JPH0619336B2 - 表面検査装置 - Google Patents

表面検査装置

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JPH0619336B2
JPH0619336B2 JP10820582A JP10820582A JPH0619336B2 JP H0619336 B2 JPH0619336 B2 JP H0619336B2 JP 10820582 A JP10820582 A JP 10820582A JP 10820582 A JP10820582 A JP 10820582A JP H0619336 B2 JPH0619336 B2 JP H0619336B2
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JP
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length
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宗昭 竹内
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、金属圧延板の表面欠陥を検出する場合等に
用いられる表面検査装置に関するものである。
従来この種の装置として第1図に示すものがあった。第
1図において、1はレーザを用いた光学系センサー、2
は光学系センサー1から被検査板3に照射されるレーザ
ビーム、4は被検査板3の移動距離をパルス数に変換す
るパルスジェネレータ、5は光学系センサー1からの出
力信号を増幅する増幅器、6は波形整形回路、7は欠陥
信号を抽出する比較回路、8は検査領域を決めるゲート
回路、9は第1フリップフロップ回路、10は欠陥切れ
目判定用の第1設定値11の値lを参照して欠陥の途切
れ部分の長さを検出する欠陥切れ目検出カウンター回
路、12は欠陥長さ検出カウンター回路、13は欠陥長
さ検出カウンタ回路12の欠陥データをとり出して累積
する第1ラッチ回路、14は第1ラッチ回路13の欠陥
データを収集して欠陥の程度を判定するマイクロコンピ
ュータ回路である。
次に動作について説明する。なお、ここでは被検査板3
の走行方向と平行な方向に生じた縦傷を検査する場合に
ついて述べる。
光学系センサー1の内部で高速に振られたレーザビーム
が、走行中の圧延金属板等の被検査板3の板幅方向に走
査され、その反射光が光学系センサー1の内部で収束さ
れた後、光電変換されて電気信号が出力される。この電
気信号は被検査板3の正常面に対しては定常レベルを示
し、被検査板3に何らかの欠陥(ここでは縦傷)存在す
ると異常レベルとして現われる。この異常レベルの信号
を検出して欠陥の存在を認知するが、単に欠陥の存在の
みでなく欠陥の長さも検出し、欠陥の程度を判定する。
光学系センサー1から出力された信号は、増幅器5によ
り増幅され、波形整形回路6により欠陥信号の抽出を容
易にするために波形整形された後、比較回路7で所定レ
ベルと比較されることによりパルス状の欠陥信号が取出
される。
欠陥の長さを検出するためには被検査板3の移動距離を
知る必要があり、このためにパルスジェネレータ4を被
検査板3の走行ラインに取り付け、被検査板3が単位長
さ移動する毎に1パルスの信号を出力する。このパルス
信号が来る度にレーザビームの1走査に同期させてゲー
ト回路8を開く。被検査板3が単位長さを移動する毎に
出力される欠陥信号を欠陥長さ検出カウンター回路12
でカウントする。
一方一度欠陥信号が発生すると、第1フリップフロップ
回路9はゲート回路8からの欠陥信号のパルスによりリ
セットされ、パルスジェネレータ4の出力パルスでセッ
トされるように動作する。第1のフリップフロップ回路
9のセットされている間に欠陥切れ目検出カウンター回
路10はパルスジェネレータ4の出力パルスをカウント
する。欠陥切れ目検出カウンター回路10はカウント数
が第1設定値11の値lに達すると、信号を出力して欠
陥が途切れたことを判定する。欠陥切れ目検出カウンタ
ー回路10の出力信号により第1ラッチ回路13に欠陥
長さ検出カウンター回路12のデータをラッチさせた
後、欠陥長さ検出カウンター回路12をクリヤーする。
