JPWO2020261554A1 - 丸棒の表面疵検査方法及び表面疵検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、特許文献1と同様な方法で検出される疵信号について、周方向及び長手方向に並ぶ複数の測定領域を判定領域として疵の有無を判定する方法が開示されています。特許文献2によれば、漏洩磁束探傷を行う際に丸棒が回転または振動する場合においても、長手方向に連続した疵を精度よく検出することができる。
図1及び図2を参照して、本発明の一実施形態に係る丸棒の表面疵検査装置1について説明する。表面疵検査装置1は、漏洩磁束探傷法を用いて円形断面の棒鋼である丸棒2の表面疵を検出する装置であり、図1に示すように、複数の搬送ロール3と、複数のピンチロール4と、漏洩磁束探傷装置5と、判定部6と、記憶部7とを備える。
複数のピンチロール4は、漏洩磁束探傷装置5を挟んで、搬送される丸棒2の長手方向に並んで設けられる。また、複数のピンチロール4は、複数の搬送ロール3の上方(図1の紙面に対する上側)に、漏洩磁束探傷装置5の近傍の複数の搬送ロール3に対向してそれぞれ設けられる。複数のピンチロール4は、搬送される丸棒2を上方から抑えることで、丸棒2の搬送中のガタやフレの発生を抑える。
記憶部7は、判定部6から取得した疵信号を記憶し、記憶する疵信号を判定部6へと出力する。判定部6及び記憶部7は、中央処理装置(CPU)、主記憶装置(内部記憶装置)、補助記憶装置(外部記憶装置)などから構成される計算機である。
次に、図3〜図7を参照して、本実施形態に係る丸棒2の表面疵検査方法について説明する。本実施形態では、まず、図3に示すように、検出ループが開始される(S100)。検出ループは、漏洩磁束探傷装置5へと丸棒2が搬送され、丸棒2の搬送方向下流側の先端が一対の探触ヘッド51a,51bに到達することで開始される。
ここで、漏洩磁束探傷装置5は、搬送される丸棒2に対して、一対の探触ヘッド51a,51bを回転させることで、丸棒2の表面全ての漏洩磁束を検出する。本実施形態では、漏洩磁束探傷装置5は、一対の探触ヘッド51a,51bの回転動作によって、図4に示すように、丸棒2の周方向に並んで等間隔に区分けされた8個の領域(「セクター」ともいう。)S1〜S8毎に漏洩磁束を検出する。また、漏洩磁束探傷装置5は、丸棒2の搬送動作によって、図5に示すように、丸棒2の長手方向に並んで等間隔に区分けされた領域(「トラック」ともいう。)Ti毎に漏洩磁束を検出する(i=1〜n(自然数))。即ち、漏洩磁束探傷装置5は、一対の探触ヘッド51a,51bが180度回転することで、長手方向の1トラック分の領域について、丸棒2の外周全長となる8セクターS1〜S8毎に漏洩磁束を検出する。そして、一対の探触ヘッド51a,51bの所定の回転速度での回転動作、及び丸棒2の所定の搬送速度での搬送動作が連続して行われることで、丸棒2の全長・全周にわたって漏洩磁束が検出される。なお、図5に示すように、8個のセクターS1〜S8及び複数のトラックTiによって、丸棒2の長手方向及び周方向にそれぞれ区分された領域を測定領域という。漏洩磁束探傷装置5は、測定領域毎の疵信号を判定部6に出力する。
ステップS102の後、判定部6は、後述する疵判定処理によって、取得した8個の測定領域の疵信号に基づいて、各測定領域に応じた後述する判定領域Rjにおける表面疵の有無を判定する(S104)。
次いで、全てのトラックTiについて、ステップS102及びS104の処理が行われることで、検出ループが終了し(S106)、表面疵検査装置1による疵判定が完了する。
