JPH09141548A - 金属表面自動手入れ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面疵を高能率に研削除去する。 【解決手段】 鋼板１の表面疵のところに付けられたマ
ークの位置をマーク検出用カメラ６により検出する。マ
ーク位置情報を用いて疵検出用カメラ７によりマーク内
の疵の位置を検出する。疵位置情報を用いてマーク内の
疵のみを研削機８により除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚板のような広い
面積の金属表面に存在する疵を研削除去するのに適した
金属表面自動手入れ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板の表面疵は、従来はグラインダーを
用いた手作業により研削除去されていた。しかし、手作
業で表面疵の研削除去を行うと、研削により発生する粉
塵により作業者の健康を害してしまう問題がある。さら
にグラインダーによる研削作業は重労働でもある。これ
らの点から、表面疵の研削作業を自動化する要求が強か
った。

【０００３】このような要求に応えるものとして、表面
疵を光学的に検出し、検出された疵を研削ロボットで自
動的に研削除去する方法が、特公平５−４１３８８号公
報に開示されている。この方法では、まず固定されたカ
メラにより鋼板表面を撮影し、そのデータを処理して表
面疵の位置および大きさを検出する。次いで、検出され
たデータに基づいて疵位置を研削ロボットにより研削
し、その後、研削ロボットに付設された渦流センサで疵
取り評価を実施し、疵研削が不完全な場合は作業パター
ンを修正し、研削作業を繰り返す。

【０００４】また別の方法として、表面疵の位置、範
囲、種類および深さ別に分類された図形、色またはこれ
らの組み合わせによるパターンで表面疵をマーキング
し、マーキングされたパターンを光学的に読み取って得
た情報に基づいて、疵部を自動研削する方法が、特公昭
５４−３０３９０号公報により提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】いずれの方法による場
合も一応研削作業が自動的に行われる。しかし、前者の
方法では表面疵を検出する際に、表面全体がカメラ撮影
される。そのため、細かい疵まで見落としなく検出しよ
うとすると、カメラの分解能を上げる必要がある。その
ようなカメラで表面全体を検査すると、厚板のように表
面積が大きい場合はデータ数が膨大になり、そのデータ
処理に多大の時間が費やされるために、むしろ手作業の
方が効率が良くなる。

【０００６】一方、マーキングを用いた後者の方法で
は、マークの検出が容易なためデータ処理時間は短い。
しかし、マーキングが手作業であるため、表面疵の位
置、範囲、種類および深さ別にパターン分けされたマー
キングを行うには膨大な時間が必要になる。

【０００７】そこで実際の現場では、マーキングにより
疵部を囲い、そのマークを検出してマーク内を自動研削
する簡易な方法が採用されている。しかし、手作業では
厳密なマーキングが不可能であり、その結果、自動研削
では実際の疵より面積的に大きい範囲が研削され、研削
時間および研削量に無駄が生じる。そのため実際の能率
は期待されるほど高くはない。

【０００８】本発明の目的は、ラフなマーキングを行っ
た場合の研削時間および研削量の無駄を排除し、もって
作業能率の大幅向上を図る金属表面自動手入れ方法を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の自動手入れ方法
は、金属表面の全面を撮像手段により自動検査し、該金
属表面の疵部に付けられたマークの位置を検出する粗検
査工程と、検出されたマーク位置の情報に基づいてマー
ク周辺を精密検査し、マーク内の疵部の位置を検出する
精密検査工程と、検出された疵位置の情報に基づいてマ
ーク内の疵部を自動研削する研削工程とを包含してお
り、これにより上記目的が達成される。

【００１０】本発明の自動手入れ方法では、マーク内の
疵部の位置検出を行う精密検査工程が別に必要になる
が、局部検査のためにこれによるデータ処理時間の延長
は僅かである。そして研削では、マーク内の疵部のみを
研削するため、研削時間が非常に短い。よって従来のい
ずれの方法よりも処理時間が著しく短縮される。

