JPH0886730A

JPH0886730A - 材質判別装置及び材質判別方法

Info

Publication number: JPH0886730A
Application number: JP6221401A
Authority: JP
Inventors: Koji Yonezawa; 好司米澤; Yoshimi Hakamata; 佳美袴田
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】判別対象部材の材質判定や異材の鑑別を作業
者の熟練具合によらず常時安定して精度良く行う。【構成】飛散する火花３を撮影するＣＣＤカメラ４を
備え、ＣＣＤカメラ４で撮影した画像を画像処理して火
花３の流線本数を設定する画像処理装置５を設けると共
に、画像処理装置５の情報に基づいて鋼材１の材質を判
別する制御装置６を設け、制御装置６の記憶部７に記憶
された火花３の流線本数を複数個の鋼材１毎に比較判別
部８で比較して鋼材１の材質を相対的に判別し、鋼材１
の材質を相対的に判別し、鋼材１の材質検査を簡単に実
施できるようにし、鋼材１の材質判定や異材の鑑別を作
業者の熟練具合によらず常時安定して精度良く行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、判別対象部材の材質を
判別する材質判別装置及び材質判別方法に関し、鋼塊、
鋼片、鋼材及び各種鋼製品の鋼種判別に用いて好適であ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄鋼材（炭素鋼）の原料製品は
軸受等の様々な部品製品に加工され、更に部品製品は家
庭用や産業用の各種機器の構成要素に使用されている。
鉄鋼材は加工される部品に応じて最適な特性を有する多
種類の原料製品が制作されている。万一、不適切な原料
製品によって軸受等の部品製品が加工されると、更にこ
の部品製品を用いた機器等にも悪影響が及んでしまう。
従って、原料製品の出荷時に一つでも異なる原料製品が
混入した場合、部品製品だけでなくこの部品製品を用い
ている機器の全ての部品が使用できなくなる虞があり、
異種の原料製品の混入は多大な影響を及ぼすものとなっ
ている。このため、原料製品の材質管理は厳しく行わ
れ、鋼種の判定や異材の鑑別を目的として出荷前の全て
の原料製品に対して材質検査が施されている。

【０００３】従来、鉄鋼材の原料製品に対する材質検査
は、人手によって原料製品をグラインダに押し付け、そ
の時に発生する火花の状況を作業員が目視することによ
り、炭素の含有量及び成分等を推定し、鋼種の判定や異
材の鑑別を行っている。火花の状況は炭素の含有量及び
成分等によって様々な特徴があり、火花の本数や破裂の
数を熟練した作業員が目視することにより、比較的容易
に原料製品の種類が推定できる。火花による鋼種の判定
や異材の鑑別は、製造工程の途中であっても、また、原
料製品が納入された後でも随時随所で実施することがで
き、品質管理に役立つ。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、火花の状況を作
業員が目視することで鉄鋼材の原料製品に対する材質検
査を実施しているので、正確な検査を行うためには、グ
ラインダの押し付けから火花の判定までを熟練した作業
員によって行う必要がある。しかし、検査に要求される
単純な労働に対する人員配置が極めて困難になってきて
いるのが現状であり、また、検査に対する要求精度は益
々高度化してきている。これに加えて、目視は感覚検査
であるため、正確に検査できるようになるまでには相当
の経験と期間が必要であり、人手不足は深刻な問題とな
っている。また、熟練した作業員であっても、朝から晩
まで常時安定した検査結果を得るのは至難の技であり、
ましては、複数の作業員が全く同じレベルで検査を行う
ことは不可能に近いものであった。更に、重量物である
グラインダを扱って一日に相当数（数千個）の原料製品
の検査を行うことはかなりの重労働であり、人手不足に
も係わらず体力があってしかも熟練した多くの作業員が
必要になっている。

【０００５】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、判別対象部材の材質判定や異材の鑑別が作業者の熟
練具合によらず常時安定して精度良く行える材質判別装
置及び材質判別方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第一発明の材質判別装置は、判別対象部材が押し付け
られる工具と、該工具が押し付けられることにより飛散
する飛散物を検出する検出装置と、該検出装置による前
記飛散物の検出状態に基づいて該飛散物の状況を設定す
る処理装置と、該処理装置の情報に基づいて前記判別対
象部材の材質を判別する制御装置とからなることを特徴
とする。そして、前記制御装置には、複数個の前記判別
対象部材の前記飛散物の状況を記憶する記憶部と、該記
憶部に記憶された前記飛散物の状況を複数個の前記判別
対象部材毎に比較して該判別対象部材の材質を相対的に
判別する比較判別部とを備えたことを特徴とする。

