バックリング検査装置の評価装置及びバックリング検査装置の評価方法
【課題】バックリング検査装置に対して適切な校正を行うべく、信頼性の高い性能評価を行うことができるバックリング検査装置の評価装置及びバックリング検査装置の評価方法を提供する。
【解決手段】架台２２を回転させることで、アンテナ１１及び１２を検査時の相対位置関係を保ったままプロセスライン外に移動する。このとき、移動後のアンテナ１１及び１２と校正板４０との相対位置関係を、検査時におけるアンテナ１１及び１２と金属鋼板１との相対位置関係と同じにする。また、校正板４０には、検査対象のバックリング２を模した校正用突起物４０ａを形成しておく。この状態で、校正装置３０は、校正板４０に対して検査時と同様の処理を行って、校正用突起物４０ａを適切に検査できているか否かを確認することで、バックリング検査装置１０の検査性能を評価する。
【解決手段】架台２２を回転させることで、アンテナ１１及び１２を検査時の相対位置関係を保ったままプロセスライン外に移動する。このとき、移動後のアンテナ１１及び１２と校正板４０との相対位置関係を、検査時におけるアンテナ１１及び１２と金属鋼板１との相対位置関係と同じにする。また、校正板４０には、検査対象のバックリング２を模した校正用突起物４０ａを形成しておく。この状態で、校正装置３０は、校正板４０に対して検査時と同様の処理を行って、校正用突起物４０ａを適切に検査できているか否かを確認することで、バックリング検査装置１０の検査性能を評価する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する金属鋼板の表面に発生するバックリングを検査するバックリング検査装置の検査性能を評価する評価装置及び評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間圧延ラインや連続焼鈍ライン等においては、金属鋼板の形状やロールの形状により鋼板に作用する張力が不均一になるなど、種々の原因によって、走行する鋼板が幅方向に座屈し、鋼板表面にバックリング（又は絞り）と称する突起物が生じることがある。
鋼板にバックリングが発生した場合、そのまま走行を継続するとバックリングの程度が大きくなり、鋼板の破断に至るおそれがある。その場合、著しい生産阻害につながるため、バックリングが発生した場合にはこれを早期に発見する必要がある。
【０００３】
発生したバックリングを発見する方法としては、ＩＴＶで目視により観察する方法や、例えば特許文献１や特許文献２に示すように、ロールの一方の側面側に設置した投光器からレーザ光などの平行光を照射し、もう一方の側面側に設置された受光器によって計測される受光量などの変化から検出する方法がある。
さらに、鋼板のバタツキ（鋼板の面に対する垂直方向の位置変動）などの周囲の環境の影響によるバックリングの誤検出を防止するために、電磁波の送信アンテナと受信アンテナとを、走行する鋼板の長手方向に対して斜め上方の同じ位置に設置し、送信用アンテナから放射されバックリングに反射された電磁波のみを受信用アンテナで受信することで、バックリングを検出する方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２９４６２７号公報
【特許文献２】特開平９−２５７４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のバックリング検出方法を用いた装置にあっては、何れも当該装置の性能評価を行ったり校正を行ったりするには、鋼板が走行している場所に校正用の板などを置く必要があり、これはプロセスラインが停止しているタイミングでしか行うことができない。
また、上記装置の性能評価作業及び校正作業はライン内での作業となるため、設備の条件によっては足場の確保等において制約が多く、作業性が悪い。さらに、校正板の設置精度の保証が得られないため、信頼性の高い性能評価を行うことができない。
そこで、本発明は、バックリング検査装置に対して適切な校正を行うべく、信頼性の高い性能評価を行うことができるバックリング検査装置の評価装置及びバックリング検査装置の評価方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るバックリング検査装置の評価装置は、プロセスライン上の金属鋼板に対して所定の相対位置関係となる位置に配置され、前記プロセスラインを走行する前記金属鋼板上に存在するバックリングを検査するバックリング検査器を備えるバックリング検査装置の評価装置であって、前記バックリング検査器を、前記金属鋼板のプロセスライン外に移動する移動手段と、前記移動手段で移動した後の前記バックリング検査器との相対位置関係が、バックリング検査時における前記バックリング検査器と前記金属鋼板との相対位置関係と等しくなる位置に配置され、前記バックリングを模した校正用突起物が形成された校正板と、前記校正板に対して、前記移動手段で移動した後の前記バックリング検査器によって前記バックリング検査時のバックリング検査と同一処理を行って、前記校正用突起物を検査することで、前記バックリング検査装置の性能を評価する評価手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このように、バックリング検査器をプロセスライン外に移動してバックリング検査装置の性能評価を行うことができるので、ラインを停止させることなく当該性能評価を行うことができる。また、ライン外で評価・校正作業を行うことができるので、作業の安全性の向上が図れる。さらに、予め所定の校正位置に配置した校正板を用いてバックリング検査装置の性能評価を行うので、校正板の配置精度を保証し、バックリング検査装置の評価・校正の安定性を向上させることができる。また、校正板に形成する校正用突起物を検査対象であるバックリングと同等サイズとするので、バックリング検査装置の評価・校正の信頼性を向上させることができる。
【０００８】
また、上記において、鉛直方向の軸回りに回転可能に構成され、水平方向に延在するアームの一端が固定された架台を備え、前記バックリング検査器は、前記アームの他端に固定されており、前記移動手段は、前記架台を所定角度回転させることで、前記バックリング検査器を前記プロセスライン外に移動することを特徴としている。
これにより、検査位置と校正位置との２ポジション間におけるバックリング検査器の移動を、比較的簡易な構成で精度良く行うことができる。
【０００９】
さらに、上記において、前記校正板は、それぞれ大きさが異なる前記校正用突起物が形成された数種類の校正板であり、前記評価手段は、前記数種類の校正板に対してそれぞれ前記校正用突起物の検査を行うことを特徴としている。
これにより、校正用突起物の大きさ毎にそれぞれバックリング検査装置の性能評価を行うことができるので、評価精度を向上させることができる。
【００１０】
また、上記において、前記バックリング検査器は、被検査面に対して電磁波を放射する送信用アンテナと、前記送信用アンテナから放射され前記被検査面上の突起物によって反射された前記電磁波のみを受信する受信用アンテナと、前記送信用アンテナの送信信号及び前記受信用アンテナの受信信号を処理する信号処理部と、を備え、前記移動手段は、前記送信用アンテナ及び前記受信用アンテナを、前記バックリング検査時における相対位置関係を保ったまま前記プロセスライン外に移動することを特徴としている。
【００１１】
これにより、バックリングを高い感度で確実に検出することができると共に、周囲の環境の影響を受けにくいバックリング検査装置を対象として、当該バックリング検査装置の性能評価を適切に行うことができる。
さらにまた、上記において、前記評価手段は、前記受信用アンテナで受信した電磁波の波形及びレベルが許容範囲内であるか否かに応じて、前記バックリング検査装置の性能良否を判定することを特徴としている。
【００１２】
