JP2013160507A - 磁粉探傷装置及び磁粉探傷方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁粉探傷装置1は、探傷領域を磁化する磁化部2と、蛍光磁粉を散布する磁粉散布部3と、紫外線を照射し蛍光磁粉を蛍光させる紫外線照射部4と、探傷領域の搬送方向上流側及び搬送方向下流側の各位置において、スリット光を照射するスリット光照射部5と、撮像部6と、画像処理部7とを備えている。画像処理部7は、撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度を、鋼片表面の法線方向に対して紫外線照射部の紫外線の照射方向が成す第1傾斜角度が第1補正角度に変化し、鋼片表面の法線方向に対して撮像部の撮像方向が成す第2傾斜角度が第2補正角度に変化した場合の濃度に補正し、補正撮像画像によりきずを検出する
【選択図】図3
Description
蛍光を見易くするために暗い状態で探傷を行うので、鋼片よりも広い領域に撮像視野を設定した場合、撮像画像中での鋼片と周囲との境界が区別し難い。従って、鋼片上の蛍光磁粉と、鋼片の周囲に落下した蛍光磁粉との区別が困難であり、鋼片の周囲に落下した蛍光磁粉を鋼片上のきずと誤認識する虞がある。
この課題を解決するために、鋼片表面の撮像領域の搬送方向下流側に、搬送方向に垂直な方向に鋼片を横断する白色光を照射し、撮像画像での白色光に対応する画素群の濃度分布によって鋼片の幅方向の端部を検出し、検出した鋼片の幅方向の端部の位置から、蛍光している蛍光磁粉の位置を判断する磁粉探傷装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、このような磁粉探傷装置においては、白色光が探傷領域の搬送方向の下流側の一方だけに設けられているので、探傷領域全域での蛍光磁粉の位置を判断するのが難しい。
鋼片の搬送中に、鋼片の曲がりやパスラインの変動等により、鋼片の表面の傾きが鋼片の長手方向や幅方向で変動する。そして、鋼片表面の傾きの変動により、鋼片表面の法線方向に対して紫外線の照射方向が成す角度が変動し、その角度が大きくなるほど鋼片表面に散布されている蛍光磁粉が受ける紫外線の量が少なくなるので、蛍光磁粉が発する蛍光の蛍光強度が弱くなる。このように、鋼片表面の法線方向に対して紫外線の照射方向が成す角度が大きくなるほど撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度が低くなる。従って、鋼片表面の法線方向に対して紫外線の照射方向が成す角度が大きくなるほど、きずを精度良く検出できない。
また、鋼片表面の傾きの変動により、鋼片表面の法線方向に対して撮像方向が成す角度が変動し、その角度が大きくなるほど撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度が低くなる。図1は、きずaが存在する探傷領域と、きずbが存在する探傷領域の撮像画像である。図1(a)は、鋼片表面の法線方向に対して撮像方向が成す角度が0度の場合のきずaが存在する探傷領域の撮像画像であり、図1(b)は、前記角度が45度の場合のきずaが存在する探傷領域の撮像画像であり、図1(c)は、前記角度が0度の場合のきずbが存在する探傷領域の撮像画像であり、図1(d)は、前記角度が45度の場合のきずbが存在する探傷領域の撮像画像である。なお、きずaの方が、きずbに比べてきずの深さが深い。図2は、図1に示す撮像画像を構成する画素のうち、蛍光磁粉に対応する画素群の長手方向についての濃度の分布図である。図2(a)は、図1(a)、図1(b)の撮像画像の濃度の分布図であり、図2(b)は、図1(c)、図1(d)の撮像画像の濃度の分布図である。これらの分布図の横軸は、画素群の長手方向の位置であり、画素群の一端からの画素数で表されている。1画素の大きさが約0.11mmであり、長手方向の画素数がおよそ90なので、きずa、きずbの長さは約10mmである。縦軸は、蛍光磁粉に対応する画素群の濃度であり、最小値が0であり、最大値が255である。
