JPH0763699A

JPH0763699A - 欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH0763699A
Application number: JP23920193A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yokoyama; 廣一横山; Seiji Umeda; 成二梅田; Masato Wada; 正人和田; Minoru Onaka; 実大中
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-08-30
Filing date: 1993-08-30
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】欠陥形状を正確に判定し、さらに誤判定の原
因を解析して検査精度を向上させることが可能な欠陥検
査装置を提供する。【構成】フレームメモリ６へは、Ａ／Ｄ変換器５にて
Ａ／Ｄ変換された生信号及びフィルタ信号と、欠陥検出
回路４から出力された欠陥検出信号とが与えられるよう
になっている。フレームメモリ６は所定走査回数分の電
気信号を記憶し、１とおり記憶すれば順次書き換えを行
う。そして欠陥検出信号を受けると、この時点の前後所
定時間分の信号を記憶装置７及び表示装置８へ出力し、
記憶装置７ではこの信号を記憶し、表示装置８ではこの
信号及び記憶装置７が記憶している信号による画像を表
示することができるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板等の被検査材を光
学的，磁気的に探傷して欠陥を検出し、その欠陥を表示
する欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から鋼板等の被検査材の表面検査
は、搬送される被検査材に光を照射し、これによる反射
光又は透過光を受光し、この受光信号を電気信号に変換
して生信号を得、さらにこの生信号を２値化し、この２
値化した信号に基づいて欠陥の形状，等級の判定を行う
ことによって行っている。

【０００３】図５は、一般的な従来装置の構成を示すブ
ロック図である。搬送される鋼板等の被検査材（図示せ
ず）表面を、搬送方向に直交する方向にレーザ光で走査
し、被検査材で正反射, 散乱したレーザ光を、光学セン
サ21の正反射成分受光部21a, 散乱成分受光部21b とで
夫々受光する。ここで欠陥性状によっては正反射成分で
顕著に現れるものと散乱成分で顕著に現れるものとがあ
るため、正反射及び散乱したレーザ光を受光している。
そしてこの受光した光を対応する電気信号に変換して生
信号を得る。生信号は鋼板のばたつき，うねり等の影響
を受け易いため、夫々フィルタ22, 23を通過させてこの
影響を除去したフィルタ信号とする。

【０００４】フィルタ信号は夫々信号処理装置24, 25へ
与えられる。信号処理装置24, 25では、閾値Th₁, Th₂
を越えた信号部分があるか否かを判断して欠陥を検出す
る。図６(a) は、点状の欠陥Ｆの走査状態を示し、図６
(b) はこれにより得られる生信号を示し、図６(c) はフ
ィルタ22(23)を経たフィルタ信号を示している。そして
図６(c) に示す如く閾値Th₁, Th₂を越えた信号部分が
あった場合は欠陥有りと判定し、この信号から欠陥Ｆの
特徴量（面積，サイズ等）を求め、この特徴量は欠陥判
定部26へ与えて、欠陥名, 等級を判定する。そしてさら
に欠陥名, 等級を判定された結果に基づいてその欠陥を
欠陥検査装置とは別に設けられた撮影装置にて撮影し表
示する。

【０００５】図７は、従来における欠陥検査装置及び撮
影装置の配置を示す模式図である。被検査材Ｓに存在す
る欠陥Ｆを先ず欠陥検出装置Ａにて検査し、被検査材Ｓ
の搬送に伴って欠陥Ｆが○で示す位置まで移動したとき
に撮影装置Ｂにて撮影している。また光学センサの代わ
りに磁気センサを使用して、被検査材の表面及び内部を
検査することも行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが欠陥判定部26
の設定内容を作成するとき、又は欠陥検査装置の性能を
確認するときには、検査している欠陥が何であるか、又
はフィルタ信号はどのようなものであるかを判断，解析
する必要がある。しかしながら従来のように欠陥検査装
置で検出した欠陥を追跡し撮影する場合は、欠陥検査装
置とは異なる撮影装置にて撮影するため、以下のような
問題がある。

