(57)【要約】【課題】  丸棒の外周面の疵や汚れの種類を判別して検出することが可能な表面欠陥検査装置及び表面欠陥検査方法を提供することにある。【解決手段】  丸棒の軸の方向から、軸から５度〜４５度の仰角を有して丸棒の外周面の検査点にレーザ光を照射するレーザ光源と、丸棒の外周面で反射した反射レーザ光を受光する複数の受光センサと、複数の受光センサが受光量に基づいて表面欠陥を検出する表面欠陥検出手段とを備え、複数の受光センサが、丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置され、表面欠陥検出手段が、升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、丸棒の外周面で反射したレーザ光の反射リングの位置を検出し、反射リングの位置にある受光センサの受光量と、反射リングの位置にある受光センサに隣接する受光センサの受光量との差が所定以上の場合、表面欠陥として検出することを特徴とする。【選択図】図１
2013238560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ形状を含む丸棒の外周面の疵や汚れによる表面欠陥を検出する表面欠陥検査装置において、
該丸棒の軸の方向から、該軸から５度〜４５度の仰角を有して該丸棒の該外周面の検査点にレーザ光を照射するレーザ光源と、
該丸棒の外周面で反射した反射レーザ光を受光する複数の受光センサと、
該複数の受光センサが受光量に基づいて該表面欠陥を検出する表面欠陥検出手段とを備え、
該複数の受光センサが、該丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置され、
該表面欠陥検出手段が、該升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、該丸棒の外周面で反射したレーザ光の反射リングの位置を検出し、
該反射リングの位置にある該受光センサの受光量と、該反射リングの位置にある該受光センサに隣接する該受光センサの受光量との差が所定以上の場合、該表面欠陥として検出することを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項２】
前記表面欠陥検出手段が、
前記反射リングが該反射リングの径方向に隣接する複数の受光センサ上に位置する場合、該隣接する受光センサの受光量の合計値から、該受光センサの位置を検出すると共に、
該隣接する受光センサの受光量の合計値を、該反射リングの位置にある１つの該受光センサの受光量と見なすことを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検査装置。
【請求項３】
前記表面欠陥検出手段が、前記丸棒の軸方向に所定距離離れた位置での前記反射リングの位置の前記複数の受光センサの受光量を比較することで、前記表面欠陥を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の表面欠陥検査装置。
【請求項４】
前記表面欠陥検出手段が、同一の前記受光センサの前記丸棒の軸方向に所定距離離れた位置での受光量を比較し、前記表面欠陥を検出することを特徴とする請求項３記載の表面欠陥検査装置。
【請求項５】
パイプ形状を含む丸棒の外周面の疵や汚れによる表面欠陥を検出する表面欠陥検査装置において、
該丸棒の軸の方向から、該軸から５度〜４５度の仰角を有して該丸棒の該外周面の検査点にレーザ光を照射するレーザ光源と、
該丸棒の外周面で反射した反射レーザ光を受光する複数の受光センサと、
該複数の受光センサが受光量に基づいて該表面欠陥を検出する表面欠陥検出手段とを備え、
該複数の受光センサが、該丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置され、
該表面欠陥検出手段が、該升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、該丸棒の外周面で反射したレーザ光の反射リングの位置を検出し、
該反射リングの位置にある該受光センサの受光量と、該反射リングの位置ではない該受光センサの受光量との差が所定以下の場合、該表面欠陥として検出することを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項６】
パイプ形状を含む丸棒の外周面の疵や汚れによる表面欠陥を検出する表面欠陥検査方法において、