蛍光磁粉に対応する画素群の濃度は、鋼片表面の法線方向に対して撮像方向が成す角度が0度の場合の方が45度の場合よりも高くなっている。これは、きずaのようにきずの深さが深い場合も、きずbのようにきずの深さが浅い場合も同様である。このように、鋼片表面の法線方向に対して撮像方向が成す角度が大きくなるほど撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度が低くなる。従って、鋼片表面の法線方向に対して撮像方向が成す角度が大きくなるほど、きずを精度良く検出できない。
このように、鋼片表面の傾きの変動によってきずの検出精度が低くなるが、搬送中の鋼片表面の傾きが変動しても、蛍光した蛍光磁粉が映っているだけの撮像画像を用いたのでは、鋼片表面の傾きの変動を撮像画像から認識できない。従って、蛍光磁粉に対応する画素群の濃度を鋼片表面の傾きに応じて補正することができないので、きずを精度良く検出できない。
鋼片表面の緩やかな凸凹からは磁束が漏れ難いので、幅が広くて深さが浅いきずは蛍光磁粉が吸着し難い。従って、幅が広くて深さが浅いきずは、磁粉探傷装置によって検出し難い。
この課題を解決するために、紫外線の照射に加えて、鋼片の表面に対して傾斜した方向から可視光を照射し、凸凹による影の幅、長さ、面積からきずを探傷する磁粉探傷装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、このような磁粉探傷装置での可視光による探傷では、きずの深さが異なっても影の幅、長さ、面積が同等であるため、きずの深さを判断することは難しい。
また、鋼片表面の傾きが変動してもきずの検出精度が良い磁粉探傷装置及び磁粉探傷方法を提供することを第2の課題とする。
また、鋼片表面の幅が広くて深さが浅いきずを検出することができる磁粉探傷装置及び磁粉探傷方法を提供することを第3の課題とする。
鋼片の搬送中の鋼片表面の傾きの変動により、第1傾斜角度及び第2傾斜角度が変動し、撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度が変動する。
しかしながら、請求項1に係る発明によれば、撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度を、第1傾斜角度が第1補正角度であり、第2傾斜角度が第2補正角度である場合の濃度に補正できるので、第1補正角度及び第2補正角度を一定にすれば、搬送中に鋼片表面の傾きが変動しても、蛍光磁粉に対応する画素群の濃度の変動を低減することができる。
従って、本発明において、第1補正角度及び第2補正角度を一定にすれば、鋼片表面の傾きを同様の条件にしてきずを検出するので、きずの検出精度が良くなる。
また、第1補正角度、及び、第2補正角度を小さい角度にすることにより、撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度を、鋼片表面の法線方向から蛍光磁粉に紫外線を照射し、かつ、鋼片表面の法線方向から撮像した場合の濃度に補正することができる。このことにより、第1算出角度や第2算出角度が大きく、撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度が低いためにきずの検出が困難な場合にも、第1補正角度、及び、第2補正角度を小さい角度にすることにより、きずを検出することができる。従って、きずの検出精度が良くなる。
また、搬送方向上流側と搬送方向下流側のそれぞれのスリット光の両端部が鋼片の幅方向の端部を示すので、2本のスリット光に挟まれた領域が探傷領域であることが容易に分かる。従って、鋼片の周囲に落下した蛍光磁粉を鋼片上のきずと誤認識する虞が少ない。このことにより、きずの検出精度が良くなる。