【０００７】まず欠陥の種類によっては欠陥検査装置で
は検出されるが撮影では写らないものもある。仮に撮影
が行えても、その結果が誤判定であった場合は、その原
因を調査する必要が生じる。この調査は、生信号又はフ
ィルタ信号を解析して行うものであり、撮影装置にて撮
影した画像では解析することができない。これは、装置
内で処理した信号と画像を形成する信号とは同一でない
こと、検査装置と撮影装置とでは分解能が異なること、
検査装置による検査がレーザで行われ、撮影がＣＣＤで
行われれば、Ｓ／Ｎが異なるために感度も異なること、
等の問題があるためである。以上より誤判定の原因を正
確に突き止めることは非常に困難である。

【０００８】また複数の欠陥が、１つの検査範囲内に存
在している場合、撮影した画像と欠陥検査装置が検出し
た欠陥との照合が困難である。さらに磁気センサで検査
して得られた結果は、表面欠陥を検出したものか、表面
下（内部) の欠陥を検出したものかの判定を行うことが
困難である。

【０００９】さらに鋼板検査においては鋼板搬送速度が
高速のため、１つの欠陥が検出されたときに欠陥判定結
果と表示された欠陥とを対応付けて比較することが困難
である。これは１つの欠陥が検出されている間に他の欠
陥が検出される恐れがあり誤判定する可能性があるため
である。

【００１０】本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたも
のであり、フレームメモリを備え、欠陥検出信号が与え
られた前後所定期間分の電気信号を使用した欠陥画像を
得ることにより、欠陥形状を正確に判定することがで
き、さらに前記電気信号を記憶する記憶手段を備えるこ
とにより、誤判定の原因を解析して検査精度を向上させ
ることが可能な欠陥検査装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る欠陥検査
装置は、被検査材をセンサにて探傷し、該センサから得
られる電気信号を処理し、欠陥を検査する欠陥検査装置
において、前記電気信号が閾値を越えた場合に欠陥検出
信号を出力する欠陥検出手段と、前記センサから得られ
る一定期間の電気信号を書き換えを行いながら随時記憶
し、前記欠陥検出信号が与えられた場合にその前後所定
期間分の電気信号を読み出すフレームメモリと、該フレ
ームメモリから読み出した前記電気信号を記憶する記憶
手段と、該記憶手段から読み出した電気信号又は前記フ
レームメモリから読み出した電気信号により画像を表示
する手段とを備えることを特徴とする。

【００１２】第２発明に係る欠陥検査装置は、第１発明
において、前記センサとして被検査材の表面の探傷が可
能な光学センサを使用することを特徴とする。

【００１３】第３発明に係る欠陥検査装置は、第１発明
において、前記センサとして被検査材の表面及び内部の
探傷が可能な磁気センサを使用することを特徴とする。

【００１４】第４発明に係る欠陥検査装置は、第１発明
において、前記センサとして光学センサ及び磁気センサ
を、搬送される被検査材の搬送方向に所定距離を隔てて
備え、これら両センサにより時間的にずれて得られる画
像を対応づける手段を有することを特徴とする。

【００１５】

【作用】第１発明にあっては、欠陥検出信号が出力され
た時点前後の所定期間分の電気信号を記憶することによ
り、欠陥形状の誤判定を大幅に削減することが可能とな
る。さらに誤判定が行われても、検査終了後に生信号及
びフィルタ信号を容易に取り出して解析することができ
る。

