JPH11248641A - 表面欠陥検査装置及び表面欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面欠陥の２次判定の精度を高める。 【解決手段】 スキャンカメラ６からの撮像信号が撮像
信号記憶部７３に常時入力されており、２次元画像が作
成される。制御部７４は、１次判定による表面欠陥が存
在する単位領域がスキャンカメラ６の撮像位置を通過し
たタイミングをとって、１次判定で検出された表面欠陥
に対応する２次元画像の部分を欠陥画像として抽出す
る。抽出された欠陥画像がデータベースとして保存装置
９に保存される。モニタ８は通常は１次判定の結果を表
示しているが、オペレータにより２次判定を行なう指示
が与えられた際に、指定された表面欠陥に対する欠陥画
像が表示され、２次判定が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延鋼帯のような
搬送される検査対象の表面欠陥を検出し、１次判定及び
２次判定により欠陥の種類，品質等級及び欠陥の長さを
判定する表面欠陥検査装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯表面に光を照射し、鋼帯表面の性状
によって変化する反射光の強弱から表面欠陥を検出し、
この表面欠陥の種類，程度を所定の判定基準に基づいて
自動的に判定する表面検査装置が特開平２−３８９５２
号公報において提案されている。この表面検査装置は検
出した表面欠陥をカメラで撮像してこれをモニタに表示
し、オペレータによる２次判定を行なうべくなしてあ
る。

【０００３】図５は、従来の表面欠陥検査装置の構成を
示すブロック図である。図に示すように、検査対象の鋼
帯１は、ロール２により一定速度で長手方向に搬送され
ている。鋼帯１の搬送方向上流側には表面欠陥を検出す
る光検出器３が設けられており、下流側には検出した表
面欠陥を撮像するカメラ１１及び該カメラ１１の撮像範
囲を照明するストロボ１２が設けられている。光検出器
３の検出位置とカメラ１１の撮像位置とは所定間隔を隔
てて配されている。ロール２の回転数は図示しないロー
タリエンコーダで検出され、その検出結果は制御回路１
４に入力される。光検出器３は鋼帯１の表面に光ビーム
を照射し、反射光を受光して鋼帯１の表面欠陥を検出
し、検出信号を計算機１３に出力する。計算機１３に
は、検出した表面欠陥の長さ、幅及び面積などの特徴量
に基づいて表面欠陥の種類及び品質等級を判定するため
の表面欠陥判定基準が設定されている。

【０００４】計算機１３は、入力された検出信号から表
面欠陥の種類及び品質等級を判定する（１次判定）。こ
の１次判定の結果をモニタ１５に表示するとともに、欠
陥の存在が判定された場合に、この欠陥を撮像する指示
を制御回路１４に与える。一方、カメラ１１は画像入力
回路に接続されており、カメラ１１により撮像された画
像は画像入力回路１６を経てモニタに表示される。制御
回路１４にはカメラ１１と光検出器３との間隔及びロー
ル２の直径が設定されている。制御回路１４はロール２
の単位時間当たりの回転数及びロール２の直径から鋼帯
１の搬送速度を求める。

【０００５】制御回路１４は計算機１３から表面欠陥を
撮像する指示を受ける都度、光検出器３とカメラ１１と
の間隔及び鋼帯１の搬送速度から判定対象の表面欠陥が
カメラ１１の撮像範囲に入るタイミングに同期してスト
ロボ１２及びカメラ１１を操作し、判定対象を撮像させ
てこの画像データを画像入力回路１６に入力させる。ま
た制御回路１４は、このとき鋼帯１を搬送させるロール
２の回転数及びこの直径から検査対象上の表面欠陥の位
置を求めて計算機１３に入力する。画像入力回路１６に
入力された画像データはオペレータによる２次判定のた
めにモニタ１７に表示される。オペレータは表示された
画像を見て表面欠陥の種類及び程度を判定（２次判定）
し、この２次判定の結果をキーボード等を用いて計算機
１３へ入力する。計算機１３は入力された２次判定の結
果を記憶し、これを前記１次判定の表面欠陥判定基準に
反映させて１次判定の精度を向上させる。

