WO2007057993A1

WO2007057993A1 - 圧延材識別方法およびその装置

Info

Publication number: WO2007057993A1
Application number: PCT/JP2006/305038
Authority: WO
Inventors: Hirosumi Nakanishi; Koushi Mukumoto; Makoto Usuki; Tatsuo Kenmi
Original assignee: Daihatsu Motor Co., Ltd.
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-05-24
Also published as: CN101069086B; CN101069086A

Abstract

【課題】非防錆圧延材と防錆圧延材の識別【解決手段】この圧延材識別方法は、識別対象である圧延材の表面に対して照射方向を傾けて、一の方向に光の振動方向を調整した光を照射し、圧延材表面に対して受光方向を傾け、圧延材表面に照射される光の振動方向に対して偏光方向をずらした偏光素子を通して、圧延材表面で反射した光を受光し、その受光量に基づいて非防錆圧延材と防錆圧延材を識別するものである。

Description

明細書

圧延材識別方法およびその装置

技術分野

[0001] 本発明は、非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別する圧延材識別方法、および、その装置に関するものである。背景技術

[0002] 例えば、自動車のボデ一等には圧延鋼板を用いている。発鯖の可能性が少ない地域又は用途の自動車には表面に防鲭処理をしない鋼板生地のままの普通鋼板を用いている力発鯖の可能性が高い地域又は用途の自動車には、防鲭処理した防鲭鋼板を用いている。防鲭鋼板としては、例えば、合金化溶融亜鉛鍍金が施された鋼板を用いている。また、防鲭処理は鉄鋼メーカーで処理され、鉄鋼メーカーは普通鋼板と防鲭鋼板を仕分けした状態で自動車メーカーに納品してレ、る。

[0003] 自動車メーカーや部品メーカー等において、自動車製造ラインや部品、テーラードブランク材等の製造ラインに普通鋼板と防鲭鋼板を混流させる場合、流れて来る鋼板が防鲭鋼板又は普通鋼板のいずれであるかを事前に識別する必要が生じる場合がある。例えば溶接工程においては、防鲭鋼板と普通鋼板の溶接条件が異なることから、鋼板の種類を識別してから溶接する必要がある。このため、自動車メーカーでは、普通鋼板を用いた部品と防鲭鋼板を用いた部品とを、カンバンなどを用いて仕分けしながら、各製造工程に順次送っていき、普通鋼板と防鲭鋼板を区別してそれぞれ所要の加工を行い、また防鲭鋼板の部品を組み付けるべき自動車に普通鋼板の部品を組み付けることがなレ、ように、またその逆もなレ、ように各工程で鋼板の種類を管理している。

[0004] また、カンバンによる仕分けだけに頼らず、防鲭鋼板用の加工を行う製造ラインに普通鋼板が誤って流れるといった鋼板誤流ミスを防止するため、製造ラインの要所要所で鋼板を識別することも行っている。防鲭鋼板と普通鋼板を識別する方法として、鋼板の一部に識別孔等の機械的目印を形成し、その有無や大きさを光学センサーや静電容量型近接スィッチなどで検知する方法も採用している。しかし、この場合も、機械的目印を形成する工程で、普通鋼板と防鲭鋼板を取り違えると、その後は、両者が誤って製造工程を流れることになる。また、部品によっては、製品の外観や機能に影響するため、機械的目印を形成することが難しい場合もある。

[0005] 防鲭鋼板と普通鋼板を取り違えるような人為ミスを防止する識別方法が必要とされ、このため、特開 2001— 318058号公報に開示されてレヽるように、光学的に、両者を識別する方法も提案されている。すなわち、同公報においては、鋼板の略平坦な表面に対向させて発光源と受光源を配置する。発光源には、点発光する複数の発光素子を密に一直線上に並べた直線状発光ラインを備え、レンズを介して平行光線群のスリット状投射光を投射する発光器を用いる。受光源には、複数の受光素子を密に一直線上に並べた受光ラインを有する受光器を用いる。そして、発光器の発光ライン力投射されるスリット状投射光が、鋼板表面で反射したスリット状の反射光の中央部を横切るように、受光器の受光ラインを配設する。

[0006] 鋼板が防鲭鋼板の場合、表面の光反射率は普通鋼板の反射率より低ぐかつ、拡散し易くて、単線状の中央反射光の方向での両側方に広い領域に亘つて拡散反射光が生じる。この拡散反射光が受光ラインの両側に入射するので、受光器の受光ラインの両側でもある程度の光を受光する。普通鋼板の場合は防鲭鋼板よりも表面に光沢があるので、光の拡散が少ない。このため、受光ラインの中央から両側のラインに入射する拡散反射光が小さく抑えられ、受光器の受光ラインの中央で受光量が大きぐ両側では受光量が小さい。このように、防鲭鋼板と普通鋼板では、受光器の受光ライン全体の受光量分布が異なり、この受光量分布に基づいて普通鋼板と防鲭鋼板を識別することができる。

