JPS596383B2 - 表面検査装置の診断方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表面検査装置の正常、異常を検査する自己診
断方法に関する。

圧延鋼板などの被検査体の表面疵は勿論好ましからざる
ものであり、程度によつては製品を不良にしてしまう。

そして疵はそれぞれ特定の原因によつて発生し、早期発
見してその疵の原因を除去してしまわないと同種の疵を
持つ製品が多量に発生し、それらがすべて不良品となつ
て大きな経済的損失を与えることがある。そこで種々の
表面疵検査装置が開発され、実施されている。本出願人
が特願昭５１−８６３８７号、特公昭５７一３５７８８
号および特願昭５１−８６３８７号等で提案した検査装
置もその１つである。ところでかゝる表面検査装置はス
トリップミルなど帯材製造現場に配設され、高温、多湿
、粉塵等の悪環境で稼動する場合が多いので、装置が正
常に動作しているか否か常に監視することが望ましい。

装置故障の原因は種々あるが、比較的多いのは撮像系で
ある。即ち疵検出に、被検査体表面をテレビカメラで撮
像し、該カメラからの画像信号を信号処理するという方
法をとる場合、被検査体が圧延中の鋼板などの場合は大
輝度のストロボで鋼板を照射する必要があるが、大輝度
のストロボは比較的寿命が短い。ストロボに寿命がきて
輝度が低下すれば、勿論所望の疵検出は不可能になる。
テレビカメラに感度低下、または故障が生じた場合も同
様である。また画像信号を信号処理する際、該画像信号
には同期信号、および鋼板周囲の物体の画像信号なども
含まれているので、これらを除いて誤検出を防ぐため、
鋼板側縁（エッジ）を検出し、両側縁内の表面部分を検
出範囲とする検査範囲設定信号を用いるが、圧延鋼板は
中延び、耳波などの形状不良を生じていることがあり、
耳波が生じていると光の反射が異常となり、周囲との区
別がつかなくなつてエツジ検出が不能となることがある
。か＼る事態に対処すべく、既提案の装置では前回のエ
ツジ検出で得た検査範囲信号を記憶しておき、エツジ検
出不能の場合はこれを用いるようにしているが、エツジ
検出不能が連続して発生すると検査範囲信号が古いもの
になつて現状に合わず、検査範囲内に鋼板のエツジが入
つて、該エツジが疵として誤検出される事態が生じる。
本発明はか＼る事態を速やかに検知して表面検査が正常
になされていないことを警告しようとするものであり、
その特徴とする所は移動中の被検査体の表面を瞬間照明
する光源、該被検査体表面の静止像を撮像するテレビカ
メラ、該カメラの出力画像信号から被検査体のエツジを
求め該エツジから検査範囲設定信号を出力する回路、該
画像信号の急激な振幅変化を検出して変化点信号を出力
する回路、前記検査範囲設定信号と変化点信号とから被
検査体表面の疵を検出する回路とを備える表面検査装置
の診断方法において、被検査体の工ツジが検出されない
撮像回数が一定数を越えるとき表面検査装置異常を警報
する点にある。次に図面を参照しながらこれを詳細に説
明する。第１図は本出願人が既に提案した表面検査装置
の概要を示す。

１は高解像度テレビカメラで、ストロボ６ｂが高速移動
中の被検査体、本例では圧延中の鋼板６ａを照射すると
き、該鋼板を静止像として撮像する。

２は変化点信号出力回路、３は検査範囲設定信号出力回
路、４はアンドゲート、５は疵信号出力回路であり、こ
れらがカメラ１からの画像信号Ｓｇを信号処理して疵検
出を行なう。