該丸棒の軸の方向から、該軸から５度〜４５度の仰角を有して該丸棒の該外周面の検査点にレーザ光を照射し、
該丸棒の検査点で反射した反射レーザ光を、該丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置された複数の受光センサで受光し、
該升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、該丸棒の外周面で反射した反射レーザ光の反射リングの位置を検出し、
該反射リングの位置にある該受光センサの受光量と、該反射リングの位置にある該受光センサに隣接する該受光センサの受光量との差が所定以上の場合、該表面欠陥として検出することを特徴とする表面欠陥検査方法。
【請求項７】
前記反射リングが、該反射リングの径方向に隣接する複数の受光センサ上に位置する場合、該隣接する受光センサの受光量の合計値から、該受光センサの位置を検出すると共に、
該隣接する受光センサの受光量の合計値を、該反射リングの位置にある１つの該受光センサの受光量と見なすことを特徴とする請求項６記載の表面欠陥検査方法。
【請求項８】
前記丸棒の軸方向に所定距離離れた位置での前記反射リングの位置の前記複数の受光センサの受光量を比較することで、前記表面欠陥を検出することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の表面欠陥検査方法。
【請求項９】
同一の前記受光センサの前記丸棒の軸方向に所定距離離れた位置での受光量を比較し、前記表面欠陥を検出することを特徴とする請求項８記載の表面欠陥検査方法。
【請求項１０】
パイプ形状を含む丸棒の外周面の疵や汚れによる表面欠陥を検出する表面欠陥検査方法において、
該丸棒の軸の方向から、該軸から５度〜４５度の仰角を有して該丸棒の該外周面の検査点にレーザ光を照射し、
該丸棒の検査点で反射した反射レーザ光を、該丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置された複数の受光センサで受光し、
該升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、該丸棒の外周面で反射した反射レーザ光の反射リングの位置を検出し、
該反射リングの位置にある該受光センサの受光量と、該反射リングの位置ではない該受光センサの受光量との差が所定以下の場合、該表面欠陥として検出することを特徴とする表面欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ形状を含む丸棒の外周面の疵や汚れによる表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置及び表面欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧延等により製造された長尺の鋼材等の丸棒の外周面の疵や汚れによる表面欠陥の検査が行われている。この表面欠陥検査装置としては、例えば、特許文献１に示すようなものがある。特許文献１の表面欠陥検査装置では、丸棒を磁化し、丸棒が磁化されることにより丸棒の表面に存在する疵に磁極が生じ、この疵に粉末を付着させ、この粉末の付着の程度により、疵の程度を判定している。具体的には、粉末が表面疵の形状が反映された模様を呈し、その模様をＣＣＤ素子等のイメージセンサで測定し、画像処理に準じる方法で模様を解析し、疵の程度を判定している。
【０００３】
従来の表面欠陥検査装置では、丸棒を磁化したり画像処理を掛けたりと装置が複雑で高価で、磁化できない丸棒を検査できないという課題があり、本願発明者は、この課題を解決する方法として、特許文献２に示す表面欠陥検査装置を発明した。
【０００４】
この特許文献２に示す表面欠陥検査装置は、丸棒の軸に略垂直に外周面に光を照射する光源と、丸棒の軸断面視で、丸棒の軸における光源の入射方向とのなす角度が９０度を超え１８０度未満になるように設けられた受光センサとを備え、光源からの光の外周面での反射光を受光センサで受光し、受光した光のレベルから外周面を検査することを特徴としている。
【０００５】
また、レーザ光を用いた表面欠陥検査装置としては、特許文献３に示すようなものがある。特許文献３の表面欠陥検査装置は、被検査線条の表面に照射する検査光を出力する光源と、光源から出力された検査光を、被検査線条の表面に照射する光学処理部と、検査光の被検査線条からの反射光を受光する少なくとも２つの受光素子を、被検査線条の周囲であって、被検査線条の中心軸および検査光の中心軸を含む平面に対して略対称な位置に配置した受光部と、対称に配置された受光素子の出力信号を演算処理し、演算処理された出力信号に基づいて被検査線条の表面欠陥を検出する欠陥検出部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１３４１７７号公報
