(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸鋼材の欠陥部を自動研削する丸鋼材の欠陥研削方法であって、
前記丸鋼材の前記欠陥部を探傷する探傷工程と、
該探傷工程で探傷した所定深さ以上の前記欠陥部にマーキングを塗布するマーキング工程と、
前記探傷工程での探傷結果から前記丸鋼材の表面における前記欠陥部の深さと前記欠陥部の周方向位置及び長手方向位置とを特定した欠陥部マップを作成する欠陥部マップ作成工程と、
前記丸鋼材の前記欠陥部を研削する欠陥部研削工程とを備え、
該欠陥部研削工程は、前記丸鋼材の表面の周方向の画像を画像処理して前記マーキングを抽出するマーキング検出工程と、該マーキング検出工程で抽出された前記マーキングの箇所を研削するマーキング箇所研削工程とを備え、
該マーキング箇所研削工程では、前記丸鋼材の長手方向の研削位置合わせは前記欠陥部マップを参照して決定し、前記丸鋼材の周方向の研削位置合わせは前記マーキングの抽出結果を参照して決定し、研削深さは前記欠陥部マップ及び前記マーキングの抽出結果を照合して決定することを特徴とする丸鋼材の欠陥研削方法。
【請求項２】
丸鋼材の欠陥部を自動研削する丸鋼材の欠陥研削方法であって、
前記丸鋼材の前記欠陥部を探傷する探傷工程と、
該探傷工程で探傷した所定深さ以上の前記欠陥部にマーキングを塗布するマーキング工程と、
前記探傷工程での探傷結果から前記丸鋼材の表面における前記欠陥部の深さと前記欠陥部の周方向位置及び長手方向位置とを特定した欠陥部マップを作成する欠陥部マップ作成工程と、
前記丸鋼材の前記欠陥部を研削する欠陥部研削工程とを備え、
該欠陥部研削工程は、前記欠陥部マップを参照して前記丸鋼材の表面における所定深さ以上の前記欠陥部の面積の割合が所定の閾値未満かを判定する判定工程と、該判定工程で判定された前記丸鋼材の表面における所定深さ以上の前記欠陥部の面積の割合が前記所定の閾値未満の場合に、前記丸鋼材の表面の周方向の画像を画像処理して前記マーキングを抽出するマーキング検出工程と、該マーキング検出工程で抽出された前記マーキングの箇所を研削するマーキング箇所研削工程と、前記判定工程で判定された前記丸鋼材の表面における所定深さ以上の前記欠陥部の面積の割合が所定の閾値以上の場合に、前記丸鋼材の表面の全面研削を行う全面研削工程とを備え、
前記マーキング箇所研削工程では、前記丸鋼材の長手方向の研削位置合わせは前記欠陥部マップを参照して決定し、前記丸鋼材の周方向の研削位置合わせは前記マーキングの抽出結果を参照して決定し、研削深さは前記欠陥部マップ及び前記マーキングの抽出結果を照合して決定することを特徴とする丸鋼材の欠陥研削方法。
【請求項３】
前記欠陥部マップ作成工程では、前記欠陥部マップを作成する際に、前記丸鋼材の表面における前記丸鋼材の長手方向に沿って複数の領域に分割した欠陥部マップを作成することを特徴とする請求項２に記載の丸鋼材の欠陥研削方法。
【請求項４】
前記判定工程は、前記欠陥部マップを参照して複数に分割された領域の各々に対応する丸鋼材の表面の領域における所定の深さ以上の欠陥部の面積の割合が所定の閾値未満かを判定し、
前記マーキング検出工程は、前記判定工程で判定された前記欠陥部マップの複数に分割された領域の各々に対応する丸鋼材の表面の領域における所定深さ以上の前記欠陥部の面積の割合が前記所定の閾値未満の場合に、前記丸鋼材の表面の領域における周方向の画像を画像処理して前記マーキングを抽出し、前記マーキング箇所研削工程は、前記欠陥部マップの複数に分割された領域の各々に対応する丸鋼材の表面の領域における、前記マーキング検出工程で抽出されたマーキングの箇所を研削し、
前記全面研削工程は、前記判定工程で判定された前記欠陥部マップの複数に分割された領域の各々に対応する丸鋼材の表面の領域における所定深さ以上の前記欠陥部の面積の割合が前記所定の閾値以上の場合に、前記欠陥部マップの複数に分割された領域の各々に対応する丸鋼材の表面の領域の全面研削を行うことを特徴とする請求項３に記載の丸鋼材の欠陥研削方法。
【請求項５】
断面が円形の丸鋼材を、該丸鋼材の欠陥部を表面研削した後に、後工程で処理する鋼材の製造方法であって、
前記表面研削は、請求項１から４のいずれか一項に記載の丸鋼材の欠陥研削方法を実施することを特徴とする鋼材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、丸鋼材の表面欠陥や表層欠陥などの欠陥部を自動研削する丸鋼材の欠陥研削方法および鋼材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、断面が円形の丸鋼片（例えば丸ビレット）は、鋳造で直接製造されたり、あるいは鋳造された鋼片を分塊圧延することによって製造される。そして、丸鋼片は、その製造工程で表面欠陥（開口欠陥）や表層欠陥（内部欠陥）が生じていることが多い。これらの欠陥部は、後工程で障害となる。すなわち、例えば、丸鋼片を熱間圧延する場合には、熱間圧延後の鋼材にこれらの欠陥部が起因となった疵が残ってしまったり、熱間圧延時に鋼材の破断が生じてしまったりする等の障害が発生する。したがって、後工程へ丸鋼片を送る前に、欠陥部を研削してなくす所謂「手入れ作業」が行われている。また、丸棒鋼のような条鋼製品や製品鋼管も製造工程で欠陥部を生じることがあるため、条鋼製品や製品鋼管等の丸棒鋼についても手入れ作業が行われている。【０００３】
従来の丸棒材の表面欠陥及び表層欠陥を研削する丸棒材の欠陥自動研削方法として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。
特許文献１に示す丸棒材の自動研削方法は、丸棒材と探傷ヘッドを相対的に回転させつつ進行させながら探傷し、探傷結果に応じて欠陥部分を研削するものである。そして、この自動研削方法は、疵マップ作成時に基準となる原点マークを材料に付し、原点マークを基準に、材料の表面欠陥を探傷し、原点マークを基準に、材料の表層欠陥の深さ位置を測定して探傷し、原点マークを基準に、表面欠陥の疵マップと表層欠陥の疵マップを合成して、同一箇所に存在する表面欠陥と表層欠陥の最大深さを求め、研削すべき欠陥の位置と深さを設定するようにしている。
この特許文献１に示す丸棒材の自動研削方法によれば、表面欠陥と表層欠陥を、過研削することなく、研削可能とすることができる。【０００４】
また、従来の丸鋼材の表面疵手入れ装置として、例えば、特許文献２に示すものが知られている。
特許文献２に示す丸鋼材の表面疵手入れ装置は、回転している丸鋼材の軸線方向に沿い往復移動自在で、丸鋼材と接触して表面疵を検出する表面疵検査装置と、検出された表面疵の位置にマーキング液を噴射して印を付けるマーキング装置と、マーキングされた表面疵を手入れする作業デッキとを備えている。
この特許文献２に示す丸鋼材の表面疵手入れ装置によれば、検出された表面疵の位置をマーキングするようにしたので、作業者の研削位置判断を正確にし、研削作業を迅速に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４１１９８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この従来の特許文献１に示す丸棒材の自動研削方法及び特許文献２に示す丸鋼材の表面疵手入れ装置にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献１に示す丸棒材の自動研削方法の場合、疵マップ作成時に、丸棒材の周方向及び長手方向の基準となる原点マークを丸棒材に付ける原点マーキング装置が必要であり、その導入やメンテナンスに費用が嵩み、コストを安価にすることができなかった。また、丸棒材の真円度が低い場合には、欠陥部の位置と研削位置との間にずれが生じる誤研削が行われることがあり、再度の検査や再研削が必要になり、生産能率を阻害することがあった。【０００７】
