JP7081687B2

JP7081687B2 - 丸鋼材のマーキング検出装置及び検出方法及び鋼材の製造方法

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Description

本発明は、丸鋼材のマーキング検出装置及び検出方法、特に、丸ビレット・丸棒鋼、鋼管等、断面が円形で且つ長尺の丸鋼材の表面に存在する表面疵の位置に塗布されたマーキングを検出する装置及び方法に関する。また、本発明は鋼材の製造方法、特に、上記のマーキング検出方法を用いて表面疵を研削することを含む、鋼材の製造方法に関する。

一般に、断面が円形の丸鋼片（例えば丸ビレット）は、鋳造で直接製造されたり、あるいは鋳造された鋼片を分塊圧延することによって製造される。そして、丸鋼片は、その製造工程で表面に何らかの疵（鋳造疵、孔、線状疵、切り疵等）が生じていることが多い。これらの疵は、後工程で障害となる。すなわち、例えば、丸鋼片を熱間圧延する場合には、熱間圧延後の鋼材にこれらの欠陥部が起因となった疵が残ってしまったり、熱間圧延時に鋼材の破断が生じてしまったりする等の障害が発生する。したがって、後工程へ丸鋼片を送る前に、表面疵を研削してなくす所謂「手入れ作業」が行われている。また、丸棒鋼のような条鋼製品や製品鋼管も製造工程で表面疵を生じることがあるため、条鋼製品や製品鋼管等の丸棒鋼についても手入れ作業が行われている。

従来の丸鋼材の表面疵手入れ装置として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。
特許文献１に示す丸鋼材の表面疵手入れ装置は、回転している丸鋼材の軸線方向に沿い往復移動自在で、丸鋼材と接触して表面疵を検出する表面疵検査装置と、検出された表面疵の位置にマーキング液を噴射して印を付けるマーキング装置と、マーキングされた表面疵を手入れする作業デッキとを備えている。
この特許文献１に示す丸鋼材の表面疵手入れ装置によれば、検出された表面疵の位置をマーキングするようにしたので、作業者の研削位置判断を正確にし、研削作業を迅速に行うことができる。

特開２００２－２８７２４号公報

しかしながら、この従来の特許文献１に示す丸鋼材の表面疵手入れ装置にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献１に示す丸鋼材の表面疵手入れ装置の場合、検出された表面疵の位置に塗布されたマーキングを作業者が目視により見つけ、その箇所を研削するようにしている。
ここで、丸鋼材の表面疵の位置に塗布されるマーキングは、マーキング液の吹付け具合によりその大きさや形が変わることがあり、作業者が目視で見つけにくい場合がある。従って、作業者の目視によってマーキングを見つける方法では、マーキングを見逃すリスクが大きく、研削能率が低いという問題があった。さらに、この問題は、マーキングを作業者の目視によって見つける方法を、一連の鋼材の製造プロセスの中の一工程として組み込んでいる鋼材の製造方法においては、製造能率が低いという問題に繋がっていた。

従って、本発明は、この従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、自動でマーキングを検出するようにしてマーキングの見逃しリスクを大幅に低減した丸鋼材のマーキング検出装置及び検出方法、及び、この検出方法を用いた鋼材の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る丸鋼材のマーキング検出装置は、丸鋼材の表面疵の位置に塗布されたマーキングを検出する丸鋼材のマーキング検出装置であって、周方向に回転する前記丸鋼材の表面の周方向の特定位置を測定対象であるマーキングの寸法よりも小さい分解能で所定周期で撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像された前記特定位置の画像を周方向に繋ぎ合せて得られた画像を処理する画像処理部と、該画像処理部で画像処理された画像からマーキングを抽出するマーキング抽出部とを備えていることを要旨とする。

また、本発明の別の態様に係る丸鋼材のマーキング検出方法は、丸鋼材の表面疵の位置に塗布されたマーキングを検出する丸鋼材のマーキング検出方法であって、周方向に回転する前記丸鋼材の表面の周方向の特定位置を測定対象であるマーキングの寸法よりも小さい分解能で所定周期で撮像する撮像ステップと、該撮像ステップで撮像された前記特定位置の画像を周方向に繋ぎ合せて得られた画像を処理する画像処理ステップと、該画像処理ステップで画像処理された画像からマーキングを抽出するマーキング抽出ステップとを含むことを要旨とする。

