(57)【要約】【課題】押し込み深さの浅い疵の欠陥検出を、安価に確実に行える金属帯の表面欠陥検出方法および装置を提供することを目的とする。【解決手段】走行中の金属帯１の表面に、投光器２により光を照射して、その金属帯表面からの反射光のうち、正反射する正反射光を正反射光受光器３で、乱反射する乱反射光を乱反射光受光器４で、それぞれ受光する。所定の非定常速度となるタイミングを捕えて、乱反射光受光器４を可動させるようにして、正反射光受光器３および乱反射光受光器４からの画像信号を用いて、画像処理部７で疵の検出および疵種判定を行い、その結果を表示部８に表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の金属帯の表面に光を照射し、その金属帯表面からの正反射光および乱反射光を受光して、金属帯の表面欠陥を検出するようにした金属帯の表面欠陥検出方法であって、
前記乱反射光の受光にあたっては、所定の受光角度範囲を走査できるように、乱反射光受光器の受光角度を変化させることを特徴とする、金属帯の表面欠陥検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属帯の表面欠陥検出方法において、
前記乱反射光受光器の受光角度変化は、金属帯が所定の非定常走行速度以下にて走行している時に行うことを特徴とする、金属帯の表面欠陥検出方法。
【請求項３】
走行中の金属帯の表面に光を照射する投光器と、その金属帯表面からの正反射光および乱反射光を受光する正反射光受器および乱反射光受光器を有する金属帯の表面欠陥検出装置であって、
前記乱反射光受光器を、所定の受光角度範囲を走査できるように、可動させるためのアクチュエータを有することを特徴とする、金属帯の表面欠陥検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の金属帯の表面欠陥検出装置において、
前記乱反射光受光器を、所定の非定常走行速度以下での金属帯走行中に、動かすことを特徴とする、金属帯の表面欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属帯（鋼板やアルミなど）の表面に光を照射して、その反射光を利用して表面欠陥を検出する表面欠陥検出装置方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属帯の表面欠陥検出装置としては、短波長のレーザー光を鋼板表面に照射して、その反射光を受光して欠陥検出する装置があるが、最近ではデジタルカメラに代表されるような撮像技術および画像処理技術の進歩により、入射光の鋼板表面からの反射光を画像処理して欠陥を検出するＣＣＤカメラタイプが主流になりつつある。
【０００３】
このＣＣＤカメラタイプの表面欠陥検出装置には、反射光を受光するカメラ角度を入射光の入射角度と同じにした正反射で検出するタイプのものや、さらに正反射の他に、受光側のカメラ角度を入射光の入射角度と異なる方向とする乱反射でも検出させる、いわゆる２チャンネルで検出するタイプのものがある。さらに、特許文献１で開示されているように、受光部を少なくとも３方向の異なる角度とする複数の受光光学系を有するものもある。
【特許文献１】特開２００１−２３５４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、正反射と乱反射の２つのチャンネルを有する光学式カメラタイプの表面欠陥装置や特許文献１で開示されている技術を用いた表面欠陥装置では、正反射カメラ並びに乱反射カメラ位置は固定、つまり反射光のカメラ入射角度が固定されているため、押し疵状の欠陥（以下、押し疵ともいう）であって、押し込み深さの浅い疵については、反射光のカメラ入射角度によっては検出できない場合があるという問題がある。この押し疵は、異物などがロールに付着することが原因で発生する欠陥であるため、ロール円周長ピッチで金属帯の長手方向に連続して出現するという特徴がある。すなわち、一旦この欠陥が発生すると、金属帯の長手方向に連続発生して、大量の不良コイルを生じてしまうこととなる。したがって、早期に欠陥検出をして、欠陥の原因を取り除く処置（例えば、疵発生の原因となるロールを特定し、ロール交換を行うなど）を行うことが切に望まれている。
【０００５】
また特許文献１で開示されている技術のように、３つ以上の受光光学系を設置できる場合には、上述の押し疵を検知できる可能性は２チャンネルの場合よりは上がるものの、多数の受光光学系を設置するには、設置スペース上の制約があること、および光学系増設にかかる設備費用増大と言う経済面からも、その方式の採用には実用上限界がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、押し込み深さの浅い疵の欠陥検出を、安価に確実に行える金属帯の表面欠陥検出方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る発明は、走行中の金属帯の表面に光を照射し、その金属帯表面からの正反射光および乱反射光を受光して、金属帯の表面欠陥を検出するようにした金属帯の表面欠陥検出方法であって、前記乱反射光の受光にあたっては、所定の受光角度範囲を走査できるように、乱反射光受光器の受光角度を変化させることを特徴とする、金属帯の表面欠陥検出方法である。
【０００８】
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の金属帯の表面欠陥検出方法において、前記乱反射光受光器の受光角度変化は、金属帯が所定の非定常走行速度以下にて走行している時に行うことを特徴とする、金属帯の表面欠陥検出方法である。