また、スリット光によってきずの検出を行う撮像画像の数が、蛍光磁粉によってきずの検出を行う撮像画像の数よりも多い。従って、蛍光磁粉によってきずの検出を行う撮像画像での探傷領域の搬送方向上流側と搬送方向下流側のスリット光の位置だけでなく、該探傷領域の搬送方向中央付近にある幅が広くて深さが浅いきずも検出することができる。
本発明において、磁化ステップと磁粉散布ステップとは、いずれを先に行ってもよいし、また、両者を同時に行ってもよい。
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の第1の実施形態に係る磁粉探傷装置について説明する。
図3は、磁粉探傷装置の一構成例を概略的に示す図である。
磁粉探傷装置1は、磁化部2、磁粉散布部3、紫外線照射部4、スリット光照射部5、撮像部6、及び画像処理部7を備えている。また、磁粉探傷装置1は、撮像画像を表示する表示部8と、各部の動作を制御する制御部9とを備えている。鋼片Kは、磁粉探傷装置1が備える搬送ローラ10によって、搬送方向に搬送される。
磁化部2は、鋼片Kを周方向に磁化する極間磁化コイル2aと鋼片Kを軸方向に磁化する貫通磁化コイル2bと有し、鋼片表面K1の探傷領域Sを磁化する。
磁粉散布部3は、探傷領域Sに蛍光磁粉Zを散布する。磁化部2による探傷領域Sの磁化と、磁粉散布部3による探傷領域Sへの蛍光磁粉Zの散布は、いずれを先に行ってもよいし、また、両者を同時に行ってもよい。
紫外線照射部4は、磁化部2によって磁化され、磁粉散布部3によって蛍光磁粉Zが散布された探傷領域Sに紫外線を照射し、蛍光磁粉Zを蛍光させる。紫外線照射部4は、例えば、UV−LEDや水銀灯である。
スリット光照射部5は、探傷領域Sの搬送方向上流側及び搬送方向下流側の各位置において、鋼片Kの搬送方向に垂直な方向に横断する可視光のスリット光SLを照射する。
撮像部6は、探傷領域Sを撮像する。撮像部6は、例えばCCDカメラである。
画像処理部7は、撮像部6が撮像した撮像画像を画像処理し、きずを検出する。
この磁粉探傷装置1によって磁粉探傷を行う場合には、予め、鋼片表面K1の法線方向Hに対して紫外線照射部4の紫外線照射方向FVが成す第1傾斜角度αと、第1傾斜角度αの変化に応じて変化する、撮像画像中の蛍光磁粉Zに対応する画素群の濃度との第1対応関係、及び鋼片表面K1の法線方向Hに対して撮像部6の撮像方向F11が成す第2傾斜角度βと、第2傾斜角度βの変化に応じて変化する、撮像画像中の蛍光磁粉Zに対応する画素群の濃度との第2対応関係を調査する(対応関係調査ステップ)。
図6は、第1傾斜角度及び第2傾斜角度と、撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度との対応関係を示す図であり、図6(a)は、第1対応関係を示す図であり、図6(b)は、第2対応関係を示す図である。
図7は、第1傾斜角度及び第2傾斜角度と、撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度との対応関係の調査方法を示す図であり、図7(a)は、第1対応関係の調査方法を示す図であり、図7(b)は、第2対応関係の調査方法を示す図である。
後述する磁化ステップと同様に鋼片表面K1の探傷領域を磁化する。続いて、後述する磁粉散布ステップと同様に、探傷領域に蛍光磁粉Zを散布し、蛍光磁粉Zを鋼片表面K1のきずに吸着させる。続いて、後述する紫外線照射ステップと同様に、探傷領域に紫外線を照射し、蛍光磁粉Zを蛍光させる。続いて、後述する撮像ステップと同様に、探傷領域を撮像する。
撮像時に、撮像部6の位置及び撮像方向F11は一定に保持する。そして、紫外線照射部4の照射方向FVを蛍光磁粉Zに向けた状態で、蛍光磁粉Zを中心として紫外線照射部4の位置を変え、第1傾斜角度αを変化させる。そして、撮像部6が撮像する撮像画像での第1傾斜角度αの変化に応じた濃度の変化を調べる。このとき、鋼片表面K1の法線方向Hに対して撮像部の撮像方向F11が成す第2傾斜角度βは、実際の磁粉探傷時に設定される第2傾斜角度の範囲内(例えば0°)に定めるのが望ましい。図6(a)に示すように、第1傾斜角度αが大きくなるほど、撮像画像中の蛍光磁粉Zに対応する画素群の濃度は低くなる。
