JPH04122839A - 表面検査方法 - Google Patents
表面検査方法Info
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- JPH04122839A JPH04122839A JP24466290A JP24466290A JPH04122839A JP H04122839 A JPH04122839 A JP H04122839A JP 24466290 A JP24466290 A JP 24466290A JP 24466290 A JP24466290 A JP 24466290A JP H04122839 A JPH04122839 A JP H04122839A
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
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- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/10—Scanning
- G01N2201/102—Video camera
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、外周面を周方向に研磨された鋼管、棒鋼等の
研磨面を欠陥検査する表面検査方法に関する。
研磨面を欠陥検査する表面検査方法に関する。
鋼材表面の疵を検査するための自動検査方法として、光
学的検査方法があり、例えば板材表面に対しては、レー
ザ光の走査による高精度な自動検査方法も実施されてい
る。しかるに、断面円形をした鋼管、棒鋼等の外周面に
対しては、光学的な自動検査方法の提案は少なくないが
、実用化されている方法は殆どない。それは、鋼管、棒
鋼等の外周面を光学的に表面検査する場合に、その自動
検査性能が研磨目や搬送時の鋼管、棒鋼等の振れによっ
て阻害されるからである。
学的検査方法があり、例えば板材表面に対しては、レー
ザ光の走査による高精度な自動検査方法も実施されてい
る。しかるに、断面円形をした鋼管、棒鋼等の外周面に
対しては、光学的な自動検査方法の提案は少なくないが
、実用化されている方法は殆どない。それは、鋼管、棒
鋼等の外周面を光学的に表面検査する場合に、その自動
検査性能が研磨目や搬送時の鋼管、棒鋼等の振れによっ
て阻害されるからである。
［発明が解決しようとする課題］
すなわち、光学的な表面検査を必要とするような高精度
な鋼管、棒鋼等の外周面は、通常、周方向に切削研磨を
受けている。このような外周面に光学的方法を用いて微
細な欠陥を検出しようとすると、外周面の周方向に形成
された微細な研磨目が表面欠陥と共に検出される。この
研磨目は、検出器の精度が高いほど明瞭に検出されて大
きな外乱になる。そのため、鋼管、棒鋼等の外周面を光
学的方法で高精度に表面検査することはできなかった。
な鋼管、棒鋼等の外周面は、通常、周方向に切削研磨を
受けている。このような外周面に光学的方法を用いて微
細な欠陥を検出しようとすると、外周面の周方向に形成
された微細な研磨目が表面欠陥と共に検出される。この
研磨目は、検出器の精度が高いほど明瞭に検出されて大
きな外乱になる。そのため、鋼管、棒鋼等の外周面を光
学的方法で高精度に表面検査することはできなかった。
また、鋼管、棒鋼等の全外表面を検査する場合、−Ｓ的
には材料送りはスパイラル搬送とされるが、鋼管、棒鋼
等に偏芯や曲りがあるため、スパイラル搬送時に材料が
振れ、この振れによる誤検出や疵の見逃しも鋼管、棒鋼
等における光学的自動表面検査の阻害原因になっている
。
には材料送りはスパイラル搬送とされるが、鋼管、棒鋼
等に偏芯や曲りがあるため、スパイラル搬送時に材料が
振れ、この振れによる誤検出や疵の見逃しも鋼管、棒鋼
等における光学的自動表面検査の阻害原因になっている
。
本発明の目的は、外周面を周方向に研磨された鋼管、棒
鋼等を、その研磨目や偏芯による振れの影響を受けるこ
となく高精度に光学的表面検査する表面検査方法を提供
することにある。
鋼等を、その研磨目や偏芯による振れの影響を受けるこ
となく高精度に光学的表面検査する表面検査方法を提供
することにある。
本発明の表面検査方法は、外周面を周方向に研磨された
被検査材の外周面を、軸芯に直角な方向から乳白色拡散
板を介して斜方照明すると共に、その照明光が反射する
方向に設置した光学的撮像手段により被検金材外周面の
照明部分を撮影し、その画像より前記外周面の表面欠陥
を検出することを特徴としてなる。
被検査材の外周面を、軸芯に直角な方向から乳白色拡散
板を介して斜方照明すると共に、その照明光が反射する
方向に設置した光学的撮像手段により被検金材外周面の
照明部分を撮影し、その画像より前記外周面の表面欠陥
を検出することを特徴としてなる。
被検査材の表面検査は、材料の表面に光を照射し、ＩＴ
Ｖカメラ等の光学的撮像手段でその反射光を捉えて光電
変換し、その信号を処理して欠陥を検出することが一般
的である。被検査材の表面に疵や異物による微少欠陥が
ある場合には、そこに光が当たると光の散乱が起きる。