【０００９】
また本発明の請求項３に係る発明は、走行中の金属帯の表面に光を照射する投光器と、その金属帯表面からの正反射光および乱反射光を受光する正反射光受器および乱反射光受光器を有する金属帯の表面欠陥検出装置であって、前記乱反射光受光器を、所定の受光角度範囲を走査できるように、可動させるためのアクチュエータを有することを特徴とする、金属帯の表面欠陥検出装置である。
【００１０】
さらに本発明の請求項４に係る発明は、請求項３に記載の金属帯の表面欠陥検出装置において、前記乱反射光受光器を、所定の非定常走行速度以下での金属帯走行中に、動かすことを特徴とする、金属帯の表面欠陥検出装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、乱反射光をカメラ入射角度を変えるように受光するようにしたので、押し込み深さの浅い押し疵を、見逃しなく確実に検出ができるようになった。またこのことにより、大量の不良品発生を未然に防ぐことが可能となった。さらに、正反射と乱反射の２つのチャンネルを有する従来の光学式カメラタイプにおいて、乱反射光受光部を可動とするためのアクチュエータを付加するだけであるため、安価に導入が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明を実施するための装置構成の一例を示す図である。図中、１は金属帯、２は投光器、３は正反射光受光器、４は乱反射光受光器、５はアクチュエータ、６は駆動制御装置、７は画像処理部、および８は表示部をそれぞれ示す。
【００１３】
走行中の金属帯１の表面に、投光器２により光を照射して、その金属帯表面からの反射光のうち、正反射する正反射光を正反射光受光器３で、乱反射する乱反射光を乱反射光受光器４で、それぞれ受光する。そして、正反射光受光器３および乱反射光受光器４からの画像信号を用いて、画像処理部７で疵の検出および疵種判定を行い、その結果を表示部８に表示する。
【００１４】
投光器２としては、強力な蛍光灯を用いた棒状拡散光源を、金属帯１に近接して設置する場合や、ストロボ照明などを、金属帯１の遠方に設置する場合（対象が熱延鋼板のように、高温の時）がある。正反射光受光器３および乱反射光受光器４としては、１次元または２次元ＣＣＤアレイカメラを用いるようにするが一般的である。
【００１５】
アクチュエータ５および駆動制御装置６は、乱反射光受光器４の入射角度を可変（例えば、図１の∠Ａから∠Ｂのように）にする。アクチュエータには、例えば、曲面ガイドに沿って位置制御が可能な電動モータを用いると良いが、駆動としては、電動の他、油圧・空気圧などいずれを使用しても良い。
【００１６】
図２は、本発明を実施するための装置構成の他の一例を示す図である。図１では、水平状態で走行中の金属帯１の疵検出を行っているが、図２では、ロール９で金属帯１を拘束している状態で、走行中の金属帯１の疵検出を行っている点が異なっており、その他の部分は図１と同様である。
【００１７】
押し込み深さの浅い押し疵は、乱反射でかつカメラ入射角度を変えることで検出しやすくなる。これは 人が目視検査する場合と同じであり、本発明は、乱反射光の受光にあたって、所定の受光角度範囲を走査できるようにすることで、押し込み深さの浅い押し疵の検出を実現している。この押し疵は、異物などがロールに付着することが原因で発生する欠陥であるため、ロール円周長ピッチで出現するという特徴がある。従って、連続的に金属帯が通板されるＣＡＬ(連続焼鈍ライン)やＣＧＬ（連続焼鈍・亜鉛メッキライン）などの連続ラインにおいても、乱反射側のカメラを反射光のカメラ入射角度を変えるようにスキャンすることで、押し疵状の周期性欠陥を検出することが可能である。
【００１８】
例えば、押し込み深さ５〜２０μｍの範囲ならば、乱反射光の受光角度範囲は、１０〜２０度が望ましい。
【００１９】
上記のように、押し疵状の欠陥には金属帯の長手方向に周期性があるため、金属帯の長手方向の一部につき検査することで、欠陥を検出することができる。また、欠陥検出の分解能を上げるためには、上記押し疵を検出する際の走行中の金属帯のライン速度は遅いほうが好ましい。
【００２０】
本発明の実際の適用にあたっては、ライン速度が定常の場合には、正反射光受光器３および乱反射光受光器４とも固定して通常の疵検査を行い、連続ライン出側に設置されたせん断機でせん断したり、ライン停止するため減速してライン速度が非定常になった状態で、乱反射光受光器４を振りながら押し込み深さの浅い押し疵の検出を行うようにする。つまり、コイルの溶接部などでライン速度が定常のトップスピードから非定常速度となり、所望の分解能を確保できる所定の速度まで遅くなる、すなわち所定の非定常速度となるタイミングを捕えて、乱反射光受光器を可動させるようにする。なお、所定の非定常速度としては、例えば押し疵として問題となりやすい直径０．２ｍｍ程度以上の欠陥を検出するには、１５０ｍｐｍ程度として設定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を実施するための装置構成の一例を示す図である。
【図２】本発明を実施するための装置構成の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    金属帯
２    投光器
３    正反射光受光器
４    乱反射光受光器
５    アクチュエータ
６    駆動制御装置
７    画像処理部
８    表示部
９    ロール
【図１】
2006177746.tif 000003
【図２】
2006177746.tif 000004