特許 6048302 欠陥判定装置および欠陥判定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6048302

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】欠陥判定装置および欠陥判定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/892 20060101AFI20161212BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/892 B

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-92477(P2013-92477)

(22)【出願日】2013年4月25日

(65)【公開番号】特開2014-215165(P2014-215165A)

(43)【公開日】2014年11月17日

【審査請求日】2014年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】平松 成

(72)【発明者】

【氏名】安達 良和

(72)【発明者】

【氏名】上山 恭平

【審査官】 小野寺 麻美子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１２５６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０８４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８８４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４２３１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ − Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００ − Ｇ０１Ｂ １１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の被検査体についての検査データを取得する検査データ取得手段と、
前記複数の被検査体についての検査データを単位幅に分割した各領域についての欠陥の混入率を求め、少なくとも１つの領域についての欠陥の混入率が閾値を超えた場合に前記被検査体が擬欠陥であると判定する第１判定手段と、
前記擬欠陥と判定された被検査体における前記欠陥の混入率が閾値を超えた領域の幅方向の位置が、複数の被検査体において同一である場合に全長性欠陥が発生していると判定する第２判定手段と、を備え、
前記第１判定手段は、前記単位幅に分割した全ての領域の欠陥の混入率が閾値を超えない場合に前記被検査体は擬正常であると判定し、
前記第２判定手段は、擬正常であると判定された被検査体が全長性欠陥が発生していると判定された被検査体に挟まれている場合、擬正常であると判定された被検査体についても全長性欠陥が発生していると判定することを特徴とする欠陥判定装置。

【請求項2】

複数の被検査体についての検査データを取得する検査データ取得ステップと、
前記複数の被検査体についての検査データを単位幅に分割した各領域についての欠陥の混入率を求め、少なくとも１つの領域についての欠陥の混入率が閾値を超えた場合に前記被検査体が擬欠陥であると判定する第１判定ステップと、
前記擬欠陥と判定された被検査体における前記欠陥の混入率が閾値を超えた領域の幅方向の位置が、複数の被検査体において同一である場合に全長性欠陥が発生していると判定する第２判定ステップと、を含み、
前記第１判定ステップは、前記単位幅に分割した全ての領域の欠陥の混入率が閾値を超えない場合に前記被検査体は擬正常であるとステップを含み、
前記第２判定ステップは、擬正常であると判定された被検査体が全長性欠陥が発生していると判定された被検査体に挟まれている場合、擬正常であると判定された被検査体についても全長性欠陥が発生していると判定するステップを含むことを特徴とする欠陥判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、欠陥判定装置および欠陥判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼板などの帯状製品の製造ラインでは、加工中および搬送中に帯状製品がロールから繰り返し接触を受ける。これらのロールに疵があったり、ロール表面に異物が付着していたりした場合、帯状製品の表面に疵が転写されることとなる。このように発生する帯状製品の疵は、周期疵と呼ばれている。また、搬送中の帯状製品が搬送ロール等の設備装置に連続的に接触していることにより、スリ疵と呼ばれる疵が発生することもある。

【0003】

これらの周期疵およびスリ疵は、周期性・連続性・散発性を有し、複数の製造単位（鋼板の場合、一般にコイルと呼ばれる）に亘って発生することが多い。これらの周期疵およびスリ疵は、帯状製品の全長に及ぶ欠陥であり、全長性欠陥と呼ばれている。

【0004】

この全長性欠陥は、通常の品質検査において自動判定することには困難が伴う。なぜならば、この全長性欠陥は、周期性・連続性・散発性により群発するが故に疵の存在が顕在化するものであり、個々の疵自体は微小なものだからである。