また、特許文献２に示す丸鋼材の表面疵手入れ装置の場合、検出された表面疵の位置に塗布されたマーキングを作業者が目視により見つけ、その箇所を研削するようにしている。
ここで、丸鋼材の表面疵の位置に塗布されるマーキングは、マーキング液の吹付け具合によりその大きさや形が変わることがあり、作業者が目視で見つけにくい場合がある。従って、作業者の目視によってマーキングを見つける方法では、マーキングを見逃すリスクが大きく、この結果として、欠陥部の位置と研削位置との間にずれが生じる誤研削が行われることがあり、除去されるべき疵のすべてを除去しきれていない丸鋼材が後工程へ送られてしまうことがあった。【０００８】
従って、本発明は、これら従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、欠陥部の位置と研削位置との間にずれが生じる誤研削が行われることなく、安価な設備で丸鋼材の欠陥部を自動で研削することができる丸鋼材の欠陥研削方法、および、この欠陥研削方法を用いた鋼材の製造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】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る丸鋼材の欠陥研削方法は、丸鋼材の欠陥部を自動研削する丸鋼材の欠陥研削方法であって、前記丸鋼材の前記欠陥部を探傷する探傷工程と、該探傷工程で探傷した所定深さ以上の前記欠陥部にマーキングを塗布するマーキング工程と、前記探傷工程での探傷結果から前記丸鋼材の表面における前記欠陥部の深さと前記欠陥部の周方向位置及び長手方向位置とを特定した欠陥部マップを作成する欠陥部マップ作成工程と、前記丸鋼材の前記欠陥部を研削する欠陥部研削工程とを備え、該欠陥部研削工程は、前記丸鋼材の表面の周方向の画像を画像処理して前記マーキングを抽出するマーキング検出工程と、該マーキング検出工程で抽出された前記マーキングの箇所を研削するマーキング箇所研削工程とを備え、該マーキング箇所研削工程では、前記マーキングの箇所の前記丸鋼材における長手方向位置合わせは前記欠陥部マップを参照して決定し、前記マーキングの箇所の前記丸鋼材における周方向位置合わせは前記マーキングの抽出結果を参照して決定し、前記マーキングの箇所の研削深さは前記欠陥部マップ及び前記マーキングの抽出結果を参照して決定することを要旨とする。【００１０】
また、本発明の別の態様に係る丸鋼材の欠陥研削方法は、丸鋼材の欠陥部を自動研削する丸鋼材の欠陥研削方法であって、前記丸鋼材の前記欠陥部を探傷する探傷工程と、該探傷工程で探傷した所定深さ以上の前記欠陥部にマーキングを塗布するマーキング工程と、前記探傷工程での探傷結果から前記丸鋼材の表面における前記欠陥部の深さと前記欠陥部の周方向位置及び長手方向位置とを特定した欠陥部マップを作成する欠陥部マップ作成工程と、前記丸鋼材の前記欠陥部を研削する欠陥部研削工程とを備え、該欠陥部研削工程は、前記欠陥部マップを参照して前記丸鋼材の表面における所定深さ以上の前記欠陥部の面積の割合が所定の閾値未満かを判定する判定工程と、該判定工程で判定された前記丸鋼材の表面における所定深さ以上の前記欠陥部の面積の割合が前記所定の閾値未満の場合に、前記丸鋼材の表面の周方向の画像を画像処理して前記マーキングを抽出するマーキング検出工程と、該マーキング検出工程で抽出された前記マーキングの箇所を研削するマーキング箇所研削工程と、前記判定工程で判定された前記丸鋼材の表面における所定深さ以上の前記欠陥部の面積の割合が所定の閾値以上の場合に、前記丸鋼材の表面の全面研削を行う全面研削工程とを備え、前記マーキング箇所研削工程では、前記マーキングの箇所の前記丸鋼材における長手方向位置合わせは前記欠陥部マップを参照して決定し、前記マーキングの箇所の前記丸鋼材における周方向位置合わせは前記マーキングの抽出結果を参照して決定し、前記マーキングの箇所の研削深さは前記欠陥部マップ及び前記マーキングの抽出結果を参照して決定することを要旨とする。【００１１】
また、本発明の別の態様に係る鋼材の製造方法は、断面が円形の丸鋼材を、該丸鋼材の欠陥部を表面研削した後に、後工程で処理する鋼材の製造方法であって、前記表面研削は、前述した本発明の一態様あるいは別の態様に係る丸鋼材の欠陥研削方法を実施することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る丸鋼材の欠陥研削方法によれば、欠陥部の位置と研削位置との間にずれが生じる誤研削が行われることなく、安価な設備で丸鋼材の欠陥部を自動で研削することができる丸鋼材の欠陥研削方法を提供できる。また、本発明に係る鋼材の製造方法によれば、上記した誤研削を抑制できるので、後工程での障害、あるいは、欠陥のある製品の流出を抑制した、鋼材の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る丸鋼材の欠陥研削方法が適用される欠陥研削システムの概略構成図である。
【図２】図１に示す欠陥研削システムにおけるマーキング検出装置の概略構成を正面側から見た図である。
【図３】図１に示す欠陥研削システムにおけるマーキング検出装置の概略構成を右側面側から見た図である。
【図４】マーキング検出装置における撮像装置を構成するラインセンサカメラの仕様を説明するための図である。
【図５】図１に示す欠陥研削システムを用いた丸鋼材の欠陥研削方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】欠陥部マップの一例を説明するための図である。
【図７】図５に示すフローチャートにおけるステップＳ４（欠陥部研削工程）の手順を示すフローチャートである。
【図８】図７に示すフローチャートにおけるステップＳ４６（マーキング検出工程）の手順を示すフローチャートである。
【図９】図８に示すフローチャートにおけるステップＳ４６２（画像処理工程）の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図８に示すフローチャートにおけるステップＳ４６３（マーキング抽出工程）の手順を示すフローチャートである。
【図１１】原画像繋ぎ合わせ処理後の画像、２値化ノイズ除去後の２値化画像、及びマーキング抽出結果の画像の一例を、丸鋼材の軸方向の一端面から軸方向の第１位置まで、当該第１位置から第２位置まで、当該第２位置から第３位置までの３つに分割して示した図である。
【図１２】２値化ノイズ除去後の２値化画像の一例の一部を示す図である。
【図１３】展開図の一例を説明するための図である。
【図１４】図７に示すフローチャートにおけるステップＳ４７（マーキング箇所研削工程）の手順を示すフローチャートである。
【図１５】欠陥研削システムにおけるマーキング検出装置の別の概略構成を正面側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１５】
図１には、本発明の一実施形態に係る丸鋼材の欠陥研削方法が適用される欠陥研削システムの概略構成が示されており、この欠陥研削システム１は、分塊圧延などによって製造された丸鋼材Ｓを下流工程へ搬送する搬送ラインの途中に設けられる。
この欠陥研削システム１は、丸鋼材Ｓの欠陥部としての表面欠陥を探傷する漏洩磁束探傷装置（ＭＬＦＴ）１１Ａと、丸鋼材Ｓの欠陥部としての表層欠陥を探傷する超音波探傷装置（ＡＵＴ）１１Ｂとを備えている。
【００１６】