【特許文献２】特開２００８−１８５３５６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の検査装置では、より微細な疵や汚れによる表面欠陥の有無を検出することができたとしても、表面欠陥の種類を特定することが困難であった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、丸棒の外周面の疵や汚れの種類を判別して検出することが可能な表面欠陥検査装置及び表面欠陥検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の表面欠陥検査装置は、丸棒の軸の方向から、軸から５度〜４５度の仰角を有して丸棒の外周面の検査点にレーザ光を照射するレーザ光源と、丸棒の外周面で反射した反射レーザ光を受光する複数の受光センサと、複数の受光センサが受光量に基づいて表面欠陥を検出する表面欠陥検出手段とを備え、複数の受光センサが、丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置され、表面欠陥検出手段が、升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、丸棒の外周面で反射したレーザ光の反射リングの位置を検出し、反射リングの位置にある受光センサの受光量と、反射リングの位置にある受光センサに隣接する受光センサの受光量との差が所定以上の場合、表面欠陥として検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の表面欠陥検査装置は、表面欠陥検出手段が、反射リングが反射リングの径方向に隣接する複数の受光センサ上に位置する場合、隣接する受光センサの受光量の合計値から、受光センサの位置を検出すると共に、隣接する受光センサの受光量の合計値を、反射リングの位置にある１つの受光センサの受光量と見なすことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の表面欠陥検査装置は、表面欠陥検出手段が、丸棒の軸方向に所定距離離れた位置での反射リングの位置の複数の受光センサの受光量を比較することで、表面欠陥を検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の表面欠陥検査装置は、表面欠陥検出手段が、同一の受光センサの丸棒の軸方向に所定距離離れた位置での受光量を比較し、表面欠陥を検出することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の表面欠陥検査装置は、丸棒の軸の方向から、軸から５度〜４５度の仰角を有して丸棒の外周面の検査点にレーザ光を照射するレーザ光源と、丸棒の外周面で反射した反射レーザ光を受光する複数の受光センサと、複数の受光センサが受光量に基づいて表面欠陥を検出する表面欠陥検出手段とを備え、複数の受光センサが、丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置され、表面欠陥検出手段が、升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、丸棒の外周面で反射したレーザ光の反射リングの位置を検出し、反射リングの位置にある受光センサの受光量と、反射リングの位置ではない受光センサの受光量との差が所定以下の場合、表面欠陥として検出することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の表面欠陥検査方法は、丸棒の軸の方向から、軸から５度〜４５度の仰角を有して丸棒の外周面の検査点にレーザ光を照射し、丸棒の検査点で反射した反射レーザ光を、丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置された複数の受光センサで受光し、升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、丸棒の外周面で反射した反射レーザ光の反射リングの位置を検出し、反射リングの位置にある受光センサの受光量と、反射リングの位置にある受光センサに隣接する受光センサの受光量との差が所定以上の場合、表面欠陥として検出することを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の表面欠陥検査方法は、反射リングが、反射リングの径方向に隣接する複数の受光センサ上に位置する場合、隣接する受光センサの受光量の合計値から、受光センサの位置を検出すると共に、隣接する受光センサの受光量の合計値を、反射リングの位置にある１つの受光センサの受光量と見なすことを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の表面欠陥検査方法は、丸棒の軸方向に所定距離離れた位置での反射リングの位置の複数の受光センサの受光量を比較することで、表面欠陥を検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の表面欠陥検査方法は、同一の受光センサの丸棒の軸方向に所定距離離れた位置での受光量を比較し、表面欠陥を検出することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の表面欠陥検査方法は、丸棒の軸の方向から、軸から５度〜４５度の仰角を有して丸棒の外周面の検査点にレーザ光を照射し、丸棒の検査点で反射した反射レーザ光を、丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置された複数の受光センサで受光し、升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、丸棒の外周面で反射した反射レーザ光の反射リングの位置を検出し、反射リングの位置にある受光センサの受光量と、反射リングの位置ではない受光センサの受光量との差が所定以下の場合、表面欠陥として検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１及び請求項６の発明によれば、丸棒の軸の方向から、軸から５度〜４５度の仰角を有して丸棒の外周面の検査点にレーザ光を照射し、丸棒の検査点で反射した反射レーザ光を、丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置された複数の受光センサで受光し、升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、丸棒の外周面で反射した反射レーザ光の反射リングの位置を検出し、反射リングの位置にある受光センサの受光量と、反射リングの位置にある受光センサに隣接する受光センサの受光量との差が所定以上の場合、表面欠陥として検出することから、丸棒の外周面の疵や汚れの種類を判別して検出することが可能である。
【００２０】
請求項２及び請求項７の発明によれば、反射リングが、反射リングの径方向に隣接する複数の受光センサ上に位置する場合、隣接する受光センサの受光量の合計値から、受光センサの位置を検出すると共に、隣接する受光センサの受光量の合計値を、反射リングの位置にある１つの受光センサの受光量と見なすことから、より正確に反射リングの位置を特定可能で、より正確な表面欠陥の検出が可能である。
【００２１】
請求項３及び請求項８の発明によれば、丸棒の軸方向に所定距離離れた位置での反射リングの位置の複数の受光センサの受光量を比較することで、表面欠陥を検出することから、より多くの種類の表面欠陥の判別が可能である。
【００２２】
請求項４及び請求項９の発明によれば、同一の受光センサの丸棒の軸方向に所定距離離れた位置での受光量を比較し、表面欠陥を検出することから、より多くの種類の表面欠陥の判別が可能である。
【００２３】
請求項５及び請求項１０の発明によれば、丸棒の軸の方向から、軸から５度〜４５度の仰角を有して丸棒の外周面の検査点にレーザ光を照射し、丸棒の検査点で反射した反射レーザ光を、丸棒の外周の外縁に沿うように升目状に配置された複数の受光センサで受光し、升目状に配置された複数の受光センサのそれぞれの受光量から、丸棒の外周面で反射した反射レーザ光の反射リングの位置を検出し、反射リングの位置にある受光センサの受光量と、反射リングの位置ではない受光センサの受光量との差が所定以下の場合、表面欠陥として検出することから、丸棒の外周面の疵や汚れの種類を判別して検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る表面欠陥検査装置の構造の一例を示す説明図である。
【図２】同表面欠陥検査装置の動作を説明する説明図である。
