(57)【要約】【課題】除錆度を数値化して判断するブラスト後の除錆度検査システムを提供すること。【解決手段】除錆度検査システム１は、被検査物１０の表面に対して光を照射する照明手段１３と、被検査物１０の表面を撮像する撮像手段１２と、その撮像手段１２により撮像された画像データを基に画像処理を行う画像処理手段１５と、被検査物１０の画像処理データから除錆度を判定する除錆度判定手段１６とを有するものであって、除錆度判定手段１６は、画像処理手段１５を介して得られた被検査物表面の画像処理データから、所定の面積における錆部分の面積比率を算出し、その面積比率によってブラスト後の除錆度を判定するようにしたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の表面に対して光を照射する照明手段と、前記被検査物の表面を撮像する撮像手段と、その撮像手段により撮像された画像データを基に画像処理を行う画像処理手段と、前記被検査物の画像処理データから除錆度を判定する除錆度判定手段とを有するブラスト後の除錆度検査システムにおいて、
前記除錆度判定手段は、前記画像処理手段を介して得られた被検査物表面の画像処理データから、所定の面積における錆部分の面積比率を算出し、その面積比率によって除錆度を判定するようにしたものであることを特徴とするブラスト後の除錆度検査システム。
【請求項２】
請求項１に記載するブラスト後の除錆度検査システムにおいて、
前記除錆度判定手段は、前記画像処理データについて、錆部分とその他の部分との輝度値の一方又は両方を変換し、コントラストを付けた検査画像を作成して前記除錆度判定を行うようにしたものであることを特徴とするブラスト後の除錆度検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁製作工程で行われる鋼材の素地調整に関し、特にブラストによる下地処理面の除錆度を自動的に検査するブラスト後の除錆度検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下地処理面の評価は、ＩＳＯ（International Organization for Standardization  国際標準化機構）が準拠するスウェーデン規格（ＳＩＳ）の表面処理基準に基づき、検査員が目視で標準写真との比較よって、Ｓａ３．０、Ｓａ２．５、Ｓａ２．０、Ｓａ１．０の記号で示される除錆の度合いを判断していた。しかしながら、目視検査では判定に熟練を要し、個人差もあるためバラツキが大きく、定量的な評価を行なうことができなかった。そこで、判定を自動的に行なう撮像式判定装置が下記特許文献１によって提案されている。図４は、そうした従来の除錆度検査システムについて構成を示した図である。
【０００３】
この除錆度検査システム１００は、照明部１０１によって被測定面１１０を照らし、ＣＣＤカメラ１０２によって撮像した画像がモニタ１０３上に写し出される。その際、照明フォーカス制御部１０５の操作によってズームレンズ１０７の焦点合わせが行われ、またモニタ１０３上に写し出された画像が被測定面１１０上における測定面積である80×50mmをちょうど含むようにズーム比が調節される。画像解析部１０６に取込まれた測定面１１０の画像は512×512の画素に分割され、各画素の輝度がそれぞれ０〜63の64段階で測定され、横軸を輝度、縦軸を画素数とし、各輝度を64段階毎に各段の輝度に対応して各画素の個数を求めてヒストグラムが作成される。
【０００４】
所定の輝度以下の画素数が計数され、全画素数に対する百分率（累積濃度）が算出されると共に累積濃度曲線が求められ、予め作成したＳａ１．０〜Ｓａ３．０に対応する累積濃度曲線のパターンのいずれに含まれるかをみてグレード判定が行なわれる。なお、累積濃度曲線パターンは、試験片をブラストして各除錆度Ｓａ１．０〜Ｓａ３．０に相当するグレード判定試料が多数作成される。そして、図５に示すように、その各試料について被測定面での累積濃度曲線の算出によって各グレード毎の最大値と最小値の濃度の範囲がパターン化され、画像解析部に記憶される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−２３６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、こうした従来の除錆度検査システムは、ＩＳＯの表面処理基準に基づいて評価するものであるため、その判定が困難であった。例えば、塗装工程で行われる２次素地調整では、ＩＳＯ基準で除錆度Ｓａ２．５を満たさなければならないが、除錆度Ｓａ２．５の鋼材表面の状態は「拡大鏡なしで、表面には、目に見えるスケール、さび、塗膜、異物、油、グリース及び泥土がない。残存するすべての汚れは、そのこん跡が斑点又はすじ状のわずかな染みだけとなって認められる程度である」という評価である。こうした判断を行うため、前記従来例の除錆度検査システムでは、各除錆度Ｓａ１．０〜Ｓａ３．０に相当するグレード判定試料を多数作成しなければならず、更にそこから図５に示すパターン化したデータを作成しなければならないなど、システムの構築が困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、除錆度を数値化して判断するブラスト後の除錆度検査システム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】
