(57)【要約】【課題】金属材表面に生じる引っかき疵等を確実に検出できる金属材の表面疵検出方法を提供する。【解決手段】相対的に移動する圧延板材Ｂの表面に対して、当該表面Ｂとのなす角度を、０°を除く５°以下に設定して平行光Ｌを照射し、背景信号強度に対する反射光信号強度の比が所定値以上の上記表面の部分に疵があるものと判定する。上記圧延板材Ｂの表面上にその移動方向と交差するように上記表面を横断する帯状の照明領域ＬＡを形成し、当該照明領域ＬＡ内に上記表面を横断するような帯状の、ラインＣＣＤカメラの撮像領域ＳＡを設定する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材の表面に対して、当該表面とのなす角度を、０°を除く５°以下に設定して光を照射し、背景信号強度に対する反射光信号強度の比が所定値以上である前記表面の部分に疵があるものと判定することを特徴とする金属材の表面疵検出方法。  
【請求項２】
前記金属材は相対移動するものであり、前記金属材の表面に一定幅の平行光を照射して前記表面上に前記金属材の移動方向と交差するように前記表面を横断する帯状の照明領域を形成し、当該照明領域内に前記表面を横断するような帯状の、撮像手段の撮像領域を設定した請求項１に記載の金属材の表面疵検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属材の表面疵検出方法に関し、特に、金属材をローラで搬送する際にその表面に生じる引っかき疵等を検出するのに適した表面疵検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱間金属材料の板面法線とのなす角度を４５°〜６０°、すなわち、板面とのなす角度を４５°〜３０°に設定して光を照射し、その反射光強度より、板面に生じたクレータ、湯じわ、あばた等の表面欠陥を検出する方法が示されている。
【特許文献１】特開昭６１−１４９８１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、圧延工程でローラ上を搬送される金属材等では搬送中に引っかき疵や、ローラ疵等の転写疵を生じることがあり、これらの疵は上記クレータ等の表面欠陥に比してごく浅いものであるため、上記従来の方法では検出が困難であるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、金属材表面に生じる引っかき疵等を確実に検出できる金属材の表面疵検出方法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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本第１発明では、金属材（Ｂ）の表面に対して、当該表面（Ｂ）とのなす角度を、０°を除く５°以下に設定して光（Ｌ）を照射し、背景信号強度に対する反射光信号強度の比が所定値以上である上記表面の部分に疵（Ｅ）があるものと判定する。本第１発明においては、金属材の表面に深さがごく浅い引っかき疵等が生じても、この部分から得られる反射光信号強度は背景信号強度に対して十分に大きなものになるから、背景信号強度に対する反射光信号強度の比（Ｓ／Ｎ比）が所定値以上となる表面部分に引っかき疵等が生じていると確実に判定することができる。
【０００６】
本第２発明では、上記金属材（Ｂ）は相対移動するものであり、上記金属材（Ｂ）の表面に一定幅の平行光（Ｌ）を照射して上記表面上に金属材（Ｂ）の移動方向と交差するように上記表面を横断する帯状の照明領域（ＬＡ）を形成し、当該照明領域（ＬＡ）内に上記表面を横断するような帯状の、撮像手段（４）の撮像領域（ＳＡ）を設定する。本第２発明においては、移動する金属材の表面全体にわたって引っかき疵等を確実に検出することができる。
【０００７】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明の金属材の表面疵検出方法によれば、金属材表面に生じる引っかき疵等を確実に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１には本発明方法を実施するための装置構成を示す。図１において、金属材たる５００℃以上で赤熱した熱間圧延板材ＢがローラＲ上を図の矢印方向へ搬送されている。この圧延板材Ｂに対しその下側板面に側方から光を照射する投光器１が設けられており、投光器１は光ファイバー２によって光源３に接続されている。光源３としては、メタルハライド光源等の高輝度光源が好適である。一方、圧延板材Ｂの板面下方にはラインＣＣＤカメラ４が設けてあり、当該カメラ４は疵検出回路５に接続されている。なお、上記ＣＣＤカメラ４には波長５００ｎｍ以下の光のみを通過させるフィルタを設けて、圧延板材Ｂの自発光の影響を低減するようにしてある。
【００１０】