このように、バックリング検査装置の評価指標として反射波の波形及びレベルを用いるので、正常時の基準波形及び基準レベルに対して、波形が乱れている場合やレベルが大きく異なる場合など、当該波形及びレベルが許容範囲外となる場合にはバックリング検査装置に異常が発生していると判断することができる。したがって、適切にバックリング検査装置の性能評価を行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明に係るバックリング検査装置の評価方法は、プロセスライン上の金属鋼板に対して所定の相対位置関係となる位置に配置され、前記プロセスラインを走行する前記金属鋼板上に存在するバックリングを検査するバックリング検査器を備えるバックリング検査装置の評価方法であって、前記バックリング検査器を、前記金属鋼板のプロセスライン外に配置され、前記バックリングを模した校正用突起物が形成された校正板との相対位置関係が、バックリング検査時における前記金属鋼板との相対位置関係と等しくなる位置に移動した後、前記校正板に対して、前記バックリング検査器によって前記バックリング検査時のバックリング検査と同一処理を行って、前記校正用突起物を検査することで、前記バックリング検査装置の性能を評価することを特徴としている。
これにより、金属鋼板に発生したバックリングを検査するバックリング検査装置に対して安定性及び信頼性の高い性能評価を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プロセスラインを走行中の金属鋼板に発生したバックリングを検出するバックリング検査装置に対して適切な校正を行うべく、安定性及び信頼性の高い性能評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】バックリング検査装置とその評価装置の構成を示す図である。
【図２】電磁波の挙動を説明するための図である。
【図３】校正板の構成を示す側面図である。
【図４】校正装置で実行する校正処理手順を示すフローチャートである。
【図５】反射波の基準波形及び基準レベルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（構成）
図１は、本実施形態におけるバックリング検査装置とその評価装置の構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
図中、符号１は製造ライン（プロセスライン）上を走行中の金属鋼板（金属ストリップ）であり、符号１０は、金属鋼板１の通板方向に連続して存在するバックリング（以下、絞りともいう）などの突起物を検出するバックリング検査装置である。
【００１７】
バックリング検査装置１０は、送信用アンテナ１１と、受信用アンテナ１２と、送受信信号処理部１３と、出力部１４とを備える。送信用アンテナ１１及び受信用アンテナ１２は、金属鋼板１の幅方向中央位置（ラインセンター）ＬＣから一方の側の端部に偏った位置にほぼ隣接して配置されている。本実施形態では、送信用アンテナ１１及び受信用アンテナ１２として、単方向指向性を有するアンテナを使用する。単方向指向性を有するアンテナとは、所定の一方向にのみ電波を放射したり、所定の一方向からのみ電波を受信したりするアンテナであり、例えばホーンアンテナやパラボラアンテナなどがある。
【００１８】
送信用アンテナ１１は、送受信信号処理部１３からの電磁波送信指令を受けて、電磁波を被検査面に向けて放射する。そして、受信用アンテナ１２は、送信用アンテナ１１から放射され被検査面上に存在する検査対象の突起物によって反射された電磁波（反射波）のみを受信し、受信した信号を送受信信号処理部１３に出力する。
なお、送信用アンテナ１１、受信用アンテナ１２及び送受信信号処理部１３でバックリング検査器を構成している。
【００１９】
図２は、送信用アンテナ１１から送信された電磁波の挙動を示す図である。ここで、図２（ａ）は金属鋼板１上にバックリング２が存在しない場合の電磁波の挙動を示しており、図２（ｂ）は金属鋼板１のラインセンターＬＣ上にバックリング２が存在する場合の電磁波の挙動を示している。
図２（ａ）に示すように、金属鋼板１上にバックリング２が存在しない場合、送信用アンテナ１１から放射された電磁波５１は、金属鋼板１の平面で反射され、反射波５２となるため、受信用アンテナ１２によって受信されることはない。
【００２０】
一方、図２（ｂ）に示すように、金属鋼板１上にバックリング２が存在する場合には、送信用アンテナ１１から放射された電磁波の一部５１ａは、図２（ａ）の場合と同様に、金属鋼板１の平面で反射され、反射波５２ａとなるため、受信用アンテナ１２によって受信されることはない。しかしながら、送信用アンテナ１１から放射された電磁波の残りの部分５１ｂは、バックリング２によって反射され、反射波５２ｂとなるため、受信用アンテナ１２に受信されることになる。
【００２１】
図１に戻って、送受信信号処理部１３は、送信用アンテナ１１から送信した信号及び受信用アンテナ１２から受信された信号を処理して、金属鋼板１上のバックリング２の情報を示すバックリング信号を生成し、出力部１４に出力する。
具体的には、送受信信号処理部１３は、受信用アンテナ１２による反射波５２ｂの受信の有無に応じて、バックリングの有無を判断する。また、送信用アンテナ１１から電磁波を放射してから、バックリング２による反射波５２ｂを受信用アンテナ１２で受信するまでの時間差によって、バックリング２の位置（アンテナ１１及び１２からバックリング２までの距離）を検出する。さらに、受信した反射波５２ｂの波形やレベル（ピーク電圧値）に基づいて、バックリング２の形状を検出する。このようなバックリング検出には、一般的な擬似ランダム信号方式のほかに、レーダー技術におけるパルス圧縮方式やＦＭ−ＣＷ方式を使用することができる。
【００２２】
出力部１４は、送受信信号処理部１３から入力されたバックリング信号を、所望の形態に変換して出力する。出力部１４としては、例えば、バックリングの位置および大きさを表示するディスプレイや、バックリングの発生を知らせる音声アラームなどを用いる。
送信用アンテナ１１及び受信用アンテナ１２は、水平方向に延在するアーム２１の一端に固定されており、このアーム２１は、その他端が製造ライン外（安全柵２３よりも外側）に設置された架台２２の上端部に固定されている。架台２２は、鉛直方向に延在する中心軸Ｃを中心に回転可能に構成されている。
【００２３】
また、架台２２を挟んで金属鋼板１に対向する位置には、校正板４０を載置するための校正板設置台４１が設置されている。校正板設置台４１は、その幅方向中心位置ＬＣ２から架台２２の中心軸Ｃの位置までの距離が、金属鋼板１の幅方向中心位置（ラインセンター）ＬＣから架台２２の中心軸Ｃの位置までの距離と等しくなる位置に設置されている。また、この校正板設置台４１は、校正板４０を、金属鋼板１と同じ高さで保持する。
【００２４】
架台２２の回転移動は、例えば、作業者の手によって行われる。作業者は、架台２２を１８０°回転させることで、アーム２１、アンテナ１１及び１２を、図１の実線で示す検査時の配置状態から図１の二点鎖線で示す校正時の配置状態へ移動する。そして、この状態で、校正装置３０は、バックリング検査装置１０の性能評価及び必要に応じて校正処置を行う。
【００２５】
このように、本実施形態では、架台２２を１８０°回転させて、検査時の配置状態と校正時の配置状態とを切り替えるものとする。このとき、検査時と校正時とで、アンテナ１１及び１２と被検査面との相対位置関係（距離Ｌ及び角度θ）を同じとする。ここで、検査時の被検査面とは金属鋼板１の表面であり、校正時の被検査面とは校正板４０の表面である。
【００２６】
上記距離Ｌは電磁波の進行方向におけるアンテナから被検査面までの距離であり、上記角度θは電磁波の進行方向と被検査面との角度である。通常、バックリングは、金属鋼板１の幅方向中心部に発生することが多い。したがって、これら距離Ｌ及び角度θは、バックリング検査装置１０が被検査面の幅方向中心部を高感度で検査可能な値に設定する。ここでは、距離Ｌを５００ｍｍ±５ｍｍとし、角度θを４５°±１°とする。
【００２７】
なお、距離Ｌ及び角度θは上記の値に限定されるものではなく、例えば、距離Ｌを５００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下の範囲内で設定し、角度θを４０°以上６０°以下の範囲内で設定するようにしてもよい。ここで、角度θについては、６０°を超えると検査対象である突起物以外の被検査面からの反射波が受信用アンテナ１２によって検出されてしまうため、６０°以下であることが好ましい。
図３は、校正板４０の構成を示す側面図である。
本実施形態では、（ａ）に示すような、突起物が形成されていない平板からなる校正板４０と、（ｂ）〜（ｄ）に示すような、平板にそれぞれサイズの異なる校正用突起物（絞り）４０ａが形成された複数の校正板４０とを用意する。
【００２８】
