below. A hole defect inspection apparatus 20 according to the present embodiment is prepared, and a metal band including hole defects is passed through a metal band inspection apparatus 21 including the hole defect inspection apparatus 20 to inspect the hole defects. It was. The metal strip is a cold rolled steel strip having a thickness of 1 mm and a width of 1200 mm. The cold-rolled steel strip is formed with square prismatic holes each having a side length of 1 mm and 2 mm that penetrates the cold-rolled steel strip in the thickness direction. Tested as a model.
[0037]
FIG. 5 is a diagram showing the light intensity of specularly reflected light in a hole-like defect in a two-dimensional manner, and FIG. 6 is a diagram showing the light intensity in the VI-VI line direction shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing the light intensity of irregularly reflected light in the hole-like defect in a two-dimensional manner, and FIG. 8 is a diagram showing the light intensity in the VIII-VIII line direction shown in FIG.
[0038]
FIG. 5 and FIG. 7 show the distribution of the light intensity of specularly reflected light and irregularly reflected light from one surface of a cold-rolled steel strip including a hole defect in which the part with high light intensity is white and the part with low light intensity is black. In this way, the display means 33 displays the result in shades, and the displayed inspection result is output as a photograph. 6 and 8 show changes in light intensity of specularly reflected light and irregularly reflected light in one direction parallel to the traveling direction of the cold-rolled steel strip shown by the VI-VI line and the VIII-VIII line in FIGS. Displayed and output in a two-dimensional coordinate system.
[0039]
A third line 55 represented in a stepped manner in FIG. 6 represents the detection result of the light intensity change of the specularly reflected light. The dark portion 66 in which the light intensity is lower than the background intensity 65, and the light in which the light intensity is improved. The part 67 and the dark part 68 where the light intensity decreases are detected and displayed. Further, the fourth line 56 represented in a stepped shape in FIG. 8 represents the detection result of the light intensity change of the irregularly reflected light, and the dark portion 70 whose light intensity is lower than the background intensity 69 is detected and displayed. A dark portion 66 where the light intensity of the regular reflection light of the third line 55 is reduced, a bright portion 67 where the light intensity is improved, and a dark portion 68 where the light intensity is reduced, and a dark portion 70 where the light intensity of the irregularly reflected light of the fourth line 56 is reduced. The characteristic change in the light intensity that is displayed was detected, and the hole defects could be clearly detected.
[0040]
Further, the display means 33 has a length or diameter of one side, which is the size of the hole defect, based on the light intensities of the regular reflection light and the irregular reflection light detected by the first and second optical sensors 30 and 32, Calculation means for calculating the opening area of the hole defects on the surface of the hot-rolled steel strip is provided.
[0041]
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the length L of one side of the hole defect and the detected area S of the hole defect calculated by the calculation means, and FIG. 10 shows the area L of the hole defect.2It is a figure which shows the relationship between the detection area S of the hole defect calculated by the calculating means. A hole defect is identified based on changes in light intensity of the specularly reflected light and irregularly reflected light detected by the first and second optical sensors 30 and 32, and the cold rolled steel having the hole defect is calculated by a calculation means provided in the display means 33. The opening area on the belt surface is calculated, the calculation result (hereinafter referred to as the detection area S for convenience), the actual length L and the actual area L of the hole defect.2And compared. The comparison results are shown in FIG. 9 and FIG.
[0042]
In FIG. 9, the fifth line 57 represents the average value of the detection areas S, the sixth line 58 represents the average value plus 3σ (where σ is the standard deviation), and the seventh line 59 represents the average value minus 3σ. Similarly, in FIG. 10, the eighth line 60 represents the average value of the detection areas S, the ninth line 61 represents the average value plus 3σ, and the tenth line 62 represents the average value minus 3σ. The relationship between the actual length L of one side of the hole defect and the detection area S is expressed by a quadratic curve, and the actual area L of the hole defect.2And the detection area S is represented by a straight line. Thus, the actual length L and the actual area L of the hole-like defect2And the detection area S showed a high correlation, and the size and area of the hole defect could be obtained with high accuracy.
[0043]
As described above, in the present embodiment, the light source 24 is a projector. However, the light source 24 is not limited to this, and may be, for example, a laser oscillator including scanning means. Moreover, although the optical sensors 30 and 32 are comprised by a photodiode, it is not limited to this, You may comprise by a CCD camera or an optical camera.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, one surface of a metal strip traveling in the longitudinal direction is irradiated with light from a light source, and has an axis in a direction perpendicular to the traveling direction of the metal strip and is in contact with the other surface of the metal strip. A reflective roll is provided so as to be rotatable around the axis. Therefore, the light emitted from the light source is reflected by one surface of the metal band when there is no hole defect in the metal band, and when there is a hole defect in the metal band, the light passes through the hole defect and the surface of the reflecting roll. Is reflected by. The specularly reflected light regularly reflected from one surface of the metal band or the surface of the reflecting roll is detected by the first optical sensor, and the irregularly reflected light irregularly reflected is detected by the second optical sensor. The light intensities of specular reflection light and irregular reflection light corresponding to the detection outputs of the first and second optical sensors are displayed on the display means, and based on the light intensities of the specular reflection light and irregular reflection light displayed on the display means, Hole defects can be inspected.
