JPH07280778A - 超音波による圧延ロール表面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動的に探傷を行なうとともに、傷レベルの
設定が容易であり、工程の操作が簡略化された超音波に
よるロール表面検査装置の提供。 【構成】 ロール４は研削盤２に回転可能に設けられ、
往復台２ａはガイドレール２ｂ，２ｃにより左右動可能
に設けられている。往復台２ａに設けられた探触子３
は、ロール４の表面に向かって接離自在に設けられ、探
傷時にはその接触面は所定の圧力でロール４の表面に押
圧される。探触子３の内部には、超音波送受信部３ａが
設けられ、この送受信部３ａから発信された超音波の反
射波を受信して傷の有無が検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延ロールの表面に発
生したクラックを研削盤上で自動的に探傷して、記録す
るとともに良否の判定をする圧延ロール検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】従来より、ロール研削盤に設けられた圧延
ロールの表面に超音波探触子を接触させ、圧延ロールを
回転させることにより探触子を螺旋走査してロール表面
の傷を探傷する技術は良く知られている。特開平５−１
４２２１５号公報（先行例１）、及び特開平５ー２８１
２１３号公報（先行例２）も上述のロール表面の傷を探
傷する技術を開示した先行技術として知られている。こ
の先行例１は探触子として被検体の表面上を回転して超
音波の送受信を行なうタイヤ型表面波接触子が用いら
れ、被検体表面に研削液を噴霧ノズルから噴霧状態で塗
布し、被検体ロールを回転させ、超音波探傷法によって
探傷し、その情報をＸＹリコーダに記録するものであっ
た。また、先行例２は、先行例１のタイヤ型表面波接触
子が、その構造の複雑さと装置の振動による検出誤差の
発生等の理由から、超音波振動板とくさびの前後に設け
たスイーパ及び可動板とにより研削カスや塵の侵入を防
止し、非回転で超音波の送受信を行う超音波探傷用斜角
探触子が用いられているものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述する従来技術によ
ると、超音波探傷法による検査結果をＸＹレコーダによ
って図面として記録するものであり、ロールの良否の判
断は、傷としての条件の基に記録されたＸＹレコード図
を見て、目視によって決めるものであった。そして、傷
としての条件はロールの使用目的により種々異なるもの
であり、その都度探傷器あるいはコントロールボックス
において条件設定を変更することが必要であり、作業が
煩雑であった。また、スイパー及び可動板等により研削
カスまたは塵等を排除しているとはいえど、それが不十
分である結果、被検体表面における研削カス等の混入に
よる見かけ上の傷の発生、接触媒質の注入不十分によっ
て生じる超音波の伝播不十分による誤作動、または、自
動探傷が開始されると、不測の事態による探傷を中止あ
るいは操作者の意志で探傷を中断する場合、被検体表面
に接触して被検体の端部に向かって走査している探触子
を適宜処理しないと、探触子は被検体の表面を外れて爾
後の走査に不都合を生じることになる、すなわち、探触
子はロールの長手方向に走査するため、ロール上を外れ
た後、再度逆方向に走査するとき探触子とロール表面と
を干渉なく接触させるのに技術を要するものであった、
等による不正確な探傷情報については、何ら対策された
ものではなかった。また、一旦傷の判定をした後不合格
の場合は、再度被検体表面を研削し、測定する必要があ
り、その場合は探触子および被検体を駆動するために手
動操作を行う必要があった。上述の事情に鑑み、本発明
は、コンピュータにより探傷情報を演算処理し、これら
の探傷情報および判定結果を磁気記憶手段に記憶する装
置を提供することを目的としたものである。また、本発
明の他の目的は正確な探傷情報を得る装置を提供するこ
とである。また、本発明の他の目的は、傷の判定が不合
格の場合は、自動的に再度研削及び測定行程を行う装置
を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、超音波を送受
信する探触子をロール状の被検体の表面に接触させ、ロ
ール状被検体を回転させるとともに探触子を所定量長手
方向に移動しつつ被検体表面を螺旋状に走査して探傷す
る超音波による圧延ロール表面検査装置を前提としてい
る。そして、ロール状被検体を研削する研削手段の研削
終了信号に同期して被検体の表面を走査する走査手段に
よって被検体の表面の情報と、回転検知手段によって被
検体の回転情報を入手し、これらの情報から演算判定手
段により探傷状態を演算するとともに演算結果を判定
し、この演算判定手段の結果を表示手段に表示し、探傷
判断条件及び演算結果を記憶手段に記憶可能となし、自
動的に被検体の表面の探傷を行なうように構成したもの
である。また、走査手段からの入力信号の有無を検出し
て警報信号を送出する警報手段を設けると好ましいもの
である。また、（ａ）超音波を被検体の探傷面に対して
斜めに送受するように超音波送受信手段と、（ｂ）超音
波送信方向前端側に、被検体表面に向かって上下動可能
であって先端部が被検体表面に接触するように可動板
と、（ｃ）この可動板の前方側に被検体表面にエアーを
送る第１送風管と、（ｄ）超音波送信方向と反対側の端
部には、被検体表面に向かって上下動可能であって、先
端部が被検体表面に接触するスイパー手段と、（ｅ）こ
のスイパー手段の前方側に被検体表面にエアーを送る第
２送風管と、（ｆ）前記スイパー手段と前記超音波送受
信手段間に接触媒質を供給する供給管とを設けて走査手
段を構成すると好ましいものである。また、走査手段
を、研削中はロール研削盤の砥石移動台に格納され、研
削終了に同期して被検体に接触して探傷を開始して、探
傷終了に同期して砥石移動台に復帰して再度格納される
ように構成すると好ましいものである。また、被検体表
面の傷を判定し、判定結果が不合格のときは、自動的に
再度研削及び測定工程に移行するように構成すると好ま
しいものである。