漏洩磁束探傷装置１１Ａは、搬送ラインから外れた場所に設置され、ターニングローラ１３Ａ上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面に存在する表面欠陥を探傷する。漏洩磁束探傷装置１１Ａによる丸鋼材Ｓの表面欠陥の探傷は、丸鋼材Ｓの長手方向の全長にわたって周方向の一周分につき行う。また、超音波探傷装置１１Ｂは、漏洩磁束探傷装置１１Ａに対して下流側に設置されており、ターニングローラ１３Ａ上からターニングローラ１３Ｂ上にトランスファー（図示せず）によって移送された、ターニングローラ１３Ｂ上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの表層欠陥を探傷する。超音波探傷装置１１Ｂによる丸鋼材Ｓの表層欠陥の探傷は、丸鋼材Ｓの長手方向の全長にわたって周方向の一周分につき行う。
【００１７】
また、欠陥研削システム１は、漏洩磁束探傷装置１１Ａに付設された第１マーキング装置１２Ａと、超音波探傷装置１１Ｂに付設された第２マーキング装置１２Ｂとを備えている。第１マーキング装置１２Ａは、漏洩磁束探傷装置１１Ａによって探傷された表面欠陥のうち所定深さ以上（本実施形態にあっては０．３ｍｍ以上）の表面欠陥の位置にマーキングを塗布する。漏洩磁束探傷装置１１Ａは、探傷した表面欠陥の深さ情報を第１マーキング装置１２Ａに送出する。また、第２マーキング装置１２Ｂは、超音波探傷装置１１Ｂによって探傷された表層欠陥のうち所定深さ以上（本実施形態にあっては０．３ｍｍ以上）の表層欠陥の位置にマーキングを塗布する。超音波探傷装置１１Ｂは、探傷した表層欠陥の深さ情報を第２マーキング装置１２Ｂに送出する。
【００１８】
更に、欠陥研削システム１は、漏洩磁束探傷装置１１Ａ及び超音波探傷装置１１Ｂのそれぞれの探傷結果から丸鋼材Ｓの表面における表面欠陥及び表層欠陥のそれぞれの深さと表面欠陥及び表層欠陥のそれぞれの周方向位置ｙ及び長手方向位置ｘとを特定した欠陥部マップ５０（図６参照）を作成する欠陥部マップ作成装置１５を備えている。欠陥部マップ作成装置１５は、欠陥部マップ５０を作成する際に、図６に示すように、丸鋼材Ｓの表面における丸鋼材Ｓの長手方向に沿って複数の領域（本実施形態にあっては、６個の領域）Ａ〜Ｆに分割した欠陥部マップを作成する。図６に示す欠陥部マップ５０において、各表面欠陥及び表層欠陥の深さは、０．１ｍｍを１としてその整数倍の数字で示してある。
【００１９】
漏洩磁束探傷装置１１Ａは、探傷した表面欠陥の深さ情報及び表面欠陥の丸鋼材Ｓの長手方向端面（当該端面を０とする）からの長手方向位置ｘの情報を欠陥部マップ作成装置１５に送出する。また、ターニングローラ１３Ａには、回転角度検出器としてのパルスジェネレータ１４Ａが設けられている。パルスジェネレータ１４Ａは、漏洩磁束探傷装置１１Ａが探傷を開始してから表面欠陥を探傷するまでのターニングローラ１３Ａの回転数ｒを検出する。欠陥部マップ作成装置１５は、パルスジェネレータ１４Ａから受信した前述の回転数ｒから丸鋼材Ｓの探傷開始点から表面欠陥の探傷点までの回転角度を算出し、この回転角度と、丸鋼材Ｓの直径とから丸鋼材Ｓの周方向における探傷開始点から当該表面欠陥の探傷点までの周方向の長さを算出し、表面欠陥の周方向位置ｙを特定する。
【００２０】
また、超音波探傷装置１１Ｂは、探傷した表層欠陥の深さ情報及び表層欠陥の丸鋼材Ｓの長手方向端面（当該端面を０とする）からの長手方向位置ｘの情報を欠陥部マップ作成装置１５に送出する。また、ターニングローラ１３Ｂにも、回転検出器としてのパルスジェネレータ１４Ｂが設けられ、パルスジェネレータ１４Ｂは、超音波探傷装置１１Ｂが探傷を開始してから表面欠陥を探傷するまでのターニングローラ１３Ｂの回転数ｒを検出する。欠陥部マップ作成装置１５は、パルスジェネレータ１４Ｂから受信した前述の回転数ｒから丸鋼材Ｓの探傷開始点から表層欠陥の探傷点までの回転角度を算出し、この回転角度と、丸鋼材Ｓの直径とから丸鋼材Ｓの周方向における探傷開始点から当該表層欠陥の探傷点までの周方向の長さを算出し、表層欠陥の周方向位置ｙを特定する。
【００２１】
また、欠陥研削システム１は、丸鋼材Ｓの表面欠陥及び表層欠陥を研削する欠陥部研削装置２０を備えている。
この欠陥部研削装置２０は、後述のマーキング検出装置３０によってマーキングが抽出された場合には、丸鋼材Ｓの表面における欠陥部マップ５０上の各領域Ａ〜Ｆに対応する各領域のマーキングＭの箇所を研削する。
欠陥部研削装置２０は、超音波探傷装置１１Ｂに対して下流側に設置されており、ターニングローラ１３Ｂ上からターニングローラ２５上にトランスファー（図示せず）によって移送された、ターニングローラ２５上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの各領域のマーキングの箇所あるいは各領域の全面を研削（以下の説明では、表面研削とも云う）する。ターニングローラ２５は、欠陥部研削装置２０と後述のマーキング検出装置３０との間を台車駆動装置２８によって移動可能な台車２７上に回転可能に設置されている。また、ターニングローラ２５には、回転角度検出器としてのパルスジェネレータ２６が設けられている。
【００２２】
また、欠陥部研削装置２０は、丸鋼材Ｓの各領域のマーキングの箇所あるいは各領域の全面を研削するグラインダー２１と、グラインダー２１及び台車駆動装置２８を制御する研削制御装置２２と、ターニングローラ２５上の丸鋼材Ｓの長手方向の端面を検出する端面検知センサ２４とを備えている。研削制御装置２２は、欠陥部マップ作成装置１５、グラインダー２１、上位コンピュータ２３、端面検知センサ２４、パルスジェネレータ２６、台車駆動装置２８、後述するカメラ制御装置３２及び展開図作成装置３８に接続されている。研削制御装置２２の機能については後に詳細に説明する。研削制御装置２２は、後に述べる各機能をコンピュータソフトウェア上でプログラムを実行することで実現するための演算処理機能を有するコンピュータシステムである。そして、このコンピュータシステムは、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵ等を備えて構成され、ＲＯＭ等に予め記憶された各種専用のプログラムを実行することにより、各機能をソフトウェア上で実現する。
【００２３】
また、欠陥研削システム１は、研削制御装置２２による後述の判定結果（ステップＳ４５）に応じて丸鋼材Ｓの表面欠陥及び表層欠陥の位置に塗布されたマーキングＭ（図１２参照）を検出するマーキング検出装置３０を備えている。
第１マーキング装置１２Ａ及び第２マーキング装置１２Ｂによってマーキングされる丸鋼材Ｓの大きさは、本実施形態にあっては最小径φ８０ｍｍから最大径φ４５０ｍｍまでの間の任意の大きさであり、図２乃至図４において、最大径の丸鋼材をＳ１、最小径の丸鋼材をＳ２で示している。なお、第１マーキング装置１２Ａ及び第２マーキング装置１２Ｂで丸鋼材Ｓの表面欠陥及び表層欠陥の位置に塗布するマーキングの色は、後述する照明装置５による照明の色（白色に近似した色）と異なる色とすることが好ましい。これにより、マーキングの色と照明の色とが混同せず、マーキングを検出しやすくなる。
【００２４】
マーキング検出装置３０は、図１乃至図３に示すように、欠陥部研削装置２０から移動されてきた台車２７上のターニングローラ２５上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面を撮像する複数の撮像装置３１と、コンピュータシステム３５と、展開図作成装置３８とを備えている。ターニングローラ２５は、丸鋼材Ｓを所定の回転速度（本実施形態にあっては、例えば１５００ｍｍ／ｓ程度）で周方向（図２及び図４における矢印で示す方向）に回転させる。
【００２５】