特許文献 1 :特開 2001— 318058号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 特開 2001— 318058号公報に開示されたものは、非防鲭圧延材 (普通鋼板）と防鲭圧延材 (防鲭鋼板)を光学的に識別することができ、機械的目印が不要であるが、識別精度をさらに良くしたい。

課題を解決するための手段 [0008] 本発明者らは、特開 2001— 318058号公報に開示されたものとは別の手法により、普通鋼板と防鲭鋼板をより精度よく識別できる光学的な識別方法を考案した。

[0009] すなわち、識別対象である圧延材の圧延方向に対して、光の振動方向が平行または直角になるように圧延材表面に、一の方向に光の振動方向が調整された光を照射し、圧延材表面に照射した光の振動方向に対して偏光方向をずらして配設した偏光素子を通して、圧延材表面で反射した光を受光し、当該受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別するとよい。

[0010] また、識別対象である圧延材表面に対して照射方向を傾けて、一の方向に光の振動方向を調整した光を照射し、圧延材表面に対して受光方向を傾け、圧延材表面に照射される光の振動方向に対して偏光方向をずらして配設した偏光素子を通して、圧延材表面で反射した光を受光し、当該受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識另リすることもできる。

発明の効果

[0011] この圧延材識別方法は、一の方向に光の振動方向が調整された光が圧延材表面に照射され、照射された光の振動方向に対して、偏光方向をずらして配設した偏光素子を通して、圧延材表面で反射した光を受光する。照射された光が一の方向に光の振動方向が調整されてレ、るので、識別対象である圧延材が非防鲭圧延材の場合は、その反射光は殆ど偏光素子で遮られ、受光部に入射する光は極めて小さいものになる。これに対し、識別対象である圧延材が防鲭圧延材の場合は、その反射光には圧延材表面で拡散した光や相互反射した光が多く存在するために、圧延材表面で反射する光の振動方向はランダムな状態に変わる。このため、偏光素子を通過しうる方向に振動方向が変化した一部の反射光が、偏光素子を通過して受光部に入射する。このため、非防鲭圧延材の場合に比べて、受光量が顕著に大きくなる。これにより、受光部で受光した受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を精度良く識另 IJすること力 sできる。

[0012] また、識別対象である圧延材表面に対して照射方向を傾けて、一の方向に光の振動方向を調整した光を照射し、圧延材表面に対して受光方向を傾け、圧延材表面に照射される光の振動方向に対して偏光方向をずらして配設した偏光素子を通して、圧延材表面で反射した光を受光した場合は、圧延材表面で反射する光の振動方向はランダムな状態に変わる防鲭圧延材の方が、非防鲭圧延材に比べて受光量が大きくなる。また、非防鲭圧延材の圧延方向による影響も除外でき、受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を精度よく識別することもできる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の一実施形態に係る圧延材識別装置を示す図。

[図 2]非防鲭圧延材の表面状態を示す図。

[図 3]防鲭圧延材の表面状態を模式的に示す拡大断面図。

[図 4]本発明の一実施形態に係る圧延材識別装置について防鲭圧延材を検査している状態を示す図。

[図 5]本発明の一実施形態に係る圧延材識別装置について非防鲭圧延材を検査している状態を示す図。

[図 6]本発明の一実施形態に係る圧延材識別装置について非防鲭圧延材を検査している状態を示す図。

[図 7]本発明の一実施形態に係る圧延材識別装置について非防鲭圧延材を検査している状態を示す図。

[図 8]本発明の他の実施形態に係る圧延材識別装置を示す図。

[図 9] (a)は本発明の他の実施形態に係る圧延材識別装置による非防鲭圧延材の検查状態を示す横断側面図であり、 (b)はその平面図である。

[図 10] (a)は本発明の他の実施形態に係る圧延材識別装置による非防鲭圧延材の検查状態を示す横断側面図であり、 (b)はその平面図である。

[図 11]本発明の他の実施形態に係る圧延材識別装置における非防鲭圧延材と防鲭圧延材の測定値を示す図。

[図 12]本発明の他の実施形態に係る圧延材識別装置において、圧延方向との相対角度および傾倒角 αとの関係について非防鲭圧延材と防鲭圧延材の測定値を示す図。

[図 13]本発明の他の実施形態に係る圧延材識別装置において、圧延方向との相対角度および傾倒角 αとの関係について非防鲭圧延材と防鲭圧延材の測定値を示す図。

符号の説明

10 圧延材識別装置

11 照光部（照光装置）

11a第 1偏光素子

l ib発光素子 (発光手段）

12 受光部 (受光装置）

12a第 2偏光素子

12b受光素子 (受光手段）

13 識別部

20 圧延材

20a非防鲭圧延材

20b防鲭圧延材

21 圧延材表面

30 筋状の圧延痕

30a、 30b 圧延痕の斜面

50 圧延材識別装置

51 照光部

51a偏光素子

51b発光素子

52 受光部

52a偏光素子

52b受光素子

53 識別部 a 第 1偏光素子の偏光方向 b 第 2偏光素子の偏光方向

cl 照射光

c2 反射光

D 照射方向 E 受光方向

F 法線方向

x 照射光の振動方向

y 反射光の振動方向

傾倒角

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本発明の一実施形態に係る圧延材識別方法およびそれを具現化した装置を図面に基づいて説明する。