【０００５】

【作用】かかる構成によれば、本発明は以下に記載の作
用を有する。本発明においては、探傷手段と回転検知手
段の信号を受けて探傷状態を演算及び判定する演算判定
手段の結果を表示する表示手段を有しているので、演算
判定結果を目視することができるとともに、探傷条件及
び演算判定結果を記憶する記憶手段を有しているので、
いつでも再生して使用することができる。また、傷レベ
ルの再設定も容易に行なうことができるとともに、デー
タ管理・保存も小スペースですむものである。さらに、
これらの要件に加えて、走査手段は研削終了に同期して
走査を始めるように構成しているので、自動的に探傷を
行なうことができ、工程の操作が簡単である。また、走
査手段からの信号の有無を検出して警報信号を送出する
警報手段を有しているので、正常の探傷状態とは異なる
信号の場合は警報を発することができ、無駄な探傷を行
なうことを防止できる。また、超音波を被検体の探傷面
に対して斜めに送受するように超音波送受信手段を設
け、超音波送信方向前端部側に可動板と、この可動板の
前方に第１送風管と、超音波送信方向の反対側の端部に
スイパー手段と、このスイパー手段の前方側に第２送風
管と、スイパー手段と超音波送受信手段間に接触媒質供
給管とを備えて走査手段を構成しているので、第２送風
管からの送風により研削カスを除去し、スイパー手段に
よって研削水を除去し、接触媒質供給管により接触媒質
をスイパー手段と可動板間に供給し、可動板から漏れる
接触媒質は第１送風管のエアーカーテンにより漏洩防止
され、接触媒質を超音波送受信手段と被検体間に空気層
がないように充填し、超音波の伝播経路が良く確保され
る。また、研削中はロール研削盤の砥石移動台に格納さ
れ、研削終了に同期して被検体に接触して、探傷終了に
同期して砥石移動台に復帰格納されるように走査手段が
構成されているので、研削中の研削カス、研削水等によ
り汚れる事がない。また、被検体表面の傷判定が不合格
の場合は、自動的に再度の研削と測定工程に移行され、
手動により探触子および被検体の駆動を指令する手間が
省け、人間による誤操作が防止され、省力化と正確化が
図れるものである。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品
の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な
記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する
趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【０００７】図１は本発明に係る圧延ロール検査装置の
システム構成図である。同図において、ロール４はロー
ル研削盤２に回転可能に設けられ、一回転ごとに信号が
研削盤２の端子Ｔ１から信号線５を介して探傷器本体１
に送出されるように構成されている。研削盤２の往復台
２ａはベット２ｂにより左右動可能に設けられ、その左
右動の状態はトラバース信号として研削盤２の端子Ｔ２
から信号線７を介して探傷器本体１に送出されるように
構成されている。往復台２ａに設けられた砥石部２ｄ
は、内部にロール４の表面に対向して設けられた砥石を
有し、ロール４の芯方向の移動は図示しない機構で前後
動可能に、芯と平行方向の移動は図示しない機構で左右
動可能に構成されている。これら、左右動及び前後動
は、研削盤２内に設けられている図示しない制御装置に
より、制御される。

【０００８】往復台２ａに設けられたロール表面の状態
を検査する探触子３は、ロール４の表面に向かって接離
自在に設けられている。この探触子３は、通常はロール
４の表面より離間しているが、探傷器本体１から信号線
８を介しての電気信号によって、探傷時にはその接触面
は所定の圧力でロール４の表面に押圧されている。この
探触子３の内部には超音波送受信部３ａが設けられ、こ
の送受信部３ａから発信された超音波の反射波を受信し
て傷の有無が検出されるものである。この受信信号は信
号線６を介して探傷器本体１に送出されるように構成さ
れている。

【０００９】また、探触子３には、ロール端検出部３ｂ
が設けられ、このロール端検出部３ｂは探触子３がロー
ル４上にあるかどうかを検出するものであり、その電気
信号は信号線９を介して探傷器本体１に送出されるよう
に構成されている。信号線１０は、後述するように探触
子３が正常な動作を行なうことを、セット完了信号とし
て探傷器本体１から研削盤２に送出するためのものであ
る。

【００１０】探傷器本体１には、ＦＤ（フロッピーディ
スク）挿入口１ｅが設けられ、探傷判断条件が記憶され
たＦＤを挿入し、テンキー１ｂを操作することにより探
傷走査の準備が完了すると、探触子３からの入力信号に
よりランプ１ｆ〜１ｈを点灯し、異常を知らせるように
構成されている。また、送受信部３ａ及びロール４の回
転数の入力信号を受け、内部のＣＰＵ（中央演算素子）
で演算し、その演算結果から探傷データを主画面１ｃ及
びダミー画面１ｄに描写し、ＦＤに記憶するとともにプ
リンタ１ａによって記録データを打ち出すことができる
ように構成されている。

【００１１】図２は探触子３の一実施例図である。同図
において、超音波の送受信部３ａの筐体３９内には、底
部に超音波をロール４の表面に対して斜めに送受するよ
うに振動子３６を設け、その送信方向前端部に可動板３
４がバネによってロール４の表面に押圧され上下動可能
に設けられている。この可動板３４に近接して、その前
方に送風管３２が設けられている。一方、振動子３６の
後方には接触媒質を供給する供給管３３、研削水を排除
するスイパー３５、研削カスを排除する送風管３１が設
けられている。接触媒質は研削終了に同期して供給され
るが、供給管３３の先端から可動板３４間に、振動子３
６から発信される超音波が空気層を介さないでロール表
面内に伝播されるように充填される。可動板３４からの
接触媒質の漏洩は送風管３２によるエアーカーテンによ
り防止され、超音波の伝送路が確保される。

【００１２】送受信部３ａは、ロール４の表面と四個の
ガイドローラを介して接触し、ロール４の矢印方向の回
転により走査するように構成されている。モニター部３
ｂの腕３８は筐体３９の一部に設けられ、図示しない管
によりモニター水が供給され、そのモニター水は管３８
ｂからロール４の表面に洗浄水として供給され、探傷走
査中に、送風管３１及びスイパー３５と共同してロール
面を洗浄することができるように構成されている。この
モニター水は接触媒質と共通であって、その一部は管３
８ａを介して接触媒質供給管３３に供給される。腕３８
には、光センサ３８ｃが設けられ、探触子３ａがローラ
４の長手方向の端部を外れる寸前に信号を送出するよう
に構成されている。また、筐体３９は図示しない連結機
構に設けられ、研削盤２またはシーケンサ１３の制御の
基にロール４の表面から接離可能に構成されている。

