金属带的表面检查装置、表面检查方法及制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的金属带的表面检查装置具备：第一光源部，向金属带的表面出射光；第一拍摄部，拍摄来自第一光源部的出射光在金属带的表面上的正反射光；第二光源部，向金属带的表面出射与第一光源部的出射光不同的波段的光；第二拍摄部，拍摄来自第二光源部的出射光在金属带的表面上的漫反射光；以及表面缺陷判别部，使用由第一拍摄部拍摄到的正反射光和由第二拍摄部拍摄到的漫反射光，进行金属带的表面缺陷的判别，来自第一光源部的出射光及来自第二光源部的出射光同时照射到金属带的表面的同一位置。置。置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属带的表面检查装置、表面检查方法及制造方法


[0001]本专利技术涉及用于检测、判定金属带的表面缺陷的金属带的表面检查装置、表面检查方法及制造方法。

技术介绍

[0002]薄钢板等所代表的金属带经由各种制造工序成为产品。例如，在制钢工序中铸造而成的铸坯通过热轧工序成为热轧钢带，其后，在酸洗工序中除去表面的氧化物后，经由进行冷轧直到规定板厚的冷轧工序、对由于加工应变而硬质化的钢带进行软质化的退火工序、随后的镀覆工序或调质轧制工序等多个制造工序而成为产品。按这种方式经由多个工序成为产品的期间，适当检查金属带是否具备规定的特性、质量。这不仅是为了进行最终产品的质量保证，而且作为生产管理的手段，在中途工序中检测出缺陷的情况下变更其后的制造工序或在中途中止该金属带的制造，对每个金属带在中途阶段进行适合性的判断。
[0003]例如，也有如下情况：在酸洗工序中在金属带上检测出表面缺陷的情况下，如果该缺陷较轻微，则继续进行接着的冷轧工序，如果是重度的缺陷，则中止制造并进行废料处理。另外，也有如下情况：仅在金属带的前端部或尾端部检测出表面缺陷的情况下，切除检测出该缺陷的部分，仅使没有产生缺陷的金属带的部分流到下游的制造工序。有时在金属带的制造工序的过程中的多个工序(例如退火工序、镀覆工序等)中进行表面检查。
[0004]另一方面，金属带上产生的表面缺陷存在多个种类，大致分类为凹凸状缺陷和花纹状缺陷。凹凸状缺陷是在金属带的表面上形成有凹部、凸部等的缺陷，能够通过目视某种程度地识别凹凸形状的缺陷。作为产生凹凸状缺陷的原因，可列举异物的咬入、轧辊的缺陷转印、氧化物等异物附着等。另一方面，花纹状缺陷是在金属带的表面上能够通过目视识别为不均匀花纹的缺陷。花纹状缺陷有在金属带的表面上产生了铁锈等氧化物的形成状态局部不同的区域的缺陷、卷入异物后通过轧制等与金属带一体化了的缺陷、由于退火时的温度异常所导致的材料的变质而产生的缺陷、由于在镀覆工序后的金属带的表面上元素的析出状态局部不同而观察到的缺陷、或者由于异物的附着所导致的污垢等而产生的缺陷。
[0005]在金属带的制造工序中，判别检测出的表面缺陷的种类也成为重要的课题。例如，在金属带的表面上存在较大的凹陷状缺陷的情况下，在以后的制造工序中，有可能金属带断裂而产生较大的操作故障。对此，有时在中途工序中切掉包含检测出的凹陷状缺陷的部分或利用磨床等切除，然后流到下游侧的工序。另一方面，如果是花纹状缺陷，在下游侧的制造工序中产生较大的操作故障的可能性较低，因此多是按当初的计划推进生产。此时，根据表面缺陷的种类的不同，有时会由于冷轧工序中的轧制应变而消失。另外，作为花纹状缺陷，如果是由污垢导致的缺陷，则有时也会经由清洗工序流到下游侧的制造工序。这样，在金属带的制造工序中，判别表面缺陷的程度(轻重度)和种类在制造工序的适当管理方面发挥重要的作用。
[0006]另外，在进行对作为最终产品的金属带的质量保证方面，检测表面缺陷并进行其程度、种类的判定也极其重要。这是因为，制造完全不产生表面缺陷的金属带在现实中是困
难的，在制造多个金属带时，不能避免在某些位置存在某些表面缺陷。在该情况下，由于作为产品出货的金属带经由二次加工被加工成金属部件等产品，所以即使在金属带的一部分上包含少量轻度的表面缺陷，如果其他大部分是正常的，则也能够在将这些部分除去后进行二次加工。因此，对于成为产品的金属带，根据包含的表面缺陷的个数或种类，判定产品的表面质量级别的等级。
[0007]例如，在金属带的表面上有凹凸状缺陷且该缺陷较大的情况下，当作为二次加工进行冲压成型时，也会导致成型件的开裂、冲压模具的损伤等，因此这种金属带被判断为不适合于冲压成型的用途。另一方面，也有如下情况：即使包含轻度的花纹状缺陷，在二次加工的工序中实施较厚的涂膜的涂装的情况下，判断为没有实用方面的问题。
[0008]如以上所述，金属带的表面缺陷的检测不仅是为了保证产品的质量，也是为了适当选择制造工序而进行，不仅要求判别应检测的表面缺陷的程度(轻重度)，还要求判别其种类。
[0009]与此相对，作为检测金属带的表面缺陷的手段，使用了通过向金属带的表面照射光并得到其反射光的图像从而检测出金属带的表面缺陷的装置。其利用了如下特性：在金属带的表面上形成有凹凸的情况下，照射的光进行与正常位置不同的反射，从而拍摄反射光的位置处的图像发生变化。
[0010]具体而言，在专利文献1中记载了如下装置：设置向金属带的表面照射光的光源、检测反射光的正反射成分的光电转换器以及检测漫反射成分的光电转换器，利用由于金属带表面的凹凸状态而正反射成分与漫反射成分的比率变化这样的特性，使凹凸状缺陷的检测灵敏度提高。
[0011]在专利文献2中记载了如下装置：对于被检查物从不同的方向照射波长不同的单色光，将被检查物的反射光分光为红色、绿色及蓝色这三原色，根据分光后的各波长成分的强度水平判别金属带的表面缺陷。并且，利用这种结构的表面缺陷检查装置，不仅能够检测表面瑕疵这样的局部形状变化，也能够检测颜色不均。
[0012]另一方面，在专利文献3中记载了如下表面缺陷检查装置：从不同的角度向金属带照射与光的三原色对应的激光，利用与各色对应的拍摄用相机拍摄各色的反射光。另外，记载了如下装置：为了得到由漫反射光形成的图像，使用使一般光与激光合成的合成光。另外，作为实施方式，记载了：与各色对应的拍摄用相机相邻地配置在大致相同的位置以拍摄来自光源的正反射光。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1：日本特开平5
‑
188010号公报
[0016]专利文献2：日本特开平4
‑
113260号公报
[0017]专利文献3：日本特开2003
‑
121371号公报

