JPH08338813A - 金属材の表面欠陥検査方法 - Google Patents
金属材の表面欠陥検査方法Info
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- JPH08338813A JPH08338813A JP14582995A JP14582995A JPH08338813A JP H08338813 A JPH08338813 A JP H08338813A JP 14582995 A JP14582995 A JP 14582995A JP 14582995 A JP14582995 A JP 14582995A JP H08338813 A JPH08338813 A JP H08338813A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】金属材の表面欠陥検出方法において、簡単な装
置構成で、溶融池全体にわたって正確に欠陥信号を弁別
する方法を提供する。 【構成】溶削火炎にて金属材表層部を溶削して、金属材
の表層部に存する欠陥から発生する欠陥火花を検知する
金属材の欠陥検査方法において、溶削火炎を撮像し、そ
の撮像信号を２回にわたり微分処理することにより欠陥
火花に係わる信号成分を弁別し、欠陥検出をする。
置構成で、溶融池全体にわたって正確に欠陥信号を弁別
する方法を提供する。 【構成】溶削火炎にて金属材表層部を溶削して、金属材
の表層部に存する欠陥から発生する欠陥火花を検知する
金属材の欠陥検査方法において、溶削火炎を撮像し、そ
の撮像信号を２回にわたり微分処理することにより欠陥
火花に係わる信号成分を弁別し、欠陥検出をする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶削火炎を利用した、金
属材の表面欠陥検査方法に関するものである。
属材の表面欠陥検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼片等の金属材の表層部に存在するノロ
カミ、ピンホール、砂カミ等の表層欠陥を検出すること
により溶削手入れの要否を判断したり、材料を格付けし
たりするための表面欠陥検査が行われている。この表面
欠陥検査方法としては、鋼片等の表面を溶削し、欠陥が
存在する場合に発生する輝度の高い欠陥火花を見分ける
方法が広く用いられている。
カミ、ピンホール、砂カミ等の表層欠陥を検出すること
により溶削手入れの要否を判断したり、材料を格付けし
たりするための表面欠陥検査が行われている。この表面
欠陥検査方法としては、鋼片等の表面を溶削し、欠陥が
存在する場合に発生する輝度の高い欠陥火花を見分ける
方法が広く用いられている。
【０００３】特開昭５９−１５４３４６号公報には鋼片
表面の溶融切削箇所をテレビカメラで撮影して画像処理
により前記欠陥火花を検出する方法が提案されている。
表面の溶融切削箇所をテレビカメラで撮影して画像処理
により前記欠陥火花を検出する方法が提案されている。
【０００４】また、特開平５−２３２０４６号公報には
溶削中の溶融池（溶融バス）を通常の走査線向きを持つ
テレビカメラと逆向きの走査線向きを持つテレビカメラ
とで撮像し、これらの原画像を微分処理後に合成するこ
とによって欠陥火花にかかる信号成分を強調し、弁別す
る方法が提案されている。
溶削中の溶融池（溶融バス）を通常の走査線向きを持つ
テレビカメラと逆向きの走査線向きを持つテレビカメラ
とで撮像し、これらの原画像を微分処理後に合成するこ
とによって欠陥火花にかかる信号成分を強調し、弁別す
る方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５９−１５４３４６号公報に記載の方法では、テレビカ
メラのビデオ信号をそのままフィルタ処理後にしきい値
判定しており、この方法では欠陥信号を溶融池の輪郭部
および溶融池内での明るさのむら等のノイズと区別して
正確に検出することが難しかった。
５９−１５４３４６号公報に記載の方法では、テレビカ
メラのビデオ信号をそのままフィルタ処理後にしきい値
判定しており、この方法では欠陥信号を溶融池の輪郭部
および溶融池内での明るさのむら等のノイズと区別して
正確に検出することが難しかった。
【０００６】また、特開平５−２３２０４６号公報に記
載の方法では、テレビカメラおよびフィルタ回路等が２
組必要であり、かつ画像合成装置も必要とする。さら
に、２台のテレビカメラの信号を同期させなければなら
ないなど装置も複雑になる。また、テレビカメラを２台
用いてもなお、溶融池の極中央部分の欠陥信号が弁別で