マーキング検出装置３０において、図２及び図３に示すように、台座部３９上に立設された複数の支持脚４０に複数の第１支持部材４１が支持脚４０に対して直交するように取り付けられている。そして、これら第１支持部材４１には、第２支持部材４２が第１支持部材４１に直交するように取り付けられている。また、複数の支持脚４０の第１支持部材４１を取り付けた部分より上方の位置には、複数の第３支持部材４３が支持脚４０に直交するように取り付けられている。また、これら第３支持部材４３には、第４支持部材４４が第３支持部材４３に直交するように取り付けられている。
【００２６】
そして、この第４支持部材４４の先端に各撮像装置３１が取り付けられている。
そして、各撮像装置３１は、ラインセンサカメラで構成され、図３に示すようにラインセンサカメラの撮像ラインが延びる方向と丸鋼材Ｓの軸方向とが一致し、且つ図２に示すように丸鋼材Ｓの軸方向から見てラインセンサカメラの光軸Ｌ３１と丸鋼材Ｓの最上位置Ｐに接する接線ＴＬとの成す角度δが９０度となるように設置される。この光軸Ｌ３１と接線ＴＬとのなす角度δは９０度に限ることなく、鋭角側が３０度以上の範囲であれば好適である。
【００２７】
各撮像装置３１を構成するラインセンサカメラの設置高さは、図４に示すように、ラインセンサカメラのレンズと丸鋼材Ｓとの間の距離ＷＤが所定の距離（最大径の丸鋼材Ｓ１の場合の前記距離ＷＤ（Φｍａｘ）：９００ｍｍ、最小径の丸鋼材Ｓ２の場合の前記距離ＷＤ（Φｍｉｎ）：１２７０ｍｍ）に設定される。
各撮像装置３１を構成するラインセンサカメラの選定に際しては、被写界深度を計算し、被写体である最大径の丸鋼材Ｓ１の表面の最上位置Ｐ１と最小径の丸鋼材Ｓ２の表面の最上位置Ｐ２の場合でもピントが合うレンズを有するカメラを選定する。本実施形態の場合、被写界深度を７７１ｍｍとし、最大径の丸鋼材Ｓ１の径がΦ４５０ｍｍ、最小径の丸鋼材Ｓ２の径がΦ８０ｍｍのいずれ場合でもピントが合うレンズを選定している。
【００２８】
そして、各撮像装置３１を構成するラインセンサカメラは、ターニングローラ２５上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面の周方向の最上位置（特定位置）Ｐを測定対象であるマーキングＭ（図１２参照）の寸法よりも小さい分解能で所定周期で丸鋼材Ｓの一周分撮像する。各撮像装置３１は、周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面の最上位置Ｐ（最大径の丸鋼材Ｓ１の表面の最上位置はＰ１、最小径の丸鋼材Ｓ２の表面の最上位置はＰ２）の位置を所定周期で丸鋼材Ｓの一周分撮像する。本実施形態の場合、マーキングＭの寸法は、直径約４ｍｍの円形であり、ラインセンサカメラの分解能、即ち１ラインの各画素ｎ（図４参照）の周方向の幅Ｒは、最大径の丸鋼材Ｓ１を撮像するときの各画素ｎの周方向の幅Ｒ（Φｍａｘ）で６３０μｍ／ｐｉｘ、最小径の丸鋼材Ｓ２を撮像するときの各画素ｎの周方向の幅Ｒ（Φｍｉｎ）で８８９μｍ／ｐｉｘとなっている。また、ラインセンサカメラで撮像する周期は、本実施形態の場合、丸鋼材Ｓの回転速度が１５００ｍｍ／ｓであり、丸鋼材Ｓの周方向の表面を隙間なく撮像できるように、１／２３８１ｓとなっている。
【００２９】
なお、各撮像装置３１による丸鋼材Ｓの周方向の撮像開始点は、漏洩磁束探傷装置１１Ａによる丸鋼材Ｓの周方向の探傷開始点及び超音波探傷装置１１Ｂによる丸鋼材Ｓの周方向の探傷開始点と同一とする。
また、各撮像装置３１を構成するラインセンサカメラの１ラインの画素ｎの数は、２０４８ｐｉｘ、最大径の丸鋼材Ｓ１を撮像するときの各画素ｎの軸方向の幅Ｒ（Φｍａｘ）は６３０μｍ／ｐｉｘ、最小径の丸鋼材Ｓ２を撮像するときの各画素ｎの軸方向の幅Ｒ（Φｍｉｎ）は８８９μｍ／ｐｉｘである。このため、最大径の丸鋼材Ｓ１を撮像するときの視野幅Ｌ（Φｍａｘ）は１２９０ｍｍ、最小径の丸鋼材Ｓ２を撮像するときの視野幅Ｌ（Φｍｉｎ）は１８２１ｍｍである。撮像装置３１は、最大径の丸鋼材Ｓ１の全長及び最小径の丸鋼材Ｓ２の全長を撮像できるように、丸鋼材Ｓの軸方向に沿って複数設置されている。具体的に述べると、丸鋼材Ｓの図６に示す欠陥部マップの各領域Ａ〜Ｆに対応する各領域ごとに、撮像装置３１は２つずつ設置される。
【００３０】
ここで、撮像装置３１を撮像ラインが丸鋼材Ｓの軸方向に延びるラインセンサカメラとしたのは、次の理由による。即ち、丸鋼材Ｓを軸方向から見たときに、丸鋼材Ｓの表面は円形となっているため、撮像装置３をエリアセンサカメラとした場合、エリアセンサカメラから丸鋼材Ｓの表面までの距離が周方向に沿って異なり、また、丸鋼材Ｓの軸方向から見た時の丸鋼材Ｓの表面上の位置とカメラとを結ぶ直線がこの位置における丸鋼材Ｓ表面とのなす角度が周方向に沿って異なる。このため、撮像装置３１をエリアセンサカメラとした場合、撮像画像における丸鋼材Ｓの表面に塗布されたマーキングの形状の見え方が、丸鋼材Ｓの周方向に沿って変化するからである。丸鋼材Ｓの表面上の位置とカメラとを結ぶ直線がこの位置における丸鋼材Ｓの表面とのなす角度が鋭角になると、撮像画像におけるマーキングの面積は小さくなり、マーキングとノイズとの判別がしにくくなる。撮像装置３１をラインセンサカメラで構成し、その撮像ラインが丸鋼材Ｓの軸方向に延びるように撮像装置３を配置して、周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面の最上位置Ｐの位置を軸方向に沿って撮像するようにする。そして、後述するように、ラインセンサカメラで撮像した最上位置（特定位置）Ｐの画像を周方向に繋ぎ合わせて得られた画像とし、この画像からマーキングを抽出するようにする。これにより、丸鋼材Ｓの軸方向から見たときに、ラインセンサカメラから丸鋼材Ｓの表面の最上位置Ｐの位置までの距離に変化はなく、また、カメラと最上位置Ｐとを結ぶ線とこの最上位置Ｐにおける丸鋼材Ｓ表面とのなす角度は一定となるから、このような不都合はなくなる。従って、撮像装置３１をラインセンサカメラとすることにより、撮像対象である丸鋼材Ｓの表面に塗布されたマーキングの形状を適切に検出することができる。
【００３１】
各撮像装置３１は、図示しない電源及び撮像周期等を制御するカメラ制御装置３２に接続されている。また、カメラ制御装置３２は、研削制御装置２２に接続され、研削制御装置２２による判定（ステップＳ４５）の結果を受信するようになっている。カメラ制御装置３２は、当該判定結果がＹＥＳのとき（各領域Ａ〜Ｆにおける欠陥部（表面欠陥及び表層欠陥）の面積の割合が所定の閾値未満のとき）に当該領域Ａ〜Ｆに対応する撮像装置３１による撮像を開始する信号を撮像装置３１に送出する。
【００３２】
また、マーキング検出装置３０は、図２乃至図４に示すように、複数の照明装置３３を備えている。
各照明装置３３は、前述した第２支持部材４２の先端に回転可能に取り付けられている。
この各照明装置３３は、丸鋼材Ｓの表面、特に撮像される最上位置Ｐの近傍を連続的に点灯する２列のバー照明で構成されている。照明の色は白色に近似した色である。そして、図２に示すように、照明装置３３の光軸Ｌ３３と垂直線ＶＬとのなす角度θは、最小径の丸鋼材Ｓ２の最上位置Ｐ２の近傍から最大径の丸鋼材Ｓ１の最上位置Ｐ１の近傍に至るまですべての場合に照射できるように、調節可能となっている。照明装置３３は、最大径の丸鋼材Ｓ１の全長及び最小径の丸鋼材Ｓ２の全長を照明できるように、丸鋼材Ｓの軸方向に沿って複数設置されている。
各照明装置３３には、図示しない照明電源及び照明の輝度等を制御する照明制御装置３４に接続されている。
【００３３】
また、コンピュータシステム３５は、各撮像装置３１で撮像された前述の最上位置（特定位置）Ｐの画像を周方向に繋ぎ合せて得られた画像を処理する画像処理部３６と、画像処理部３６で画像処理された画像からマーキングＭ（図１２参照）を抽出するマーキング抽出部３７とを備えている。各撮像装置３１及びパルスジェネレータ２６は、コンピュータシステム３５に接続されている。