【0005】

従来技術の品質検査では、検査対象を単位長さ当たりに分割した領域内における欠陥混入率を用いて自動判定を行う方法や、単位面積に分割した領域内における欠陥混入率を用いて欠陥判定を行う方法が用いられている（例えば特許文献１参照）。これら分割した領域内における欠陥混入率を用いて欠陥判定を行う方法は、検査領域を細分化することによって判定精度を向上させる方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−７３１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記説明したような従来技術の品質検査では、過検出の問題が発生してしまう。すなわち、検査領域を細分化することによって判定精度を向上させる方法の場合、細分化された検査領域における閾値を、周期疵およびスリ疵における個々の微小疵に合わせて設定する必要がある。その結果、厳しい設定がされた閾値により、欠陥の過検出が発生してしまうのである。

【0008】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、欠陥の過検出を抑制しながらも全長性欠陥の判定精度を向上させることができる欠陥判定装置および欠陥判定方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の欠陥判定装置は、複数の被検査体についての検査データを取得する検査データ取得手段と、前記複数の被検査体についての検査データを単位幅に分割した各領域についての欠陥の混入率を求め、少なくとも１つの領域についての欠陥の混入率が閾値を超えた場合に前記被検査体が擬欠陥であると判定する第１判定手段と、前記擬欠陥と判定された被検査体における前記欠陥の混入率が閾値を超えた領域の幅方向の位置が、複数の被検査体において同一である場合に全長性欠陥が発生していると判定する第２判定手段とを備えることを特徴とする。

【0010】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の欠陥判定方法は、複数の被検査体についての検査データを取得する検査データ取得ステップと、前記複数の被検査体についての検査データを単位幅に分割した各領域についての欠陥の混入率を求め、少なくとも１つの領域についての欠陥の混入率が閾値を超えた場合に前記被検査体が擬欠陥であると判定する第１判定ステップと、前記擬欠陥と判定された被検査体における前記欠陥の混入率が閾値を超えた領域の幅方向の位置が、複数の被検査体において同一である場合に全長性欠陥が発生していると判定する第２判定ステップとを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明にかかる欠陥判定装置および欠陥判定方法は、欠陥の過検出を抑制しながらも全長性欠陥の判定精度を向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の実施形態にかかる欠陥判定装置の機能を説明するブロック図である。

【図2】図２は、第２判定手段による判定方法を説明する図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態にかかる欠陥判定方法の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明の実施形態にかかる欠陥判定装置および欠陥判定方法の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0014】

〔欠陥判定装置〕
図１は、本発明の実施形態にかかる欠陥判定装置１０の機能を説明するブロック図である。図１に示されるように、本発明の実施形態にかかる欠陥判定装置１０は、検査データ取得手段１１と、検査データ記憶手段１２と、第１判定手段１３と、擬正常記憶手段１４と、擬欠陥記憶手段１５と、第２判定手段１６とを備える。

【0015】

検査データ取得手段１１は、検査装置２０を用いて被検査体Ｓの検査データを取得する手段である。検査装置２０は、ラインセンサカメラまたはエリアセンサカメラであり、搬送中の被検査体Ｓの表面を撮像する装置である。被検査体Ｓは、例えば鋼板であるが、本発明の実施はこの例に限らず、帯状製品の製品一般に対して適用し得る。

【0016】

検査データ取得手段１１は、検査装置２０が撮像した被検査体Ｓの表面の画像を分析可能なデータ形式に変換する。例えば、検査装置２０としてラインセンサカメラを用いた場合、被検査体Ｓの表面を走査することにより被検査体Ｓの全体の表面の検査データが構成される。例えば、検査装置２０としてエリアセンサカメラを用いた場合、撮像データを組合わせて被検査体Ｓの全体の表面の検査データが構成される。また、検査データ取得手段１１は、分析を容易にするため、ＡＤコンバータにより検査データをデジタル化する。

【0017】

検査データ記憶手段１２は、検査データ取得手段１１が取得した複数の被検査体Ｓの表面全体に対する検査データを記憶する手段である。検査データ記憶手段１２は、例えばハードディスクデバイスなどの記憶装置により実現される。検査データ記憶手段１２は、例えば装置交換の１期間分の被検査体Ｓの検査データを記憶しておける容量を有している。