また、本発明の別の態様に係る鋼材の製造方法は、丸鋼材の欠陥部を探傷し、探傷により発見した所定深さ以上の欠陥部がある箇所にマーキングを塗布し、その後に塗布されたマーキングを検出し、検出されたマーキングの部分を表面研削した後に、後工程で処理を行う鋼材の製造方法であって、前記マーキングの検出は、前述した本発明の態様に係るマーキング検出方法により行うことを要旨とする。

本発明に係る丸鋼材のマーキング検出装置及び検出方法によれば、自動でマーキングを検出するようにしてマーキングの見逃しリスクを大幅に低減した丸鋼材のマーキング検出装置及び検出方法、及び、鋼材の製造方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る丸鋼材のマーキング検出装置の概略構成を正面側から見た図である。図１に示す丸鋼材のマーキング検出装置の概略構成を右側面側から見た図である。撮像装置を構成するラインセンサカメラの仕様を説明するための図である。図１に示す丸鋼材のマーキング検出装置を用いた丸鋼材のマーキング検出方法の手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートにおけるステップＳ２（画像処理ステップ）の手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートにおけるステップＳ３（マーキング抽出ステップ）の手順を示すフローチャートである。原画像繋ぎ合わせ処理後の画像、２値化ノイズ除去後の２値化画像、及びマーキング抽出結果の画像の一例を、丸鋼材の軸方向の一端面から軸方向の第１位置まで、当該第１位置から第２位置まで、当該第２位置から第３位置までの３つに分割して示した図である。２値化ノイズ除去処理後の２値化画像の一例の一部を示す図である。本発明の別の実施形態に係る丸鋼材のマーキング検出装置の概略構成を正面側から見た図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

図１には、本発明の一実施形態に係る丸鋼材のマーキング検出装置の概略構成が示されており、丸鋼材のマーキング検出装置１は、丸鋼材Ｓの表面疵の位置にマーキングするマーキング装置（図示せず）の下流側に設置される。マーキング装置は、丸鋼材Ｓを下流工程へ搬送する搬送ラインの途中に設けられており、マーキング装置で丸鋼材Ｓの表面疵の位置にマーキングを塗布し、マーキングを塗布された丸鋼材Ｓがトランスファー（図示せず）によってマーキング検出装置１に移送される。ここで、マーキング装置は、漏洩磁束探傷装置（ＭＬＦＴ）や超音波探傷装置（ＡＵＴ）などの、表面あるいは表面近傍にある欠陥を検出する探傷装置に付随して設けられる。そして、マーキング装置は、丸鋼材Ｓの、探傷装置により発見した所定深さ以上の欠陥部がある箇所に塗料を塗布して、マーキングとする。マーキングされる丸鋼材Ｓの大きさは、本実施形態にあっては最小径φ８０ｍｍから最大径φ４５０ｍｍまでの間の任意の大きさであり、図１乃至図３において、最大径の丸鋼材をＳ１、最小径の丸鋼材をＳ２で示している。なお、マーキング装置で丸鋼材Ｓの表面疵の位置に塗布するマーキングの色は、後述する照明装置５による照明の色（白色に近似した色）と異なる色とすることが好ましい。これにより、マーキングの色と照明の色とが混同せず、マーキングを検出しやすくなる。

マーキング検出装置１は、丸鋼材Ｓの表面疵の位置に塗布されたマーキングＭ（図８参照）を検出するものであり、トランスファーによって移送された丸鋼材Ｓを所定の回転速度（本実施形態にあっては、例えば１５００ｍｍ／ｓ程度）で周方向（図１における矢印で示す方向）に回転させる複数のターニングローラ２を備えている。ターニングローラ２には、丸鋼材Ｓの回転角度を検出する回転角度検出装置としてのパルスジェネレータ１７が設置されている。後述するマーキング抽出部９には、パルスジェネレータ１７からターニングローラ２の回転数が入力され、マーキング抽出部９は、入力されたターニングローラ２の回転数から丸鋼材Ｓの撮像開始点からの回転角度を検出する。

