(57)【要約】【課題】蛍光物質を含んだマーキング材で疵部分をマーキングして、そのマーキング位置を精度良く検出し得る鋼片のマーキング位置検出方法を提供する。【解決手段】鋼片を磁化し、疵部分に生じた磁極に蛍光物質を含んだ磁粉液を付着させ疵を検出し、その疵部分に蛍光物質を含んだマーキング材でマーキングを行い、その後に紫外線照射光源より紫外線を照射してマーキングを蛍光発光させ、蛍光発光された光信号を光センサで電気信号に変換するとともに、その電気信号を処理することによってマーキング位置を検出する鋼片のマーキング位置検出方法であって、紫外線照射光源の紫外線の波長及び磁粉液の蛍光発光波長とは異なる波長の蛍光を発光するマーキング材を用い且つマーキング材の蛍光発光波長に対する感度に比べ、紫外線照射光源の紫外線の波長と磁粉液の蛍光発光波長に対する感度が低い特性を有する光センサを用いてマーキング位置を検出する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼片を磁化し、疵部分に生じた磁極に蛍光物質を含んだ磁粉液を付着させ疵を検出し、その疵部分に蛍光物質を含んだマーキング材でマーキングを行い、その後に紫外線照射光源より紫外線を照射してマーキングを蛍光発光させ、蛍光発光された光信号を光センサで電気信号に変換するとともに、その電気信号を処理することによってマーキング位置を検出する鋼片のマーキング位置検出方法であって、紫外線照射光源の紫外線の波長及び磁粉液の蛍光発光波長とは異なる波長の蛍光を発光するマーキング材を用い、且つ、マーキング材の蛍光発光波長に対する感度に比べ、紫外線照射光源の紫外線の波長と磁粉液の蛍光発光波長に対する感度が低い特性を有する光センサを用いてマーキング位置を検出することを特徴とする鋼片のマーキング位置検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の鋼片のマーキング位置検出方法において、マーキング材の蛍光発光波長に対する感度に比べ、紫外線照射光源の紫外線の波長と磁粉液の蛍光発光波長に対する感度が低い特性を有する光センサとして、マーキング材からの蛍光発光の波長帯域に対して透過率が高く、紫外線照射光源の紫外線の波長帯域と磁粉液からの蛍光発光の波長帯域に対して透過率が低い光学フィルタを備える光学センサを用いる鋼片のマーキング位置検出方法。
【請求項３】
請求項２記載の鋼片のマーキング位置検出方法において、紫外線照射光源の紫外線の波長帯域を３００ｎｍ〜４１３ｎｍ、磁粉液の蛍光発光波長を５００ｎｍ〜７００ｎｍ、及びマーキング材の蛍光発光波長を４１３ｎｍ〜５００ｎｍとし、光学フィルタの透過波長域を４１３ｎｍ〜５００ｎｍとする鋼片のマーキング位置検出方法。
【請求項４】
請求項２記載の鋼片のマーキング位置検出方法において、紫外線照射光源の紫外線の波長帯域を６９４ｎｍ〜７８０ｎｍ、磁粉液の蛍光発光波長を５００ｎｍ〜７００ｎｍ、及びマーキング材の蛍光発光波長を４１３ｎｍ〜５００ｎｍとし、光学フィルタの透過波長域を４１３ｎｍ〜５００ｎｍとする鋼片のマーキング位置検出方法。
【請求項５】
鋼片を磁化し、疵部分に生じた磁極に蛍光物質を含んだ磁粉液を付着させ疵を検出し、その疵部分に蛍光物質を含んだマーキング材でマーキングを行い、その後に紫外線照射光源より紫外線を照射してマーキングを蛍光発光させ、蛍光発光された光信号を光センサで電気信号に変換するとともに、その電気信号を処理することによってマーキング位置を検出する鋼片のマーキング位置検出装置であって、マーキング材の蛍光物質が紫外線照射光源の紫外線の波長及び磁粉液の蛍光物質の蛍光発光波長とは異なる蛍光発光波長を有し、光センサがマーキング材からの蛍光発光波長の検出感度に比べ、紫外線照射光源の紫外線の波長と磁粉液からの蛍光発光波長の検出感度が低い特性を有することを特徴とする鋼片のマーキング位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼片のマーキング位置検出方法及び装置に関し、詳細には蛍光磁粉探傷された鋼片上の疵にマーキングを施し、そのマーキング位置を検出する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平７−１４０１１７号公報（特許文献１）、特開２００１−１５４０１６号公報（特許文献２）などに開示されているように、鋼片の表面欠陥検出方法として、蛍光磁粉探傷が広く利用されている。