WO2020183958A1 - 化成処理膜検査方法、化成処理膜検査装置、表面処理鋼板の製造方法、表面処理鋼板の品質管理方法及び表面処理鋼板の製造設備 - Google Patents

化成処理膜検査方法、化成処理膜検査装置、表面処理鋼板の製造方法、表面処理鋼板の品質管理方法及び表面処理鋼板の製造設備 Download PDF

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腰原 敬弘
鈴木 克一
裕介 仲
嘉之 梅垣
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
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    • G01N21/892Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined

Definitions

  • the present invention relates to a chemical conversion film inspection method, a chemical conversion film inspection device, a method for manufacturing a surface treated steel sheet, a quality control method for a surface treated steel sheet, and a manufacturing facility for a surface treated steel sheet.
  • a chemical conversion treatment film may be formed on the surface.
  • this chemical conversion-treated film include a chromate film containing chromium produced by chromate treatment using chromate, and a chromate-free film containing no hexavalent chromium.
  • the chemical conversion treatment film is formed by applying a chemical conversion treatment liquid to the surface of a steel sheet or the like.
  • the method of applying the chemical conversion treatment liquid to the surface of the steel sheet is a roll coater that applies the chemical conversion treatment liquid to the surface of the steel sheet via a roll, or a roll that applies the chemical conversion treatment liquid to the surface of the steel sheet by spraying and is called a ringer roll.
  • the presence or absence of a chemical conversion treatment film on the surface of a steel sheet is visually inspected while the steel sheet is being transported or when the steel sheet is stopped.
  • the reflectance or color of light may change significantly depending on the presence or absence of the chemical conversion treatment film, so that it may be possible to visually determine the presence or absence of the chemical conversion treatment film.
  • the productivity is hindered and the cost is increased. Therefore, it is desirable to automatically determine the presence or absence of the chemical conversion treatment film while the steel sheet is being transported.
  • the difference in light reflectance between the surface of the steel sheet and the chemical conversion coating film may be small or the difference in color may be small. Therefore, the presence or absence of the chemical conversion treatment film cannot be easily determined.
  • Patent Document 1 discloses a technique using a fluorescent X-ray analyzer as a technique capable of automatically determining the presence or absence of a chemical conversion treatment film on the surface of a steel sheet.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to determine the presence or absence of a chemical conversion-treated film on the surface to be inspected while the steel sheet is being conveyed in order to suppress cost increase. It is to provide a chemical conversion treatment membrane inspection method and a chemical conversion treatment membrane inspection apparatus which can be performed. Another object of the present invention is to determine the presence or absence of a chemical conversion-treated film on the surface to be inspected while the surface-treated steel sheet is being conveyed in order to suppress cost increase, and improve the production yield of the surface-treated steel sheet. It is to provide a possible method for manufacturing a surface-treated steel sheet, a method for quality control of a surface-treated steel sheet, and a manufacturing facility for a surface-treated steel sheet.
  • a chemical conversion-treated membrane inspection method In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a chemical conversion-treated membrane inspection method, a chemical conversion-treated membrane inspection apparatus, a surface-treated steel sheet manufacturing method, a surface-treated steel sheet quality control method, and a surface-treated steel sheet manufacturing according to the present invention.
  • the equipment has the following features.
  • An incident step in which polarization is incident on the surface to be inspected and reflected light reflected by the incident polarization on the surface to be inspected are received by two or more light receiving means at two or more different detection angles.
  • a representative value calculation step for calculating a representative value for each light receiving means, and a determination step for determining the presence or absence of a chemical conversion-treated film on the surface to be inspected from the representative value calculated for each light receiving means are included.
  • Gain that adjusts the gain of the image signal for each light receiving means so that the feature value of the image signal obtained from the intensity of the image signal becomes constant between the image signal acquisition step and the representative value calculation step.
  • the adjustment step is not performed, in the representative value calculation step, a process of obtaining the representative value from the intensity of the image signal is performed, and the gain adjustment is performed between the image signal acquisition step and the representative value calculation step.
  • the representative value calculation step a process of obtaining the representative value from the gain is performed, which is a chemical conversion treatment film inspection method.
  • a light source that irradiates the surface to be inspected with polarized light, and two or more light receiving means that receive the reflected light reflected by the irradiated polarization on the surface to be inspected at two or more different detection angles.
  • An image signal acquisition means that acquires an image signal representing the image of the surface to be inspected from each reflected light received by each light receiving means for each light receiving means, and a representative value of each image signal from the image signal.
  • the image signal acquisition is provided with a representative value calculation means calculated for each light receiving means and a determination means for determining the presence or absence of a chemical conversion-treated film on the surface to be inspected from the representative value calculated for each light receiving means.
  • the representative value calculating means When the means does not adjust the gain of the image signal for each of the light receiving means so that the feature value of the image signal obtained from the intensity of the image signal becomes constant, the representative value calculating means The representative value is obtained from the intensity of the image signal, and the image signal acquisition means obtains the gain of the image signal for each of the light receiving means so that the characteristic value of the image signal obtained from the intensity of the image signal becomes constant.
  • the representative value calculation means is a chemical conversion film inspection device that obtains the representative value from the gain.
  • a manufacturing step of the surface-treated steel sheet an inspection step of inspecting the chemical conversion-treated film of the surface-treated steel sheet manufactured in the manufacturing step by the chemical conversion-treated film inspection method according to the above [1] or [2].
  • a method for manufacturing a surface-treated steel sheet including.
  • the surface-treated steel sheet Quality control steps including quality control methods for surface treated steel sheets.
  • the chemical conversion-treated membrane inspection method and the chemical conversion-treated membrane inspection apparatus according to the present invention have the effect of being able to determine the presence or absence of a chemical conversion-treated membrane on the surface to be inspected while suppressing cost increase.
  • the method for manufacturing a surface-treated steel sheet, the method for controlling the quality of a surface-treated steel sheet, and the manufacturing equipment for a surface-treated steel sheet according to the present invention are for the surface to be inspected while the surface-treated steel sheet is being conveyed while suppressing cost increase. It has the effect of determining the presence or absence of the chemical conversion film and improving the manufacturing yield of the surface-treated steel sheet.
  • FIG. 1 is a top view of the chemical conversion membrane inspection apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a side view of the chemical conversion treatment membrane inspection apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal processing unit.
  • FIG. 4 is an image of a hot-dip galvanized steel sheet with and without a chemical conversion coating film taken using a light receiving camera.
  • FIG. 5 is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion in the image of FIG.
  • FIG. 6 is an image of a hot-dip galvanized steel sheet with and without a chemical conversion treatment film taken by using a light receiving camera when the light intensity signal is standardized.
  • FIG. 4 is an image of a hot-dip galvanized steel sheet with and without a chemical conversion coating film taken using a light receiving camera.
  • FIG. 5 is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion in the image of FIG.
  • FIG. 6 is an image of a hot-dip
  • FIG. 7 is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion in the images of FIGS. 6 (a) to 6 (c).
  • FIG. 8 is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion in the images of FIGS. 6 (d) to 6 (f).
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of control using the chemical conversion treatment membrane inspection method according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a top view of the chemical conversion treatment membrane inspection device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a side view of the chemical conversion treatment membrane inspection device 1 according to the first embodiment.
  • the chemical conversion-treated film inspection apparatus 1 includes a linear diffusion light source 21, a polarizing plate 22, a light receiving unit 23, a signal processing unit 30, and the like, and is installed in a production line for hot-dip galvanized steel sheets and the like. ing.
  • the surface of the steel sheet 10 that is moving due to the conveyed state is the surface to be inspected. Further, a chemical conversion treatment film is provided on the surface layer of the steel sheet 10.
  • a linear diffusion light source 21 is arranged in the width direction of the steel plate 10 at a position above the steel plate 10 in the conveyed state in the direction of the arrow in the drawing.
  • the linear diffusion light source 21 the light of the metal halide light source is guided by an optical fiber to an irradiation portion of rectangular light long in the width direction, and the light is projected from this irradiation portion. From this structure, the linear diffusion light source 21 can irradiate uniform light in the width direction of the steel plate 10.
  • a fluorescent lamp can also be used as the linear diffusion light source 21. It is also possible to use a fiber light source in which the exit ends of the bundle fiber are aligned in a straight line. This is because the irradiation light from each fiber has a sufficient spread angle corresponding to the numerical aperture of the fiber, and the fiber light source in which the light sources are aligned is substantially a linear diffusion light source.
  • the incident light L1 from the linear diffusion light source 21 with respect to the surface of the steel plate 10 is incident on the entire width of the surface of the steel plate 10 at an incident angle ⁇ 1 via the polarizing plate 22.
  • the polarizing plate 22 is set to the detection angle ⁇ (azimuth angle), and the detection angle ⁇ is preferably in the range of 30 ° or more and 60 ° or less. Further, when the detection angle ⁇ is 45 °, the vertical wave and the horizontal wave are evenly included, which is more preferable.
  • the detection angle is defined as a positive (plus) direction in which the normal to the surface to be inspected is 0 ° and the direction of rotation in the clockwise direction toward the surface to be inspected is 0 °.
  • the light receiving unit 23 is configured to receive the reflected light reflected on the surface of the steel plate 10 by two or more light receiving cameras at two or more different detection angles ⁇ .
  • the reflected light L2 reflected on the surface of the steel sheet 10 is incident on the light receiving portion 23 arranged in the specular reflection direction of the steel sheet.
  • the light receiving unit 23 is composed of three light receiving means. For example, it is composed of light receiving cameras 25a, 25b, 25c composed of a linear array camera having detectors 24a, 24b, 24c in front of the lens.
  • the light receiving camera 25a has an analyzer 24a on the front surface of the lens
  • the light receiving camera 25b has an analyzer 24b on the front surface of the lens
  • the light receiving camera 25c has an analyzer 24c on the front surface of the lens.
  • the light receiving cameras 25a, 25b, 25c having the detectors 24a, 24b, 24c correspond to the light receiving means.
  • the detector 24a is set with the detection angle ⁇ a
  • the detector 24b is set with the detection angle ⁇ b
  • the detector 24c is set with the detection angle ⁇ c.
  • the detection angles ⁇ a, ⁇ b, and ⁇ c are preferably in the range of ⁇ 5 ° or more to 5 ° or less, 35 ° or more to 45 ° or less, and ⁇ 50 ° or more to ⁇ 40 ° or less, respectively.