そして、マーキング検出装置１は、ターニングローラ２上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面を撮像する複数の撮像装置３と、コンピュータシステム７と、表示装置１０とを備えている。
マーキング検出装置１において、図１及び図２に示すように、台座部１１上に立設された複数の支持脚１２に複数の第１支持部材１３が支持脚１２に対して直交するように取り付けられている。そして、これら第１支持部材１３には、第２支持部材１４が第１支持部材１３に直交するように取り付けられている。また、複数の支持脚１２の第１支持部材１３を取り付けた部分より上方の位置には、複数の第３支持部材１５が支持脚１２に直交するように取り付けられている。また、これら第３支持部材１５には、第４支持部材１６が第３支持部材１５に直交するように取り付けられている。

そして、この第４支持部材１６の先端に各撮像装置３が取り付けられている。
そして、各撮像装置３は、ラインセンサカメラで構成され、図２に示すようにラインセンサカメラの撮像ラインが延びる方向と丸鋼材Ｓの軸方向とが一致し、且つ図１に示すようにラインセンサカメラの光軸Ｌ３と丸鋼材Ｓの最上位置Ｐに接する接線ＴＬとの成す角度δが９０度となるように設置される。この光軸Ｌ３と接線ＴＬとのなす角度δは９０度に限ることなく、鋭角側が３０度以上の範囲であれば好適である。

各撮像装置３を構成するラインセンサカメラの設置高さは、図３に示すように、ラインセンサカメラのレンズと丸鋼材Ｓとの間の距離ＷＤが所定の距離（最大径の丸鋼材Ｓ１の場合の前記距離ＷＤ（Φｍａｘ）：９００ｍｍ、最小径の丸鋼材Ｓ２の場合の前記距離ＷＤ（Φｍｉｎ）：１２７０ｍｍ）に設定される。
各撮像装置３を構成するラインセンサカメラの選定に際しては、被写界深度を計算し、被写体である最大径の丸鋼材Ｓ１の表面の最上位置Ｐ１と最小径の丸鋼材Ｓ２の表面の最上位置Ｐ２の場合でもピントが合うレンズを有するカメラを選定する。本実施形態の場合、被写界深度を７７１ｍｍとし、最大径の丸鋼材Ｓ１の径がΦ４５０ｍｍ、最小径の丸鋼材Ｓ２の径がΦ８０ｍｍのいずれ場合でもピントが合うレンズを選定している。

そして、各撮像装置３を構成するラインセンサカメラは、ターニングローラ２上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面の周方向の最上位置（特定位置）Ｐを測定対象であるマーキングＭ（図８参照）の寸法よりも小さい分解能で所定周期で丸鋼材Ｓの一周分撮像する。各撮像装置３は、周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面の最上位置Ｐ（最大径の丸鋼材Ｓ１の表面の最上位置はＰ１、最小径の丸鋼材Ｓ２の表面の最上位置はＰ２）の位置を所定周期で丸鋼材Ｓの一周分撮像する。本実施形態の場合、マーキングＭの寸法は、直径約４ｍｍの円形であり、ラインセンサカメラの分解能、即ち１ラインの各画素ｎ（図３参照）の周方向の幅Ｒは、最大径の丸鋼材Ｓ１を撮像するときの各画素ｎの周方向の幅Ｒ（Φｍａｘ）で６３０μｍ／ｐｉｘ、最小径の丸鋼材Ｓ２を撮像するときの各画素ｎの周方向の幅Ｒ（Φｍｉｎ）で８８９μｍ／ｐｉｘとなっている。また、ラインセンサカメラで撮像する周期は、本実施形態の場合、丸鋼材Ｓの回転速度が１５００ｍｍ／ｓであり、丸鋼材Ｓの周方向の表面を隙間なく撮像できるように、１／２３８１ｓとなっている。

また、各撮像装置３を構成するラインセンサカメラの１ラインの画素ｎの数は、２０４８ｐｉｘ、最大径の丸鋼材Ｓ１を撮像するときの各画素ｎの軸方向の幅Ｒ（Φｍａｘ）は６３０μｍ／ｐｉｘ、最小径の丸鋼材Ｓ２を撮像するときの各画素ｎの軸方向の幅Ｒ（Φｍｉｎ）は８８９μｍ／ｐｉｘである。このため、最大径の丸鋼材Ｓ１を撮像するときの視野幅Ｌ（Φｍａｘ）は１２９０ｍｍ、最小径の丸鋼材Ｓ２を撮像するときの視野幅Ｌ（Φｍｉｎ）は１８２１ｍｍである。撮像装置３は、最大径の丸鋼材Ｓ１の全長及び最小径の丸鋼材Ｓ２の全長を撮像できるように、丸鋼材Ｓの軸方向に沿って複数設置されている。