[0016] 圧延材識別方法は、図 1に示すように、識別対象である圧延材 20の圧延方向に対して、光の振動方向が平行または直角になるように圧延材 20の表面に、一の方向に光の振動方向が調整された光 clを照射し、圧延材 20の表面に照射した光 clの振動方向に対して偏光方向をずらして配設した偏光素子 12aを通して、圧延材 20の表面で反射した光 c2を受光し、当該受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別するものである。

[0017] また、圧延材識別方法は、図 1に示すように、一の方向に光の振動方向が調整された光 clを圧延材 20の表面に照射する照射装置 11と、圧延材 20の表面で反射した光 c2を、偏光素子 12aを通して受光する受光装置 12とを、照射装置 11から照射される光の振動方向と、受光装置 12の偏光素子 12aの偏光方向との相対的な角度のずれ量を固定したユニット 10aで構成したものを用レ、、ユニット 10aの角度を変えつつ圧延材 20の表面に対して光を照射し、ユニット 10aの各角度において、受光装置 12で受光した受光量に基づレ、て非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別するようにしてもょレヽ

[0018] 以下に、斯かる圧延材識別方法を具現化した圧延材識別装置の一実施形態を説明する。この圧延材識別装置 10は、図 1に示すように、照光部 11と、受光部 12と、識別部 13で構成されている。

[0019] 照光部 11は、識別対象である圧延材 20の圧延方向に対して、光の振動方向が平行または直角になるように圧延材表面に、一の方向に光の振動方向が調整された光を照射するものである。この実施形態では、照光部 11には、第 1偏光素子 11aを通して圧延材 20の表面に光を照射するものを用いている。すなわち、この照光部 11は、圧延材 20に対向するように配設され、光を発する発光手段としての発光素子 l ibを備え、発光素子 l ibの発光方向前方に第 1偏光素子 11aを配設している。なお、照光部 11としては、予め一の方向に光の振動方向を調整した光を照射する発光素子（ LED)を用いてもよい。

[0020] 受光部 12は、照光部 11が圧延材表面に照射する光の振動方向に対して偏光方向をずらして配設した偏光素子 12aを通して、圧延材表面で反射した光を受光するものである。この実施形態では、受光部 12は照光部 11の第 1偏光素子 11aに対して偏光方向をずらして配設した第 2偏光素子 12aを備え、この第 2偏光素子 12aを通して圧延材 20の表面で反射した光を受光するものである。この実施形態では、光を受光する受光手段として、受光した光の光量に応じた電流が生じる受光素子 12bを備えており、受光素子 12bに対して、光が入射する方向の前方に第 2偏光素子 12aを配設している。なお、偏光素子としては、光を偏光する性質を備えた種々の媒体を用レ、ることができ、例えば、偏光フィルムや偏光レンズなどの公知のものを用いることができる。

[0021] また、図示は省略するが、この実施形態では、照光部 11と受光部 12は、照光部 11 から照射される光 clの振動方向と受光部 12に配設した偏光素子 12の偏光方向との相対的な角度のずれを固定したユニット 10aで構成している。すなわち、照光部 11から圧延材 20の表面に光を当てるとその反射光が受光部 12に入射するように照光部 1 1と受光部 12を所定の配置で配設した一つのユニット 10aで構成している。また、照光部 11に配設した第 1偏光素子 11aの偏光方向 aに対して、受光部 12に配設した第 2偏光素子 12aの偏光方向 bを 90度ずらして固定的に配設している。

[0022] 識別部 13は、受光部 12で受光した受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別するものである。この実施形態では、受光部 12の受光素子 12bに光が入射したことに応じて発せられる電気信号に基づいて受光量を算出し、この受光量に対して所定の閾値を設定し、斯カ、る閾値に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別する。

[0023] 以下、この圧延材識別装置 10の使用方法を説明する。 [0024] この圧延材識別装置 10は、図 1に示すように、照光部 11を圧延材 20の表面に光を照射するように、圧延材 20の表面に対向させて配設する。そして、照光部 11において第 1偏光素子 11aを通して圧延材 20に光 clを照射し、圧延材 20で反射した光 c2 を受光部 12で受光する。識別部 13においては、受光部 12で受光した受光量に基づいて圧延材 20が非防鲭圧延材か防鲭圧延材カ ^識別する。

[0025] 照光部 11から照射される光 clは、第 1偏光素子 11aにより偏光され、振動方向が一方向に調整されている。識別対象となる圧延材 20が非防鲭圧延材 20aの場合は、図 2に示すように、表面が比較的滑らかであるから、照射光 clはほとんど拡散されず、また、非防鲭圧延材 20aの表面で反射する際に、光の振動方向もほとんど変化しなレ、。このため、反射光 c2の振動方向は、照射光 clとほとんど同じ振動方向をもっている。