【図３】同表面欠陥検査装置の受光センサによる受光状態を示す説明図である。
【図４】同表面欠陥検査装置の受光センサの受光量を示す説明図である。
【図５】同表面欠陥検査装置の受光センサの受光量の比較の様子を示す説明図である。
【図６】同表面欠陥検査装置の受光センサのサンプリング周期毎の受光量の様子を示す説明図である。
【図７】同表面欠陥検査装置の第１の実施例の表面欠陥の様子を示す説明図である。
【図８】同表面欠陥検査装置の第１の実施例の受光センサによる受光状態を示す説明図である。
【図９】同表面欠陥検査装置の第１の実施例の受光センサの受光量を示す説明図である。
【図１０】同表面欠陥検査装置の第２の実施例の表面欠陥の様子を示す説明図である。
【図１１】同表面欠陥検査装置の第２の実施例の受光センサによる受光状態を示す説明図である。
【図１２】同表面欠陥検査装置の第２の実施例の受光センサによる受光状態を示す説明図である。
【図１３】同表面欠陥検査装置の第２の実施例の受光センサの受光量を示す説明図である。
【図１４】同表面欠陥検査装置の第２の実施例の受光センサのサンプリング周期が異なる受光量の様子を示す説明図である。
【図１５】同表面欠陥検査装置の第３の実施例の表面欠陥の様子を示す説明図である。
【図１６】同表面欠陥検査装置の第３の実施例の受光センサによる受光状態を示す説明図である。
【図１７】同表面欠陥検査装置の第３の実施例の受光センサの受光量を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明に係る表面欠陥検査装置の構造の一例を示す説明図である。図２は、同表面欠陥検査装置の動作を説明する説明図である。図３は、同表面欠陥検査装置の受光センサによる受光状態を示す説明図である。図４は、同表面欠陥検査装置の受光センサの受光量を示す説明図である。図５は、同表面欠陥検査装置の受光センサの受光量の比較の様子を示す説明図である。図６は、同表面欠陥検査装置の受光センサのサンプリング周期毎の受光量の様子を示す説明図である。
【００２６】
図における表面欠陥検査装置１は、パイプ形状を含む丸棒Ｗの外周面の疵や汚れによる表面欠陥を検査し、疵や汚れによる表面欠陥の有無を判断するための装置である。表面欠陥検査装置１は、丸棒Ｗの外周面に向かってレーザ光Ｌを照射するレーザ光源１０、レーザ光源１０のレーザ光Ｌが丸棒Ｗの外周面の検査点Ｐで反射した反射レーザ光Ｃを受光する受光センサ２０を備えている。
【００２７】
レーザ光源１０は、電源１２から電力の供給を受けてレーザ光Ｌを発射するもので、波長が３００ｎｍ〜７００ｎｍで、より具体的には、赤色レーザ（中心波長：赤色（６５０ｎｍ））、緑色レーザ（中心波長：緑色（５３２ｎｍ））、バイオレットレーザ（中心波長：青紫（４０５ｎｍ））、青色レーザ（中心波長：青色（３７５ｎｍ））等である。レーザ光源１０は、丸棒Ｗの軸の方向から、軸から所定の仰角θａを有して丸棒Ｗの外周面の検査点Ｐにレーザ光Ｌを照射する。レーザ光Ｌの丸棒Ｗの軸となす仰角θａは、５度〜４５度である。仰角θａは、丸棒Ｗの材質・太さや外周面の状況、検出したい傷の種類や大きさにより適宜定めるようにする。尚、検査可能な丸棒Ｗは、レーザ光Ｌが反射可能な材質で、太さは直径数μｍの物から検査可能である。
【００２８】
受光センサ２０は、丸棒Ｗの検査点Ｐで反射した反射レーザ光Ｃを受光するもので、例えば、受光した光量を出力するフォトダイオードである。受光センサ２０は、反射レーザ光Ｃを最も正確に受光できる位置、すなわち、レーザ光源１０と同じ丸棒Ｗに対する周方向の位置で、且つ、丸棒Ｗの軸とレーザ光Ｌとの仰角θａと同じ角度の仰角θａ’で検査点Ｐに向かっている。図１では、受光センサ２０の１つが図示されているが、実際には、図３に示すように、複数の受光センサ（位置１ａ〜６ｄ）が、仰角θａ’〜θｂ（θｃ）の角度上に升目状に配置されている。尚、１つの受光センサで、複数の受光素子を有するタイプのセンサであってもよい。そして、受光センサ２０は、データ解析部２２に接続されている。
【００２９】
データ解析部２２は、受光センサ２０の値から、丸棒Ｗの検査点Ｐに疵や汚れによる表面欠陥がないかどうかの判断を行う。データ解析部２２は、パーソナルコンピュータのような電子計算機でもよく、また、ロジック回路で構成されたデジタル処理手段でもよく、その形態により制限されるものではない。
【００３０】