判定ループでは、はじめに、判定部6は、判定領域Rjの代表疵信号が第1の判定基準値以上か否かを判定する(S202)。ここで、判定領域Rjは、同一トラックTiにおいて周方向に隣接する2つの測定領域からなる領域である。本実施形態では、セクターSの数に応じて8個の判定領域R1〜R8が設定される。なお、各トラックTiにおいて、判定領域R1はセクターS1,S2の測定領域からなり、判定領域R2はセクターS2,S3の測定領域からなり、判定領域R3はセクターS3,S4の測定領域からなり、判定領域R4はセクターS4,S5の測定領域からなり、判定領域R5はセクターS5,S6の測定領域からなり、判定領域R6はセクターS6,S7の測定領域からなり、判定領域R7はセクターS7,S8の測定領域からなり、判定領域R8はセクターS8,S1の測定領域からなる。つまり、判定領域Rjは、トラックTiで区分けされた領域において、丸棒2の周方向に隣り合う判定領域同士が重畳した状態で設定される。ステップS202では、判定部6は、取得した測定領域毎の疵信号から、判定が行われる判定領域Rjの代表疵信号を決定し、予め設定される第1の判定基準値以上か否かを判定する。代表疵信号は、判定領域Rjに含まれる2つの測定領域のうち大きい(信号の高さが高く、漏洩磁束が大きい)方の疵信号の値である。また、第1の判定基準値は、ノイズの影響を受けるおそれがないような値であり、例えば、S/N比で3となるような値に設定される。
ステップS204の判断の結果、判定領域Rjの代表疵信号が第2の基準値以上となる場合、判定部6は、第1の領域D1のトラック数が所定数以上か否かを判定する(S206)。第1の領域D1は、疵の有無が判定される判定領域Rjを含む領域であり、代表疵信号が第2の判定基準値以上となる、少なくとも一つの判定領域Rである。また、第1の領域D1は、代表疵信号が第2の判定基準値以上となる複数の判定領域Rが長手方向に並んでいる場合には、長手方向に連続し、代表疵信号が第2の判定基準値以上となる複数の判定領域Rjとなる。なお、本実施形態では、図3に示すように各トラックTiでの疵信号の検出が行われる度に、疵判定処理(S104)が行われるため、第1の領域D1の特定は、既に疵信号の検出が行われた判定領域Rjのみを対象として行われる。
ステップS206における所定数とは、連続疵と判定される長さに対応して決定される値であり、検出したい疵の長さと、トラックTiの長手方向の長さとから決定される。本実施形態では、一例として、所定数を4個とする。つまり、ステップS206では、判定部6は、判定するトラックTiの判定領域Rjについて、記憶部7に記憶された同一のセクターSにおける、疵信号の判定結果を取得する。そして、判定部6は、判定結果から第1の領域D1を決定し、第1の領域D1の長手方向の長さに相当するトラック数が4個以上であるか否かを判断する。
次いで、全ての判定領域Rjについて、ステップS202〜S218の処理が行われることで、判定ループが終了する(S220)。
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである。
また、上記実施形態では、丸棒2が円形断面の棒鋼であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。丸棒2は、円形断面の長尺材であればよく、鋼管等であってもよい。
さらに、上記実施形態では、漏洩磁束探傷装置5は、搬送される丸棒2に対して、一対の探触ヘッドを回転させることで、漏洩磁束探傷装置5が丸棒2の表面全ての漏洩磁束を検出する構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。探触ヘッドが丸棒2の搬送を行わずに、探触ヘッドを丸棒2の長手方向に移動させるようにしてもよい。つまり、丸棒2と探触ヘッドとを、丸棒2の長手方向に相対的に移動させるようにすればよい。
第1の判定工程では、疵信号の高さが第1の判定基準値以上となる判定領域RSk,Tiにおいて、疵があると判定する。例えば、図8に示す例のセクターS1の範囲では、疵信号の高さが第1の判定基準値以上となる判定領域RS1,T2,RS1,T6,RS1,T7の3個の判定領域において、疵があると判定される。
第2の判定工程では、まず、疵信号の高さが第2の判定基準値以上となる、少なくとも一つの判定領域RSk,Tiまたは長手方向に連続する複数の判定領域RSk,Tiを第1の領域D1とする。このとき、疵信号の高さが第1の判定基準値以上となる判定領域RSk,Tiは第1の判定工程にて疵があると判定されるため、第2の判定工程では、疵信号の高さが第2の判定基準値以上、第1の判定基準値未満となる判定領域RSk,Tiが第1の領域D1と判定されてもよい。例えば、図8に示す例においてセクターS3〜S5の範囲では、判定領域RS3,T2〜判定領域RS3,T4の3個の判定領域、判定領域RS3,T6の1個の判定領域、判定領域RS5,T3〜判定領域RS5,T6の4個の判定領域が、それぞれ第1の領域D1となる。
また、例えば、図8のセクターS7の範囲に示すように、疵信号が第1の判定基準値以上となるものも含めて第1の領域D1としてもよい。この場合、判定領域RS7,T4〜判定領域RS7,T8の5個の領域が第1の領域D1となり、長手方向の判定領域の数が4個以上となることから、この第1の領域D1において疵があると判定されてもよい。
第3の判定工程では、まず、第2の判定工程と同様に第1の領域D1となる判定領域RSk,Tiが判定され、第1の領域D1に対して第2の領域D2となる判定領域RSk,Tiが存在するかが判断される。第2の領域D2は、上記実施形態と同様なものであり、ある第1の領域D1に対して、周方向の同じ位置に存在し、疵信号の高さが全て第2の判定基準値以上となる一つの判定領域RSk,Tiまたは長手方向に連続する複数の判定領域RSk,Tiである。また、第1の領域D1と第2の領域D2との長手方向の間の判定領域RSk,Tiは、全て疵信号の高さが第2の判定基準値未満となる。つまり、間に疵信号の高さが第2の判定基準値未満となる判定領域RSk,Tiを介して長手方向に並んだ、2つの第1の領域D1について、一方が第1の領域D1となり、他方が第2の領域D2となる。この際、例えば、搬送方向の下流側(トラックの番号が若い側)の第1の領域D1を第2の領域D2と定義してもよい。例えば、図9に示す例のセクターS2の範囲では、判定領域RS2,T6〜判定領域RS2,T7の2個の判定領域からなる領域が第1の領域D1となり、判定領域RS2,T3の1個の判定領域からなる領域が第2の領域D2となる。
また、この変形例において、上記実施形態と同様に、同一トラックTiにおいて周方向に隣接する複数の測定領域を判定領域Rjとして、疵の有無の判断が行われてもよい。
(1)本発明の一態様に係る丸棒2の表面疵検査方法は、丸棒2を長手方向に搬送しながら、漏洩磁束探傷装置5の探触ヘッド51a,51bを丸棒2の周方向に沿って回転させて、丸棒2の表面における、長手方向及び周方向にそれぞれ区分けされた複数の測定領域について漏洩磁束を検出することで疵信号を検出する探傷工程と、少なくとも一つの測定領域を含み、周方向及び長手方向に並ぶ複数の判定領域Rjについて、判定領域Rjに含まれる測定領域の最も大きな疵信号である代表疵信号に基づいて、丸棒2の表面に疵があることを判定する判定工程と、を備える。判定工程には、丸棒2の表面に疵があることを判定する第1の判定工程、第2の判定工程及び第3の判定工程が含まれる。第1の判定工程では、代表疵信号の高さが、第1の判定基準値以上となる判定領域Rjに疵があると判定する(例えば、ステップS202)。