專利名稱：帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查方法及其表面檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶透明樹脂覆膜的鋼板的表面檢查方法及其表面檢查裝置。
背景技術(shù)：
在進行鋼板的表面檢查時，通常往往使用鏡面反射和漫反射這兩方來檢查。若將未使用偏振光的通常的裝置用于進行了樹脂涂覆的鋼板的檢查，則鏡面反射中涂層表面的反射過強，鋼板表面被隱藏，從而難以進行缺陷檢測。這與例如在白天觀察河面時，水面的反射較強而無法看到河底的現(xiàn)象是相同的現(xiàn)象。另外，現(xiàn)有使用偏振光濾光片來抑制與鋼板表面平行的偏振光即S偏振光的反射的技術(shù)。該技術(shù)通過在受光側(cè)使用只有與鋼板平面垂直方向的P偏振光才能透射的偏振光濾光片來實現(xiàn)。這與利用市場上廣泛出售的偏振光眼鏡來抑制水面的S偏振光的反射，從 而能見到水底的現(xiàn)象是相同的現(xiàn)象。作為將此在工業(yè)上實現(xiàn)的方法，現(xiàn)有專利文獻I和專利文獻2的檢查方法。這些方法將光源的角度設(shè)定為布儒斯特角這樣的特殊角度。由于在布儒斯特角下P偏振光的反射為零，通過在受光側(cè)設(shè)置攔截S偏振光的P偏振光方向的濾光片，能抑制來自涂層覆膜表面的反射。在先專利文獻專利文獻I :日本特開2008-26060號公報專利文獻2 :日本特開2002-214150號公報

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻I和專利文獻2的檢查方法中設(shè)定的布儒斯特角度有根據(jù)樹脂覆膜的折射率會發(fā)生變化的性質(zhì)。因此，在覆膜成分不同的情況下，必須每次都重新設(shè)定光源的角度。由于受光側(cè)通常需要設(shè)定與光源角度相對應(yīng)的受光角度，受光側(cè)也不得不變更受光角度。因此，裝置構(gòu)造變得復(fù)雜。另一方面，根據(jù)本申請發(fā)明的發(fā)明人的見解，即使能攔截S偏振光，在鏡面反射角度下，也能明顯地觀察到樹脂覆膜自身的厚度、成分或某種異常。因此，在該種帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查中，作為要解決的技術(shù)問題有以下兩點。(I)必須依賴于樹脂成分變更光源的入射角度和受光角度。(2)在鏡面反射受光時，能看到覆膜部分的異常，而難以進行鋼板表面的觀察。本發(fā)明是為解決這樣的問題而做出的，其目的在于提供一種帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查方法及其表面檢查裝置，其能夠精度良好地檢查鋼板表面而無需依賴于樹脂成分變更入射角度等。本發(fā)明的帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查方法，拍攝帶樹脂覆膜的鋼板來檢查表面缺陷，包括以下工序?qū)⒁灶A(yù)定的偏振角度被進行了直線偏振的片狀光以預(yù)定入射角度照射到上述鋼板上的工序；以及以相對于入射光的鏡面反射角度錯開預(yù)定角度的受光角度對偏振角度為O度的直線偏振光進行拍攝的工序。優(yōu)選的是，上述預(yù)定入射角度與上述覆膜的布儒斯特角度相差預(yù)定角度(例如I度)以上。另外，優(yōu)選的是，上述表面檢查方法還包括以與鏡面反射受光角度錯開預(yù)定角度(例如10度以上)的角度拍攝上述鋼板表面的工序。本發(fā)明的帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查裝置拍攝帶樹脂覆膜的鋼板，檢查表面缺陷，包括將以預(yù)定的偏振角度被進行了直線偏振的片狀光以預(yù)定入射角度照射到上述鋼板上的光源、以及以相對于入射光的鏡面反射角度錯開預(yù)定角度的受光角度對偏振角度為O度的直線偏振光進行拍攝的第一拍攝裝置。優(yōu)選的是，上述光源的入射角度被設(shè)定為與上述樹脂覆膜的布儒斯特角度相差預(yù)定角度(例如I度)以上的角度。另外，優(yōu)選的是，上述表面檢查裝置還包括以與鏡面反射受光角度錯開預(yù)定角度(例如10度以上)的角度拍攝上述鋼板表面的第二拍攝裝置。