図２には圧延板材Ｂに対する投光器１およびラインＣＣＤカメラ４の垂直面内での位置関係を示し、図３には圧延板材Ｂに対する投光器１およびラインＣＣＤカメラ４の平面的位置関係を示す。投光器１は互いに直交させて設けられたシリンドリカルレンズ１１，１２を備えており、光源３（図１）から光ファイバー２を経て入力した発散光を一定幅の平行光Ｌにして、圧延板材Ｂの下側板面に斜め下方から照射している。この時の平行光Ｌの光軸Ｌ１と圧延板材Ｂの下側板面とのなす角度（照射角度）θは５°以下とする。
【００１１】
この場合、平行光Ｌの縦幅Ｄを、圧延板材Ｂの板幅をＷとして、これに余裕αを見込んでＤ＝Ｗ・sinθ＋αとすれば、圧延板材Ｂがある程度上下動したり蛇行しても、図３に示すように、その下側板面には常にこれを横断する帯状の照明領域ＬＡが形成される。そして、ラインＣＣＤカメラ４の撮像領域ＳＡは上記照明領域ＬＡ内で下側板面を横断するような帯状に設定される。  
【００１２】
ラインＣＣＤカメラ４で得られる検出信号（反射光信号）の一例を図４（Ａ）に示す。なお、図４における横軸は板幅方向の位置を示し、縦軸は信号強度を示す。図４（Ａ）に示すように、検出信号は光照射側の板材エッジからの反射光による信号ピークＰ１と、板面に疵がある場合にはこれからの反射光による信号ピークＰ２が現れる。そして、信号全体に材料自身の自発光による山型の緩やかな変化が現れる。そこで、疵検出回路５(図１)では、ローパスフィルタによって自発光による変化分のみを抽出し（図４（Ｂ））、最初の検出信号から上記変化分を除去して判定信号を得る（図４（Ｃ））。なお、金属材が冷間圧延材である場合には、上記自発光による変化分の抽出および検出信号からの除去は不要である。  
【００１３】
ここで、図５に示すように、矢印方向へ搬送される圧延板材Ｂが蛇行すると、これに応じて、同一の疵Ｅから得られる疵信号ピークＰ２の絶対位置がずれてしまう。そこで、疵検出回路５では疵信号ピークＰ２(図４)の、板材エッジ信号ピークＰ１からの相対位置を検出するようにして、板材Ｂの蛇行による検出エラーを防止している。
【００１４】
図６、図７は、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ断面形状を示す圧延板材Ｂ上のＲ溝、Ｖ溝、角溝の各引っかき疵Ｅについて、板面への照射角度θに応じたＳ／Ｎ比と疵信号強度（反射光信号強度）の変化を示したものである。なお、上記Ｓ／Ｎ比は背景信号強度に対する疵信号強度（反射光信号強度）の比である。上記引っかき疵Ｅの溝開口の幅ａは２ｍｍ程度であり、深さｂは０．２ｍｍ程度とごく浅い。図６より明らかなように、照射角度θを５°以下にすると、いずれの断面形状の引っかき疵ＥでもＳ／Ｎ比が急激に向上する。Ｓ／Ｎ比は照射角度θが小さいほど良くなることが予想されるが、図７に示すように、照射角度θが小さくなるとこれに応じて疵信号強度が小さくなるから、使用する光源３(図１)の出力との兼ね合いで照射角度θの下限が決定される。疵検出回路５は、上記Ｓ／Ｎ比が所定時間以上所定値を越えて続いたときに、この板面部分に引っかき疵Ｅがあると判定する。より具体的には、この場合の判定は、上記Ｓ／Ｎ比が所定値（例えば２〜３）以上を維持する時間が、水滴やスケール等と区別可能な例えば５ｍｍ〜１０ｍｍ以上の長さに対応する時間だけ持続したことによって行う。
【００１５】
（その他の実施形態）
図９に示すように、ラインＣＣＤカメラ４を圧延板材Ｂの搬送方向へ傾斜させて設けて、当該カメラ４をその上方を少なくとも覆う箱体４１内に収納し、箱体４１の開口４１１を経て照明領域ＬＡ（図３）を斜め方向から臨むようにすると、板材Ｂから落下するスケール等からカメラ４を防護することができる。なお、投光器１およびラインＣＣＤカメラ４を圧延板材Ｂの上方に設けて当該板材Ｂの上側板面の疵を検出する場合には、投光器１とカメラ４を圧延板材Ｂの厚み変化に応じて上下動させるような機構を設けると良い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における、本発明方法を実施するための装置構成を示す概略側面図である。
【図２】圧延板材に対する投光器とラインＣＣＤカメラの垂直面内での位置関係を示す図である。
【図３】圧延板材に対する投光器とラインＣＣＤカメラの平面的位置関係を示す図である。
【図４】疵検出回路でのカメラ検出信号の処理過程を示す図である。
【図５】蛇行した圧延材料の概略平面図である。
【図６】照射角度に応じたＳ／Ｎ比の変化を示す図である。
【図７】照射角度に応じた疵信号強度の変化を示す図である。
【図８】引っかき疵の断面形状を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態における、ラインＣＣＤカメラの設置構造を示す概略側面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…投光器、２…光ファイバー、３…光源、４…ラインＣＣＤカメラ（撮像手段）、５…疵検出回路、Ｂ…圧延板材（金属材）、Ｅ…引っかき疵（疵）、Ｌ…平行光（光）、ＬＡ…照明領域、ＳＡ…撮像領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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