次に、表面欠陥検査装置１の動作を説明する。まず、丸棒Ｗの正常な検査点Ｐにレーザ光Ｌを照射し、その反射レーザ光Ｃが受光センサ２０に投影される反射リングＢは、図２に示すように、丸棒Ｗの外周面の湾曲に沿ったリング状に強い光量を有したものになる。尚、丸棒Ｗの外周面は、完璧な平滑面ではないことから、若干、反射レーザ光Ｃが発散した点状に弱い光量の部分も生じる。
【００３１】
このようにレーザ光Ｌを丸棒Ｗの検査点Ｐに照射し、その反射レーザ光Ｃによってできる反射リングＢを受光センサ２０で受光してデータ解析部２２で解析し、検査点Ｐに疵や汚れによる表面欠陥がないかどうかの判断を行う。
【００３２】
まず、正常な検査点Ｐでは、図２に示す綺麗に連続した反射リングＢになる。図３は、受光センサ２０の各位置での受光状態を模式的に示した図であるが、図３の場合、表面欠陥により反射リングＢが一部途切れたようになっている。図３以降、受光センサ２０が、縦４個、横６個並んだ、総数２４個の場合の様子を示している（総数や並び方は、一例で有り、この場合に限られるものではない）。この受光センサの並びは、丸棒Ｗの外周の外縁に沿うように升目状に配置される並びである。そして、図４の升目の１つ１つに示された値は、受光センサ２０の受光量を数値化して表したもので、数値が大きいほど、受光量（レーザ光の強さ）が大きいことを示している。
【００３３】
そして、表面欠陥検査装置１のデータ解析部２２は、表面欠陥検出手段の動きとして、まず、受光センサ２０の受光量を取り込み、まずは、図４に示すような升目状でのマッピングを行う（以後、図３以降に示す行と列の符号を用いて、位置１ａ〜６ｄのように表現する）。
【００３４】
次に、データ解析部２２は、図２に示す丸棒Ｗの外周面の湾曲に沿った反射リングＢの位置を、升目状にマッピングされた受光量から検出する。図４の例では、位置１ｂ，１ｃ，２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃ，６ｂ，６ｃに大きな値が存在し、この部分に反射リングがあると予想される。尚、位置２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃの値は、同じ行（ａ〜ｄ）の中では極めて数値が大きいので、その位置に反射リングＢがあると端的に検出できる。これに対し、位置１ｂ，１ｃ，６ｂ，６ｃでは、同じ行に大きな値の位置が存在するため、上下左右の位置の受光量を加算して、反射リングＢの位置を検出するようにする。このように、２つの位置に反射リングＢが位置する場合には、隣接する位置（例えば、位置１ｂと１ｃ、位置６ｂと６ｃ）の受光量の合計値を、反射リングＢの位置にある１つの受光センサの受光量と見なすようにすればよい。
【００３５】
反射リングＢのより具体的な検出方法を説明する。データ解析部２２は、まず、受光ンサ２０の縦に並ぶ位置ごと（位置１ａ〜１ｄ、位置２ａ〜２ｄ、位置３ａ〜３ｄ、位置４ａ〜４ｄ、位置５ａ〜５ｄ、位置６ａ〜６ｄ）の平均受光量を算出する。そして、その縦の位置の平均受光量と、その縦の位置に属するそれぞれの位置の受光量との差を求める。その平均値との差が一番大きく、且つ縦の並びで一番受光量が多い位置に反射リングＢがあると判断するようにする。但し、反射リングＢがあると判断される位置の上下にある位置との受光量差が少ない場合は、その中間あたりに反射リングＢが掛かっていると判断することとする。この演算を、縦の列分（位置１〜位置６）まで行い、反射リングＢの位置を確定する。尚、受光量の差は、検査対象となる丸棒により異なるため、あらかじめパラメータ指定にて事前に決めて記憶させておくようにする。
【００３６】
尚、通常は、表面欠陥の有無にかかわらず反射リングＢが出るものの、表面欠陥の種類や状態によって、反射リングＢを確定できない場合もある。これは、表面欠陥の状態が特に悪い場合で、例えば、ダイヤ目のひどい物や、仕上げ不良（荒仕上げ）の場合がある。このような反射リングＢを検出できない場合は、その現象自体が表面欠陥と判定されることになる。
【００３７】
次に、反射リングＢの位置が明らかになったら、その反射リングＢの位置の隣（上下左右）の位置の受光量と、受光量を比較し、減衰又は増加して、その反射リングＢの位置の受光量が、隣と大きく異なっていないかを判断する。もし、表面欠陥がある場合、その位置の受光量が隣の位置の受光量に比べ減衰している。図５に示すように、反射リングＢが位置する位置３ｃにおいて、隣の位置２ｃ及び４ｃと比較すると、位置３ｃの受光量が減衰しており、この位置３ｃの表面欠陥が存在していることが検出できる。
【００３８】