[0026] この圧延材識別装置 10では、受光部 12に配設した第 2偏光素子 12aは、図 1に示すように、第 1偏光素子 11aに対して偏光方向をずらしている。このため、第 1偏光素子 11aにより偏光されて非防鲭圧延材 20aの表面で反射した反射光 c2は、第 2偏光素子 12aで遮断されて受光部 12の受光素子 12bにはほとんど入射せず、反射光 c2 のうち、振動方向が第 2偏光素子 12aを透過可能な方向に変化したわずかな光だけが第 2偏光素子 12aを透過するに過ぎない。このため、非防鲭圧延材 20aでは、受光部 12で受光される受光量は極めて小さいものになる。

[0027] これに対して、圧延材 20が防鲭圧延材 20bの場合は、図 3に示すように、防鲭処理により表面に防鲭材料が付着しており、極めて微細な凹凸が存在している。例えば、防鲭処理として合金化溶融亜鉛鍍金を施した場合は、亜鉛合金と基材との反応生成物が圧延材の表面に付着しており、これが防鲭圧延材 20bの表面に微細な凹凸を形成している。この微細な凹凸面は光を細力べ反射させるため、防鲭圧延材 20bの表面では、光が拡散し、受光部 12に向けて反射する反射光 c2の全体的な光量は小さくなる。また、この反射光 c2では、光の振動方向は、防鲭圧延材 20bの表面の微細な凹凸により、ランダムな方向に変えられる。このため、図 4に示すように、受光部 12 に向けて反射する反射光 c2には、第 2偏光素子 12aを通過する程度に光の振動方向が変えられた光が存在し、これが第 2偏光素子 12aを透過して受光素子 12bに入射して検知される。なお、図 3は、防鲭圧延材 20bの表面状態を模式的に示す拡大断面図であり、防鲭圧延材 20bの表面での光の拡散状況を示している。

[0028] このように、識別対象の圧延材が非防鲭圧延材 20aの場合は、反射光 c2のほとんどが第 2偏光素子 12aで遮断されるのに対し、防鲭圧延材 20bの場合は、非防鲭圧延材 20aの場合に比べて第 2偏光素子 12aを通して受光素子 12bで検知される受光量が大きくなる。その差は顕著であり、識別部 13において、適切な閾値を設定することにより、両者を識別することができる。このように、この圧延材識別装置 10によれば、受光部 12で検知される受光量の差から非防鲭圧延材 20aと防鲭圧延材 20bの識別が行える。

[0029] しかし、斯カ、る圧延材識別装置 10においても、非防鲭圧延材 20aと防鲭圧延材 20 bの識別が難しい場合がある。すなわち、非防鲭圧延材 20aにおいて、照射光 clを照射したところに、圧延時に圧延方向に生じる筋状の微細な圧延痕がある場合であつて、斯かる圧延方向に対して、照光部 11の第 1偏光素子 11aの偏光方向をある特別な角度でセットした場合には、非防鲭圧延材でも受光量が増えて誤った識別がなされる場合がある。

[0030] 例えば、第 1偏光素子 1 1aの偏光方向 aに対して、第 2偏光素子 12aの偏光方向 b を 90度ずらして配設したユニットを用いる場合は、非防鲭圧延材 20aの圧延方向に対して、第 1偏光素子 1 laの偏光方向を略 45度ずらして配設する場合がこれに該当する。

[0031] すなわち、この場合には、照光部 11から照射された照射光 clは、図 5、図 6に示すように、圧延時に生じた筋状の圧延痕 30の斜面 30a、 30bで反射され、その反射光が受光部 12に入射する。なお、図 5、図 6では、説明の便宜のため、圧延時に生じる圧延痕を強調し、実際よりも極めて大きく描写しているが、実際には、光学顕微鏡等で観察しないと分からない程度の微細なものであり、また形状も模式的に表したものである。

[0032] この際、圧延時に生じた筋状の圧延痕 30は、多くの場合、図 5に示すように、対向する斜面 30a、 30bを有している。非防鲭圧延材 20aの斯カる圧延痕 30がある部分に法線方向から光を照射すると、光が対向した斜面 30a、 30bで反射し、光の振動方向 x、 yが鏡面対称で変化して反射しやすい傾向がある。具体的には、圧延材の圧延方向に対して + 45度の振動方向 Xで入射した照射光 clは、圧延時に生じた筋状の圧延痕により反射する場合、筋状の圧延痕 30の対向する斜面 30a、 30bを反射する際に、光の振動方向 yが- 45度に変わって反射される傾向がある。このため、第 1偏光素子 11aの偏光方向 aに対して、第 2偏光素子 12aの偏光方向 bを 90度ずらして配設したユニットでは、第 1偏光素子 11aの偏光方向 aが圧延材の圧延方向に対して + 45度になるようにセットすると、非防鲭圧延材では、圧延材の圧延痕に照射された照射光 clが、光の振動方向 yが- 45度に変わって反射される反射光 c2が第 2偏光素子 12aを透過して受光素子 12bで検知されることが生じる。

