JPH05126760A - 光学式探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置のセット時間の短縮および小型化を図
り、併せて探査精度を向上させる。 【構成】 連続送給される線材１８に対し、カメラ１６
がその受光部の受光軸が交差するよう配設される。線材
１８とカメラ１６との間に、該カメラ１６の受光軸上に
おいて、その鏡面を線材１８に指向したハーフミラー２
６が所要角度をもって配置される。ハーフミラー２６の
鏡面と対向すると共に、前記受光軸と交差する位置に光
源２８が配設される。そして、光源２８からハーフミラ
ー２６に照射された光は、該ミラー２６によりカメラ１
６の受光軸と平行に偏向された状態で線材１８に照射さ
れる。線材１８からの反射光は、カメラ１６の受光軸と
平行な状態でハーフミラー２６を透過して該カメラ１６
に受光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、線材等の長尺なワー
クに向けて光を照射し、該ワークからの反射光の強弱に
よって表面傷の探査を行なう光学式探傷装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来技術】例えば、棒条を加熱した後、圧延機により
細長く延伸してなる長尺な線材は、その製造工程で表面
傷を生ずることが往々にある。この表面傷を有する製品
を、そのまま次工程で加工したり、外部ユーザーに向け
て出荷したりすると、前記欠陥に起因する強度の劣化お
よび品質低下をしばしば招くことになる。

【０００３】そこで、次工程での加工や出荷に先立ち、
前記線材の表面傷の有無を予め探査する手段として、光
学式探傷装置が好適に採用されている。この光学式探傷
装置は、線材の軸方向に対して所要の角度をもって光源
を傾斜配置すると共に、この光源から線材に向けて照射
された光の反射を、前記光源から離れた位置にセットさ
れる撮像手段としてのカメラの受光部で受光するよう構
成されている。そして、回転しつつ所定方向に送給され
ている線材に向けて光源から光を照射し、該線材からの
反射光をカメラの受光部で受光すると共に、該カメラに
接続した適宜の解析装置で反射光の強弱を解析すること
により、表面傷の有無を探査するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した光学式探傷装
置では、線材の側部に光源とカメラとを設置する際に、
光源の投光軸とカメラにおける受光部の受光軸とを調節
して適正な状態でセットするのに手間が掛かる欠点があ
った。このセット作業は、オーダ変更により線材の直径
寸法が変わる毎に行なう必要があり、またカメラの焦点
調節も併せて行なわなければならず、オーダ変更に要す
るサイクルタイムに時間が掛かる難点も指摘される。ま
た、光源とカメラとの相対的な位置がズレてしまうと、
正確な検査をなし得なくなるので、検査中に両部分が移
動しないよう常に注意を払う必要があった。

【０００５】前記光学式探傷装置を使用する場合、線材
を挟んで光源と反対側に板材を配置し、線材からの反射
光と板材からの反射光との間で所要のレベル差(強弱)を
設定することにより、解析装置での解析を容易化するこ
とが一般に行なわれている。この場合に、光源の投光軸
とカメラにおける受光部の受光軸とが線材の直径方向に
ズレていると、前記板材には線材の直径方向に影を生ず
ることとなる。このため、板材に生じた影の部分の反射
光とその他の部分での反射光との間でレベル差が生じて
しまい、正しい線材の反射範囲(直径寸法)を設定し難く
なったり、表面傷の探査に支障を来たして探査精度が低
下する問題があった。また板材に生じた影の部分のデー
タを削除したり、正しい線材の反射範囲等のデータの処
理が煩雑になってしまう難点も指摘される。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、前述した光学式探傷装置に
内在する前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提
案されたものであって、装置のセット時間を短縮すると
共に小型化が可能となり、併せて探査精度を向上させ得
る光学式探傷装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した課題を克服し、
所期の目的を好適に解決するため本発明は、連続送給さ
れる長尺のワークに光を照射し、該ワークからの反射光
を撮像手段の受光部で受けて、当該ワークにおける表面
傷等の欠陥を探査する光学式探傷装置において、軸線方
向に延在する前記ワークに対し前記受光部の受光軸が交
差するよう配設される撮像手段と、前記受光部の受光軸
上に所要角度で傾斜配置され、その鏡面を前記ワークに
指向させたハーフミラーと、前記ハーフミラーの鏡面と
対向し、かつ前記受光軸と交差するよう配設した光照射
源とからなり、前記光照射源からの照射光を、ハーフミ
ラーにより前記受光軸と平行に偏向させて前記ワークで
反射させた後、前記ハーフミラーを透過する反射光を撮
像手段により監視するよう構成したことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】次に、本発明に係る光学式探傷装置につき、
好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