上述した第1対応関係の調査方法と同様にして、探傷領域を撮像する。
撮像時に、紫外線照射部4の位置及び紫外線の照射方向FVは一定に保持する。そして、撮像部6の撮像方向F11を蛍光磁粉Zに向けた状態で、蛍光磁粉Zを中心として撮像部6の位置を変え、第2傾斜角度βを変化させる。撮像部6が撮像する撮像画像での第2傾斜角度βの変化に応じた濃度の変化を調べる。このとき、鋼片表面K1の法線方向Hに対して紫外線照射部4の紫外線の照射方向FVが成す第1傾斜角度αは、実際の磁粉探傷時に設定される第1傾斜角度αの範囲内(例えば0°)に定めるのが望ましい。図6(b)に示すように、第2傾斜角度βが大きくなるほど、撮像画像中の蛍光磁粉Zに対応する画素群の濃度は低くなる。
このようにして、第1対応関係及び第2対応関係を調査し、画像処理部7に記憶させる。
磁化部2は、搬送中の鋼片表面K1の探傷領域Sを磁化する(磁化ステップ)。
磁粉散布部3は、搬送中の鋼片表面K1の探傷領域Sに蛍光磁粉Zを散布する(磁粉散布ステップ)。この磁化ステップと磁粉散布ステップは、いずれを先に行ってもよいし、また、両ステップを同時に行ってもよい。
続いて、紫外線照射部4は、磁化ステップによって磁化され、磁粉散布ステップによって蛍光磁粉が散布された探傷領域Sに紫外線を照射し蛍光磁粉Zを蛍光させる(紫外線照射ステップ)。
続いて、スリット光照射部5は、探傷領域Sの搬送方向上流側において、鋼片Kの搬送方向に垂直な方向に横断する可視光のスリット光SL1を照射し、探傷領域Sの搬送方向下流側において、鋼片Kの搬送方向に垂直な方向に横断する可視光のスリット光SL2を照射する(スリット光照射ステップ)。このスリット光SL1とスリット光SL2を合わせて称する場合にはスリット光SLという。このスリット光照射ステップによるスリット光SLの照射は、紫外線照射ステップよりも先に開始していてもよい。つまり、次の撮像ステップの以前に、紫外線照射ステップとスリット光照射ステップを開始していればよい。
続いて、撮像部6は、探傷領域Sを撮像し、撮像画像を形成する(撮像ステップ)。このとき、鋼片表面K1の全幅が撮像されるように、鋼片表面K1の幅よりも広い領域に撮像視野を設定する。また、鋼片表面K1で撮像されていない箇所が無いように、搬送方向に探傷領域Sを連続して撮像する。図8は、撮像部6が撮像する撮像画像の一例の概略図である。撮像画像には、鋼片表面K1の周囲を含めて探傷領域Sが撮像される。
図9は、第1傾斜角度αの算出方法を説明する図であり、図9(a)は、鋼片表面K1のスリット光SLを撮像部6が撮像している状態の概略図であり、図9(b)は、スリット光SLが撮像された撮像画像の概略図である。
以下の説明では、磁粉探傷装置中の任意の点を原点とし、図9(a)に示すように、搬送方向に垂直で水平な方向をX方向、搬送方向をY方向、鉛直方向をZ方向としている。
撮像部6が固定されているので、撮像部6の位置と、撮像方向F11と、撮像方向F11を軸とし所定の方向を基準とした場合の撮像部6の回転角度とは、既知である。従って、撮像画像中の画素毎にそれぞれの画素に映し出される空間の位置を示す直線(以下、この直線を画素撮像直線という)は一意的に決まる。
画像処理部7は、撮像画像中のスリット光SL中から、任意の点P1を選ぶ。
この点P1に対応する画素撮像直線F12は、F12が通る任意の箇所の座標(X1,Y1,Z1)を用いて下記の式で表わされる。
(X−X1)/a1=(Y−Y1)/b1=(Z−Z1)/c1・・・(1)