  • the optical axes of the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c are installed so as to be parallel to each other.
  • the pixels of the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c have a one-to-one correspondence with each other in the same field of view size, which is preferable.
  • the installation positions of the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c are different with respect to the width direction of the steel plate 10, even if the same area is photographed, the coordinates of each pixel in each light receiving camera may be different. There is (hereinafter, also referred to as "field of view shift").
  • Such a deviation in the field of view of the light receiving cameras 25a, 25b, 25c can be solved by correcting the deviation in the field of view by the signal processing unit 30.
  • a two-dimensional CCD camera can be used instead of the linear array camera.
  • a scanning photodetector that combines a single photodetector with a galvano mirror or polygon mirror.
  • the light intensity of the reflected light L2 received by the light receiving cameras 25a, 25b, 25c is converted into light intensity signals Ia, Ib, Ic.
  • the light intensity signals Ia, Ib, and Ic are transmitted to the signal processing unit 30 in response to the trigger signal created according to the distance traveled by the steel plate 10.
  • the light intensity signals Ia, Ib, and Ic are image signals representing images of the surface of the steel sheet 10, respectively.
  • the image signal on the surface of the steel plate 10 is a two-dimensional image signal representing a two-dimensional image. Therefore, in the present embodiment, the light intensity of the received reflected light L2 is converted into light intensity signals Ia, Ib, and Ic for each pixel of one line in the width direction of the steel plate 10.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the signal processing unit 30.
  • the signal processing unit 30 includes signal preprocessing units 31a, 31b, 31c, memories 32a, 32b, 32c, representative value calculation units 33a, 33b, 33c, representative value comparison unit 34, which is a comparison determination unit, and output unit 35.
  • signal preprocessing units 31a, 31b, 31c, memories 32a, 32b, 32c, representative value calculation units 33a, 33b, 33c, representative value comparison unit 34 which is a comparison determination unit, and output unit 35.
  • the signal preprocessing units 31a, 31b, 31c, the memories 32a, 32b, 32c and the representative value calculation units 33a, 33b, 33c are provided for each light receiving means.
  • the light receiving camera 25a, the signal preprocessing unit 31a, the memory 32a, and the representative value calculation unit 33a are connected in this order, and then connected to the representative value comparison unit 34.
  • the light receiving camera 25b, the signal preprocessing unit 31b, the memory 32b, and the representative value calculation unit 33b are connected in this order, and then connected to the representative value comparison unit 34.
  • the light receiving camera 25c, the signal preprocessing unit 31c, the memory 32c, and the representative value calculation unit 33c are connected in this order, and then connected to the representative value comparison unit 34.
  • the signal preprocessing units 31a, 31b, 31c acquire the light intensity signals Ia, Ib, Ic output from the light receiving cameras 25a, 25b, 25c for each light receiving means. After that, the signal preprocessing units 31a, 31b, 31c perform various signal preprocessing on the light intensity signals Ia, Ib, Ic acquired from the light receiving cameras 25a, 25b, 25c.
  • the gains of the light intensity signals Ia, Ib, Ic are adjusted for the luminance correction, and the intensity of the light intensity signals Ia, Ib, Ic is adjusted. No standardization process is performed to keep the feature values obtained from.
  • the gain indicates "how many times the light intensity signal is multiplied" in order to make the feature value obtained from the intensity of the light intensity signal (that is, the image signal) constant.
  • the characteristic value of the image signal in the present embodiment is obtained for each light receiving means from the intensity of the image signal.
  • the characteristic values of the light intensity signals Ia, Ib, Ic are obtained for each light receiving means from the intensity of the light intensity signals Ia, Ib, Ic (that is, the image signal).
  • outliers may occur when defects occur in the area under test.
  • the deviation of the visual field of the light receiving cameras 25a, 25b, 25c is corrected.
  • the edge position is detected and corresponds to the outside of the edge of the steel plate 10.
  • the two-dimensional image region is set as the non-inspection target region, and the internal region of the steel sheet 10 with the edge position as the boundary is set as the inspection target region.
  • the memories 32a, 32b, 32c store the light intensity signals Ia, Ib, Ic preprocessed by the signal preprocessing units 31a, 31b, 31c.
  • the representative value calculation unit 33a, 33b, 33c calculates the representative values of the light intensity signals Ia, Ib, Ic from the light intensity signals Ia, Ib, Ic stored in the memories 32a, 32b, 32c for each light receiving means. ..
  • a representative value for example, it is preferable to use the average value of the luminance distribution of the measured region set in the signal preprocessing. However, outliers may occur when defects occur in the area under test. In this case, it is more preferable to use the median value of the luminance distribution in the area to be measured or the mode value of the luminance distribution in the area to be measured as a representative value. When the median or mode is used, the influence of defects that occur in the area under test can be excluded.
  • the area to be measured for calculating the feature value or the representative value in the area to be inspected is approximately the entire width in the width direction of the area to be inspected, and the length range of the steel sheet 10 predetermined in the steel sheet transport direction.
  • the width direction is expressed as almost the entire width, but in reality, the vicinity of the edge of the steel sheet 10 which is the surface to be inspected is called a dead zone because it is easily affected by the warp of the steel sheet 10. For example, the inside in the width direction from the edge. An unused area that is not used for the calculation of about 10 mm may be provided.
  • the representative value of the light intensity signal and the characteristic value of the light intensity signal may be the same or different.
  • the mode value of the luminance distribution is set as the feature value of the light intensity signal
  • the average value of the luminance distribution, the median luminance distribution, or the mode value of the same luminance distribution is set as the representative value of the luminance signal. Either of the above may be selected.
  • two or more may be selected from the average value of the luminance distribution, the median luminance distribution, or the mode value of the same luminance distribution.
  • the representative value comparison unit 34 determines the presence or absence of the chemical conversion treatment film from each representative value calculated for each light receiving means by the representative value calculation units 33a, 33b, 33c. For example, the representative values of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic obtained for each of the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c are compared, and when the comparison result falls within a predetermined range, the chemical conversion treatment film is used. Judge that there is no. An example of the comparison method will be described in detail later.
  • the output unit 35 outputs the determination result of the presence / absence of the chemical conversion processing film in the representative value comparison unit 34 to the determination result display unit 40 provided outside the signal processing unit 30.
  • the determination result display unit 40 displays the determination result of the presence or absence of the chemical conversion treatment film.
  • the determination result of the presence or absence of the chemical conversion treatment film is combined with the determination result from a defect meter, a hole meter, a width meter, etc. provided on the production line separately from the chemical conversion treatment film inspection device 1. May be displayed.
  • the defect meter and the hole meter are measuring instruments provided with a light source and a camera for detecting defects that may occur on the surface of the steel plate 10.
  • the determination result is output from the output unit 35 to a computer higher than the chemical conversion treatment film inspection device 1 and managed. It doesn't matter.
  • the signal preprocessing units 31a, 31b, 31c and the memories 32a, 32b, 32c are image signal acquisition means
  • the representative value calculation units 33a, 33b, 33c are representative value calculation means
  • the representative value comparison unit. 34 corresponds to the determination means.
  • the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c have been described as dedicated light receiving cameras included in the chemical conversion film inspection device 1, but the present invention is not limited to this.
  • the signal of the light receiving camera provided in the existing defect meter on the production line may be branched and used in the chemical conversion film inspection device 1. In that case, it is not necessary to separately provide a light receiving camera for the defect meter and the chemical conversion treatment film inspection device 1, and the device configuration of the chemical conversion treatment film inspection device 1 can be realized compactly and inexpensively.
  • FIG. 4 is an image of a hot-dip galvanized steel sheet with and without a chemical conversion treatment film taken during transportation using the chemical conversion treatment film inspection device 1 of FIGS. 1 and 3.
  • the conditions at the time of shooting are as follows.
  • a linear array camera was used as the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c.
  • the incident angle ⁇ 1 with respect to the total width of the plated steel sheet in the conveyed state is set to 60 °
  • the detection angle ⁇ of the polarizing plate 22 is set to 45 °.
  • the detection angle ⁇ a of the detector 24a is 0 °
  • the detection angle ⁇ b of the detector 24b is 40 °.
  • the detection angle ⁇ c of the photon 24c is set to ⁇ 45 °, respectively.
  • FIG. 4A is an image of the hot-dip galvanized steel sheet taken by a light receiving camera 25a at an detection angle ⁇ a of 0 °.
  • FIG. 4B is an image of the hot-dip galvanized steel sheet photographed by a light receiving camera 25b at a detection angle ⁇ b of 40 °.
  • FIG. 4C is an image of the hot-dip galvanized steel sheet photographed by a light receiving camera 25c at a detection angle ⁇ c of ⁇ 45 °.
  • FIG. 5 is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion in each of the images of FIGS. 4 (a), 4 (b) and 4 (c). Specifically, the graph in FIG.
  • the detection angle ⁇ a is 0 ° is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion in FIG. 4A.
  • the graph in FIG. 5 in which the detection angle ⁇ b is 45 ° is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion in FIG. 4 (b).
  • the graph in FIG. 5 in which the detection angle ⁇ c is ⁇ 45 ° is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion in FIG. 4 (c).
  • Table 1 shows the calculation results of the average value of the luminance distribution, the median luminance distribution, and the mode value of the luminance distribution as representative values of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic.
  • the representative values of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic correspond to the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c from which the respective light intensity signals Ia, Ib, and Ic are output, and the light receiving cameras 25a, It is also called a representative value of 25b and 25c.
  • the light reception is better with or without the chemical-treated film than with the chemical-treated film.
  • the representative value of the camera 25a is high, the representative value of the light receiving camera 25b is low, and the representative value of the light receiving camera 25c is high. From this, it can be seen that any of the average value of the luminance distribution, the median luminance distribution, and the mode value of the luminance distribution can be used as the representative value.
  • the comparison of the representative values in the representative value comparison unit 34 for example, among the representative values of the three light receiving cameras 25a, 25b, and 25c, two representative values of the light receiving cameras measured at different detection angles ⁇ are selected. , The ratio of the two selected representative values can be calculated and the calculated ratio can be used. Specifically, the ratio between the representative value of the light receiving camera 25a and the representative value of the light receiving camera 25b, or the ratio of the representative value of the light receiving camera 25b and the representative value of the light receiving camera 25c is used.
  • Table 2 shows the calculation results of the ratio between the representative value of the light receiving camera 25a and the representative value of the light receiving camera 25b, and the ratio of the representative value of the light receiving camera 25b and the representative value of the light receiving camera 25c.