このコンピュータシステム３５は、画像処理部３６及びマーキング抽出部３７の各機能をコンピュータソフトウェア上でプログラムを実行することで実現するための演算処理機能を有するコンピュータシステムである。そして、このコンピュータシステムは、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵ等を備えて構成され、ＲＯＭ等に予め記憶された各種専用のプログラムを実行することにより、前述した各機能をソフトウェア上で実現する。
【００３４】
また、展開図作成装置３８は、マーキング抽出部３７で抽出されたマーキングＭ、撮像開始点からのマーキングＭの周方向位置ｙ及び長手方向端面からのマーキングＭの長手方向位置ｘに基づき、図１３に示す展開図６０を作成する。図１３に示す展開図６０は、図６に示す欠陥部マップ５０に対応して丸鋼材Ｓの表面における丸鋼材Ｓの長手方向に沿って複数の領域（本実施形態にあっては、６個の領域）Ａ〜Ｆに分割され、マーキングＭのある箇所は、数字１で示してある。
そして、展開図作成装置３８の情報は、研削制御装置２２に送出される。
画像処理部３６、マーキング抽出部３７及び展開図作成装置３８の各機能は、後に詳細に説明する。
【００３５】
次に、図５乃至図１４を参照して欠陥研削システム１を用いた丸鋼材Ｓの欠陥研削方法について詳細に説明する。
先ず、ステップＳ１において、漏洩磁束探傷装置１１Ａは、ターニングローラ１３Ａ上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの表面に存在する表面欠陥を探傷し、超音波探傷装置１１Ｂは、ターニングローラ１３Ｂ上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの表層欠陥を探傷する（探傷工程）。ここで、漏洩磁束探傷装置１１Ａによる丸鋼材Ｓの表面欠陥の探傷は、丸鋼材Ｓの長手方向の全長にわたって周方向の一周分につき行い、超音波探傷装置１１Ｂによる丸鋼材Ｓの表層欠陥の探傷は、丸鋼材Ｓの長手方向の全長にわたって周方向の一周分につき行う。そして、漏洩磁束探傷装置１１Ａは、探傷した表面欠陥の深さ情報を第１マーキング装置１２Ａに送出し、超音波探傷装置１１Ｂは、探傷した表面欠陥の深さ情報を第２マーキング装置１２Ｂに送出する。
【００３６】
次いで、ステップＳ２において、第１マーキング装置１２Ａは、漏洩磁束探傷装置１１Ａによって探傷された表面欠陥のうち所定深さ以上（本実施形態にあっては０．３ｍｍ以上）の表面欠陥の位置にマーキングＭ（図１２参照）を塗布し、第２マーキング装置１２Ｂは、超音波探傷装置１１Ｂによって探傷された表層欠陥のうち所定深さ以上（本実施形態にあっては０．３ｍｍ以上）の表層欠陥の位置にマーキングＭを塗布する（マーキング工程）。ここで、第１マーキング装置１２Ａ及び第２マーキング装置１２Ｂで丸鋼材Ｓの表面欠陥及び表層欠陥の位置に塗布するマーキングの色は、照明装置５による照明の色（白色に近似した色）と異なる色とすることが好ましい。
【００３７】
次いで、ステップＳ３において、欠陥部マップ作成装置１５は、漏洩磁束探傷装置１１Ａ及び超音波探傷装置１１Ｂのそれぞれの探傷結果から丸鋼材Ｓの表面における表面欠陥及び表層欠陥のそれぞれの深さと表面欠陥及び表層欠陥のそれぞれの周方向位置ｙ及び長手方向位置ｘとを特定した欠陥部マップ５０（図６参照）を作成する（欠陥部マップ作成工程）。
ここで、欠陥部マップ作成装置１５は、欠陥部マップ５０を作成する際に、図６に示すように、丸鋼材Ｓの表面における丸鋼材Ｓの長手方向に沿って複数の領域（本実施形態にあっては、６個の領域）Ａ〜Ｆに分割した欠陥部マップ５０を作成する。図６に示す欠陥部マップ５０において、各表面欠陥及び表層欠陥の深さは、０．１ｍｍを１としてその整数倍の数字で示してある。
【００３８】
漏洩磁束探傷装置１１Ａは、探傷した表面欠陥の深さ情報及び表面欠陥の丸鋼材Ｓの長手方向端面（当該端面を０とする）からの長手方向位置ｘの情報を欠陥部マップ作成装置１５に送出し、欠陥部マップ作成装置１５は、当該情報を受信する。また、欠陥部マップ作成装置１５は、パルスジェネレータ１４Ａから漏洩磁束探傷装置１１Ａが探傷を開始してから表面欠陥を探傷するまでのターニングローラ１３Ａの回転数ｒを受信し、その回転数ｒとターニングローラ１３Ａの直径とから丸鋼材Ｓの探傷開始点から表面欠陥の探傷点までの周方向の長さを算出し、表面欠陥の周方向位置ｙを特定する。
【００３９】
また、超音波探傷装置１１Ｂは、探傷した表層欠陥の深さ情報及び表層欠陥の丸鋼材Ｓの長手方向端面（当該端面を０とする）からの長手方向位置ｘの情報を欠陥部マップ作成装置１５に送出し、欠陥部マップ作成装置１５は、当該情報を受信する。また、欠陥部マップ作成装置１５は、パルスジェネレータ１４Ａから超音波探傷装置１１Ｂが探傷を開始してから表層欠陥を探傷するまでのターニングローラ１３Ｂの回転数ｒを受信し、その回転数ｒとターニングローラ１３Ｂの直径とから丸鋼材Ｓの周方向における探傷開始点から当該表層欠陥の探傷点までの周方向の長さを算出し、表層欠陥の周方向位置ｙを特定する。
欠陥部マップ作成装置１５は、欠陥部マップ５０の情報を研削制御装置２２に送出する。
次いで、ステップＳ４において、欠陥部研削装置２０は、丸鋼材Ｓの表面欠陥及び表層欠陥を研削する（欠陥部研削工程）。
【００４０】
この欠陥部研削工程について、図７を参照して詳細に説明すると、先ず、ステップＳ４１において、欠陥部研削装置２０は、丸鋼材Ｓを受入れる。この丸鋼材Ｓの受け入れは、ターニングローラ１３Ｂ上にある丸鋼材Ｓをトランスファー（図示せず）によって台車２７上のターニングローラ２５上に移送することによって達成される。
次いで、ステップＳ４２において、研削制御装置２２は、１パス当たりの研削量を決定する。
研削制御装置２２は、丸鋼材Ｓの製品情報を上位コンピュータ２３から取得し、その丸鋼材Ｓの製品情報に基づいて１パス当たりの研削量を決定する。
【００４１】
次いで、ステップＳ４３において、端面検知センサ２４がターニングローラ２５上の丸鋼材Ｓの長手方向の端面を検出し、その情報を研削制御装置２２に送出する。
研削制御装置２２は、ステップＳ４３の後、ターニングローラ２５上の丸鋼材Ｓの長手方向の端面が端面検知センサ２４の真下にくるように、台車駆動装置２８を制御して台車２７を移動させる。
次いで、ステップＳ４４において、研削制御装置２２は、欠陥部マップ５０を参照して丸鋼材Ｓの長手方向で端面から最も近い欠陥部（表面欠陥及び表層欠陥）のある領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓの領域に撮像装置３１が位置するように台車駆動装置２８を制御して台車２７を移動させる。
その後、ステップＳ４５において、研削制御装置２２は、欠陥部マップ５０を参照して移動先の該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓの表面の領域における所定の深さ以上（本実施形態においては０．３ｍｍ以上）の欠陥部の面積の割合が所定の閾値未満かを判定する（判定工程）。
【００４２】
ここで、所定の閾値は、欠陥部マップ５０の該当領域Ａ〜Ｆの面積をａ１、所定の深さ以上（本実施形態においては０．３ｍｍ以上）の欠陥部の面積をａ２としたとき、ａ２／ａ１で表される値とする。
次いで、判定結果がＹＥＳのときにはステップＳ４６に移行し、判定結果がＮＯのときにはステップＳ４９に移行する。
そして、ステップＳ４６において、マーキング検出装置３０は、該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓの表面の領域の周方向の画像を画像処理してマーキングＭ（図１２参照）を抽出する（マーキング検出工程）。
【００４３】