【０００９】図１は、本発明の好適な実施例に係る光学
式探傷装置の一部切欠側面図であって、該探傷装置１０
の基台１２に、ブラケット１４を介してカメラ１６が配
設固定されている。このカメラ１６としては、ＣＣＤカ
メラが好適に使用され、後述する制御装置４６に接続さ
れるようになっている。なお基台１２は、線材１８の送
給経路の側部に配置された設置台２０に跳ね上げ自在に
取付けられ、オーダ変更に際し、探傷装置１０を線材１
８の送給経路から退避させて交換等を容易に行ない得る
よう構成されている。またカメラ１６の焦点調節は、目
盛による手動操作、または自動で行ない得るよう構成さ
れる。

【００１０】前記カメラ１６の線材送給経路を指向する
側(前面側)に円筒体２２が配設され、該円筒体２２の先
端に、前面側に開放する矩形状の第１収納室２４が連通
するよう配設されている。この第１収納室２４の内部に
は、図１に示す如く、カメラ１６における受光部(図示
せず)の受光軸に対して上下方向に４５°の角度をもっ
て傾斜し、その鏡面を前面開口２４ａに指向させたハー
フミラー２６が配設される。またハーフミラー２６の鏡
面と対向する第１収納室２４の上部に、第２収納室３０
が連通するよう配設され、該収納室２０に、前記受光部
の受光軸と交差するようランプ等の光源２８が配設され
る。すなわち、光源２８からハーフミラー２６の傾斜す
る鏡面に向けて照射された光は、カメラ１６における受
光部の受光軸と平行に偏向されて、前面開口２４ａの前
方に案内ローラ３２,３２(後述)で案内された状態で臨
む線材１８に照射される。そして、該線材１８から前面
開口２４ａを介して第１収納室２４に入射された反射光
は、ハーフミラー２６を透過してカメラ１６に入射する
よう構成されている。なお、光源２８としては、ハロゲ
ンランプのように高出力のものが好適に使用される。

【００１１】前記基台１２には、前方に延出する支持板
３４が配設され、該支持板３４における前記第１収納室
２４の前側に臨む位置に、支柱３６を介して線材１８の
送給方向と平行に延在する保持板３８が配設される。こ
の保持板３８には、図２に示す如く、その長手方向に所
定間隔離間して一対の支持軸４０,４０が立設され、各
支持軸４０に案内ローラ３２が回転自在に軸支されてい
る。この案内ローラ３２は、図１に示す如く、周面に弧
状溝３２ａが形成され、線材１８を安定して案内し得る
ようになっている。なお、保持板３４および案内ローラ
３２,３２は、何れも第１収納室２４の前面開口２４ａ
の前面に臨まないよう位置決めされ、第１収納室２４か
ら照射される光や、線材１８からの反射光に影響を与え
ないよう構成してある。また案内ローラ３２は、支持軸
４０の軸方向にも移動調節自在に配設される。

【００１２】前記線材１８は、図２に示す如く、案内ロ
ーラ３２,３２における第１収納室２４から離間する側
に沿って送給されるよう設定している。これにより、前
記カメラ１６と、該カメラ１６と対向する線材１８の外
周点との離間距離を、図３に示す如く、線材１８の外径
寸法が変化しても常に一定に保つことができる。従っ
て、オーダ変更に際してカメラ１６の焦点を調整する必
要はなく、時間短縮を図り得る。

【００１３】前記支持板３４における案内ローラ３２の
配設位置を挟んで第１収納室２４と反対側に、支柱４２
が前後方向(案内ローラ３２に近接および離間する方向)
に移動自在に立設され、該支柱４２に板材４４が配設さ
れる。この板材４４は、線材１８を挟んでカメラ１６と
対向して位置し、前記第１収納室２４に入射される反射
光を常に一定の条件とするべく機能する。

【００１４】図４に示す如く、前記カメラ１６に制御装
置４６が接続され、この制御装置４６は、カメラ１６で
受光した光の信号を、電気信号に変換すると共に、該電
気信号の状態(図５参照)に応じて表面傷の有無を検査す
るようになっている。また制御装置４６に、モニター等
の表示手段４８が接続され、図５に示す如き電気信号の
グラフを連続的に表示するよう構成される。更に、制御
装置４６に、ブザー等の警報手段５０が接続され、傷を
検出した際に該警報手段５０を作動することによって作
業者に覚知させるよう構成されている。