本発明に係るブラスト後の除錆度検査システムは、被検査物の表面に対して光を照射する照明手段と、前記被検査物の表面を撮像する撮像手段と、その撮像手段により撮像された画像データを基に画像処理を行う画像処理手段と、前記被検査物の画像処理データから除錆度を判定する除錆度判定手段とを有するものであって、前記除錆度判定手段は、前記画像処理手段を介して得られた被検査物表面の画像処理データから、所定の面積における錆部分の面積比率を算出し、その面積比率によって除錆度を判定するようにしたものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るブラスト後の除錆度検査システムは、前記除錆度判定手段が、前記画像処理データについて、錆部分とその他の部分との輝度値の一方又は両方を変換し、コントラストや色調・濃淡などの画像処理により錆を特定した検査画像を作成して前記除錆度判定を行うようにしたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、これまで除錆度の検査をＩＳＯ基準に従って行っていたが、ＳＳＰＣ基準のＳＰ１０を利用することにより、２次素地調整を行った鋼材の除錆度を数値化して検査することを可能にすることができるようになる。そして、撮像手段によって取り込んだ画像処理データについてコントラストや色調変化、濃淡をつけた検査画像を作成するようにしたため、錆部分が判別し易くなり面積比率を簡単に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】除錆度検査システムの実施形態を示した概略の構成図である。
【図２】被検査物を撮像して得られた表面画像を示す図である。
【図３】画像処理を行って得られた検査画像を示す図である。
【図４】従来の除錆度検査システムについて構成を示した図である。
【図５】被測定面での累積濃度曲線の算出によってグレード毎の最大値と最小値の濃度の範囲をパターン化したグラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係るブラスト後の除錆度検査システムの一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の除錆度検査システムを示した概略の構成図である。この除錆度検査システム１は、鋼材に対する塗装過程で行われる２次素地調整したサンプル鋼材１０を被検査物とした場合について説明する。
【００１３】
除錆度検査システム１は、サンプル鋼材１０は検査台１１の上方に設置され、そのサンプル鋼材１０の処理面を撮像するＣＣＤカメラ１２と、処理面を照明する光源となるハロゲンランプ１３とを備えた撮像部が構成されている。更に、除錆度検査システム１は、ＣＣＤカメラ１２によって撮像された画像データを基に画像処理を行う画像処理装置１５と、サンプル鋼材１０の画像処理データから除錆度を数値化して判定するコントローラ１６を備えている。
【００１４】
ハロゲンランプ１３は、サンプル鋼材１０の表面がＣＣＤカメラ１２によって被検査物の照度がほぼ均一となるように、最適な方向から照射光を照射する位置に設置されている。ＣＣＤカメラ１２は、信号ケーブル３２を介して画像処理装置１５が接続され、撮像した処理面の光学画像が電気信号に変換されて画像処理装置１５へと送り出され、その画像処理装置１５では、ＣＣＤカメラ１２から送り出された画像信号がアナログ−ディジタル変換器を介してディジタル信号に変換され、濃淡画像データとしてメモリに記録されるようになっている。
【００１５】
コントローラ１６には、画像処理プロセッサを制御して記録された画像データの処理を行ない、サンプル鋼材１０の除錆度を数値化して示す除錆度検査プログラムが格納されている。コントローラ１６には、パーソナルコンピュータが使用され、画像処理されたサンプル鋼材１０の処理面や数値化された除錆度がディスプレイに表示されるようになっており、接続された不図示のプリンタからは印刷した検査結果が出力されるようになっている。また、ＣＣＤカメラ１２はコントローラ１６に接続され、コントローラ１６からの制御信号によって作動するようになっている。
【００１６】
ところで、橋梁などの建築構造物は、耐食性や外観を目的として塗装が施されているが、建築材として使用される鋼材は錆の発生を防止する必要から塗装仕上げが行われる。塗装には、ミルメーカのブラスト処理によって鋼材表面の黒皮が除去され、１次プライマーとしてエッチングプライマーやジンクリッチプライマーなどの防錆処理が施される。そして、工場でブロックが製作され、２次素地調整の後に防食下塗、ミスコートが行われ、下塗り塗装の他、中・上塗り塗装が施される。そうした２次素地調整では、除錆度がＩＳＯの表面処理基準に基づくＳａ２．５を満たさなければならない。
【００１７】