磁粉探傷は、鋼材などの強磁性体を磁化し、疵部分に生じた磁極に磁粉液が付着することを利用して、疵を検出する方法である。磁粉探傷の一種である蛍光磁粉探傷は、磁粉液に蛍光物質を含ませ、紫外線で照射することによって、疵の検出を容易にしている。なお、検出は目視によって行われるのが一般的である。
【０００３】
上記蛍光磁粉探傷で検出した疵の位置にマーキングを施し次工程で疵部分の除去を行っているが、このマーキング位置を自動認識させることができれば自動での疵部分の切削除去が可能となる。これを実現可能とするマーキング位置の認識方法が、特開平８−２７１２３４号公報（特許文献３）、特開平１１−２６４７２３号公報（特許文献４）に提案されている。
【０００４】
特許文献３には、スラブの表面欠陥部にチョークでマーキングを施し、その位置をＣＣＤカメラなどの光センサで検出する方法が提案されている。
【０００５】
特許文献４には、鋼片の疵の位置を表示するマーキング材に蛍光物質を含ませ、遮蔽フード内で紫外線を照射してマーキング材を蛍光発光させ、マーキング位置の読取精度を向上させる方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１４０１１７号公報
【特許文献２】
特開２００１−１５４０１６号公報
【特許文献３】
特開平８−２７１２３４号公報
【特許文献４】
特開平１１−２６４７２３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献３に提案の方法では、スラブ等の鋼片の表面に凹凸や汚れがあるとマーキングと区別しづらく、精度の高いマーキング位置の検出は難しい。特に磁粉探傷を実施した後では表面に磁粉液が残っており、識別はより難しくなる。
【０００８】
また、特許文献４に提案の方法では、マーキング材に蛍光物質を含み紫外線で照射して発光させるため、上記特許文献３に提案の方法に比べてマーキングの検出は容易になるが、蛍光磁粉探傷を行った後は、蛍光物質を含んだ磁粉液（以下蛍光磁粉液とも言う）が大量に表面に残留している。そのため、残留した蛍光磁粉液からの発光がノイズとなり、マーキングだけを検出することは非常に難しい。そこで、残留した蛍光磁粉液を除去する方法として水洗などが考えられるが、（１）そもそもマーキング材に影響を与えることなく残留した蛍光磁粉液だけを洗い流すことは容易ではない。これは細かい凹凸の有る鋼材表面の奥深くに染み込んでいるためである。（２）また、洗い流してマーキングを読み取るには、蛍光磁粉液を付着→マーキングの実施→洗い流し→マーキングの読み取り、といった工程を経る必要がある。そのため、蛍光磁粉液のみを洗い流すことは困難で、マーキングも一緒に流される可能性が高い。また一方、紫外線が鋼材の表面で反射した光もノイズとなる問題もある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みなしたものであって、その目的は、蛍光磁粉探傷後に蛍光磁粉液を洗い流すことなく、その後に蛍光物質を含んだマーキング材で疵部分をマーキングしても、そのマーキング位置を精度良く検出し得る鋼片のマーキング位置検出方法及び装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明（請求項１）に係る鋼片のマーキング位置検出方法は、鋼片を磁化し、疵部分に生じた磁極に蛍光物質を含んだ磁粉液を付着させ疵を