ここで、撮像装置３を撮像ラインが丸鋼材Ｓの軸方向に延びるラインセンサカメラとしたのは、次の理由による。即ち、丸鋼材Ｓを軸方向から見たときに、丸鋼材Ｓの表面は円形となっているため、撮像装置３をエリアセンサカメラとした場合、エリアセンサカメラから丸鋼材Ｓの表面までの距離が周方向に沿って異なり、また、丸鋼材Ｓの軸方向から見た時の丸鋼材Ｓの表面上の位置とカメラとを結ぶ直線がこの位置における丸鋼材Ｓ表面とのなす角度が周方向に沿って異なる。このため、撮像装置３をエリアセンサカメラとした場合、撮像画像における丸鋼材Ｓの表面に塗布されたマーキングの形状の見え方が、丸鋼材Ｓの周方向に沿って変化するからである。丸鋼材Ｓの表面上の位置とカメラとを結ぶ直線がこの位置における丸鋼材の表面とのなす角度が鋭角になると、撮像画像におけるマーキングの面積は小さくなり、マーキングとノイズとの判別がしにくくなる。撮像装置３をラインセンサカメラで構成し、その撮像ラインが丸鋼材Ｓの軸方向に延びるように撮像装置３を配置して、周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面の最上位置Ｐの位置を軸方向に沿って撮像するようにする。そして、後述するように、ラインセンサカメラで撮像した最上位置（特定位置）Ｐの画像を周方向に繋ぎ合わせて得られた画像とし、この画像からマーキングを抽出するようにする。これにより、丸鋼材Ｓの軸方向から見たときに、ラインセンサカメラから丸鋼材Ｓの表面の最上位置Ｐの位置までの距離に変化はなく、また、カメラと最上位置Ｐとを結ぶ線とこの最上位置Ｐにおける丸鋼材Ｓ表面とのなす角度は一定となるから、このような不都合はなくなる。従って、撮像装置３をラインセンサカメラとすることにより、撮像対象である丸鋼材Ｓの表面に塗布されたマーキングの形状を適切に検出することができる。
各撮像装置３は、図示しない電源及び撮像周期等を制御するカメラ制御装置４に接続されている。

また、マーキング検出装置１は、図１乃至図３に示すように、複数の照明装置５を備えている。
各照明装置５は、前述した第２支持部材１４の先端に回転可能に取り付けられている。
この各照明装置５は、丸鋼材Ｓの表面、特に撮像される最上位置Ｐの近傍を連続的に点灯する２列のバー照明で構成されている。照明の色は白色に近似した色である。そして、図１に示すように、照明装置５の光軸Ｌ５と垂直線ＶＬとのなす角度θは、最小径の丸鋼材Ｓ２の最上位置Ｐ２の近傍から最大径の丸鋼材Ｓ１の最上位置Ｐ１の近傍に至るまですべての場合に照射できるように、調節可能となっている。照明装置５は、最大径の丸鋼材Ｓ１の全長及び最小径の丸鋼材Ｓ２の全長を照明できるように、丸鋼材Ｓの軸方向に沿って複数設置されている。各照明装置５には、図示しない照明電源及び照明の輝度等を制御する照明制御装置６に接続されている。

また、コンピュータシステム７は、各撮像装置３で撮像された前述の最上位置（特定位置）Ｐの画像を周方向に繋ぎ合せて得られた画像を処理する画像処理部８と、画像処理部８で画像処理された画像からマーキングＭ（図８参照）を抽出するマーキング抽出部９とを備えている。各撮像装置３及びパルスジェネレータ１７は、コンピュータシステム７に接続されている。
このコンピュータシステム７は、画像処理部８及びマーキング抽出部９の各機能をコンピュータソフトウェア上でプログラムを実行することで実現するための演算処理機能を有するコンピュータシステムである。そして、このコンピュータシステムは、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵ等を備えて構成され、ＲＯＭ等に予め記憶された各種専用のプログラムを実行することにより、前述した各機能をソフトウェア上で実現する。

また、表示装置１０は、マーキング抽出部９で抽出されたマーキングＭ、当該マーキングＭの箇所を指摘する印１８（図７参照）、マーキングＭの周方向位置及び長手方向位置を表示する。
画像処理部８、マーキング抽出部９及び表示装置１０の各機能は、次の丸鋼材Ｓのマーキング検出装置１を用いたマーキング検出方法の説明にて詳細に説明する。