第２図の波形図を参照しながら疵検出の概要を説明する
と、テレビカメラ１からの画像信夛Ｓ８！ｔ第２図Ｓｇ
に示す如く、水平同期信号Ｓｙｎと、被検査体表面の画
像信号Ｓ１と、その周囲の画像信号Ｓ２と、場合により
含まれる疵信号Ｎからなる。求めるのは疵信号Ｎである
から、先ず回路２で信号Ｓｇを微分し、次いで全波整流
して第２図ｂに示す変化点信号ｂを得る。この信号には
同期信号Ｓｙｎｌ被検査体のエツジで立土りまた立下る
信号Ｓ３、疵信号Ｎなど、画像信号の急激な振巾変化を
する点すべてを示す信号が含まれる。そこで疵信号を他
の信号から識別するため、回路３で画像信号Ｓｇからエ
ツジ信号を取出し、左、右両側のエツジ信号間の間隔よ
りや＼狭い第２図ｃに示すパルス巾Ｔの検査範囲設定信
号を作り、これをアンドゲート４に加える。回路２の出
力信号ｂをこのゲート４に通せば、該ゲートからは第２
図Ｎに示す如く疵検出信号Ｎを得ることができる。勿論
鋼板表面の画像信号は種々の原因により微細な変化をし
ており、従つて変化点信号出力回路２の出力信号にも図
示しないが多数の微小なパルスが含まれる。従つて疵信
号のみを出力するにはシユミツト回路などの閾別手段か
らなる疵信号出力回路５を用い、あるスレシヨルドレベ
ルＴＨ以上のものとして疵信号Ｎを得る。検査範囲設定
に必要なエツジ検出は第２図Ｓｇに示した如く、被検査
体表面部ではその周囲より画像信号のレベルが顕著に異
なり、これは疵や同期信号によるレベル変化より大であ
るという点を利用して行なうことができ、巾Ｗより狭い
期間Ｔは巾検出（エツジ検出）信号および画像信号を若
干遅らせる等の信号処理により求めることができる。

第３図はその一例を示し、３ａは分配器、３ｂ，３ｃは
同じ遅延時間τを持つ遅延回路、３ｄは差動増幅器、３
ｅはシユミツト回路、３ｆはフリツプフロツプである。
テレビカメラ１からの画像信号Ｓｇは分配器３ａにより
一方では遅延回路３ｂを介して差動増幅器３ｄの一方の
入力端に、他方では該差動増幅器３ｄの他方の入力端に
直接加えられる。第４図Ｓｇは該画像信号Ｓｇを示し、
第４図Ｅ，ｆは増幅器３ｄに加わる信号Ｓｇの遅延され
た信号ｅおよび直接信号ｆの各波形を示す。信号ｅは信
号Ｓｇを単に一定時間τだけ遅延した信号であるが、信
号ｆはこの信号入力回路には一端開放の遅延線３ｃが接
続されているので２τ後に反射波の影響が現われ、図示
の如く立上り立下り部が２段になる。増幅器３ｄでこれ
らの信号ｅ（５ｆの差をとるとその結果は第・４図ｇに
示す波形の信号ｇとなり、これをシユミツト回路３ｅに
おいてスレシヨルドレベルを図示Ｔｈのレベルにして閾
別すると該シユミツト回路からは第４図ｈに示す信号Ｈ
ｌ，ｈ２が得られる。この信号Ｈｌ，ｈ２は図示の如く
ほマ被検査体の両エツジに対応するが左端の信号ｈ１は
遅延時間τだけ左エツジから遅れており、従つて両エツ
ジを示す信号Ｈｌ，ｈ２のパルス間隔は被検香体の巾Ｗ
よりτだけ狭い。この信号Ｈｌ，ｈ２でフリツプフロツ
プ３ｆをセツト、りセツトすれば該回路３ｆからは第４
図ｃに示す検査範囲Ｔを示す信号ｃが得られる。このよ
うに検査範囲設定信号は被検査体のエツジを検出してそ
のエツジから求めるが、前述のように被検査鋼板のエツ
ジ部が波を打つていると検出できないことがあり、また
圧延鋼板がこれを案内するサイドガイド等に密接した場
合もエツジ検出不可能になる。

この様な場合に対処すべく、検査範囲設定にはメモリを
利用してエツジ検出不能な場合は該メモリから読出した
前回の検査範囲を用いる様にする。か＼る機能を持つ回
路が第５図である。第５図で１４は検出ライン設定回路
であり、一画面中の所定の高さの横線部分を検査範囲設
定信号の導出に利用すべく垂直同期信号ＶＤから所定数
後の水平同期信号から始まつて次の水平同期信号まで続
く１水平同期信号巾の信号Ｓｕを出力する。