このマーキング検出工程について、図８を参照して説明すると、先ず、ステップＳ４６１において、カメラ制御装置３２が研削制御装置２２から判定結果を受けとり、該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓ表面の領域を撮像する撮像装置３１に撮像開始信号を送出する。そして、当該撮像装置３１を構成するラインセンサカメラが、ターニングローラ２５上を周方向に回転する丸鋼材Ｓの該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓ表面の領域の周方向の最上位置（特定位置）Ｐを測定対象であるマーキングＭの寸法よりも小さい分解能で所定周期で丸鋼材Ｓの一周分撮像する（撮像ステップ）。本実施形態の場合、マーキングＭの寸法は、直径約４ｍｍの円形であり、ラインセンサカメラの分解能、即ち１ラインの各画素ｎ（図４参照）の周方向の幅Ｒは、最大径の丸鋼材Ｓ１を撮像するときの各画素ｎの周方向の幅Ｒ（Φｍａｘ）で６３０μｍ／ｐｉｘ、最小径の丸鋼材Ｓ２を撮像するときの各画素ｎの周方向の幅Ｒ（Φｍｉｎ）で８８９μｍ／ｐｉｘとなっている。また、ラインセンサカメラで撮像する周期は、本実施形態の場合、丸鋼材Ｓの回転速度が１５００ｍｍ／ｓであり、丸鋼材Ｓの周方向の前面を隙間なく撮像できるように、１／２３８１ｓとなっている。なお、撮像装置３１による丸鋼材Ｓの周方向の撮像開始点は、漏洩磁束探傷装置１１Ａによる丸鋼材Ｓの周方向の探傷開始点及び超音波探傷装置１１Ｂによる丸鋼材Ｓの周方向の探傷開始点と同一とする。
【００４４】
次いで、ステップＳ４６２において、コンピュータシステム３５の画像処理部３６が、撮像装置３１を構成するラインセンサカメラで撮像した最上位置（特定位置）Ｐの画像を周方向に繋ぎ合わせて得られた画像を処理する（画像処理ステップ）。
この画像処理ステップについて詳しく述べると、図９に示すように、ステップＳ４６２１において、画像処理部３６は、先ず、撮像装置３１を構成するラインセンサカメラからの原画像（複数の最上位置Ｐの画像）を取り込む。
次いで、ステップＳ４６２２において、画像処理部３６は、取りこんだ原画像（複数の最上位置Ｐの画像）を丸鋼材Ｓの周方向に繋ぎ合わせる。原画像を丸鋼材Ｓの周方向に繋ぎ合わせた後の画像の一例が、図１１の上段に示されている。原画像を丸鋼材Ｓの周方向に繋ぎ合わせた画像ではマーキングＭが検出しづらいため、後に２値化処理を行う。
【００４５】
その後、ステップＳ４６２３において、画像処理部３６は、繋ぎ合わされた原画像に対しマーキング以外のノイズ除去処理を行う。
次いで、ステップＳ４６２４において、画像処理部３６は、ノイズを除去した繋ぎ合わせ原画像に２値化処理を行う。
更に、ステップＳ４６２５において、画像処理部３６は、２値化処理後の画像に対しマーキング以外のノイズ除去処理を行う。ノイズ除去後の画像の一例が、図１１の中段に示されている。
その後、ステップＳ４６２６において、ノイズを除去した２値化画像をマーキング抽出部３７に対し出力する。
これにより、画像処理ステップは終了する。
【００４６】
そして、画像処理ステップの後、ステップＳ４６３において、コンピュータシステム３５のマーキング抽出部３７が、画像処理ステップで画像処理された画像からマーキングＭを抽出する（マーキング抽出ステップ）。
このマーキング抽出ステップについて詳しく述べると、図１０に示すように、先ず、マーキング抽出部３７は、ステップＳ４６３１において、画像処理部３６から２値化画像を取り込む。
【００４７】
次いで、ステップＳ４６３２において、マーキング抽出部３７は、取りこんだ２値化画像中に、所定面積以上の画素値０（白色）の画素ｎ１（図１２参照）の集合の領域ａ（図１２参照）があるか否かを判断する。図１２において、画素値１（黒色）の画素はｎ２で示されている。
そして、ステップＳ４６３２の結果がＹＥＳの場合、ステップＳ４６３３に移行し、当該結果がＮｏの場合、ステップＳ４６３４に移行する。
ステップＳ４６３３では、マーキング抽出部３７は、当該領域ａをマーキングＭと判定し、ステップＳ４６３５で、マーキング抽出部３７は、マーキングＭの周方向位置ｙ及び長手方向位置ｘ（図１１における下段参照）を特定する。
【００４８】
また、マーキングＭの周方向位置ｙは、丸鋼材Ｓの周方向における撮像開始点から当該マーキングＭまでの周方向の長さを意味する。マーキング抽出部３７には、パルスジェネレータ２６からターニングローラ２５の回転数が入力され、マーキング抽出部３７は、入力されたターニングローラ２５の回転数とターニングローラ２５の直径とから丸鋼材Ｓの周方向における撮像開始点から当該マーキングＭまでの周方向の長さを算出し、マーキングＭの周方向位置ｙを特定する。また、マーキングＭの長手方向位置ｘは、丸鋼材Ｓの軸方向における端面から当該マーキングＭまでの軸方向の長さを意味する。マーキング抽出部９は、丸鋼材Ｓの軸方向における端面から当該マーキングＭまでの画素ｎの数と各画素ｎの軸方向の幅Ｒとから丸鋼材Ｓの軸方向における端面から当該マーキングＭまでの軸方向の長さを算出し、マーキングＭの長手方向位置ｘを特定する。
【００４９】
そして、ステップＳ４６３５でマーキングＭの周方向位置ｙ及び長手方向位置ｘを特定した後、ステップＳ４６３６において、マーキング抽出部３７はマーキング抽出結果を展開図作成装置３８に出力する。
図１１における下段には、マーキング抽出結果の一例が示されており、マーキングＭ、及びマーキングＭの周方向位置ｙ及び長手方向位置ｘが抽出される。図１１における下段には、特定のマーキングＭの周方向位置がｙ１、長手方向位置がｘ１で示されている。
一方、ステップ４６３２の結果がＮｏでステップＳ４６３４に移行した場合、マーキング抽出部３７は、マーキングＭ無しと判定し、その結果をステップＳ４６３６において、展開図作成装置３８に出力する。
【００５０】
そして、ステップＳ４６３の後、図８に示すように、ステップＳ４６４において、展開図作成装置３８は展開図６０を作成する。図１３には、全ての領域Ａ〜Ｆに対応する各領域について展開図６０が作成された一例が示されており、マーキングＭのある箇所は、数字１で示してある。展開図作成装置３８は、マーキング抽出部３７で抽出されたマーキングＭ、撮像開始点からのマーキングＭの周方向位置ｙ及び長手方向端面からのマーキングＭの長手方向位置ｘに基づき、図１３に示す展開図６０を作成する。
この展開図作成装置３８からの情報は、研削制御装置２２に送出される。
これにより、マーキング抽出ステップは終了し、マーキング検出工程が終了する。
【００５１】
マーキング検出工程が終了した後、図７に示すように、ステップＳ４７において、研削制御装置２２は、グラインダー２１、台車駆動装置２８及びターニングローラ２５を制御して、該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓの表面の領域における、マーキング検出工程で抽出されたマーキングＭの箇所を研削する（マーキング箇所研削工程）。
このマーキング箇所研削工程について詳しく述べると、図１４に示すように、先ず、研削制御装置２２は、ステップＳ４７１において、マーキングＭの抽出結果を取得する。具体的には、研削制御装置２２は、展開図作成装置３８からの情報を取得する。
【００５２】
次いで、ステップＳ４７２において、研削制御装置２２は、展開図６０上のマーキングＭが欠陥部マップ５０上の複数領域に連続してまたがるか否かを判定する。
そして、判定結果がＮｏの場合、即ち展開図６０上のマーキングＭが欠陥部マップ５０上の複数領域に連続してまたがらない場合、ステップＳ４７３において、該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓの領域の表面のマーキングＭの箇所を個別に研削する。