次に、図４乃至図７を参照して丸鋼材Ｓのマーキング検出装置１を用いたマーキング検出方法を説明する。
先ず、図４に示すステップＳ１で、丸鋼材Ｓの軸方向に沿って配置された複数個の撮像装置３を構成するラインセンサカメラの各々が、ターニングローラ２上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面の周方向の最上位置（特定位置）Ｐを測定対象であるマーキングＭの寸法よりも小さい分解能で所定周期で撮像する（撮像ステップ）。つまり、各撮像装置３が、周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面の最上位置Ｐの位置を前述の分解能で所定周期で丸鋼材Ｓの一周分撮像する。本実施形態の場合、マーキングＭの寸法は、直径約４ｍｍの円形であり、ラインセンサカメラの分解能、即ち１ラインの各画素ｎ（図３参照）の周方向の幅Ｒは、最大径の丸鋼材Ｓ１を撮像するときの各画素ｎの周方向の幅Ｒ（Φｍａｘ）で６３０μｍ／ｐｉｘ、最小径の丸鋼材Ｓ２を撮像するときの各画素ｎの周方向の幅Ｒ（Φｍｉｎ）で８８９μｍ／ｐｉｘとなっている。また、ラインセンサカメラで撮像する周期は、本実施形態の場合、丸鋼材Ｓの回転速度が１５００ｍｍ／ｓであり、丸鋼材Ｓの周方向の前面を隙間なく撮像できるように、１／２３８１ｓとなっている。

次いで、ステップＳ２において、コンピュータシステム７の画像処理部８が、各撮像装置３を構成するラインセンサカメラで撮像した最上位置（特定位置）Ｐの画像を周方向に繋ぎ合わせて得られた画像を処理する（画像処理ステップ）。
この画像処理ステップについて詳しく述べると、図５に示すように、ステップＳ２１において、画像処理部８は、先ず、各撮像装置３を構成するラインセンサカメラからの原画像（複数の最上位置Ｐの画像）を取り込む。
次いで、ステップＳ２２において、画像処理部８は、取りこんだ原画像（複数の最上位置Ｐの画像）を丸鋼材Ｓの周方向に繋ぎ合わせる。原画像を丸鋼材Ｓの周方向に繋ぎ合わせた後の画像の一例が、図７の上段に示されている。原画像を丸鋼材Ｓの周方向に繋ぎ合わせた画像ではマーキングＭが検出しづらいため、後に２値化処理を行う。

その後、ステップＳ２３において、画像処理部８は、繋ぎ合わされた原画像に対しマーキング以外のノイズ除去処理を行う。
次いで、ステップＳ２４において、画像処理部８は、ノイズを除去した繋ぎ合わせ原画像に２値化処理を行う。
更に、ステップＳ２５において、画像処理部８は、２値化処理後の画像に対しマーキング以外のノイズ除去処理を行う。ノイズ除去後の画像の一例が、図７の中段に示されている。

その後、ステップＳ２６において、ノイズを除去した２値化画像をマーキング抽出部９に対し出力する。
そして、画像処理ステップの後、ステップＳ３において、コンピュータシステム７のマーキング抽出部９が、画像処理ステップで画像処理された画像からマーキングＭを抽出する（マーキング抽出ステップ）。
このマーキング抽出ステップについて詳しく述べると、図６に示すように、先ず、マーキング抽出部９は、ステップＳ３１において、画像処理部８から２値化画像を取り込む。

次いで、ステップＳ３２において、取りこんだ２値化画像中に、所定面積以上の画素値０（白色）の画素ｎ１（図８参照）の集合の領域ａ（図８参照）があるか否かを判断する。図８において、画素値１（黒色）の画素はｎ２で示されている。例えばマーキング形状が円形状である場合、その円形状の直径をＤとすると、この直径Ｄを各画素の幅Ｒ（＜Ｄ）で除した値Ｄ／Ｒ以上の個数の画素ｎ１が連続して存在する集合の領域ａがあるか否かを判断する。具体例を示すと、マーキングの直径が４ｍｍのときは、画素の幅は上述のとおり最大で８８９μｍ／ｐｉｘであるから、４／０．８８９＝４．５個以上の画素ｎ１の集合領域があるか否かを判断することで、マーキングの有無の判定を行うことができる。