検出し、その疵部分に蛍光物質を含んだマーキング材でマーキングを行い、その後に紫外線照射光源より紫外線を照射してマーキングを蛍光発光させ、蛍光発光された光信号を光センサで電気信号に変換するとともに、その電気信号を処理することによってマーキング位置を検出する鋼片のマーキング位置検出方法であって、紫外線照射光源の紫外線の波長及び磁粉液の蛍光発光波長とは異なる波長の蛍光を発光するマーキング材を用い、且つ、マーキング材の蛍光発光波長に対する感度に比べ、紫外線照射光源の紫外線の波長と磁粉液の蛍光発光波長に対する感度が低い特性を有する光センサを用いてマーキング位置を検出するものである。
【００１１】
そして、上記請求項１に係る鋼片のマーキング位置検出方法においては、光センサが、マーキング材からの蛍光発光の波長帯域に対して透過率が高く、紫外線照射光源の紫外線の波長帯域と磁粉液からの蛍光発光の波長帯域に対して透過率が低い光学フィルタを備えることが好ましい（請求項２）。またこの場合、紫外線照射光源の紫外線の波長帯域を３００ｎｍ〜４１３ｎｍ、磁粉液の蛍光発光波長を５００ｎｍ〜７００ｎｍ、及びマーキング材の蛍光発光波長を４１３ｎｍ〜５００ｎｍとし、光学フィルタの透過波長域を４１３ｎｍ〜５００ｎｍとすることが好ましい（請求項３）。また、前記紫外線照射光源の紫外線の波長帯域を３００ｎｍ〜４１３ｎｍに代えて６９４ｎｍ〜７８０ｎｍとしてもよい（請求項４）。
【００１２】
また、本発明（請求項５）に係る鋼片のマーキング位置検出装置は、鋼片を磁化し、疵部分に生じた磁極に蛍光物質を含んだ磁粉液を付着させ疵を検出し、その疵部分に蛍光物質を含んだマーキング材でマーキングを行い、その後に紫外線照射光源より紫外線を照射してマーキングを蛍光発光させ、蛍光発光された光信号を光センサで電気信号に変換するとともに、その電気信号を処理することによってマーキング位置を検出する鋼片のマーキング位置検出装置であって、マーキング材の蛍光物質が紫外線照射光源の紫外線の波長及び磁粉液の蛍光物質の蛍光発光波長とは異なる蛍光発光波長を有し、光センサがマーキング材からの蛍光発光波長の検出感度に比べ、紫外線照射光源の紫外線の波長と磁粉液からの蛍光発光波長の検出感度が低い特性を有するものである。
【００１３】
上記本発明は、図１に示すように、蛍光物質を含んだ磁粉液（蛍光磁粉液）を使用して鋼片の蛍光磁粉探傷を行い、疵を検出する工程（イ）、この検出した疵部分に、紫外線照射光源から照射される紫外線の波長及び蛍光磁粉液から蛍光発光される光の波長と異なる蛍光発光波長を持つ蛍光物質を含んだマーキング材でマーキングする工程（ロ）、然る後、全体を遮蔽フードで覆った場所に鋼片を移動させ、紫外線照射光源より紫外線を照射しマーキング材を発光させ、照射される紫外線の波長域と蛍光磁粉探傷で用いた蛍光磁粉液の蛍光波長域とを除去する光学フィルタが取付けられたＣＣＤカメラなどの光センサにて鋼片を撮像し、画像処理を行うことによって、マーキングを識別し、疵部分を認識する工程（ハ）、を含むものであるので、照射される紫外線の波長域と蛍光磁粉探傷で用いた蛍光磁粉液の発光波長域とが除去され、疵部分のマーキングだけが鮮明に撮影され、マーキングの誤認識を減らすことができる。その結果、次工程（ニ）での疵除去の精度が向上する。
【００１４】
そしてこの場合、一般的に使用されるメタルハライドランプを有する紫外線照射光源の波長域は３００ｎｍ〜４１３ｎｍと６９４ｎｍ以上である（例えば特許文献２の段落［０００８］、図８参照）。また、一般的に使用される蛍光磁粉液の発光波長は５００ｎｍ〜７００ｎｍである。そこで、マーキング材に含む蛍光物質の発光波長を４１３ｎｍ〜５００ｎｍの間にし、光学フィルタの透過波長も４１３ｎｍ〜５００ｎｍにすることによって、紫外線照射光源からの紫外線の反射と蛍光磁粉液からの蛍光発光の影響を低減でき、疵部分のマーキングだけを鮮明に撮影することができ、マーキングの誤認識を減らすことができる。その結果、次工程（ニ）での疵除去の精度が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明に係る鋼片のマーキング位置検出方法に適用される装置の模式的説明図であって、ａは平面図、ｂはａのＸ−Ｘ断面図である。