６はフリツプフロツプ、７はクロツク発生器、８ａ，８
ｂはメモリ、９ａ，９ｂはアツプダウンカウンタ、１０
ａ〜１０ｆはアンドゲート、１１ａ〜１１ｃはナンドゲ
ート、１２はオアゲート、１３は第３図の３ａ〜３ｅか
らなるエツジ検出回路である。

第６図の波形図を参照しながら動作を説明すると、検出
ライン設定回路１４から上記水平同期信号巾の信号Ｓｕ
が出力され、アンドゲート１０ａはこの信号Ｓｕにより
開かれてエツジ検出回路１３からの前記信号Ｈｌ，ｈ２
を通し、フリツプフロツプ６をセツトおよびりセツトす
る。

第６図のＳｕ，ｈ等の欄は信号Ｓｕ，ｈ等の波形を示す
。他の信号についても同様である。従つてこのフリツプ
フロツプのＱ出力は検出ライン上の左右両エツジの間（
実際にはこれよりτだけ短い）オンとなり、これがオア
ゲート１２および、垂直プランキング信号ＢＬを加えら
れて垂直プランキング期間以外では開くアンドゲート１
０ｅを通つて、検査範囲設定信号ｃとして出力される。
この部分は第３図の回路に相当し、フリツプフロツプ６
は第３図のフリツプフロツプ３ｆに相当する。検出ライ
ン設定回路１４の出力信号Ｓｕはまたカウンタ９ａ，９
ｂに入力して、クロツク発生器７からのクロツクＣＬＫ
を計数する該カウンタをアツプカウンタとし、更にナン
ドゲー口１ａを介してメモリ８ａ，８ｂに入力する。

ナンドゲー口１ａは他方の入力端に水平同期信号ＨＤが
加わるので、該水平同期信号が現われるとき、つまり信
号Ｓｕの始端で０となる信号ｎを生じてメモリ８ａ，８
ｂをクリアする。フリツプフロツプ６のＱ出力およびＱ
出力はアンドゲート１０ｂ，１０ｃの一方の入力端に加
わり、これらのアンドゲートの他方の入力端にはアンド
ゲート１０ａの出力が加わるから、結局アンドゲート１
０ｂは被検査体の一方のエツジ信号１を、またアンドゲ
ート１０ｃは他方のエツジ信号ｊを出力する。こ＼で一
方および他方のエツジとは、テレビカメラの走査が左か
ら右へ行なわれるとすれば、一方とは最初に現われる左
エツジであり、他方とはその後現われる右エツジであり
、そしてこれらの信号は正しいエツジとは第４図に示し
た時間差τを持つているが、簡単化のためこ＼では時間
差は無視する。これらの信号１，ｊはメモリ８ａ，８ｂ
に入力してカウンタ９ａ，９ｂの内容をメモリ８ａ，８
ｂにセツトする。メモリ８ａ，８ｂの内容はまたカウン
タ９ａ，９ｂのロード端子に水平同期信号が入力すると
き該カウンタ９ａ，９ｂへセツトされる。そこで、今検
出ライン土での動作を考えると、先ず水平同期信号ＨＤ
が現われると、信号Ｓｕが発生し、ナンドゲート１１ａ
の出力でメモリ８ａ，８ｂのクリア、カウンタ９ａ，９
ｂのアツプカウンタ設定、メモリ８ａ，８ｂの内容（今
はＯ）のカウンタ９ａ，９ｂへのローデイングが行なわ
れる。