また、スリット光照射部5が固定されているので、スリット光照射部5の位置と、スリット光の照射方向F2と、スリット光の照射方向F2を軸とし所定の方向を基準とした場合のスリット光照射部5の回転角度とが既知である。ここで、スリット光照射方向とは、スリット光照射部5から扇形に照射される可視光の内で扇形の中心を通る可視光の方向をいう。
従って、扇状に広がるスリット光から成る面(以下、この面をスリット光面STという)の位置が決まる。このスリット光面STの位置は下記の式で表わされる。
a2X+b2Y+c2Z=d2・・・(2)
すると、撮像画像中の点P1に対応する鋼片表面K1上の点U1の座標は、画素撮像直線F12とスリット光面STとの交点なので、式(1)と式(2)を解くことによって求められる。
こうして点U1の座標(XU1,YU1,ZU1)が求められる。
このようにして、画像処理部7は、スリット光SL1及びSL2の内のいずれか一方のスリット光上から点P1及び点P2の2点を選び、いずれか他方のスリット光上から点P3の1点を選ぶ。そして、点P1、P2、P3のそれぞれに対応する鋼片表面K1上の点U1、U2、U3の位置を算出する。
そして、点U1、U2、U3の3点を通る面の式 a3X+b3Y+c3Z=d3 を算出する。この式が鋼片表面K1の位置を示す。
そして、鋼片表面K1の法線方向Hを算出する。一方、紫外線照射部4は固定されており、紫外線照射部4の紫外線照射方向FVは既知なので、鋼片表面K1の法線方向Hに対して紫外線の照射方向FVが成す第1傾斜角度αを算出することができる。
また、撮像部6の撮像方向F11は既知なので、鋼片表面K1の法線方向Hに対して撮像部6の撮像方向F11が成す第2傾斜角度βを算出することができる。
図10は、第1対応関係及び第2対応関係を示す図であり、図10(a)は、第1対応関係を示す図であり、図10(b)は、第2対応関係を示す図である。
第1対応関係から、第1算出角度α1に対応付けられる濃度D11を算出する。また、第1対応関係から、第1補正角度α2に対応付けられる濃度D12を算出する。そして、撮像画像中の蛍光磁粉Zに対応する画素群の濃度がE1であるとすると、第1傾斜角度αが第1算出角度α1から第1補正角度α2に変化した場合の濃度E01は、
E01=E1×D12/D11・・・(3)
の式によって算出される。
第2対応関係から、第2算出角度β1に対応付けられる濃度D21を算出する。また、第1対応関係から、第2補正角度β2に対応付けられる濃度D22を算出する。そして、撮像画像中の蛍光磁粉Zに対応する画素群の濃度がE1であるとすると、第2傾斜角度βが第2出角度β1から第2補正角度β2に変化した場合の濃度E02は、
E02=E1×D22/D21・・・(4)
の式によって算出される。
上述した第1補正処理ステップと第2補正処理ステップとは、いずれの一方を先に行ってもよい。
第1補正処理ステップを先に行い、続いて第2補正処理ステップを行う場合には、上述した(4)式において、E1を(3)式で得たE01に置き換えて、第1補正処理ステップと第2補正処理ステップとの補正を行った後の濃度E2を次のように算出すればよい。
E2=E01×D22/D21
反対に、第2補正処理ステップを先に行い、続いて第1補正処理ステップを行う場合には、上述した(3)式において、E1を(3)式で得たE02に置き換えて、第1補正処理ステップと第2補正処理ステップとの補正を行った後の濃度E2を次のように算出すればよい。
E2=E02×D12/D11
また、第1補正処理ステップと第2補正処理ステップとを、一緒に行う場合は、補正後の濃度E2とすると、次の式によって算出すればよい。
E2=E1×D12/D11×D22/D21
このように、第1補正処理ステップと第2補正処理ステップとを実行することにより補正撮像画像を形成する。
画像処理部7は、補正撮像画像中のスリット光SL1とスリット光SL2に挟まれた領域内の画素群を対象にきずの検出を行う。画像処理部7は、補正撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度や、形状や、大きさを、予め定めた基準と比較してきずか否かを判定する。