第2の判定工程では、判定領域Rjの代表疵信号の高さが第1の判定基準値よりも低い第2の判定基準値以上となる、一つの判定領域Rjまたは長手方向に連続する複数の判定領域Rjを第1の領域D1とし、第1の領域D1が長手方向に連続する複数の判定領域Rjからなる場合で、且つ第1の領域D1の判定領域Rjの数が所定数以上の場合に、第1の領域D1の判定領域Rjに疵があると判定する(例えば、ステップS206)。第3の判定工程では、判定領域Rjの代表疵信号の高さが第2の判定値以上となる、一つの判定領域Rjまたは長手方向に連続する複数の判定領域Rjであり、第1の領域D1と周方向の位置が等しい判定領域Rjを、第2の領域D2とし、第1の領域D1と第2の領域D2との間の判定領域Rjを第3の領域D3とし、第3の領域D3の判定領域Rjの代表疵信号が第2の判定基準値未満で第3の判定基準値以上となる場合、並びに第3の領域D3の長手方向の判定領域Rjの数が第1の領域D1及び第2の領域D2の少なくとも一方の長手方向の判定領域Rjの数以下となる場合の少なくとも一方の場合で、且つ第1の領域D1、第2の領域D2及び第3の領域D3の判定領域Rjの数が所定数以上の場合に、第1の領域D1、第2の領域D2及び第3の領域D3の判定領域Rjに疵があると判定する(例えば、ステップS208〜S212)。
また、上記(1)の構成では、連続した浅い疵を検出する際に、第2の判定工程と第3の判定工程とを行う。ここで、疵信号の高さが第2の判定基準値未満で第3の判定基準値以上となる連続疵を検出する場合、第2の判定工程において、用いる第2の判定基準値を上記実施形態における第3の判定基準値まで低くすれば、連続疵を検出することができる。しかし、この場合、問題とならない程度に浅くて長い疵等が検出されることから、検出感度が高くなり過ぎ、過検出となる。これに対して、上記(1)の構成によれば、第2の判定工程と第3の判定工程とを用いることで、過検出となることを抑制することができる。
上記(2)の構成によれば、周方向に連なる複数の測定領域での疵信号の検出結果に基づいて判定が行われるため、周方向における測定領域間の継ぎ目をなくすことができる。このため、搬送中の丸棒2が回転または振動する場合や、疵が測定領域の境界に位置する場合などにおいても、長手方向に連続した疵を精度よく検出することができる。
上記(3)の構成によれば、上記(1)と同様な効果が得られる。
2 丸棒
3 搬送ロール
4 ピンチロール
5 漏洩磁束探傷装置
51a,51b 探触ヘッド
52a,52b 励磁ヨーク
53a,53b 励磁コイル
54a,54b プローブ
6 判定部
7 記憶部
Claims (3)
- 丸棒を長手方向に搬送しながら、あるいは、漏洩磁束探傷装置の探触ヘッドを丸棒の長手方向に移動させながら、漏洩磁束探傷装置の探触ヘッドが前記丸棒の周方向に沿って回転するように前記探傷ヘッドあるいは前記丸棒あるいは前記探傷ヘッドと前記丸棒の両方を回転させて、前記丸棒の表面における、前記長手方向及び前記周方向にそれぞれ区分けされた複数の測定領域について漏洩磁束を検出することで疵信号を検出する探傷工程と、
少なくとも一つの前記測定領域を含み、前記周方向及び前記長手方向に並ぶ複数の判定領域について、前記判定領域に含まれる前記測定領域の最も大きな前記疵信号である代表疵信号に基づいて、前記丸棒の表面に疵があることを判定する判定工程と、
を備え、
前記判定工程には、前記丸棒の表面に前記疵があることを判定する第1の判定工程、第2の判定工程及び第3の判定工程が含まれ、
前記第1の判定工程では、前記代表疵信号の高さが、第1の判定基準値以上となる前記判定領域に前記疵があると判定し、
前記第2の判定工程では、
前記判定領域の前記代表疵信号の高さが前記第1の判定基準値よりも低い第2の判定基準値以上となる、一つの前記判定領域または前記長手方向に連続する複数の前記判定領域を第1の領域とし、