【００１３】図３は、図１における探傷器本体１の主画
面１ｃまたはダミー画面１ｄに現われる、送受信部３ａ
が送受信する超音波の基本波形図である。今、図２の振
動子３６が超音波を送信すると図１の信号線６を介して
探傷器本体１にその信号波形が入来し、それを受けるゲ
ートＧ１をオープンさせると図３のＴの波形を画面上に
描写する。そのＴの波形が形成される時間より後にゲー
トＧ２をオープンさせると図２のＳの近辺におけるロー
ル４の表面において反射された超音波を受信することが
できる。

【００１４】Ｓの位置で反射した残りの超音波はロール
４の内部に侵入しゲートＧ２がオープンしている間にロ
ール４の表面のロール４内にクラックがあれば反射して
きた反射波を受信して、その時の時間と強度を演算して
画面上に表示する。Ｇ２がオープンされている間に反射
波がキャッチできないときは画面上に波形は現われな
い。一方、空間を伝播した超音波はモニター水３８ｄに
反射され、ゲートＧ２がオープンしている間より遅くに
ゲートＧ３をオープンされると、それにキャッチされＭ
の波形を描写する。

【００１５】これらの波形Ｔ及びＭを検知して超音波を
発信していること及び接触媒質が供給されていることが
検知されるが、所定時間内にこれらがキャッチできない
と、図１の探傷器本体１内に設けられたランプ１ｆによ
って、超音波が発信されていないことまたはランプ１ｇ
によって、接触媒質が供給されていないことが警告され
る。また、ゲートＧ２がオープンしている間に所定のレ
ベル以上の傷信号がキャッチされるとＦの波形が現わ
れ、ロール４が回転しているためＦ波形は左から右へ移
動する。

【００１６】図４は、探傷器本体の基本的な構成を示し
た機能ブロック図である。同図において、シーケンサ１
３は、超音波が発信されないとき点灯するランプ１ｆ、
接触媒質が供給されないとき点灯するランプ１ｇ、後述
するように探触子３がロールの長手端部を外れることを
検知して点灯するランプ１ｈが接続されるとともに、信
号線１０を介して研削盤２及び信号線８を介して研削盤
２（図１）のアーム２ｅに出力信号を送出するように接
続されている。

【００１７】連結アーム２ｅは、通常の動作においては
研削盤２の指令によって動作するが、異常時は信号線８
を介してシーケンサ１３からの指令で動作することも可
能である。アーム２ｅに設けられている探触子３の超音
波送受信部３ａは探触子制御手段１６に接続され、送受
信部３ａの走査信号は探触子制御手段１６を通してイン
タフェース１０を介してＣＰＵ（中央演算素子）１２に
送出されるように接続されている。一方、探触子制御手
段１６は異常検出手段１７に接続されるとともに探触子
３のロール端検出部３ｂも異常検出手段１７に接続され
ている。したがって、送受信号部３ａの走査入力とロー
ル端検出部３ｂの検出信号は、ともに異常検出手段１７
に接続されるように構成されている。異常検出手段１７
の出力端子はシーケンサ１３に接続され、異常出力信号
により前述の警報ランプ１ｆ，１ｇ，１ｈを点灯するよ
うに構成されている。

【００１８】ＣＰＵ１２は、テンキー１ｂの他にインタ
ーフェース１０の出力端、研削盤２（図１）に設けられ
たロール回転数検出手段１４の出力端及びトラバース信
号発生手段１５の出力端、プリンタ１ａ、表示装置１
ｃ、記憶装置１ｅ、インターフェース１１に接続され、
インターフェース１８とロール回転数検出手段１４の情
報を演算し、その演算結果を記憶し、表示し、プリンタ
で記録できるように構成されている。また、ＣＰＵ１２
は探傷状態を演算する演算結果の判定が不合格の場合、
被検体表面の傷数により砥石部２ｄ（図１）の往復研削
回数Ｎを設定して、その回数。をインターフェース１１
を介してシーケンサ１３に指示するものである。尚、こ
の場合、研削回数をＣＰＵ１２からシーケンサ１３に指
示しているが、判定結果をＣＰＵ１２から受けて、それ
により砥石部２ｄの研削回数をシーケンサ１３において
設定するように構成してもよいことは勿論である。前記
往復の研削回数Ｎは、トラバース信号発生手段１５によ
りＣＰＵ１２、シーケンサ１３によりカウントされる。
トラバース信号発生手段１５は１往復に対して４回の反
転信号を発生するので、４Ｎ回の反転信号でＮ回の砥石
部２ｄの往復研削をカウントできる。

【００１９】インターフェース１１の出力によって探傷
待ち信号と傷判定完了信号と、また研削盤２のトラバー
ス信号発生手段１５の信号とがソーケンサ１３に入力さ
れ、これらの信号からシーケンサ１３はアーム２ｅの格
納及びロール表面への探触子３の接離信号を送出するよ
うに信号を与えることができる。

【００２０】次に、上述のごとく構成された本発明の動
作を説明する。図５は、探触子の作動状態をチェックす
る流れ図である。探傷器本体１のスイッチを入れると、
ＣＰＵ１２はステップ（１００）から動作を開始する。
以下カッコ内の三桁の数字はステップ番号を示す。ま
ず、初期メニューのフラッグの有無がチェック（１０
１）される。この初期メニューにおいては、以下のメニ
ューを選択できる。 １．過去に記録されたファイルの読み込み ２．新規入力／登録 ３．即探傷 ４．既定値設定／変更／更新 ５．信号レベルテスト

【００２１】上記初期メニューの１．２．３．を設定す
ると、モード０（保留）、モード１（探傷待ち）、モー
ド２（往動探傷）、モード３（復動探傷）の探傷メニュ
ーを選択できる。モード０を選択すると、１）初期メニ
ューへの復帰、２）ＦＤへ記録、３）プリンタへ印字、
４）しきい値２の変更等を選択することができる。傷判
定には、しきい値１である程度の足切りを行なう。この
設定をあまり低くすると正常の表面も傷と判定されてし
まうし、往動探傷で３，０００個以上の傷が検出される
と、プログラムがオーバーフローしてしまうため、上記
初期メニューの５．信号レベルテストにて決定するが、
ここではその詳細説明は避ける。しきい値２はしきい値
１で探傷されたもののなかから、傷と判定されるものの
レベルであり、モード０の状態でこの設定変更ができ
る。