【００１６】第２発明にあっては、第１発明の効果を被
検査材表面の検査に適用することができる。

【００１７】第３発明にあっては、第１発明の効果を被
検査材表面及び内部の検査に適用することができる。

【００１８】第４発明にあっては、第１発明の効果を被
検査材表面及び内部の検査に適用することができ、欠陥
がどの位置に存在するかを正確に判定することができ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る欠陥検査装
置の構成を示すブロック図である。図中１は、搬送され
る被検査材（図示せず）表面をレーザ光で走査し、その
反射光を受光し、電気信号に変換して生信号として出力
する光学センサである。生信号は、ばたつき，うねり等
の影響を除去するため微分又は差分を行うフィルタ２を
経てフィルタ信号とされ、信号処理装置３，欠陥検出回
路４及びＡ／Ｄ変換器５へ与えられるようになしてあ
る。信号処理装置３は、欠陥判定を行うための２値化及
び欠陥の特徴量の算出等の処理を行って、その信号を欠
陥判定回路９へ与える。欠陥判定回路９ではこの信号に
基づいて順次欠陥判定を行う。欠陥検出回路４は、欠陥
検出のための閾値を有し、フィルタ信号が閾値を越えた
場合、欠陥検出信号をトリガ信号としてフレームメモリ
６へ与えるようになっている。

【００２０】また前記生信号はそのままＡ／Ｄ変換器５
へも与えられ、Ａ／Ｄ変換器５にてＡ／Ｄ変換された生
信号又はフィルタ信号はフレームメモリ６へ出力され
る。フレームメモリ６は、被検査材の搬送及びレーザ光
の走査により得られる所定走査回数分の生信号，フィル
タ信号を各別に２次元的に記憶し、所定容量を記憶する
と順次書き換えを行う。そしてフレームメモリ６が欠陥
検出回路４から欠陥検出信号を受けると、フレームメモ
リ６は、欠陥検出信号が出力された時点の前後所定時間
分の信号を読み出して記憶装置７及び表示装置８へ与
え、記憶装置７にてその信号を記憶し、また表示装置８
ではその信号による画像を表示するようになっている。
さらに表示装置８は、記憶装置７が記憶する信号によ
り、例えば全検査が終了した後に、画像表示が行えるよ
うにもなっている。従って記憶装置７が記憶している信
号を消去しない限り、生信号又はフィルタ信号による画
像をいつでも表示することができる。

【００２１】図２は、フレームメモリ６の動作を簡単に
説明するための図である。フレームメモリ６はＮ走査分
だけ信号の記憶が可能であり、Ｎ走査目まで記憶する
と、１走査目から順次書き換えを行っていく。ここで例
えばフレームメモリ６の記憶内容の５走査目と６走査目
との間に欠陥検出信号が与えられたとする。そうすると
欠陥検出信号が与えられる前の３，４，５走査時の信号
（図における保存信号）及び欠陥検出信号が与えられた
後の６，７，８，９走査時の信号（図における走査信
号）とを合わせた７走査分の信号を欠陥信号として、フ
レームメモリ６は記憶装置７及び表示装置８へ出力す
る。

【００２２】このようなフレームメモリ６を備えること
により、欠陥形状を間違えて検出することが大幅に減少
する。図３は、フレームメモリ６を備える本発明装置と
備えない従来装置との検出結果を比較して示す説明図で
ある。図３(a) はフィルタ信号レベルが高い欠陥部分Ｆ
₁の上流側に短い線状部分が存在し、欠陥部分Ｆ₁の下
流側に長い線状部分が存在する欠陥の場合を示し、図３
(b) は欠陥部分Ｆ₁の上流側に長い線状部分が存在する
欠陥の場合を示す。

【００２３】まず図３(a) に示す欠陥を本発明装置にて
検出すると、欠陥検出信号が得られる欠陥部分を中心と
した欠陥信号にて画像を表示するため、実際の形状と略
同等の結果が得られる。これに対し従来装置では、欠陥
検出信号が得られる欠陥部分以降の欠陥信号にて画像を
形成するため、欠陥の長さが短いものとして検出され
る。また図３(b) に示す欠陥の場合では、本発明装置で
は実際よりは短いが線状と判る結果が得られるのに対
し、従来装置では点状欠陥として検出される。以上のよ
うにレベルが高い欠陥部分が中心である画像を表示する
ことができるため、その周辺部分の欠陥形状が明瞭とな
り、欠陥の誤判定が減少する。