  • the ratio is calculated using the average value shown in Table 1.
  • the ratio of the representative value of the light receiving camera 25a and the representative value of the light receiving camera 25b is used as an index for comparing the representative values, if the ratio value is smaller than a certain threshold value, "there is a chemical conversion treatment film", and the ratio is If the value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that there is no chemical conversion treatment film.
  • the threshold value is set in advance from the average value with and without the chemical conversion treatment film, and can be set to 2.6 in this case, for example. By this treatment, it is possible to determine the presence or absence of the chemical conversion treatment film.
  • the ratio of the representative value of the light receiving camera 25b and the representative value of the light receiving camera 25c is used as an index for comparing the representative values, if the ratio value is equal to or higher than a certain threshold value, "there is a chemical conversion treatment film", and the ratio is If the value is smaller than the threshold value, it is determined that there is no chemical conversion treatment film.
  • the threshold value is determined by the average value with and without the chemical conversion treatment film, and can be set to 0.2 in this case, for example. By this treatment, it is possible to determine the presence or absence of the chemical conversion treatment film.
  • a method of using a defect meter for determining the presence or absence of the chemical conversion treatment film can be considered. ..
  • a defect meter is applied to a light intensity signal output from a camera in order to remove the influence of deterioration of a light source and a difference in reflectance of a steel plate.
  • Normalization processing to adjust the gain is performed. Therefore, if the chemical conversion treatment film is not formed over the entire width of the steel sheet and several meters in the transport direction, the brightness distribution changes in a range wider than the field of view of the camera. Therefore, by performing the standardization processing, the field of view of the camera It becomes impossible to distinguish the difference in reflectance depending on the presence or absence of the chemical conversion treatment film in the range.
  • FIG. 6 is an image of a hot-dip galvanized steel sheet with and without a chemical conversion treatment film when the light intensity signals Ia, Ib, and Ic are standardized.
  • the chemical conversion treatment membrane inspection apparatus 1 is used under the same conditions as in the above case except that there is a standardization treatment. In the standardization process, the average value of the luminance distribution was used as the feature value of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic.
  • FIG. 6A is an image of a hot-dip galvanized steel sheet having a chemical conversion treatment film taken by a light receiving camera 25a at an detection angle ⁇ a of 0 °.
  • FIG. 6B is an image of a hot-dip galvanized steel sheet having a chemical conversion treatment film taken by a light receiving camera 25b at a detection angle ⁇ b of 40 °.
  • FIG. 6C is an image of a hot-dip galvanized steel sheet having a chemical conversion treatment film taken by a light receiving camera 25c at an detection angle of ⁇ 45 °.
  • FIG. 6D is an image of a hot-dip galvanized steel sheet without a chemical conversion treatment film taken by a light receiving camera 25a at an detection angle ⁇ a of 0 °.
  • FIG. 6 (e) is an image of a hot-dip galvanized steel sheet without a chemical conversion coating film taken by a light receiving camera 25b at an detection angle ⁇ b of 40 °.
  • FIG. 6 (f) is an image of a hot-dip galvanized steel sheet without a chemical conversion coating film taken by a light receiving camera 25c at an detection angle ⁇ c of ⁇ 45 °.
  • FIG. 7 is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion in the images of FIGS. 6 (a) to 6 (c).
  • FIG. 7A is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion of FIG. 6A.
  • FIG. 7B is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion of FIG. 6B.
  • FIG. 7 (c) is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion of FIG. 6 (c).
  • FIG. 8 is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion in the images of FIGS. 6 (d) to 6 (f).
  • FIG. 8A is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion of FIG. 6D.
  • FIG. 8B is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion of FIG. 6E.
  • FIG. 8 (c) is a graph obtained by extracting the luminance value of the broken line portion of FIG. 6 (f).
  • Table 3 shows the calculation results of the average value of the luminance distribution, the median luminance distribution, and the mode value of the luminance distribution as representative values of the standardized light intensity signals Ia, Ib, and Ic. It is a thing.
  • any of the average value of the luminance distribution, the median value of the luminance distribution, and the mode value of the luminance distribution is used as the representative value, as compared with the case with the chemical conversion treatment film. Without the chemical conversion treatment film, the representative values of the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c are high.
  • Table 4 shows the ratio of the representative value of the light receiving camera 25a to the representative value of the light receiving camera 25b and the ratio of the representative value of the light receiving camera 25b to the representative value of the light receiving camera 25c when the standardization process is performed. The calculation result is shown. In Table 4, the ratio is calculated using the average value of the luminance distribution shown in Table 3.
  • the ratio of the representative value of the light receiving camera 25a to the representative value of the light receiving camera 25b is larger in the average value of the brightness distribution and the median value of the brightness distribution in the case without the chemical conversion treatment film than in the case with the chemical conversion treatment film. Therefore, in the mode of the brightness distribution, the value without the chemical conversion coating film is smaller than that without the chemical conversion treatment film. Further, the ratio of the representative value of the light receiving camera 25b to the representative value of the light receiving camera 25c is smaller in the average value of the brightness distribution and the median value of the brightness distribution in the case without the chemical conversion treatment film than in the case with the chemical conversion treatment film. In the mode of the brightness distribution, the value without the chemical conversion coating film is larger than that with the chemical conversion treatment film.
  • both the ratio of the representative value of the light receiving camera 25a to the representative value of the light receiving camera 25b and the ratio of the representative value of the light receiving camera 25b to the representative value of the light receiving camera 25c are both the chemical conversion film.
  • the difference in the ratio value between with and without the chemical conversion film is small.
  • the average brightness distribution is represented as a representative value of the light intensity signals output from two or more light receiving cameras due to the difference in the amount of reflected light at two or more different detection angles.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of the chemical conversion treatment membrane inspection method according to the first embodiment.
  • the chemical conversion treatment film inspection method used in the chemical conversion treatment film inspection apparatus 1 includes an incident step, a light receiving step, a signal preprocessing step, a representative value calculation step, and a determination step.
  • the surface of the steel plate 10 which is the surface to be inspected is irradiated with polarized light (incident light L1) from the linear diffusion light source 21. That is, in the incident step, polarized light is incident on the surface to be inspected (step S1).
  • the reflected light L2 reflected on the surface of the steel plate 10 is received by each of the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c.
  • detectors 24a, 24b, 24c are provided for each light receiving camera.
  • the detection angle ⁇ a of the detector 24a, the detection angle ⁇ b of the detector 24b, and the detection angle ⁇ c of the detector 24c are selected from two or more types. In this embodiment, they are all different as an example. That is, light is received at three different detection angles (step S2).
  • the signal preprocessing units 31a, 31b, 31c are light intensity which is an image signal representing an image of the surface of the steel plate 10 from the reflected light L2 received by the light receiving cameras 25a, 25b, 25c.
  • Acquire signals Ia, Ib, Ic that is, this signal preprocessing step includes an image signal acquisition step.
  • the acquired light intensity signals Ia, Ib, Ic are subjected to signal preprocessing such as correction of the deviation of the visual field of the light receiving cameras 25a, 25b, 25c and edge detection of the steel plate 10.
  • Step S3 standardization processing for adjusting the gains of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic and making the feature values of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic constant is not performed for the luminance correction (Ste S3).
  • This standardization process corresponds to the "gain adjustment step" in the second embodiment.
  • the inspection target area and the non-inspection target area are set as described above.
  • the light intensity signals Ia, Ib, Ic preprocessed by the signal preprocessing units 31a, 31b, 31c and the setting result of the inspection target area or the non-inspection target area are stored in the memories 32a, 32b, 32c.
  • the representative value calculation unit 33a, 33b, 33c calculate the representative values of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic (step S4).
  • the representative values of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic are specifically the average value of the luminance distribution because the influence of the non-stationary portion generated in the measured region can be excluded. preferable.
  • the representative value comparison unit 34 determines the presence or absence of the chemical conversion treatment film on the surface of the steel sheet 10 by using the representative values for each light receiving means calculated by the representative value calculation units 33a, 33b, 33c. (Step S5).
  • An example of the determination method in step S5 is as follows.
  • the representative value comparison unit 34 selects two representative values of the light receiving cameras measured at different detection angles ⁇ from the representative values of the three light receiving cameras 25a, 25b, and 25c. Next, the representative value comparison unit 34 calculates the ratio of the two selected representative values.
  • the representative value comparison unit 34 determines that the chemical conversion treatment film is absent or present when the calculated ratio of the representative values falls within a predetermined range.
  • the determination result in the representative value comparison unit 34 is output to the determination result display unit 40 via the output unit 35, and the determination result is displayed in the determination result display unit 40 (step S6).
  • the determination result display unit 40 may display that there is no chemical conversion treatment film only when it is determined that there is no chemical conversion treatment film. Further, the determination result display unit 40 may display the presence or absence of the chemical conversion treatment film both when it is determined that the chemical conversion treatment film is present and when it is determined that the chemical conversion treatment film is not present. ..
  • the standardization process for making the feature value of the image signal constant is not performed for the luminance correction, and the representative value of the luminance distribution is not performed. Is obtained for each of the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c and used for the determination, so that the apparatus configuration is inexpensive and simple, and the presence or absence of the chemical conversion treatment film is automatically determined while the steel plate 10 is being conveyed. be able to. As a result, it is possible to suppress the cost increase.
  • the gains of the light intensity signals Ia, Ib, Ic are adjusted for the luminance correction, and the gains are obtained from the intensity of the light intensity signals Ia, Ib, Ic. Performs standardization processing to keep the feature values to be constant. Further, in the second embodiment, the gains of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic adjusted for this standardization process are used as representative values. Except for these two points, the presence or absence of the chemical conversion treatment film is determined by the same procedure as the flowchart shown in FIG. 9 of the first embodiment. Also in the second embodiment, the definitions and specific contents of the “gain”, the “feature value of the image signal” and the “measured region” are the same as those in the first embodiment described above.
  • the signal preprocessing units 31a, 31b, 31c perform standardization processing for luminance correction as one of the signal preprocessing.
  • the gains of the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c that have been adjusted are passed to the representative value calculation units 33a, 33b, and 33c via the memories 32a, 32b, and 32c for each light receiving means.
  • the representative value calculation units 33a, 33b, 33c use the gain of the received light receiving camera as a representative value of the light intensity signals Ia, Ib, Ic.