ここで、各マーキングＭの箇所を個別に研削する際に、研削制御装置２２は、丸鋼材Ｓの長手方向の研削位置合わせを図６に示す欠陥部マップ５０を参照して決定する。つまり、欠陥部マップ５０上における欠陥部の長手方向位置ｘを研削に際しての長手方向の研削位置とする。
【００５３】
また、各マーキングＭの箇所を個別に研削する際に、研削制御装置２２は、丸鋼材Ｓの周方向の研削位置合わせはマーキングＭの抽出結果を参照して決定する。欠陥部マップ５０上における欠陥部の周方向位置ｙを周方向の研削位置とすると、丸鋼材Ｓの真円度が低い場合には、欠陥部の位置と研削位置との間にずれが生じる誤研削が行われることがあり、再度の検査や再研削が必要になり、生産能率を阻害することがあるからである。具体的に述べると、研削制御装置２２は、マーキングＭの抽出結果である展開図６０を参照しつつ丸鋼材Ｓをターニングローラ２５で周方向に回転し、撮像装置３１がマーキングＭを映し出したらその位置で丸鋼材Ｓの回転を止め、周方向の研削位置とする。そして、研削制御装置２２は、丸鋼材Ｓの回転は止めたままでマーキングＭがグラインダー２１の直下になるように台車２７の長手方向の移動を制御し、その状態でグラインダー２１によるマーキングＭの研削を行う。この際の長手方向の研削位置は、前述した欠陥部マップ５０上における欠陥部の長手方向位置ｘである。
【００５４】
また、各マーキングＭの箇所を個別に研削する際に、研削制御装置２２は、研削深さを欠陥部マップ５０及びマーキングＭの抽出結果を照合して決定する。具体的に述べると、欠陥部マップ５０上の該当領域Ａ〜Ｆにおける複数の欠陥部の長手方向位置ｘ及び周方向位置ｙと各欠陥部の深さと、展開図６０上の複数のマーキングＭの長手方向位置ｘ及び周方向位置ｙとを照合し、各マーキングＭに対応する欠陥部の深さを検出する。
そして、研削制御装置２２は、検出された該当領域Ａ〜Ｆにおける複数のマーキングＭに対応する複数の欠陥部の深さのうち最大深さを求める。そして、この欠陥部の最大深さを該当領域Ａ〜Ｆにおける複数のマーキングＭの箇所の研削深さとする。
【００５５】
そして、このマーキングＭの研削深さを、ステップＳ４２で決定した１パス当たりの研削量で除して研削回数を決定する。
ここで、研削回数を決定するに際し、該当領域Ａ〜Ｆにおける複数のマーキングＭに対応する複数の欠陥部の深さのうち最大深さをｄｍａｘとし、ステップＳ４２で決定した１パス当たりの研削量をｇとし、ｄｍａｘ／ｇを求める。そして、この求めたｄｍａｘ／ｇが許容限界回数Ｎｍａｘよりも大きい場合には、許容限界回数Ｎｍａｘを研削回数とする。
ここで、許容限界回数Ｎｍａｘは、プロフィール計で測定した丸鋼材Ｓの実績径Ｄと導入許容限界深Ｇｍａｘとから、Ｎｍａｘ＝（Ｄ−Ｇｍａｘ）／ｇとする。
【００５６】
次いで、研削制御装置２２は、該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓの領域における丸鋼材Ｓの表面のマーキングＭの箇所をこの研削回数で個別に研削するようにグラインダー２１、台車駆動装置２８及びターニングローラ２５を制御する。これにより、該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓの領域の表面のマーキングＭの箇所が全て研削される。
一方、ステップＳ４７２の判定結果がＮｏの場合、即ち展開図６０上のマーキングＭが欠陥部マップ５０上の複数領域に連続してまたがる場合、ステップＳ４７４において、複数領域にまたがる丸鋼材Ｓの領域の表面のマーキングＭの箇所を連続研削する。
【００５７】
この連続研削に際し、研削制御装置２２は、ステップＳ４７４のマーキングＭの個別研削と同様に、丸鋼材Ｓの長手方向の研削位置合わせは図６に示す欠陥部マップ５０を参照して決定する。また、研削制御装置２２は、丸鋼材Ｓの周方向の研削位置合わせはマーキングＭの抽出結果を参照して決定する。
また、研削制御装置２２は、研削深さを欠陥部マップ５０及びマーキングＭの抽出結果を照合して決定する。具体的に述べると、欠陥部マップ５０上の複数領域における欠陥部の長手方向位置ｘ及び周方向位置ｙと各欠陥部の深さと、展開図６０上の複数のマーキングＭの長手方向位置ｘ及び周方向位置ｙとを照合し、各マーキングＭに対応する欠陥部の深さを検出する。
【００５８】
そして、研削制御装置２２は、検出された複数領域におけるマーキングＭに対応する複数の欠陥部の深さのうち最大深さを求める。そして、この欠陥部の最大深さを連続研削における複数のマーキングＭの箇所の研削深さとする。
そして、このマーキングＭの研削深さを、ステップＳ４２で決定した１パス当たりの研削量で除して研削回数を決定する。
ここで、研削回数を決定するに際し、連続してまたがる複数領域におけるマーキングＭに対応する欠陥部の深さのうち最大深さをｄｍａｘとし、ステップＳ４２で決定した１パス当たりの研削量をｇとし、ｄｍａｘ／ｇを求める。そして、この求めたｄｍａｘ／ｇが許容限界回数Ｎｍａｘよりも大きい場合には、許容限界回数Ｎｍａｘを研削回数とする。
これにより、ステップ４７によるマーキング箇所研削工程が終了する。
【００５９】
一方、ステップＳ４５による判定結果がＮｏとなってステップＳ４９に移行した場合、即ち、研削制御装置２２が、欠陥部マップを参照して移動先の該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓの表面の領域における所定の深さ以上（本実施形態においては０．３ｍｍ以上）の欠陥部の面積の割合が所定の閾値以上とされた場合、ステップＳ４９において、研削制御装置２２は、グラインダー２１、台車駆動装置２８及びターニングローラ２５を制御して、該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓの表面の領域全面を研削する（全面研削工程）。
この全面研削工程においては、マーキングＭの検出は行われず、該当領域Ａ〜Ｆに対応する丸鋼材Ｓの表面の領域の全面を、一律に研削する。
この全面研削に際し、研削制御装置２２は、丸鋼材Ｓの長手方向及び周方向の研削位置合わせを図６に示す欠陥部マップ５０を参照して決定する。
【００６０】
また、研削制御装置２２は、欠陥部マップ５０を参照して該当領域Ａ〜Ｆにおける複数の欠陥部の深さのうち最大深さを求め、この欠陥部の最大深さを該当領域Ａ〜Ｆにおける研削深さとし、ステップＳ４２で決定した１パス当たりの研削量で除して研削回数を決定する。許容限界回数Ｎｍａｘを研削回数の最大数とする方法は、ステップＳ４７によるマーキング箇所の研削と同様である。
そして、ステップＳ４７及びステップＳ４９が終了した後、ステップＳ４８において、研削制御装置２２は、図６に示す欠陥部マップ上に欠陥部が残っているか否かを判定する。
【００６１】
そして、判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ４４、ステップＳ４５、ステップＳ４６、ステップＳ４７、ステップＳ４９及びステップＳ４８を繰り返す。つまり、領域Ａについて研削作業が終了したら、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ、領域Ｅ、及び領域Ｆの順にステップＳ４４、ステップＳ４５、ステップＳ４６、ステップＳ４７、ステップＳ４９及びステップＳ４８を繰り返す。
また、判定結果がＮｏとなったらステップＳ５０に移行し、欠陥部研削装置２０は、丸鋼材Ｓを払い出す。
これにより、丸鋼材Ｓの欠陥研削方法が終了する。
【００６２】