【０００７】また、上記目的を達成するための第二発明
の材質判別装置は、判別対象部材が押し付けられる回転
工具と、該回転工具が押し付けられることにより飛散す
る火花を検知する検知装置と、該検知装置による前記火
花の検知状態に基づいて該火花の状況を設定する処理装
置と、該処理装置の情報に基づいて前記判別対象部材の
材質を判別する制御装置とからなることを特徴とする。
そして、前記制御装置は、複数個の前記判別対象部材の
前記火花の状況を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶さ
れた前記火花の状況を複数個の前記判別対象部材毎に比
較して該判別対象部材の材質を相対的に判別する比較判
別部とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】また、上記目的を達成するための第三発明
の材質判別装置は、判別対象部材が押し付けられる回転
工具と、該回転工具が押し付けられることにより飛散す
る火花を撮影するカメラと、該カメラで撮影された前記
火花の画像を処理する画像処理装置と、該画像処理装置
の情報に基づいて前記判別対象部材の材質を判別する制
御装置とからなることを特徴とする。そして、前記制御
装置は、複数個の前記判別対象部材の前記火花の画像処
理状況を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された前記
火花の画像処理状況を複数個の前記判別対象部材毎に比
較して該判別対象部材の材質をを相対的に判別する比較
判別部とを備えたことを特徴とするものである。

【０００９】また、上記目的を達成するための第四発明
の材質判別装置は、判別対象部材が押し付けられる回転
工具と、該回転工具が押し付けられることにより飛散す
る火花を検知する検知装置及び該火花を撮影するカメラ
と、前記検知装置による前記火花の検知状態に基づいて
該火花の状況を設定する処理装置と、前記カメラで撮影
された前記火花の画像を処理する画像処理装置と、前記
処理装置の情報及び前記画像処理装置の情報に基づいて
前記判別対象部材の材質を判別する制御装置とからなる
ことを特徴とする。そして、前記制御装置は、複数個の
前記判別対象部材の前記火花の状況及び画像処理状況を
記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された前記火花の状
況及び画像処理状況を複数個の前記判別対象部材毎に比
較して該判別対象部材の材質を相対的に判別する比較判
別部とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】また、第二発明及び第四発明の材質判別装
置における前記検出装置は、発光部と受光部とからなる
複数の火花検出装置であり、前記処理装置は、複数の火
花検知装置の検知状態に基づいて前記火花の流線本数と
流線角度を設定することを特徴とし、前記複数の火花検
知装置は、飛散する前記火花の側面及び平面の状況をそ
れぞれ検知するように設置されていることを特徴とす
る。

【００１１】また、第三発明及び第四発明の材質判別装
置における前記画像処理装置は、飛散する火花の画像デ
ータをディジタル化し、画像の横方向及び縦方向の状況
を処理して前記火花の流線本数を設定することを特徴と
し、前記カメラは、飛散する前記火花の側面及び平面の
状況をそれぞれ撮影するように設置されていることを特
徴とし、前記カメラは、飛散する前記火花の根元部と中
央部と先端部とをそれぞれ撮影するように設置され、更
に、前記カメラは、飛散する前記火花の全体を撮影する
ように設置されていることを特徴とする。

【００１２】また、上記目的を達成するための第五発明
の材質判別方法は、判別対象部材を工具に押し付けた時
に飛散する飛散物の状況を記憶し、該記憶した前記飛散
物の状況に基づいて該判別対象物の材質を判別すること
を特徴とする。

【００１３】また、上記目的を達成するための第六発明
の材質判別方法は、判別対象部材を工具に押し付けた時
に飛散する飛散物の状況を複数の前記判別対象部材毎に
記憶し、該記憶した前記飛散物の状況を前記複数の前記
判別対象部材毎に比較して該判別対象物の材質を相対的
に判別することを特徴とする。

【００１４】また、第五発明及び第六発明の材質判別方
法における前記飛散物は火花であって、前記飛散物の状
況は火花の流線本数と流線角度であることを特徴とし、
前記飛散物は火花であって、前記飛散物の状況は撮影さ
れた火花の画像データをディジタル化して画像の横方向
及び縦方向の状況を処理して得られる火花の流線本数で
あることを特徴とする。

【００１５】

【作用】第一発明の材質判別装置では、検出装置によっ
て飛散する飛散物を検出すると共に処理装置によって飛
散物の状況を設定し、処理装置の情報に基づいて飛散物
の状況に応じて制御装置によって判別対象部材の材質を
判別する。また、記憶部で複数個の判別対象部材の飛散
物の状況を記憶し、記憶部に記憶された飛散物の状況を
複数個の判別対象部材毎に比較判別部で比較し、判別対
象部材の材質を相対的に判別する。

【００１６】第二発明の材質判別装置では、検知装置に
よって飛散する火花を検知すると共に処理装置によって
火花の状況を設定し、処理装置の情報に基づいて火花の
状況に応じて制御装置によって判別対象部材の材質を判
別する。また、記憶部で複数個の判別対象部材の火花の
状況を記憶し、記憶部に記憶された火花の状況を複数個
の判別対象部材毎に比較判別部で比較し、判別対象部材
の材質を相対的に判別する。