きるだけであり、溶融池の周に近い部分（周縁部）は欠
陥信号の弁別が出来ないという問題点がある。
載の方法では、テレビカメラおよびフィルタ回路等が２
組必要であり、かつ画像合成装置も必要とする。さら
に、２台のテレビカメラの信号を同期させなければなら
ないなど装置も複雑になる。また、テレビカメラを２台
用いてもなお、溶融池の極中央部分の欠陥信号が弁別で
きるだけであり、溶融池の周に近い部分（周縁部）は欠
陥信号の弁別が出来ないという問題点がある。
【０００７】本発明は、係る従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであり、簡単な装置構成で、溶融池全体に
わたって正確に欠陥信号を弁別する金属材の表面欠陥検
査方法を提供することを目的とする。
なされたものであり、簡単な装置構成で、溶融池全体に
わたって正確に欠陥信号を弁別する金属材の表面欠陥検
査方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、溶削火炎
にて金属材表層部を溶削して、金属材の表層部に存する
欠陥から発生する欠陥火花を検知する金属材の欠陥検査
方法において、前記溶削火炎を撮像し、その撮像信号を
２回微分することにより欠陥火花に係わる信号成分を弁
別し、欠陥検出をすることを特徴とする。
にて金属材表層部を溶削して、金属材の表層部に存する
欠陥から発生する欠陥火花を検知する金属材の欠陥検査
方法において、前記溶削火炎を撮像し、その撮像信号を
２回微分することにより欠陥火花に係わる信号成分を弁
別し、欠陥検出をすることを特徴とする。
【０００９】
【作用】図１は、本発明方法を実施した表面欠陥検出装
置例の構成図および画像処理装置のブロック図である。
図１の実施様態に基づき本発明方法を説明する。
置例の構成図および画像処理装置のブロック図である。
図１の実施様態に基づき本発明方法を説明する。
【００１０】本発明方法は、金属材（例えば鋼片１）の
表面を溶削火口２からの溶削ガスにより溶削し、その溶
融池２１を検査領域として、テレビカメラ３で撮像し、
その撮像信号（ビデオ信号）に２回の微分処理を施すこ
とにより、溶融池自体の明るさの変化の影響を除くとと
もに欠陥信号を強調し、鋼片１の表層部に存在する欠陥
から発生する欠陥火花を正確に弁別検出することを骨子
とする。
表面を溶削火口２からの溶削ガスにより溶削し、その溶
融池２１を検査領域として、テレビカメラ３で撮像し、
その撮像信号（ビデオ信号）に２回の微分処理を施すこ
とにより、溶融池自体の明るさの変化の影響を除くとと
もに欠陥信号を強調し、鋼片１の表層部に存在する欠陥
から発生する欠陥火花を正確に弁別検出することを骨子
とする。
【００１１】図２（ａ）に前記テレビカメラ３で撮影し
た原画像を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線
における原画ビデオ信号の輝度分布（光量信号）を模式
的に表したもである。この波形からほぼ同レベルに入り
交じって発生する溶融池の明るさむらなどのノイズ信号
と、瞬時（０．１〜０．５秒）に発生する微少な欠陥火
花によるピーク２３とを特定し、弁別することは難し
い。
た原画像を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線
における原画ビデオ信号の輝度分布（光量信号）を模式
的に表したもである。この波形からほぼ同レベルに入り
交じって発生する溶融池の明るさむらなどのノイズ信号
と、瞬時（０．１〜０．５秒）に発生する微少な欠陥火
花によるピーク２３とを特定し、弁別することは難し
い。
【００１２】図３（ａ）は、図２（ｂ）の光量信号を第
１微分フィルタ４を通して１回微分したときの微分信号
レベルを示す。
１微分フィルタ４を通して１回微分したときの微分信号
レベルを示す。
【００１３】溶融池を撮影したビデオ信号を微分フィル
タに通した場合、中央部分が明るくて周辺部分が暗いと
いう溶融池の特性により、微分フィルタの出力信号は溶
融池を横切り始める部分が最も信号レベルが大きくて、
その後溶融池を横切る間信号レベルはなだらかに下がり
続け、溶融池を横切り終わったところで最も信号レベル
が小さくなる。結果として、溶融池自体の明るさの変化
に基づく信号レベルの変化よりも欠陥に基づく信号レベ
ル２３の変化が小さいような欠陥は検出することが困難
である。
タに通した場合、中央部分が明るくて周辺部分が暗いと
いう溶融池の特性により、微分フィルタの出力信号は溶
融池を横切り始める部分が最も信号レベルが大きくて、