[0033] このように、圧延材の圧延痕に照射された照射光 clが、圧延材の圧延痕で反射されて、第 2偏光素子 12aを透過して受光素子 12bで検知される事象は、第 1偏光素子 11aの偏光方向 aに対して、第 2偏光素子 12aの偏光方向 bを 90度ずらして配設したユニットに限らず生じる可能性がある。

[0034] 図 7は、非防鲭圧延材 20aで表面に圧延時に生じた筋状の圧延痕 30があるところに、照光部 11から照射光 clを照射した場合で、圧延方向に対して圧延材識別装置 10のユニットを平面視で回転させながら、受光部 12で検知される受光量を調べた一例を示している。この図 7において、圧延材識別装置 10の非防鲭圧延材 20aの圧延方向に対する第 1偏光素子 11aの偏光方向の角度を周方向に取り、受光部 12で検知される受光量の大きさを半径方向で示してレ、る。

[0035] 防鲭圧延材 20bでは、図 3に示すように、表面に防鲭材料による微細な凹凸があり、反射光 c2は光の振動方向がランダムな方向に変わるので、受光部 12で検知される受光量は、ユニットを配設する角度によらず略一定である。図 7中の破線 Pは防鲭圧延材 20bの場合における受光量の平均値を示している。非防鲭圧延材 20aの場合で、圧延時に生じる筋状の圧延痕があるところで検査した場合は、図 7中の実線 Qで示されているように、ユニットを配設する角度を変えると、受光部 12で検知される受光量が変化する。なお、非防鲭圧延材 20aの場合で、圧延時に生じる筋状の圧延痕がないところで検査した場合は、図 7中の一点鎖線 Rで示されているように、ユニットを配設する角度を変えても、受光部 12で検知される受光量は小さいままである。なお、図 7は、一例であり、圧延時に形成された筋状の圧延痕により、非防鲭圧延材において、また、同じ非防鲭圧延材でも部位において、個体差はある。

[0036] 図 7中、 ql〜q3で示す角度領域では受光部 12で検知される受光量が多くなる。斯力、る角度領域 ql〜q3では、非防鲭圧延材 20aと防鲭圧延材 20bの受光量の差が小さくなり、両者の間に適切な閾値を設定することができず、両者を精度よく識別するのが難しくなる。

[0037] このような事象は、非防鲭圧延材 20aに対し、圧延時に生じる筋状の圧延痕がある部分や、プレス成形などの後加工等により同様の筋状の加工痕を有する部分で検查を行い、かつ、照光部 11に配設した第 1偏光素子 11aを、非防鲭圧延材 20aの圧延方向に対して特別な角度領域で配設した場合に生じる。

[0038] 識別対象となるワークによっては、識別する圧延材の圧延方向が明らかな場合がある。そのような場合は、圧延材に対してどのような方向で照光部 11の第 1偏光素子 1 laを設置すると不具合が出る場合があるかが明らかである。このような場合は、識別する圧延材の圧延方向に対して、第 1偏光素子 11aの偏光方向 aを不具合が出るおそれのある角度領域を避けて圧延材識別装置 10のユニットを配置するとよい。これにより、斯カる事象を回避できる。また、図 7に示すように、例えば、圧延材の圧延方向に対して、第 1偏光素子 11aの偏光方向 aが平行、または、直角になるように配設すると、上述したような事象は起こり難ぐ非防鲭圧延材 20aの場合の受光量が小さくなる。このため、圧延材の圧延方向に対して、第 1偏光素子 11aの偏光方向 aを平行、または、直角になるように配設するとよい。

[0039] 識別対象となるワークによっては、識別する圧延材の圧延方向が不明な場合もある。このような場合は、例えば、図 7に示すように、第 1偏光素子 11aの偏光方向と第 2 偏光素子 12aの偏光方向の相対的な角度のずれ量を固定したユニットで構成したものでは、識別対象である圧延材の表面に対して、第 1偏光素子 11aの偏光方向 aが変わるように、ユニットの角度を変えつつ第 1偏光素子 11aを通して光を照射し、ュニットの各角度で第 2偏光素子 12aを通して受光した受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別するとよい。この際、識別対象である圧延材の圧延方向に対し、照光部 11から照射される光の振動方向が変わるように（図 7に示す例では、第 1偏光素子 11aの偏光方向が変わるように）、ユニットの角度を変える角度調整機構（図示省略)を設けてもよく。角度調整機構により、識別対象である圧延材の圧延方向に対し、照光部 11から照射される光の振動方向が変わるようにユニットの角度を変えつつ照光部 11から圧延材表面に光を照射するとよい。そして、識別部により、角度調整機構によるユニットの角度と受光部が受光した受光量との関係に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別するとよい。

[0040] この方法によれば、識別対象である圧延材が防鲭圧延材である場合は、図 7中の破線 Pで示すように、ユニットの各角度で略一定の受光量が得られる。これに対し、識別対象である圧延材が非防鲭圧延材の場合は、図 7中の実線 Qで示すように、ュニットの角度を変えると、ある角度領域では受光量が高くなるが、ある角度領域では受光量が低くなる傾向が得られる。