【００１７】第三発明の材質判別装置では、カメラによ
って飛散する火花を撮影すると共に画像処理装置によっ
て火花の画像を処理し、画像処理装置の情報に基づいて
火花の状況に応じて制御装置によって判別対象部材の材
質を判別する。また、記憶部で複数個の判別対象部材の
火花の画像処理状況を記憶し、記憶部に記憶された火花
の画像処理状況を複数個の判別対象部材毎に比較判別部
で比較し、判別対象部材の材質を相対的に判別する。

【００１８】第四発明の材質判別装置では、検知装置に
よって飛散する火花を検知すると共にカメラによって飛
散する火花を撮影し、処理装置によって火花の状況を設
定すると共に画像処理装置によって火花の画像を処理
し、処理装置の情報及び画像処理装置の情報に基づいて
火花の状況に応じて制御装置によって判別対象部材の材
質を判別する。また、記憶部で複数個の判別対象部材の
火花の状況及び画像処理状況を記憶し、記憶部に記憶さ
れた火花の状況及び画像処理状況を複数個の判別対象部
材毎に比較判別部で比較し、判別対象部材の材質を相対
的に判別する。

【００１９】また、第二発明及び第四発明においては、
発光部と受光部とからなる複数の火花検出装置によって
火花を検知し、複数の火花検知装置の検知状態に基づい
て火花の流線本数と流線角度を設定する。また、火花検
知装置は、飛散する火花の側面及び平面の状況をそれぞ
れ検知する。

【００２０】また、第三発明及び第四発明においては、
飛散する火花の画像データをディジタル化し、画像の横
方向及び縦方向の状況を処理して火花の流線本数を設定
するようになっている。また、カメラは、飛散する火花
の側面及び平面の状況をそれぞれ撮影する。また、カメ
ラは、飛散する火花の根元部と中央部と先端部とをそれ
ぞれ撮影し、更に、飛散する火花の全体を撮影する。

【００２１】第五発明の材質判別方法では、飛散物の状
況を記憶して記憶した飛散物の状況に基づいて判別対象
部材の材質を判別する。この時、判別する飛散物の状況
は、火花の流線本数と流線角度であり、また、判別する
飛散物の状況は、撮影された火花の画像データを処理し
て得られる火花の流線本数である。

【００２２】第六発明の材質判別方法では、飛散物の状
況を複数の判別対象部材毎に記憶して記憶した飛散物の
状況を比較して相対的に判別対象部材の材質を判別す
る。この時、判別する飛散物の状況は、火花の流線本数
と流線角度であり、また、判別する飛散物の状況は、撮
影された火花の画像データを処理して得られる火花の流
線本数である。

【００２３】

【実施例】図１乃至図４に基づいて本発明の第一実施例
に係る材質判別装置を説明する。第一実施例は、請求項
１、請求項２及び請求項５、請求項６及び請求項１１乃
至請求項１３に対応し、第一発明及び第三発明に相当す
るものである。図１には本発明の第一実施例に係る材質
判別装置のシステムの概略構成、図２にはカメラによる
火花の撮影状況を表す側面を示してある。

【００２４】図において、１は判別対象部材としての鋼
材であり、鋼材１は回転工具としての砥石２に押し付け
られることにより飛散物としての火花３が発生する。火
花３はカメラとしてのＣＣＤカメラ４（例えば露光時間
1/60秒）によって撮影され、ＣＣＤカメラ４によって撮
影された火花３の映像は画像処理装置５に入力されるよ
うになっている。画像処理装置５では飛散する火花３の
画像データをディジタル化し、画像の横方向及び縦方向
の状況を処理して火花３の流線本数を設定する（詳細は
後述する）。画像処理装置５で設定された火花３の流線
本数に基づいて制御装置６では鋼材１の材質が判別され
る。制御装置６は、複数種の鋼材１の火花３の流線本数
が記憶される記憶部７と、記憶部７に記憶された火花３
の流線本数を鋼材１毎に比較して鋼材１の材質を相対的
に判別する比較判別部８とを有している（請求項６）。
尚、画像処理装置５は、画像処理開始スイッチ９の操作
によって画像処理を開始するようになっている。

【００２５】図２に示すように、飛散する火花３は、飛
散を開始する根元部と、流線形状になる中間部と破裂が
生じる先端部に分けられ、ＣＣＤカメラ４による撮影範
囲は中央部を含む側面部分となっている。尚、図２で示
した例は、一台のＣＣＤカメラ４で火花３の中央部を含
む側面部分を撮影するようにしたが、根元部と中間部と
先端部とをそれぞれ別のＣＣＤカメラ４で撮影し、更
に、火花３の全体を別のＣＣＤカメラ４で撮影するよう
にしてもよい（請求項１３）。また、火花３の側面部分
だけでなく、平面の状況を撮影するためにＣＣＤカメラ
４を火花３の上部に設置することも可能である（請求項
１２）。