第1のラッチ回路13に得られたデータは、ある長さを
持つ欠陥について光学系センサー1で検出された部分の
みの累積長さとなり、このデータをマイクロコンピュー
タ回路14が取り込み、1つの欠陥についてその程度判
定を行う。
第3図(A)は連続欠陥を検出する場合を示し、20は
長さLを有する連続欠陥としての縦傷、Pは単位長さ毎
に発生する欠陥信号パルス、aは被検査板3の走行方向
である。
第3図(B)は不連続欠陥を検出する場合を示し、20
a,20b,20c,20dは不連続欠陥としての縦傷
であり、それぞれ長さL,L,L,Lを有し且
つ間隔l,l,lを以って生じている。ここで、
,l,lは第1設定値11の値lより小さい。
第3図(A)の連続欠陥の場合は、第1のラッチ回路1
3には縦傷20の長さLの値が欠陥データとしてラッチ
される。また、同図(B)の不連続欠陥の場合は、第1
のラッチ回路13には、各縦傷20a〜20dの長さの
合計L+L+L+Lがラッチされる。
第4図は、板幅方向に欠陥がずれている場合の動作説明
図、第5図は、第4図に対応する波形整形回路6の出力
信号を示す図である。図中、30は往方向のビーム走
査、31は復方向のビーム走査、32は正常面信号、3
3は欠陥部信号を示し、又、第4図中の(イ)(ロ)(ハ)はそ
れぞれ第5図中の(イ)(ロ)(ハ)に対応している。また、第
5図においてHは検査幅に相当する。
次に動作について説明する。第4図に示す被検査板3上
を板幅方向にレーザビームを走査し、単位搬送距離に同
期した往方向ビーム走査時30の光電変換後の信号は、
第5図のようになる。
当該信号を比較回路7に通すことにより、欠陥パルス信
号が得られる。そして、前に説明した計測方法と同様に
欠陥部分の最初に検出される欠陥検出パルス信号が基本
となって欠陥部分の長さ、欠陥切れ目長さ等が計測され
る。
このように板幅方向に欠陥がずれている場合であっても
欠陥が検査幅内に発生しているのであれば、一直線上に
欠陥が連続している場合と同一の不連続欠陥として処理
している。さらに厳密に測定する場合には、検査幅を狭
くするか、あるいは欠陥検出パルス信号を電気的に分割
すればよい。
尚、被検査幅は、30cm位から150cm位のものまであ
るが、一般には1ユニット当りの検査幅が30cmで広幅
の場合は検査ユニットを横幅方向に並べて検査する。従
って、検査幅30cm位の範囲で多発する不連続欠陥は、
被検査板内部の欠陥の広がりが予想され、有効な検出方
向になる。
なお、ここでは縦傷の場合について説明したが、傷の種
類は縦傷、横傷ともに検出可能である。しかしながら一
般的に金属圧延板では縦傷が発生しやすく、横傷に相当
するものは表面汚れが多い。縦傷は欠陥の長さで重要度
を判定し、横傷は欠陥の幅および長さで重要度を判断す
るようにしている。従って、本明細書では縦傷の場合に
ついて説明する。
従来の装置は以上のように構成されているので、1つの
連続及び不連続欠陥についてセンサーで検出された部分
の累積長さで欠陥の程度が判定され、不連続欠陥の場合
は、間隔l,l,lを含む全体の長さより短く判
定され、このため欠陥は軽度であると判定がなされるこ
とがある。金属圧延板の場合、不連続欠陥は内部欠陥を
含んだ重大欠陥の場合が多いが、従来装置はこれを見落
としたり軽度の欠陥として判定してしまう等の欠点があ
った。
この発明は上記のような従来の装置の欠点を除去するた
めになされたもので、不連続欠陥の場合でも欠陥の始ま
りから終りまでの総合長さを検出する回路を設け、さら
に総合長さと累積長さの差を算出し、一定値以上ならば
重度欠陥として検査する機能を備え、重大欠陥を正確に
判定できる表面検査装置を提供することを目的としてい
る。
以下この発明の一実施例を図について説明する。第1図
と同一部分を同一符号で示す第2図において、15は第
2フリップフロップ回路、16は1つの欠陥(連続欠陥
又は不連続欠陥)の始まりから終りまでの総合長さを検
出する総合長さ検出カウンタ回路、17は総合長さ検出
カウンター回路16のデータをとり出す第2ラッチ回
路、18はマイクロコンピュータ回路14で欠陥程度を
判定するための第2設定値である。
第2図において、センサー1で光学的に検出された信号
は第1図で述べたように種々の信号処理が施されて欠陥
信号が得られる。ゲート回路8を通過した欠陥信号は第