【００２４】そして本発明装置においては全検査終了
後、欠陥検査結果と記憶装置７に保存している生信号又
はフィルタ信号の欠陥画像を表示装置８にて表示し、本
発明装置の検査結果を評価することができる。従って誤
判定を行った場合は、フィルタ信号の欠陥画像をもとに
解析し、欠陥判定回路９内の欠陥判定部の更新を行うこ
とが容易であるため、本発明装置の検査精度をより向上
させることが可能である。

【００２５】図４は、２つの光学センサ及び磁気センサ
を使用して欠陥検査を実施している状態を示す模式図で
ある。被検査材Ｓの搬送方向において上流側に磁気セン
サ11を配置し、距離ｄだけ下流側の同一位置の表面に光
学センサ1aを、裏面に光学センサ1bを、夫々配置してあ
る。図中11は、搬送される被検査材Ｓを透過させた磁束
を検出し、電気信号に変換して生信号として出力する磁
気センサであり、光学センサ１と同様に以下のように接
続構成されている。即ち生信号は、ばたつき，うねり等
の影響を除去するため微分又は差分を行うフィルタ12を
経てフィルタ信号とされ、信号処理装置13，欠陥検出回
路14及びＡ／Ｄ変換器15へ与えられるようになしてあ
る。信号処理装置13は、欠陥判定を行うための２値化及
び欠陥の特徴量の算出等の処理を行って、その信号を欠
陥判定回路９へ与える。欠陥判定回路９ではこの信号に
基づいて順次欠陥判定を行う。欠陥検出回路14は、欠陥
検出のための閾値を有し、フィルタ信号が閾値を越えた
場合、欠陥検出信号をトリガ信号としてフレームメモリ
16及び距離補正回路19へ出力するようになっている。

【００２６】また前記生信号はそのままＡ／Ｄ変換器15
へも与えられ、Ａ／Ｄ変換器５にてＡ／Ｄ変換された生
信号又はフィルタ信号はフレームメモリ16へ出力され
る。フレームメモリ16は、被検査材Ｓの搬送及びレーザ
光の走査により得られる所定走査回数分の生信号，フィ
ルタ信号を各別に２次元的に記憶し、所定容量を記憶す
ると順次書き換えを行う。そしてフレームメモリ16が欠
陥検出信号を受けると、フレームメモリ16は、欠陥検出
信号が出力された時点の前後所定時間分の信号を読み出
して信号を記憶装置17及び表示装置18へ与え、記憶装置
17にてその信号を記憶し、また表示装置18ではこの信号
による画像を表示するようになっている。さらに表示装
置18は、記憶装置17が記憶する信号により、例えば全検
査が終了した後に、画像表示が行えるようにもなってい
る。従って記憶装置17が記憶している信号を消去しない
限り、生信号又はフィルタ信号による画像をいつでも表
示することができる。

【００２７】一方、パルスジェネレータ20は、被検査材
Ｓの搬送に連動してパルスを発生するものであり、距離
補正回路19が欠陥検出回路14から欠陥検出信号を受ける
と、パルスジェネレータ20からのパルス信号は距離補正
回路19へ与えられるようになしてある。距離補正回路19
は、欠陥検出回路14から欠陥検出信号を受け、パルス信
号が所定数に達すると、トリガ信号をフレームメモリ６
へ出力するようになしてある。フレームメモリ６は、こ
のトリガ信号が与えられた場合も欠陥検出信号が与えら
れた場合と同様に所定の信号を読み出して記憶装置７及
び表示装置８へ与える。これにより磁気センサ11にて検
出した部分と同一部分を光学センサ１にて探傷した信号
が記憶装置７及び表示装置８へ与えられ、以下に述べる
判定を行うことが可能となる。なお光学センサ1a, 1bに
接続された他の回路構成は、図１に示すものと同一の部
分には同一の符号を付し、説明を省略する。

