JPH10282063A - 表面疵自動検査装置 - Google Patents
表面疵自動検査装置Info
- Publication number
- JPH10282063A JPH10282063A JP10399097A JP10399097A JPH10282063A JP H10282063 A JPH10282063 A JP H10282063A JP 10399097 A JP10399097 A JP 10399097A JP 10399097 A JP10399097 A JP 10399097A JP H10282063 A JPH10282063 A JP H10282063A
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強磁性体の表面欠陥を検出する蛍光磁粉探傷
装置で、開口が広く緩やかな形状の欠陥を含めて全ての
欠陥を同時に検出する。 【解決手段】 鋼材３の表層部を磁化する磁化器１、２
と、鋼材３の表面に磁粉液を散布する噴射ノズル５と、
鋼材３の被検査面を照明するブラックライト７と、被検
査面を撮影するＩＴＶカメラ８と、ＩＴＶカメラ８の出
力信号を画像処理して疵の有無を判別する画像処理装置
９とで構成した表面疵自動検査装置において、鋼材３の
被検査面に斜めから断続的に可視光を照射する光源部１
３と、光源部１３の発光とＩＴＶカメラ８の画像取り込
みタイミングを同期させる制御装置１４とを具備し、ブ
ラックライト７で照明した時の画像と光源部１３の照明
を付加した時の画像とから表面疵を検査する。
装置で、開口が広く緩やかな形状の欠陥を含めて全ての
欠陥を同時に検出する。 【解決手段】 鋼材３の表層部を磁化する磁化器１、２
と、鋼材３の表面に磁粉液を散布する噴射ノズル５と、
鋼材３の被検査面を照明するブラックライト７と、被検
査面を撮影するＩＴＶカメラ８と、ＩＴＶカメラ８の出
力信号を画像処理して疵の有無を判別する画像処理装置
９とで構成した表面疵自動検査装置において、鋼材３の
被検査面に斜めから断続的に可視光を照射する光源部１
３と、光源部１３の発光とＩＴＶカメラ８の画像取り込
みタイミングを同期させる制御装置１４とを具備し、ブ
ラックライト７で照明した時の画像と光源部１３の照明
を付加した時の画像とから表面疵を検査する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強磁性体の表面欠
陥および表層内部欠陥を自動的に検出する検査装置に関
する。
陥および表層内部欠陥を自動的に検出する検査装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】鋼片等の強磁性体の表面欠陥検出法とし
て、蛍光磁粉探傷法は有力な方法である。鋼材の磁気ヒ
ステリシス特性のため、飽和磁束密度近く磁化された鋼
片の欠陥部から先に磁束が漏れ始め、これに蛍光磁粉を
吸着させ、紫外線にて発光させるため、表面の汚れや、
スケールに関わりなく、精度良く目視検査できる。
て、蛍光磁粉探傷法は有力な方法である。鋼材の磁気ヒ
ステリシス特性のため、飽和磁束密度近く磁化された鋼
片の欠陥部から先に磁束が漏れ始め、これに蛍光磁粉を
吸着させ、紫外線にて発光させるため、表面の汚れや、
スケールに関わりなく、精度良く目視検査できる。
【０００３】この蛍光磁粉探傷を光学的センサを用いて
電気信号に変換し、信号処理を加えて欠陥のみを自動検
出しようという試みが特公昭５７−３５７９３号公報記
載の例をはじめ数多くなされている。
電気信号に変換し、信号処理を加えて欠陥のみを自動検
出しようという試みが特公昭５７−３５７９３号公報記
載の例をはじめ数多くなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、漏洩磁束は緩
やかな凹凸からは漏れにくいため、開口の広い欠陥はみ
つけにくいので、全ての欠陥をみつけることはできな
い。
やかな凹凸からは漏れにくいため、開口の広い欠陥はみ
つけにくいので、全ての欠陥をみつけることはできな
い。
【０００５】図６と図７は欠陥部での漏洩磁場の例を示
す。
す。
【０００６】鋼材等の強磁性体の被検材２９を磁化させ
て生じた磁束３０は大部分は欠陥を迂回して被検材２９
の内部を流れるが、図６（ａ）のような開口部が狭く鋭
い欠陥３１や、図６（ｂ）のような開口部がないが表層
部の鋭い内部欠陥３２に対しては、磁束３０の一部が空
気中に飛び出して漏洩磁束となる。磁束３０が強磁性体
より出入りするところ即ち欠陥の表面両端では正負の極