前記第1の領域が前記長手方向に連続する複数の前記判定領域からなる場合で、且つ前記第1の領域の前記判定領域の数が所定数以上の場合に、前記第1の領域の前記判定領域に前記疵があると判定し、
前記第3の判定工程では、
前記判定領域の前記代表疵信号の高さが前記第2の判定値以上となる、一つの前記判定領域または前記長手方向に連続する複数の前記判定領域であり、前記第1の領域と前記周方向の位置が等しい前記判定領域を、第2の領域とし、
前記第1の領域と前記第2の領域との間の前記判定領域を第3の領域とし、
前記第3の領域の前記判定領域の前記代表疵信号が前記第2の判定基準値未満で第3の判定基準値以上となる場合、並びに前記第3の領域の前記長手方向の前記判定領域の数が前記第1の領域及び前記第2の領域の少なくとも一方の前記長手方向の前記判定領域の数以下となる場合の少なくとも一方の場合で、且つ前記第1の領域、前記第2の領域及び前記第3の領域の前記判定領域の数が所定数以上の場合に、前記第1の領域、前記第2の領域及び前記第3の領域の前記判定領域に前記疵があると判定する、丸棒の表面疵検査方法。 - 前記判定領域は、前記周方向に連なる複数の前記測定領域からなる、請求項1に記載の丸棒の表面疵検査方法。
- 探触ヘッドを有し、丸棒を長手方向に搬送しながら、あるいは、前記探触ヘッドを丸棒の長手方向に移動させながら、前記探触ヘッドが前記丸棒の周方向に沿って回転するように前記探傷ヘッドあるいは前記丸棒あるいは前記探傷ヘッドと前記丸棒の両方を回転させて、前記丸棒の表面における、前記長手方向及び前記周方向にそれぞれ区分けされた複数の測定領域について漏洩磁束を検出することで疵信号を検出する漏洩磁束探傷装置と、
少なくとも一つの前記測定領域を含み、前記周方向及び前記長手方向に並ぶ複数の判定領域について、前記判定領域に含まれる前記測定領域の最も大きな前記疵信号である代表疵信号に基づいて、前記丸棒の表面に疵があることを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記丸棒の表面に前記疵があることを判定する第1の判定工程、第2の判定工程及び第3の判定工程を行い、
前記第1の判定工程では、前記代表疵信号の高さが、第1の判定基準値以上となる前記判定領域に前記疵があると判定し、
前記第2の判定工程では、
前記判定領域の前記代表疵信号の高さが前記第1の判定基準値よりも低い第2の判定基準値以上となる、一つの前記判定領域または前記長手方向に連続する複数の前記判定領域を第1の領域とし、
前記第1の領域が前記長手方向に連続する複数の前記判定領域からなる場合で、且つ前記第1の領域の前記判定領域の数が所定数以上の場合に、前記第1の領域の前記判定領域に前記疵があると判定し、
前記第3の判定工程では、
前記判定領域の前記代表疵信号の高さが前記第2の判定値以上となる、一つの前記判定領域または前記長手方向に連続する複数の前記判定領域であり、前記第1の領域と前記周方向の位置が等しい前記判定領域を、第2の領域とし、
前記第1の領域と前記第2の領域との間の前記判定領域を第3の領域とし、
前記第3の領域の前記判定領域の前記代表疵信号が前記第2の判定基準値未満で第3の判定基準値以上となる場合、並びに前記第3の領域の前記長手方向の前記判定領域の数が前記第1の領域及び前記第2の領域の少なくとも一方の前記長手方向の前記判定領域の数以下となる場合の少なくとも一方の場合で、且つ前記第1の領域、前記第2の領域及び前記第3の領域の前記判定領域の数が所定数以上の場合に、前記第1の領域、前記第2の領域及び前記第3の領域の前記判定領域に前記疵があると判定する、丸棒の表面疵検査装置。
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