また、表面欠陥検査装置１のデータ解析部２２は、表面欠陥検出手段として、受光センサ２０の同じ位置のサンプリング周期ごとのデータ（丸棒Ｗの軸方向に所定距離離れた位置での反射リングの受光量）の変化を受光量の増減で把握し、表面欠陥を検出するようにすることもできる。例えば、図６に示すように、現在の丸棒Ｗの軸方向の位置での受光量に対し、１つ前、２つ前・・・等での受光量を比較するようにする。尚、丸棒Ｗの軸方向に所定距離離れる量は、長さ的な量として把握してもよいし、丸棒Ｗを移動させたり表面欠陥検査装置１を移動させて検査点Ｐをずらし、移動している途中で所定間隔毎に受光量を測定し、結果としてサンプル周期毎のデータとして把握するようにしてもよい。
【００３９】
以上のように、本実施の形態における表面欠陥検査装置１は、丸棒Ｗの軸の方向から、軸から５度〜４５度の仰角を有して丸棒Ｗの外周面の検査点Ｐにレーザ光Ｌを照射し、丸棒Ｗの検査点Ｐで反射した反射レーザ光Ｃを、丸棒Ｗの外周の外縁に沿うように升目状に配置された複数の受光センサ２０で受光し、升目状に配置された複数の受光センサ２０のそれぞれの受光量から、丸棒Ｗの外周面で反射した反射レーザ光Ｃの反射リングＢの位置を検出し、反射リングＢの位置にある受光センサ２０の受光量と、反射リングＢの位置にある受光センサ２０に隣接する受光センサ２０の受光量との差が所定以上の場合、表面欠陥として検出することで丸棒Ｗの外周面の疵や汚れの種類を判別して検出することが可能である。
【００４０】
また、反射リングＢが、反射リングＢの径方向に隣接する複数の受光センサ２０上に位置する場合、隣接する受光センサ２０の受光量の合計値から、受光センサ２０の位置を検出すると共に、隣接する受光センサ２０の受光量の合計値を、反射リングＢの位置にある１つの受光センサ２０の受光量と見なすことで、より正確に反射リングＢの位置を特定可能で、より正確な表面欠陥の検出が可能である。
【００４１】
さらに、丸棒Ｗの軸方向に所定距離離れた位置での反射リングＢの位置の複数の受光センサ２０の受光量を比較することで、表面欠陥を検出することから、より多くの種類の表面欠陥の判別が可能である。
【００４２】
さらに、同一の受光センサ２０の丸棒Ｗの軸方向に所定距離離れた位置での受光量を比較し、表面欠陥を検出することで、より多くの種類の表面欠陥の判別が可能である。
【００４３】
さらに、丸棒Ｗの軸の方向から、軸から５度〜４５度の仰角を有して丸棒Ｗの外周面の検査点Ｐにレーザ光Ｌを照射し、丸棒Ｗの検査点Ｐで反射した反射レーザ光Ｃを、丸棒Ｗの外周の外縁に沿うように升目状に配置された複数の受光センサ２０で受光し、升目状に配置された複数の受光センサ２０のそれぞれの受光量から、丸棒Ｗの外周面で反射した反射レーザ光Ｃの反射リングＢの位置を検出し、反射リングＢの位置にある受光センサ２０の受光量と、反射リングＢの位置ではない受光センサ２０の受光量との差が所定以下の場合、表面欠陥として検出することもでき、この場合も丸棒Ｗの外周面の疵や汚れの種類を判別して検出することが可能である。
【実施例１】
【００４４】
上述では、表面欠陥の検出について説明したが、本出願における表面欠陥検査装置１は、表面欠陥の検出と共に、表面欠陥の種類の判別も可能であることから、その種類の判別の具体的な例を説明する。図７は、同表面欠陥検査装置の第１の実施例の表面欠陥の様子を示す説明図である。図８は、同表面欠陥検査装置の第１の実施例の受光センサによる受光状態を示す説明図である。図９は、同表面欠陥検査装置の第１の実施例の受光センサの受光量を示す説明図である。
【００４５】
本実施例１では、図７に示すような、丸棒Ｗ１の母材キズ残りの表面欠陥Ｄ１の検出について説明する。母材キズ残りとは、加工前材料（母材）の欠陥（未加工）がそのまま残っているものである。母材キズ残りの表面欠陥Ｄ１を検査点Ｐとしてレーザ光Ｌを照射すると、図８に示すように、反射レーザ光Ｃが乱反射し、反射リングＢが一部欠けることになる。データ解析部２２では、受光センサ２０の受光量を図９に示すようにマッピングし、まず、反射リングＢの位置を特定する。本実施例１の場合、データ解析部２２は、反射リングＢの位置を、位置１ｂ，１ｃ，２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃ，６ｂ，６ｃと検出する。
【００４６】
次に、データ解析部２２は、特定された反射リングＢの位置の隣同士の位置の受光量を比較する。位置２ｃと位置３ｃとを比較すると、大きく受光量が異なっており、受光量が著しく落ち込んだ位置２ｃに表面欠陥Ｄ１を検出することになる。そして、母材キズ残りの場合、丸棒Ｗ１の軸方向に離れた位置（サンプル周期毎）で、ほぼ同じ位置に反射リングＢの欠けを検出できるので、データ解析部２２は、この表面欠陥Ｄ１の種類として、母材キズ残りを特定できることになる。
