JPH11337528A - 角ビレット表面疵検査装置及び表面疵検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 角ビレットの表面の疵の位置を高精度に検出
する。 【解決手段】 角ビレット１を長手方向へ移動可能に支
持するローラ８を設ける。ローラ８上を進行する角ビレ
ット１の表面の疵を検出する疵検出装置部２１を設け
る。ローラ８の回転量を検出するエンコーダ９を設け
る。エンコーダ９の回転量から角ビレット１の移動量を
求める演算手段を設ける。角ビレット１の進行方向に沿
って角ビレット１が到達したことを検出する複数のセン
サ１０、１１、１２、１３、１４、１５を間隔をあけて
設ける。角ビレット１がセンサ１０、１１、１２、１
３、１４、１５に到達した際に、エンコーダ９をリセッ
トさせ、その位置を起点としてその後の角ビレット１の
移動量を起点の座標に加算して角ビレット１の進行方向
位置を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、角ビレットの表面
の疵を検出し、その位置を求める角ビレット表面疵検査
装置及び表面疵検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】角ビレット表面疵検査装置（以下、検査
装置と呼ぶ）について、概要を説明する。検査装置は、
角ビレットの表面上の細かな疵を録磁探傷法という動作
原理に基づき検出するものであって、いわゆる非破壊検
査装置の一種である。ここで、角ビレットとは、通常は
およそ１５０mm角の断面を持ち、長さは１０数mから３
０m程度の細長い形状をした鋼材である。角ビレットを
あらかじめ磁化しておくと表面疵の部分から磁束が漏洩
するので、磁性テープ（以下、テープと呼ぶ）を角ビレ
ット表面に接触させてこの漏洩磁束を疵信号としてテー
プに記録させることができる。テープに記録された疵信
号は、専用のセンサによって電気信号の形で取り出すこ
とができ、これを別途装備された疵信号処理装置に送出
している。

【０００３】図３は、この動作原理を機構的に説明する
ものであり、符号１は角ビレット、符号２はテープ、符
号３及び符号４はローラ、符号５は円盤状の高速回転ロ
ータ（以下、ロータと呼ぶ）、符号６はロータ５上に取
り付けられたセンサである。角ビレット１は矢印の方向
に走行し、かつ、テープ２は矢印の方向に循環してい
て、ローラ４の部分で角ビレット１はテープ２と接触す
るので、このときテープ２に疵信号が記録される。セン
サ６は合計４個ありロータ５と共に高速回転しながら、
その１個１個がテープ２に記録された疵信号を順番に検
出する。図３ではそのうちの１個であるセンサ６ａが信
号を検出しているところを表している。一方、センサ６
により検出された疵信号については角ビレット走行中に
リアルタイムでそれが角ビレット１の表面のどの位置の
疵によるものか、すなわち幅方向の位置及び進行方向の
現在位置を知る必要がある。

【０００４】まず、角ビレット１の表面の幅方向の位置
は、センサ６の現在の回転位置により求めることができ
きる。よって、ロータ５にアブソリュート型ロータリー
エンコーダ７を直結してセンサ６の回転位置を検出して
いる。一方、角ビレット１の進行方向の現在位置は、角
ビレット１がある位置を起点としてどれだけ進んだかが
分かればよい。このため、図４のように、ローラ８を介
してインクリメンタル型ロータリーエンコーダ９（以
下、エンコーダ９と呼ぶ）を装備し、角ビレット１の走
行につれてエンコーダ９が回転するようにしている。そ
して、疵信号処理装置は、エンコーダ９の出力パルスを
カウントし、その結果（積算値）と同パルス１個当たり
の角ビレット走行距離を乗算することにより実際の走行
距離を算出して進行方向の現在位置を求めている。

【０００５】図４において、符号１０は光電スイッチや
リミットスイッチなどのセンサであり、角ビレット１の
先端がその位置にきたことを検出するようになってい
る。角ビレット１がセンサ１０の位置にきたときはエン
コーダ９はすでに動作している。そしてローラ４にてテ
ープ２が角ビレット１に接触する位置とセンサ１０の間
の距離Ｌｏは一定であり、その値はあらかじめ分かって
いるので、疵信号処理装置は、エンコーダ９の信号をも
とに角ビレット１がセンサ１０の位置に来てから距離Ｌ
ｏだけ走行したタイミングを検出することができる。こ
のようにして、テープ２に記録された疵データと角ビレ
ット１の進行方向位置との同期を取っている。