  • the representative value comparison unit 34 determines the presence or absence of the chemical conversion treatment film by using the gain of each light receiving camera as the representative value of the light intensity signal by the representative value calculation units 33a, 33b, 33c.
  • the functions of each part other than the above description are the same as those of the chemical conversion treatment membrane inspection apparatus 1 according to the first embodiment.
  • step S3 in FIG. 9 standardization processing is performed for luminance correction after the image signal acquisition step in the signal preprocessing step.
  • the signal preprocessing units 31a, 31b, 31c adjust the gains of the light intensity signals Ia, Ib, Ic so that the characteristic values of the acquired light intensity signals Ia, Ib, Ic are constant.
  • the step of performing this normalization process is referred to as a gain adjustment step. From step S4 in FIG. 9, the gains of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic are treated as the representative values of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic.
  • Each step treatment other than the above description is the same as the chemical conversion treatment membrane inspection method according to the first embodiment.
  • step S5 An example of the determination step (step S5) when each gain of the light receiving camera is used will be described.
  • Table 5 shows the gains indicating how many times the light intensity signals Ia, Ib, and Ic are multiplied when the standardization process of FIG. 6 is performed as typical values of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic. ..
  • the average value of the luminance distribution was used as the feature value of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic.
  • the representative values of the light intensity signals Ia, Ib, and Ic correspond to the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c from which the respective light intensity signals Ia, Ib, and Ic are output, and the light receiving cameras 25a, It is also called a representative value of 25b and 25c.
  • the representative value of the light receiving camera 25a is higher, the representative value of the light receiving camera 25b is lower, and the light receiving camera 25c is lower than that with the chemical conversion treatment film. It can be seen that the representative value is high. That is, as shown in Table 1 of the first embodiment, the tendency is the same as when the average value of the luminance distribution, the median luminance distribution, and the mode value of the luminance distribution are used as representative values. You can see that.
  • the above gain is used as the representative value
  • the comparison of the representative value by the representative value comparison unit 34 is performed by the ratio of the representative value of the light receiving camera 25a to the representative value of the light receiving camera 25b, or the light receiving camera. This is performed using the ratio of the representative value of 25c to the representative value of the light receiving camera 25b.
  • Table 6 shows the ratio of the representative value of the light receiving camera 25a to the representative value of the light receiving camera 25b and the ratio of the representative value of the light receiving camera 25b to the representative value of the light receiving camera 25c when the gain is used as the representative value. The calculation result of is shown. In Table 6, the ratio is calculated using the gains shown in Table 5.
  • the ratio value is smaller than a certain threshold value, " If there is a chemical conversion treatment film and the ratio value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that there is no chemical conversion treatment film.
  • the threshold value is set in advance from the average value with and without the chemical conversion treatment film, and can be set to 3.7 in this case, for example. By this treatment, it is possible to determine the presence or absence of the chemical conversion treatment film.
  • the ratio value is equal to or higher than a certain threshold value
  • “chemical conversion treatment” is performed. If there is a film and the ratio value is smaller than the threshold value, it is determined that there is no chemical conversion treatment film.
  • the threshold value is set in advance from the average value with and without the chemical conversion treatment film, and can be set to 0.3 in this case, for example. By this treatment, it is possible to determine the presence or absence of the chemical conversion treatment film.
  • the ratio of the representative values it is possible to determine the presence or absence of the chemical conversion treatment film on the surface of the steel sheet 10 if one set is used. Further, it is more preferable to take two or more sets because the determination can be performed more accurately.
  • the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c are described as dedicated light receiving cameras included in the chemical conversion film inspection device 1, but the present invention is not limited to this.
  • the signal of the light receiving camera provided in the existing defect meter on the production line may be branched and used in the chemical conversion film inspection device 1. In that case, it is not necessary to separately provide a light receiving camera for the defect meter and the chemical conversion treatment film inspection device 1, and the device configuration of the chemical conversion treatment film inspection device 1 can be realized compactly and inexpensively.
  • the chemical conversion-treated film inspection device 1 and the chemical conversion-treated film inspection method according to the second embodiment do not perform the standardization process for making the feature value of the image signal constant for the purpose of luminance correction.