ここで、校正板４０に使用する平板は、金属鋼板１と同一製品を所定のサイズに加工したものとする。また、校正用突起物４０ａの大きさは、検査対象であるバックリングに合わせた大きさとし、ここではφ１．０ｍｍ以上φ７．０ｍｍ以下とする。校正用突起物４０ａは、平板の幅方向の中心線上にバックリングを模した上記太さの針金を貼り付けることで形成することができる。なお、図３では、校正用突起物４０ａをφ１．０ｍｍ、φ３．０ｍｍ、φ６．０ｍｍの３種類としているが、φ１．０ｍｍ〜φ７．０ｍｍの範囲をより細かく分割し、４種類以上の校正用突起物４０ａを設定するようにしてもよい。
【００２９】
校正装置３０は、上述したようにアンテナ１１及び１２が図１の実線で示す検査位置から二点鎖線で示す校正位置に移動されると、この校正時の配置状態において、送受信信号処理部３２に対して校正板４０の検査指令を出力する。送受信信号処理部３２は、上述した送受信信号処理部１３と同一構成を有するものであり、校正装置３０からの検査指令を受けて、アンテナ１１及び１２によって校正板４０上の校正板突起物４０ａを検査する。そして、これによって得られた校正板突起物４０ａの情報に基づいてバックリング検査装置１０の検査性能を評価し、その結果を出力部３３に出力する。作業者は、出力部３３に表示された評価結果をもとに、必要に応じて校正を行う。ここで、出力部３３は上述した出力部１４と同一構成を有するものとする。
【００３０】
以下、バックリング検査装置１０の校正処理について、より具体的に説明する。
図４は、校正装置３０で実行する校正処理手順を示すフローチャートである。この校正処理は、検査時に作業者が校正ボタン等を押下することで実行開始する。
先ずステップＳ１で、校正装置３０は、送信用アンテナ１１及び受信用アンテナ１２が校正位置へ移動されていることを確認し、ステップＳ２に移行する。即ち、校正装置３０は、作業者が架台２２を１８０°回転させることで、アーム２１が図１の実線に示す検査位置から図１の二点鎖線に示す校正位置まで回転されていることを確認する。
【００３１】
ステップＳ２では、校正装置３０は、校正板設置台４１の上に校正板４０を設置し、ステップＳ３に移行する。このとき、校正板４０を、その中心位置が校正板設置台４１の中心位置に一致するように配置する。また、校正用突起物４０ａが形成された校正板４０を設置する場合は、校正用突起物４０ａの延在方向が金属鋼板１の通板方向と平行になるように配置する。さらに、この場合、バックリング検査装置１０の性能評価に必要な精度で校正板４０を設置するものとする。
【００３２】
ステップＳ３では、校正装置３０は、送受信信号処理部３２に対して校正板４０の検査指令を出力する。これにより、送受信信号処理部３２は、送信用アンテナ１１に対して電磁波送信指令を出力する。すると、送信用アンテナ１１は、校正板４０に対して電磁波を放射し、受信用アンテナ１２は校正用突起物４０ａに応じた反射波を受信する。送受信信号処理部３２は、その受信信号を処理することで、校正用突起物４０ａの情報を得ることができる。このように、校正板４０に対して、検査時における金属鋼板１に対するバックリング検査と同一処理を行う。そして、受信用アンテナ１２によって受信した反射波の波形及びレベルをバックリング検査装置１０の評価指標として確認し、これをメモリに記憶する。
【００３３】
次にステップＳ４では、校正装置３０は、用意した全ての校正板４０に対して校正板突起物４０ａの検査を行い、反射波の確認が終了しているか否かを判定する。そして、全ての校正板４０に対して検査を行っていない場合には、前記ステップＳ２に移行する。これにより、校正板４０が交換され、交換後の校正板４０に対して校正用突起物４０ａの検査が行われる。一方、全ての校正板４０に対して検査を行い反射波の確認が終了している場合には、ステップＳ５に移行する。
【００３４】
ステップＳ５では、校正装置３０は、前記ステップＳ３で確認した反射波の波形及びレベルと、図５に示す基準波形及び基準レベルとを比較して、バックリング検査装置１０の検査性能の良否判定を行う。基準波形及び基準レベルは、アンテナ１１及び１２の正常時に、絞りの大きさ毎に予め計測した反射波の波形及びレベルであり、計測時にメモリに記憶しておく。そして、前記ステップＳ３で確認した反射波の波形及びレベルと基準波形及び基準レベルとの差が許容範囲内である場合に、良否結果を「良」とする。この良否判定は、複数の校正板４０の検査結果に対してそれぞれ行う。
【００３５】
次にステップＳ６では、校正装置３０は、前記ステップＳ５で行った良否判定結果を出力部３３に出力する。これにより、出力部３３は、良否判定結果をディスプレイに表示したり、良否結果が「否」である場合に音声アラームを発したりする。
作業者は、出力部３３から認識した良否判定結果に基づいて、バックリング検査装置１０の校正処置を行う。良否結果が「否」となる原因としては、送信用アンテナ１１が電磁波を正常に送信できていない、受信用アンテナ１２が反射波を正常に受信できていない、受信用アンテナ１２がノイズや他の障害物の反射波を拾ってしまっている、などが考えられる。したがって、校正処置としては、電磁波の発生装置、アンテナ、ケーブル等を検査し、調整や交換作業を行う。
【００３６】
次にステップＳ７では、校正装置３０は、送信用アンテナ１１及び受信用アンテナ１２が検査位置へ移動されていることを確認し、校正処理を終了する。即ち、校正装置３０は、作業者が架台２２を１８０°回転させることで、アーム２１が図１の二点鎖線に示す校正位置から図１の実線に示す検査位置まで回転されていることを確認する。これにより、金属鋼板１のバックリング検査が開始可能な状態に復帰する。
なお、図５において、ステップＳ１が移動手段に対応し、ステップＳ２〜ステップＳ５が評価手段に対応している。
【００３７】
（動作）
次に、本実施形態の動作について説明する。
バックリング検査装置１０は、通常検査時には、図１の実線に示すように、アンテナ１１及び１２の開口面（電磁波が送信または受信される面）が金属鋼板１に対向する位置に配置されており、この状態で、金属鋼板１に存在するバックリングを検査する。具体的には、送受信信号処理部１３が送信用アンテナ１１に対して電磁波送信指令を出力すると、送信用アンテナ１１から金属鋼板１の幅方向中心部を含む所定範囲に電磁波が放射され、その反射波が受信用アンテナ１２によって受信される。このとき、受信用アンテナ１２は、金属鋼板１に存在するバックリング２によって反射された電磁波のみを受信するように構成されているので、送受信信号処理部１３は適切にバックリング情報を得ることができる。
【００３８】
このように、本実施形態では、受信用アンテナ１２を、送信用アンテナ１１から放射され被検査面上の突起物（検査対象）以外の面に反射された電磁波は捉えず、送信用アンテナ１１から放射され被検査面上の突起物に反射された電磁波のみを捉えるように設置するので、突起物を高い感度で確実に検出することができる。また、電磁波を使用するので、周囲の環境の影響を受けにくい。
【００３９】
さらに、アンテナ１１及び１２は、単方向指向性を有するものとするので、該単方向に存在する突起物を効率的に検出することができる。また、該単方向に所定の広がりを有するように検出範囲を設定すれば、鋼板の加工プロセスにおける鋼板のバタツキなど、被検査面の位置が変化した場合にも、位置変化の影響を受けずに突起物の検出を行うことができる。
【００４０】
そして、例えば、バックリングの検査対象でない金属鋼板１が搬送されているときなどの任意のタイミングで、作業者がバックリング検査装置１０の校正処理を行うべく、架台２２を１８０°回転し、アンテナ１１及び１２を図１の実線に示す検査位置から、図１の二点鎖線に示す製造ライン外の校正位置に移動する。すると、校正装置３０は、この状態で校正処理を実行開始する。この校正時におけるアンテナ１１及び１２の位置は、製造ライン外に配置された校正板４０との相対位置関係が、検査時における金属鋼板１との相対位置関係と同じになる位置である。
【００４１】
このように、製造ラインの操業中に操業停止することなく、バックリング検査装置１０の校正処理を開始することができる。そして、この校正処理を開始するタイミングは、作業者が任意に決定することができる。
したがって、製造ライン停止時にバックリング検査装置の校正処理を実施するシステムでは、時間制約などにより比較的長期スパンでしかバックリング検査装置１０の性能要否を確認することができなかったのに対し、本実施形態では、比較的短スパンでバックリング検査装置１０の性能良否を確認することができる。そのため、バックリング検査装置１０の異常を早期に発見することができる。