【００２６】上述した材質判別装置による材質判別方法
（第五発明及び第六発明）を説明する（請求項１４，１
５，１７）。先ず、基準となる火花３を得るために、砥
石２の材質、形状、回転数及び鋼材１を砥石２に押し付
ける時の圧力を設定する。例えば、0.2%の炭素鋼を基準
の鋼材１とし、結合度Ｑ、直径125mm の砥石２を周速度
20〜25m/s(回転数3000乃至4000rpm)で回転させて鋼材１
を研削した時に、火花３が水平方向で長さが500mm 程度
になるように発生する押し付け圧力を基準とする。

【００２７】次に、図３乃至図７に基づいて材質判別方
法を具体的に説明する。図３、図４には画像処理の手順
を表すフローチャート、図５乃至図７には流線本数を設
定するための画像の状況を示してある。

【００２８】図３に示すように、砥石２及びＣＣＤカメ
ラ４を動作させ、判別を行う鋼材１を基準となる押し付
け圧力で砥石２に押し付ける。これにより、火花３が発
生してＣＣＤカメラ４による火花３の撮影が開始され
る。画像処理開始スイッチ９の操作によって火花３を撮
影した画像の取込みが開始し、例えば1/60秒単位のＣＣ
Ｄカメラ４の画像データが画像処理装置５に入力され
る。Ｓ１のステップで1/60秒単位の画像データが合成さ
れて積算され、その後、画像データが所定枚数（例えば
少なくとも２０枚）になったか否かが判断され、画像デ
ータが所定枚数になるまで1/60秒単位の画像データの積
算が繰り返される。画像データが所定枚数に達すると、
即ち、所定枚数の画像データが合成されると、合成され
たデータが一つの画像処理データとして登録され、画像
処理データがｎ個（判別される鋼材１の種類、例えば３
個）揃ったか否かが判断される。画像処理データがｎ個
揃うまでＳ１のステップに戻って画像データの積算処理
が繰り返され、画像処理データがｎ個揃ったら図４で示
したフローチャートに移行する。尚、判別される鋼材１
の種類が一つの場合、画像処理データがｎ個揃う処理を
行わず、画像処理データとして登録した後に直ちに画像
処理を行い、鋼材１が基準のデータに合っているか否か
を判断して鋼材１の判別を行う。

【００２９】図４に示すように、Ｓ２のステップで画像
処理データｎ（ｎ：１，２，３）への画像処理を行う。
画像処理データｎをそれぞれ２値化し（階調変換）、固
定しきい値法を適用して輝度を白（０）か黒（１）の２
レベルにする。この時の画像は、図５に示したように、
縦400 画素、横600 画素に分割されている。尚、階調変
換の他に細線化処理を行うようにしてもよい。２値化さ
れたデータは、ある幅を持った図形であるので、チェイ
ン符号化を適用しその図形の中心線を抽出して細線化処
理を行う。図６に示したように、画像の領域を横方向に
６４画素間隔で１０の領域に分割し、各領域の線本数を
計算する。線本数の計算は、図７に示すように、各領域
における６４画素の左から３２画素目の縦列について輝
度が１レベル（黒レベル）の部分をカウントする（請求
項１１）。

【００３０】各領域の線本数を計算した後、各領域の線
本数の平均値を算出して画像処理データｎの線本数を算
出する。つまり、（画像処理データの線本数）＝｛（領
域１の線本数）＋（領域２の線本数）＋・・・＋（領域
１０の線本数）｝／１０の演算式により画像処理データ
ｎの線本数を算出する。線本数の算出処理が画像処理デ
ータｎについて全て完了したか否かが判断され、線本数
の算出処理が画像処理データｎについて全て完了してい
ない場合Ｓ２のステップに戻って線本数の算出処理が繰
り返される。線本数の算出処理が画像処理データｎにつ
いて全て完了したら、３つの画像処理データの線本数の
最大値をこの鋼材１の火花３の流線本数とすることで鋼
材１の火花３の流線本数を設定する。ここで設定された
鋼材１の火花３の流線本数の情報は制御装置６に入力さ
れ、予め定められた鋼材に該当する火花３の流線本数範
囲と、設定した鋼材１の火花３の流線本数とを比較照合
して鋼材１の判別を行い、該当鋼材を出力する。