  • the gain of the light receiving camera obtained at the time of this standardization processing as a representative value for each of the light receiving cameras 25a, 25b, and 25c, the device configuration is inexpensive and simple, and the steel plate 10 is conveyed.
  • the presence or absence of a chemical conversion treatment film can be automatically determined inside. As a result, it is possible to suppress the cost increase.
  • the present invention is applied as an inspection device constituting a surface-treated steel sheet manufacturing facility, and is provided on the surface of a surface-treated steel sheet manufactured by a known or existing manufacturing facility by the chemical conversion film inspection device 1 according to the present invention.
  • the chemical conversion treatment membrane may be inspected.
  • the present invention may be applied as an inspection step included in a method for producing a surface-treated steel sheet, and a chemical conversion-treated film of a surface-treated steel sheet produced in a known or existing manufacturing step may be inspected. According to such a steel material manufacturing facility and a steel material manufacturing method, a surface-treated steel sheet can be manufactured with a high yield.
  • the present invention may be applied to the quality control method of the surface-treated steel sheet, and the quality control of the surface-treated steel sheet may be performed by inspecting the chemical conversion-treated film provided on the surface of the surface-treated steel sheet.
  • the presence or absence of a chemical conversion-treated film on the surface-treated steel sheet can be determined in the inspection step, and the quality control of the surface-treated steel sheet can be performed from the determination result obtained in the inspection step.
  • results are obtained regarding the presence or absence of a chemical conversion treatment film on the surface-treated steel sheet.
  • the subsequent quality control step it is determined whether or not the manufactured surface-treated steel sheet meets the predetermined criteria based on the result regarding the presence or absence of the chemical conversion-treated film of the surface-treated steel sheet obtained by the inspection step. Control the quality of steel materials. According to such a quality control method for steel materials, high quality steel materials can be provided.
  • a chemical conversion-treated membrane inspection method and a chemical conversion-treated membrane inspection apparatus capable of determining the presence or absence of a chemical conversion-treated membrane on the surface to be inspected while the steel sheet is being conveyed are provided. Can be provided. Further, according to the present invention, in order to suppress the cost increase, it is possible to determine the presence or absence of the chemical conversion-treated film on the surface to be inspected while the surface-treated steel sheet is being conveyed, and improve the manufacturing yield of the surface-treated steel sheet. It is possible to provide a method for manufacturing a surface-treated steel sheet, a method for quality control of a surface-treated steel sheet, and a manufacturing facility for a surface-treated steel sheet.

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Abstract

被検査面に偏光を入射させる入射ステップと、入射された偏光が被検査面で反射した反射光を、2種類以上の異なる検光角で2つ以上の受光手段によりそれぞれ受光する受光ステップと、受光手段で受光された反射光から、被検査面の像を表す像信号を、受光手段ごとに取得する像信号取得ステップと、像信号から、各像信号の代表値を受光手段ごとに計算する代表値計算ステップと、受光手段ごとに算出された代表値から、被検査面の化成処理膜の有無を判定する判定ステップと、を含み、像信号取得ステップと代表値計算ステップとの間にゲイン調整ステップを行わない場合には、代表値計算ステップでは、代表値を像信号の強度から求める処理を行い、像信号取得ステップと代表値計算ステップとの間にゲイン調整ステップを行う場合には、代表値計算ステップでは、代表値をゲインから求める処理を行う。

Description

化成処理膜検査方法、化成処理膜検査装置、表面処理鋼板の製造方法、表面処理鋼板の品質管理方法及び表面処理鋼板の製造設備
 本発明は、化成処理膜検査方法、化成処理膜検査装置、表面処理鋼板の製造方法、表面処理鋼板の品質管理方法及び表面処理鋼板の製造設備に関する。
 表面処理鋼板、特に溶融亜鉛メッキ鋼板、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板、及び、ガルバリウム鋼板(登録商標)においては、導電性、耐食性、耐指紋性、及び、摺動性などの特性を高めるために、表面に化成処理膜を生成させることがある。この化成処理膜としては、クロム酸塩を用いたクロメート処理によって生成されるクロムを含むクロメート被膜や、6価クロムを含まないクロメートフリー被膜などがある。
 化成処理膜は、化成処理液を鋼板の表面に塗布することなどによって生成される。鋼板の表面への化成処理液の塗布方法は、ロールを介して鋼板の表面に化成処理液を塗布するロールコータや、スプレーによって鋼板の表面に化成処理液を塗布し、リンガーロールと呼ばれるロールによって鋼板の表面上の化成処理液の量を適切な量に絞る方法など、複数の方法がある。一方、鋼板の表面に化成処理液を塗布する際に、例えば、ロールと鋼板とにギャップがあったり、スプレーのノズルに詰まりがあったりすると、鋼板の表面に化成処理膜が上手く生成されない不具合が生じ得る。鋼板の表面に化成処理膜が生成されない部分があると、所期の性能が発揮されないため大きな問題となる。
 そこで、従来、鋼板の表面の化成処理膜の有無を、鋼板が搬送されている最中あるいは鋼板の搬送を止めて、目視で検査することが行われている。合金化溶融亜鉛メッキ鋼板では、化成処理膜の有無によって光の反射率ないし色が大きく変わることがあるため、目視でも化成処理膜の有無の判定が可能な場合もある。ところが、鋼板の搬送を止めて検査すると生産性を阻害し高コスト化を招くため、鋼板が搬送されている最中に自動的に化成処理膜の有無を判定することが望ましい。また、溶融亜鉛メッキ鋼板では、仮に鋼板の搬送を止めて目視により検査を行ったとしても、鋼板の表面と化成処理膜とでは、光の反射率の差が小さかったり、色の差が小さかったりするため、化成処理膜の有無を容易に判定することができない。
 特許文献1には、鋼板の表面の化成処理膜の有無を自動的に判定可能な技術として、蛍光X線分析装置を用いた技術が開示されている。
特開昭61-45916号公報
 しかしながら、特許文献1に開示された技術では、製造ラインに蛍光X線分析装置を用いるための管理区域を設けなければならず、高コスト化を招いてしまう。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、高コスト化を抑えるために、鋼板が搬送されている状態で、被検査面の化成処理膜の有無を判定することができる化成処理膜検査方法及び化成処理膜検査装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、高コスト化を抑えるために、表面処理鋼板が搬送されている状態で、被検査面の化成処理膜の有無を判定し、表面処理鋼板の製造歩留りを向上可能な表面処理鋼板の製造方法、表面処理鋼板の品質管理方法及び表面処理鋼板の製造設備を提供することである。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る化成処理膜検査方法、化成処理膜検査装置、表面処理鋼板の製造方法、表面処理鋼板の品質管理方法及び表面処理鋼板の製造設備は、以下の特徴を有する。
 [1]被検査面に偏光を入射させる入射ステップと、前記入射された偏光が前記被検査面で反射した反射光を、2種類以上の異なる検光角で2つ以上の受光手段によりそれぞれ受光する受光ステップと、前記受光手段で受光された前記反射光から、前記被検査面の像を表す像信号を、受光手段ごとに取得する像信号取得ステップと、前記像信号から、各像信号の代表値を前記受光手段ごとに計算する代表値計算ステップと、前記受光手段ごとに算出された前記代表値から、前記被検査面の化成処理膜の有無を判定する判定ステップと、を含み、前記像信号取得ステップと前記代表値計算ステップとの間に、前記像信号の強度から求められる前記像信号の特徴値が一定になるように、前記像信号のゲインを前記受光手段ごとに調整するゲイン調整ステップを行わない場合には、前記代表値計算ステップでは、前記代表値を前記像信号の強度から求める処理を行い、前記像信号取得ステップと前記代表値計算ステップとの間に、前記ゲイン調整ステップを行う場合には、前記代表値計算ステップでは、前記代表値を前記ゲインから求める処理を行う、化成処理膜検査方法。
 [2]前記[1]に記載の化成処理膜検査方法において、前記判定ステップは、前記代表値の中から異なる検光角を持つ前記受光手段における代表値を選び、選ばれた前記代表値から代表値の比を計算し、前記代表値の比から前記被検査面の化成処理膜の有無を判定する化成処理膜検査方法。