根據(jù)本發(fā)明，將以預(yù)定的偏振角度被進行了直線偏振的片狀光以預(yù)定入射角度照射到鋼板上，以相對于入射光的鏡面反射角度錯開預(yù)定角度的受光角度對偏振角度約為O度的直線偏振光進行拍攝。因此，根據(jù)本發(fā)明，抑制了來自覆膜的反射，不觀察覆膜本身的 異常，能觀察鋼板的表面，并能進行高精度的檢查。另外，根據(jù)本發(fā)明，無需依賴于樹脂成分變更入射角度和受光角度，而能精度良好地檢查鋼板表面。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，片狀光以與覆膜的布儒斯特角度相差預(yù)定角度(例如I度)以上的入射角度照射到上述鋼板上，因此，能利用穩(wěn)定的反射進行檢查。


圖I是表示本發(fā)明一實施方式的帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查裝置的構(gòu)造的框圖。圖2是說明在受光側(cè)配置了偏振光濾光片時光學(xué)系統(tǒng)的偏振光狀態(tài)的圖。圖3A是表示在圖2的光學(xué)系統(tǒng)中沒有偏振光濾光片時樣品缺陷圖像的例子的圖。圖3B是表示在圖2的光學(xué)系統(tǒng)中有偏振光濾光片的情況下樣品缺陷圖像的例子的圖。圖4是表示準鏡面反射照相機的受光角度與缺陷圖像的關(guān)系的圖。圖5A是表示在鏡面反射的位置配置了照相機時帶樹脂覆膜的鋼板的圖像的例子的圖。圖5B是表示在接受漫射光的位置配置了照相機時帶樹脂覆膜的鋼板的圖像的例子的圖。
具體實施例方式圖I是表示本發(fā)明一實施方式的帶樹脂覆膜的鋼板(以下僅稱為鋼板)的表面檢查裝置的構(gòu)造的框圖。該表面檢查裝置適用于經(jīng)由軋制、退火、樹脂涂覆等工序而即將卷繞成盤卷狀之前的鋼板表面的缺陷檢查。為了在使用于變壓器等時與上下的鋼板絕緣，在鋼板的兩面上形成有樹脂覆膜。雖然鋼板的兩面均為缺陷檢查的對象，但是在圖I的例子中，為了方便起見，圖示出了檢查一個表面的事例。在發(fā)光側(cè)，該表面檢查裝置包括片狀光源10和偏振光濾光片11。片狀光源10包括多個燈、按照每個燈排成線狀的光學(xué)纖維束(之后稱為纖維束)、以及圓柱面透鏡，并形成為作為整體射出片狀(線狀)光。片狀光源10配置成相對于鋼板30的入射角例如為60度，并經(jīng)由偏振光濾光片11，將片狀光照射于鋼板30上。將入射角設(shè)定為60度的理由是為了將入射角度設(shè)為與鋼板30的覆膜的布儒斯特角度相差預(yù)定角度(例如I度)以上。樹脂覆膜的成分例如是透明的丙烯酸樹脂，其布儒斯特角度為56. I度。因此，朝向鋼板30的光源的入射角度被設(shè)定為60. O度。偏振光濾光片11例如由45度的偏振光濾光片構(gòu)成。偏振光濾光片11被配置在片狀光源10與鋼板30之間，例如靠近片狀光源10的出射面，將來自片狀光源10的片狀(線狀)光直線偏振。對于偏振角度，將鋼板的法線方向取為0(零)度。該表面檢查裝置在受光側(cè)包括偏振光濾光片21、準鏡面反射照相機22、漫射照相機23、以及圖像處理裝置24。偏振光濾光片21設(shè)定成偏振角度例如為大約O度(-5至5度)。準鏡面反射照相機22由線傳感器構(gòu)成。準鏡面反射照相機22被配置成其受光角例如為57. 5度，隔著偏振光濾光片21，拍攝基于來自鋼板30的反射光的圖像。漫射照相機23由線傳感器構(gòu)成，并配置成其受光角在30度至50度的范圍內(nèi)。在該例子中，受光角被配置成40度。通常情況下，在漫射照相機23和鋼板30之間不設(shè)置偏振光濾光片。圖像處理 裝置24取得準鏡面反射照相機22和漫射照相機23的輸出，進行圖像處理，并判斷表面缺陷的有無。準鏡面反射照相機22相當(dāng)于本發(fā)明的第一拍攝裝置，漫射照相機23相當(dāng)于本發(fā)明的第二拍攝裝置。接著，基于圖2至圖4，說明將偏振光濾光片21和準鏡面反射照相機22配置成圖I那樣的技術(shù)意義，并基于圖5A和圖5B，說明將漫射照相機23配置成圖I那樣的技術(shù)意義。圖2是說明在受光側(cè)配置了偏振光濾光片21的情況下光學(xué)系統(tǒng)的偏振光狀態(tài)的圖。