そして、ステップＳ３２の結果がＹＥＳの場合、ステップＳ３３に移行し、当該結果がＮｏの場合、ステップＳ３４に移行する。
ステップＳ３３では、マーキング抽出部９は、当該領域ａをマーキングＭと判定し、ステップＳ３５で、マーキング抽出部９は、マーキングＭの周方向位置ｘ及び長手方向位置ｙ（図７における下段参照）を特定する。
ここで、マーキング抽出部９は、当該領域ａをマーキングＭと判定した際に、図７における下段に示すように、マーキングＭの周囲に、マーキングＭの箇所を指摘する印１８を付ける。

また、マーキングＭの周方向位置ｘは、丸鋼材Ｓの周方向における撮像開始点から当該マーキングＭまでの周方向の長さを意味する。前述したように、マーキング抽出部９には、パルスジェネレータ１７からターニングローラ２の回転数が入力され、マーキング抽出部９は、入力されたターニングローラ２の回転数とターニングローラ２の直径とから丸鋼材Ｓの周方向における撮像開始点から当該マーキングＭまでの周方向の長さを算出し、マーキングＭの周方向位置ｘを特定する。また、マーキングＭの長手方向位置ｙは、丸鋼材Ｓの軸方向における端面から当該マーキングＭまでの軸方向の長さを意味する。マーキング抽出部９は、丸鋼材Ｓの軸方向における端面から当該マーキングＭまでの画素ｎの数と各画素ｎの軸方向の幅Ｒとから丸鋼材Ｓの軸方向における端面から当該マーキングＭまでの軸方向の長さを算出し、マーキングＭの長手方向位置ｙを特定する。

そして、ステップＳ３５でマーキングＭの周方向位置ｘ及び長手方向位置ｙを特定した後、ステップＳ３６において、マーキング抽出部９はマーキング抽出結果を表示装置１０に出力する。
図７における下段には、マーキング抽出結果の一例が示されており、マーキングＭ、当該マーキングＭの箇所を指摘する印１８、及びマーキングＭの周方向位置ｘ及び長手方向位置ｙが抽出される。図７における下段には、特定のマーキングＭの周方向位置がｘ１、長手方向位置がｙ１で示されている。
最後に、ステップＳ４において、表示装置１０は、コンピュータシステム７のマーキング抽出部９から出力されたマーキング抽出結果、即ち、マーキングＭ、当該マーキングＭの箇所を指摘する印１８、及びマーキングＭの周方向位置ｘ及び長手方向位置ｙを表示する。

そして、丸鋼材Ｓの表面疵を研削する作業者は、表示装置１０で表示されたマーキング抽出結果を基にして、マーキングされた丸鋼材Ｓの表面の箇所を研削すればよい。
また、マーキング抽出部９で抽出されたマーキング検出結果を、後工程に設けられる表面疵研削装置に転送し、表面疵研削装置にて自動でマーキング箇所を研削するようにしてもよい。
表面のマーキング箇所を研削した後の丸鋼材Ｓは、さらなる後工程（表面疵研削以降の工程）へ送られて、そこで処理されて製品である鋼材とされる。
ここで、さらなる後工程とは、欠陥部が表面研削された丸鋼材を処理対象とした、その後の処理工程の全般のことである。すなわち、丸鋼材Ｓが丸棒鋼のような条鋼製品や製品鋼管である場合には、欠陥研削後に行われる精整工程、出荷工程等である。丸鋼材Ｓが圧延用素材である場合には、圧延工程やその後に行われる精整工程、出荷工程等である。

上記したマーキング検出方法により表面の疵（欠陥）がある部分にマーキングを施した丸鋼材Ｓのマーキングの部分を表面研削した後に、後工程に送って鋼材を製造することにより、マーキングの検出を目視で行う場合に比べて効率良く、かつ、精度よくマーキング検出が行える。したがって、鋼材の製造効率は向上する。またマーキングの検出精度が向上するので、後工程での障害の発生も抑制される。ここで、後工程での障害とは、丸鋼が圧延用素材である場合には、後工程にある圧延工程後の鋼材に、圧延用素材にあった表面欠陥に起因した疵が発生してしまったり、圧延用素材にあった表面欠陥が原因となり圧延工程中に鋼材の破断が生じるといった障害である。また、丸鋼材Ｓが条鋼製品や製品鋼管である場合には、後工程である出荷工程で、欠陥部を研削により除去しきれていない製品を出荷してしまうことである。