【００３１】このように、ＣＣＤカメラ４によって飛散
する火花３を撮影すると共に画像処理装置５によって火
花３の画像を処理して流線本数を設定し、画像処理装置
５で設定した流線本数を記憶部７で記憶し、記憶部７に
記憶された火花の流線本数を複数個の鋼材毎に比較判別
部８で比較して鋼材１の材質を相対的に判別する。この
ため、簡単に鋼材１の材質検査を実施することが可能に
なるので、作業者の労力を格段に軽減することができ
る。一般に鋼材の火花特性としては、図８に示すよう
に、含有する炭素量に応じて流線本数や流線角度が変化
することが知られている。また、この火花特性は、含有
する炭素量が0.1%変わっても大きく変化するため、上述
した判別装置を用いることで、含有する炭素量が0.05%
未満のものから0.8%を越えるものまで１０数種類の鋼材
の材質を判別することができる。尚、上記実施例では３
種類の鋼材の材質を判別する例について説明したが、制
御装置６の能力が許す限り３種類以上の種類の鋼材の材
質を判別することができる。この時、火花特性が大きく
異なる鋼材同士の判別であれば、比較的容易に多種類の
鋼材の判別が行える。また、画像処理される火花３の状
況も流線本数には限定されず、流線角度や流線太さ、あ
るいはこれらを組み合わせたものを適用することも可能
である（請求項５，６）。

【００３２】次に、図９乃至図１２に基づいて本発明の
第二実施例に係る材質判別装置を説明する。第二実施例
は、請求項１乃至請求項４及び請求項９、請求項１０に
対応し、第一発明及び第二発明に相当するものである。
図９には本発明の第二実施例に係る材質判別装置のシス
テムの概略構成、図１０には検知装置による火花の検知
状況を表す側面、図１１には図１０中のXI-XI 線矢視、
図１２には検知装置の検知原理を示してある。

【００３３】図において、１１は判別対象部材としての
鋼材であり、鋼材１１は回転工具としての砥石１２に押
し付けられることにより飛散物としての火花１３が発生
するようになっている。火花１３の根元部のには検知装
置としての流線角度検知センサ１４が設置されており、
火花１３の中央部には検知装置としての流線本数検知セ
ンサ１５が設置されている。流線角度検知センサ１４及
び流線本数検知センサ１５は、火花１３を挟んで左右に
発光部２１と受光部２１が上下方向に複数設けられてい
る（請求項９）。尚、火花１３を挟んで上下に発光部２
１と受光部２２を左右方向に複数設置し、火花１３の平
面の状況を検知することも可能である（請求項１０）。
流線角度検知センサ１４及び流線本数検知センサ１５に
よる検知情報は、コントローラ１６を介して処理装置１
７に入力され、処理装置１７では火花１３の状況を設定
する。処理装置１７で設定された火花１３の状況に基づ
いて制御装置１８では鋼材１１の材質が判別される。制
御装置１８は、複数種の鋼材１１の火花１３の状況が記
憶される記憶部１９と、記憶部１９に記憶された火花１
３の状況を鋼材１１毎に比較して鋼材１１の材質を相対
的に判別する比較判別部２０とを有している（請求項
４）。

【００３４】図１２に示したように、流線角度検知セン
サ１４及び流線本数検知センサ１５は、一対の発光部２
１と受光部２２を一組として上下に適宜間隔で設けられ
ている。発光部２１からの光が受光部２２に届いた場合
に火花１３を検出しないと判断され、流線本数検知セン
サ１５では、火花１３を検出した、即ち発光部２１から
の光が届かなかった受光部２２の個数が火花１３の流線
本数となる。また、流線角度検知センサ１４では、発光
部２１からの光が届かなかった受光部２２の最上部と最
下部が火花１３の流線角度となる。このようにして、流
線角度検知センサ１４及び流線本数検知センサ１５によ
って火花１３の流線本数及び流線角度が検知される。
尚、上記実施例では、検知装置として流線角度検知セン
サ１４及び流線本数検知センサ１５を設け、火花１３の
流線角度と流線本数を設定するようにしたが、検知装置
及び設定する火花１３の状況はこれに限定されず、他の
検知装置を用いて火花１３の状況を設定するようにして
もよい（請求項３）。

【００３５】上述した材質判別装置による材質判別方法
（第五発明及び第六発明）を説明する（請求項１４，１
５，１６）。前述した第三発明と同様に、先ず、基準と
なる火花１３を得るため、砥石１２の材質、形状、回転
数及び鋼材１１を砥石１２に押し付ける時の圧力を設定
する。例えば、0.2%の炭素鋼を基準の鋼材１１とし、結
合度Ｑ、直径125mm の砥石１２を周速度20〜25m/s(回転
数3000乃至4000rpm)で回転させて鋼材１１を研削した時
に、火花１３が水平方向で長さが500mm 程度になるよう
に発生する押し付け圧力を基準とする。