【０００６】また、図４において、角ビレット１が進行
してある位置に来ると角ビレット１がエンコーダ９から
外れてしまう。したがって、エンコーダ９は検査装置の
入口側と出口側にそれぞれエンコーダ９ａ、９ｂのよう
に２組取り付け、適切なタイミングで切り替えるように
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、エンコーダ９を用いて角ビレット１の進行方向の位
置を検出していたが、検出精度が十分でないという問題
があった。これは、進行方向の位置を検出するためのエ
ンコーダ９自身にも精度上の限界があることに加え、
（１）角ビレット１の表面の凹凸、（２）ローラ８の真
円度、（３）角ビレット１とローラ８との間の滑り、な
どの影響により検出誤差が発生することによるものであ
った。しかも、この誤差はパルス信号をカウントする過
程で次々と積算され増大してゆく性質があり、その上角
ビレット１は全長が１０数mから３０mと長いので、それ
だけ一層誤差の積算量も大きく、検出精度上の問題が甚
だしかった。

【０００８】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、極めて高精度に角ビレットの進行方向の位置検出
を行い、疵の位置を正確に求めることができる角ビレッ
ト表面疵検査装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の角ビレットの表面疵検査装置は、角
ビレットを長手方向へ移動可能に支持するローラと、該
ローラ上を進行する角ビレットの表面の疵を検出する疵
検出手段と、前記ローラに設けられ、このローラの回転
量を検出するエンコーダと、前記角ビレットの進行方向
に沿って間隔をあけて設けられて前記角ビレットが到達
したことを検出する複数のセンサと、前記エンコーダ及
び前記センサの検出信号から前記疵検出手段によって検
出される疵の位置を求める演算手段とを有し、前記演算
手段は、前記角ビレットが前記センサに到達した際に、
前記エンコーダをリセットし、その位置を起点としてそ
の後の角ビレットの移動量を前記起点の座標に加算して
前記角ビレットの進行方向位置を求めることを特徴とし
ている。つまり、エンコーダによる角ビレットの移動量
の検出値が、角ビレットが各センサに到達した時点にて
一旦リセットされるので、エンコーダによる角ビレット
の移動量の検出値の最大値が各センサ間の距離とされ
る。即ち、エンコーダによる各ビレットの移動量の検出
量が短くされ、これにより、角ビレットの移動量の検出
誤差が抑えられる。

【００１０】請求項２記載の角ビレット表面疵検査方法
は、角ビレットを長手方向へ進行させながら表面の疵を
検出し、その疵の位置を求める角ビレット表面疵検査方
法であって、前記角ビレットを、その進行方向に沿った
複数の検出点にて検出し、この検出点を起点としてその
後の角ビレットの移動量を、前記起点の座標に加算して
前記角ビレットの進行方向位置を求めることを特徴とし
ている。これにより、角ビレットの移動量の検出量が細
分化され、角ビレットの移動量の検出誤差が抑えられ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の角ビ
レット表面疵検査装置を図によって説明する。図１に示
すものは、本実施の形態の角ビレット表面疵検査装置
（以下、検査装置と呼ぶ）である。この検査装置には、
角ビレット１の進行方向に沿って複数個の位置検出セン
サ１０、１１、１２、１３、１４、１５が間隔をあけて
設置されており、これらセンサ１０、１１、１２、１
３、１４、１５によって、進行する角ビレット１が順次
検出されるようになっている。つまり、角ビレット１が
進行し、それぞれのセンサ１０、１１、１２、１３、１
４、１５に到達すると、角ビレット１が到達したセンサ
１０、１１、１２、１３、１４、１５が、角ビレット１
を順次検出し、そのセンサから検出信号が出力されるよ
うになっている。そして、これらセンサ１０、１１、１
２、１３、１４、１５及びエンコーダ９からの検出デー
タに基づいて、角ビレット１の位置が演算手段によって
求められるようになっている。

【００１２】他の部分は、前述した従来装置と略同一構
造であるが、ここで説明すると、符号２はテープ、符号
３及び符号４はローラ、符号５は円盤状の高速回転ロー
タ（以下、ロータと呼ぶ）、符号６はロータ５上に取り
付けられたセンサであり、角ビレット１は矢印の方向に
走行し、かつ、テープ２は矢印の方向に循環していて、
ローラ４の部分で角ビレット１はテープ２と接触するの
で、このときテープ２に疵信号が記録されるようになっ
ている。センサ６は合計４個ありロータ５と共に高速回
転しながら、その１個１個がテープ２に記録された疵信
号を順番に検出する。