【００１１】粗検査工程に使用される検査装置は、定位
置にセットされた被検査材を幅方向にまたぎ且つ材料長
手方向に駆動される移動架台に、材料表面を全幅にわた
って直線状に撮影する一次元カメラを取付けたものが望
ましい。なぜなら、材料の表面積が大きい場合も分解能
の低いカメラで材料表面のマークを高精度に検出でき、
データ量を少なくできると共に照明も容易になるからで
ある。

【００１２】精密検査工程に使用される検査装置として
は、前記移動架台または別の移動架台に複数の一次元カ
メラを取付けたものが、データ量を多くすることなく分
解能を上げることができる点および照明の容易さから望
ましい。

【００１３】研削工程に使用される研削装置も、前記移
動架台のいずれか又は別の移動架台に研削機を材料幅方
向に移動可能に取付けたものが能率の点から望ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図示
例に基づいて説明する。図１は本発明の方法を実施する
のに適した装置構成を示す模式図である。

【００１５】厚板等の鋼板１の表面に存在する疵の研削
除去に使用される本装置は、その鋼板１を幅方向にまた
ぐ門型の移動架台２を具備する。移動架台２は両側に車
輪３を有し、２本のレール４，４の上を内蔵のモータを
動力源として鋼板１の長手方向に自走する。そして、移
動架台２にはマーク検出用カメラ６、疵検出用カメラ７
および研削機８が搭載されている。

【００１６】マーク検出用カメラ６は、移動架台２の前
部にあって、鋼板１の幅方向中央部上からその鋼板１の
表面を幅方向に直線状に撮影する一次元カメラである。
画像信号は画像処理部６ａに送られてマーク位置検出に
用いられる。

【００１７】疵検出用カメラ７はマーク検出用カメラ６
の後方において鋼板１の幅方向に複数個並列配置されて
いる。各カメラは鋼板１の表面を幅方向に全幅の１／３
ずつ直線状に撮影する。各画像信号は画像処理部７ａに
送られて疵位置検出に使用される。なお、９，１０はカ
メラ撮影のための照明装置である。

【００１８】研削機８は移動架台２の後部に取付けられ
たグラインダーであって、架台２に沿って鋼板１の幅方
向に往復移動し、且つ任意の移動位置で鋼板１の表面に
所定圧力で押圧されることにより、その表面を所定の深
さに研削する。

【００１９】移動架台２、マーク検出用カメラ６、疵検
出用カメラ７および研削機８は制御部１１により統括制
御される。この制御のために、制御部１１には信号処理
部６ａ，７ａからの位置検出信号と、エンコンーダ１２
からの位置検出信号とが入力される。エンコンーダ１２
は移動架台２の鋼板長手方向位置を検出するものであ
る。

【００２０】図２は制御内容を示すフローチャートであ
る。同図を参照して、本装置を用いた本発明の方法につ
いて説明する。

【００２１】鋼板１に対しては予め表面疵を囲むように
手作業でマーキングを行う（図３参照）。マーキングを
終えた鋼板１が定位置にセットされると、移動架台２を
前進させながら、マーク検出用カメラ６で鋼板１の表面
を撮影する（Ｓ１〜Ｓ３）。ここで、マーク検出用カメ
ラ６は鋼板１の幅方向に一次元撮影を行うので、マーク
の描かれた部分を撮影すると、図３のようなアナログ信
号が信号処理部６ａに与えられる。図３の横軸は鋼板１
の幅方向位置に相当し、縦軸は信号の出力強度を示す。
マークが存在するときの出力強度を識別できるようにし
きい値を設定しておくと、マークの位置が鋼板幅方向に
ついて検出される（Ｓ４）。

【００２２】マークの幅方向位置情報が制御部１１に与
えられると、制御部１１ではエンコンダー１２からの信
号を用いてマークの長手方向位置を認識する（Ｓ５）。
また、マークの幅方向位置情報を用いて、複数の疵検出
用カメラ７のなかから駆動すべきカメラを選択する（Ｓ
６）。そして、選択されたカメラにカメラ６，７間の距
離に対応する時間だけ遅延させてトリガ信号を送信す
る。