 [3]偏光を被検査面に照射する光源と、前記照射された偏光が前記被検査面で反射した反射光を、2種類以上の異なる検光角でそれぞれ受光する2つ以上の受光手段と、各受光手段で受光された各反射光から、前記被検査面の像を表す像信号を、前記受光手段ごとに取得する像信号取得手段と、前記像信号から、各像信号の代表値を前記受光手段ごとに計算する代表値計算手段と、前記受光手段ごとに算出された前記代表値から、前記被検査面の化成処理膜の有無を判定する判定手段と、を備え、前記像信号取得手段が、前記像信号の強度から求められる前記像信号の特徴値が一定になるように、前記像信号のゲインを前記受光手段ごとに調整を行わない場合には、前記代表値計算手段は、前記代表値を前記像信号の強度から求め、前記像信号取得手段が、前記像信号の強度から求められる前記像信号の特徴値が一定になるように、前記像信号のゲインを前記受光手段ごとに調整を行う場合には、前記代表値計算手段は、前記代表値を前記ゲインから求める、化成処理膜検査装置。
 [4]表面処理鋼板の製造ステップと、前記[1]または[2]に記載の化成処理膜検査方法によって、前記製造ステップにおいて製造された表面処理鋼板の化成処理膜を検査する検査ステップと、を含む、表面処理鋼板の製造方法。
 [5]前記[1]または[2]に記載の化成処理膜検査方法によって、表面処理鋼板の化成処理膜を検査する検査ステップと、前記検査ステップにより得られた検査結果から、前記表面処理鋼板の品質管理を行う品質管理ステップと、を含む、表面処理鋼板の品質管理方法。
 [6]表面処理鋼板を製造するための製造設備と、前記製造設備により製造された表面処理鋼板の化成処理膜を検査する前記[3]に記載の化成処理膜検査装置と、を備えた、表面処理鋼板の製造設備。
 本発明に係る化成処理膜検査方法及び化成処理膜検査装置は、高コスト化を抑えつつ、被検査面の化成処理膜の有無を判定することができるという効果を奏する。また、本発明に係る表面処理鋼板の製造方法、表面処理鋼板の品質管理方法及び表面処理鋼板の製造設備は、高コスト化を抑えつつ、表面処理鋼板が搬送されている状態で被検査面の化成処理膜の有無を判定し、表面処理鋼板の製造歩留りを向上させることができるという効果を奏する。
図1は、実施形態1に係る化成処理膜検査装置の上面図である。 図2は、実施形態1に係る化成処理膜検査装置の側面図である。 図3は、信号処理部の概略構成を示すブロック図である。 図4は、受光カメラを用いて、化成処理膜有り及び化成処理膜無しの溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。 図5は、図4の画像中における破線部の輝度値を抽出したグラフである。 図6は、光強度信号の規格化処理を行った場合での、受光カメラを用いて、化成処理膜有り及び化成処理膜無しの溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。 図7は、図6(a)~図6(c)の画像中における破線部の輝度値を抽出したグラフである。 図8は、図6(d)~図6(f)の画像中における破線部の輝度値を抽出したグラフである。 図9は、実施形態1に係る化成処理膜検査方法を用いた制御の一例を示したフローチャートである。
(実施形態1)
 以下に、本発明に係る化成処理膜の検査方法及び化成処理膜検査装置の実施形態1について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
 図1は、実施形態1に係る化成処理膜検査装置1の上面図である。図2は、実施形態1に係る化成処理膜検査装置1の側面図である。
 実施形態1に係る化成処理膜検査装置1は、線状拡散光源21、偏光板22、受光部23、及び、信号処理部30などを備えており、溶融亜鉛メッキ鋼板などの製造ラインに設置されている。搬送状態のため移動している鋼板10の表面が、被検査面となる。また、鋼板10の表層には、化成処理膜が設けられている。
 図中矢印方向に搬送状態の鋼板10の上方位置に、鋼板10の幅方向に線状拡散光源21が配設されている。線状拡散光源21においては、メタルハライド光源の光を光ファイバで幅方向に長い矩形状の光の照射部に導き、この照射部から投光されている。この構造から線状拡散光源21は、鋼板10の幅方向に一様の光を照射することができる。なお、線状拡散光源21としては、蛍光灯を使用することもできる。また、バンドルファイバの出射端を直線上に整列させたファイバ光源を使用することもできる。各ファイバからの照射光は、ファイバの開口数(Numerical Aperture)に対応して充分な広がり角を持つため、これを整列させたファイバ光源は実質的に線状拡散光源となるためである。
 鋼板10の表面に対する、線状拡散光源21からの入射光L1は、偏光板22を介して、鋼板10の表面の全幅に対して入射角θで入射する。偏光板22は検光角γ(方位角)に設定されており、検光角γは、30°以上から60°以下の範囲内であることが好ましい。さらに、検光角γが45°であると、縦方向の波と横方向の波とが均等に入るため、より好ましい。ここで、検光角とは、被検査面に対する法線を0°として、被検査面に向かって時計まわり方向に回転する方向を正(プラス)方向とする。
 受光部23は、鋼板10の表面で反射した反射光を、2種類以上の異なる検光角γで2つ以上の受光カメラにより受光するように構成する。図1において、鋼板10の表面で反射した反射光L2は、鋼板正反射方向に配置された受光部23に入射する。この受光部23は、3つの受光手段で構成されている。例えば、レンズの前に検光子24a,24b,24cを有する、リニアアレイカメラからなる受光カメラ25a,25b,25cによって構成されている。具体的には、受光カメラ25aがレンズの前面に検光子24aを、受光カメラ25bがレンズの前面に検光子24bを、受光カメラ25cがレンズの前面に検光子24cを、それぞれ備えている。本実施形態では、検光子24a,24b,24cを持った受光カメラ25a,25b,25cが、受光手段に該当する。また、検光子24aには検光角ωaが、検光子24bには検光角ωbが、検光子24cには検光角ωcが、それぞれ設定されている。検光角ωa,ωb,ωcは、それぞれ-5°以上から5°以下、35°以上から45°以下、-50°以上から-40°以下のいずれかの範囲内であることが好ましい。
 受光カメラ25a,25b,25cの各光軸は、互いに平行になるように設置されている。受光カメラ25a,25b,25cの各光軸が平行に設置されていると、受光カメラ25a,25b,25cの各画素は、同一視野サイズで一対一に対応するので好ましい。ただし、この場合、受光カメラ25a,25b,25cの各設置位置は、鋼板10の幅方向に対して異なるために、同じ領域を撮影しても、各受光カメラにおける画素ごとの座標が異なる場合がある(以下、「視野のずれ」とも称する)。このような受光カメラ25a,25b,25cの視野のずれは、信号処理部30にて補正すれば解決できる。なお、受光カメラ25a,25b,25cとしては、リニアアレイカメラの代りに2次元CCDカメラを使用することもできる。さらには、単一光検出素子とガルヴァノミラーやポリゴンミラーを組み合わせた走査型の光検出器を使用することも可能である。受光カメラ25a,25b,25cにリニアアレイカメラを用いた場合、ビームスプリッタを用いた場合に比べて、光量のロスがなくなるため、効率的な測定が可能となり好ましい。
 受光カメラ25a,25b,25cで受光された反射光L2の光強度は、光強度信号Ia,Ib,Icに変換される。その後、光強度信号Ia,Ib,Icは、鋼板10の移動した距離に応じて作成されたトリガ信号に応じて、信号処理部30へ送信される。光強度信号Ia,Ib,Icは、それぞれ鋼板10の表面の像を表わす像信号である。なお、本実施形態では、受光カメラにリニアアレイカメラを使用しているため、鋼板10の表面の像信号は、2次元画像を表わす2次元画像信号となっている。そこで、本実施形態では、受光された反射光L2の光強度は、鋼板10の幅方向の1ライン分の画素ごとに、光強度信号Ia,Ib,Icへ変換される。
 図3は、信号処理部30の概略構成を示すブロック図である。信号処理部30は、信号前処理部31a,31b,31c、メモリ32a,32b,32c、代表値計算部33a,33b,33c、比較判定部である代表値比較部34、及び、出力部35を有している。
 ここで、信号前処理部31a,31b,31c、メモリ32a,32b,32c及び代表値計算部33a,33b,33cは、受光手段ごとに設けられている。具体的には、受光カメラ25aと信号前処理部31aとメモリ32aと代表値計算部33aの順に接続され、その後、代表値比較部34に接続されている。同様に、受光カメラ25bと信号前処理部31bとメモリ32bと代表値計算部33bの順に接続され、その後、代表値比較部34に接続されている。さらに同様に、受光カメラ25cと信号前処理部31cとメモリ32cと代表値計算部33cの順に接続され、その後、代表値比較部34に接続されている。
 信号前処理部31a,31b,31cは、受光カメラ25a,25b,25cから出力された光強度信号Ia,Ib,Icを、受光手段ごとに取得する。その後、信号前処理部31a,31b,31cは、受光カメラ25a,25b,25cから取得した光強度信号Ia,Ib,Icに対して種々の信号前処理を実施する。
 ただし、本実施形態では、光強度信号Ia,Ib,Icの信号前処理において、輝度補正のために光強度信号Ia,Ib,Icのゲインを調整し、光強度信号Ia,Ib,Icの強度から求められる特徴値を一定にする規格化処理は実施しない。
 ここで、ゲインとは、光強度信号(すなわち、像信号)の強度から求められる特徴値を一定にするために、「光強度信号を何倍したか」を示している。
 また、本実施形態における像信号の特徴値とは、像信号の強度から受光手段ごとに求められるものである。言い換えると、光強度信号Ia,Ib,Ic(すなわち、像信号)の特徴値とは、光強度信号Ia,Ib,Ic(すなわち、像信号)の強度から受光手段ごとに求められるものである。具体的には、信号前処理で設定させる被測定領域の輝度分布の平均値を用いることが好ましい。ただし、被測定領域に欠陥が生じた場合に、外れ値が生じることがある。この場合には、特徴値として、被測定領域の輝度分布の中央値、または、被測定領域の輝度分布の最頻値を用いることが、より好ましい。中央値や最頻値を用いた場合には、被測定領域に生じた欠陥の影響を除くことができる。
 この信号前処理としては、例えば、受光カメラ25a,25b,25cの視野のずれを補正する。その他、信号前処理としては、受光カメラ25a,25b,25cで撮影した画像中に鋼板10の両方または片方のエッジが含まれる場合、そのエッジ位置を検出し、鋼板10のエッジの外側に相当する2次元画像領域を検査対象外領域に設定するとともに、エッジ位置を境界とした鋼板10の内部領域を検査対象領域に設定する、などがある。
 メモリ32a,32b,32cは、信号前処理部31a,31b,31cにて信号前処理された光強度信号Ia,Ib,Icを格納する。
 代表値計算部33a,33b,33cは、メモリ32a,32b,32cに格納された光強度信号Ia,Ib,Icから、受光手段ごとに、光強度信号Ia,Ib,Icの代表値を計算する。代表値としては、例えば、信号前処理で設定された被測定領域の輝度分布の平均値を用いることが好ましい。ただし、被測定領域に欠陥が生じた場合に、外れ値が生じることがある。この場合には、代表値として、被測定領域の輝度分布の中央値、または、被測定領域の輝度分布の最頻値を用いることが、より好ましい。中央値や最頻値を用いた場合には、被測定領域に生じた欠陥の影響を除くことができる。
 ここで、検査対象領域において特徴値または代表値を計算する被測定領域は、検査対象領域の幅方向におおむね全幅、鋼板搬送方向には予め決められた鋼板10の長さの範囲である。幅方向は、おおむね全幅と表現したが、実際には、被検査面である鋼板10のエッジ近傍は、鋼板10の反りなどの影響を受けやすいため不感帯と呼称され、例えば、エッジから幅方向内側の10mm程度の計算に用いない不使用領域を設けても良い。
 なお、光強度信号の代表値と光強度信号の特徴値は、同じであっても良いし異なっても良い。例えば、光強度信号の特徴値として輝度分布の最頻値を設定した場合、光強度信号の代表値としては、輝度分布の平均値、輝度分布の中央値、または、同じ輝度分布の最頻値のいずれを選択しても良い。また、光強度信号の代表値としては、輝度分布の平均値、輝度分布の中央値、または、同じ輝度分布の最頻値の内から、2つ以上を選択してもよい。
 代表値比較部34は、代表値計算部33a,33b,33cで受光手段ごとに計算された各代表値から、化成処理膜の有無を判定する。例えば、受光カメラ25a,25b,25cごとに求められた光強度信号Ia,Ib,Icの代表値同士を比較し、その比較した結果が、予め決められた範囲に入った場合に、化成処理膜が無いと判定する。比較方法の一例は、後程詳細に説明する。
 出力部35は、代表値比較部34における化成処理膜の有無の判定結果を、信号処理部30の外部に設けられた判定結果表示部40に出力する。
 判定結果表示部40は、化成処理膜の有無の判定結果を表示する。なお、判定結果表示部40では、化成処理膜検査装置1とは別に製造ラインに設けられた、欠陥計、穴計または幅計などからの判定結果と合わせて、化成処理膜の有無の判定結果を表示しても構わない。ここで、欠陥計や穴計は、鋼板10の表面に生じ得る欠陥を検出するための光源及びカメラを備えた計測機器である。また、判定結果表示部40で化成処理膜の有無の判定結果を表示するのに合わせて、化成処理膜検査装置1よりも上位のコンピュータに出力部35から判定結果を出力して、管理しても構わない。
 以上の機能から、信号前処理部31a,31b,31cとメモリ32a,32b,32cは像信号取得手段であり、代表値計算部33a,33b,33cは代表値計算手段であり、代表値比較部34は判定手段に該当する。
 これまで、本実施形態では、受光カメラ25a,25b,25cを化成処理膜検査装置1が備える専用の受光カメラとして説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、光学条件が一致すれば、製造ラインの既存の欠陥計が備える受光カメラの信号を分岐して、化成処理膜検査装置1で用いても構わない。その場合は、欠陥計と化成処理膜検査装置1とで受光カメラを別々に設ける必要がなく、コンパクト且つ安価に化成処理膜検査装置1の装置構成を実現することができる。