2フリップフロップ回路15をセットし、総合長さ検出
カウンター回路16のカウントを可能にする。総合長さ
検出カウンター回路16は第2フリップフロップ回路1
5がセットされている間パルスジェネレータ4の出力パ
ルスをカウントする。
一方、欠陥切れ目検出カウンター回路10が欠陥切れ目
長さlを判定して信号を出力すると、第2フリップフロ
ップ回路15がリセットされ、同時に総合長さ検出カウ
ンター回路16のデータが第2ラッチ回路17にとり込
まれる。この時、第2ラッチ回路17にとり込まれたデ
ータは、1つの欠陥の始まりから終りまでの総合長さに
第1設定値11の値lが加算されたデータとなってい
る。欠陥切れ目が判定された時点では、1つの欠陥につ
いての検累積長さのデータが第1ラッチ回路13に、ま
た総合長さのデータが第2ラッチ回路17にとり込まれ
ている。
マイクロコンピュータ回路14はこれらのデータをとり
出し欠陥程度を判定する。欠陥程度の判定においては総
合長さから第1設定値11の値lを差引いた値と検出部
累積長さの差を演算し、この値が第2設定値18の値k
と比較して値kより大きければ不連続欠陥として重度欠
陥の判定を行い、また総合長さの値によって欠陥の程度
判定を行う。
この実施例によれば、第3図(A)の場合は第1ラッチ
回路13にLの値がラッチされ、第2ラッチ回路17に
L+lの値がラッチされることになる。また、同図
(B)の場合は、第1ラッチ回路13にL+L+L
+Lの値がラッチされ、第2ラッチ回路17にL
+L+L+L+l+l+l+l=Lの値
がラッチされる。従って、 L−l−(L+L+L+L)≧k のとき、不連続欠陥であると判定される。
ここで第6図の欠陥につき第7図のタイミングチャート
を用いて詳細に説明する。なお、このタイミングチャー
トでは単位長さ毎に同期して選択された信号部のみを示
している。図において61はきず等の欠陥であって長さ
5を有するもの、62はきず等の欠陥であって長さ4を
有するもの、63はきず等の欠陥であって長さ3を有す
るもの、71は欠陥発生からの距離を数値換算した値、
72は波形整形回路6の出力波形、73はゲート回路8
の出力波形、74はパルスジェネレータ4の出力波形、
75はフリップフロップ9の出力波形、76は欠陥切れ
目検出カウンタ10の出力波形、77は欠陥長さ検出カ
ウンタ12の出力波形、78は本発明による追加機能に
よるフリップフロップ15の出力波形、79は同じく本
発明による追加機能による総合長さ検出カウンタ16の
出力波形である。
欠陥は第6図に示すように3個生じているが、これに対
応格した位置にまず出力波形72に示すようにひげが生
じる。さらに比較回路7、ゲート回路8を経て出力波形
73に示すように欠陥に対応したタイミングでパルス状
の欠陥信号が取り出される。このような出力に応じ出力
波形75に示すようにフリップフロップ9では欠陥を有
するタイミングでのみパルスを発生することになる。そ
してこのフリップフロップ9の出力より欠陥切れ目検出
カウンタ10では出力波形76に示すようにフリップフ
ロップ9の出力のパルス波形の途切れている間、即ち欠
陥の切れ目の距離に対応する数のパルス3,2,1ほど
カウントすることなる。一方、欠陥長さ検出カウンタ1
2ではゲート回路8の出力をカウントすることにより出
力波形77に示すように欠陥の長さを加算した値を導か
れる。この場合欠陥1、欠陥2、欠陥3の各々の長さに
応じた値の和である値12がカウントされる。また、総
合長さ検出カウンタ16では予め設定された値1=7を
欠陥切れ目検出カウンタ回路10が判定すると出力波形
78に示すように第2フリップフロップ回路15がリセ
ットされ、同時に総合長さ検出カウンタ16のデータ値
24が第2ラッチ回路17に取り込まれる。この値24
より初期設定値7を引くことで17という欠陥部のトー
タル長さが求める。
このようにして欠陥部の累積長さ12、欠陥部のトータ
ル長さ17が求められ、この差をとり設定値kと比較す
ることで不連続欠陥か否かが判定される。従って欠陥部
の累積長さ12のみをもって判定していた従来の手法に
比べて不連続欠陥に対しても正確な欠陥の程度を判定す
ることができる。
なお、上記実施例では欠陥の総合長さ検出回路としてカ
ウンター及びその付属コントロール回路で示したが、こ
れに限定することなく、この回路としてマイクロコンピ