【００１６】
図２に示すように、マーキング位置検出装置１は、鋼片２を搬送するテーブルローラ３を備えるとともに、そのテーブルローラ３の側方及び上方を覆うように設置された遮光フード４を備える。遮光フード４内の上方部には光学フィルタ５を備えるＣＣＤカメラ（光センサ）６と、紫外線照射光源７が設置されている。
【００１７】
鋼片２は、予め上工程で蛍光磁粉探傷が行われ、その疵部分には、蛍光磁粉液の蛍光物質の蛍光発光波長及び紫外線照射光源７の紫外線の波長とは異なる蛍光発光波長を持つ蛍光物質を含んだマーキング材を用いてマーキング８がなされている。そして、テーブルローラ３上を搬送され上記遮光フード４内を通過する過程で、紫外線照射光源７から紫外線が照射されると共に光学フィルタ５を介してＣＣＤカメラ６で撮像し、この撮像を画像処理して、マーキング８の識別がなされる。
【００１８】
【実施例】
発光波長が５００ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光磁粉液を使用して、対象となる鋼片の蛍光磁粉探傷を行う。探傷で検出された鋼片の疵部分に、発光の中心波長が４５０ｎｍの蛍光物質を含んだ蛍光チョークでマーキング８を行う。
【００１９】
上記マーキング位置検出装置１の遮蔽フード６内には波長が３００ｎｍ〜４１３ｎｍと６９４ｎｍ以上のメタルハライドランプを有する紫外線照射光源７と透過領域が４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの光学フィルタ５を備えるＣＣＤカメラ６が設置されている。
【００２０】
上記マーキング８が行われた鋼片２を、テーブルローラ３上を搬送し遮光フード４内を通過させ、紫外線照射光源７で照射すると、蛍光磁粉探傷で使用した蛍光磁粉液が５００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域で発光し、疵部分をマーキングしたマーキング８の蛍光チョークが波長４５０ｎｍを中心に発光する。また、鋼片２の鏡面部からは、紫外線照射光源７からの光が３００ｎｍ〜４１３ｎｍと６９４ｎｍ以上の波長域で反射する。
【００２１】
上記の光をＣＣＤカメラ６で撮像するが、ＣＣＤカメラ６に装着した光学フィルタ５によって観測される光の波長は４３０ｎｍ〜４７０ｎｍに制限されるため、５００ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光磁粉液からの発光と３００ｎｍ〜４１３ｎｍと６９４ｎｍ以上の紫外線照射光源７からの光の影響を受けず、４５０ｎｍを中心とするマーキング８の蛍光チョークからの発光だけが観測される（図３参照）。
【００２２】
なお、上記実施例においては、発光波長が５００ｎｍ〜７００ｎｍの蛍光磁粉液を使用し、対象となる鋼片の蛍光磁粉探傷を行い、その探傷で検出された鋼片の疵部分に蛍光チョークでマーキング８を行う場合を例としたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、例えば前記蛍光磁粉探傷の際に、遮光フード内で、メタルハライドランプを用い、蛍光磁粉液の発光波長と同じ透過領域の光学フィルタを備えるＣＣＤカメラで撮影して蛍光磁粉探傷を行い、次いでその探傷で検出された鋼片の疵部分に蛍光チョークでマーキング８を行うようにし、以降、上記実施例と同様にして鋼片上のマーキング位置を検出するようにしてもよい。
【００２３】