【００３６】判別を行う鋼材１１を基準となる押し付け
圧力で砥石１２に押し付け、この時発生する火花１３の
状況を流線角度検知センサ１４及び流線本数検知センサ
１５によって検知する。流線角度検知センサ１４及び流
線本数検知センサ１５による検知結果はコントローラ１
６を介して処理装置１７に入力され、処理装置１７では
鋼材１１の火花１３の流線本数及び流線角度が設定され
る。処理装置１７で設定された火花１３の流線本数及び
流線角度は記憶部１９に記憶される。必要な量の火花１
３の状況が記憶部１９に蓄積されると、比較判別部２０
で鋼材１１毎に火花１３の流線本数及び流線角度が比較
され、鋼材１１の種類（炭素の含有量）が相対的に比較
されて判別される。尚、判別される鋼材１１の種類が一
つの場合は、火花１３の状況を記憶部１９に蓄積する処
理を行わず、鋼材１１の火花１３の状況が予め記憶部１
９に記憶されているデータに合っているか否かを判断し
て鋼材１１の判別を行う。

【００３７】このように、流線角度検知センサ１４及び
流線本数検知センサ１５によって飛散する火花１３を検
知すると共に処理装置１７によって火花１３の流線本数
及び流線角度を設定し、処理装置１７で設定した流線本
数及び流線角度を記憶部１９で記憶し、記憶部１９に記
憶された火花１３の流線本数及び流線角度を復数個の鋼
材毎に比較判別部２０で比較して鋼材１１の材質を相対
的に判別する。このため、第三発明の材質判別装置と同
様に簡単に鋼材１１の材質検査を実施することが可能に
なるので、作業者の労力を格段に軽減することができ
る。図８に示すように、含有する炭素量に応じて流線本
数や流線角度が変化し、含有する炭素量が0.1%変わって
も大きく変化するため、上述した判別装置を用いること
で、含有する炭素量が0.05% 未満のものから0.8%を越え
るものまで１０数種類の鋼材の材質を判別することがで
きる。このため、火花特性が大きく異なる鋼材同士の判
別であれば、比較的容易に多種類の鋼材の判別が行え
る。また、処理される火花１３の状況も流線本数及び流
線角度には限定されず、流線太さ等を組み合わせたもの
を適用することも可能である（請求項３，４）。

【００３８】次に第四発明を説明する。第四発明は、上
述した第二発明及び第三発明を組み合わせたもので、Ｃ
ＣＤカメラ４、流線角度検知センサ１４及び流線本数検
知センサ１５によって鋼材の火花の状況を検知し、画像
処理装置５及び処理装置１７によって火花の流線本数及
び流線角度を設定し、設定された火花の流線本数及び流
線角度を記憶して制御装置によって復数個の鋼材毎に比
較判別部で比較して鋼材の材質を相対的に判別する（請
求項７，８）。このため、第二発明及び第三発明の材質
判別装置と同様に、簡単に鋼材１１の材質検査を実施す
ることが可能になり、しかも極めて正確に鋼材１１の材
質検査を実施することができるので、作業者の労力を格
段に軽減することができ、信頼性の高い検査が可能にな
る。

【００３９】尚、本発明の材質判別装置で判別される判
別対象部材は、鋼材に限定されるものではなく、例え
ば、硬質ゴムを回転工具に押し付けた時に飛散する削り
かすの状況を飛散物として検出し、この状況を比較して
硬質ゴムの材質等を判別することも可能であり、判別対
象部材の材質及び飛散物の状況は上記実施例のものに限
定されるものではない。

【００４０】

【発明の効果】第一発明の材質判別装置は、飛散する飛
散物を検出する検出装置を備え、検出装置で検出した飛
散物の状況を設定する処理装置を設け、処理装置の情報
に基づいて判別対象部材の材質を判別する制御装置を設
けたので、飛散物の状況に応じて判別対象部材の材質を
判別するすることができる。また、記憶部に記憶された
飛散物の状況を複数個の判別対象部材毎に比較判別部で
比較し、判別対象部材の材質を相対的に判別することが
できる。この結果、簡単に判別対象部材の材質検査を実
施することが可能になり、判別対象部材の材質判定や異
材の鑑別が作業者の熟練具合によらず常時安定して精度
良く行え、作業者の労力を格段に軽減することができ
る。

【００４１】第二発明の材質判別装置は、飛散する火花
を検知する検知装置を備え、検知装置で検知した火花の
状況を設定する処理装置を設け、処理装置の情報に基づ
いて判別対象部材の材質を判別する制御装置を設けたの
で、火花の状況に応じて判別対象部材の材質を判別する
することができる。また、記憶部に記憶された火花の状
況を複数個の判別対象部材毎に比較判別部で比較し、判
別対象部材の材質を相対的に判別することができる。こ
の結果、簡単に判別対象部材の材質検査を実施すること
が可能になり、判別対象部材の材質判定や異材の鑑別が
作業者の熟練具合によらず常時安定して精度良く行え、
作業者の労力を格段に軽減することができる。