 ここから、光強度信号Ia,Ib,Icの代表値の算出方法の例と、代表値の比較方法の例とを説明する。
 図4は、図1と図3の化成処理膜検査装置1を用いて、化成処理膜有り及び化成処理膜無しの溶融亜鉛メッキ鋼板を、搬送中に撮影した画像である。なお、撮影時の条件は次の通りである。受光カメラ25a,25b,25cにはリニアアレイカメラを用いた。搬送状態のメッキ鋼板の全幅に対する入射角θ1は60°、偏光板22の検光角γは45°が設定されている。また、各リニアアレイカメラのレンズの前の検光子24a,24b,24cに対しては、検光子24aの検光角ωaは0°に、検光子24bの検光角ωbは40°に、検光子24cの検光角ωcは-45°に、それぞれ設定されている。
 図4(a)は、検光角ωaが0°で受光カメラ25aにより前記溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。図4(b)は、検光角ωbが40°で受光カメラ25bにより前記溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。図4(c)は、検光角ωcが-45°で受光カメラ25cにより前記溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。図5は、図4(a)、図4(b)及び図4(c)のそれぞれの画像中における破線部の輝度値を抽出したグラフである。詳しくは、図5中の検光角ωaが0°のグラフは、図4(a)の破線部の輝度値を抽出したグラフである。図5中の検光角ωbが45°のグラフは、図4(b)の破線部の輝度値を抽出したグラフである。図5中の検光角ωcが-45°のグラフは、図4(c)の破線部の輝度値を抽出したグラフである。
 図4(a)及び図5から、検光角ωaが0°で受光カメラ25aにより前記溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した場合には、化成処理膜有りに比べて化成処理膜無しのほうが、輝度が高いことがわかる。また、図4(b)及び図5から、検光角ωbが40°で受光カメラ25bにより前記溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した場合には、化成処理膜有りに比べて化成処理膜無しのほうが、輝度が低いことがわかる。また、図4(c)及び図5から、検光角ωcが-45°で受光カメラ25cにより前記溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した場合には、化成処理膜有りに比べて化成処理膜無しのほうが、輝度が高いことがわかる。
 表1は、光強度信号Ia,Ib,Icの代表値として、輝度分布の平均値、輝度分布の中央値、及び、輝度分布の最頻値の計算結果を示したものである。なお、以下の説明では、光強度信号Ia,Ib,Icの代表値を、それぞれの光強度信号Ia,Ib,Icが出力される受光カメラ25a,25b,25cに対応させて、受光カメラ25a,25b,25cの代表値ともいう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1から、代表値として、輝度分布の平均値、輝度分布の中央値、及び、輝度分布の最頻値のいずれを用いても、化成処理膜有りに比べて化成処理膜無しのほうが、受光カメラ25aの代表値が高く、受光カメラ25bの代表値が低く、受光カメラ25cの代表値が高くなっている。このことから、代表値としては、輝度分布の平均値、輝度分布の中央値、及び、輝度分布の最頻値のいずれも使用可能であることがわかる。
 ここで、代表値比較部34における代表値の比較は、例えば、3つの受光カメラ25a,25b,25cの代表値のうち、異なる検光角ωで測定した受光カメラの代表値を2つ選択し、選択した2つの代表値の比を算出し、算出した比を用いて行うことができる。具体的には、受光カメラ25aの代表値と受光カメラ25bの代表値との比、または、受光カメラ25bの代表値と受光カメラ25cの代表値との比を用いる。
 表2は、受光カメラ25aの代表値と受光カメラ25bの代表値との比、及び、受光カメラ25bの代表値と受光カメラ25cの代表値との比の計算結果を示したものである。なお、表2では、表1に示した平均値を用いて比の計算を行っている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2から、受光カメラ25aの代表値と受光カメラ25bの代表値との比を、代表値の比較の指標として用いるときには、比の値がある閾値より小さければ「化成処理膜有り」、比の値が閾値以上であれば「化成処理膜無し」と判定する。閾値は、化成処理膜有りと無しの平均値などから予め定めておき、例えばこの場合には2.6と定めることができる。この処理によって、化成処理膜の有無の判定が可能である。同様に、受光カメラ25bの代表値と受光カメラ25cの代表値との比を、代表値の比較の指標として用いるときには、比の値がある閾値以上であれば「化成処理膜有り」、比の値が閾値より小さければ「化成処理膜無し」と判定する。同様に、閾値は、化成処理膜有りと無しの平均値などにより求め、例えば、この場合には0.2と定めることができる。この処理によって、化成処理膜の有無の判定が可能である。
 なお、上記代表値の比で判定する際、代表値の比は、1組あれば鋼板10の表面の化成処理膜の有無の判定を行うことができる。また、2組取ることによって、より精度良く判定を行うことが可能となるので、より好ましい。
 ここで、上述したような化成処理膜の有無の判定を、コンパクト且つ安価な装置構成で行いたい場合には、例えば、欠陥計を化成処理膜の有無の判定に利用するなどの方法が考えられる。ところが、通常、欠陥計は、特開平9-178669号公報に記載のように、光源の劣化や鋼板の反射率の違いなどの影響を除去するために、カメラから出力される光強度信号に対し、ゲインを調整する規格化処理が行われる。そのため、鋼板の全幅及び搬送方向の数mにわたって化成処理膜が生成されて無い場合は、カメラの視野範囲より広い範囲で輝度分布の変化が起こるため、規格化処理を行うことによって、カメラの視野範囲での化成処理膜の有無による反射率の違いが識別できなくなってしまう。
 図6は、光強度信号Ia,Ib,Icに対し規格化処理を行った場合の、化成処理膜有り及び化成処理膜無しの溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。規格化処理が有る以外は上述の場合と同じ条件で、化成処理膜検査装置1を用いている。なお、規格化処理において、光強度信号Ia,Ib,Icの特徴値には、輝度分布の平均値を用いた。
 図6(a)は、検光角ωaが0°で受光カメラ25aにより化成処理膜有りの溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。図6(b)は、検光角ωbが40°で受光カメラ25bにより化成処理膜有りの溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。図6(c)は、検光角ωcが-45°で受光カメラ25cにより化成処理膜有りの溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。図6(d)は、検光角ωaが0°で受光カメラ25aにより化成処理膜無しの溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。図6(e)は、検光角ωbが40°で受光カメラ25bにより化成処理膜無しの溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。図6(f)は、検光角ωcが-45°で受光カメラ25cにより化成処理膜無しの溶融亜鉛メッキ鋼板を撮影した画像である。
 図7は、図6(a)~図6(c)の画像中における破線部の輝度値を抽出したグラフである。詳しくは、図7(a)は、図6(a)の破線部の輝度値を抽出したグラフである。図7(b)は、図6(b)の破線部の輝度値を抽出したグラフである。図7(c)は、図6(c)の破線部の輝度値を抽出したグラフである。図8は、図6(d)~図6(f)の画像中における破線部の輝度値を抽出したグラフである。詳しくは、図8(a)は、図6(d)の破線部の輝度値を抽出したグラフである。図8(b)は、図6(e)の破線部の輝度値を抽出したグラフである。図8(c)は、図6(f)の破線部の輝度値を抽出したグラフである。
 図6、図7及び図8から、規格化処理を行っているため、化成処理膜の有無によらず、受光カメラ25a,25b,25cによって撮影された各画像の輝度分布が、ほぼ一定になっている。そのため、受光カメラ25a,25b,25cの視野範囲での化成処理膜の有無による反射率の違いが、識別できなくなっていることがわかる。
 表3は、規格化処理が行われた光強度信号Ia,Ib,Icの代表値として、輝度分布の平均値、輝度分布の中央値、及び、輝度分布の最頻値の計算結果を示したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3から、規格化処理を行った場合、代表値として、輝度分布の平均値、輝度分布の中央値、及び、輝度分布の最頻値のいずれを用いても、化成処理膜有りに比べて化成処理膜無しでは、受光カメラ25a,25b,25cの代表値が高くなっている。
 表4は、規格化処理を行った場合での、受光カメラ25aの代表値と受光カメラ25bの代表値との比、及び、受光カメラ25bの代表値と受光カメラ25cの代表値との比の計算結果を示したものである。なお、表4では、表3に示した輝度分布の平均値を用いて比の計算を行っている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4から、受光カメラ25aの代表値と受光カメラ25bの代表値との比が、輝度分布の平均値及び輝度分布の中央値では、化成処理膜有りよりも化成処理膜無しのほうが大きくなっており、輝度分布の最頻値では、化成処理膜有りよりも化成処理膜無しのほうが小さくなっている。また、受光カメラ25bの代表値と受光カメラ25cの代表値との比が、輝度分布の平均値及び輝度分布の中央値では、化成処理膜有りよりも化成処理膜無しのほうが小さくなっており、輝度分布の最頻値では、化成処理膜有りよりも化成処理膜無しのほうが大きくなっている。さらには、表4から、受光カメラ25aの代表値と受光カメラ25bの代表値との比、及び、受光カメラ25bの代表値と受光カメラ25cの代表値との比のどちらにおいても、化成処理膜有りと化成処理膜無しとの比の値の差が小さい。
 よって、規格化処理を行うことにより、輝度分布の平均値、輝度分布の中央値、及び、輝度分布の最頻値のいずれかを比較することで、化成処理膜の有無を判定することは困難であることがわかる。言い換えると、規格化処理を行わないことによって、2種類以上の異なる検光角での反射光量の違いにより、2つ以上の受光カメラから出力された光強度信号の代表値として、輝度分布の平均値、輝度分布の中央値、及び、輝度分布の最頻値のいずれかを比較することで、化成処理膜の有無を判定することができる。
 図9は、実施形態1に係る化成処理膜検査方法の一例を示したフローチャートである。化成処理膜検査装置1で用いられる化成処理膜検査方法は、入射ステップと、受光ステップと、信号前処理ステップと、代表値計算ステップと、判定ステップとを有している。
 まず、入射ステップでは、線状拡散光源21から被検査面である鋼板10の表面に偏光(入射光L1)を照射する。つまり入射ステップでは、被検査面に偏光を入射させる(ステップS1)。
 次に、受光ステップでは、鋼板10の表面で反射された反射光L2を、受光カメラ25a,25b,25cごとに受光する。ここで、受光カメラのレンズの前には、受光カメラごとに検光子24a,24b,24cが備えられている。また、検光子24aの検光角ωaと、検光子24bの検光角ωbと、検光子24cの検光角ωcは、2種類以上から選択する。本実施形態においては、一例として全て異なる。つまり、3種類の異なる検光角で受光している(ステップS2)。
 次に、信号前処理ステップでは、信号前処理部31a,31b,31cが、受光カメラ25a,25b,25cで受光された反射光L2から、鋼板10の表面の像を表す像信号である光強度信号Ia,Ib,Icを取得する。すなわち、この信号前処理ステップは、像信号取得ステップを備えている。その後、取得した光強度信号Ia,Ib,Icに対して、受光カメラ25a,25b,25cの視野のずれを補正や、鋼板10のエッジ検出などの信号前処理を実施する。ただし、この信号前処理では、輝度補正のために、光強度信号Ia,Ib,Icのゲインを調整し、光強度信号Ia,Ib,Icの特徴値を一定にする規格化処理は実施しない(ステップS3)。なお、この規格化処理は、実施形態2における「ゲイン調整ステップ」に該当する。信号前処理にて、鋼板10のエッジが検出された場合には、上述したような検査対象領域と検査対象外領域との設定を行う。信号前処理部31a,31b,31cにて信号前処理された光強度信号Ia,Ib,Icと、検査対象領域または検査対象外領域の設定結果は、メモリ32a,32b,32cに格納される。
 次に、代表値計算ステップでは、メモリ32a、32b,32cに格納された、信号前処理後の光強度信号Ia,Ib,Icと、検査対象領域または検査対象外領域の設定結果を用いて、代表値計算部33a,33b,33cが、光強度信号Ia,Ib,Icの代表値を計算する(ステップS4)。ここで、光強度信号Ia,Ib,Icの代表値は、具体的には、輝度分布の平均値であることが、被測定領域に生じた非定常部の影響を除くことができるという理由で好ましい。