その後溶融池を横切る間信号レベルはなだらかに下がり
続け、溶融池を横切り終わったところで最も信号レベル
が小さくなる。結果として、溶融池自体の明るさの変化
に基づく信号レベルの変化よりも欠陥に基づく信号レベ
ル２３の変化が小さいような欠陥は検出することが困難
である。
【００１４】また、前述の従来の方法では、図３（ａ）
に示された微分信号にオフセットをのせてゲインをあげ
ることにより、図３（ｂ）のような微分信号を得てい
た。オフセットをのせるために画像を半分捨て去ってし
まうので、特開平５−２３２０４６号公報に記載のよう
にテレビカメラが２台必要であった。更に、ゲインをあ
げることによって、溶融池自体の明るさの変化に起因す
る信号レベルも上がってしまうため、図３（ｂ）のよう
に溶融池の周縁付近では、信号レベルが欠陥弁別のため
のしきい値２４を越えてしまい、欠陥を弁別することが
出来ないのである。
に示された微分信号にオフセットをのせてゲインをあげ
ることにより、図３（ｂ）のような微分信号を得てい
た。オフセットをのせるために画像を半分捨て去ってし
まうので、特開平５−２３２０４６号公報に記載のよう
にテレビカメラが２台必要であった。更に、ゲインをあ
げることによって、溶融池自体の明るさの変化に起因す
る信号レベルも上がってしまうため、図３（ｂ）のよう
に溶融池の周縁付近では、信号レベルが欠陥弁別のため
のしきい値２４を越えてしまい、欠陥を弁別することが
出来ないのである。
【００１５】そこで、本発明方法では、図３（ａ）に示
された微分信号をさらに、微分処理手段（例えば第２微
分フィルタ１４）に入力することにより図４（ａ）に示
される二階微分信号を得る。こうすることにより、溶融
池自体のゆるやかな明るさの変化の影響が抑制され、欠
陥信号の急峻な輝度変化が強調されるので、溶融池自体
の明るさの変化の影響を受けずに、欠陥判別しきい値２
５を設けることにより欠陥信号の二値化データを得るこ
とができる。
された微分信号をさらに、微分処理手段（例えば第２微
分フィルタ１４）に入力することにより図４（ａ）に示
される二階微分信号を得る。こうすることにより、溶融
池自体のゆるやかな明るさの変化の影響が抑制され、欠
陥信号の急峻な輝度変化が強調されるので、溶融池自体
の明るさの変化の影響を受けずに、欠陥判別しきい値２
５を設けることにより欠陥信号の二値化データを得るこ
とができる。
【００１６】なお、図４（ｂ）に示すように、前記ビデ
オ信号上の溶削ガス流２２などの溶融池２１以外の欠陥
弁別に不必要な信号は、溶融池周縁部でマスキング処理
（例えばマスキング回路１３などにより）を行い、予め
取り除いておくことが望ましい。
オ信号上の溶削ガス流２２などの溶融池２１以外の欠陥
弁別に不必要な信号は、溶融池周縁部でマスキング処理
（例えばマスキング回路１３などにより）を行い、予め
取り除いておくことが望ましい。
【００１７】このようにして、本発明方法では、テレビ
カメラで撮像したビデオ信号を２回にわたり微分処理を
施すことにより、溶融池自体の明るさの変化に基づく信
号レベルのなだらかな変化を取り去ってしまい、かつ欠
陥信号の急峻な変化を強調するので、複雑な装置構成を
とる必要がなく、また、溶融池の周縁近くまで正確に欠
陥信号を弁別することが可能となる。
カメラで撮像したビデオ信号を２回にわたり微分処理を
施すことにより、溶融池自体の明るさの変化に基づく信
号レベルのなだらかな変化を取り去ってしまい、かつ欠
陥信号の急峻な変化を強調するので、複雑な装置構成を
とる必要がなく、また、溶融池の周縁近くまで正確に欠
陥信号を弁別することが可能となる。
【００１８】
【実施例】本発明方法を実施した前述の図１に示す表面
欠陥検査装置に基づき、更に詳細に説明する。
欠陥検査装置に基づき、更に詳細に説明する。
【００１９】テレビカメラ３を鋼片１の検査面に対向
し、溶削火口２にて溶削されて生ずる溶融池２１の全体
が一画面に得られる位置関係に設置する。また、溶削火
口２はテレビカメラ３と共に、移動装置（図示せず。）
に登載され、鋼片１の幅方向ならびに長手方向に同一平
面移動可能な構造となっている。
し、溶削火口２にて溶削されて生ずる溶融池２１の全体
が一画面に得られる位置関係に設置する。また、溶削火
口２はテレビカメラ３と共に、移動装置（図示せず。）
に登載され、鋼片１の幅方向ならびに長手方向に同一平
面移動可能な構造となっている。
【００２０】テレビカメラ３より出力された撮像信号
は、微分機能を持つ第１微分フィルタ４に入力され、第
１微分フィルタ４において図３（ａ）に示すように欠陥
信号成分等の輝度変化強調、ドリフト抑制処理およびノ