【００４２】第三発明の材質判別装置は、飛散する火花
を撮影するカメラを備え、カメラで撮影した画像を画像
処理する画像処理装置を設け、画像処理装置の情報に基
づいて判別対象部材の材質を判別する制御装置を設けた
ので、火花の状況に応じて判別対象部材の材質を判別す
るすることができる。また、記憶部に記憶された火花の
状況を複数個の判別対象部材毎に比較判別部で比較し、
判別対象部材の材質を相対的に判別することができる。
この結果、簡単に判別対象部材の材質検査を実施するこ
とが可能になり、判別対象部材の材質判定や異材の鑑別
が作業者の熟練具合によらず常時安定して精度良く行
え、作業者の労力を格段に軽減することができる。

【００４３】第四発明の材質判別装置は、飛散する火花
を検知する検知装置及び火花を撮影するカメラを備え、
検知装置で検知した火花の状況を設定する処理装置及び
カメラで撮影した画像を画像処理する画像処理装置を設
け、処理装置の情報及び画像処理装置の情報に基づいて
判別対象部材の材質を判別する制御装置を設けたことに
より、火花の状況に応じて判別対象部材の材質を極めて
正確に判別するすることができる。また、記憶部に記憶
された火花の状況を複数個の判別対象部材毎に比較判別
部で比較し、判別対象部材の材質を相対的に判別するこ
とができる。この結果、簡単にしかも信頼性良く判別対
象部材の材質検査を実施することが可能になり、判別対
象部材の材質判定や異材の鑑別が作業者の熟練具合によ
らず常時安定して極めて精度良く行え、作業者の労力を
格段に軽減することができる。

【００４４】第五発明の材質判別方法は、飛散する飛散
物の状況を記憶し、記憶した飛散物の状況に基づいて判
別対象部材の材質を判別するようにしたので、飛散物の
状況に応じて判別対象部材の材質を判別するすることが
できる。この結果、簡単に判別対象部材の材質検査を実
施することが可能になり、判別対象部材の材質判定や異
材の鑑別が作業者の熟練具合によらず常時安定して精度
良く行え、作業者の労力を格段に軽減することができ
る。

【００４５】第六発明の材質判別方法は、飛散する飛散
物の状況を複数の判別対象部材毎に記憶し、記憶した飛
散物の状況を比較して相対的に判別対象部材の材質を判
別するようにしたので、飛散物の状況に応じて判別対象
部材の材質を判別するすることができる。この結果、簡
単に判別対象部材の材質検査を実施することが可能にな
り、判別対象部材の材質判定や異材の鑑別が作業者の熟
練具合によらず常時安定して精度良く行え、作業者の労
力を格段に軽減することができる。

【００４６】従って、本願発明を鋼材の材質判定に適用
することにより、火花による鋼材の材質判定や異材の鑑
別を自動化することが可能になり、熟練した作業者によ
らず正確にしかも信頼性高く材質検査を実施することが
できる。この結果、作業者を重労働から解放して作業環
境の改善を図ることができると共に、材質検査の精度向
上と信頼性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る材質判別装置のシス
テムの概略構成図。

