(57)【要約】【課題】長尺の金属板の幅方向に照射されている光を用いた金属表面欠陥検査装置であって、装置全体がコンパクトで、投光手段の輝度を抑えながら、金属材料の表面の直線状の光の幅を大きくすることが可能なものを提供する。【解決手段】金属材料２５の表面欠陥を検査する装置であって、直線状の光を放出する投光手段２２と、直線状の光を反射し、金属材料２５の表面に照射する反射手段２３と、金属材料２５表面の、直線状の光を照射された部分を撮影する撮影手段２１と、が備えられている金属表面欠陥検査装置１０である。本装置により、投光手段２２から金属材料の表面までの距離を長くすることができる。距離を長くできることから、この距離に比例して大きくなる、直線状の光の幅を大きくすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料の表面欠陥を検査する装置であって、
直線状の光を放出する投光手段と、
前記直線状の光を反射し、前記金属材料の表面に照射する反射手段と、
前記金属材料表面の、前記直線状の光が照射された部分を撮影する撮影手段と、が備えられている、
ことを特徴とする金属表面欠陥検査装置。
【請求項２】
前記金属表面欠陥検査装置は、前記金属材料を、該金属材料の長手方向に動作させながら検査を行い、
前記直線状の光は、前記金属材料の幅方向に沿っている、
ことを特徴とする請求項１記載の金属表面欠陥検査装置。
【請求項３】
前記反射手段は、金属製であり、
該反射手段の表面は研磨処理されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の金属表面欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属表面欠陥検査装置に関する。さらに詳しくは、長尺の金属板の幅方向に照射されている光を用いて、表面にある欠陥を検査する金属表面欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、長尺成形品の塗布面にスリット光を投光し、このスリット光の反射率の相違により長尺成形品の塗布状態を検知する方法が開示されている。この方法では、スリット光の反射率の相違により、塗布状態の検知が可能となっている。特許文献１では、長尺成形品の表面の塗布状態を検知していたが、同様な方法により金属表面の欠陥を検査することも可能である。
【０００３】
図３には、従来の金属表面欠陥検査装置の主要要素の側面配置図を示す。従来の金属表面欠陥検査装置には、矢印Ｌの方向に動作する長尺の金属材料５５の表面に、金属材料５５の幅方向（図３の奥行き方向）の直線状の光を放出する投光手段５３が設けられるとともに、金属材料５５の表面の、直線状の光に照らされた部分を撮影する撮影手段５１が設けられている。撮影手段５１により撮影された、反射光の画像により、金属材料５５の表面に防錆油等が付着した状態であっても、金属材料５５の表面における傷等を検出することが可能である。
【０００４】
しかし、従来の金属表面欠陥検査装置では、金属材料５５の表面と投光手段５３との間の距離Ｄ３が短い。そのため、金属材料５５の表面上の直線状の光の幅（図３の左右方向の長さ）を大きくすることができず、撮影手段５１の位置合わせの調整時間が多くかかるという問題がある。
【０００５】
金属材料５５の表面上の直線状の光の幅を大きくするために、金属材料５５の表面と投光手段５３との間の距離Ｄ３を長くしようとすると、図３のＳ２で示す方向に、装置全体が不必要に大きくなったり、投光手段５３の光量を大きくしたりする必要があるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１８８００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、装置全体がコンパクトで、投光手段の輝度を抑えながら、金属材料の表面の直線状の光の幅を大きくすることが可能な金属表面欠陥検査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】
【０００８】
第１発明の金属表面欠陥検査装置は、金属材料の表面欠陥を検査する装置であって、直線状の光を放出する投光手段と、前記直線状の光を反射し、前記金属材料の表面に照射する反射手段と、前記金属材料表面の、前記直線状の光を照射された部分を撮影する撮影手段と、が備えられていることを特徴とする。
第２発明の金属表面欠陥検査装置は、第１発明において、前記金属表面欠陥検査装置は、前記金属材料を、該金属材料の長手方向に動作させながら検査を行い、前記直線状の光は、前記金属材料の幅方向に沿っていることを特徴とする。
第３発明の金属表面欠陥検査装置は、第１発明または第２発明において、前記反射手段は、金属製であり、該反射手段の表面は研磨処理されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、金属表面欠陥検査装置に、直線状の光を放出する投光手段と、直線状の光を反射し、金属材料の表面に照射する反射手段と、金属材料に照射された光を撮影する撮影手段とが備えられていることにより、投光手段から金属材料の表面までの距離を長くすることができる。距離を長くできることから、この距離に比例して大きくなる、直線状の光の幅を大きくすることができる。また光の幅を大きくしても、装置全体をコンパクトにすることができるとともに、投光手段の輝度を抑えることができる。