【0018】

第１判定手段１３は、検査データ記憶手段１２に記憶されている被検査体Ｓの検査データについて、擬正常と擬欠陥との分別をする第１の判定を行う。擬正常であると判定された被検査体Ｓの検査データは、擬正常記憶手段１４に記憶され、擬欠陥であると判定された被検査体Ｓの検査データは、擬欠陥記憶手段１５に記憶される。なお、擬正常記憶手段１４および擬欠陥記憶手段１５は、検査データ記憶手段１２と物理的に同一の記憶装置により実現することができる。例えば、検査データ記憶手段１２に記憶されている被検査体Ｓの検査データに対して、擬正常を示すフラグまたは擬欠陥を示すフラグを付与することにより、擬正常記憶手段１４および擬欠陥記憶手段１５が物理的に同一の記憶装置により実現され得る。

【0019】

第１判定手段１３による第１の判定は以下のように行われる。

【0020】

第１判定手段１３は、検査データ記憶手段１２に記憶されている被検査体Ｓの検査データを単位幅に分割し、この分割された単位幅×全長の領域についての欠陥の混入率を求める。第１判定手段１３は、少なくとも一つの領域についての欠陥の混入率が製品ごとに定められた閾値を超えた場合に、その被検査体Ｓに全長性欠陥が発生している懸念があるとして、この被検査体Ｓを擬欠陥として判定する。一方、第１判定手段１３は、全ての領域についての欠陥の混入率が製品ごとに定められた閾値を超えない場合、全長性欠陥の懸念が少ないとして、この被検査体Ｓを擬正常として判定する。

【0021】

なお、第１判定手段１３により擬欠陥判定が行われた被検査体Ｓの検査データには、欠陥の混入率が閾値を超えた領域の位置が付加される。第１判定手段１３による判定では、被検査体Ｓの幅が全長に亘り分割されるので、分割された幅の番号を付加することにより欠陥の混入率が閾値を超えた領域の位置を特定することができる。また、明らかに欠陥であることを判定できる被検査体Ｓについては、後の判定を待たずに第１判定手段１３が欠陥判定を確定することにより、処理の負担を軽減することもできる。

【0022】

第２判定手段１６は、擬正常記憶手段１４と擬欠陥記憶手段１５とに記憶された被検査体Ｓの検査データについて、第２の判定を行う。

【0023】

第２判定手段１６による第２の判定は以下のように行われる。

【0024】

第２判定手段１６は、擬欠陥記憶手段１５に記憶されている複数の被検査体Ｓの検査データについて、欠陥の混入率が閾値を超えた領域の幅方向の位置が同一であるか否かを判定する。図２は、第２判定手段１６による判定方法を説明する図である。

【0025】

例えば、図２の（ａ）のように、第ｉ番目の被検査体Ｓ_ｉにおける第ｎ番目の領域において欠陥の混入率が閾値を超えており、第ｊ番目の被検査体Ｓ_ｊにおける第ｍ番目の領域において欠陥の混入率が閾値を超えている場合を考える。この場合、閾値を超えた領域が第ｎ番目と第ｍ番目とで異なるので、複数の被検査体Ｓにおいて欠陥の混入率が閾値を超えていても、全長性欠陥に起因するものではない。

【0026】

一方、図２の（ｂ）のように、第ｉ番目の被検査体Ｓ_ｉにおける第ｎ番目の領域において欠陥の混入率が閾値を超えており、第ｊ番目の被検査体Ｓ_ｊにおける第ｍ番目の領域において欠陥の混入率が閾値を超えている場合を考える。この場合、複数の被検査体Ｓに亘る同一位置で欠陥の混入率が閾値を超えており、全長性欠陥に起因する可能性が高い。