【００２８】以上の如き構成にて被検査材Ｓの検査を実
施した場合は図１に示す本発明装置の効果に加え、以下
のような効果が得られる。磁気センサ11は、被検査材Ｓ
表面，表面下（裏面及び内部）を検出するが、フィルタ
信号を検出するのみでは、表面，裏面，内部のうちどの
位置に存在する欠陥であるかを判断することは不可能で
ある。このとき図４に示す如く、被検査材Ｓの表面を探
傷する光学センサ1a及び被検査材Ｓの裏面を探傷する光
学センサ1bを設置し検査を行えば、表面の欠陥は光学セ
ンサ1a及び磁気センサ11にて検出され、裏面の欠陥は光
学センサ1b及び磁気センサ11にて検出され、内部の欠陥
は磁気センサ11のみで検出されることになるので、欠陥
の存在位置を限定することができる。光学センサ1a, 1b
と磁気センサ11との位置ずれは、距離補正回路19にて距
離ｄだけ被検査材Ｓが搬送されるのをまって、トリガ信
号をフレームメモリ６へ出力することにより補正してい
る。

【００２９】本実施例では、光学センサ及び磁気センサ
を備える構成としているが、どちらか一方を備える構成
としても、欠陥と画像との対応付け、及び装置の性能向
上において良好な効果が得られる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明に係る欠陥検査装置
は、欠陥検出信号が出力された時点前後の所定時間分の
電気信号を記憶することにより、欠陥形状の誤判定を大
幅に削減することが可能となる。さらに誤判定が行われ
ても、検査終了後に生信号又はフィルタ信号を容易に取
り出して解析することができるため装置の検査精度をよ
り向上させることが可能である。そしてセンサとして光
学センサを使用すれば、被検査材表面の検査が行え、磁
気センサを使用すれば、被検査材表面及び内部の検査が
行える。さらに光学センサ及び磁気センサを併用した場
合は、被検査材表面及び内部の検査が行え、どの位置に
存在するかを正確に判定することができる等、本発明は
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る欠陥検査装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１に示すフレームメモリの動作を説明するた
めの図である。

【図３】本発明装置と従来装置との検出結果を示す説明
図である。

【図４】光学センサ及び磁気センサを使用した実施状態
を示す模式図である。

【図５】従来装置の構成を示すブロック図である。

【図６】従来装置における各信号を示す図である。

【図７】従来装置を使用した場合の配置構成を示す模式
図である。

【符号の説明】

１, 1a, 1b 光学センサ２, 12 フィルタ３, 13 信号処理装置４, 14 欠陥検出回路５, 15 Ａ／Ｄ変換器６, 16 フレームメモリ７, 17 記憶装置８, 18 表示装置９欠陥判定回路 11 磁気センサ 19 距離補正回路 20 パルスジェネレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大中実大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査材をセンサにて探傷し、該センサ
から得られる電気信号を処理し、欠陥を検査する欠陥検
査装置において、前記電気信号が閾値を越えた場合に欠
陥検出信号を出力する欠陥検出手段と、前記センサから
得られる一定期間の電気信号を書き換えを行いながら随
時記憶し、前記欠陥検出信号が与えられた場合にその前
後所定期間分の電気信号を読み出すフレームメモリと、
該フレームメモリから読み出した前記電気信号を記憶す
る記憶手段と、該記憶手段から読み出した電気信号又は
前記フレームメモリから読み出した電気信号により画像
を表示する手段とを備えることを特徴とする欠陥検査装
置。
【請求項２】前記センサとして被検査材の表面の探傷
が可能な光学センサを使用することを特徴とする請求項
１記載の欠陥検査装置。
【請求項３】前記センサとして被検査材の表面及び内
部の探傷が可能な磁気センサを使用することを特徴とす
る請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項４】前記センサとして光学センサ及び磁気セ
ンサを、搬送される被検査材の搬送方向に所定距離を隔
てて備え、これら両センサにより時間的にずれて得られ
る画像を対応づける手段を有することを特徴とする請求
項１記載の欠陥検査装置。