【０００６】計算機１３は検査を終了させると、検査対
象上の表面欠陥の位置に対応する欄に表面欠陥の種類，
程度を表した表を作成し、これをモニタ１５に表示し、
また図示しない印刷装置を用いて作成した表を印刷出力
する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の如き構成の検査
装置を用いることにより、鋼帯の表面欠陥を自動的に検
出することができる。光検出器３にて検出された欠陥を
カメラ１１で撮像する場合に、欠陥がカメラの撮像範囲
に入るタイミングに同期させて撮像した画像データを画
像入力回路１６に入力しているが、この撮像範囲は限ら
れた範囲である。鋼帯上の表面欠陥は、鋼帯の搬送方向
又は幅方向の様々な位置に様々な大きさで存在してお
り、例えば搬送方向に極めて長い欠陥の場合は、その一
部しか撮像することができない。この場合は、オペレー
タによる２次判定の精度が低くなるという問題があっ
た。

【０００８】また、２次判定はオンラインで行なわれて
いるので、判定対象の表面欠陥が連続して存在している
場合にはオペレータによる２次判定が困難になり、この
ために鋼帯の搬送速度を高めることができず、欠陥検査
の効率が低くなるという問題があった。さらに、鋼帯の
搬送時間中は常にオペレータがモニタを監視していなけ
ればならず、オペレータの負担が大きくなり、またオペ
レータの交替にも制約があるという問題があった。

【０００９】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、１次判定で検出された欠陥の全体を撮像する
ことにより２次判定の判定精度を高め、検査対象の搬送
速度を高速化しても２次判定が容易であり、また検査対
象の撮像信号を連続的に取り込んで１次判定の欠陥に対
応させてその欠陥画像を記憶することにより、オペレー
タの交替を容易にしてその負担を軽減化できる表面欠陥
検査装置及び表面欠陥検査方法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】第１発明に係る表面欠陥
検査装置は、搬送される検査対象の表面欠陥を検出器に
より検出する１次判定の結果、２次判定が必要である場
合に、撮像器により撮像された前記検査対象の撮像信号
を用いて２次判定を行なう表面欠陥検査装置において、
前記撮像器は、前記検査対象の搬送方向に交わる方向に
撮像位置を走査せしめる線走査撮像器であり、前記撮像
信号が連続入力されて２次元画像を作成する２次元画像
作成部と、前記１次判定により検出された表面欠陥に対
応する欠陥画像を前記２次元画像から抽出する欠陥画像
抽出部とを備えることを特徴とする。

【００１１】第１発明にあっては、前記線走査撮像器に
より得られた複数の走査線分の撮像信号を用いて２次元
画像を作成し、該２次元画像のうち、１次判定で検出さ
れた表面欠陥に対応する部分の画像を欠陥画像として抽
出し、２次判定に用いるので、例えば搬送方向に極めて
長い表面欠陥であっても、欠陥画像からこの欠陥が欠け
ることがなくその全容が表示され、２次判定の精度が高
まる。

【００１２】第２発明に係る表面欠陥検査装置は、第１
発明において、前記１次判定による結果を記憶する第１
の記憶部と、前記欠陥画像を記憶する第２の記憶部と、
前記１次判定による結果と前記欠陥画像とを対応せしめ
て記憶する第３の記憶部をさらに備えることを特徴とす
る。

【００１３】第２発明にあっては、１次判定で検出され
た表面欠陥に対応する欠陥画像を記憶しているので、２
次判定のみを独立して行なうことができ、オペレータの
負担が軽減される。また、所定の表面欠陥について複数
回の２次判定を行なうことが可能であるので、２次判定
の精度が高まる。

【００１４】第３発明に係る表面欠陥検査方法は、搬送
される検査対象の表面欠陥を検出器により検出する１次
判定の結果、２次判定が必要である場合に、撮像器によ
り撮像された前記検査対象の撮像信号を用いて２次判定
を行なう表面欠陥検査方法において、前記検出器により
検査対象の表面欠陥を検出する１次判定を行なう過程
と、前記撮像器により検査対象の搬送方向に交わる方向
に線走査した撮像信号を得る過程と、複数の線走査分の
前記撮像信号を用いて２次元画像を作成する過程と、前
記１次判定により検出された表面欠陥に対応する欠陥画
像を前記２次元画像から抽出する過程と、抽出された欠
陥画像により２次判定を行なう過程とを有することを特
徴とする。