第２発明によれば、金属表面欠陥検査装置は、金属材料を、金属材料の長手方向に動作させながら検査を行い、直線状の光が、金属材料の幅方向に沿っていることにより、長尺の金属材料の広い範囲を連続的に検査することができ、検査能率を上げることができる。
第３発明によれば、反射手段が金属製であることにより、投光手段により熱せられ温度変化が大きくなっても、温度変化による変形量が少なく、耐久性を向上させることができる。また反射手段の表面が研磨処理されていることにより、さらに直線状の光の幅を大きくすることができるとともに、金属表面上の光の照度を平均化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る金属表面欠陥検査装置の主要要素の側面配置図である。
【図２】本発明の実施形態に係る金属表面欠陥検査装置の概略模式図である。
【図３】従来の金属表面欠陥検査装置の主要要素の側面配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図２には、本発明の実施形態に係る金属表面欠陥検査装置１０の概略模式図を、図１には、本実施形態に係る金属表面欠陥検査装置１０の主要要素の側面配置図を示す。
【００１２】
本実施形態に係る金属表面欠陥検査装置１０は、長尺幅広の金属材料２５の表面欠陥を検査する装置である。金属材料２５の表面欠陥とは、表面に現れている打痕や擦り傷などであり、金属材料２５の表面に照射された光の反射により検出できる欠陥を言う。また金属材料２５の材質は特に限定されないが、例えば、酸洗鋼板、熱延鋼板、ステンレス鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、冷延鋼板、ガルバリウム鋼板（登録商標）、カラー鋼板、表面処理鋼板などが該当する。
【００１３】
図２に示すように、本実施形態に係る金属表面欠陥検査装置１０は、金属材料２５を動作させながら、その表面を検査する検査装置本体１３と、検査装置本体１３と接続され、ＰＣをベースにした入出力手段１１と、入出力手段１１からの信号に基づいて、検査装置本体１３を動作させる制御手段１２と、が備えられている。
【００１４】
検査装置本体１３は、複数のアルミフレームを組み合わせて躯体としている。検査装置本体１３は、この躯体と、躯体の上部に備えられている撮影手段２１と、直線状の光を放出する投光手段２２と、投光手段２２から放出された、直線状の光を反射し、被検査対象である金属材料２５の表面に照射する反射手段２３と、が備えられている。本発明に係る金属表面欠陥検査装置１０の多くは、金属材料２５が所定の速度で送られるライン中に設けられる。図２に示すように、所定の速度で送られている金属材料２５の上方に撮影手段２１が位置するように検査装置本体１３が配置される。
【００１５】
金属表面欠陥検査装置１０の操作者は、入出力手段１１を用いて、検査装置本体１３を操作する。入出力手段１１は、モニター、キーボード、マウスなどから構成されており、操作者は、キーボード等から金属材料２５の動作速度、動作量等の操作量を入力するとともに、撮影手段２１により撮影された画像をモニター上に表示させ、この画像により金属材料２５に表面欠陥があるか否かを判断できる。また、入出力手段１１には、自動的に表面欠陥を検出するソフトウェアがインストールされている場合もある。この場合、金属表面欠陥検査装置１０の制御部は、金属材料２５の移動する速度などを、ラインを制御する他の制御装置から得る。そして、金属材料２５の移動に伴い逐次撮影された画像に基づいて、入出力手段１１の制御部が、金属材料２５の表面に欠陥があるか否かを判断する。欠陥があると制御部が判断すると、入出力手段１１の制御部は、操作者に被検査対象に欠陥があることをブザーなどにより覚知させる。
【００１６】
検査装置本体１３を動作させる制御手段１２は、入出力手段１１からの信号に基づいて、撮影手段２１等を制御する。制御手段１２内には、具体的に撮影手段２１の電源、または投光手段２２の電源が内蔵されている。
【００１７】
投光手段２２は、蛍光灯やＬＥＤなどの直線状の光源と、この直線状の光源からの光を投光手段２２の照射方向へ反射させる反射材と、を含んで構成されている公知の要素である。本実施形態ではＬＥＤを図１の奥行き方向に１２個並べて光源としている。またＬＥＤの色は白である。
【００１８】
本実施形態では、投光手段２２から放出される直線状の光の長さ（図１の奥行き方向の長さ）は、金属材料２５の幅方向よりも大きく、具体的に８００ｍｍであるが、特にこれに限定されない。また、投光手段２５の輝度は、検査対象である金属材料２５の種類により、検査対象の表面の照度があらかじめ定められた値になるように調整される。例えば酸洗鋼板で、検査対象の表面の照度をあらかじめ定められた値である２４万ルクスとした場合、投光手段２２の出力を調整し、例えば６０％として、照度を２４万ルクスにする。投光手段２２からは、上方にある反射手段２３に向けて光が放出される。光の放出方向は、被検査対象である金属材料２５と垂直であることが好ましい。