【0027】

上記のように、第２判定手段１６は、欠陥の混入率が閾値を超えた領域の幅方向の位置が同一であるか否かに基づき、全長性欠陥を判定する。上記例では、第ｉ番目の被検査体Ｓ_ｉと第ｊ番目の被検査体Ｓ_ｊとの二つの被検査体Ｓを用いた判定を説明したが、本発明の実施形態は二つの被検査体Ｓを用いた判定に限定されない。例えば、同一位置で欠陥の混入率が閾値を超えた領域が、所定の閾値以上の被検査体Ｓで検出された場合に、全長性欠陥が発生していると判定する方法も考えられる。また、同一位置で欠陥の混入率が閾値を超えた被検査体Ｓ間の距離に応じて重みを加えた値が所定の閾値以上となる場合に、全長性欠陥が発生していると判定する方法も考えられる。

【0028】

さらに、第２判定手段１６は、擬正常記憶手段１４に記憶されている被検査体Ｓの検査データについて、被検査体Ｓが正常であるか否かの再判定を行う。

【0029】

例えば、第ｉ−１番目の被検査体Ｓ_ｉ−１における第ｎ番目の領域において欠陥の混入率が閾値を超えており、第ｉ＋１番目の被検査体Ｓ_ｉ＋１における第ｎ番目の領域において欠陥の混入率が閾値を超えている場合を考える。この場合、たとえ第ｉ番目の被検査体Ｓ_ｉにおける第ｎ番目の領域において欠陥の混入率が閾値を超えていなくても、第ｉ−１番目の被検査体Ｓ_ｉ−１および第ｉ＋１番目の被検査体Ｓ_ｉ＋１のみならず、間に挟まれた第ｉ番目の被検査体Ｓ_ｉにも、全長性欠陥が発生している可能性が高い。

【0030】

そこで、第２判定手段１６は、第１判定手段１３により擬正常と判定された被検査体Ｓについて正常であるか否かの判定を行う。

【0031】

例えば、第２判定手段１６は、全長性欠陥が発生していると判定されている被検査体Ｓに挟まれた被検査体Ｓについても全長性欠陥が発生していると判定する方法が考えられる。また、例えば、第２判定手段１６は、全長性欠陥が発生していると判定されている被検査体Ｓの間の距離に応じて重みを加えた値が所定の閾値以上となる場合に、それらの間に挟まれた被検査体Ｓについても全長性欠陥が発生していると判定する方法も考えられる。なお、第２判定手段１６は、第１判定手段１３により擬正常と判定された被検査体Ｓについて判定が覆された場合、被検査体Ｓを直ちに廃棄等せずに、再検査を行うことも可能である。

【0032】

以上のように、第２判定手段１６は、擬正常記憶手段１４と擬欠陥記憶手段１５とに記憶された被検査体Ｓの検査データについて第２の判定を行い、全長性欠陥が発生しているか否かの判定を確定する。欠陥判定装置１０により全長性欠陥が発生しているか否かの判定がなされた被検査体Ｓの検査データは、欠陥判定装置１０の後段の出力装置に出力され、または、後段の記憶装置に記憶される。

【0033】

〔欠陥判定方法〕
以下、本発明の実施形態にかかる欠陥判定方法について説明する。なお、以下の説明では、図１に示した構成を参照しながら本発明の実施形態にかかる欠陥判定方法について説明するが、本発明の実施形態は図１に示した構成に限定されるものではない。

【0034】

図３は、本発明の実施形態にかかる欠陥判定方法の手順を示すフローチャートである。図３に示されるように、本発明の実施形態にかかる欠陥判定方法では、最初に、複数の被検査体Ｓについての検査データが取得される（ステップＳ１）。検査データの取得は、例えばラインセンサカメラまたはエリアセンサカメラを用いて搬送中の被検査体Ｓの表面を撮像することにより行われる。ラインセンサカメラを用いた場合、被検査体Ｓの表面を走査することにより被検査体Ｓの全体の表面の検査データが構成され、エリアセンサカメラを用いた場合、撮像データを組合わせて被検査体Ｓの全体の表面の検査データが構成される。