が発生し、これが磁粉を吸着することになる。
て生じた磁束３０は大部分は欠陥を迂回して被検材２９
の内部を流れるが、図６（ａ）のような開口部が狭く鋭
い欠陥３１や、図６（ｂ）のような開口部がないが表層
部の鋭い内部欠陥３２に対しては、磁束３０の一部が空
気中に飛び出して漏洩磁束となる。磁束３０が強磁性体
より出入りするところ即ち欠陥の表面両端では正負の極
が発生し、これが磁粉を吸着することになる。
【０００７】ところが、図７に示すような開口が広く緩
やかな形状の欠陥３３に対しては、磁束３０が空気中に
漏洩することがなかったり、漏洩しても欠陥両端に発生
する正負の極の強さが弱いので、磁粉が吸着されないこ
とになる。
やかな形状の欠陥３３に対しては、磁束３０が空気中に
漏洩することがなかったり、漏洩しても欠陥両端に発生
する正負の極の強さが弱いので、磁粉が吸着されないこ
とになる。
【０００８】従って、鋼片を例にとると、シーム状の鋭
い欠陥を検出するだけでなく、開口の広いピンホール状
の欠陥も検出したい場合には、従来の蛍光磁粉探傷法だ
けでは不充分となり、開口が広く緩やかな形状の欠陥を
検出するための別の設備が必要となる。
い欠陥を検出するだけでなく、開口の広いピンホール状
の欠陥も検出したい場合には、従来の蛍光磁粉探傷法だ
けでは不充分となり、開口が広く緩やかな形状の欠陥を
検出するための別の設備が必要となる。
【０００９】本発明はかかる問題点を解決し、開口部が
狭く鋭い欠陥や開口部がない表層部の鋭い内部欠陥ばか
りでなく、開口が広く緩やかな形状の欠陥も検出可能な
自動検査装置を提供することを目的とする。
狭く鋭い欠陥や開口部がない表層部の鋭い内部欠陥ばか
りでなく、開口が広く緩やかな形状の欠陥も検出可能な
自動検査装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼材の表層部
を磁化する磁化器と、該鋼材の表面に磁粉液を散布する
噴射ノズルと、該鋼材の被検査面を照明するブラックラ
イトと、該被検査面を撮影するＩＴＶカメラと、該ＩＴ
Ｖカメラの出力信号を画像処理して疵の有無を判別する
画像処理装置とで構成した表面疵自動検査装置におい
て、前記鋼材の被検査面に斜めから断続的に可視光を照
射する光源部と、該光源部の発光と該ＩＴＶカメラの画
像取り込みタイミングを同期させる制御装置とを具備
し、前記ブラックライトで照明した時の画像と前記光源
部の照明を付加した時の画像とから表面疵を検査するこ
とを特徴とする表面疵自動検査装置である。
を磁化する磁化器と、該鋼材の表面に磁粉液を散布する
噴射ノズルと、該鋼材の被検査面を照明するブラックラ
イトと、該被検査面を撮影するＩＴＶカメラと、該ＩＴ
Ｖカメラの出力信号を画像処理して疵の有無を判別する
画像処理装置とで構成した表面疵自動検査装置におい
て、前記鋼材の被検査面に斜めから断続的に可視光を照
射する光源部と、該光源部の発光と該ＩＴＶカメラの画
像取り込みタイミングを同期させる制御装置とを具備
し、前記ブラックライトで照明した時の画像と前記光源
部の照明を付加した時の画像とから表面疵を検査するこ
とを特徴とする表面疵自動検査装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は鋼片の探傷を例に、本発明の一実施例
に係る検査装置の構成を示す。
説明する。図１は鋼片の探傷を例に、本発明の一実施例
に係る検査装置の構成を示す。
【００１２】極間型磁化器１は鋼片３を周方向に磁化
し、貫通型磁化器２は軸方向に磁化する。磁粉液噴射ノ
ズル５で磁粉液を鋼片３の表面に均一に噴射する。エア
ーパージノズル６では余分な磁粉液をパージして、バッ
クグラウンドノイズを下げる。ブラックライト７は連続
的に近紫外線を発生する光源であり、欠陥部に付着した
蛍光磁粉を発光させる。この光をＩＴＶカメラ８により
撮影し、電気信号に変換し、画像処理装置９に伝送す
る。画像処理装置９においては、蛍光磁粉から発光した
明部を抽出し、その幅、長さ、面積等の形態的特徴パラ
メータを求め、それらを信号処理装置１０に伝送する。
信号処理装置１０では、特徴パラメータから欠陥が有害
かどうかを判定する。これによって、開口が小さく鋭い
形状の欠陥の検出が可能となる。
し、貫通型磁化器２は軸方向に磁化する。磁粉液噴射ノ
ズル５で磁粉液を鋼片３の表面に均一に噴射する。エア
ーパージノズル６では余分な磁粉液をパージして、バッ
クグラウンドノイズを下げる。ブラックライト７は連続
的に近紫外線を発生する光源であり、欠陥部に付着した