Ｖカメラ等の光学的撮像手段でその反射光を捉えて光電
変換し、その信号を処理して欠陥を検出することが一般
的である。被検査材の表面に疵や異物による微少欠陥が
ある場合には、そこに光が当たると光の散乱が起きる。
このことにより、他の周辺部に強い直接反射光が生じな
いようにし、散乱光成分のみを検出し易くするようにす
れば、高いＳ／Ｎ比で微少な疵や異物等の欠陥が検出で
きる。しかし、被検出材が金属材である場合には、被検
査材の表面に直接光が当たると強い直接反射光を生しる
。そこで、拡散性の高い無方向性の光を照射するような
照明を行えば、直接反射光が抑えられて散乱光成分が取
り出し易くなる。
いようにし、散乱光成分のみを検出し易くするようにす
れば、高いＳ／Ｎ比で微少な疵や異物等の欠陥が検出で
きる。しかし、被検出材が金属材である場合には、被検
査材の表面に直接光が当たると強い直接反射光を生しる
。そこで、拡散性の高い無方向性の光を照射するような
照明を行えば、直接反射光が抑えられて散乱光成分が取
り出し易くなる。
本発明においては、光源より発光された光を、光拡散さ
せるための乳白色拡散板に照射し、乳白色拡散板を透過
した光を被検査材の表面に照射する。この乳白色拡散板
は、板内部でも光を拡散するので全面が明るく光り、あ
たかも板金体が平板光源であるがごとき作用をなす。こ
れにより拡散度の高い照明ができ、この照明により被検
査材の表面反射および研磨目による直接反射光の発生を
低く抑えることができる。
せるための乳白色拡散板に照射し、乳白色拡散板を透過
した光を被検査材の表面に照射する。この乳白色拡散板
は、板内部でも光を拡散するので全面が明るく光り、あ
たかも板金体が平板光源であるがごとき作用をなす。こ
れにより拡散度の高い照明ができ、この照明により被検
査材の表面反射および研磨目による直接反射光の発生を
低く抑えることができる。
研磨目に対しては、更に、研磨目の方向に沿って光を照
射するので、研磨目が影となって光学的撮像手段に捉え
られるおそれもない。
射するので、研磨目が影となって光学的撮像手段に捉え
られるおそれもない。
また本発明においては、被検査材が円柱の形状をしてい
るが、検査時における材料の振れが多少あっても、乳白
色拡散板全体の広い範囲から拡散光により照明されてい
るので、芯の変動による影響が防止できる。
るが、検査時における材料の振れが多少あっても、乳白
色拡散板全体の広い範囲から拡散光により照明されてい
るので、芯の変動による影響が防止できる。
更にまた、被検査材の表面が白色に照らされ、光学的撮
像手段は、白色に照らされた材料の表面を白く明るく撮
像する。白色光は、通常連続スペクトルからなり、特定
の波長の光成分を強調若しくは減衰することがないので
、金属の表面に対する欠陥検査の照明には適切な光源と
なる。そして、材料の表面に欠陥部分がある場合には、
そこに光の散乱を生して白色成分を減じて影となり、光
学的撮像手段は欠陥部分を黒（鮮明に映し出す。
像手段は、白色に照らされた材料の表面を白く明るく撮
像する。白色光は、通常連続スペクトルからなり、特定
の波長の光成分を強調若しくは減衰することがないので
、金属の表面に対する欠陥検査の照明には適切な光源と
なる。そして、材料の表面に欠陥部分がある場合には、
そこに光の散乱を生して白色成分を減じて影となり、光
学的撮像手段は欠陥部分を黒（鮮明に映し出す。
本発明の表面検査方法で使用される乳白色拡散板として
は、建築用材として利用されているオパールガラスに準
した乳白色の樹脂板などが良い。
は、建築用材として利用されているオパールガラスに準
した乳白色の樹脂板などが良い。
乳白色のガラスも樹脂も光の拡散効果は同様であるが、
本発明法においてはその装置の構成上樹脂の方がガラス
より耐破損性に優れるから取り扱い易い。このような乳
白色板は、媒質としてその内部に極めて小さい白い微粒
子を含んでいるので、光が通過する際に光の進行方向が
空間的に多くの方向に変わり、拡散性が極めて高いとい
う特徴を有する。また、照明光を連続スペクトルからな
る白色光となす場合には、金属表面に対する適切な照明
となることは前述したとおりである。
本発明法においてはその装置の構成上樹脂の方がガラス
より耐破損性に優れるから取り扱い易い。このような乳
白色板は、媒質としてその内部に極めて小さい白い微粒
子を含んでいるので、光が通過する際に光の進行方向が
空間的に多くの方向に変わり、拡散性が極めて高いとい
う特徴を有する。また、照明光を連続スペクトルからな
る白色光となす場合には、金属表面に対する適切な照明
となることは前述したとおりである。
なお、拡散光を利用した金属外周面の表面検査方法とし
ては、照明部分からの反射光を摺りガラス状の投影板と
スリットとを介して撮像手段に入光させる方法が特公昭
５Ｂ−５３８６１号公報に開示されている。しかし、こ
の方法は、照明部分からの反射光を一旦摺りガラス状の
投影板に映した映像を撮像手段で捕らえているため、金
属外周面の反射光を直接撮像手段で捕らえる本発明の方
法に比べて微小の班を高精度に検出することができない
。
ては、照明部分からの反射光を摺りガラス状の投影板と
スリットとを介して撮像手段に入光させる方法が特公昭