【００１３】角ビレット１の表面の幅方向の位置は、ロ
ータ５に設けられたアブソリュート型ロータリーエンコ
ーダ７によって、センサ６の回転位置を検出することに
より求められる。また、角ビレット１の進行方向の位置
は、ローラを介して設けられたインクリメンタル型ロー
タリーエンコーダ９によって求められるようになってい
る。そして、これらテープ２、ローラ３、４、ロータ
５、センサ６、アブソリュート型ロータリーエンコーダ
７から疵検出装置部（疵検出手段）２１が構成されてい
る。

【００１４】次に、演算手段による角ビレット１の進行
方向の位置の検出の仕方について説明する。角ビレット
１がそれぞれのセンサ１０、１１、１２、１３、１４、
１５に対応する位置に到達すると、該当のセンサから検
出信号を出力する。そして、角ビレット１の進行方向の
現在位置は、その時点で最後に通過したセンサの位置を
起点としてエンコーダ９の出力パルスカウント値により
算出する。即ち、図２において、角ビレット１の先端が
Ａ点のようにセンサ１０とセンサ１１の間にあるとき
は、原点Ｏを起点としたエンコーダ９の出力パルスのカ
ウント値をもとに算出した距離Ｌ１aがそのまま現在位
置となる。

【００１５】次に、角ビレット１がさらに進行し、セン
サ１１の位置に来た時点でエンコーダ９のパルスカウン
ト値をリセットし、センサ１１の座標（原点Ｏからの距
離）Ｌ１を現在位置として置き換える。次に、角ビレッ
ト１の先端がＢ点のようにセンサ１１とセンサ１２の間
にあるときは、センサ１１の座標Ｌ１を起点としたエン
コーダ９の出力パルスカウント値から算出する距離Ｌ２
aを座標Ｌ１に加算した値を現在位置とする。

【００１６】角ビレット１がさらに進行してＣ点、Ｄ
点、Ｅ点、Ｆ点の位置にある場合でも、Ｂ点の場合と同
様にセンサ１２、１３、１４、１５をそれぞれ通過した
時点でパルスカウント値をリセットして再度カウントを
開始し、各センサの原点Ｏからの距離（進行方向の座
標）に、この新しいカウント値を加算した結果を現在位
置とする。また、各センサ１２、１３、１４、１５の間
及びセンサ１５を越えた点では、上記と同様に、角ビレ
ット１が越えた直後のセンサの座標を起点としたエンコ
ーダ９の出力パルスカウント値から算出する距離をセン
サの座標に加算した値を現在位置とする。

【００１７】ここで、角ビレット１先端のセンサ１２の
位置へ到達した以降の距離の検出の仕方は、次の通りで
ある。 （１）センサ１２ 角ビレット１の先端がセンサ１２に到達した時点で、エ
ンコーダ９のパルスカウント値をリセットし、このセン
サ１２の座標Ｌ１＋Ｌ２を現在位置として置き換える。 （２）センサ１２、１３間 角ビレット１の先端がＣ点のようにセンサ１２とセンサ
１３との間にあるときは、センサ１２の座標Ｌ１＋Ｌ２
を起点としたエンコーダ９の出力パルスカウント値から
算出する距離Ｌ３ａを座標Ｌ１＋Ｌ２に加算した値を現
在位置とする。

【００１８】（３）センサ１３ 角ビレット１の先端がセンサ１３に到達した時点で、エ
ンコーダ９のパルスカウント値をリセットし、このセン
サ１３の座標Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３を現在位置として置き換
える。 （４）センサ１３、１４間 角ビレット１の先端がＤ点のようにセンサ１３とセンサ
１４との間にあるときは、センサ１３の座標Ｌ１＋Ｌ２
＋Ｌ３を起点としたエンコーダ９の出力パルスカウント
値から算出する距離Ｌ４ａを座標Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３に加
算した値を現在位置とする。

【００１９】（５）センサ１４ 角ビレット１の先端がセンサ１４に到達した時点で、エ
ンコーダ９のパルスカウント値をリセットし、このセン
サ１４の座標Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４を現在位置として
置き換える。 （６）センサ１４、１５間 角ビレット１の先端がＥ点のようにセンサ１４とセンサ
１５との間にあるときは、センサ１４の座標Ｌ１＋Ｌ２
＋Ｌ３＋Ｌ４を起点としたエンコーダ９の出力パルスカ
ウント値から算出する距離Ｌ５ａを座標Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ
３＋Ｌ４に加算した値を現在位置とする。

【００２０】（７）センサ１５ 角ビレット１の先端がセンサ１５に到達した時点で、エ
ンコーダ９のパルスカウント値をリセットし、このセン
サ１５の座標Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５を現在位置
として置き換える。 （８）センサ１５以降 角ビレット１の先端がＦ点のようにセンサ１５を越えた
点にあるときは、センサ１５の座標Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋
Ｌ４＋Ｌ５を起点としたエンコーダ９の出力パルスカウ
ント値から算出する距離Ｌ６ａを座標Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３
＋Ｌ４＋Ｌ５に加算した値を現在位置とする。