また、第1補正角度、及び、第2補正角度を小さい角度にすることにより、撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度を、鋼片表面の法線方向から蛍光磁粉に紫外線を照射し、かつ、鋼片表面の法線方向から撮像した場合の濃度に補正することができる。このことにより、第1算出角度や第2算出角度が大きく、撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度が低いためにきずの検出が困難な場合にも、第1補正角度、及び、第2補正角度を小さい角度にすることにより、きずを検出することができる。従って、きずの検出精度が良くなる。
また、搬送方向上流側と搬送方向下流側のそれぞれのスリット光の両端部が鋼片の幅方向の端部を示すので、2本のスリット光に挟まれた領域が探傷領域であることが容易に分かる。従って、鋼片の周囲に在る蛍光磁粉を鋼片上のきずと誤認識する虞が少ない。このことにより、きずの検出精度が良くなる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る磁粉探傷装置について説明する。本実施形態に係る磁粉探傷装置は、第1の実施形態に係る磁粉探傷装置が行う第1補正処理ステップと第2補正処理ステップの後に第3補正処理ステップを実行する。
第3補正処理ステップは、次のように行う。
画像処理部7は、第1補正処理ステップ及び第2補正処理ステップを実行して濃度が補正された撮像画像を、第2傾斜角度βが第2算出角度β1から第2補正角度β2に変化した場合に撮像部6によって撮像される撮像画像に幾何学的に変換する。ここでいう幾何学的に変換するとは、濃度が補正された撮像画像全体の形状を撮像画像中の画素群を含めて変換することである。この幾何学的な変換は、例えば、既知のアフィン変換や射影変換によって行うことができる。
第2補正角度を、蛍光磁粉が表すきずの形状が見易い角度(例えば0°)に設定することにより、きずの検出精度が良くなる。
次に、本発明の第3の実施形態に係る磁粉探傷装置について説明する。本実施形態に係る磁粉探傷装置は、第1の実施形態に係る磁粉探傷装置、又は第2の実施形態に係る磁粉探傷装置が行うきずの検出に加えて、スリット光照射部が照射するスリット光によってきずを検出する。以下にそのきずの検出方法について説明する。
図11は、スリット光によってきずを検出する方法の説明図であり、図11(a)は、スリット光によってきずを検出している状態の概略図であり、図11(b)は、きずに照射されたスリット光を撮像した撮像画像である。図11(a)では、鋼片Kの長手方向の一部のみを示している。
スリット光照射部5と撮像部6とは、スリット光照射部5のスリット光照射方向F2と撮像部6の撮像方向F11とが互いに異なる方向となるように配置されている。
撮像部6は、探傷領域Sを複数回撮像する。画像処理部7は、撮像された複数の撮像画像の中の一部の撮像画像について、第1の実施形態に係る磁粉探傷装置、又は第2の実施形態に係る磁粉探傷装置と同様に補正撮像画像を形成し、該補正撮像画像によりきずを検出する。また、画像処理部7は、撮像部6が撮像した前記複数の撮像画像についてスリット光SLに対応する画素群に基づいてきずを検出する。
換言すると、画像処理部7は、撮像された複数の撮像画像の中の一部の撮像画像については、蛍光磁粉によるきずの検出とスリット光によるきずの検出の両方を行い、残りの撮像画像についてはスリット光によるきずの検出のみを行う。
画像処理部7は、スリット光SLに対応する画素群の形状を予め定めた基準と比較してきずか否かを判定する。
このように、スリット光によって、所謂光切断法による探傷を行うので、幅が広くて深さが浅いきずを容易に検出することができる。
また、本実施形態では、蛍光磁粉によってきずの検出を行う撮像画像の数よりも、スリット光によってきずの検出を行う撮像画像の数の方が多い。