【0035】

ステップＳ１にて取得された複数の被検査体Ｓについての検査データは、例えばハードディスクデバイスなどの記憶装置により実現された検査データ記憶手段１２に記憶される。検査データ記憶手段１２は、例えば装置交換の１期間分の被検査体Ｓの検査データを記憶しておける容量を有している。

【0036】

次に、本発明の実施形態にかかる欠陥判定方法では、第１の判定が行われる（ステップＳ２）。第１の判定は、被検査体Ｓの検査データについて、擬正常と擬欠陥との分別をする判定である。第１の判定では、検査データ記憶手段１２に記憶されている被検査体Ｓの検査データが単位幅に分割され、この分割された単位幅×全長の領域についての欠陥の混入率を求められる。この少なくとも一つの領域についての欠陥の混入率が製品ごとに定められた閾値を超えた場合に全長性欠陥の懸念があるとして、この被検査体Ｓは擬欠陥判定がなされる。一方、全ての領域についての欠陥の混入率が製品ごとに定められた閾値を超えない場合、全長性欠陥の懸念が少ないとして、この被検査体Ｓは擬正常判定がなされる。

【0037】

第１の判定により擬欠陥判定が行われた被検査体Ｓの検査データには、欠陥の混入率が閾値を超えた領域の位置が付加される。第１の判定では、被検査体Ｓの幅が全長に亘り分割されるので、分割された幅の番号を付加することにより欠陥の混入率が閾値を超えた領域の位置を特定することができる。

【0038】

なお、擬正常であると判定された被検査体Ｓの検査データは、擬正常記憶手段１４に記憶され、擬欠陥であると判定された被検査体Ｓの検査データは、擬欠陥記憶手段１５に記憶される。なお、擬正常記憶手段１４および擬欠陥記憶手段１５は、検査データ記憶手段１２と物理的に同一の記憶装置により実現することができる。例えば、検査データ記憶手段１２に記憶されている被検査体Ｓの検査データに対して、擬正常を示すフラグまたは擬欠陥を示すフラグを付与することにより、擬正常記憶手段１４および擬欠陥記憶手段１５が物理的に同一の記憶装置により実現され得る。

【0039】

次に、本発明の実施形態にかかる欠陥判定方法では、第２の判定が行われる（ステップＳ３）。第２の判定では、欠陥の混入率が閾値を超えた領域の幅方向の位置が同一であるか否かに基づき、全長性欠陥が発生しているか否かの判定が行われる。

【0040】

したがって、第２の判定では、擬欠陥判定がなされた被検査体Ｓの検査データについて、欠陥の混入率が閾値を超えた領域の幅方向の位置が同一であるか否かが判定される。そして、同一位置で欠陥の混入率が閾値を超えた領域が、所定の閾値以上の被検査体Ｓで検出された場合に、全長性欠陥が発生していると判定される。ここで、所定の閾値とは、２とすることもでき、それ以上の整数とすることもできる。

【0041】

一方、第２の判定では、擬正常判定がなされた被検査体Ｓの検査データについて、被検査体Ｓが正常であるか否かの判定も行なわれる。例えば、全長性欠陥が発生していると判定されている被検査体Ｓに挟まれた被検査体Ｓについても全長性欠陥が発生していると判定する方法が考えられる。

【0042】

以上説明したように、本発明の実施形態にかかる欠陥判定装置および欠陥判定方法では、第１の判定と第２の判定とにより全長性欠陥を判定することにより、欠陥の過検出を抑制しながらも全長性欠陥の誤判定を抑制することができる。

【符号の説明】

【0043】

１０ 欠陥判定装置
１１ 検査データ取得手段
１２ 検査データ記憶手段
１３ 第１判定手段
１４ 擬正常記憶手段
１５ 擬欠陥記憶手段
１６ 第２判定手段
２０ 検査装置

【図1】

【図2】

【図3】