【００２２】上記初期メニュー４．既定値設定／変更／
更新を選択すると、探傷ピッチ、同一傷判定距離、トラ
バース方向、しきい値１及び２、傷記録最大個数等の設
定ができる。ここにおいて、同一傷判定距離とは、本発
明ではロールの往復距離を走査するダブルスキャン方式
であり、この両方のスキャンで同一位置にある傷を傷と
判定するものであるが、超音波探傷方式の絶対誤差およ
び所定面積範囲内であれば大きい傷一個であっても複数
個であっても傷として判断してもよいといった範囲等を
考慮して決定される。トラバース方向とは、ダブルスキ
ャンの片方を指定することであるが、通常は両方が指定
される。

【００２３】初期メニューの設定が終了すると（１０
２）、モードは０から１に加算され、往復台位置復帰信
号を待つ（１０３）ことになる。研削盤２に設けられた
図示しないスイッチを入れると、ロール４は回転を始
め、砥石部２ｄはロール４の表面に当接し、研削を開始
するとともに図１の左方に移動を開始する。研削盤２
は、往復台２ａのトラバースが停止すると砥石をロール
表面から離間し、トラバース信号発生手段１５は往復台
位置復帰信号として反転信号をＣＰＵ１２及びシーケン
サ１３に送出する（図４）。シーケンサ１３はアーム２
ｅを駆動して探触子３をロール４に接触させるとともに
モニター水及びエアーをロール４の表面に供給する。往
復台位置復帰信号が入る（１０３）と、超音波発信がさ
れているかどうかの判断（１０４）に進む。送受信部３
ａにより発信が検知されないと、異常検出手段１７によ
りシーケンサ１３を介してランプ１ｆが点灯して発信無
しの警告がされる（１０５）。

【００２４】発信が検知されると接触媒質が供給されて
いるかどうかの判断（１０６）に進む。モニター信号が
送受信部３ａにより検知されないと、異常検出手段１７
によりシーケンサ１３を介してランプ１ｇが点灯して接
触媒質供給不能の警告がされる（１０７）。モニター信
号が入ると、シーケンサ１３は信号線１０を介して研削
盤２にセット完了信号を送る（１０８）。このセット完
了信号を受て、研削盤２は往復台２ａをトラバーススタ
ートさせる。

【００２５】図６は、探傷状態を示す流れ図である。同
図において、往復台２ａがスタートとして、トラバース
スタート信号が入ると（１０９）、モードは１から２に
加算される（１１０）。モードが０でない場合（１１
１）、ロール回転数信号のチェック（１１２）に進む。
ＣＰＵ１２内のカウンタは、始めのロール回転数の信号
が入った時点から計時することによりロールの回転方向
であるＹ位置を演算しているが、ロール回転数信号が入
ると、Ｙ位置カウンタをリセットし、Ｘ位置カウンタが
計数し（１１３）、超音波反射信号取組ステップ（１１
４）に進む。

【００２６】一方、反射信号取組はトラバーススタート
信号及びロール回転数信号の入来しないときにも行なわ
れ（１１４）、傷のＸＹ位置及び画面上のＸＹ位置の計
算が（１１５）される。しきい値１より小さい傷信号は
ダミー画面１ｄに描写され（１１７）、ダミーメモリー
に記憶（１１８）されるが、しきい値１より小さくない
ものは主画面に描写され（１１９）、ＣＰＵ１２のメモ
リーに記憶される（１２０）。プログラムがオーバーフ
ローしたり、データが多すぎたりして、テンキー１ｂに
より中断信号が入ると、データは消滅してＡに戻るとと
もに、往復台２ａを初期位置に戻し、そして、しきい値
のレベルを変更して再スタートすることになるが、中断
信号がない場合はＢに戻る。

【００２７】トラバースの往動が終わり、復動が始まり
反転信号が入ると、モードは３に加算され、ステップ
（１１２）から（１２１）を経て（１０９）に戻り、往
復台２ａが初期位置に復帰し、トラバース戻り信号が入
り、モードは０に戻る。モードが０のときは、Ｃに進む
（１１１）。

【００２８】図７は、傷判定を示す流れ図である。同図
において、しきい値２の変更フラッグの有無を判断する
ステップ（１２２）に進む。変更信号が入っていれば、
しきい値２以上の信号かどうか選別（１２４）され、往
復で同一位置の傷を検出（１２５）し、信号レベルの大
きい順に並べ変え（１２６）、近距離にある傷同志が同
一の傷かどうか判定（１２７）され、画面上の位置と表
示円の径が計算（１２８）され、判定結果のグラフィッ
ク、数値表が用意（１２９）され、ＣＰＵ１２内のメモ
リーに記憶（１３０）され、判定完了信号（１３１）を
研削盤２に送出してＡに戻る。

【００２９】次に、第２実施例を説明する。図８は、第
２実施例における傷判定を示す流れ図である。同図にお
いて、図７と同じように、しきい値２の変更フラッグの
有無を判断するステップ（１２２）に進む。変更信号が
入っていれば、しきい値２以上の信号であるかどうか選
別（１２４）され、往復で同一位置の傷を検出（１２
５）し、信号レベルの大きい順に並べ変え（１２６）、
近距離にある傷同士が同一の傷かどうか判定（１２７）
され、画面上の位置と表示円の径が計算（１２８）され
る。ここまでは図７のステップと同じである。傷判定に
より傷の数が所定値以下である場合は、判定合格（１３
２）とされ、判定結果のグラフィック、数値表が用意
（１３３）され、ＣＰＵ１２内のメモリーに記憶（１３
４）され、判定完了信号（１３５）を研削盤２に送出し
てＡに戻る。

【００３０】一方、判定合格（１３２）がされないとＤ
に進む。図９は往復台の作動状態を示す流れ図である。
同図において、被検体表面の傷数により往復台２ａの往
復研削回数Ｎが設定され、探触子が格納され、モニター
水・エアーの供給が停止（１３７）し、砥石がロールに
当接（１３８）し、往復台２ａがスタート（１３９）
し、トラバース信号が４Ｎ回カウントすると研削は完了
（１４０）しＥに進む。