【００１５】第３発明にあっては、前記線走査撮像器に
より得られた複数の走査線分の撮像信号を用いて２次元
画像を作成し、該２次元画像のうち、１次判定で検出さ
れた表面欠陥に対応する部分を抽出して欠陥画像として
２次判定に用いるので、例えば搬送方向に極めて長い表
面欠陥であっても、欠陥画像からこの欠陥が欠けること
がなくその全容が表示され、２次判定の精度が高まる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に
係る表面欠陥検査装置の構成を示すブロック図である。
図中１は検査対象の鋼帯であり、ロール２により一定速
度で長手方向に搬送されている。鋼帯１の搬送方向上流
側には表面欠陥を検出する光検出器３が設けられてお
り、下流側には鋼帯１の表面を撮像するカラーラインス
キャンカメラ（以下スキャンカメラという）６及び該ス
キャンカメラ６の撮像範囲を照明する投光器５が設けら
れている。光検出器３とスキャンカメラ６とは検出位置
及び撮像位置が所定間隔を隔てるように配されており、
光検出器３の検出信号は欠陥検出部４に出力され、スキ
ャンカメラ６の撮像信号は計算機７に出力されるように
なっている。また、ロール２にはパルスジェネレータ
（ＰＧ）２１が接続されており、パルスジェネレータ２
１は鋼帯１の搬送距離に応じたパルス信号を計算器７に
入力するようになっている。

【００１７】光検出器３は、搬送されている鋼帯１に光
ビームを照射して受光した反射光から表面欠陥を検出す
る。欠陥検出部４は１次判定部４１と検査画像作成部４
２とを備えており、光検出器３からの検出信号は検査画
像作成部４２に入力される。検査画像作成部４２では、
複数の走査分の検出信号から鋼帯１の表面の２次元画像
（以下検査画像という）が作成される。

【００１８】検査画像作成部４２で作成された検査画像
は、１次判定部４１に入力される。１次判定部４１に
は、表面欠陥の長さ、幅及び面積などの特徴量に基づい
て表面欠陥の種類及び品質等級などを判定するための判
定基準が設定されている。この判定基準により、鋼帯１
の表面に欠陥が存在するか否かが判定され、欠陥が検出
された場合には欠陥の種類，品質等級及び欠陥長さが判
定される。この１次判定は鋼帯１の単位長さ毎に行なわ
れ、例えば１０ｍ単位の場合には、鋼帯１が搬送方向に
１０ｍ搬送される毎にこの単位領域中での欠陥の有無、
欠陥情報及び位置情報がモニタ８に出力され、同時に欠
陥情報及び位置情報が計算機７に出力される。欠陥情報
とは欠陥の種類，品質等級及び欠陥長さなどの情報であ
り、位置情報とは欠陥の位置、即ち搬送方向の１０ｍ単
位位置と幅方向の位置を示す情報である。

【００１９】計算機７は、１次判定部４１から欠陥情報
及び位置情報が入力される前記第１の記憶部である欠陥
情報記憶部７１と、スキャンカメラ６の撮像信号が入力
される、前記２次元画像作成部である前記第２の記憶部
である撮像信号記憶部７３と、パルスジェネレータ２１
のパルス信号が入力されるパルス信号計数部７２と、１
次判定により検出された欠陥に対応する画像を抽出す
る、前記欠陥画像抽出部である制御部７４とを備えて構
成されている。

【００２０】パルス信号計数部７２には、予め光検出器
３の検出位置とスキャンカメラ６の撮像位置との間隔に
対応する所定値が設定されており、常にパルスジェネレ
ータ２１からのパルス信号を計数し、その結果を制御部
７４に出力している。また、欠陥情報記憶部７１は、上
述した１次判定で表面欠陥と判断された欠陥の欠陥情報
及び位置情報が入力されて記憶し、データベースを作成
すべき前記第３の記憶部である保存装置９にこれらの情
報を出力し、同時に欠陥の位置情報を制御部７４に出力
している。