【００２３】選択されたカメラ７では、トリガ信号を基
にマークが存在する範囲のみを撮影し、その信号を信号
処理部７ａに送って、マーク内の疵の画像を作成する
（Ｓ７）。マークが２つのカメラ７，７の撮影範囲にま
たがる場合は、各カメラでマーク内の疵を撮影し、撮影
後２つの画像を合わせて１つの疵画像とする。そして、
得られた疵画像に対して画像処理をリアルタイムで実施
してマーク内に存在する疵を抽出し、その結果から、鋼
板１の表面上での疵の座標を求める。かくして、マーク
内の疵位置が検出される（Ｓ８）。検出された疵位置情
報は、全面の撮影が終了するまで制御部１１で保存され
る。

【００２４】この一連の動作を鋼板１の全表面の検査が
終了するまで続けることにより、全ての表面疵の座標が
検出される。つまり、移動架台１の前進工程、すなわ
ち、往路で疵検査を行う。

【００２５】往路での疵検査が終了すると、移動架台２
を後退させる（Ｓ９）。このとき、往路で検出した表面
疵の座標を用いて、疵位置で移動架台２を停止させる。
そして、移動架台２の前後進と研削機の板幅方向移動と
を組み合わせて、マーク内の疵部のみを研削する（Ｓ１
０）。

【００２６】本方法はマークを検出した後、マーク内の
疵部を検出してその疵部のみを研削するので、マークを
検出するだけの方法に比べて疵一つ当りの研削時間を平
均で３０秒程度も短縮でき、厚板１枚では全処理時間を
約４〜５分短縮できた。

【００２７】疵を直接検出する方法と比較した場合は、
画像処理に要する時間が著しく短縮されることにより、
厚板１枚で処理時間を約１２〜１３分短縮でき、本方法
では手作業によるマーキングが必要なことを考慮して
も、約１０分／枚の時間短縮を図ることができた。

【００２８】これに加えて、本方法では研削すべき位置
に予めマーキングを行うので、疵検出の際にマーク位置
でしか検出装置が作動しない。そのため、ノイズによる
誤情報により疵以外の場所を研削する危険がなくなる。

【００２９】また、マーク位置が特定されているので、
マーク内の撮影で疵を検出できなくとも、マーク位置に
基づいて研削を行えば、疵部を削り残すという最悪の事
態は回避される。

【００３０】図４は本発明の方法を実施するのに適した
別の装置構成を示す模式図である。

【００３１】本装置は移動架台２を２つに分けて一方の
架台２ａにマーク検出用カメラ６および疵検出用カメラ
７を搭載し、他方の架台２ｂに研削機８を搭載して、往
路または復路の一方で検出および研削の両方を実施でき
るようにしたものである。本装置は図１の装置に比べる
と効率が良いが、各架台に駆動装置およびエンコンダー
１２ａ，１２ｂが必要になるため装置コストは高い。従
って、対象材によって効率およびコストを総合的に判断
して、いずれの装置を選択するかを決定することが望ま
れる。

【００３２】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の金属表面
自動手入れ方法は、マークの位置を検出した後にマーク
内の疵部の位置を検出して、疵部のみを研削するので、
金属表面全体から疵部位置を直接検出する方法に比べて
信号処理に要する時間が短い。また、従来のマーク位置
を検出する方法に比べて研削に要する時間が短い。更
に、マーキングの精度が研削時間に影響を及ぼさなくな
るので、マーキングをラフに行え、この点からも能率向
上が図られる。従って、いずれの方法よりも効率よく表
面疵を自動研削することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動手入れ方法の実施に適した装置構
成を示す模式図である。

【図２】図１の装置の制御内容を示すフローチャートで
ある。

【図３】図１の装置での信号処理を示す模式図である。

【図４】本発明の自動手入れ方法の実施に適した他の装
置構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 鋼板 ２ 移動架台 ６ アーク検出用カメラ ７ 疵検出用カメラ ８ 研削機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属表面の全面を撮像手段により自動検
   査し、該金属表面の疵部に付けられたマークの位置を検
   出する粗検査工程と、検出されたマーク位置の情報に基
   づいてマーク周辺を精密検査し、マーク内の疵部の位置
   を検出する精密検査工程と、検出された疵位置の情報に
   基づいてマーク内の疵部を自動研削する研削工程とを包
   含する金属表面自動手入れ方法。