なお、マーキングを塗布する段階からマーキングを研削する段階の鋼材が丸鋼材、すなわち、円形の断面の鋼材であれば、後工程で処理した後の鋼材は、必ずしも丸鋼材である必要はなく、後工程で処理した後の鋼材が角断面の鋼材であってもよい。
なお、丸ビレットのような丸鋼材を素材として、丸棒鋼のような条鋼製品を製造する場合において、本発明に係るマーキングの検出方法は、素材についてのマーキング検出、条鋼製品のマーキング検出のいずれにも適用できる。つまり、鋼材の製造方法に、本発明に係るマーキング検出方法を適用する場合は、素材、製品のいずれもが丸棒鋼である場合は、素材についてのマーキング検出にのみ、本発明の検出方法を用いてもよいし、製品についてのマーキング検出についてのみ本発明の検出方法を用いてもよいし、素材のマーキング検出と製品のマーキング検出との両方に本発明のマーキング検出方法を用いてもよい。

このように、本実施形態に係る丸鋼材Ｓのマーキング検出装置１及び検出方法、あるいは鋼材の製造方法によれば、周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面の周方向の最上位置（特定位置）Ｐを測定対象であるマーキングＭの寸法よりも小さい分解能で所定周期で撮像する（撮像装置３、ステップＳ１（撮像ステップ））。そして、撮像された前述の最上位置（特定位置）Ｐの画像を周方向に繋ぎ合せて得られた画像を処理する（画像処理部８、ステップＳ２（画像処理ステップ））。また、画像処理された画像からマーキングＭを抽出する（マーキング抽出部９、ステップＳ３（マーキング抽出ステップ））。

これにより、自動でマーキングＭを検出するようにしてマーキングＭの見逃しリスクを大幅に低減した丸鋼材のマーキング検出装置１及び検出方法を提供できる。
また、撮像装置３は、ラインセンサカメラであるので、撮像対象である丸鋼材Ｓの表面に塗布されたマーキングＭの形状を適切に検出することができる。
また、丸鋼材Ｓの回転角度を検出する回転角度検出装置としてのターニングローラ２の回転数を検出するパルスジェネレータ１７を備えているので、ターニングローラ２の回転数とターニングローラの直径とから丸鋼材Ｓの周方向における撮像開始点から当該マーキングＭまでの周方向の長さを算出し、マーキングＭの周方向位置ｘを特定することができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、本実施形態において、マーキングＭの寸法は直径約４ｍｍの円形としてあり、撮像装置３を構成するラインセンサカメラの分解能は、最大径の丸鋼材Ｓ１を撮像するときで６３０μｍ／ｐｉｘ、最小径の丸鋼材Ｓ２を撮像するときで８８９μｍ／ｐｉｘとしてあるが、マーキングＭの寸法は直径４ｍｍ以外でもよい。また、撮像装置３を構成するラインセンサカメラの分解能は、マーキングＭの寸法よりも小さければ、いかなる大きさであってもよい。

また、撮像装置３を構成するラインセンサカメラは、周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面の特定位置（最上位置Ｐ）を所定周期で丸鋼材Ｓの一周分撮像しているが、丸鋼材Ｓの一周分に限らず、複数周分撮像しても良い。
また、撮像装置３を構成するラインセンサカメラの撮像周期は、丸鋼材Ｓの周方向の表面を隙間なく撮像できる周期であれば１／２３８１ｓに限らない。
また、マーキングが塗布される丸鋼材Ｓの大きさは、最大径でΦ４５０ｍｍ、最小径でΦ８０ｍｍとしてあるが、任意に変更することができる。
また、マーキング装置で丸鋼材Ｓの表面疵の位置に塗布するマーキングの色は、照明装置５による照明の色（白色に近似した色）と異なる色としてあるが、同一色であってもよい。