【００３１】図１０は探触子の作動状態を示す流れ図で
ある。この時点で、初期メニューのフラッグの有無ガチ
ェック（１４１）される。フラッグがある場合は、図５
において詳述した動作と同じであるため説明は省略す
る。初期メニューのフラッグが無い場合は、モードは０
から１に加算される。一方、往復台２ａのトラバースが
停止すると砥石をロール表面から離間し、トラバース信
号発生手段１５は往復台位置復帰信号として反転信号を
ＣＰＵ１２およびシーケンサ１３に送出する（図４）。
シーケンサ１３はアーム２ｅを駆動して探触子３をロー
ル４に接触（１４３）させるとともにミニター水及びエ
アーをロール４の表面に供給（１４４）する。次に、超
音波発振がされていないかどうかの判断１４５）に進
む。送信部３ａにより発振が検知されないと、異常検出
手段１７によりシーケンサ１３を介してランプ１ｆが点
灯して発振無しの警告がされる。

【００３２】発振が検知されると接触媒質が供給されて
いないかどうかの判断（１４７）に進む。モニター信号
が送受信部３ａにより検知されないと、異常検出手段１
７によりシーケンサ１３を介してランプ１ｇが点灯して
接触媒質供給不能の警告がされる（１４８）。モニター
信号が入ると、シーケンサ１３は信号線１０を介して研
削盤２にセット完了信号を送る（１４９）。このセット
完了信号を受けて、研削盤２は往復台２ａをトラバース
スタートさせる。

【００３３】図１１は、第２実施例の探傷状態を示す流
れ図である。同図において、往復台２ａがスタートし
て、トラバーススタート信号が入ると（１５０）、モー
ドは１から２に加算される（１５１）。モードが０でな
い場合（１５２）、ロール回転数信号のチェック（１５
３）に進む。ＣＰＵ１２内のカウンタは、始めのロール
回転数の信号が入った時点から計時することによりロー
ルの回転方向であるＹ位置を演算しているが、ロール回
転数信号が入ると、Ｙ位置カウンタをリセットし、Ｘ位
置カウンタが計数し（１５４）、超音波反射信号取組ス
テップ（１５５）に進む。

【００３４】一方、反射信号取組はトラバーススタート
信号及びロール回転数信号の入来しないときにも行われ
（１５５）、傷のＸＹ位置及び画面上のＸＹ位置の計算
（１５６）がされる。しきい値より小さい傷信号はダミ
ー画面１ｄに描写され（１５８）、ダミーメモリーに記
憶（１５９）されるが、しきい値１より小さくないもの
は主画面に描写され（１６０）、ＣＰＵ１２のメモリー
に記憶される（１６１）。プログラムがオーバーフロー
したり、データが多すぎたりして、テンキー１ｂにより
中断信号が入ると、データは消滅してＥに戻るととも
に、往復台２ａを初期位置に戻し、そして、しきい値の
レベルを変更して再スタートすることになるが、中断信
号がない場合はＦに戻る。

【００３５】トラバースの往動が終わり、復動が始まり
反転信号が入ると、モードは３に加算され、ステップ
（１５３）から（１６２）を経て（１５０）に戻り、往
復台２ａが初期位置に復帰し、トラバース戻り信号が入
り、モードは０に戻る。モードが０のときは、Ｇに進む
（１５２）。

【００３６】図１２は、第２実施例の傷判定を示す流れ
図である。同図において、図７と同じように、しきい値
２の変更フラッグの有無を判断するステップ（１６３）
に進む。変更信号が入っていれば、しきい値２以上の信
号かどうか選別（１６５）され、往復で同一位置の傷を
検出（１６６）し、信号レベルの大きい順に並べ変え
（１６７）、近距離にある傷同志が同一の傷かどうか判
定（１６８）され、画面上の位置と表示円の径が計算
（１６９）される。ここまでは図７のステップと同じで
ある。傷判定により傷の数が所定値以下である場合は、
判定合格（１７０）とされ、判定結果のグラフィック、
数値表が用意（１７１）され、ＣＰＵ１２内のメモリー
に記憶（１７２）され、判定完了信号（１７３）を研削
盤２に送出してＡに戻る。

【００３７】判定完了信号を受けた研削盤２は、連結ア
ーム２ｅにより探触子３を上昇させ初期位置に復帰させ
る。このとき、ロール端検出部３ｂの光センサ３８ｃの
監視範囲がロール表面から外れるために、異常検出手段
１７の出力信号によりシーケンサ１３を介してランプ１
ｈを点灯させる。この光センサ３８ｃはロールの先端を
監視しているため、判定完了信号によらなくても、たと
えば、プログラムがオーバーフローし、往復台２ａが移
動中であってもロールの先端部を検出して自動的に探触
子３をロール面から上方に外す安全装置として有用であ
る。この場合、必要に応じて、光センサを複数用いて、
ロールの先端に分担して監視させてもよいものである。