【００４２】
さらに、校正処理に用いる校正板４０は、バックリング検査装置１０による検査時には当該検査に影響を与えないように製造ライン外に配置しておき、校正時にアンテナ１１及び１２を製造ライン外に移動することで、校正板４０の検査を可能とする。したがって、毎回同じ位置で校正板４０の検査を行うことができ、校正の安定性を向上させることができる。
【００４３】
また、検査時にはアンテナ１１及び１２が製造ライン内に配置されるが、製造ライン内には回転しているロールや高速で走行している金属鋼板等があり、その中でアンテナ１１及び１２等のバックリング検査装置１０の校正や調整の作業を安全に行うことは、非常に困難である。これに対して、本実施形態では、アンテナ１１及び１２を製造ライン外に移動した状態で校正及び調整の作業を行うことができるので、上記作業の安全性を確保することができる。
【００４４】
図１の二点鎖線に示す校正位置にアンテナ１１及び１２を配置した状態では、校正装置３０は校正板４０に対して金属鋼板１に対するバックリング検査と同一の一連の処理を行う。すなわち、送信用アンテナ１１から校正板４０に対して電磁波を放射し、その反射波を受信用アンテナ１２で受信する。そして、バックリング検査装置１０の評価指標として用いる反射波の波形及びレベルを確認する（ステップＳ３）。この一連の処理を、校正用突起物４０ａの有無や校正用突起物４０ａの大きさが異なる数種類の校正板４０に対してそれぞれ行い、すべての校正板４０について反射波の波形及びレベルの確認が終了すると（ステップＳ４でＹｅｓ）、各反射波の波形及びレベルを図５に示す反射波の基準波形及び基準レベルと比較し、それぞれ許容範囲内にあるか否かを判定する。
【００４５】
例えば、図３（ａ）に示すように、校正用突起物４０ａが形成されていない校正板４０に対して検査を行った場合、バックリング検査装置１０が正常である場合には、受信用アンテナ１２は反射波を受信しないため、受信用アンテナ１２によって得られた反射波の波形及びレベルは、図５（ａ）に示す基準波形及び基準レベルと同等又は略同等となる。また、例えば、図３（ｂ）に示すように、φ１．０ｍｍの校正用突起物４０ａが形成された校正板４０に対して検査を行った場合、バックリング検査装置１０が正常である場合には、受信用アンテナ１２によって受信される反射波の波形及びレベルは、図５（ｂ）に示す基準波形及び基準レベルと同等又は略同等となる。
このように、バックリング検査装置１０が正常である場合には、各反射波の波形及びレベルはそれぞれ許容範囲内となるため、各校正板４０に対する検査結果がそれぞれ「良」と判定され（ステップＳ５）、これが出力される（ステップＳ６）。
【００４６】
一方、装置異常として、例えば送信用アンテナ１１の電磁波送信異常が発生している場合には、校正用突起物４０ａによる反射波を受信用アンテナ１２によって正常に受信できなくなるため、受信した反射波のレベルが正常時に比して大幅に変動する。すなわち、図３（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す校正板４０について検査を行った場合、これらの反射波のレベルは、図５（ｂ），（ｄ），（ｅ）に示す基準レベルとは大きく異なる。そして、当該レベルが許容上限値以上または許容下限値以下となると、良否判定結果が「否」と判定され、これが出力される。したがって、作業者はディスプレイや音声アラームを確認することで、電磁波の発生装置の交換作業などの適切な対処を行うことができる。
【００４７】
また、装置異常として、例えば、受信用アンテナ１２がノイズや他の障害物の反射波を拾ってしまっている場合には、受信した反射波の波形が乱れ正常時とは異なる波形となる。すなわち、図３（ａ）〜（ｄ）に示す校正板４０について検査を行った場合、これらの反射波の波形は、図５（ａ），（ｂ），（ｄ），（ｅ）に示す基準波形に余計な波形が加わったものとなる。そして、その余計な波形のレベルが許容上限値以上となると、良否判定結果が「否」と判定され、これが出力される。したがって、作業者はディスプレイや音声アラームを確認することで、受信用アンテナ１２の交換作業などの適切な対処を行うことができる。
【００４８】
アンテナ１１及び１２と被検査面との相対位置関係と、被検査面上の検査対象の大きさ及び形状との再現が取れれば、検査時と校正時とで反射波の波形及びレベルは大きく変化しないはずである。したがって、校正時には、アンテナ１１及び１２を、バックリング２を模した校正用突起物４０ａが形成された校正板４０との相対位置関係が、検査時における金属鋼板１との相対位置関係と等しくなる位置に移動し、その後、校正板４０に対して、アンテナ１１及び１２によってバックリング検査と同一の処理を行って校正用突起物４０ａの検査を行うことで、バックリング検査装置１０の健全性の確認を正確に行うことができる。
そして、校正板４０を用いたバックリング検査装置１０の性能評価及び校正処理が終了すると、作業者は架台２２を１８０°回転し、アンテナ１１及び１２を図１の二点鎖線に示す校正位置から、図１の実線に示す検査位置に移動する。これにより、バックリング検査装置１０による金属鋼板１のバックリング検査が再開可能となる。
【００４９】
（効果）
このように、上記実施形態では、製造ラインを停止することなく任意のタイミングで、金属鋼板上のバックリングを検査するバックリング検査装置の性能評価及び校正を行うことができる。したがって、短スパンで定期的にバックリング検査装置の良否判定を行うことができ、装置異常の早期発見が可能となる。そのため、品質保証体制のレベルアップを実現することができる。
【００５０】
また、場所の制約の少ない製造ライン外でバックリング検査装置の性能評価及び校正作業を行うことができるので、作業の安全性の向上が図れると共に、明確な標準を定めることができるようになり、評価精度の向上が図れる。
さらに、予め用意した校正板を用い、検査時と同条件で校正板の検査を行えるように、架台を回転させて送信用アンテナ及び受信用アンテナを校正位置に移動する。したがって、比較的簡易な構成で毎回同じ校正位置に送信用アンテナ及び受信用アンテナを移動させて精度良く校正処理を行うことができ、評価・校正の安定性を向上させることができる。また、校正板に形成する校正用突起物を検査対象であるバックリングと同等サイズとするので、バックリング検査装置の評価・校正の信頼性を向上させることができる。
【００５１】
また、大きさが異なる校正用突起物が形成された数種類の校正板を用意し、それぞれについて検査を行うので、校正用突起物の大きさ毎にバックリング検査装置の性能評価を行うことができ、評価精度を向上させることができる。
さらにまた、バックリング検査器を、電磁波を放射する送信用アンテナと、被検査面上の検査対象によって反射された電磁波のみを受信する受信用アンテナとを備える構成とし、バックリング検査装置の評価指標として反射波の波形及びレベルを用いる。そのため、正常時の基準波形及び基準レベルに対して、波形が乱れている場合やレベルが大きく異なる場合など、当該波形及びレベルが許容範囲外となることを検出することで、バックリング検査装置に異常が発生していると判断することができる。したがって、適切にバックリング検査装置の性能評価を行うことができる。
【００５２】
（応用例）
なお、上記実施形態においては、架台２２を回転させてアンテナ１１及び１２を製造ライン外に移動する場合について説明したが、アンテナ１１及び１２の移動手段はこれに限定されるものではなく、例えばアンテナ１１及び１２が固定された架台をスライド移動させることでアンテナ１１及び１２を製造ライン外に移動するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、電磁波を利用したバックリング検査器を適用する場合について説明したが、バックリング検査器として、レーザ光などの平行光を利用したものを適用することができる。
さらに、上記実施形態においては、架台２２を１８０°回転させることで検査位置と校正位置とを切り換える場合について説明したが、検査位置が製造ライン外であれば、架台２２の回転角度は１８０°でなくてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態においては、校正板設置台４１上の校正板４０を交換して、数種類の校正板４０に対する検査を行う場合について説明したが、校正板４０と校正板設置台４１との組を数種類用意し、架台２２を回転させたときのアンテナ１１及び１２の動線上にこれらを配置するようにしてもよい。この場合、架台２２を回転させるだけで校正板４０の交換が行えるので、校正板４０の設置精度を安定化させることができる。