蛍光磁粉を発光させる。この光をＩＴＶカメラ８により
撮影し、電気信号に変換し、画像処理装置９に伝送す
る。画像処理装置９においては、蛍光磁粉から発光した
明部を抽出し、その幅、長さ、面積等の形態的特徴パラ
メータを求め、それらを信号処理装置１０に伝送する。
信号処理装置１０では、特徴パラメータから欠陥が有害
かどうかを判定する。これによって、開口が小さく鋭い
形状の欠陥の検出が可能となる。
【００１３】また、可視光を断続的に発光するストロボ
光源１３は鋼片３の走行方向側から斜めに照射してお
り、鋼片３の面となす角度が約３０度で設置してある。
図２は、ストロボ光源１３の可視光が、開口が広く緩や
かな形状の欠陥１６のある鋼片３の表面に斜めから照射
されたときの様子を、該表面に垂直な断面について示
す。この図からもわかるように影となる部分１７が現
れ、ＩＴＶカメラ８で撮影し、モニター画面１５に表示
すると、暗部の欠陥像１８が写し出される。この画像を
電気信号に変換し、画像処理装置９に伝送し、画像処理
装置９において暗部を抽出し、その幅、長さ、面積等の
形態的特徴パラメータを求め、それらを信号処理装置１
０に伝送する。信号処理装置１０では、特徴パラメータ
から欠陥が有害かどうかを判定する。これによって、開
口が広く緩やかな形状の欠陥の検出が可能となる。
光源１３は鋼片３の走行方向側から斜めに照射してお
り、鋼片３の面となす角度が約３０度で設置してある。
図２は、ストロボ光源１３の可視光が、開口が広く緩や
かな形状の欠陥１６のある鋼片３の表面に斜めから照射
されたときの様子を、該表面に垂直な断面について示
す。この図からもわかるように影となる部分１７が現
れ、ＩＴＶカメラ８で撮影し、モニター画面１５に表示
すると、暗部の欠陥像１８が写し出される。この画像を
電気信号に変換し、画像処理装置９に伝送し、画像処理
装置９において暗部を抽出し、その幅、長さ、面積等の
形態的特徴パラメータを求め、それらを信号処理装置１
０に伝送する。信号処理装置１０では、特徴パラメータ
から欠陥が有害かどうかを判定する。これによって、開
口が広く緩やかな形状の欠陥の検出が可能となる。
【００１４】ここで、ブラックライトからの光を受ける
画像（以下、ブラックライト画像という）と、ストロボ
光源からの光を受ける画像（以下、ストロボ画像とい
う）との区分方法を図３と図４を用いて説明する。
画像（以下、ブラックライト画像という）と、ストロボ
光源からの光を受ける画像（以下、ストロボ画像とい
う）との区分方法を図３と図４を用いて説明する。
【００１５】図３（ａ）は鋼片の１面をモニター画面１
５に写したブラックライト画像の一例を示し、開口が小
さく鋭い形状の欠陥像１９が撮影されている。この欠陥
像１９を横切るＣ−Ｄ断面の輝度分布を図３（ｂ）に示
す。欠陥部の輝度２０は欠陥部以外の輝度２１に比べ大
きいので、Ｔ1 のように閾値を設ければ欠陥とそれ以外
を弁別することができる。
５に写したブラックライト画像の一例を示し、開口が小
さく鋭い形状の欠陥像１９が撮影されている。この欠陥
像１９を横切るＣ−Ｄ断面の輝度分布を図３（ｂ）に示
す。欠陥部の輝度２０は欠陥部以外の輝度２１に比べ大
きいので、Ｔ1 のように閾値を設ければ欠陥とそれ以外
を弁別することができる。
【００１６】図４（ａ）は鋼片の１面をモニター画面１
５に写したストロボ画像の一例を示し、開口が広く緩や
かな形状の欠陥像２２が撮影されている。この欠陥像を
横切るＥ−Ｆ断面の輝度分布を図４（ｂ）に示す。欠陥
部の輝度２３は欠陥部以外の輝度２４に比べ小さいの
で、Ｔ2 のように閾値を設ければ欠陥とそれ以外を弁別
することができる。
５に写したストロボ画像の一例を示し、開口が広く緩や
かな形状の欠陥像２２が撮影されている。この欠陥像を
横切るＥ−Ｆ断面の輝度分布を図４（ｂ）に示す。欠陥
部の輝度２３は欠陥部以外の輝度２４に比べ小さいの
で、Ｔ2 のように閾値を設ければ欠陥とそれ以外を弁別
することができる。
【００１７】ブラックライトを点滅させることは難し
く、任意のタイミングのみ点灯させることはできない。
従って、ブラックライトとストロボを交互に点灯させる
ことはできないが、この問題は、ＩＴＶカメラ８に可視
光を選択的に受光するものを選ぶことで解決できる。可
視光を選択的に受光するカメラでは、欠陥部以外の鋼片
表面から反射される光の輝度レベルが、図３に示す近紫
外線域の光が多いブラックライト画像の場合の欠陥部以
外の輝度２１と図４に示す可視域の光が多いストロボ画
像の場合の欠陥部以外の輝度２４とで大きく異なる。ス