[0045]
The light intensity of the specularly reflected light that has passed through the hole-like defect and specularly reflected by the surface of the reflecting roll is improved as compared with the light intensity of the specularly reflected light from one surface of the metal strip. On the other hand, the light intensity of the irregularly reflected light that has passed through the hole-like defect and is irregularly reflected by the surface of the reflecting roll is lower than the light intensity of the irregularly reflected light from one surface of the metal strip. As described above, since the hole defect generated in the metal band is displayed by a combination of the improvement of the light intensity of the specular reflection light and the decrease of the light intensity of the irregular reflection light, the size of the hole defect is determined together with the presence or absence of the hole defect. Are accurately inspected, and the inspection result can be used to determine the quality grade classification of the metal strip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing a simplified configuration of a metal band hole defect inspection apparatus 20 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a simplified overall configuration of a metal strip inspection device 21 including the metal strip hole defect inspection device 20 shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a hole-like defect 52 present in the steel strip 22 moves as the steel strip 22 travels.
4 is a diagram showing changes in light intensity of specularly reflected light 29 and irregularly reflected light 31 corresponding to the positions of hole-like defects 52 shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the light intensity of specularly reflected light in a hole-like defect in a two-dimensional manner using shading.
6 is a diagram showing the light intensity in the VI-VI line direction shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing the light intensity of irregularly reflected light in a hole-like defect in a two-dimensional manner using shading.
8 is a diagram showing the light intensity in the direction of the line VIII-VIII shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the length L of one side of the hole defect and the detection area S of the hole defect calculated by the calculation means.
FIG. 10 shows an area L of a hole defect.2It is a figure which shows the relationship between the detection area S of the hole defect calculated by the calculating means.
FIG. 11 is a diagram showing an outline of a conventional hole defect detection method.
FIG. 12 is a diagram showing an outline of a conventional hole defect detecting method.
FIG. 13 is a diagram showing an outline of a conventional hole defect detection method.
FIG. 14 is a diagram showing an outline of a conventional hole defect detection method.
[Explanation of symbols]
20 Hole defect inspection system
21 Rewinding inspection device
22 Metal strip
24 Light source
28 Reflective roll
29 Regular reflection
30 First optical sensor
31 Diffuse reflected light
32 Second optical sensor
33 Display means

Claims (2)

長手方向に走行される金属帯の一方の表面に向けて光を出射する光源と、
金属帯の走行方向に対して直交する方向に軸線を有し、金属帯の他方の表面に接し軸線まわりに回転自在に設けられ、前記一方の表面よりも表面光沢が優れる反射ロールと、
光源から出射され金属帯の一方の表面または反射ロールの表面で正反射された正反射光を検出する第1光センサと、
光源から出射され金属帯の一方の表面または反射ロールの表面で乱反射された乱反射光を検出する第2光センサと、
第1および第2光センサの検出出力に応答し、正反射光および乱反射光の光強度を表示する表示手段とを含み、
前記表示手段には、正反射光および乱反射光の光強度に基づいて、孔状欠陥の寸法および孔状欠陥の金属帯における開口面積を演算する演算手段が設けられることを特徴とする金属帯の孔状欠陥検査装置。
A light source that emits light toward one surface of the metal strip traveling in the longitudinal direction;
Having an axis in a direction orthogonal to the running direction of the metal strip, provided rotatably about the axis in contact with the other surface of the metal strip, a reflection roll Ru excellent surface gloss than the one surface,
A first optical sensor for detecting specularly reflected light emitted from a light source and specularly reflected on one surface of a metal strip or the surface of a reflecting roll;
A second optical sensor for detecting irregularly reflected light emitted from the light source and irregularly reflected on one surface of the metal strip or the surface of the reflecting roll;
In response to the detection output of the first and second optical sensor, see containing and display means for displaying the light intensity of the specular reflection light and diffuse reflection light,
The display means is provided with calculation means for calculating the size of the hole defect and the opening area in the metal band of the hole defect based on the light intensity of the regular reflection light and the irregular reflection light . Hole defect inspection device.
長手方向に走行される金属帯の一方の表面に光源から光を照射し、
前記一方の表面よりも表面光沢が優れ、金属帯の走行方向に対して直交する方向に軸線を有し金属帯の他方の表面に接して軸線まわりに回転自在に反射ロールを設け、
金属帯の一方の表面または反射ロールの表面から正反射された正反射光および乱反射された乱反射光を第1および第2光センサによってそれぞれ検出し、
第1および第2光センサの検出出力に対応する正反射光および乱反射光の光強度を表示手段に表示し、
前記光強度に基づき孔状欠陥の寸法および孔状欠陥の金属帯における開口面積を演算手段に演算させ、
金属帯の孔状欠陥を検査することを特徴とする金属帯の孔状欠陥検査方法。
Irradiate light from the light source to one surface of the metal strip running in the longitudinal direction,
The surface gloss is superior to that of the one surface, an axis is provided in a direction perpendicular to the traveling direction of the metal strip, and a reflecting roll is provided so as to be rotatable around the axis in contact with the other surface of the metal strip.
First and second light sensors detect specularly reflected light and irregularly reflected irregularly reflected light from one surface of the metal band or the surface of the reflecting roll, respectively.
Displaying the light intensity of specularly reflected light and irregularly reflected light corresponding to the detection outputs of the first and second photosensors on the display means;
Based on the light intensity, the calculation means calculates the size of the hole defect and the opening area in the metal band of the hole defect,
A method for inspecting a hole defect in a metal band, wherein the hole defect in the metal band is inspected.
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