【００２１】このように、上記検査装置によれば、エン
コーダ９の出力パルスカウント値はセンサ１０、１１、
１２、１３、１４、１５に到達した時点にて一旦リセッ
トされるので、カウント距離の最大値は、図１、図２の
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５をそれぞれ越えることは
ない。つまり、従来の技術では角ビレット１のほとんど
全長にわたってカウントを続けていたのに対して、実施
の形態の検査装置によれば、カウント距離がはるかに短
くて済む。この結果、パルス信号をカウントする過程で
誤差が積算され増大してゆくとしてもその値は従来より
も極めて小さく抑えることができる。また、センサ１
０、１１、１２、１３、１４、１５の位置は正確に設定
できるので、現在位置の計算に使用する同センサの座標
値も精度を十分に確保することができる。したがって、
角ビレット１の進行方向の位置検出精度を、従来よりも
大きく改善することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の角ビレ
ット表面疵検査装置及び表面疵検査方法によれば、下記
の効果を得ることができる。請求項１記載の角ビレット
表面疵検査装置によれば、エンコーダによる角ビレット
の移動量の検出値が、角ビレットが各センサに到達した
時点にて一旦リセットされるので、エンコーダによる角
ビレットの移動量の検出値の最大値を各センサ間の距離
とすることができる。つまり、角ビレットの移動量をエ
ンコーダによって角ビレットの全長にわたって検出して
いた従来装置と比較して、エンコーダによる各ビレット
の移動量の検出値を大幅に短くすることができる。この
結果、エンコーダ自身の精度上の限界に加えて、角ビレ
ット表面の凹凸、ローラの真円度、角ビレットとローラ
との間の滑り等による移動量の検出誤差を小さく抑える
ことができる。つまり、角ビレットの進行方向の位置を
極めて高精度に検出することができ、これにより、疵検
出手段による疵の検出位置を極めて高精度に求めること
ができる。

【００２３】請求項２記載の各ビレット表面疵検査方法
によれば、角ビレットを、その進行方向に沿った複数の
検出点にて検出し、この検出点を起点としてその後の各
ビレットの移動量を、前記起点の座標に加算して角ビレ
ットの進行方向位置を求めるので、従来のように、角ビ
レットの移動量を全長にわたって検出する場合と比較し
て、角ビレットの移動量の検出量を細分化することがで
き、これにより、角ビレットの移動量の検出誤差が積算
されて増大するようなことがなく、これにより、各ビレ
ットの進行方向の位置を極めて高精度に検出することが
でき、疵の検出位置を極めて高精度に求めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の角ビレット表面疵検査
装置の構成及び構造を説明する検査装置の概略斜視図で
ある。

【図２】 本発明の実施の形態の角ビレット表面疵検査
装置による検出方法を説明する説明図である。

【図３】 角ビレット表面疵検査装置の構成及び構造を
説明する検査装置の概略斜視図である。

【図４】 角ビレットの進行方向の位置の検出手段が設
けられた角ビレット表面疵検査装置の概略斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 角ビレット ８ ローラ ９ エンコーダ １０、１１、１２、１３、１４、１５ センサ ２１ 疵検出装置部（疵検出手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角ビレットを長手方向へ移動可能に支持
   するローラと、該ローラ上を進行する角ビレットの表面
   の疵を検出する疵検出手段と、前記ローラに設けられ、
   このローラの回転量を検出するエンコーダと、前記角ビ
   レットの進行方向に沿って間隔をあけて設けられて前記
   角ビレットが到達したことを検出する複数のセンサと、
   前記エンコーダ及び前記センサの検出信号から前記疵検
   出手段によって検出される疵の位置を求める演算手段と
   を有し、 前記演算手段は、前記角ビレットが前記センサに到達し
   た際に、前記エンコーダをリセットし、その位置を起点
   としてその後の角ビレットの移動量を前記起点の座標に
   加算して前記角ビレットの進行方向位置を求めることを
   特徴とする角ビレット表面疵検査装置。
2. 【請求項２】 角ビレットを長手方向へ進行させながら
   表面の疵を検出し、その疵の位置を求める角ビレット表
   面疵検査方法であって、 前記角ビレットを、その進行方向に沿った複数の検出点
   にて検出し、この検出点を起点としてその後の角ビレッ
   トの移動量を、前記起点の座標に加算して前記角ビレッ
   トの進行方向位置を求めることを特徴とする角ビレット
   表面疵検査方法。