イズ抑制処理された微分信号として画像処理装置１０に
出力される。なお、この実施例では前記第１微分フィル
タ４としては、テレビカメラ３に内蔵のものを用いた。
は、微分機能を持つ第１微分フィルタ４に入力され、第
１微分フィルタ４において図３（ａ）に示すように欠陥
信号成分等の輝度変化強調、ドリフト抑制処理およびノ
イズ抑制処理された微分信号として画像処理装置１０に
出力される。なお、この実施例では前記第１微分フィル
タ４としては、テレビカメラ３に内蔵のものを用いた。
【００２１】この画像処理装置１０に入力された微分信
号はＡ／Ｄ変換器１１によってデジタル化され、テレビ
カメラ一画面分が纏めてメモリー１２に記憶される。次
いで、順次走査線毎に呼び出されてマスキング回路１３
に入力され、溶削ガス流２２などの欠陥判別に不必要な
検査領域（溶融池２１）外の不要信号を取り去るマスキ
ング処理が施される。
号はＡ／Ｄ変換器１１によってデジタル化され、テレビ
カメラ一画面分が纏めてメモリー１２に記憶される。次
いで、順次走査線毎に呼び出されてマスキング回路１３
に入力され、溶削ガス流２２などの欠陥判別に不必要な
検査領域（溶融池２１）外の不要信号を取り去るマスキ
ング処理が施される。
【００２２】このマスキング処理された微分信号は第２
微分フィルタ回路１４に入力されて、２回目の微分処理
が施され、溶融池内部の明るさの違いによる信号レベル
の変化が抑制されて欠陥火花信号が強調された図４
（ｂ）に示すような二階微分信号となる。
微分フィルタ回路１４に入力されて、２回目の微分処理
が施され、溶融池内部の明るさの違いによる信号レベル
の変化が抑制されて欠陥火花信号が強調された図４
（ｂ）に示すような二階微分信号となる。
【００２３】この第２微分フィルタ回路１４から出力さ
れた二階微分信号は二値化回路１５で予め設定しておい
たしきい値（図４（ｂ）の符号２５）以下の部分と超え
る部分とに二値化され、二値画像データとして一画面分
纏めて画像メモリー１６上に記憶される。
れた二階微分信号は二値化回路１５で予め設定しておい
たしきい値（図４（ｂ）の符号２５）以下の部分と超え
る部分とに二値化され、二値画像データとして一画面分
纏めて画像メモリー１６上に記憶される。
【００２４】次いで、この二値画像データは欠陥弁別器
１７に入力されて欠陥火花の位置および大きさなどの欠
陥データが算出されて、その結果が欠陥判定装置１８へ
出力される。この欠陥判定装置１８ではこれらの欠陥デ
ータに基づき鋼片の格付け、欠陥部位および種類の特定
と表示あるいはマーキング、欠陥手入れ指示、或いは自
動手入れ装置へのデータ出力等が行われる。
１７に入力されて欠陥火花の位置および大きさなどの欠
陥データが算出されて、その結果が欠陥判定装置１８へ
出力される。この欠陥判定装置１８ではこれらの欠陥デ
ータに基づき鋼片の格付け、欠陥部位および種類の特定
と表示あるいはマーキング、欠陥手入れ指示、或いは自
動手入れ装置へのデータ出力等が行われる。
【００２５】なお、画像処理装置１０が高階調、高精細
なデジタル信号が扱える機能を備えていれば、Ａ／Ｄ変
換器１１は第１微分フィルタ４とテレビカメラ３との間
に備えて第１微分フィルタ４をデジタルフィルタとして
もよい。また、画像処理装置１０の処理速度が遅くて微
分処理をする余裕がない場合には、Ａ／Ｄ変換器１１を
第２微分フィルタ１４と二値化回路１５との間に備え、
かつメモリー１２を画像メモリー１６と共通化して、第
２微分フィルタ１４をアナログフィルタとしてもよい。
なデジタル信号が扱える機能を備えていれば、Ａ／Ｄ変
換器１１は第１微分フィルタ４とテレビカメラ３との間
に備えて第１微分フィルタ４をデジタルフィルタとして
もよい。また、画像処理装置１０の処理速度が遅くて微
分処理をする余裕がない場合には、Ａ／Ｄ変換器１１を
第２微分フィルタ１４と二値化回路１５との間に備え、
かつメモリー１２を画像メモリー１６と共通化して、第
２微分フィルタ１４をアナログフィルタとしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明方法により、１台のテレビカメラ
で、かつ画像合成装置等の高価な装置を用いずとも、簡
単な装置構成で溶融池全体にわたって正確に欠陥を弁別
することが可能となった。
で、かつ画像合成装置等の高価な装置を用いずとも、簡
単な装置構成で溶融池全体にわたって正確に欠陥を弁別
することが可能となった。
【図１】本発明方法を実施した表面欠陥検出装置の構成
例および画像処理装置の構成ブロック図である。
例および画像処理装置の構成ブロック図である。