しかし、除錆度Ｓａ２．５の評価は、前述したように表面状態を数値化できるものではなかった。そこで、本実施形態では、ＩＳＯ基準ではなくＳＳＰＣ（Steel Structures Painting Council(U.S.A.) 米国鋼構造物塗装協会) 基準を採用することとした。ＳＳＰＣ基準のＳＰ１０は、仕上げ等級を「完全清浄に準ずるブラスト」とするものであり、ＩＳＯ基準のＳａ２．５に相当する。そして、ＳＰ１０の評価基準は、「全ての異物を完全に除去。極めて軽微なくもり・条痕、錆の染み・ミルスケール・酸化物等の軽微な残滓は容認。１平方インチ当たり９５％以上は残滓がないこと。」である。
【００１８】
そこで、本実施形態では、画像処理装置１５によって得られた画像処理データを基に、錆が１平方インチ当たり９５％以上にないことを判断するようにした。つまり、１平方インチ当たりの検査面積内に存在する錆の総面積を求め、その面積比率が５％以上であるか否かによって基準を満たすことの判定を行うようにした。
【００１９】
画像処理装置１５からは、図２に示すようにサンプル鋼材１０の処理された表面画像５０が得られるが、このままでは僅かに残る微細な錆の存在が判別困難である。そこで、コントローラ１６の除錆度検査プログラムでは画像処理を行い、錆の部分とそれ以外の部分とのコントラストを付ける他、色調変化や濃淡などをつけた画像処理により錆を特定して判別が容易になるように、図３に示す検査画像６０を作成するようにした。
【００２０】
錆の部分は、２次素地調整された鋼材自身の表面の色に比べて黒くなって現れる。そのため、検査画像６０は、輝度値の低い錆による暗い部分とそれよりも輝度値の高い明るい部分とをより明確に区別できるように、一定の基準値を設定し、輝度値がその値よりも高い場合いは、より明るくなるように輝度値を高い値に変換し、逆に低い場合には輝度値を低い値に変換するようにした。
【００２１】
こうした輝度値の変換によって、錆の部分はより暗く（黒く）、その他の部分はより明るく（白く）なる。すなわち、コントローラ１６では、画像処理装置１５からの画像処理データに基づき、先ず図２に示すように、ＣＣＤカメラ１２で撮像されたサンプル鋼材１０の表面画像、つまりブラストによって表面処理された鋼材の表面画像５０が得られる。その後、検査枠７０で囲まれた１平方インチの検査範囲について、基準値を境にコントラストを付けた画像処理が行われ、図３に示すように、基準値以上の部分を明るく（白く）する一方で、基準値以下の部分を暗く（黒く）し、白い背景に対して錆の部分を黒い点として浮き立たせた検査画像６０が得られる。
【００２２】
こうして形成された検査画像６０からは、錆部分を示す黒い部分の総面積が算出され、１平方インチの検査範囲に対する面積比率が計算される。計算された値はコントローラ１６のディスプレイに表面画像５０及び検査画像６０と共にパーセント表示される。その際、２次素地調整された鋼材表面がＳＳＰＣ基準のＳＰ１０を満たしているか、つまりＩＳＯ基準のＳａ２．５を満たしているか否かを確認しやすくするため、錆の面積比率が５パーセントを超えている場合には、例えば赤で表示し、５パーセント未満であれば青で表示する。
【００２３】
よって、これまで除錆度の検査をＩＳＯ基準に従って行っていたため、検査員が目視で判定する他、機械的に行う場合であっても前記従来例のように複雑なシステムになるなど有効なものではなかった。それに対して本実施形態の除錆度検査システム１では、ＳＳＰＣ基準のＳＰ１０を利用することにより、２次素地調整を行った鋼材の除錆度を数値化して検査することを可能にすることができた。しかも、ＣＣＤカメラ１２によって取り込んだ画像データについて、図３に示すように、コントラストをつけた検査画像６０によって錆を判別し易くし、その面積比率を簡単に求めることができるようになった。
【００２４】
以上、本発明に係るブラスト後の除錆度検査システムの一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００２５】
前記実施形態では、錆部分の輝度値とその他の部分の輝度値を共に変換してコントラストをつけた検査画像６０を作成するようにしたが、例えば、基もと錆部分の輝度値は低く暗いので、そうした錆以外のその他の部分についてだけ輝度値を変換してコントラストをつけるようにしてもよい。また、その逆に錆部分の輝度値を変換してより暗くするようにしてもよい。
【００２６】
また、前記実施形態では、サンプル鋼材１０を被検査物として説明したが、橋梁の場合には橋桁などが被検査物になるため、その被検査物に対して除錆度検査システム１を検査員が移動させるように構成する必要がある。そのため、除錆度検査システム１は、画像処理装置１５やコントローラ１６、さらには不図示の電源などを台車に載せて移動可能にし、ＣＣＤカメラ１２やハロゲンランプ１３を被検査物の表面に対して一定の距離で位置決めできるような治具に取り付けるなどの構成が必要である。
【符号の説明】
【００２７】
１    除錆度検査システム
１０  サンプル鋼材
１１  検査台
１２  ＣＣＤカメラ
１３  ハロゲンランプ
１５  画像処理装置
１６  コントローラ
５０  表面画像
６０  検査画像
７０  検査枠
【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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