さらにまた、上記実施形態においては、作業者が手動で架台２２を回転させてアンテナ１１及び１２を製造ライン外に移動する場合について説明したが、例えばモータ等で構成されるアクチュエータを駆動制御することで当該移動を実現することもできる。この場合、検査位置と校正位置との２ポジション間におけるアンテナ１１及び１２の移動が完全自動化となるため、短い作業時間で高精度な移動作業を行うことができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…金属鋼板、２…バックリング、１０…バックリング検査装置、１１…送信用アンテナ、１２…受信用アンテナ、１３…送受信信号処理部、１４…出力部、２１…アーム、２２…架台、２３…安全柵、３０…校正装置、３２…送受信信号処理部、３３…出力部、４０…校正板、４０ａ…校正用突起物（絞り）、４１…校正板設置台
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する金属鋼板の表面に発生するバックリングを検査するバックリング検査装置の検査性能を評価する評価装置及び評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間圧延ラインや連続焼鈍ライン等においては、金属鋼板の形状やロールの形状により鋼板に作用する張力が不均一になるなど、種々の原因によって、走行する鋼板が幅方向に座屈し、鋼板表面にバックリング（又は絞り）と称する突起物が生じることがある。
鋼板にバックリングが発生した場合、そのまま走行を継続するとバックリングの程度が大きくなり、鋼板の破断に至るおそれがある。その場合、著しい生産阻害につながるため、バックリングが発生した場合にはこれを早期に発見する必要がある。
【０００３】
発生したバックリングを発見する方法としては、ＩＴＶで目視により観察する方法や、例えば特許文献１や特許文献２に示すように、ロールの一方の側面側に設置した投光器からレーザ光などの平行光を照射し、もう一方の側面側に設置された受光器によって計測される受光量などの変化から検出する方法がある。
さらに、鋼板のバタツキ（鋼板の面に対する垂直方向の位置変動）などの周囲の環境の影響によるバックリングの誤検出を防止するために、電磁波の送信アンテナと受信アンテナとを、走行する鋼板の長手方向に対して斜め上方の同じ位置に設置し、送信用アンテナから放射されバックリングに反射された電磁波のみを受信用アンテナで受信することで、バックリングを検出する方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２９４６２７号公報
【特許文献２】特開平９−２５７４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のバックリング検出方法を用いた装置にあっては、何れも当該装置の性能評価を行ったり校正を行ったりするには、鋼板が走行している場所に校正用の板などを置く必要があり、これはプロセスラインが停止しているタイミングでしか行うことができない。
また、上記装置の性能評価作業及び校正作業はライン内での作業となるため、設備の条件によっては足場の確保等において制約が多く、作業性が悪い。さらに、校正板の設置精度の保証が得られないため、信頼性の高い性能評価を行うことができない。
そこで、本発明は、バックリング検査装置に対して適切な校正を行うべく、信頼性の高い性能評価を行うことができるバックリング検査装置の評価装置及びバックリング検査装置の評価方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るバックリング検査装置の評価装置は、プロセスライン上の金属鋼板に対して所定の相対位置関係となる位置に配置され、前記プロセスラインを走行する前記金属鋼板上に存在するバックリングを検査するバックリング検査器を備えるバックリング検査装置の評価装置であって、前記バックリング検査器を、前記金属鋼板のプロセスライン外に移動する移動手段と、前記移動手段で移動した後の前記バックリング検査器との相対位置関係が、バックリング検査時における前記バックリング検査器と前記金属鋼板との相対位置関係と等しくなる位置に配置され、前記バックリングを模した校正用突起物が形成された校正板と、前記校正板に対して、前記移動手段で移動した後の前記バックリング検査器によって前記バックリング検査時のバックリング検査と同一処理を行って、前記校正用突起物を検査することで、前記バックリング検査装置の性能を評価する評価手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このように、バックリング検査器をプロセスライン外に移動してバックリング検査装置の性能評価を行うことができるので、ラインを停止させることなく当該性能評価を行うことができる。また、ライン外で評価・校正作業を行うことができるので、作業の安全性の向上が図れる。さらに、予め所定の校正位置に配置した校正板を用いてバックリング検査装置の性能評価を行うので、校正板の配置精度を保証し、バックリング検査装置の評価・校正の安定性を向上させることができる。また、校正板に形成する校正用突起物を検査対象であるバックリングと同等サイズとするので、バックリング検査装置の評価・校正の信頼性を向上させることができる。
【０００８】
また、上記において、鉛直方向の軸回りに回転可能に構成され、水平方向に延在するアームの一端が固定された架台を備え、前記バックリング検査器は、前記アームの他端に固定されており、前記移動手段は、前記架台を所定角度回転させることで、前記バックリング検査器を前記プロセスライン外に移動することを特徴としている。
これにより、検査位置と校正位置との２ポジション間におけるバックリング検査器の移動を、比較的簡易な構成で精度良く行うことができる。
【０００９】
さらに、上記において、前記校正板は、それぞれ大きさが異なる前記校正用突起物が形成された数種類の校正板であり、前記評価手段は、前記数種類の校正板に対してそれぞれ前記校正用突起物の検査を行うことを特徴としている。
これにより、校正用突起物の大きさ毎にそれぞれバックリング検査装置の性能評価を行うことができるので、評価精度を向上させることができる。
【００１０】
また、上記において、前記バックリング検査器は、被検査面に対して電磁波を放射する送信用アンテナと、前記送信用アンテナから放射され前記被検査面上の突起物によって反射された前記電磁波のみを受信する受信用アンテナと、前記送信用アンテナの送信信号及び前記受信用アンテナの受信信号を処理する信号処理部と、を備え、前記移動手段は、前記送信用アンテナ及び前記受信用アンテナを、前記バックリング検査時における相対位置関係を保ったまま前記プロセスライン外に移動することを特徴としている。
【００１１】
これにより、バックリングを高い感度で確実に検出することができると共に、周囲の環境の影響を受けにくいバックリング検査装置を対象として、当該バックリング検査装置の性能評価を適切に行うことができる。
さらにまた、上記において、前記評価手段は、前記受信用アンテナで受信した電磁波の波形及びレベルが許容範囲内であるか否かに応じて、前記バックリング検査装置の性能良否を判定することを特徴としている。
【００１２】
このように、バックリング検査装置の評価指標として反射波の波形及びレベルを用いるので、正常時の基準波形及び基準レベルに対して、波形が乱れている場合やレベルが大きく異なる場合など、当該波形及びレベルが許容範囲外となる場合にはバックリング検査装置に異常が発生していると判断することができる。したがって、適切にバックリング検査装置の性能評価を行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明に係るバックリング検査装置の評価方法は、プロセスライン上の金属鋼板に対して所定の相対位置関係となる位置に配置され、前記プロセスラインを走行する前記金属鋼板上に存在するバックリングを検査するバックリング検査器を備えるバックリング検査装置の評価方法であって、前記バックリング検査器を、前記金属鋼板のプロセスライン外に配置され、前記バックリングを模した校正用突起物が形成された校正板との相対位置関係が、バックリング検査時における前記金属鋼板との相対位置関係と等しくなる位置に移動した後、前記校正板に対して、前記バックリング検査器によって前記バックリング検査時のバックリング検査と同一処理を行って、前記校正用突起物を検査することで、前記バックリング検査装置の性能を評価することを特徴としている。