【００３８】さて、本発明に係る実施例は上述したもの
に限定されるものではなく、例えば警報はランプのみで
なくブザーによってもよいものであり、またランプの点
灯と同時にブザーを鳴らして警告してもよいものであ
る。さらに、本発明の権利は請求項に記載した技術的範
囲のみに属するものではなく、以下の実施態様も権利範
囲に含むものである。 （実施態様１）超音波探触子をロール状被検体表面に接
触させ、該被検体の回転による超音波探触子の螺旋走査
によりロール状被検体の表面を探傷する超音波による圧
延ロール表面検査装置において、研削中はロール研削盤
の砥石移動台に格納され、研削終了に同期して被検体に
接触して被検体表面を走査し、探傷終了に同期して砥石
移動台に復帰格納される走査手段と、この走査手段を制
御する探傷手段と、前記走査手段からの入力信号に有無
を検出して警報信号を送出する警報手段と、被検体の回
転を検知する回転検知手段と、前記探傷手段と前記回転
検知手段の信号を受けて探傷状態を演算する演算手段
と、この演算手段の結果を表示する表示手段と、探傷判
断条件及び前記演算手段の結果を記憶する記憶手段とを
備え、自動的にロール状被検体の表面の探傷を行なう超
音波による圧延ロール表面検査装置。 （実施態様２）超音波を被検体の探傷面に対して斜めに
送受するように設けた超音波送受信手段と、超音波送信
方向前端側に、先端部が被検体表面に接触して上下動可
能な可動板と、この可動板の前方側に、被検体表面にエ
アーを送る第１送風管と、超音波送信方向と反対側の端
部に、先端部が被検体表面に接触して上下動可能なスイ
パー手段と、このスイパー手段の前方側に被検体側にエ
アーを送る第２送風管と、前記スイパー手段と前記超音
波送受信手段間に、接触媒質を供給する供給管とを備え
た走査手段を有する実施態様１記載の超音波による圧延
ロール表面検査装置。 （実施態様３）超音波探触子をロール状被検体表面に接
触させ、該被検体の回転による超音波探触子の螺旋走査
によりロール状被検体の表面を探傷する超音波による圧
延ロール表面検査装置において、超音波を被検体の探傷
面に対して斜めに送受するように設けた超音波送受信手
段と、超音波送信方向前端側に先端部が被検体表面に接
触して上下動可能な可動板と、この可動板の前方側に被
検体表面にエアーを送る第１送風管と、超音波送信方向
とは反対側の端部に先端部が被検体表面に接触して上下
動可能なスイパー手段と、このスイパー手段の前方側に
被検体側にエアーを送る第２送風管と、前記スイパー手
段と前記超音波送受信手段間に接触媒質を供給する供給
管とで構成し、研削終了信号に同期して被検体表面を走
査し表面情報を入手する走査手段と、この走査手段を制
御する探傷手段と、前記走査手段からの入力信号の有無
を検出して警報信号を送る警報手段と、被検体の回転を
検知する回転検知手段と、前記探傷手段と前記回転検知
手段の信号を受けて探傷状態を演算する演算手段と、こ
の演算手段の結果を表示する表示手段と、探傷判断条件
及び前記演算手段の結果を記憶する記憶手段とを備え、
自動的にロール状被検体の表面の探傷を行なう超音波に
よる圧延ロール表面検査装置。 （実施態様４）超音波探触子をロール状被検体表面に接
触させ、該被検体の回転による超音波探触子の螺旋走査
によりロール状被検体の表面を探傷する超音波による圧
延ロール表面検査装置において、超音波を被検体の探傷
面に対して斜めに送受するように設けた超音波送受信手
段と、超音波送信方向前端側に先端部が被検体表面に接
触して上下動可能な可動板と、この可動板の前方側に被
検体表面にエアーを送る第１送風管と、超音波送信方向
とは反対側の端部に先端部が被検体表面に接触して上下
動可能なスイパー手段と、このスイパー手段の前方側に
被検体側にエアーを送る第２送風管と、前記スイパー手
段と前記超音波送受信手段間に接触媒質を供給する供給
管とで構成し、研削中はロール研削盤の砥石移動台に格
納され研削終了信号に同期して被検体に接触して被検体
表面を走査し、探傷終了に同期して砥石移動台に復帰格
納される走査手段と、この走査手段を制御する探傷手段
と、被検体の回転を検知する回転検知手段と、前記探傷
手段と前記回転検知手段の信号を受けて探傷状態を演算
する演算手段と、この演算手段の結果を表示する表示手
段と、探傷判断条件及び前記演算手段の結果を記憶する
記憶手段とを備え、自動的にロール状被検体の表面の探
傷を行なう超音波による圧延ロール表面検査装置。 （実施態様５）被検体表面を監視する監視手段を有した
走査手段と、前記監視手段により被検体表面の長手方向
の端部を検出して、前記走査手段を被検体表面から上方
に離間させる連結手段とを備えた実施態様１乃至４記載
の超音波による圧延ロール表面検査装置。 （実施態様６）超音波探触子をロール状被検体表面に接
触させ、被検体の回転による超音波探触子の螺旋走査に
よりロール状被検体の表面を探傷する超音波による圧延
ロール表面検査装置において、被検体を監視する監視手
段を有し、研削終了信号に同期して被検体表面を走査し
表面情報を入手する走査手段と、前記監視手段により被
検体表面の長手方向の端部を検出して、前記走査手段を
被検体表面から離間させる連結手段と、前記走査手段を
制御する探傷手段と、被検体の回転を検知する回転検知
手段と、前記探傷手段と前記回転検知手段の信号を受け
て探傷状態を演算する演算手段と、この演算手段の結果
を表示する表示手段と、探傷判断条件及び前記演算手段
の結果を記憶する記憶手段とを備え、自動的にロール状
被検体の表面の探傷を行なう超音波による圧延ロール表
面検査装置。 （実施態様７）超音波探触子をロール状被検体表面に接
触させ、該被検体の回転による超音波探触子の螺旋走査
によりロール状被検体の表面を探傷する超音波による圧
延ロール表面検査装置において、ロール状被検体を研削
する研削手段と、この研削手段の研削終了信号に同期し
て被検体表面を走査し表面情報を入手する走査手段と、
この走査手段を制御する探傷手段と、前記走査手段から
の入力信号の有無を検出して警報信号を送出する警報手
段と、被検体の回転を検知する回転検知手段と、前記探
傷手段と前記回転検知手段の信号を受けて探傷状態を演
算するとともに演算結果を判定する演算判定手段と、こ
の演算判定手段の結果を表示する表示手段と、前記演算
判定手段の判定結果が被検体の表面状態を不合格と判定
した場合、被検体表面の傷数に対応した研削回数を自動
的に設定する研削回数設定手段と、この研削回数設定手