【実施例２】
【００４７】
次に、本実施例２では、他の表面欠陥の例を説明する。図１０は、同表面欠陥検査装置の第２の実施例の表面欠陥の様子を示す説明図である。図１１は、同表面欠陥検査装置の第２の実施例の受光センサによる受光状態を示す説明図である。図１２は、同表面欠陥検査装置の第２の実施例の受光センサによる受光状態を示す説明図である。図１３は、同表面欠陥検査装置の第２の実施例の受光センサの受光量を示す説明図である。図１４は、同表面欠陥検査装置の第２の実施例の受光センサのサンプリング周期が異なる受光量の様子を示す説明図である。
【００４８】
本実施例２では、図１０に示すような、丸棒Ｗ２の螺旋キズの表面欠陥Ｄ２の検出について説明する。螺旋キズとは、加工時に発生する螺旋状の欠陥で、その間隔が一定なものである。螺旋キズの表面欠陥Ｄ２を検査点Ｐとしてレーザ光Ｌを照射すると、図１１や図１２に示すように、反射レーザ光Ｃが乱反射し、反射リングＢが一定周期で一部欠けることになる。図１１と図１２とは、丸棒Ｗ２の軸方向で異なる位置の受光状態を示している。そして、図１１と図１２とを比較すると分かるとおり、反射リングＢが欠けた位置が、異なっている。図１１では、位置２ｃで欠けており、図１２では、位置３ｃで欠けている。データ解析部２２では、受光センサ２０の受光量を図１３及び図１４に示すようにマッピングし（図１１と図１３とが、図１２と図１４とがそれぞれ対、）、まず、反射リングＢの位置を特定する。本実施例２の場合、データ解析部２２は、反射リングＢの位置を、位置１ｂ，１ｃ，２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃ，６ｂ，６ｃと検出する。
【００４９】
次に、データ解析部２２は、特定された反射リングＢの位置の隣同士の位置の受光量を比較する。図１３では、位置２ｃと位置３ｃとを比較すると、大きく受光量が異なっており、受光量が著しく落ち込んだ位置２ｃに表面欠陥Ｄ２を検出することになる。そして、図１４の丸棒Ｗ２の軸方向に離れた位置（別のサンプル位置）では、位置２ｃと位置３ｃとを比較すると、大きく受光量が異なっており、受光量が著しく落ち込んだ位置３ｃに表面欠陥Ｄ２を検出することになる。このように、データ解析部２２は、受光センサ２０の同じ位置の時間変化（サンプリング周期ごとのデータの変化）により、表面欠陥の種類として、螺旋キズを特定できることになる。
【実施例３】
【００５０】
次に、本実施例３では、さらに他の表面欠陥の例を説明する。図１５は、同表面欠陥検査装置の第３の実施例の表面欠陥の様子を示す説明図である。図１６は、同表面欠陥検査装置の第３の実施例の受光センサによる受光状態を示す説明図である。図１７は、同表面欠陥検査装置の第３の実施例の受光センサの受光量を示す説明図である。
【００５１】
本実施例３では、図１５に示すような、丸棒Ｗ３のダイヤ目の表面欠陥Ｄ３の検出について説明する。ダイヤ目とは、加工時に発生する細かい表面凹凸の欠陥である。ダイヤ目の表面欠陥Ｄ３を検査点Ｐとしてレーザ光Ｌを照射すると、図１６に示すように、反射レーザ光Ｃが乱反射し、反射リングＢが薄く投影される。データ解析部２２では、受光センサ２０の受光量を図１７に示すようにマッピングし、まず、反射リングＢの位置を特定する。しかしながら、本実施例３の場合、受光量が全体的に少なく、データ解析部２２は、反射リングＢの位置を、しっかり検出できないケースもある。このように、データ解析部２２は、全体的にぼやけたような反射の場合、表面欠陥の種類として、ダイヤ目を特定できることになる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明によれば、丸棒の外周面の疵や汚れの種類を判別して検出することが可能な表面欠陥検査装置及び表面欠陥検査方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・・・・・表面欠陥検査装置
１０・・・・・・レーザ光源
１２・・・・・・電源
２０・・・・・・受光センサ
２２・・・・・・データ解析部
Ｗ・・・・・・・丸棒
Ｗ１〜Ｗ３・・・丸棒
Ｄ１〜Ｄ３・・・表面欠陥
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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