[发明专利]凹凸表面缺陷的检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁性金属(ferromagnetic metal)的凹凸表面缺陷 (concavo-convex shape surface defect)的检测方法及装置，特别涉及在板 厚0.4mm～2.3mm的钢板的Ra＝0.5～2μm的粗糙表面中，检测凹凸量为 0.5μm以上且在6μm以下、面积为10mm²以上的凹凸表面缺陷的凹凸 表面缺陷的检测方法及装置。

背景技术

在磁性金属、特别是薄钢板的制造工艺中，存在产生辊性瑕疵的 情况，所述辊性瑕疵是由设置于制造生产线内的辊上附着的异物、或 该异物咬合混入辊中而导致辊本身产生的凹凸转印到钢板上而产生 的。

在这些辊性缺陷中，虽然钢板表面的粗糙度(Ra＝0.5～2μm)中具有 平整的外形(曲率半径R≥10mm)的凹凸量为5μm以下，但能观察到具 有面积为10mm²以上的形状的凹凸表面缺陷。以下将其称为微小凹凸 表面缺陷。图4中示出该微小凹凸表面缺陷的截面的模式图。该微小 凹凸表面缺陷的大小就面积而言为约10mm²～约1000mm²，凹凸如前所 述在5μm以下，最小为约1μm，是与表面粗糙度同等级的非常小的缺 陷。

大部分的凹凸量比较大的辊性缺陷可进行目视确认，因而在制造 生产线上容易发现，但是该微小凹凸表面缺陷的凹凸与钢板的表面粗 糙度为相同水平，因而光学上的差异小，即使在这种状态下进行观察 也不能发现，因而在制造生产线上难以发现。但是，在涂装涂料将表 面粗糙度掩盖而使表面变得光滑时，则可清楚地发现，导致外观上的 大问题。因此，在涂装前发现该微小凹凸表面缺陷在品质管理方面是 重要的问题。

作为微小凹凸表面缺陷的形态，有如上所述的辊性瑕疵等点状的 瑕疵、线状痕迹、如拉深痕迹那样在钢板的长度方向上连续的瑕疵。

这些微小凹凸表面缺陷是由于辊上产生的凹凸转印到钢板上而产 生的，其一旦产生，则会持续产生直到更换辊或改善工艺，因此从提 高成品率的观点出发，初期发现并采取对策是极为重要的。

为了发现这样的微小凹凸表面缺陷，在炼铁工艺的各检查生产线 上，在操作中暂时停止钢板的移动，检查员在对全部的卷材进行了磨 具研磨后进行目视检查。若进行磨具研磨，则凸部比凹部更能接触磨 具，反射率增高，因而凹凸部的差异变得明显，能够通过目视进行确 认。这种方法被称为磨具研磨检查。

但是，这种方法必须停止检查生产线来进行，并且需要大量的时 间，因而存在使作业效率降低的问题。作为其对策，已开发出自动检 查凹凸为约数μm且具有平整外形的凹凸性缺陷的方法。作为上述自动 表面检查装置的例子，有专利文献1、专利文献2、专利文献3及专利 文献4所公开的技术。

但是，专利文献1公开的技术是以镜面作为对象的检查技术，若 应用于表面粗糙度大的对象，则由瑕疵的凹凸产生的会聚光/发散光混 杂在由表面粗糙度产生的漫射光中，因而存在无法检测瑕疵的问题。

并且，专利文献2公开的技术虽然是以钢板为对象，但仍然仅对 不锈钢板等镜面性高的对象有效。并且，虽然对与照明光垂直的方向 的凹凸缺陷有效，但存在不能得到对平行方向的凹凸缺陷的充分的检 测能力的问题。

而且，专利文献3公开的技术虽然是以研磨前的表面粗糙的晶片 为对象，但由于是根据总光量来判定瑕疵的有无，因此不能检测由瑕 疵产生的明确的信号。因此，存在检测精度低的问题。

因此，开发了专利文献4公开的技术，该技术的装置的检测能力 非常高，但另一方面，由于需要接近90度的大的角度来作为入射角， 因此难以将装置配置在实际操作生产线上。存在难以调整光学系统的 问题。

若不将对象限定为微小凹凸表面缺陷而尝试广泛的缺陷检测法， 则关于对被检测体外加磁通的检测方法，专利文献5公开了使用漏磁 探伤法检测内部夹杂物的技术。而且记载了通过该漏磁探伤探伤法， 还能够根据因表面形态变化而产生的漏磁通信号(由形状变化引起的磁 通的流动的变化、混乱产生的信号)检测表面缺陷。