【図２】テレビカメラで撮像したビデオ信号の説明図で
あり、（ａ）はテレビカメラで撮影した原画像を、
（ｂ）は（ａ）の原画像のＡ−Ａ走査線上での輝度分布
（光量信号）を模式的に表したチャート図を示す。
あり、（ａ）はテレビカメラで撮影した原画像を、
（ｂ）は（ａ）の原画像のＡ−Ａ走査線上での輝度分布
（光量信号）を模式的に表したチャート図を示す。
【図３】ビデオ信号の処理過程における微分信号のチャ
ート図である。
ート図である。
【図４】本発明方法において欠陥判別に用いる、二階微
分信号のチャート図である。
分信号のチャート図である。
１ 鋼片 ２ 溶削火口 ３ テレビカメラ ４ 第１微分フィルタ １０ 画像処理装置 １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ メモリー １３ マスキング回路 １４ 第２微分フィルタ １５ 二値化回路 １６ 画像メモリー １７ 欠陥弁別器 １８ 欠陥判定装置 ２１ 溶融池 ２２ 溶削ガス流 ２４ 従来技術で用いる欠陥弁別しきい値 ２５ 本発明方法で用いる欠陥弁別しきい値
Claims (1)
- 【請求項１】溶削火炎にて金属材表層部を溶削して、金
属材の表層部に存する欠陥から発生する欠陥火花を検知
する金属材の欠陥検査方法において、前記溶削火炎を撮
像し、その撮像信号を２回微分することにより欠陥火花
に係わる信号成分を弁別し、欠陥検出をすることを特徴
とする金属材の表面欠陥検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14582995A JPH08338813A (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 金属材の表面欠陥検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14582995A JPH08338813A (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 金属材の表面欠陥検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08338813A true JPH08338813A (ja) | 1996-12-24 |
Family
ID=15394088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14582995A Pending JPH08338813A (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 金属材の表面欠陥検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08338813A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006214901A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Kochi Univ Of Technology | 軸受損傷評価装置、軸受損傷評価方法、軸受損傷評価プログラム、およびこのプログラムを記録した記憶媒体 |
| JP2006518843A (ja) * | 2003-02-24 | 2006-08-17 | ソコマト アンターナシオナル | 媒体内の不連続部を検出する方法および装置 |
-
1995
- 1995-06-13 JP JP14582995A patent/JPH08338813A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006518843A (ja) * | 2003-02-24 | 2006-08-17 | ソコマト アンターナシオナル | 媒体内の不連続部を検出する方法および装置 |
| JP4679504B2 (ja) * | 2003-02-24 | 2011-04-27 | ソコマト アンターナシオナル | 媒体内の不連続部を検出する方法および装置 |
| JP2006214901A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Kochi Univ Of Technology | 軸受損傷評価装置、軸受損傷評価方法、軸受損傷評価プログラム、およびこのプログラムを記録した記憶媒体 |
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