このように本実施形態に係る丸鋼材Ｓの欠陥研削方法にあっては、丸鋼材Ｓの欠陥部を探傷する探傷工程（ステップＳ１）と、探傷工程で探傷した所定深さ以上の欠陥部にマーキングＭを塗布するマーキング工程（ステップＳ２）と、探傷工程での探傷結果から丸鋼材Ｓの表面における欠陥部の深さと欠陥部の周方向位置ｙ及び長手方向位置ｘとを特定した欠陥部マップ５０を作成する欠陥部マップ作成工程（ステップＳ３）と、丸鋼材Ｓの欠陥部を研削する欠陥部研削工程（ステップＳ４）とを備える。そして、欠陥部研削工程は、欠陥部マップ５０を参照して丸鋼材Ｓの表面における所定深さ以上の欠陥部の面積ａ１の割合が所定の閾値未満かを判定する判定工程（ステップＳ４５）と、判定工程で判定された丸鋼材Ｓの表面における所定深さ以上の欠陥部の面積ａ１の割合が所定の閾値未満の場合に、丸鋼材Ｓの表面の周方向の画像を画像処理してマーキングＭを抽出するマーキング検出工程（ステップＳ４６）と、マーキング検出工程で抽出されたマーキングＭの箇所を研削するマーキング箇所研削工程（ステップＳ４７）と、判定工程で判定された丸鋼材Ｓの表面における所定深さ以上の欠陥部の面積の割合が所定の閾値以上の場合に、丸鋼材Ｓの表面の全面研削を行う全面研削工程（ステップＳ４９）とを備える。そして、マーキング箇所研削工程では、丸鋼材Ｓの長手方向の研削位置合わせは欠陥部マップ５０を参照して決定し、丸鋼材Ｓの周方向の研削位置合わせはマーキングＭの抽出結果を参照して決定し、研削深さは欠陥部マップ５０及びマーキングＭの抽出結果を照合して決定する。
【００６３】
これにより、欠陥部の位置と研削位置との間にずれが生じる誤研削が行われることなく、安価な設備で丸鋼材の欠陥部を自動で研削することができる丸鋼材の欠陥研削方法を提供できる。
ここで、この丸鋼材の欠陥研削方法において、丸鋼材Ｓの周方向及び長手方向の基準となる原点マークを丸鋼材Ｓに付ける原点マーキング装置が不要であり、その導入やメンテナンスに費用が嵩むことはない。
また、丸鋼材Ｓの表面の周方向の画像を画像処理してマーキングＭを抽出することで、マーキングＭを作業者が目視により見つける必要はなく、見逃しリスクはない。
【００６４】
次に、本発明に係る鋼材の製造方法は、前述した本発明の実施形態に係る丸鋼材の欠陥研削方法により、欠陥部を表面研削した丸鋼材を、後工程へと送り処理するものである。後工程とは、欠陥部が表面研削された丸鋼材を処理対象とした、その後の処理工程の全般のことである。すなわち、丸鋼材が丸棒鋼のような条鋼製品や製品鋼管である場合には、欠陥研削後に行われる精整工程、出荷工程等である。丸鋼材が圧延用素材である場合には、圧延工程やその後に行われる精整工程、出荷工程等である。
【００６５】
本発明に係る鋼材の製造方法によれば、本発明に係る丸鋼材の欠陥研削方法により、誤研削されることなく欠陥が除去されている丸鋼が後工程に送られるので、後工程での障害が抑制できる。すなわち、後工程が圧延工程である場合には、圧延後の鋼材に誤研削により残留した欠陥部が起因の疵が生じたり、圧延時に欠陥部を起点とした破断が生じる等の障害を抑制でき、また、後工程が精製工程、出荷工程である場合には、欠陥のある製品が流出してしまうという障害を抑制できる。
なお、欠陥を研削する段階の鋼材が丸鋼材、すなわち、円形の断面の鋼材であれば、後工程で処理した後の鋼材は、必ずしも丸鋼材である必要はなく、後工程で処理した後の鋼材が角断面の鋼材であってもよい。
【００６６】
なお、丸ビレットのような丸鋼材を素材として、丸棒鋼のような条鋼製品を製造する場合において、本発明に係る丸棒鋼の欠陥研削方法は、素材についての欠陥研削、条鋼製品の欠陥研削のいずれにも適用できる。つまり、本発明に係る鋼材の製造方法では、素材、製品のいずれもが丸棒鋼である場合は、素材についての欠陥研削にのみ、本発明の欠陥研削を用いてもよいし、製品についての欠陥研削についてのみ本発明の欠陥研削を用いてもよいし、素材の欠陥研削と製品の欠陥研削との両方に本発明の欠陥研削を用いてもよい。
【００６７】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、欠陥部研削工程（ステップＳ４）において、欠陥部マップ５０を参照して丸鋼材Ｓの表面における所定深さ以上の欠陥部の面積ａ１の割合が所定の閾値未満かを判定する判定工程（ステップＳ４５）は必ずしも必要はない。この場合、ステップＳ４４の後、直接、マーキング検出工程（ステップＳ４５）を行うこととし、全面研削工程（ステップＳ４９）は行わない。従って、この場合、欠陥部研削工程において、丸鋼材Ｓの表面の周方向の画像を画像処理してマーキングＭを抽出するマーキング検出工程（ステップＳ４５）と、マーキング検出工程で抽出されたマーキングＭの箇所を研削するマーキング箇所研削工程（ステップＳ４７）とが必ず行われることになる。
【００６８】
また、マーキング箇所研削工程（ステップＳ４７）において、研削制御装置２２が展開図６０上のマーキングＭが欠陥部マップ５０上の複数領域に連続してまたがるか否かを判定する工程（ステップＳ４７２）は必ずしも必要はない。この場合、ステップＳ４７１の後、直接、丸鋼材Ｓの表面のマーキングＭの箇所を個別に研削する工程（ステップＳ４７３）を行うこととし、連続研削工程（ステップＳ４７４）は行わない。
また、欠陥部マップ５０は、複数領域Ａ〜Ｆに分割されているが、分割数はこれに限らず、また、複数の領域に分割せず１つの領域であってもよい。
【００６９】
欠陥部マップ５０が１つの領域である場合、判定工程は、欠陥部マップ５０を参照して丸鋼材Ｓの表面の全体における所定の深さ以上の欠陥部の面積の割合が所定の閾値未満かを判定する。また、マーキング検出工程は、判定工程で判定された丸鋼材Ｓの表面の全体における所定深さ以上の欠陥部の面積の割合が所定の閾値未満の場合に、丸鋼材Ｓの表面の全体における周方向の画像を画像処理してマーキングＭを抽出する。また、マーキング箇所研削工程は、丸鋼材Ｓの表面の全体における、マーキング検出工程で抽出されたマーキングＭの箇所を研削する。また、全面研削工程は、判定工程で判定された丸鋼材Ｓの表面の全体における所定深さ以上の欠陥部の面積の割合が所定の閾値以上の場合に、丸鋼材Ｓの表面の全体の全面研削を行う。
【００７０】
また、撮像装置３１としてラインセンサカメラを用いているが、エリアセンサカメラを用いてもよい。この場合、図１５に示すように、エリアセンサカメラである撮像装置３１で１回の撮像で得られる丸鋼材Ｓの表面上の視野範囲（繋ぎ合わせを行うひとつの撮像画像の視野範囲）として、撮像装置３１と撮像される丸鋼材Ｓの表面上の位置Ｐとを結ぶ線と、表面上の位置Ｐにおける丸鋼材Ｓの表面とのなす角α（鋭角側）が３０度以上となる範囲とすることが好ましい。αが３０度以上であるとマーキングとノイズとを判別し易くなり、マーキングの検出精度が向上する。
【符号の説明】
【００７１】
１  欠陥研削システム
１１Ａ  漏洩磁束探傷装置
１１Ｂ  超音波探傷装置
１２Ａ  第１マーキング装置
１２Ｂ  第２マーキング装置
１３Ａ  ターニングローラ
１３Ｂ  ターニングローラ
１４Ａ  パルスジェネレータ
１４Ｂ  パルスジェネレータ
１５  欠陥部マップ作成装置
２０  欠陥部研削装置
２１  グラインダー
２２  研削制御装置
２３  上位コンピュータ
２４  端面検知センサ
２５  ターニングローラ
２６  パルスジェネレータ
２７  台車
２８  台車駆動装置
３０  マーキング検出装置
３１  撮像装置
３２  カメラ制御装置
３３  照明装置
３４  照明制御装置
３５  コンピュータシステム
３６  画像処理部
３７  マーキング抽出部
３８  展開図作成装置
３９  台座部
４０  支持脚
４１  第１支持部材
４２  第２支持部材
４３  第３支持部材
４４  第４支持部材
５０  欠陥部マップ
６０  展開図
Ｐ  最上位置
Ｓ  丸鋼材
【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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