水平同期信号ＨＤの立下りで該ローデイングは終了し、
カウンタ９ａ，９ｂはクロツクＣＬＫの計数を開始する
。その後一方の（本例では左の）エツジ信号ｈ１が入力
すると、アンドゲー口０ａは該信号ｈ１を通してフリツ
プフロツプ６をセツトし、アンドゲート１０ｂを開いて
信号１を生じさせ、この信号がカウンタ９ａの内容をメ
モリ８ａへセツトさせる。カウンタ９ａの内容は水平同
期信号からつまり水平走査の始端から被検査体の左エツ
ジが現われる迄の時間又は長さを示している。その後エ
ツジ検出回路１３から右エツジ信号Ｈ２が出力され、こ
れはアンドゲート１０ａを通つてフリツプフロツプ６を
りセツトし、このとき開くアンドゲート１０ｃを通して
信号ｊとなつて、カウンタ９ｂの内容をメモリ８ｂへセ
ツトする。このカウンタ９ｂの内容は水平同期信号から
、つまり水平走査の始りから右エツジ信号が現われる迄
の時間または長さである。従つてメモリ８ａ，８ｂの内
容の差が左、右エツジ間距離つまり巾を示すことになる
。このようにして一画面の所定高さにおける水平検出ラ
イン上で巾検出がなされ、それがメモリに記憶される。
次の水平走査線以降では検出ライン設定回路の出力信号
ＳｕはＯであり、この結果カウンタ９ａ，９ｂはダウン
カウンタにセツトされる。

そして水平同期信号ＨＪ）が現われるとき、メモリ８ａ
，８ｂの内容がカウンタ９ａ，９ｂへローデイングされ
、該信号ＨＤの立下りでクロツク計数（減算）が開始さ
れる。本例ではメモリ８ａの内容はメモリ８ｂの内容よ
り小さいから、先ずカウンタ９ａの内容が零になり、フ
オロ一端子Ｆより信号（この信号をフオロ一信号という
）ｋが生じ、該信号がアンドゲート１０ｄの一方の入力
端に加わると共に、インバータ１１ｂで反転されてカウ
ンタイネーブル端子Ｅに加わり、クロツク計数を停止さ
Ｚせる。一方のカウンタ９ｂではまた計数（減算）が
続いているからフオロ一端子Ｆの信号ｌはＯであり、こ
れはインバータ１１ｃで反転されて１になり、アンドゲ
ート１０ｄの他の入力端子に加わる。従つて該ゲート１
０ｄは１出力を生じ、これ 二はオアゲート１２および
アンドゲート１０ｅを通つて信号ｃとなつて出力される
。その後カウンタ９ｂも減算が進んで内容がＯになり、
フオロ一端子Ｆの信号ｌが１になり、これはインバータ
で反転されてイネーブル端子Ｅに加わつて計数停止さ
５せると共にアンドゲート１０ｄを閉じ、上記信号ｃを
オフにする。従つてこれらのカウンタ９ａ，９ｂ等によ
り出力される信号ｃは前記の検査範囲設定信号であり、
回路１３，１０ａ，６のエツジ実測系からの検査範囲設
定信号と併用され、該実 ３測系からの信号がないとき
でも検査範囲設定を可能にする。この記憶系からの検査
範囲設定信号の出力動作は水平同期信号ＨＤが入力する
度に繰り返され、そして検出ライン設定回路１４が出力
を生じると ４ｑき記憶内容の更新が行なわれる。

ところでか＼る表面検査装置では、前述のように鋼板側
縁が波打つたりすると該側縁部がテレビカメラからは暗
く見え、周囲と区別がつかなくなつてエツジ検出が可能
になることがあり、か＼る場合の対策として第５図のエ
ツジを記憶させておく方法がとられるが、エツジ検出不
能が各画面で連続すると、メモリ８ａ，８ｂの内容は更
新されなくて非常に古いものになつてしまう。

そして遂には検査範囲が左右エツジ内鋼板表面から外れ
てエツジが検査範囲内に入り、疵として誤認される等の
事態を惹きおこす。本発明はこれを防止するもので、エ
ツジ検出がなされない回数を数え、それが一定数例えば
４を越えると警報を発するようにした。また、エツジ検
出がなされなくても検査範囲が鋼板表面所定範囲からず
れなければ検査装置としては異常ない訳であり、この点
を考慮するとエツジ検出がなされず、かつ疵検出回路５
（第１図）が出力を生じる回数が所定数を越えるとき、
異常とみなして警報を発するようにすればよく、本発明
の実施態様ではそのようにした。疵検出回路５のスレシ
ヨルドレベルは、疵信号は例えば２００〜５００ｍｖの
エツジ信号に対して１桁程度レベルが低いので、それに
対応させてかなり低いレベルにしてあり、従つて検査範
囲がずれてエツジ信号が疵検出回路５に入力すると確実
に疵として検出されてしまう。従つてか＼る場合は疵検
出回路５は連続出力するので、それを計数して所定数以
上になるとき警報を発するようにすれば検査範囲のずれ
を検出することが可能である。第７図はか＼る操作を行
なう回路例を示す。２０はエツジ検出回路で第５図の回
路１３に相当し、左、右エツジ信号Ｈｌ，ｈ２を出力す
る。