【００１５】(別実施例について)図６は、本発明の別実
施例を示すものであって、線材１８の周囲を探傷装置１
０が周回するよう構成してある。すなわち、線材１８の
送給経路を囲む円形に形成されたガイドレール５２に、
探傷装置１０の基台１２が摺動自在に配設され、該探傷
装置１０は基台１２に設けた駆動モータ５４によりレー
ル５２に沿って移動するよう構成されている。基台１２
には、カメラ１６,ハーフミラー２６および光源２８が
配設され、カメラ１６の受光軸はガイドレール５２の中
心を指向するよう設定される。従って、この別実施例に
よれば、線材１８の直径寸法が大きい場合に、該線材１
８を回転させることなく全周の探傷を行ない得る。

【００１６】また、図７に示す本発明の更に別の実施例
では、線材１８の送給経路と交差する位置に、カメラ１
６の受光軸を送給経路に指向するよう設定した複数(実
施例では４基)の探傷装置１０を配設してある。但し、
４基の探傷装置１０を同一面内(線材１８の半径方向に
おける面内)においてに９０°にて隣接配置すると、相
互に影響し合うので、１８０°で対向する２基で対をな
す各探傷装置組を送給経路に沿ってずらした状態でセッ
トすることが推奨される。この場合は、線材１８を回転
させることなく複数の探傷装置１０の間に通過させるこ
とにより、該線材１８の全周を連続的に探傷することが
できる。

【００１７】

【実施例の作用】次に、実施例に係る光学式探傷装置の
作用につき説明する。

【００１８】図２に示す如く、探傷する線材１８を、一
対の案内ローラ３２,３２の第１収納室２４から離間す
る側に臨ませると共に、該線材１８を案内ローラ３２の
弧状溝３２ａに当接させる。この状態で、前記カメラ１
６の焦点を調節する。

【００１９】次いで、線材１８を回転させつつ送給する
と共に、前記光源２８からハーフミラー２６に向けて光
を照射する。この光は、ハーフミラー２６によってカメ
ラ１６における光受部の受光軸と平行な状態に偏向され
て、前記前面開口２４ａの前面に臨む線材１８に照射さ
れるに到る。線材１８に照射された光は、その照射部の
状態に応じて光度が変化した状態で反射され、前面開口
２４ａからハーフミラー２６を透過してカメラ１６に受
光される。カメラ１６で受光された画像は、前記制御装
置４６により反射光の強弱による電気信号に変換され、
前記表示手段４８にグラフとして表示される。

【００２０】このとき、線材１８の表面に傷が無い場合
は、傷による乱反射がなく、図５(ａ)に示す如きグラフ
となる。しかるに、線材１８の表面に傷が有ると、該傷
に照射された光が乱反射してカメラ１６に受光され、図
５(ｂ)に示す如きグラフとなる。従って、制御装置４６
では、図５(ｂ)に示すグラフ(電気信号)となったとき
に、前記警報手段５０を作動して作業者に傷の「有」を覚
知させる。

【００２１】次に、オーダ変更により線材１８の直径寸
法を変更する場合は、前記探傷装置１０の基台１２を設
置台２０に対して上方に跳ね上げた状態で、線材１８の
交換を行なう。そして、新たなオーダの線材１８と交換
を行なった後、探傷装置１０を探査可能な状態に戻し、
線材１８を案内ローラ３２,３２の弧状溝３２ａ,３２ａ
に当接させる。このとき、第１収納室２４の前面に臨む
線材１８のカメラ１６を指向する外周点と、カメラ１６
との離間距離は、前回の線材１８と同一となるので(図
３参照)、カメラ１６の焦点調節を行なわないか、また
は若干の微調節を行なうだけでよく、オーダ変更に要す
る時間を短縮することができる。

【００２２】また、カメラ１６における受光部の受光軸
と光源２８からハーフミラー２６を介して線材１８に照
射される光(投光軸)とが同軸に設定されているので、カ
メラ１６と光源２８との煩雑な位置決め調節を行なう必
要がない。しかも、カメラ１６と光源２８とが近接して
一体に構成されているので、探査作業中に両部材１６,
２８の位置がズレることはなく、常に安定した状態での
探査を行なうことができる。