[0041] このように、識別対象である圧延材の圧延方向に対し、照光部 11から照射される光の振動方向が変わるように、ユニットの角度を変えつつ第 1偏光素子 11aを通して光を照射し、ユニットの各角度で第 2偏光素子 12aを通して受光した受光量を勘案すれば、その傾向から非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別することができる。なお、この際、ユニットの角度は、全周に渡って変更しても良いが、非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別するのに、適当ないくつかの角度で検査してもよい。例えば、 0度、 45度、 90度などの角度を予め定め、斯カる角度にユニットの角度を変えつつ、第 1偏光素子 11a を通して光を照射し、ユニットの各角度で第 2偏光素子 12aを通して受光した受光量の傾向に基づいて、非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別してもよい。

[0042] 次に、非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別する別の実施形態の圧延材識別方法を説明する。上述したように、非防鲭圧延材については、圧延痕がある部位では、識別対象である圧延材の圧延方向に対する、照光部から照射される光の振動方向の相対的な角度が、ある特別な角度において、受光量が大きくなる場合がある。このような事象が生じる場合には、防鲭圧延材との識別が難しくなる。このため、非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別する圧延材識別方法としては、圧延痕がなレ、部位か圧延痕がぁる部位かを問わず、さらに圧延方向が不明であってもその影響を受けずに、防鲭圧延材と非防鲭圧延材を識別できるものが好ましい。 [0043] この圧延材識別方法は、図 8に示すように、識別対象である圧延材 20の表面 21に対して照射方向 Dを傾けて、一の方向に光の振動方向を調整した光 clを照射し、圧延材表面 21に対して受光方向 Eを傾け、圧延材表面 21に照射される光 clの振動方向 aに対して偏光方向 bをずらして配設した偏光素子 52aを通して、圧延材表面 21で反射した光 c2を受光し、当該受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別してレ、る。以下、その具現化した装置を説明する。

[0044] 斯かる圧延材識別方法を具現化した圧延材識別装置 50は、図 8に示すように、照光部 51と、受光部 52と、識別部 53で構成するとよい。

[0045] 照光部 51は、図 8に示すように、圧延材表面 21に対して照射方向 Dを傾けて配設され、一の方向に光の振動方向が調整された光 clを照射するものである。この実施形態では、照光部 51は、圧延材表面 21に対して照射方向 Dを傾けて配設した発光素子 51bと、発光素子 51bの照光方向前方に配設され、発光素子 51bで発光された光を一の方向に光の振動方向が調整する第 1偏光素子 51aを備えている。なお、照光部 51としては、予め一の方向に光の振動方向を調整した光を照射する発光素子（ LED)を用いてもよい。

[0046] 受光部 52は、圧延材表面 21に対して受光方向 Eを傾けて配設している。そして、照光部 51から圧延材表面 21に照射される光 clの振動方向 aに対して偏光方向 bをずらして配設した偏光素子 51aを通して、圧延材表面 21で反射した光 c2を受光するものである。この実施形態では、受光部 52は照光部 51の第 1偏光素子 51aの偏光方向 aに対して偏光方向 bをずらして配設した第 2偏光素子 52aと、第 2偏光素子 52a の受光方向 Eの後方に、光を受光する受光手段 52bを備えている。受光手段としては、受光した光の光量に応じた電流が生じる受光素子 52bを用いている。偏光素子 51a、 51bとしては、光を偏光する性質を備えた種々の媒体を用いることができ、例えば、偏光フィルムや偏光レンズなどの公知のものを用いることができる。なお、この実施形態では、受光部 52は、圧延材表面 21に対して、照光部 51の照射方向 Dと同じ方向に受光方向 Eを傾けて配設している力受光部 52は、圧延材表面 21に対して受光方向 Eを傾けて配設してあればよぐ必ずしも照光部 51の照射方向 Dと同じ方向に受光方向 Eを傾けて配設する必要はない。 [0047] 識別部 53は、受光部 52で受光した受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別するものである。

[0048] 照光部 51と受光部 52には、上述した実施形態と同様に、照光部 51から照射される光 clの振動方向 aと受光部 52に配設した偏光素子 52aの偏光方向 bとの相対的な角度のずれを固定したユニットを用いることができる。この実施形態では、照光部 51 に配設した第 1偏光素子 51aの偏光方向 aに対して、受光部 52に配設した第 2偏光素子 52aの偏光方向 bを 90度ずらして固定的に配設したユニット 50aを用いている。

[0049] この圧延材識別装置 50では、図 8に示すように、照光部 51の照射方向 Dと受光部

52の受光方向 Eを圧延材表面に対して同じ方向に傾けて配設している。換言すれば、照光部 51の照射方向 Dと受光部 52の受光方向を圧延材表面 21の法線方向 F に対して、所定の角度傾けて配設している。

[0050] 非防鲭圧延材 20aで圧延痕がない部位に照光部 51から光 clが照射された場合は、図 8に示すように、圧延材 20の表面 21が滑らかなので、圧延材表面 21で反射した反射光 c2はそのままでは受光部 52には入射しない方向に反射する。このため、受光部 52で検知される受光量は小さレ、。