また、マーキング装置で丸鋼材Ｓの表面疵の位置に塗布するマーキングの色は、単一色として説明してあるが、カラーであってもよい。例えば、丸鋼材Ｓの表面にある表面疵を探傷する探傷方法として、表面疵の深さなどを考慮し、ＭＬＦＴ（漏洩磁束探傷）、ＡＵＴ（超音波探傷）、ＥＣ（ピーリング探傷）、マグナー（磁粉探傷）などがあり、これらの探傷をマーキング装置の上流側で行う。この際に、マーキング装置では、探傷の方法毎に異なる色のマーキングを行っても良い。そして、この場合、本実施形態に係るマーキング検出装置１及び検出方法では、撮像装置３としてカラーカメラを選定するとともに、その色ごとに画像処理、マーキング抽出及びマーキング抽出結果の表示を行えばよい。

また、撮像装置３としてラインセンサカメラを用いているが、エリアセンサカメラを用いてもよい。この場合、図９に示すように、エリアセンサカメラである撮像装置３で１回の撮像で得られる丸鋼材Ｓの表面上の視野範囲（繋ぎ合せを行うひとつの撮像画像の視野範囲）として、撮像装置３と撮像される丸鋼材Ｓの表面上の位置Ｐとを結ぶ線と、表面上の位置Ｐにおける丸鋼Ｓの表面とのなす角α（鋭角側）が３０度以上となる範囲とすることが好ましい。αが３０度以上であると、マーキングとノイズとを判別し易くなり、マーキングの検出精度が向上する。
また、撮像装置３は複数設置されているが、単一の撮像装置３で丸鋼材Ｓの全長の表面を撮像できるものであれば１台であってもよい。

１丸鋼材のマーキング検出装置
２ターニングローラ
３撮像装置
４カメラ制御装置
５照明装置
６照明制御装置
７コンピュータシステム
８画像処理部
９マーキング抽出部
１０表示装置
１１台座部
１２支持脚
１３第１支持部材
１４第２支持部材
１５第３支持部材
１６第４支持部材
１７パルスジェネレータ（回転角度検出装置）
Ｐ最上位置（特定位置）
Ｓ丸鋼材

Claims

丸鋼材の表面疵の位置に塗布されたマーキングを検出する丸鋼材のマーキング検出装置であって、
周方向に回転する前記丸鋼材の表面の周方向の特定位置を測定対象であるマーキングの寸法よりも小さい分解能で所定周期で撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像された前記特定位置の画像を周方向に繋ぎ合せて得られた画像を処理する画像処理部と、該画像処理部で画像処理された画像からマーキングを抽出し、前記マーキングの周方向位置及び長手方向位置を特定するマーキング抽出部とを備えていることを特徴とする丸鋼材のマーキング検出装置。
前記撮像装置が、ラインセンサカメラであることを特徴とする請求項１に記載の丸鋼材のマーキング検出装置。
前記丸鋼材の回転角度を検出する回転角度検出装置を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の丸鋼材のマーキング検出装置。
前記撮像装置は、該撮像装置と撮像される前記丸鋼材の表面上の位置とを結ぶ線と、表面上の前記位置における前記丸鋼材の表面とのなす角の鋭角側が３０度以上９０度以下になるように設置されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の丸鋼材のマーキング検出装置。
丸鋼材の表面疵の位置に塗布されたマーキングを検出する丸鋼材のマーキング検出方法であって、
周方向に回転する前記丸鋼材の表面の周方向の特定位置を測定対象であるマーキングの寸法よりも小さい分解能で所定周期で撮像する撮像ステップと、該撮像ステップで撮像された前記特定位置の画像を周方向に繋ぎ合せて得られた画像を処理する画像処理ステップと、該画像処理ステップで画像処理された画像からマーキングを抽出し、前記マーキングの周方向位置及び長手方向位置を特定するマーキング抽出ステップとを含むことを特徴とする丸鋼材のマーキング検出方法。
前記撮像ステップでは、撮像装置と撮像される前記丸鋼材の表面上の位置とを結ぶ線と、表面上の前記位置における前記丸鋼材の表面とのなす角の鋭角側が３０度以上９０度以下になるように設置された前記撮像装置により前記特定位置を撮像することを特徴とする請求項５に記載の鋼材のマーキング検出方法。
丸鋼材の欠陥部を探傷し、探傷により発見した所定深さ以上の欠陥部がある箇所にマーキングを塗布し、その後に塗布されたマーキングを検出し、検出されたマーキングの部分を表面研削した後に、後工程で処理を行う鋼材の製造方法であって、
前記マーキングの検出は、請求項５又は６に記載の丸鋼材のマーキング検出方法により行うことを特徴とする、鋼材の製造方法。