５Ｂ−５３８６１号公報に開示されている。しかし、こ
の方法は、照明部分からの反射光を一旦摺りガラス状の
投影板に映した映像を撮像手段で捕らえているため、金
属外周面の反射光を直接撮像手段で捕らえる本発明の方
法に比べて微小の班を高精度に検出することができない
。
Ｓ実施例〕
以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明の表面検査方法を実施するための装置の一例
を示す模式図である。
図は本発明の表面検査方法を実施するための装置の一例
を示す模式図である。
被検査材である鋼管１は、水平方向にスパイラル搬送さ
れる。
れる。
光Ｂ２は、例えばキセノンランプを用いたストロボスコ
ープで、鋼管１の外周面上部を斜方照明する。光ｆｉ２
の中心軸は鋼管ｌの軸芯に直角な鉛直面内に位置してお
り、その中心軸と鋼管ｌ外周面の水平な接線とのなす角
（入射角）は、例えば４５°前後とされる。そして、光
源２の直前には、その中心軸に直交して乳白色拡散板５
が設けられている。
ープで、鋼管１の外周面上部を斜方照明する。光ｆｉ２
の中心軸は鋼管ｌの軸芯に直角な鉛直面内に位置してお
り、その中心軸と鋼管ｌ外周面の水平な接線とのなす角
（入射角）は、例えば４５°前後とされる。そして、光
源２の直前には、その中心軸に直交して乳白色拡散板５
が設けられている。
光源２の電源部３は、光源２のストロボスコープを発光
させるべく、信号処理部４から出力されるトリガ信号に
でオン・オフされる。
させるべく、信号処理部４から出力されるトリガ信号に
でオン・オフされる。
光学的撮像手段６は、ＩＴＶカメラ（ＣＣＤカメラ）で
あり、鋼管１の外周面上部における照射部分を撮影する
べく、その反射光の光路上に設置されている。光学的撮
像手段６が撮影した画像は、信号処理部４に送られ、光
源２の発光タイミングに同期して記憶される。記憶され
た画像は、モニタ７に表示される一方、信号処理部４で
直接２（Ｉ！化、または微分処理の後に２値化されて輝
度差が強調され、その輝度差に基づいて表面欠陥が出力
端子８に出力される。
あり、鋼管１の外周面上部における照射部分を撮影する
べく、その反射光の光路上に設置されている。光学的撮
像手段６が撮影した画像は、信号処理部４に送られ、光
源２の発光タイミングに同期して記憶される。記憶され
た画像は、モニタ７に表示される一方、信号処理部４で
直接２（Ｉ！化、または微分処理の後に２値化されて輝
度差が強調され、その輝度差に基づいて表面欠陥が出力
端子８に出力される。
本発明の表面検査方法は、上記装置を用いて次のように
実施される。
実施される。
鋼管１をスパイラル搬送しながら、その外周面上部を光
源２のストロボスコープにて照明する。
源２のストロボスコープにて照明する。
鋼管の外周面上部を照明する光線は、乳白色拡散板５を
通過しており、且つ鋼管１の軸芯に直角な方向から発せ
られているので、鋼管１の照明部分では、前述したよう
に周方向に形成された研磨目が消えて健全部が白色にな
り、底部だけが暗い影として表われる。従って、照明部
分を光学的撮像手段６で拡大撮影し、その画像をモニタ
７で監視し、また信号処理部４で処理することにより、
研磨目が外乱となることなく底部が正確に検出される。
通過しており、且つ鋼管１の軸芯に直角な方向から発せ
られているので、鋼管１の照明部分では、前述したよう
に周方向に形成された研磨目が消えて健全部が白色にな
り、底部だけが暗い影として表われる。従って、照明部
分を光学的撮像手段６で拡大撮影し、その画像をモニタ
７で監視し、また信号処理部４で処理することにより、
研磨目が外乱となることなく底部が正確に検出される。
また、前述した理由により、鋼管ｌの曲り等に起因する
振れによる影響も排除される。そして、スパイラル搬送
される鋼管ｌに対して、このストロボ撮影を繰り返すこ
とにより、鋼管ｌの外周面全体が高精度に表面検査され
る。
振れによる影響も排除される。そして、スパイラル搬送
される鋼管ｌに対して、このストロボ撮影を繰り返すこ
とにより、鋼管ｌの外周面全体が高精度に表面検査され
る。
外周面をＰＶＡ研磨法で仕上げられた外径６．５閣、肉
厚０．５１のステンレス鋼管に上記方法を実施したとこ
ろ、直径５０μｍ、深さ２０μｍの表面疵が検出できた
。乳白色拡散板を取り外した場合は、研磨目での照明光
の散乱により、前記表面疵と同等の信号が多数検出され
た。
厚０．５１のステンレス鋼管に上記方法を実施したとこ
ろ、直径５０μｍ、深さ２０μｍの表面疵が検出できた
。乳白色拡散板を取り外した場合は、研磨目での照明光
の散乱により、前記表面疵と同等の信号が多数検出され
た。
また、乳白色拡散板を使用しても鋼管の軸芯に対して斜
めからその外周面を照明した場合は、研磨目の影が多数
検出された。
めからその外周面を照明した場合は、研磨目の影が多数
検出された。
なお、このときに用いた光学的撮像手段は５０倍の撮像
倍率に設定されたＣＣＤカメラであり、光源はキセノン
ストロボスコープ、乳白色拡散板は建築材料として用い
られるオパールガラスに準した樹脂板である。
倍率に設定されたＣＣＤカメラであり、光源はキセノン
ストロボスコープ、乳白色拡散板は建築材料として用い