【００２３】図６に示す別実施例では、線材１８をガイ
ドレール５２の中心を回転させることなく通過させると
共に、探傷装置１０をガイドレール５２に沿って移動す
る。このとき、探傷装置１０から線材１８に向けて光を
照射すると、線材１８の表面に当った光は、その表面の
状態に応じて光度に強弱を生じた状態でカメラ１６に受
光される。そして、カメラ１６の受光画像を前記制御装
置４６で解析することにより、線材１８の全周面に亘っ
て表面傷の有無を検査することができる。

【００２４】図７に示す別実施例では、線材１８を回転
させることなく４基の探傷装置１８の間を通過させるこ
とにより、各探傷装置１０により線材１８の外周面の探
傷を行ない得る。また図７に示す実施例では、線材１８
を回転させないので、各探傷装置１０が対向する線材１
８の外周面の連続的な探傷を行なうことができる。な
お、図６および図７に示す実施例では、ワークを回転さ
せることなく該ワークの外周面の探傷を行ない得るの
で、回転させることが困難な形状のワークの探傷にも好
適に使用可能である。

【００２５】なお、実施例ではカメラで受光した光の信
号を制御装置により電気信号に変換して解析するように
したが、本願はこれに限定されるものではない。例え
ば、カメラで受光した画像を連続フィルムに記録し、該
フィルムから傷の有無を検査するようにしてもよい。ま
た、制御装置で電気信号に変換した信号と線材の送給速
度とから、線材に生じた傷を３次元的に表示するように
してもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る光学式
探傷装置によれば、ワークに対する光照射源の投光軸と
撮像手段における受光部の受光軸とが同軸となるよう設
定してあるので、両軸のズレによる影響を受けることが
なく、常に正確な探査を行ない得る。また、光照射源と
撮像手段およびハーフミラーをコンパクトに一体化し得
るので、装置のセットを短時間で容易に行なうことがで
き、ワークのオーダ変更に要するサイクルタイムの短縮
を図り得る。

【００２７】更に、ガイドの撮像手段から離間する側に
沿ってワークを送給することにより、撮像手段と該撮像
手段と対向するワークの外周点との離間距離を、ワーク
の外径寸法が変化しても常に一定に保つことができる。
従って、予めガイドの位置に応じて撮像手段の焦点調節
を行なっておけば、オーダ変更毎に調節を行なう必要が
なく、時間短縮を達成し得る。また、撮像手段での受光
画像を電気信号に変換して表示手段に連続的に表示する
ことにより、作業者は傷の有無を容易に判別することが
できる、等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る光学式探傷装置の
一部切欠側面図である。

【図２】実施例に係る光学式探傷装置の平面図である。

【図３】カメラと案内ローラとの関係を示す説明図であ
る。

【図４】制御装置を含む探傷装置のブロック図である。

【図５】表示手段に表示される電気信号の説明図であ
る。

【図６】本発明に係る光学式探傷装置の別実施例を示す
説明図である。

【図７】本発明に係る光学式探傷装置の更に別実施例を
示す説明図である。

【符号の説明】 １６ カメラ １８ 線材 ２６ ハーフミラー ２８ 光源 ３２ 案内ローラ ４８ 表示手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続送給される長尺のワーク(18)に光を
   照射し、該ワーク(18)からの反射光を撮像手段の受光部
   で受けて、当該ワーク(18)における表面傷等の欠陥を探
   査する光学式探傷装置において、 軸線方向に延在する前記ワーク(18)に対し前記受光部の
   受光軸が交差するよう配設される撮像手段(16)と、 前記受光部の受光軸上に所要角度で傾斜配置され、その
   鏡面を前記ワーク(18)に指向させたハーフミラー(26)
   と、 前記ハーフミラー(26)の鏡面と対向し、かつ前記受光軸
   と交差するよう配設した光照射源(28)とからなり、 前記光照射源(28)からの照射光を、ハーフミラー(26)に
   より前記受光軸と平行に偏向させて前記ワーク(18)で反
   射させた後、前記ハーフミラー(26)を透過する反射光を
   撮像手段(16)により監視するよう構成したことを特徴と
   する光学式探傷装置。
2. 【請求項２】 前記撮像手段(16)における受光部の受光
   軸を挟んでワーク送給方向に所定間隔で一対のガイド(3
   2,32)を設け、両ガイド(32,32)の撮像手段(16)から離間
   する側に沿って前記ワーク(18)を送給するようにした請
   求項１記載の光学式探傷装置。
3. 【請求項３】 前記撮像手段(16)の受光画像を、反射光
   の強弱による電気信号に変換し、この電気信号を連続的
   に表示する手段(48)を備える請求項１または２記載の光
   学式探傷装置。