【図２】カメラによる火花の撮影状況を表す側面図。

【図３】画像処理の手順を表すフローチャート。

【図４】画像処理の手順を表すフローチャート。

【図５】流線本数を設定するための画像の状況説明図。

【図６】流線本数を設定するための画像の状況説明図。

【図７】流線本数を設定するための画像の状況説明図。

【図８】火花特性を表すグラフ。

【図９】本発明の第二実施例に係る材質判別装置のシス
テムの概略構成図。

【図１０】検知装置による火花の検知状況を表す側面
図。

【図１１】図１０中のXI-XI 線矢視図。

【図１２】検知装置の検知原理説明図。

【符号の説明】

１，１１鋼材２，１２砥石３，１３火花４ＣＣＤカメラ５画像処理装置６，１８制御装置７，１９記憶部８，２０比較判別部１４流線角度検出センサ１５流線本数検出センサ１６コントローラ１７処理装置２１発光部２２受光部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】判別対象部材が押し付けられる工具と、
該工具が押し付けられることにより飛散する飛散物を検
出する検出装置と、該検出装置による前記飛散物の検出
状態に基づいて該飛散物の状況を設定する処理装置と、
該処理装置の情報に基づいて前記判別対象部材の材質を
判別する制御装置とからなることを特徴とする材質判別
装置。
【請求項２】前記制御装置には、複数個の前記判別対
象部材の前記飛散物の状況を記憶する記憶部と、該記憶
部に記憶された前記飛散物の状況を複数個の前記判別対
象部材毎に比較して該判別対象部材の材質を相対的に判
別する比較判別部とを備えたことを特徴とする請求項１
に記載の材質判別装置。
【請求項３】判別対象部材が押し付けられる回転工具
と、該回転工具が押し付けられることにより飛散する火
花を検知する検知装置と、該検知装置による前記火花の
検知状態に基づいて該火花の状況を設定する処理装置
と、該処理装置の情報に基づいて前記判別対象部材の材
質を判別する制御装置とからなることを特徴とする材質
判別装置。
【請求項４】前記制御装置は、複数個の前記判別対象
部材の前記火花の状況を記憶する記憶部と、該記憶部に
記憶された前記火花の状況を複数個の前記判別対象部材
毎に比較して該判別対象部材の材質を相対的に判別する
比較判別部とを備えたことを特徴とする請求項３に記載
の材質判別装置。
【請求項５】判別対象部材が押し付けられる回転工具
と、該回転工具が押し付けられることにより飛散する火
花を撮影するカメラと、該カメラで撮影された前記火花
の画像を処理する画像処理装置と、該画像処理装置の情
報に基づいて前記判別対象部材の材質を判別する制御装
置とからなることを特徴とする材質判別装置。
【請求項６】前記制御装置は、複数個の前記判別対象
部材の前記火花の画像処理状況を記憶する記憶部と、該
記憶部に記憶された前記火花の画像処理状況を複数個の
前記判別対象部材毎に比較して該判別対象部材の材質を
相対的に判別する比較判別部とを備えたことを特徴とす
る請求項５に記載の材質判別装置。
【請求項７】判別対象部材が押し付けられる回転工具
と、該回転工具が押し付けられることにより飛散する火
花を検知する検知装置及び該火花を撮影するカメラと、
前記検知装置による前記火花の検知状態に基づいて該火
花の状況を設定する処理装置と、前記カメラで撮影され
た前記火花の画像を処理する画像処理装置と、前記処理
装置の情報及び前記画像処理装置の情報に基づいて前記
判別対象部材の材質を判別する制御装置とからなること
を特徴とする材質判別装置。
【請求項８】前記制御装置は、複数個の前記判別対象
部材の前記火花の状況及び画像処理状況を記憶する記憶
部と、該記憶部に記憶された前記火花の状況及び画像処
理状況を複数個の前記判別対象部材毎に比較して該判別
対象部材の材質を相対的に判別する比較判別部とを備え
たことを特徴とする請求項７に記載の材質判別装置。
【請求項９】前記検知装置は、発光部と受光部とから
なる複数の火花検知装置であり、前記処理装置は、複数
の火花検知装置の検知状態に基づいて前記火花の流線本
数と流線角度を設定することを特徴とする請求項３また
は請求項４または請求項７または請求項８に記載の材質
判別装置。
【請求項１０】前記複数の火花検知装置は、飛散する
前記火花の側面及び平面の状況をそれぞれ検知するよう
に設置されていることを特徴とする請求項９に記載の材
質判別装置。
【請求項１１】前記画像処理装置は、飛散する火花の
画像データをディジタル化し、画像の横方向及び縦方向
の状況を処理して前記火花の流線本数を設定することを
特徴とする請求項５または請求項６または請求項７また
は請求項８に記載の材質判別装置。
【請求項１２】前記カメラは、飛散する前記火花の側
面及び平面の状況をそれぞれ撮影するように設置されて
いることを特徴とする請求項１１に記載の材質判別装
置。
【請求項１３】前記カメラは、飛散する前記火花の根
元部と中央部と先端部とをそれぞれ撮影するように設置
され、更に、前記カメラは、飛散する前記火花の全体を
撮影するように設置されていることを特徴とする請求項
１１または請求項１２に記載の材質判別装置。
【請求項１４】判別対象部材を工具に押し付けた時に
飛散する飛散物の状況を記憶し、該記憶した前記飛散物
の状況に基づいて該判別対象物の材質を判別することを
特徴とする材質判別方法。
【請求項１５】判別対象部材を工具に押し付けた時に
飛散する飛散物の状況を複数の前記判別対象部材毎に記
憶し、該記憶した前記飛散物の状況を前記複数の前記判
別対象部材毎に比較して該判別対象物の材質を相対的に
判別することを特徴とする材質判別方法。
【請求項１６】前記飛散物は火花であり、前記飛散物
の状況は火花の流線本数と流線角度であることを特徴と
する請求項１４または請求項１５に記載の材質判別方
法。
【請求項１７】前記飛散物は火花であり、前記飛散物
の状況は撮影された火花の画像データをディジタル化し
て画像の横方向及び縦方向の状況を処理して得られる火
花の流線本数であることを特徴とする請求項１４または
請求項１５に記載の材質判別方法。