られるオパールガラスに準した樹脂板である。
以上の説明から明らかなように、本発明の表面検査方法
によると、研磨目および曲り等による振れの影響が排除
され、研磨外周面の高精度な自動検査が可能になる。従
って、従来自動化が困難であったこの種検査の自動化が
図られ、その工数が大幅にｎ滅される。
によると、研磨目および曲り等による振れの影響が排除
され、研磨外周面の高精度な自動検査が可能になる。従
って、従来自動化が困難であったこの種検査の自動化が
図られ、その工数が大幅にｎ滅される。
第１図は本発明法の実施に適した装置の一例を示す模式
図である。 １：ｍ管、２：光源、５：乳白色拡散板、６：光学的撮
像手段。 出 願 人 住友金属工業株式会社 出 願 人 肇産業株式会社 代理人弁理士 生 形 元 重
図である。 １：ｍ管、２：光源、５：乳白色拡散板、６：光学的撮
像手段。 出 願 人 住友金属工業株式会社 出 願 人 肇産業株式会社 代理人弁理士 生 形 元 重
Claims (1)
- （１）外周面を周方向に研磨された被検査材の外周面を
、軸芯に直角な方向から乳白色拡散板を介して斜方照明
すると共に、その照明光が反射する方向に設置した光学
的撮像手段により被検査材外周面の照明部分を撮影し、
その画像より前記外周面の表面欠陥を検出することを特
徴とする表面検査方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24466290A JPH04122839A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 表面検査方法 |
| CA 2051032 CA2051032A1 (en) | 1990-09-14 | 1991-09-10 | Surface inspection method and apparatus thereof |
| AU83805/91A AU8380591A (en) | 1990-09-14 | 1991-09-11 | Surface inspection method and and apparatus thereof |
| GB9119372A GB2249169A (en) | 1990-09-14 | 1991-09-11 | Curved surface inspection method and apparatus using diffuse light |
| DE19914130217 DE4130217A1 (de) | 1990-09-14 | 1991-09-11 | Verfahren und vorrichtung zur pruefung von oberflaechen |
| FR9111330A FR2666884A1 (fr) | 1990-09-14 | 1991-09-13 | Procede et appareil de controle de surface. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24466290A JPH04122839A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 表面検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04122839A true JPH04122839A (ja) | 1992-04-23 |
Family
ID=17122088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24466290A Pending JPH04122839A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 表面検査方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04122839A (ja) |
| AU (1) | AU8380591A (ja) |
| CA (1) | CA2051032A1 (ja) |
| DE (1) | DE4130217A1 (ja) |
| FR (1) | FR2666884A1 (ja) |
| GB (1) | GB2249169A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06129995A (ja) * | 1992-10-16 | 1994-05-13 | Nippon Steel Corp | 光学式表面欠陥検査装置 |
| EP1291599A2 (fr) * | 2001-09-10 | 2003-03-12 | Giat Industries | Dispositif et procédé de détermination de l'usure d'un tube, tel un tube d'une arme |
Families Citing this family (11)
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