これにより、金属鋼板に発生したバックリングを検査するバックリング検査装置に対して安定性及び信頼性の高い性能評価を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プロセスラインを走行中の金属鋼板に発生したバックリングを検出するバックリング検査装置に対して適切な校正を行うべく、安定性及び信頼性の高い性能評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】バックリング検査装置とその評価装置の構成を示す図である。
【図２】電磁波の挙動を説明するための図である。
【図３】校正板の構成を示す側面図である。
【図４】校正装置で実行する校正処理手順を示すフローチャートである。
【図５】反射波の基準波形及び基準レベルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（構成）
図１は、本実施形態におけるバックリング検査装置とその評価装置の構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
図中、符号１は製造ライン（プロセスライン）上を走行中の金属鋼板（金属ストリップ）であり、符号１０は、金属鋼板１の通板方向に連続して存在するバックリング（以下、絞りともいう）などの突起物を検出するバックリング検査装置である。
【００１７】
バックリング検査装置１０は、送信用アンテナ１１と、受信用アンテナ１２と、送受信信号処理部１３と、出力部１４とを備える。送信用アンテナ１１及び受信用アンテナ１２は、金属鋼板１の幅方向中央位置（ラインセンター）ＬＣから一方の側の端部に偏った位置にほぼ隣接して配置されている。本実施形態では、送信用アンテナ１１及び受信用アンテナ１２として、単方向指向性を有するアンテナを使用する。単方向指向性を有するアンテナとは、所定の一方向にのみ電波を放射したり、所定の一方向からのみ電波を受信したりするアンテナであり、例えばホーンアンテナやパラボラアンテナなどがある。
【００１８】
送信用アンテナ１１は、送受信信号処理部１３からの電磁波送信指令を受けて、電磁波を被検査面に向けて放射する。そして、受信用アンテナ１２は、送信用アンテナ１１から放射され被検査面上に存在する検査対象の突起物によって反射された電磁波（反射波）のみを受信し、受信した信号を送受信信号処理部１３に出力する。
なお、送信用アンテナ１１、受信用アンテナ１２及び送受信信号処理部１３でバックリング検査器を構成している。
【００１９】
図２は、送信用アンテナ１１から送信された電磁波の挙動を示す図である。ここで、図２（ａ）は金属鋼板１上にバックリング２が存在しない場合の電磁波の挙動を示しており、図２（ｂ）は金属鋼板１のラインセンターＬＣ上にバックリング２が存在する場合の電磁波の挙動を示している。
図２（ａ）に示すように、金属鋼板１上にバックリング２が存在しない場合、送信用アンテナ１１から放射された電磁波５１は、金属鋼板１の平面で反射され、反射波５２となるため、受信用アンテナ１２によって受信されることはない。
【００２０】
一方、図２（ｂ）に示すように、金属鋼板１上にバックリング２が存在する場合には、送信用アンテナ１１から放射された電磁波の一部５１ａは、図２（ａ）の場合と同様に、金属鋼板１の平面で反射され、反射波５２ａとなるため、受信用アンテナ１２によって受信されることはない。しかしながら、送信用アンテナ１１から放射された電磁波の残りの部分５１ｂは、バックリング２によって反射され、反射波５２ｂとなるため、受信用アンテナ１２に受信されることになる。
【００２１】
図１に戻って、送受信信号処理部１３は、送信用アンテナ１１から送信した信号及び受信用アンテナ１２から受信された信号を処理して、金属鋼板１上のバックリング２の情報を示すバックリング信号を生成し、出力部１４に出力する。
具体的には、送受信信号処理部１３は、受信用アンテナ１２による反射波５２ｂの受信の有無に応じて、バックリングの有無を判断する。また、送信用アンテナ１１から電磁波を放射してから、バックリング２による反射波５２ｂを受信用アンテナ１２で受信するまでの時間差によって、バックリング２の位置（アンテナ１１及び１２からバックリング２までの距離）を検出する。さらに、受信した反射波５２ｂの波形やレベル（ピーク電圧値）に基づいて、バックリング２の形状を検出する。このようなバックリング検出には、一般的な擬似ランダム信号方式のほかに、レーダー技術におけるパルス圧縮方式やＦＭ−ＣＷ方式を使用することができる。
【００２２】
出力部１４は、送受信信号処理部１３から入力されたバックリング信号を、所望の形態に変換して出力する。出力部１４としては、例えば、バックリングの位置および大きさを表示するディスプレイや、バックリングの発生を知らせる音声アラームなどを用いる。
送信用アンテナ１１及び受信用アンテナ１２は、水平方向に延在するアーム２１の一端に固定されており、このアーム２１は、その他端が製造ライン外（安全柵２３よりも外側）に設置された架台２２の上端部に固定されている。架台２２は、鉛直方向に延在する中心軸Ｃを中心に回転可能に構成されている。
【００２３】
また、架台２２を挟んで金属鋼板１に対向する位置には、校正板４０を載置するための校正板設置台４１が設置されている。校正板設置台４１は、その幅方向中心位置ＬＣ２から架台２２の中心軸Ｃの位置までの距離が、金属鋼板１の幅方向中心位置（ラインセンター）ＬＣから架台２２の中心軸Ｃの位置までの距離と等しくなる位置に設置されている。また、この校正板設置台４１は、校正板４０を、金属鋼板１と同じ高さで保持する。
【００２４】
架台２２の回転移動は、例えば、作業者の手によって行われる。作業者は、架台２２を１８０°回転させることで、アーム２１、アンテナ１１及び１２を、図１の実線で示す検査時の配置状態から図１の二点鎖線で示す校正時の配置状態へ移動する。そして、この状態で、校正装置３０は、バックリング検査装置１０の性能評価及び必要に応じて校正処置を行う。
【００２５】
このように、本実施形態では、架台２２を１８０°回転させて、検査時の配置状態と校正時の配置状態とを切り替えるものとする。このとき、検査時と校正時とで、アンテナ１１及び１２と被検査面との相対位置関係（距離Ｌ及び角度θ）を同じとする。ここで、検査時の被検査面とは金属鋼板１の表面であり、校正時の被検査面とは校正板４０の表面である。
【００２６】
上記距離Ｌは電磁波の進行方向におけるアンテナから被検査面までの距離であり、上記角度θは電磁波の進行方向と被検査面との角度である。通常、バックリングは、金属鋼板１の幅方向中心部に発生することが多い。したがって、これら距離Ｌ及び角度θは、バックリング検査装置１０が被検査面の幅方向中心部を高感度で検査可能な値に設定する。ここでは、距離Ｌを５００ｍｍ±５ｍｍとし、角度θを４５°±１°とする。
【００２７】
なお、距離Ｌ及び角度θは上記の値に限定されるものではなく、例えば、距離Ｌを５００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下の範囲内で設定し、角度θを４０°以上６０°以下の範囲内で設定するようにしてもよい。ここで、角度θについては、６０°を超えると検査対象である突起物以外の被検査面からの反射波が受信用アンテナ１２によって検出されてしまうため、６０°以下であることが好ましい。
図３は、校正板４０の構成を示す側面図である。
本実施形態では、（ａ）に示すような、突起物が形成されていない平板からなる校正板４０と、（ｂ）〜（ｄ）に示すような、平板にそれぞれサイズの異なる校正用突起物（絞り）４０ａが形成された複数の校正板４０とを用意する。
【００２８】