段の設定回数だけ前記研削手段を自動的に駆動する研削
制御手段と、探傷判断条件及び前記演算手段の結果を磁
気的に記憶する記憶手段とを備え、自動的にロール状被
検体の表面の探傷を行なう超音波による圧延ロール表面
検査装置。 （実施態様８）超音波探触子をロール状被検体表面に接
触させ、該被検体の回転による超音波探触子の螺旋走査
によりロール状被検体の表面を探傷する超音波による圧
延ロール表面検査装置において、ロール状被検体を研削
する研削手段と、この研削手段の研削終了信号に同期し
て被検体表面を走査し表面情報を入手する走査手段とを
有し、この走査手段を、超音波を被検体の探傷面に対し
て斜めに送受するように設けた超音波送受信手段と、超
音波送信方向前端側に、先端部が被検体表面に接触して
上下動可能な可動板と、この可動板の前方側に、被検体
表面にエアーを送る第１送風管と、超音波送信方向と反
対側の端部に、先端部が被検体表面に接触して上下動可
能なスイパー手段と、このスイパー手段の前方側に被検
体側にエアーを送る第２送風管と、前記スイパー手段と
前記超音波送受信手段間に接触媒質を供給する供給管と
で構成し、前記走査手段を制御する探傷手段と、被検体
の回転を検知する回転検知手段と、前記探傷手段と前記
回転検知手段の信号を受けて探傷状態を演算するととも
に演算結果を判定する演算判定手段と、この演算判定手
段の判定結果が被検体の表面状態を不合格と判定した場
合、被検体表面の傷数に対応した研削回数を自動的に設
定する研削回数設定手段と、この研削回数設定手段の設
定回数だけ前記研削手段を自動的に駆動する研削制御手
段と、前記演算判定手段の結果を表示する表示手段と、
探傷判断条件及び前記演算手段の結果を磁気的に記憶す
る記憶手段とを備え、自動的にロール状被検体の表面の
探傷を行なう超音波による圧延ロール表面検査装置。 （実施態様９）超音波探触子をロール状被検体表面に接
触させ、該被検体の回転による超音波探触子の螺旋走査
によりロール状被検体の表面を探傷する超音波による圧
延ロール表面検査装置において、ロール状被検体を研削
する研削手段と、この研削手段の研削終了信号に同期し
て被検体表面を走査し表面情報を入手する走査手段とを
有し、この走査手段を、超音波を被検体の探傷面に対し
て斜めに送受するように設けた超音波送受信手段と、超
音波送信方向前端側に、先端部が被検体表面に接触して
上下動可能な可動板と、この可動板の前方側に、被検体
表面にエアーを送る第１送風管と、超音波送信方向と反
対側の端部に、先端部が被検体表面に接触して上下動可
能なスイパー手段と、このスイパー手段の前方側に被検
体側にエアーを送る第２送風管と、前記スイパー手段と
前記超音波送受信手段間に接触媒質を供給する供給管と
で構成し、前記走査手段を制御する探傷手段と、前記走
査手段からの入力信号の有無を検出して警報信号を送出
する警報手段と、被検体の回転を検知する回転検知手段
と、前記探傷手段と前記回転検知手段の信号を受けて探
傷状態を演算するとともに演算結果を判定する演算判定
手段と、この演算判定手段の結果を表示する表示手段
と、前記演算判定手段の判定結果が被検体の表面状態を
不合格と判定した場合、被検体表面の傷数に対応した研
削回数を自動的に設定する研削回数設定手段と、この研
削回数設定手段の設定回数だけ前記研削手段を自動的に
駆動する研削制御手段と、探傷判断条件及び前記演算手
段の結果を磁気的に記憶する記憶手段とを備え、自動的
にロール状被検体の表面の探傷を行なう超音波による圧
延ロール表面検査装置。 （実施態様１０）超音波探触子をロール状被検体表面に
接触させ、該被検体の回転による超音波探触子の螺旋走
査によりロール状被検体の表面を探傷する超音波による
圧延ロール表面検査装置において、ロール状被検体を研
削する研削手段と、研削中は前記研削手段に格納され、
前記研削手段の研削終了信号に同期して被検体に接触
し、この被検体表面を走査し表面情報を入手し、探傷終
了に同期して前記研削手段に復帰格納される走査手段
と、この走査手段を制御する探傷手段と、被検体の回転
を検知する回転検知手段と、前記探傷手段と前記回転検
知手段の信号を受けて探傷状態を演算するとともに演算
結果を判定する演算判定手段と、この演算判定手段の判
定結果が被検体の表面状態を不合格と判定した場合、被
検体表面の傷数に対応した研削回数を自動的に設定する
研削回数設定手段と、この研削回数設定手段の設定回数
だけ前記研削手段を自動的に駆動する研削制御手段と、
前記演算判定手段の結果を表示する表示手段と、探傷判
断条件及び前記演算手段の結果を磁気的に記憶する記憶
手段とを備え、自動的にロール状被検体の表面の探傷を
行なう超音波による圧延ロール表面検査装置。 （実施態様１１）超音波探触子をロール状被検体表面に
接触させ、該被検体の回転による超音波探触子の螺旋走
査によりロール状被検体の表面を探傷する超音波による
圧延ロール表面検査装置において、ロール状被検体を研
削する研削手段と、研削中は前記研削手段に格納され、
前記研削手段の研削終了信号に同期して被検体に接触
し、この被検体表面を走査し表面情報を入手し、探傷終
了に同期して前記研削手段に復帰格納される走査手段
と、この走査手段を、超音波を被検体の探傷面に対して
斜めに送受するように設けた超音波送受信手段と、超音
波送信方向前端側に、先端部が被検体表面に接触して上
下動可能な可動板と、この可動板の前方側に、被検体表
面にエアーを送る第１送風管と、超音波送信方向と反対
側の端部に、先端部が被検体表面に接触して上下動可能
なスイパー手段と、このスイパー手段の前方側に被検体
側にエアーを送る第２送風管と、前記スイパー手段と前
記超音波送受信手段間に接触媒質を供給する供給管とで
構成し、前記走査手段を制御する探傷手段と、前記走査
手段からの入力信号の有無を検出して警報信号を送出す
る警報手段と、被検体の回転を検知する回転検知手段
と、前記探傷手段と前記回転検知手段の信号を受けて探
傷状態を演算するとともに演算結果を判定する演算判定
手段と、この演算判定手段の結果を表示する表示手段
と、前記演算判定手段の判定結果が被検体の表面状態を
不合格と判定した場合、被検体表面の傷数に対応した研
削回数を自動的に設定する研削回数設定手段と、この研
削回数設定手段の設定回数だけ前記研削手段を自動的に
駆動する研削制御手段と、探傷判断条件及び前記演算手
段の結果を磁気的に記憶する記憶手段とを備え、自動的
にロール状被検体の表面の探傷を行なう超音波による圧
延ロール表面検査装置。