トロボ画像の方がはるかに大きいので、ストロボ画像採
取中にブラックライトが点灯していてもほとんど影響を
与えないことになる。つまり、ブラックライトを連続点
灯させ、ストロボの発光タイミングを制御すればよい。
く、任意のタイミングのみ点灯させることはできない。
従って、ブラックライトとストロボを交互に点灯させる
ことはできないが、この問題は、ＩＴＶカメラ８に可視
光を選択的に受光するものを選ぶことで解決できる。可
視光を選択的に受光するカメラでは、欠陥部以外の鋼片
表面から反射される光の輝度レベルが、図３に示す近紫
外線域の光が多いブラックライト画像の場合の欠陥部以
外の輝度２１と図４に示す可視域の光が多いストロボ画
像の場合の欠陥部以外の輝度２４とで大きく異なる。ス
トロボ画像の方がはるかに大きいので、ストロボ画像採
取中にブラックライトが点灯していてもほとんど影響を
与えないことになる。つまり、ブラックライトを連続点
灯させ、ストロボの発光タイミングを制御すればよい。
【００１８】次に、ストロボ発光、画像採取、画像処理
のタイミングの制御方法を説明する。
のタイミングの制御方法を説明する。
【００１９】ＩＴＶカメラ８では垂直同期信号が１／３
０秒毎に出力され、制御装置１４に入力される。制御装
置１４ではこの信号２回に１回の割合で画像処理装置９
に画像採取指令を出す。さらに画像採取指令２回に１回
の割合でストロボ光源１３に発光指令を出すとともに、
ストロボ画像であることを示すストロボ画像選択信号を
画像処理装置９に出す。画像処理装置９では、画像採取
を行った後、ストロボ画像選択信号がこなければ、Ｔ1
の閾値で２値化処理、明部のラベリング処理、特徴パラ
メータ演算、欠陥座標演算等のブラックライト画像用画
像処理を行う。また、ストロボ画像選択信号がくれば、
Ｔ2 の閾値で２値化処理、暗部のラベリング処理、特徴
パラメータ演算、欠陥座標演算等のストロボ画像用画像
処理を行う。
０秒毎に出力され、制御装置１４に入力される。制御装
置１４ではこの信号２回に１回の割合で画像処理装置９
に画像採取指令を出す。さらに画像採取指令２回に１回
の割合でストロボ光源１３に発光指令を出すとともに、
ストロボ画像であることを示すストロボ画像選択信号を
画像処理装置９に出す。画像処理装置９では、画像採取
を行った後、ストロボ画像選択信号がこなければ、Ｔ1
の閾値で２値化処理、明部のラベリング処理、特徴パラ
メータ演算、欠陥座標演算等のブラックライト画像用画
像処理を行う。また、ストロボ画像選択信号がくれば、
Ｔ2 の閾値で２値化処理、暗部のラベリング処理、特徴
パラメータ演算、欠陥座標演算等のストロボ画像用画像
処理を行う。
【００２０】処理の流れの詳細を図５のタイミングチャ
ートを用いて説明する。
ートを用いて説明する。
【００２１】カメラ垂直同期信号のタイミングで画像
採取を行ってブラックライト画像を取り込み、ブラッ
クライト画像用画像処理を行う。この処理は１／３０
秒以内で終了するので、その後にくるカメラ垂直同期信
号のタイミングでストロボ発光を行うとともに画像
採取を行ってストロボ画像を取り込み、ストロボ画像
用画像処理を行う。この処理も１／３０秒以内で終了
するので、次にくるカメラ垂直同期信号から同様の処
理を繰り返すことによってブラックライト画像とストロ
ボ画像を交互に採取し、処理することができる。
採取を行ってブラックライト画像を取り込み、ブラッ
クライト画像用画像処理を行う。この処理は１／３０
秒以内で終了するので、その後にくるカメラ垂直同期信
号のタイミングでストロボ発光を行うとともに画像
採取を行ってストロボ画像を取り込み、ストロボ画像
用画像処理を行う。この処理も１／３０秒以内で終了
するので、次にくるカメラ垂直同期信号から同様の処
理を繰り返すことによってブラックライト画像とストロ
ボ画像を交互に採取し、処理することができる。
【００２２】１サイクルの処理時間は４／３０秒であ
り、鋼片の搬送速度が３０ｍ／秒であれば、１サイクル
の間に進む鋼片の長さは６７ｍｍであり、幅１２０ｍｍ
の鋼片に合わせて画像の視野を１２０×９０ｍｍとすれ
ば、鋼片走行方向にも未検出部は発生しない。
り、鋼片の搬送速度が３０ｍ／秒であれば、１サイクル
の間に進む鋼片の長さは６７ｍｍであり、幅１２０ｍｍ
の鋼片に合わせて画像の視野を１２０×９０ｍｍとすれ
ば、鋼片走行方向にも未検出部は発生しない。
【００２３】各処理によって欠陥が検出された場合、そ
の位置、形状が表示装置１１で表示されるとともに、欠
陥をトラッキングして後方に配置されているマーキング