ここで、校正板４０に使用する平板は、金属鋼板１と同一製品を所定のサイズに加工したものとする。また、校正用突起物４０ａの大きさは、検査対象であるバックリングに合わせた大きさとし、ここではφ１．０ｍｍ以上φ７．０ｍｍ以下とする。校正用突起物４０ａは、平板の幅方向の中心線上にバックリングを模した上記太さの針金を貼り付けることで形成することができる。なお、図３では、校正用突起物４０ａをφ１．０ｍｍ、φ３．０ｍｍ、φ６．０ｍｍの３種類としているが、φ１．０ｍｍ〜φ７．０ｍｍの範囲をより細かく分割し、４種類以上の校正用突起物４０ａを設定するようにしてもよい。
【００２９】
校正装置３０は、上述したようにアンテナ１１及び１２が図１の実線で示す検査位置から二点鎖線で示す校正位置に移動されると、この校正時の配置状態において、送受信信号処理部３２に対して校正板４０の検査指令を出力する。送受信信号処理部３２は、上述した送受信信号処理部１３と同一構成を有するものであり、校正装置３０からの検査指令を受けて、アンテナ１１及び１２によって校正板４０上の校正板突起物４０ａを検査する。そして、これによって得られた校正板突起物４０ａの情報に基づいてバックリング検査装置１０の検査性能を評価し、その結果を出力部３３に出力する。作業者は、出力部３３に表示された評価結果をもとに、必要に応じて校正を行う。ここで、出力部３３は上述した出力部１４と同一構成を有するものとする。
【００３０】
以下、バックリング検査装置１０の校正処理について、より具体的に説明する。
図４は、校正装置３０で実行する校正処理手順を示すフローチャートである。この校正処理は、検査時に作業者が校正ボタン等を押下することで実行開始する。
先ずステップＳ１で、校正装置３０は、送信用アンテナ１１及び受信用アンテナ１２が校正位置へ移動されていることを確認し、ステップＳ２に移行する。即ち、校正装置３０は、作業者が架台２２を１８０°回転させることで、アーム２１が図１の実線に示す検査位置から図１の二点鎖線に示す校正位置まで回転されていることを確認する。
【００３１】
ステップＳ２では、校正装置３０は、校正板設置台４１の上に校正板４０を設置し、ステップＳ３に移行する。このとき、校正板４０を、その中心位置が校正板設置台４１の中心位置に一致するように配置する。また、校正用突起物４０ａが形成された校正板４０を設置する場合は、校正用突起物４０ａの延在方向が金属鋼板１の通板方向と平行になるように配置する。さらに、この場合、バックリング検査装置１０の性能評価に必要な精度で校正板４０を設置するものとする。
【００３２】
ステップＳ３では、校正装置３０は、送受信信号処理部３２に対して校正板４０の検査指令を出力する。これにより、送受信信号処理部３２は、送信用アンテナ１１に対して電磁波送信指令を出力する。すると、送信用アンテナ１１は、校正板４０に対して電磁波を放射し、受信用アンテナ１２は校正用突起物４０ａに応じた反射波を受信する。送受信信号処理部３２は、その受信信号を処理することで、校正用突起物４０ａの情報を得ることができる。このように、校正板４０に対して、検査時における金属鋼板１に対するバックリング検査と同一処理を行う。そして、受信用アンテナ１２によって受信した反射波の波形及びレベルをバックリング検査装置１０の評価指標として確認し、これをメモリに記憶する。
【００３３】
次にステップＳ４では、校正装置３０は、用意した全ての校正板４０に対して校正板突起物４０ａの検査を行い、反射波の確認が終了しているか否かを判定する。そして、全ての校正板４０に対して検査を行っていない場合には、前記ステップＳ２に移行する。これにより、校正板４０が交換され、交換後の校正板４０に対して校正用突起物４０ａの検査が行われる。一方、全ての校正板４０に対して検査を行い反射波の確認が終了している場合には、ステップＳ５に移行する。
【００３４】
ステップＳ５では、校正装置３０は、前記ステップＳ３で確認した反射波の波形及びレベルと、図５に示す基準波形及び基準レベルとを比較して、バックリング検査装置１０の検査性能の良否判定を行う。基準波形及び基準レベルは、アンテナ１１及び１２の正常時に、絞りの大きさ毎に予め計測した反射波の波形及びレベルであり、計測時にメモリに記憶しておく。そして、前記ステップＳ３で確認した反射波の波形及びレベルと基準波形及び基準レベルとの差が許容範囲内である場合に、良否結果を「良」とする。この良否判定は、複数の校正板４０の検査結果に対してそれぞれ行う。
【００３５】
次にステップＳ６では、校正装置３０は、前記ステップＳ５で行った良否判定結果を出力部３３に出力する。これにより、出力部３３は、良否判定結果をディスプレイに表示したり、良否結果が「否」である場合に音声アラームを発したりする。
作業者は、出力部３３から認識した良否判定結果に基づいて、バックリング検査装置１０の校正処置を行う。良否結果が「否」となる原因としては、送信用アンテナ１１が電磁波を正常に送信できていない、受信用アンテナ１２が反射波を正常に受信できていない、受信用アンテナ１２がノイズや他の障害物の反射波を拾ってしまっている、などが考えられる。したがって、校正処置としては、電磁波の発生装置、アンテナ、ケーブル等を検査し、調整や交換作業を行う。
【００３６】
次にステップＳ７では、校正装置３０は、送信用アンテナ１１及び受信用アンテナ１２が検査位置へ移動されていることを確認し、校正処理を終了する。即ち、校正装置３０は、作業者が架台２２を１８０°回転させることで、アーム２１が図１の二点鎖線に示す校正位置から図１の実線に示す検査位置まで回転されていることを確認する。これにより、金属鋼板１のバックリング検査が開始可能な状態に復帰する。
なお、図５において、ステップＳ１が移動手段に対応し、ステップＳ２〜ステップＳ５が評価手段に対応している。
【００３７】
（動作）
次に、本実施形態の動作について説明する。
バックリング検査装置１０は、通常検査時には、図１の実線に示すように、アンテナ１１及び１２の開口面（電磁波が送信または受信される面）が金属鋼板１に対向する位置に配置されており、この状態で、金属鋼板１に存在するバックリングを検査する。具体的には、送受信信号処理部１３が送信用アンテナ１１に対して電磁波送信指令を出力すると、送信用アンテナ１１から金属鋼板１の幅方向中心部を含む所定範囲に電磁波が放射され、その反射波が受信用アンテナ１２によって受信される。このとき、受信用アンテナ１２は、金属鋼板１に存在するバックリング２によって反射された電磁波のみを受信するように構成されているので、送受信信号処理部１３は適切にバックリング情報を得ることができる。
【００３８】
このように、本実施形態では、受信用アンテナ１２を、送信用アンテナ１１から放射され被検査面上の突起物（検査対象）以外の面に反射された電磁波は捉えず、送信用アンテナ１１から放射され被検査面上の突起物に反射された電磁波のみを捉えるように設置するので、突起物を高い感度で確実に検出することができる。また、電磁波を使用するので、周囲の環境の影響を受けにくい。
【００３９】
さらに、アンテナ１１及び１２は、単方向指向性を有するものとするので、該単方向に存在する突起物を効率的に検出することができる。また、該単方向に所定の広がりを有するように検出範囲を設定すれば、鋼板の加工プロセスにおける鋼板のバタツキなど、被検査面の位置が変化した場合にも、位置変化の影響を受けずに突起物の検出を行うことができる。
【００４０】
そして、例えば、バックリングの検査対象でない金属鋼板１が搬送されているときなどの任意のタイミングで、作業者がバックリング検査装置１０の校正処理を行うべく、架台２２を１８０°回転し、アンテナ１１及び１２を図１の実線に示す検査位置から、図１の二点鎖線に示す製造ライン外の校正位置に移動する。すると、校正装置３０は、この状態で校正処理を実行開始する。この校正時におけるアンテナ１１及び１２の位置は、製造ライン外に配置された校正板４０との相対位置関係が、検査時における金属鋼板１との相対位置関係と同じになる位置である。
【００４１】
このように、製造ラインの操業中に操業停止することなく、バックリング検査装置１０の校正処理を開始することができる。そして、この校正処理を開始するタイミングは、作業者が任意に決定することができる。
したがって、製造ライン停止時にバックリング検査装置の校正処理を実施するシステムでは、時間制約などにより比較的長期スパンでしかバックリング検査装置１０の性能要否を確認することができなかったのに対し、本実施形態では、比較的短スパンでバックリング検査装置１０の性能良否を確認することができる。そのため、バックリング検査装置１０の異常を早期に発見することができる。
【００４２】