【００３９】また、上述の実施態様においては、以下の
作用を有する。これらの実施態様は、請求項に記載され
ている本発明と同じように、探傷手段と回転検知手段
の信号を受けて探傷状態を演算する演算判定手段の結果
を表示手段によって目視することができるとともにそれ
らを記憶する記憶手段を有しているので、いつでも再生
して使用することができ、また、傷判定レベルの再設定
も容易に行なうことができ、さらに、走査手段は研削終
了に同期して走査を始めるように構成しているので、自
動的に探傷を行なうことができ、工程の操作が簡単であ
る。

【００４０】また、走査手段からの信号の有無を検出し
て警報信号を送る警報手段を有しているので、正常の探
傷状態とは異なる信号の場合は警報を発することがで
き、無駄な探傷を行なうことを防止できる。また、走査
手段を研削中ロール研削盤の砥石移動台に格納され、研
削終了に同期して被検体に接触し、探傷終了に同期して
砥石移動台に復帰格納されるように構成されているの
で、研削中の研削カス、研削水等により、走査手段が汚
れることがない。また、走査手段を可動板とスイパー手
段と二つの送風管と接触媒質供給管等で構成しているの
で、超音波の伝播経路を良く確保できるものである。

【００４１】また、被検体表面を監視する監視手段を有
した走査手段と、前記監視手段により被検体表面の長手
方向の端部を検出して、前記走査手段を被検体表面から
上方に離間させる連結手段を備えているので、必要に応
じて探傷中断信号を送出しても、監視手段によってロー
ル先端部を検出して、自動的に探触子をロール表面から
上方に外すので、再度の逆方向走査時に、探触子とロー
ル表面の接触面間が干渉し、接触状態を損なうことがな
いという作用を奏するものである。

【００４２】また、被検体表面の傷を判定し、判定結果
が不合格のときは、自動的に再度研削及び測定工程に移
行するように構成しているので、被検体表面の傷判定が
不合格の場合は、自動的に再度の研削と測定の工程に移
行され、手動により探触子および被検体の駆動を指令す
る手間が省け、人間による誤操作が防止され、省力化と
正確化が図れるものである。

【００４３】

【効果】以上説明したように、本発明は、自動的に探傷
を行なうとともに、傷レベルの設定が容易であり、工程
の操作が簡略化された超音波によるロール表面検査装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシステム構成図である。

【図２】探触子の一実施例図である。

【図３】超音波基本波形図である。

【図４】探傷器本体の基本的な構成を示した機能ブロッ
ク図である。

【図５】探触子の作動状態をチェックする流れ図であ
る。

【図６】第１実施例の探傷状態を示す流れ図である。

【図７】第１実施例の傷判定を示す流れ図である。

【図８】第２実施例の探傷状態を示す流れ図である。

【図９】往復台の作動状態を示す流れ図である。

【図１０】探触子の作動状態をを示す流れ図である。

【図１１】第２実施例の探傷状態を示す流れ図である。

【図１２】第２実施例の傷判定を示す流れ図である。

【符号の説明】

１ 探傷器本体 ２ 研削盤 ３ 探触子 ４ ロール ５、６、７、８、９、１０ 信号線 １１ インターフェース １２ ＣＰＵ １３ シーケンサ １４ ロール回転数検出手段 １５ トラバース信号発生手段 １６ 探触子制御手段 １７ 異常検出手段 １８ インターフェース ３１、３２ 送風管 ３３ 接触媒質供給管 ３４ 可動板 ３５ スイパー ３６ 振動子 ３８ 腕 ３９ 筐体 Ｆ 欠陥エコー Ｍ モニター水からの反射波 Ｓ ロール表面からの一部反
射波 Ｔ 振動子よりの送信波

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 目黒 三義 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目３番１号 関東特殊製鋼株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波探触子をロール状被検体表面に接
   触させ、該被検体の回転による超音波探触子の螺旋走査
   によりロール状被検体の表面を探傷する超音波による圧
   延ロール表面検査装置において、 ロール状被検体を研削する研削手段と、 この研削手段の研削終了信号に同期して被検体表面を走
   査し表面情報を入手する走査手段と、 この走査手段を制御する探傷手段と、 被検体の回転を検知する回転検知手段と、 前記探傷手段と前記回転検知手段の信号を受けて探傷状
   態を演算するとともに演算結果を判定する演算判定手段
   と、 この演算判定手段の結果を表示する表示手段と、 探傷判断条件及び前記演算手段の結果を磁気的に記憶す
   る記憶手段とを備え、 自動的にロール状被検体の表面の探傷を行なう超音波に
   よる圧延ロール表面検査装置。
2. 【請求項２】 走査手段からの入力信号の有無を検出し
   て警報信号を送出する警報手段を備えた請求項１記載の
   超音波による圧延ロール表面検査装置。
3. 【請求項３】 超音波を被検体の探傷面に対して斜めに
   送受するように設けた超音波送受信手段と、 超音波送信方向前端側に、先端部が被検体表面に接触し
   て上下動可能な可動板と、 この可動板の前方側に、被検体表面にエアーを送る第１
   送風管と、 超音波送信方向と反対側の端部に、先端部が被検体表面
   に接触して上下動可能なスイパー手段と、 このスイパー手段の前方側に被検体側にエアーを送る第
   ２送風管と、 前記スイパー手段と前記超音波送受信手段間に接触媒質
   を供給する供給管とを備えた走査手段を有する請求項１
   記載の超音波による圧延ロール表面検査装置。
4. 【請求項４】 研削中はロール研削盤の砥石移動台に格
   納され、研削終了に同期して被検体に接触し、探傷終了
   に同期して砥石移動台に復帰格納される走査手段を備え
   た請求項１記載の超音波による圧延ロール表面検査装
   置。
5. 【請求項５】 前記演算判定手段の判定結果が被検体の
   表面状態を不合格と判定した場合、被検体表面の傷数に
   対応した研削回数を自動的に設定する研削回数設定手段
   と、 この研削回数設定手段の設定回数だけ前記研削手段を自
   動的に駆動する研削制御手段とを備えた請求項１記載の
   超音波による圧延ロール表面検査装置。