ュータ,メモリー,加算回路,演算回路等を用いても良
い。また、欠陥程度判定部分にマイクロコンピュータ回
路を用いているが、論理回路の組合せでも同様の効果を
有する。
また、上記実施例ではレーザを用いた疵検査装置につい
て説明したが、センサー部分は一般の光学的検出センサ
ーでもよく上記実施例と同様の効果が得られる。
以上記載のように、この発明によれば、1つの欠陥の長
さを検出するためにセンサー部分で検出される欠陥の累
積長さの他に総合長さを検出できる回路構成を付加した
ので、このデータを組合せることにより、一続きの金属
板等に生じた不連続欠陥に対しても正確な欠陥程度を判
定することができる。即ち、小欠陥が欠陥切れ目検出長
さ以内の間隔で不連続欠陥連続に多発し、不連続部分の
累積長さが一定値以上の場合に重要欠陥を判断する機能
が付加されたことになり、これによって信頼度の高い表
面検査装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のレーザ式表面検査装置の構成を示すブロ
ック図、第2図はこの発明の一実施例によるレーザ式表
面検査装置の構成を示すブロック図、第3図は従来及び
この発明装置の動作の説明図、第4図は従来及びこの発
明装置の動作の説明図、第5図は従来及びこの発明装置
の動作の説明図、第6図は欠陥の一例を示す簡略図、第
7図はこの発明装置の動作を示すタイミングチャートで
ある。 1……光学系センサー、4……パルスジェネレータ、7
……比較回路、8……ゲート回路、10……欠陥切れ目
検出カウンター回路、12……欠陥長さ検出カウンター
回路、14……マイクロコンピュータ回路、16……欠
陥総合長さ検出カウンター回路、30……往方向のビー
ム走査、31……復方向のビーム走査、32……正常面
信号、33……欠陥部信号。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一続きの金属板等の表面を光学的に走査し
    その反射光の変化を検出するセンサーと、前記金属板等
    の移動量をパルス数に変換するパルスジェネレータと、
    前記センサーの出力と所定レベルとを比較して欠陥信号
    を抽出する比較回路と、前記比較回路からの欠陥信号と
    上記パルスジェネレータの出力パルスとに基いて検査タ
    イミングを決めるゲート回路と、前記ゲート回路を通過
    した欠陥信号をカウントする欠陥長さ検出カウンター回
    路と、前記ゲート回路を通過した欠陥信号が途切れた期
    間に上記パルスジェネレータの出力パルスをカウントし
    所定の設定値以上カウントすると信号を出力する欠陥切
    れ目検出カウンター回路と、前記ゲート回路を欠陥信号
    が通過した時から上記欠陥切れ目検出カウンター回路か
    ら信号が出力されるまでの期間に前記パルスジェネレー
    タの出力パルスをカウントする欠陥総合長さ検出カウン
    ター回路と、前記欠陥総合長さ検出カウンター回路のデ
    ータと欠陥長さ検出カウンター回路のデータとを比較し
    両者に一定以上の差があれば不連続欠陥として欠陥程度
    判定に重みをつけるマイクロコンピュータ回路とを備え
    た表面検査装置。
JP10820582A 1982-06-21 1982-06-21 表面検査装置 Expired - Lifetime JPH0619336B2 (ja)

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JPS58223045A JPS58223045A (ja) 1983-12-24
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5725779B2 (ja) 2010-09-24 2015-05-27 新日鐵住金株式会社 新幹線車両用連結装置及び取外し方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5725779B2 (ja) 2010-09-24 2015-05-27 新日鐵住金株式会社 新幹線車両用連結装置及び取外し方法

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