[0051] また、図 9(a)に示すように、非防鲭圧延材 20aで圧延痕 30がある部位に照光部 51 力光 clが照射された場合でも、図 9(b)に示すように、圧延痕 30の斜面 30aに対して、照光部 51が正対していなければ、圧延痕 30の斜面 30aで反射した光 c2は、そのまま受光部 52には入射しない方向に反射する。このため、受光部 52で検知される受光量は小さい。

[0052] また、非防鲭圧延材 20aで圧延痕 30がある部位に照光部 51から光 clが照射された場合で、図 10に示すように、圧延痕 30の斜面 30aに対して、照光部 51が正対してレ、る場合は、圧延痕 30の斜面 30aで反射した光 c2が受光部 52には入射する方向に反射する。しかし、この場合でも、照光部 51に配設した第 1偏光素子 51aの偏光方向 aと、受光部 52に配設した第 2偏光素子 52aの偏光方向 bがずれているため、圧延痕 30の斜面 30aで反射した光 c2は、受光部 52の第 2偏光素子 52aにより遮断され、受光部 52には入射しなレ、。このため、この場合でも受光部 52で検知される受光量は小さい。 [0053] このように、圧延材 20が非防鲭圧延材 20aである場合には、照射した部位が、圧延痕 30がある部位であるか否かに関係なぐまた圧延材 20の圧延方向にも関係なぐ総じて受光部 52で検知される受光量は小さくなる。

[0054] これに対し、圧延材 20が防鲭圧延材 20bである場合は、図 3に示すように、圧延材表面 21において光が拡散および相互反射することにより、照射光 clの偏光が解消されて反射され、反射光 c2の振動方向もランダムな方向に変わるため、受光部 52には相当の受光量が検知される。

[0055] このように、この圧延材識別方法によれば、識別対象である圧延材が非防鲭圧延材の場合は、圧延材が防鲭圧延材の場合に比べて受光量を十分に低く抑えることができる。この場合、防鲭圧延材と非防鲭圧延材との受光量の差にしきい値を設定することも可能であり、防鲭圧延材と非防鲭圧延材の識別を容易かつ確実に行うことができる。

[0056] 例えば、照光部 51の照射方向 Dと受光部 52の受光方向 Eを圧延材表面 21の法線方向 Fに対して 45度傾けて配設した場合には、図 11に示すように、両者には、受光量の差が顕著に現れる。図 11において、白抜き四角のプロットが防鲭圧延材 20bの測定値であり、黒塗り四角のプロットが非防鲭圧延材 20aの測定値である。また、図 1 1中の横軸は、圧延材の圧延方向と照光部 51の第 1偏光素子 51aの偏光方向 aとの関係を示すものである。この試験結果からもわかるように、圧延材 20の圧延方向と照光部 51の第 1偏光素子 51aの偏光方向 aとの関係には関係なぐ非防鲭圧延材 20a の測定値と防鲭圧延材 20bの測定値との間に十分な差が生じさせることができる。このため、非防鲭圧延材での測定値と防鲭圧延材での測定値との間に、しきい値を設定することができ、両者の識別が可能になる。

[0057] なお、図 11に示す試験では、非防鲭圧延材として JIS— SPCC材を用レ、、防鲭圧延材として、 JIS— SGCCの合金化溶融亜鉛鍍金鋼板を用いた。また、この測定値は、株式会社キーエンス製の測定装置 CZ— H35Sを用レ、、これに株式会社キーェンス製のアンプ CZ—V21を取り付けて測定したものである。測定装置 CZ— H35Sは、圧延材から 35mmの距離離れた位置に設置して測定した。縦軸の測定値は、当該測定装置により測定された受光量の測定値であって、数値が大きいほど受光量が大きいことを示している。

[0058] この圧延材識別方法では、圧延材表面 21に対して照射方向 Dを傾けた角度 _αは、圧延材の材質、防鲭圧延材の防鲭方法などを考慮して、圧延材 20の圧延方向と照光部 51の第 1偏光素子 51aの偏光方向 aとの関係には関係なぐ非防鲭圧延材の受光量の測定値と防鲭圧延材の受光量の測定値との間に、しきい値を設定し得るように、両者に十分な差が生じるような角度に設定すればよい。

[0059] 本発明者らは、この圧延材識別方法において、図 12、図 13に示すように、圧延材表面 21の法線方向 Fに対して照光部 51の照射方向 Dを傾ける角度 (傾倒角 _α )を種々変え、さらに、圧延材 20の圧延方向と照光部 51の第 1偏光素子の偏光方向 aとの関係を変えながら、非防鲭圧延材 20aの受光量と防鲭圧延材 20bの受光量との関係を調べた。図 12は、圧延材表面 21の法線方向 Fに対して照光部 51の照射方向 Dを傾ける角度 (傾倒角ひ )を 0度から 80度まで 10度刻みでデータを抽出したものであり、図 13は傾倒角 αを 5度から 75度まで 10度刻みでデータを抽出したものである。