装置１２によって欠陥のある位置の鋼片表面にマーキン
グがなされ、その部分が後工程において手入れされる。
の位置、形状が表示装置１１で表示されるとともに、欠
陥をトラッキングして後方に配置されているマーキング
装置１２によって欠陥のある位置の鋼片表面にマーキン
グがなされ、その部分が後工程において手入れされる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、蛍光磁粉探傷装置にお
いて、従来は検出が難しいとされた開口が広く緩やかな
形状の欠陥の検出を、簡単な手段により可能とし、あら
ゆる欠陥を同時に検出できる装置を安価に供給すること
ができる。
いて、従来は検出が難しいとされた開口が広く緩やかな
形状の欠陥の検出を、簡単な手段により可能とし、あら
ゆる欠陥を同時に検出できる装置を安価に供給すること
ができる。
【図１】本発明の一実施例の検査装置の全体の構成を示
す図である。
す図である。
【図２】ストロボ光源を鋼片表面に斜めから照射したと
きの欠陥像の様子を示す図である。
きの欠陥像の様子を示す図である。
【図３】ブラックライト画像と欠陥像を横切る断面の輝
度分布の一例を示す図である。
度分布の一例を示す図である。
【図４】ストロボ画像と欠陥像を横切る断面の輝度分布
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図５】処理の流れを示すタイミングチャートである。
【図６】欠陥部での漏洩磁場の例を示す図である。
【図７】欠陥部での漏洩磁場の例を示す図である。
１ 極間型磁化器 ２ 貫通型磁化器 ３ 鋼片 ４ 搬送ロール ５ 磁粉液噴射ノズル ６ エアーパージノズル ７ ブラックライト ８ ＩＴＶカメラ ９ 画像処理装置 １０ 信号処理装置 １１ 表示装置 １２ マーキング装置 １３ ストロボ光源 １４ 制御装置 １５ モニター画面 １６ 欠陥 １７ 影となる部分 １８ 欠陥像 １９ 欠陥像 ２０ 欠陥部の輝度 ２１ 欠陥部以外の輝度 ２２ 欠陥像 ２３ 欠陥部の輝度 ２４ 欠陥部以外の輝度 ２９ 被検材 ３０ 磁束 ３１ 欠陥 ３２ 欠陥 ３３ 欠陥
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼材の表層部を磁化する磁化器と、該鋼
材の表面に磁粉液を散布する噴射ノズルと、該鋼材の被
検査面を照明するブラックライトと、該被検査面を撮影
するＩＴＶカメラと、該ＩＴＶカメラの出力信号を画像
処理して疵の有無を判別する画像処理装置とで構成した
表面疵自動検査装置において、前記鋼材の被検査面に斜
めから断続的に可視光を照射する光源部と、該光源部の
発光と該ＩＴＶカメラの画像取り込みタイミングを同期
させる制御装置とを具備し、前記ブラックライトで照明
した時の画像と前記光源部の照明を付加した時の画像と
から表面疵を検査することを特徴とする表面疵自動検査
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10399097A JPH10282063A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 表面疵自動検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10399097A JPH10282063A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 表面疵自動検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10282063A true JPH10282063A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=14368749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10399097A Withdrawn JPH10282063A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 表面疵自動検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10282063A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
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