２１は左エツジ信号ｈ１に対する位置剖狽１回路、２２
はメモリ、２３はパルス発生回路、２４，２５，２６は
左エツジ信号Ｈ２に対する位置計測回路、メモリ、およ
びパルス発生回路である。

また２７，２８は垂直同期信号ＶＤでりセツトされ、左
、右エツジ信号Ｈｌ，ｈ２でセツトされるフリツプフロ
ツプ、２９，３０は該フリツプフロツプの出力と１フイ
ールドの間オンとなるタイミング信号Ｓｆと前述の検査
ライン信号を出力開始させる水平同期信号ＨＰｎが入力
されるアンドゲートであり、これらは第５図のカウンタ
９ａ，９ｂ１メモリ８ａ，８ｂ１およびその制御用のゲ
ートに相当し、パルス発生器２３からはカウンタ９ａの
フオロ一端子信号ｋが、またパルス発生器２６からはカ
ウンタ９ｂのフオロ一端子信号ｌが得られ、第５図のア
ンドゲート１０ｄに相当するインヒビツトゲート３１か
らは検出範囲設定信号ｃが出力される。この回路は画像
の検出ライン土でエツジが検出されれば前記の信号１，
ｊがメモリの更新を行なう。そこでこのメモリの更新を
オアゲート３２で取出し、垂直同期信号ＶＤでセツトさ
れるフリツプフロツプ３３をりセツトする。従つてエツ
ジが検出されてメモリ更新が行なわれ＼ばフリツプフロ
ツプ３３のＱ出力はＯになるが、その逆ならば該Ｑ出力
は１のま＼である。一方第１図の疵検出系２〜５に相当
する異常検出回路３４が出力を生じると、垂直同期信号
Ｄでりセツトされるフリツプフロツプ３５をセツトする
。これらのフリツプフロツプ３３，３５の出力はアンド
ゲート３６へ導き、該アンドゲート３６の出力をカウン
タ３７で計数する。従つてこのカウンタ３７の計数値は
エツジが検出されなくてかつ異常検出回路３４が出力を
生じた画面数を示している。このカウンタは計数値が所
定値になればキヤリ一信号を出し、これによりオペレー
タに警報ＡＬＭが発せられる。以上詳細に説明したよう
に本発明によれば表面検査装置の自己診断、特にその検
査範囲を設定するエツジ信号が正常に検出されているか
否か、また検査範囲が正常か否かをチエツクすることが
でき、表面検査結果の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第５図は既提案の表面検査装置の構成
を示すプロツク図、第２図、第４図、第６図はその動作
説明用波形図、第７図は本発明の実施例を示すプロツク
図である。 図面で６ａは被検査体、６ｂは光源、１はテレビカメラ
、３は検査範囲設定信号出力回路、２は変化点信号出力
回路、５は疵検出回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動中の被検査体の表面を瞬間照明する光源、該被
   検査体表面の静止像を撮像するテレビカメラ、該カメラ
   の出力画像信号から被検査体のエッジを求め該エッジか
   ら検査範囲設定信号を出力する回路、該画像信号の急激
   な振幅変化を検出して変化点信号を出力する回路、前記
   検査範囲設定信号と変化点信号とから被検査体表面の疵
   を検出する回路とを備える表面検査装置の診断方法にお
   いて、被検査体のエッジが検出されない撮像回数が一定
   数を越えるとき表面検査装置異常を警報することを特徴
   とする表面検査装置の診断方法。 ２ 被検査体のエッジが検出されず、かつ疵検出回路の
   出力がある、撮像回数が一定値を越えるとき表面検査装
   置異常を警報することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の表面検査装置の診断方法。