[0060] なお、圧延材表面 21に対して照射方向 Dを傾けた角度 αが小さぐ照射方向 Dを圧延材表面 21の法線方向 Fに近づけてレ、くと、照光部 51の偏光素子の偏光方向と、非防鲭圧延材の圧延方向との関係において変動する非防鲭圧延材の受光量のピークと、防鲭圧延材の受光量との差が小さくなり、しきい値を設定し、非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別することが難しくなる。

[0061] また、圧延材表面 21に対して照射方向 Dを傾けた角度 _αが大きぐ照射方向 Dを圧延材表面 21に対して寝かせていくと、防鲭圧延材の受光量と非防鲭圧延材の受光量がともに小さくなり、非防鲭圧延材と防鲭圧延材の受光量の差が小さくなる。このため、非防鲭圧延材と防鲭圧延材の受光量の間にしきい値を設定し、非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別することが難しくなる。

[0062] 本発明者らは、このような試験を、非防鲭圧延材と防鲭圧延材の材質を変え、さらに試験条件についても、種々変えて行った。その結果、一般的には、照光部 51は、圧延材表面 21の法線方向 Fに対して照光部 51の照射方向 Dを傾ける角度 (傾倒角ひ）を 20度から 70度の角度範囲で傾けて配設するとよいことがわかった。なお、好ましくは、下限は 25度以下とし、上限は 65度以上とする角度範囲で傾けて配設するの力はぐさらに好ましくは圧延材表面に対して照射方向を 45度の近い角度領域で設定するのがよレ、ことがわかった。

[0063] このように、この実施形態に係る圧延材識別方法によれば、圧延材が非防鲭圧延材であるか、防鲭圧延材であるかを識別することができる。この際、圧延痕がない部位力、圧延痕がある部位かを問わず、さらに圧延材をプレス成形したときなどに生じる筋状の加工痕がある部位であるかを問わず、また、さらに圧延方向が不明であってもその影響を受けずに、当該圧延材が非防鲭圧延材であるか防鲭圧延材であるかを識別できる。

[0064] 以上、本発明の実施形態に係る圧延材識別装置を説明したが、本発明は、上記の実施形態には限定されず、種々の変更が可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別する圧延材識別装置であって、

圧延材表面に対して照射方向を傾けて配設され、一の方向に光の振動方向が調整された光を照射する照光部と、

前記圧延材表面に対して受光方向を傾けて配設され、前記照光部から圧延材表面に照射される光の振動方向に対して偏光方向をずらした偏光素子を通して、前記圧延材表面で反射した光を受光する受光部と、

前記受光部で受光した受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別する識別部とを備えた圧延材識別装置。

[2] 前記照光部と受光部は、照光部から照射される光の振動方向と受光部に配設した偏光素子の偏光方向との相対的な角度のずれを固定したユニットで構成したことを特徴とする請求項 1に記載の圧延材識別装置。

[3] 識別対象である圧延材表面に対して照射方向を傾けて、一の方向に光の振動方向を調整した光を照射し、前記圧延材表面に対して受光方向を傾け、圧延材表面に照射される光の振動方向に対して偏光方向をずらした偏光素子を通して、前記圧延材表面で反射した光を受光し、当該受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別する圧延材識別方法。

[4] 非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別する圧延材識別装置であって、

識別対象である圧延材の圧延方向に対して、光の振動方向が平行または直角になるように圧延材表面に、一の方向に光の振動方向が調整された光を照射する照光部と、

前記照光部から圧延材表面に照射される光の振動方向に対して偏光方向をずらした偏光素子を通して、前記圧延材表面で反射した光を受光する受光部と、

[5] 前記照光部と受光部は、照光部から照射される光の振動方向と受光部に配設した偏光素子の偏光方向との相対的な角度のずれを固定したユニットで構成し、識別対象である圧延材の圧延方向に対し、前記照光部から照射される光の振動方向が変わるように、前記ユニットの角度を変える角度調整機構を設け、前記角度調整機構により、ユニットの角度を変えつつ照光部から圧延材表面に光を照射し、前記識別部により、前記ユニットの角度と受光部が受光した受光量との関係に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別することを特徴とする請求項 4に記載の圧延材識別装置。

[6] 識別対象である圧延材の圧延方向に対して、光の振動方向が平行または直角になるように圧延材表面に、一の方向に光の振動方向が調整された光を照射し、前記圧延材表面に照射した光の振動方向に対して偏光方向をずらした偏光素子を通して、圧延材表面で反射した光を受光し、当該受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別する圧延材識別方法。

[7] 一の方向に光の振動方向が調整された光を圧延材表面に照射する照射装置と、圧延材表面で反射した光を、偏光素子を通して受光する受光装置とを、前記照射装置から照射される光の振動方向と、前記受光装置の偏光素子の偏光方向との相対的な角度のずれ量を固定したユニットで構成したものを用い、

前記ユニットの角度を変えつつ前記圧延材表面に対して光を照射し、前記ユニットの各角度において、前記受光装置で受光した受光量に基づいて非防鲭圧延材と防鲭圧延材を識別することを特徴とする圧延材識別方法。