上記のように蛍光磁粉探傷の際にもＣＣＤカメラを用いて撮影した場合、両者の撮影された画像データは別々に又は単純に足しあわせた後、画像処理（例えば白と黒の２値化をして疵・チョークを目立つように処理するなど）をして、また、両者を画像処理したものを単純に足しあわせて、疵及びマーキング位置を検出する。この検出位置をもとに、後工程の疵取り工程で疵取りを行う。この場合は、蛍光磁粉での検出とマーキングでの検出による疵部分を同時に疵取りできる。なおここで、蛍光磁粉探傷でのＣＣＤカメラによる撮影直後（マーキング前）にその画像データを画像処理し、疵取りを行うものでもよい。この場合、蛍光磁粉探傷の通常の工程のあと本発明のマーキングによる疵位置検出を行うこととなる。また、蛍光磁粉探傷でのＣＣＤカメラによる撮影直後（マーキング前）にその画像データを画像処理し、自動マーキング装置でマーキングするものでもよい。
【００２４】
また、上記実施例では、紫外線照射光源７の波長域を３００ｎｍ〜４１３ｎｍと６９４ｎｍ以上（例えば６９４ｎｍ〜７８０ｎｍ）の場合を例としたが、これは、目視で検査する場合を想定したものである。従って、本発明はこの例に限定されるものではなく、３００ｎｍ〜６９４ｎｍ以上とする波長域の紫外線照射光源７を使用することができ、例えば特許文献１に示されている３８５±５ｎｍとする波長域の紫外線照射光源７を使用することもできる。この場合、マーキングに使用できる蛍光チョークの波長域が３９０ｎｍ〜５００ｎｍに広げることができる。しかし、紫外線照射光源７の波長を狭めれば、光量の絶対量が減少してしまうため、蛍光チョークの発光強度も低下する。両者のバランスを考慮して紫外線照射光源７を選定する必要がある。また、蛍光磁粉液の発光波長を長くすれば、マーキングに使用できる蛍光チョークの波長を広げることができるが、波長が長くなれば蛍光磁粉探傷において目視での感度が低下して、探傷能力を下げる可能性がある。これも両者のバランスを考慮して、波長を選定する必要がある。
【００２５】
また、本発明の実施においては、磁粉探傷の前後、マーキングの前後に鋼片の超音波探傷検査を行ってもよく、これによるデータを疵取り時に使用してもよい。また、疵取りは機械で自動化してもよいし、手動で行ってもよい。また、疵取りは各探傷の疵位置データをあわせて実施してもよいし、別々に実施してもよい。また、マーキングは通常人手による目視が一般的であるが、機械的に実施することもできる。また、磁粉探傷及びマーキングは基本的に、表裏を別々に行う。但し、マーキングの場合、検査対象にもよるが、表裏同時に行うことも可能である。また、疵取りは複数の疵取装置を並列又は直列に備えるものでもよい。また、疵取りの後、別の磁粉探傷・マーキング・疵取りを再度行ってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蛍光磁粉探傷後に蛍光磁粉液を洗い流すことなく、蛍光物質を含んだマーキング材で疵部分をマーキングして、そのマーキングされた画像を鮮明に撮影することができ、次工程での疵除去に正確な位置情報を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼片のマーキング位置検出方法の工程説明図である。
【図２】本発明に係る鋼片のマーキング位置検出方法に適用される装置の模式的説明図であって、ａは平面図、ｂはａのＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明に係る波長域の説明図である。
【符号の説明】
１：マーキング位置検出装置                      ２：鋼片
３：テーブルローラ      ４：遮光フード          ５：光学フィルタ
６：ＣＣＤカメラ        ７：紫外線照射光源      ８：マーキング
【図１】
2005003542.tif 000002
【図２】
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【図３】
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