図12は、蛍光磁粉とスリット光とによってきずの検出を行う撮像画像と、スリット光にるきずの検出のみを行う撮像画像の撮像位置の概略図である。
スリット光によるきずの検出のみを行う撮像画像に撮像されているスリット光が、蛍光磁粉とスリット光とによってきずの検出を行う撮像画像に撮像されている搬送方向上流側と搬送方向下流側の2本のスリット光の間に位置する。
従って、蛍光磁粉とスリット光とによってきずの検出を行う撮像画像での探傷領域の搬送方向上流側と搬送方向下流側のスリット光の位置だけでなく、該探傷領域の搬送方向中央付近にある幅が広くて深さが浅いきずも検出することができる。
望ましくは、蛍光磁粉とスリット光とによってきずの検出を行う撮像画像を2回撮像する間に、スリット光によるきずの検出のみを行う撮像画像の撮像を少なくとも1回行う。これにより、蛍光磁粉とスリット光とによってきずの検出を行う撮像画像全てにおいて、探傷領域の搬送方向中央付近にある幅が広くて深さが浅いきずも検出することができる。
2・・・磁化部
3・・・磁粉散布部
4・・・紫外線照射部
5・・・スリット光照射部
6・・・撮像部
7・・・画像処理部
K・・・鋼片
K1・・・鋼片表面
S・・・探傷領域
SL・・・スリット光
Claims (4)
- 搬送ラインを搬送する鋼片の表面を探傷する磁粉探傷装置であって、
前記鋼片表面の探傷領域を磁化する磁化部と、
前記探傷領域に蛍光磁粉を散布する磁粉散布部と、
前記磁化部によって磁化され、前記磁粉散布部によって蛍光磁粉が散布された前記探傷領域に紫外線を照射し、該蛍光磁粉を蛍光させる紫外線照射部と、
前記探傷領域の搬送方向上流側及び搬送方向下流側の各位置において、前記鋼片の搬送方向に垂直な方向に横断する可視光のスリット光を照射するスリット光照射部と、
前記探傷領域を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した撮像画像を画像処理する画像処理部とを備え、
前記画像処理部には、前記鋼片表面の法線方向に対して前記紫外線照射部の紫外線の照射方向が成す第1傾斜角度と、該第1傾斜角度の変化に応じて変化する、前記撮像画像中の前記蛍光磁粉に対応する画素群の濃度との第1対応関係、及び該鋼片表面の法線方向に対して前記撮像部の撮像方向が成す第2傾斜角度と、該第2傾斜角度の変化に応じて変化する、該撮像画像中の該蛍光磁粉に対応する画素群の濃度との第2対応関係が予め記憶されており、
前記画像処理部は、前記撮像部の位置、該撮像部の撮像方向、前記スリット光照射部の位置、該スリット光の照射方向、及び搬送方向上流側及び搬送方向下流側のスリット光に対応する画素群の前記撮像画像中での位置に基づいて、幾何学的に実際の第1傾斜角度及び第2傾斜角度を算出する傾斜角度算出ステップと、該傾斜角度算出ステップにより算出した実際の第1傾斜角度である第1算出角度に対して前記第1対応関係によって対応付けられる濃度と、第1算出角度と異なる第1傾斜角度である第1補正角度に対して該第1対応関係によって対応付けられる濃度との比を用いて、該撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度を、第1傾斜角度が第1算出角度から第1補正角度に変化した場合の濃度に補正する第1補正処理ステップと、該傾斜角度算出ステップにより算出した実際の第2傾斜角度である第2算出角度に対して前記第2対応関係によって対応付けられる濃度と、第2算出角度と異なる第2傾斜角度である第2補正角度に対して該第2対応関係によって対応付けられる濃度との比を用いて、該撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度を、第2傾斜角度が第2算出角度から第2補正角度に変化した場合の濃度に補正する第2補正処理ステップとを実行することにより補正撮像画像を形成し、該補正撮像画像によりきずを検出することを特徴とする磁粉探傷装置。 - 前記画像処理部は、前記第1補正処理ステップ及び前記第2補正処理ステップを実行した前記撮像画像に対し、前記第2傾斜角度が前記第2算出角度から第2補正角度に変化した場合に前記撮像部によって撮像される撮像画像に幾何学的に変換する第3補正処理ステップを更に実行することにより補正撮像画像を形成し、該補正撮像画像によりきずを検出することを特徴とする請求項1に記載の磁粉探傷装置。