鋼板30的涂層表面反射光中S偏振光成分較多。因此，通過利用偏振光濾光片21攔截S偏振光，涂層表面反射光變成1/2以下，來自涂層表面的反射被抑制，鋼板30的表面變得容易觀察。圖3A、圖3B分別是在圖2的光學(xué)系統(tǒng)中沒有偏振光濾光片與有偏振光濾光片的情況下同一樣品的缺陷圖像的例子。如圖3A所示，在沒有偏振光濾光片21的情況下，缺陷信號與噪聲信號之比即S/N為I. 3，變得較難觀察到缺陷。但是，如圖3B所示，在有偏振光濾光片21的情況下，S/N為2. 6，容易觀察到缺陷。圖4是示出了準鏡面反射照相機22的受光角度與缺陷圖像的關(guān)系的圖。在圖4中，圖示出將照相機的受光角度設(shè)定為60度(鏡面反射受光)、59度、以及57. 5度時的缺陷圖像的例子。在照相機的受光角度是60度時，S/N較低，不能檢測缺陷。與此相對，隨著將照相機的受光角度一點一點地錯開，并將照相機的受光角度調(diào)整為59度、57. 5度，被認為是由樹脂覆膜的不均勻?qū)е碌脑肼曌兊秒y以看到，S/N升高。已確認的是，若將照相機的受光角度從鏡面反射的位置錯開例如2度至5度左右，則會改善S/N。已確認的是，在該情況下，與前方漫射相比，后方漫射即向受光角度變小的方向偏離的一方較良好。在本發(fā)明中，如上所述，將從鏡面反射的位置錯開上述角度的狀態(tài)稱為準鏡面反射。此外，若傾斜超過5度，則變成漫反射的拍攝而不是鏡面反射，所以有可能要用準鏡面反射檢測的缺陷將會變得無法檢測。圖5A、5B分別是漫射照相機23的受光角度的說明圖。如圖5A所示，若在鏡面反射的位置配置照相機，則由涂層導(dǎo)致的反射光較強，隱藏了鋼板的表面反射。其結(jié)果是，在利用照相機拍攝的圖像中，雖然能看到涂層的不均，成為無法看到鋼板表面(缺陷)的狀態(tài)。但是，如圖5B所示，若在接受漫射光的位置(與鏡面反射受光角度錯開預(yù)定角度(例如10度)的角度)配置照相機，則鏡面反射光的影響消失，成為能良好地看到鋼板表面(缺陷)的狀態(tài)。此外，圖5A、圖5B的圖像是拍攝了非缺陷部分的圖。通過以上的說明，本實施方式的偏振光濾光片21、準鏡面反射照相機22、以及漫射照相機23的技術(shù)意義變得明顯后，返回到圖1，對圖像處理裝置24進行說明。圖像處理裝置24對準鏡面反射照相機22和漫射照相機23分別拍攝的圖像信號進行圖像處理，并通過將亮度值與預(yù)定的閾值進行對比，判斷表面缺陷的有無。鋼板在檢查位置的上游被焊接，在檢查位置為連續(xù)的鋼板，而在檢查裝置的下游利用剪切機切斷，形成盤卷而被發(fā)貨。因此，檢查裝置以切斷位置的信息為基礎(chǔ)，按每個盤卷制作缺陷示意圖，并對照缺陷數(shù)或密度等管理標準，按每個盤卷判斷是否能發(fā)貨給顧客。圖像處理裝置24將該判斷結(jié)果通過高位通信網(wǎng)絡(luò)傳送至發(fā)貨管理部門。
如上所述，在本實施方式中，將用偏振光濾光器11直線偏振成預(yù)定偏振角度(例如45度)的片狀光照射到鋼板30上，使該反射光用偏振光濾光片21偏振，利用準鏡面反射照相機22以相對于入射光的鏡面反射角度錯開預(yù)定角度的受光角度拍攝偏振角度約為O度的直線偏振光。因此，抑制了來自覆膜表面的反射，不觀察覆膜本身的異常，變得能觀察鋼板30的表面，并能進行高精度的檢查。特別是在本實施方式中，在光源側(cè)使用大約45度的直線偏振光，使P偏振光與S偏振光的比例在光源側(cè)穩(wěn)定為大約I : 1，且使用以避開布儒斯特角度的角度入射的構(gòu)造。因此，能穩(wěn)定地得到抑制覆膜表面反射的效果。根據(jù)本申請發(fā)明的發(fā)明人的見解，若將偏振光濾光片11的偏振角度設(shè)定為30至60度之間的角度，則這樣的效果基本上良好。此外，優(yōu)選的是，來自片狀光源10的光的入射角在40 85°的范圍內(nèi)。另外，在本實施方式中，來自片狀光源10的片狀光以與覆膜的布儒斯特角度相差I(lǐng)度以上的入射角度照射到鋼板上，能進行穩(wěn)定的利用反射的檢查。設(shè)定布儒斯特角度進行檢查的方法中存在如下問題，如上所述，在本實施方式中完全解決了這些問題。(I)布儒斯特角度是P偏振光反射變成零的精確的細微角度，在設(shè)定時要求不足O. I度的入射角度精度。若入射角度從布儒斯特角度偏離O. I度，則來自樹脂表面的P偏振光被反射，變得難以看到鋼板的表面。