【００１９】
撮影手段２１は、公知のラインカメラであり、被検査対象である金属材料２５の上方から金属材料２５の表面を撮影する。ラインカメラの撮影範囲の長手方向は、検査対象である金属材料の幅方向である。図２に示すように、撮影手段２１から金属材料２５の表面に向かって、撮影手段のライン上の撮影範囲が広がる。撮影手段２１の撮影方向は、後述する反射手段２２があることにより、金属材料２５に対して垂直とすることができる。撮影箇所は、金属材料２５の表面の、直線状の光が照射されている部分である。撮影手段２１は、入出力手段１１を構成するモニターに、撮影された映像を逐次表示することができる。
【００２０】
反射手段２３は、投光手段２２からの直線状の光を反射し、金属材料２５の表面に照射する。本実施形態における反射手段２３は、アルミニウム製であり、その表面は研磨処理されている。反射手段２３は、図１の奥行き方向と平行な回転軸を有しており、この回転軸を中心に姿勢を変更することができる。
【００２１】
金属表面欠陥検査装置１０に、直線状の光を放出する投光手段２２と、直線状の光を反射し、金属材料２５の表面に照射する反射手段２３と、金属材料２５に照射された光を撮影する撮影手段２１とが備えられていることにより、投光手段２２から金属材料２５の表面までの距離（Ｄ１＋Ｄ２）を長くすることができる。この距離を長くできることから、この距離に比例して大きくなる、直線状の光の幅を大きくすることができる。また光の幅を大きくしても、装置全体をコンパクトにすることができるとともに、投光手段２２の輝度を抑えることができる。例えば、図３の従来の構成では、撮影手段２１の撮影幅が６ｍｍ程度であり、直線状の光の幅が１０ｍｍ程度であったため撮影手段２１の調整に時間がかかっていた。しかし、本実施形態では直線状の光の幅を６０ｍｍ程度としたことにより、撮影手段２１の調整の時間を短縮できた。
【００２２】
また、撮影手段２１の撮影方向を金属材料２５と垂直にして、図１のＳ１寸法を小さくし、装置全体をコンパクト化した場合でも、反射手段２３の姿勢を変化させることができるので、金属材料２５への光の照射を適切に調整することができる。なお光の照射が適切に行われている状態とは、例えば、光の照射が、撮影手段２１の撮影ラインと平行であり、かつ金属材料２５が流れていく矢印Ｌの方向と、矢印Ｌと反対の方向へそれぞれ等間隔のあらかじめ定められた領域で、光の均一性が保持されている状態を言い、光の均一性が保持されている状態とは、このあらかじめ定められた領域で、照度の範囲が、照度の最高値の９０％から最高値までに収まっていることを言う。
【００２３】
反射手段２３が金属材料の一つであるアルミニウム製であることにより、投光手段２２により熱せられ温度変化が大きくなっても、プラスチック材料など樹脂系の材料と比較して、温度変化による変形量が少なく、反射手段２３の耐久性を向上させることができる。また、反射手段２３の表面が梨地であることにより、さらに直線状の光の幅を大きくすることができるとともに、金属表面上の光の照度を平均化することができる。
【００２４】
なお、本実施形態では、研磨処理をされた表面を有するアルミニウム製の反射手段２３が用いられているが、検査対象の金属材料２５の種類や、その表面の欠陥の種類によっては材質や、表面の性状を変更することも可能である。例えば反射手段をステンレス製にしたりすることも可能である。また、表面性状については、乱反射を起こさせる梨地状としたり、全反射を起こさせる鏡面状としたりすることも可能である。
【００２５】
また、本実施形態で用いられている反射手段２３は、投光手段２２内に設けられている反射材とは、設けられる目的が異なる。反射手段２３は、投光手段２２から被検査対象である金属材料２５までの距離を長くするために設けられているのに対し、投光手段２２に設けられている反射材は、投光手段２２から概略一方向に向けて光を放射するために用いられているものである。また投光手段２２に設けられている反射材により、直線状の光の幅を広げることも可能であるが、この場合、その幅の中において光の均一性が保持できない場合がある。本実施形態の反射手段２３を用いることにより、光の幅の中において、光の均一性を保持しながら光の幅を大きくすることができる。
【００２６】
本実施形態では、投光手段２２からの光の照射は上方向であり、反射手段２３からの光は金属材料２５に向けて下方向であったが、特にこれに限定されない。例えば金属材料２５の下面を測定する場合は、光の照射方向はそれぞれ逆になる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  金属表面欠陥検査装置
２１  撮影手段
２２  投光手段
２３  反射手段
２５  金属材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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