 次に、判定ステップでは、代表値比較部34が、代表値計算部33a,33b,33cで計算された受光手段ごとの各代表値を用いて、鋼板10の表面における化成処理膜の有無を判定する(ステップS5)。ステップS5における判定方法の例としては、次の通りである。代表値比較部34が、3つの受光カメラ25a,25b,25cの代表値のうち、異なる検光角ωで測定した受光カメラの代表値を2つ選択する。次に、代表値比較部34は、選択した2つの代表値の比を算出する。具体的には、受光カメラ25aの代表値と受光カメラ25bの代表値との比、または、受光カメラ25bの代表値と受光カメラ25cの代表値との比を算出する。最後に、代表値比較部34は、算出した代表値の比が、予め決められた範囲に入った場合に、化成処理膜が無いまたは有ると判定する。
 代表値比較部34での判定結果は、出力部35を介して判定結果表示部40に出力し、判定結果表示部40で判定結果を表示する(ステップS6)。なお、判定結果表示部40には、化成処理膜が無いと判定されたときにだけ、化成処理膜が無い旨を表示するようにしても良い。また、判定結果表示部40には、化成処理膜が有ると判定されたときと無いと判定されたときの両方で、化成処理膜が有る旨と無い旨とをそれぞれ表示するようにしても良い。
 以上のように、実施形態1に係る化成処理膜検査装置1及び化成処理膜検査方法では、輝度補正のために像信号の特徴値を一定にする規格化処理を行わず、輝度分布の代表値を受光カメラ25a,25b,25cごとに求めて判定に用いることで、安価で簡易な装置構成で、且つ、鋼板10が搬送されている最中に自動的に、化成処理膜の有無を判定することができる。その結果、高コスト化を抑えることが可能となる。
(実施形態2)
 以下に、本発明に係る化成処理膜の検査方法及び化成処理膜検査装置の実施形態2について説明する。なお、実施形態2において実施形態1と共通する部分についての説明は省略する。
 実施形態2では、光強度信号Ia,Ib,Icの信号前処理において、輝度補正のために光強度信号Ia,Ib,Icのゲインを調整し、光強度信号Ia,Ib,Icの強度から求められる特徴値を一定にする規格化処理を行う。さらに、実施形態2では、この規格化処理のために調整された光強度信号Ia,Ib,Icの各ゲインを、代表値として用いる。この2点以外は、実施形態1の図9に示したフローチャートと同様の手順によって、化成処理膜の有無の判定を行う。なお、本実施形態2においても、「ゲイン」、「像信号の特徴値」及び「被測定領域」の定義と具体的な内容は、前述した実施形態1の場合と同じである。
 実施形態2に係る化成処理膜検査装置1では、信号前処理部31a,31b,31cが、信号前処理の1つとして、輝度補正のための規格化処理を行う。これら調整された、受光カメラ25a,25b,25cの各ゲインは、メモリ32a,32b,32cを介して、代表値計算部33a,33b,33cへ受光手段ごとに受け渡される。代表値計算部33a,33b,33cは、受け取った受光カメラのゲインを、光強度信号Ia,Ib,Icの代表値とする。そして、代表値比較部34は、代表値計算部33a,33b,33cにより光強度信号の代表値とされた受光カメラごとのゲインを用いて、化成処理膜の有無の判定を行う。上記の説明以外の各部の働きは、実施形態1に係る化成処理膜検査装置1と同じである。
 一方、実施形態2に係る化成処理膜検査方法では、信号前処理ステップ(図9のステップS3)において像信号取得ステップの後に、輝度補正のために規格化処理を行う。具体的には、信号前処理部31a,31b,31cは、取得した光強度信号Ia,Ib,Icの特徴値が一定となるように、光強度信号Ia,Ib,Icのゲインを調整する。この規格化処理を行うステップを、ゲイン調整ステップとする。図9のステップS4以降は、光強度信号Ia,Ib,Icの各ゲインを光強度信号Ia,Ib,Icの各代表値として扱う。上記の説明以外の各ステップ処理は、実施形態1に係る化成処理膜検査方法と同じである。
 受光カメラの各ゲインを用いた場合の判定ステップ(ステップS5)の例を説明する。表5は、光強度信号Ia,Ib,Icの代表値として、図6の規格化処理を行った際に光強度信号Ia,Ib,Icを何倍したかをあらわすゲインを示したものである。規格化処理において、光強度信号Ia,Ib,Icの特徴値は、輝度分布の平均値を用いた。なお、以下の説明では、光強度信号Ia,Ib,Icの代表値を、それぞれの光強度信号Ia,Ib,Icが出力される受光カメラ25a,25b,25cに対応させて、受光カメラ25a,25b,25cの代表値ともいう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表5から、代表値としてゲインを用いた場合には、化成処理膜有りに比べて化成処理膜無しでは、受光カメラ25aの代表値が高く、受光カメラ25bの代表値が低く、受光カメラ25cの代表値が高くなっていることがわかる。すなわち、実施形態1の表1で示したような、代表値として、輝度分布の平均値、輝度分布の中央値、及び、輝度分布の最頻値を用いた場合と同様の傾向をなしていることがわかる。
 そこで、本実施形態では、上記ゲインを代表値とし、且つ、代表値比較部34での代表値の比較を、受光カメラ25aの代表値と受光カメラ25bの代表値との比、または、受光カメラ25cの代表値と受光カメラ25bの代表値との比を用いて行う。
 表6は、代表値としてゲインを用いた場合での、受光カメラ25aの代表値と受光カメラ25bの代表値との比、及び、受光カメラ25bの代表値と受光カメラ25cの代表値との比の計算結果を示したものである。なお、表6では、表5に示したゲインを用いて比の計算を行っている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表6から、ゲインを代表値とし、受光カメラ25aの代表値と受光カメラ25bの代表値との比を、代表値の比較の指標として用いる場合には、比の値がある閾値より小さければ「化成処理膜有り」、比の値が閾値以上であれば「化成処理膜無し」と判定する。閾値は、化成処理膜有りと無しの平均値などから予め定めておき、例えば、この場合には3.7と定めることができる。この処理によって、化成処理膜の有無の判定が可能である。同様に、ゲインを代表値とし、受光カメラ25bの代表値と受光カメラ25cの代表値との比を、代表値の比較の指標として用いる場合、比の値がある閾値以上であれば「化成処理膜有り」、比の値が閾値より小さければ「化成処理膜無し」と判定する。閾値は、化成処理膜有りと無しの平均値などから予め定めておき、例えば、この場合には0.3と定めることができる。この処理によって、化成処理膜の有無の判定が可能である。
 なお、代表値の比は、1組あれば鋼板10の表面の化成処理膜の有無の判定を行うことが可能である。また、2組以上取ることによって、より精度良く判定を行うことが可能となるので、より好ましい。
 なお、本実施形態では、受光カメラ25a,25b,25cを化成処理膜検査装置1が備える専用の受光カメラとして説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、光学条件が一致すれば、製造ラインの既存の欠陥計が備える受光カメラの信号を分岐して、化成処理膜検査装置1で用いても構わない。その場合は、欠陥計と化成処理膜検査装置1とで受光カメラを別々に設ける必要がなく、コンパクト且つ安価に化成処理膜検査装置1の装置構成を実現することができる。
 以上のように、実施形態2に係る化成処理膜検査装置1及び化成処理膜検査方法では、輝度補正のために像信号の特徴値を一定にする規格化処理を行わない。この規格化処理の際に求めた受光カメラのゲインを受光カメラ25a,25b,25cごとに代表値として判定に用いることで、安価で簡易な装置構成で、かつ、鋼板10が搬送されている最中に自動的に、化成処理膜の有無を判定することができる。その結果、高コスト化を抑えることが可能となる。
 例えば、本発明を表面処理鋼板の製造設備を構成する検査装置として適用し、本発明に係る化成処理膜検査装置1によって、公知または既存の製造設備によって製造された表面処理鋼板の表面に設けられた化成処理膜を検査するようにしてもよい。
 また、本発明を表面処理鋼板の製造方法に含まれる検査ステップとして適用し、公知または既存の製造ステップにおいて製造された表面処理鋼板の化成処理膜を検査するようにしてもよい。このような鋼材の製造設備及び鋼材の製造方法によれば、表面処理鋼板を歩留りよく製造することができる。
 さらに、本発明を表面処理鋼板の品質管理方法に適用し、表面処理鋼板の表面に設けられた化成処理膜を検査することにより、表面処理鋼板の品質管理を行うようにしてもよい。具体的には、本発明で表面処理鋼板の化成処理膜の有無を検査ステップで判定し、検査ステップで得られた判定結果から、表面処理鋼板の品質管理を行うことができる。検査ステップでは、表面処理鋼板の化成処理膜の有無についての結果を得る。次に続く品質管理ステップでは、検査ステップにより得られた、表面処理鋼板の化成処理膜の有無に関する結果に基づき、製造された表面処理鋼板が予め指定された基準を満たしているかどうかを判定し、鋼材の品質を管理する。このような鋼材の品質管理方法によれば、高品質の鋼材を提供することができる。
 本発明によれば、高コスト化を抑えるために、鋼板が搬送されている状態で、被検査面の化成処理膜の有無を判定することができる化成処理膜検査方法及び化成処理膜検査装置を提供することができる。また、本発明によれば、高コスト化を抑えるために、表面処理鋼板が搬送されている状態で、被検査面の化成処理膜の有無を判定し、表面処理鋼板の製造歩留りを向上可能な表面処理鋼板の製造方法、表面処理鋼板の品質管理方法及び表面処理鋼板の製造設備を提供することができる。
1 化成処理膜検査装置
10 鋼板
21 線状拡散光源
22 偏光板
23 受光部
24a,24b,24c 検光子
25a,25b,25c 受光カメラ
30 信号処理部
31a,31b,31c 信号前処理部
32a,32b,32c メモリ
33a,33b,33c 代表値計算部
34 代表値比較部
35 出力部
40 判定結果表示部

Claims (6)

  1.  被検査面に偏光を入射させる入射ステップと、
     前記入射された偏光が前記被検査面で反射した反射光を、2種類以上の異なる検光角で2つ以上の受光手段によりそれぞれ受光する受光ステップと、
     前記受光手段で受光された前記反射光から、前記被検査面の像を表す像信号を、受光手段ごとに取得する像信号取得ステップと、
     前記像信号から、各像信号の代表値を前記受光手段ごとに計算する代表値計算ステップと、
     前記受光手段ごとに算出された前記代表値から、前記被検査面の化成処理膜の有無を判定する判定ステップと、
     を含み、
     前記像信号取得ステップと前記代表値計算ステップとの間に、前記像信号の強度から求められる前記像信号の特徴値が一定になるように、前記像信号のゲインを前記受光手段ごとに調整するゲイン調整ステップを行わない場合には、前記代表値計算ステップでは、前記代表値を前記像信号の強度から求める処理を行い、
     前記像信号取得ステップと前記代表値計算ステップとの間に、前記ゲイン調整ステップを行う場合には、前記代表値計算ステップでは、前記代表値を前記ゲインから求める処理を行う、化成処理膜検査方法。
  2.  請求項1に記載の化成処理膜検査方法において、
     前記判定ステップは、
     前記代表値の中から異なる検光角を持つ前記受光手段における代表値を選び、選ばれた前記代表値から代表値の比を計算し、前記代表値の比から前記被検査面の化成処理膜の有無を判定する化成処理膜検査方法。
  3.  偏光を被検査面に照射する光源と、
     前記照射された偏光が前記被検査面で反射した反射光を、2種類以上の異なる検光角でそれぞれ受光する2つ以上の受光手段と、
     各受光手段で受光された各反射光から、前記被検査面の像を表す像信号を、前記受光手段ごとに取得する像信号取得手段と、
     前記像信号から、各像信号の代表値を前記受光手段ごとに計算する代表値計算手段と、
     前記受光手段ごとに算出された前記代表値から、前記被検査面の化成処理膜の有無を判定する判定手段と、
     を備え、
     前記像信号取得手段が、前記像信号の強度から求められる前記像信号の特徴値が一定になるように、前記像信号のゲインを前記受光手段ごとに調整を行わない場合には、前記代表値計算手段は、前記代表値を前記像信号の強度から求め、
     前記像信号取得手段が、前記像信号の強度から求められる前記像信号の特徴値が一定になるように、前記像信号のゲインを前記受光手段ごとに調整を行う場合には、前記代表値計算手段は、前記代表値を前記ゲインから求める、化成処理膜検査装置。
  4.  表面処理鋼板の製造ステップと、
     請求項1または2に記載の化成処理膜検査方法によって、前記製造ステップにおいて製造された表面処理鋼板の化成処理膜を検査する検査ステップと、
     を含む、表面処理鋼板の製造方法。
  5.  請求項1または2に記載の化成処理膜検査方法によって、表面処理鋼板の化成処理膜を検査する検査ステップと、
     前記検査ステップにより得られた検査結果から、前記表面処理鋼板の品質管理を行う品質管理ステップと、
     を含む、表面処理鋼板の品質管理方法。
  6.  表面処理鋼板を製造するための製造設備と、
     前記製造設備により製造された表面処理鋼板の化成処理膜を検査する請求項3に記載の化成処理膜検査装置と、
     を備えた、表面処理鋼板の製造設備。
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