在鋼板這樣的大規(guī)模生產(chǎn)線的工業(yè)應(yīng)用中，由于入射角度的維持困難，所以檢查結(jié)果不穩(wěn)定。(2)需要按照每種樹脂的成分設(shè)定布儒斯特角度，裝置復(fù)雜化。(3)由于檢測了依賴于樹脂厚度的圖案，因此難以進行充分的檢查。在本實施方式中，通過利用漫射照相機23，以與鏡面反射受光角度錯開預(yù)定角度的角度拍攝鋼板表面，能進行高精度的檢查。另外，通過將利用漫射照相機23的拍攝與利用準鏡面反射照相機22的拍攝相組合，能進行更高精度的檢查。另外，在本實施方式中，如上所述，能進行帶覆膜的鋼板的穩(wěn)定的表面檢查。因此，能提高對客戶的質(zhì)量保證水平，且能實時掌握產(chǎn)品質(zhì)量，提早發(fā)現(xiàn)工序內(nèi)的異常情況，提高成品率、生產(chǎn)性。以上，對應(yīng)用了本發(fā)明者作出的發(fā)明的實施方式進行了說明，形成根據(jù)本實施方式的本發(fā)明內(nèi)容的一部分的記述和附圖并不限制本發(fā)明。例如，這樣，基于本實施方式，由本領(lǐng)域技術(shù)人員等作出的其他實施方式、實施例和運用技術(shù)等均包含在本發(fā)明的范疇內(nèi)。本發(fā)明能適用于帶透明樹脂覆膜的鋼板的表面的缺陷檢查。附圖標記的i兌明10片狀光源11偏振光濾光片21偏振光濾光片22準鏡面反射照相機23漫射照相機 24圖像處理裝置30 鋼板
權(quán)利要求
1.一種帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查方法，拍攝帶樹脂覆膜的鋼板來檢查表面缺陷，上述表面檢查方法的特征在于，包括以下エ序?qū)⒁灶A(yù)定的偏振角度被進行了直線偏振的片狀光照射到上述鋼板上的エ序；以及以相對于入射光的鏡面反射角度錯開預(yù)定角度的受光角度對偏振角度為O度的直線偏振光進行拍攝的エ序。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查方法，其中，將上述片狀光以與上述覆膜的布儒斯特角度相差預(yù)定角度以上的入射角度照射至上述鋼板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查方法，其中，還包括以與鏡面反射受光角度錯開預(yù)定角度的角度拍攝上述鋼板表面的エ序。
4.一種帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查裝置，拍攝帶樹脂覆膜的鋼板來檢查表面缺陷，上述表面檢查裝置的特征在于，包括光源，將以預(yù)定的偏振角度被進行了直線偏振的片狀光照射到上述鋼板上；以及第一拍攝裝置，以相對于入射光的鏡面反射角度錯開預(yù)定角度的受光角度對偏振角度為O度的直線偏振光進行拍攝。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查裝置，其中，上述光源的入射角度被設(shè)定為與上述樹脂覆膜的布儒斯特角度相差預(yù)定角度以上的角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查裝置，其中，還包括第二拍攝裝置，該第二拍攝裝置以與鏡面反射受光角度錯開預(yù)定角度的角度拍攝上述鋼板表面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶樹脂覆膜的鋼板的表面檢查方法及其表面檢查裝置。該表面檢查方法包括以下工序?qū)⒁灶A(yù)定的偏振角度被進行了直線偏振的片狀光以與覆膜的布儒斯特角度相差預(yù)定角度以上的入射角度照射到上述鋼板上的工序；以及以相對于入射光的鏡面反射角度錯開預(yù)定角度的受光角度拍攝偏振角度為0度的直線偏振光的工序。由此，無需依賴于樹脂成分變更入射角度和受光角度，不觀察覆膜本身的異常，而能精度良好地檢查鋼板表面。
文檔編號G01N21/892GK102834712SQ20118001658
公開日2012年12月19日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者風(fēng)間彰, 田中薰, 酒井純 申請人:杰富意鋼鐵株式會社