【００２１】撮像信号記憶部７３にはスキャンカメラ６
の撮像信号が連続して入力されており、２次元メモリ上
で画像化されてこれを記録する。これにより、欠陥を含
む鋼帯１の全面を静止画（以下、２次元画像という）と
して撮影することができる。２次元メモリの容量を適切
に設定することにより、欠陥の長さが極めて長い場合で
も欠陥の全体を撮影した２次元画像を得ることができ
る。制御部７４は、パルス信号計数部７２からの信号を
受けて、１次判定の表面欠陥に対応する２次元画像のタ
イミングをとり、欠陥情報及び幅方向の位置情報に基づ
いて欠陥画像を２次元画像から抽出する。抽出された欠
陥画像を１次判定の表面欠陥に対応させて前記保存装置
９に出力させる。また、欠陥画像は保存装置９からモニ
タ８に出力される。モニタ８は切り換え部８１を有して
おり、１次判定による欠陥情報及び位置情報と２次判定
のための欠陥画像とを、例えばオペレータの指示に応じ
て切り換えて表示するようになっている。

【００２２】以上の如き構成の表面欠陥検査装置を用い
て、鋼帯１の表面欠陥を検出する手順をフローチャート
に基づいて説明する。図２は本実施の形態の１次判定を
行なう手順を示すフローチャートであり、図３は本実施
の形態の２次判定を行なう手順を示すフローチャートで
ある。図２に示すように、まず、検査画像作成部４２
で、光検出器３により得られた検出信号を用いて鋼帯１
の長さ１０ｍ単位の検査画像が作成される（ステップＳ
２１）。作成された検査画像に基づいて、１次判定部４
１により１次判定を行なう（ステップＳ２２）。

【００２３】１次判定の結果、表面欠陥が存在しない場
合は、次の長さ１０ｍの領域について１次判定を行な
う。ステップＳ２３にて表面欠陥が存在すると判定した
場合は、検査画像から幅方向の位置を検出する（ステッ
プＳ２４）。１次判定部４１で表面欠陥の種類及び品質
等級などの欠陥情報が得られ、この欠陥情報と位置情報
とが計算機７に与えられ（ステップＳ２５）、同時にモ
ニタ８に表示される（ステップＳ２６）。

【００２４】図３に示すように、計算機７に出力された
欠陥情報及び位置情報は、欠陥情報記録部７１に記憶さ
れ、保存装置９にデータベースとして保存される（ステ
ップＳ３１）。パルス信号計数部７２では、常時、パル
スジェネレータ２１からのパルス信号が計数されてい
る。ステップＳ３２）、スキャンカメラ６からの撮像信
号が撮像信号記憶部７３に常時入力されており、２次元
画像が作成される（ステップＳ３３）。制御部７４はパ
ルス信号が所定パルス数に達したとき、即ち、１次判定
の結果で表面欠陥が存在すると判断された単位領域がス
キャンカメラ６の撮像位置を通過したとき（ステップＳ
３４）、１次判定で検出された表面欠陥に対応する２次
元画像の部分を抽出する（ステップＳ３５）。抽出され
た欠陥画像がデータベースとして保存装置９に保存され
る（ステップＳ３６）。

【００２５】モニタ８は通常は１次判定の結果を表示し
ているが、オペレータにより２次判定を行なう指示が与
えられた際に、指定された表面欠陥に対する欠陥画像が
表示される。図４はモニタに表示される画面を示す図で
あり、図４（ａ）は１次判定の結果を示す表示であり、
図４（ｂ）は２次判定のための欠陥画像を示す表示であ
る。図４に示すように、１次判定の結果は、鋼帯１の搬
送方向の位置（１０ｍ単位）、幅方向の位置（１Ｗ，２
Ｗ…）及び欠陥の種類（へ４１，オ３３等）が表作成に
より示されている。このうち、‘へ４１’の表面欠陥に
ついて２次判定を行なう際には表示を切り換え、図４
（ｂ）に示すように、この欠陥に対応する欠陥画像を表
示する。