- 前記スリット光照射部のスリット光照射方向と前記撮像部の撮像方向とが互いに異なる方向となるように、該スリット光照射部及び該撮像部は配置され、
前記撮像部は前記探傷領域を複数回撮像し、
前記画像処理部は、撮像された複数の撮像画像の中の一部の撮像画像について前記補正撮像画像を形成し、該補正撮像画像によりきずを検出すると共に、該複数の撮像画像について前記スリット光に対応する画素群に基づいてきずを検出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の磁粉探傷装置。 - 搬送ラインを搬送する鋼片の表面を探傷する磁粉探傷方法であって、
前記鋼片表面の探傷領域を磁化する磁化ステップと、
前記探傷領域に蛍光磁粉を散布する磁粉散布ステップと、
前記磁化ステップによって磁化され、前記磁粉散布ステップによって蛍光磁粉が散布された前記探傷領域に紫外線を照射し、該蛍光磁粉を蛍光させる紫外線照射ステップと、
前記紫外線照射ステップによって蛍光磁粉を蛍光させた前記探傷領域の搬送方向上流側及び搬送方向下流側の各位置において、前記鋼片の搬送方向に垂直な方向に横断する可視光のスリット光を照射するスリット光照射ステップと、
前記スリット光照射ステップによってスリット光を照射された前記探傷領域を撮像し、撮像画像を形成する撮像ステップと、
前記鋼片表面の法線方向に対して前記紫外線照射ステップにおける紫外線の照射方向が成す第1傾斜角度と、該第1傾斜角度の変化に応じて変化する、前記撮像画像中の前記蛍光磁粉に対応する画素群の濃度との第1対応関係、及び該鋼片表面の法線方向に対して前記撮像ステップにおける撮像方向が成す第2傾斜角度と、該第2傾斜角度の変化に応じて変化する、該撮像画像中の該蛍光磁粉に対応する画素群の濃度との第2対応関係を予め調査する対応関係調査ステップと、
前記撮像ステップにおいて撮像する撮像部の位置、該撮像部の撮像方向、前記スリット光照射ステップにおいてスリット光を照射するスリット光照射部の位置、該スリット光の照射方向、及び搬送方向上流側及び搬送方向下流側のスリット光に対応する画素群の前記撮像画像中での位置に基づいて、幾何学的に実際の第1傾斜角度及び第2傾斜角度を算出する傾斜角度算出ステップと、
前記傾斜角度算出ステップにより算出した実際の第1傾斜角度である第1算出角度に対して前記第1対応関係によって対応付けられる濃度と、第1算出角度と異なる第1傾斜角度である第1補正角度に対して該第1対応関係によって対応付けられる濃度との比を用いて、前記撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度を、第1傾斜角度が第1算出角度から第1補正角度に変化した場合の濃度に補正する第1補正処理ステップと、
前記傾斜角度算出ステップにより算出した実際の第2傾斜角度である第2算出角度に対して前記第2対応関係によって対応付けられる濃度と、第2算出角度と異なる第2傾斜角度である第2補正角度に対して該第2対応関係によって対応付けられる濃度との比を用いて、前記撮像画像中の蛍光磁粉に対応する画素群の濃度を、第2傾斜角度が第2算出角度から第2補正角度に変化した場合の濃度に補正する第2補正処理ステップと、
前記第1補正処理ステップと前記第2補正処理ステップとを実行することにより補正撮像画像を形成し、該補正撮像画像によりきずを検出するきず検出ステップを含むことを特徴とする磁粉探傷方法。
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