[发明专利]钢材的材质判断装置和钢材的材质判断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种辨别钢材是由碳钢构成的钢材还是由低合金钢构成的钢材的钢材的材质判断装置和钢材的材质判断方法。

背景技术

作为判断钢材的含碳量、辨别钢材是由碳钢构成的钢材还是由低合金钢构成的钢材等的方法，已知由检查员通过目视来观察在用研磨机等摩擦钢材时产生的火花并由检查员根据观察到的火花的状态来进行上述判断和辨别的方法。但是，该方法的判断结果、辨别结果取决于检查员的技能，因此有以下的问题，即上述判断和辨别的精度不稳定，另外，需要熟练的检查员。

提出了以稳定且高精度地进行上述判断为目的的钢材检查装置(例如参照日本专利第3482265号公报)。但是，日本专利第3482265号的钢材检查装置并非以稳定且高精度地进行上述辨别为目的，因此依然希望开发一种能够稳定且高精度地进行上述辨别的装置和方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种钢材的材质判断装置和钢材的材质判断方法，能够稳定且高精度地辨别钢材是由碳钢构成的钢材还是由低合金钢构成的钢材。

本发明提供一种钢材的材质判断装置，其特征在于，具备：摄像单元，其连续多次拍摄摩擦钢材时产生的火花；检测单元，其从由上述摄像单元拍摄得到的各摄像图像中检测合金火花区域，该合金火花区域与由于上述钢材所含有的合金成分被摩擦而产生的合金火花相对应；计算单元，其针对全部摄像图像将由上述检测单元检测出的各摄像图像中的合金火花区域的个数进行相加，来算出合金火花区域的总数；以及辨别单元，在上述总数为第一阈值以上的情况下，该辨别单元判断为上述钢材是由低合金钢构成的钢材，在上述总数为小于上述第一阈值的情况下，该辨别单元判断为上述钢材是由碳钢构成的钢材。

作为摩擦钢材时产生的火花的种类，具有：只在对含有合金成分的钢材摩擦时产生的合金火花；对完全不含有合金成分的钢材和含有合金成分的钢材的任意一个钢材摩擦时都产生的普通火花。在对摩擦由碳钢构成的钢材的情况和摩擦由低合金钢构成的钢材的情况进行比较时，摩擦由低合金钢构成的钢材时所产生的合金火花的个数多。本发明所涉及的材质判断装置从摩擦钢材时产生的火花的摄像图像中检测显示合金火花的摄像图像的区域即合金火花区域。并且，在合金火花区域的总数上，设定用于判断是低合金钢还是碳钢的第一阈值，本发明所涉及的材质判断装置在检测出的合金火花区域的总数为第一阈值以上的情况下，将钢材判断为由低合金钢构成的钢材，在检测出的合金火花区域的总数小于第一阈值的情况下，将钢材判断为由碳钢构成的钢材。即，根据本发明所涉及的材质判断装置，能够根据第一阈值与检测出的合金火花区域的总数之间的大小关系，自动地辨别钢材是由碳钢构成还是由低合金钢构成。因此，根据本发明所涉及的材质判断装置，钢材是由碳钢构成还是由低合金钢构成的辨别结果并不取决于检查员的技能，能够稳定地进行该辨别。另外，如果预先调查摩擦由低合金钢构成的钢材时产生的合金火花区域的总数、和摩擦由碳钢构成的钢材时产生的合金火花区域的总数，并根据调查结果设定第一阈值，则本发明所涉及的材质判断装置能够高精度地进行上述辨别。

在对摩擦钢材时产生的火花进行拍摄所得到的摄像图像中，存在上述合金火花区域、显示上述普通火花的摄像图像的区域即普通火花区域、位于合金火花区域和普通火花区域各自周围的周围区域、以及显示合金火花和普通火花的背景的摄像图像的区域即背景区域。以下，将合金火花区域和普通火花区域统称为“火花区域”。与位于各火花区域周围的周围区域相比，各火花区域的浓度高，背景区域的浓度比任意的火花区域和任意的周围区域的浓度都低。另外，合金火花区域和普通火花区域的形状不同。因此，作为从摄像图像中检测合金火花区域的方法，能够考虑以下的方法，即通过根据浓度对摄像图像进行二值化而从摄像图像中检测火花区域，根据检测出的火花区域的形状从火花区域中检测合金火花区域。

但是，火花的亮度对于每个火花都不同，因此在一幅摄像图像中存在与多个火花对应的多个火花区域的情况下，火花区域间浓度不同。另外，具有以下的倾向，即火花区域的浓度越高，则位于该火花区域周围的周围区域的浓度越高。浓度高的周围区域的浓度有时比浓度低的火花区域还高。因此，在将上述二值化用的阈值设定为比浓度低的火花区域的浓度低的浓度时，有可能连构成浓度高的周围区域的像素也被检测出来。另一方面，在将上述二值化用的阈值设定为比浓度高的周围区域的浓度高的浓度时，有可能无法检测出构成浓度低的火花区域的火花像素。