【００２６】モニタ８に表示された欠陥画像を用いて２
次判定を行なう（ステップＳ３７）。２次判定の結果は
オペレータによって保存装置９に入力される。そして、
保存装置９に作成されたデータベースの情報は製品情報
として上位コンピュータに入力され、保存される。

【００２７】このように、本実施の形態の表面欠陥検査
装置を用いることにより、１次判定の表面欠陥に対応し
た欠陥画像の全容を表示することができ、２次判定の精
度が高くなる。また、欠陥画像を保存しているので２次
判定を独立して行なうことができ、搬送速度を高めた場
合でも２次判定の精度が高くなり、欠陥間隔が狭い場合
でも２次判定が可能となる。従って、オペレータの負担
が軽減される。さらに、欠陥種類，品質等級及び欠陥長
さのような１次判定の結果で得られる表面欠陥の情報と
対応付けて２次判定の結果を保存することが可能とな
る。

【００２８】なお、上述した実施の形態では、１次判定
の際の鋼帯１の単位長さが１０ｍの場合について説明し
ているが、これに限るものではなく、検査対象に応じて
単位長さを変更しても良い。

【００２９】また、２次判定のための撮像器としてカラ
ーラインスキャンカメラを用いた場合を説明している
が、モノクロラインスキャンカメラを用いても良い。

【００３０】さらに、検査対象は鋼帯に限られるもので
はなく、本実施の形態の検査装置は搬送される検査対象
の表面欠陥を検査する際に用いられるものである。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、１次
判定で判断された表面欠陥の全容を２次元画像で表示で
きるので２次判定の判定精度が高まる。また、１次判定
の欠陥に対応する２次元画像を欠陥画像として記憶する
ので、欠陥間隔が狭い場合でも２次判定を行なうことが
可能となり、鋼帯の搬送速度を高速化することができ
る。さらに、１次判定の欠陥に対応させてその欠陥画像
を記憶しているので２次判定のみを独立して行なうこと
が可能となり、オペレータの交替が容易となって負担が
軽減化されるなど、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表面欠陥検査装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】本実施の形態の１次判定を行なう手順を示すフ
ローチャートである。

【図３】本実施の形態の２次判定を行なう手順を示すフ
ローチャートである。

【図４】本実施の形態のモニタ表示画面を示す図であ
る。

【図５】従来の表面欠陥検査装置の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１ 鋼帯 ２ ロール ３ 光検出器 ４ 欠陥検出部 ５ 投光器 ６ スキャンカメラ ７ 計算機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送される検査対象の表面欠陥を検出器
   により検出する１次判定の結果、２次判定が必要である
   場合に、撮像器により撮像された前記検査対象の撮像信
   号を用いて２次判定を行なう表面欠陥検査装置におい
   て、 前記撮像器は、前記検査対象の搬送方向に交わる方向に
   撮像位置を走査せしめる線走査撮像器であり、前記撮像
   信号が連続入力されて２次元画像を作成する２次元画像
   作成部と、前記１次判定により検出された表面欠陥に対
   応する欠陥画像を前記２次元画像から抽出する欠陥画像
   抽出部とを備えることを特徴とする表面欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 前記１次判定による結果を記憶する第１
   の記憶部と、前記欠陥画像を記憶する第２の記憶部と、
   前記１次判定による結果と前記欠陥画像とを対応せしめ
   て記憶する第３の記憶部をさらに備える請求項１記載の
   表面欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 搬送される検査対象の表面欠陥を検出器
   により検出する１次判定の結果、２次判定が必要である
   場合に、撮像器により撮像された前記検査対象の撮像信
   号を用いて２次判定を行なう表面欠陥検査方法におい
   て、 前記検出器により検査対象の表面欠陥を検出する１次判
   定を行なう過程と、前記撮像器により検査対象の搬送方
   向に交わる方向に線走査した撮像信号を得る過程と、複
   数の線走査分の前記撮像信号を用いて２次元画像を作成
   する過程と、前記１次判定により検出された表面欠陥に
   対応する欠陥画像を前記２次元画像から抽出する過程
   と、抽出された欠陥画像により２次判定を行なう過程と
   を有することを特徴とする表面欠陥検査方法。