技术实现思路

[0018]专利技术要解决的课题
[0019]然而，上述现有技术存在以下课题。
[0020]专利文献1记载的装置有如下问题点：虽然根据在金属带的表面反射的光的正反
射成分与漫反射成分的比率，能够检测位于金属带的表面的凹凸状缺陷的程度，但成为检测对象的表面缺陷的种类是凹凸状缺陷，不能判别表面缺陷的类别。
[0021]专利文献2记载的装置利用根据表面缺陷而漫反射强度不同这样的特性，通过从不同的方向照射波长不同的单色光从而检测表面缺陷，但不能判别检测出的表面缺陷是凹凸状缺陷还是花纹状缺陷。另外，也有如下课题：由于需要一边将利用彩色相机拍摄到的反射光分光一边进行缺陷检测，所以拍摄到的彩色图像的图像处理的负荷变大。因此，产生如下问题：需要具备能够进行特殊的高速处理的图像处理系统，装置整体上变得昂贵。
[0022]另一方面，专利文献3记载的装置通过使用检测与光的三原色对应的激光和与各个光的波长对应的正反射光的多个拍摄装置，从而不需要进行上述彩色相机的分光处理。然而，由于激光的直线性优异，所以检测正反射光是有利的，但检测漫反射光的信息是困难的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.金属带的表面检查装置，其中，具备：第一光源部，向金属带的表面出射光；第一拍摄部，拍摄来自所述第一光源部的出射光在所述金属带的表面上的正反射光；第二光源部，向所述金属带的表面出射与所述第一光源部的出射光不同的波段的光；第二拍摄部，拍摄来自所述第二光源部的出射光在所述金属带的表面上的漫反射光；以及表面缺陷判别部，使用由所述第一拍摄部拍摄到的正反射光和由所述第二拍摄部拍摄到的漫反射光，进行所述金属带的表面缺陷的判别，来自所述第一光源部的出射光及来自所述第二光源部的出射光同时照射到所述金属带的表面的同一位置。2.根据权利要求1所述的金属带的表面检查装置，其中，所述第一拍摄部具备使来自所述第一光源部的出射光的波长成分选择性地透射的第一光学滤光器部，所述第二拍摄部具备使来自所述第二光源部的出射光的波长成分选择性地透射的第二光学滤光器部。3.根据权利要求1或2所述的金属带的表面检查装置，其中，来自所述第一光源部的出射光是选自比来自所述第二光源部的出射光的波长长的波段的光。4.根据权利要求1～3中任一项所述的金属带的表面检查装置，其中，来自所述第一光源部的出射光是选自暖色的波段的光，来自所述第二光源部的出射光是选自冷色的波段的光。5.根据权利要求1～4中任一项所述的金属带的表面检查装置，其中，来自所述第二光源部的出射光向所述金属带的入射角度大于来自所述第一光源部的出射光向所述金属带的入射角度。6.根据权利要求1～5中任一项所述的金属带的表面检查装置，其中，所述第一拍摄部的光轴相对于所述金属带的法线...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田圭佑，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：