さらに、校正処理に用いる校正板４０は、バックリング検査装置１０による検査時には当該検査に影響を与えないように製造ライン外に配置しておき、校正時にアンテナ１１及び１２を製造ライン外に移動することで、校正板４０の検査を可能とする。したがって、毎回同じ位置で校正板４０の検査を行うことができ、校正の安定性を向上させることができる。
【００４３】
また、検査時にはアンテナ１１及び１２が製造ライン内に配置されるが、製造ライン内には回転しているロールや高速で走行している金属鋼板等があり、その中でアンテナ１１及び１２等のバックリング検査装置１０の校正や調整の作業を安全に行うことは、非常に困難である。これに対して、本実施形態では、アンテナ１１及び１２を製造ライン外に移動した状態で校正及び調整の作業を行うことができるので、上記作業の安全性を確保することができる。
【００４４】
図１の二点鎖線に示す校正位置にアンテナ１１及び１２を配置した状態では、校正装置３０は校正板４０に対して金属鋼板１に対するバックリング検査と同一の一連の処理を行う。すなわち、送信用アンテナ１１から校正板４０に対して電磁波を放射し、その反射波を受信用アンテナ１２で受信する。そして、バックリング検査装置１０の評価指標として用いる反射波の波形及びレベルを確認する（ステップＳ３）。この一連の処理を、校正用突起物４０ａの有無や校正用突起物４０ａの大きさが異なる数種類の校正板４０に対してそれぞれ行い、すべての校正板４０について反射波の波形及びレベルの確認が終了すると（ステップＳ４でＹｅｓ）、各反射波の波形及びレベルを図５に示す反射波の基準波形及び基準レベルと比較し、それぞれ許容範囲内にあるか否かを判定する。
【００４５】
例えば、図３（ａ）に示すように、校正用突起物４０ａが形成されていない校正板４０に対して検査を行った場合、バックリング検査装置１０が正常である場合には、受信用アンテナ１２は反射波を受信しないため、受信用アンテナ１２によって得られた反射波の波形及びレベルは、図５（ａ）に示す基準波形及び基準レベルと同等又は略同等となる。また、例えば、図３（ｂ）に示すように、φ１．０ｍｍの校正用突起物４０ａが形成された校正板４０に対して検査を行った場合、バックリング検査装置１０が正常である場合には、受信用アンテナ１２によって受信される反射波の波形及びレベルは、図５（ｂ）に示す基準波形及び基準レベルと同等又は略同等となる。
このように、バックリング検査装置１０が正常である場合には、各反射波の波形及びレベルはそれぞれ許容範囲内となるため、各校正板４０に対する検査結果がそれぞれ「良」と判定され（ステップＳ５）、これが出力される（ステップＳ６）。
【００４６】
一方、装置異常として、例えば送信用アンテナ１１の電磁波送信異常が発生している場合には、校正用突起物４０ａによる反射波を受信用アンテナ１２によって正常に受信できなくなるため、受信した反射波のレベルが正常時に比して大幅に変動する。すなわち、図３（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す校正板４０について検査を行った場合、これらの反射波のレベルは、図５（ｂ），（ｄ），（ｅ）に示す基準レベルとは大きく異なる。そして、当該レベルが許容上限値以上または許容下限値以下となると、良否判定結果が「否」と判定され、これが出力される。したがって、作業者はディスプレイや音声アラームを確認することで、電磁波の発生装置の交換作業などの適切な対処を行うことができる。
【００４７】
また、装置異常として、例えば、受信用アンテナ１２がノイズや他の障害物の反射波を拾ってしまっている場合には、受信した反射波の波形が乱れ正常時とは異なる波形となる。すなわち、図３（ａ）〜（ｄ）に示す校正板４０について検査を行った場合、これらの反射波の波形は、図５（ａ），（ｂ），（ｄ），（ｅ）に示す基準波形に余計な波形が加わったものとなる。そして、その余計な波形のレベルが許容上限値以上となると、良否判定結果が「否」と判定され、これが出力される。したがって、作業者はディスプレイや音声アラームを確認することで、受信用アンテナ１２の交換作業などの適切な対処を行うことができる。
【００４８】
アンテナ１１及び１２と被検査面との相対位置関係と、被検査面上の検査対象の大きさ及び形状との再現が取れれば、検査時と校正時とで反射波の波形及びレベルは大きく変化しないはずである。したがって、校正時には、アンテナ１１及び１２を、バックリング２を模した校正用突起物４０ａが形成された校正板４０との相対位置関係が、検査時における金属鋼板１との相対位置関係と等しくなる位置に移動し、その後、校正板４０に対して、アンテナ１１及び１２によってバックリング検査と同一の処理を行って校正用突起物４０ａの検査を行うことで、バックリング検査装置１０の健全性の確認を正確に行うことができる。
そして、校正板４０を用いたバックリング検査装置１０の性能評価及び校正処理が終了すると、作業者は架台２２を１８０°回転し、アンテナ１１及び１２を図１の二点鎖線に示す校正位置から、図１の実線に示す検査位置に移動する。これにより、バックリング検査装置１０による金属鋼板１のバックリング検査が再開可能となる。
【００４９】
（効果）
このように、上記実施形態では、製造ラインを停止することなく任意のタイミングで、金属鋼板上のバックリングを検査するバックリング検査装置の性能評価及び校正を行うことができる。したがって、短スパンで定期的にバックリング検査装置の良否判定を行うことができ、装置異常の早期発見が可能となる。そのため、品質保証体制のレベルアップを実現することができる。
【００５０】
また、場所の制約の少ない製造ライン外でバックリング検査装置の性能評価及び校正作業を行うことができるので、作業の安全性の向上が図れると共に、明確な標準を定めることができるようになり、評価精度の向上が図れる。
さらに、予め用意した校正板を用い、検査時と同条件で校正板の検査を行えるように、架台を回転させて送信用アンテナ及び受信用アンテナを校正位置に移動する。したがって、比較的簡易な構成で毎回同じ校正位置に送信用アンテナ及び受信用アンテナを移動させて精度良く校正処理を行うことができ、評価・校正の安定性を向上させることができる。また、校正板に形成する校正用突起物を検査対象であるバックリングと同等サイズとするので、バックリング検査装置の評価・校正の信頼性を向上させることができる。
【００５１】
また、大きさが異なる校正用突起物が形成された数種類の校正板を用意し、それぞれについて検査を行うので、校正用突起物の大きさ毎にバックリング検査装置の性能評価を行うことができ、評価精度を向上させることができる。
さらにまた、バックリング検査器を、電磁波を放射する送信用アンテナと、被検査面上の検査対象によって反射された電磁波のみを受信する受信用アンテナとを備える構成とし、バックリング検査装置の評価指標として反射波の波形及びレベルを用いる。そのため、正常時の基準波形及び基準レベルに対して、波形が乱れている場合やレベルが大きく異なる場合など、当該波形及びレベルが許容範囲外となることを検出することで、バックリング検査装置に異常が発生していると判断することができる。したがって、適切にバックリング検査装置の性能評価を行うことができる。
【００５２】
（応用例）
なお、上記実施形態においては、架台２２を回転させてアンテナ１１及び１２を製造ライン外に移動する場合について説明したが、アンテナ１１及び１２の移動手段はこれに限定されるものではなく、例えばアンテナ１１及び１２が固定された架台をスライド移動させることでアンテナ１１及び１２を製造ライン外に移動するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、電磁波を利用したバックリング検査器を適用する場合について説明したが、バックリング検査器として、レーザ光などの平行光を利用したものを適用することができる。
さらに、上記実施形態においては、架台２２を１８０°回転させることで検査位置と校正位置とを切り換える場合について説明したが、検査位置が製造ライン外であれば、架台２２の回転角度は１８０°でなくてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態においては、校正板設置台４１上の校正板４０を交換して、数種類の校正板４０に対する検査を行う場合について説明したが、校正板４０と校正板設置台４１との組を数種類用意し、架台２２を回転させたときのアンテナ１１及び１２の動線上にこれらを配置するようにしてもよい。この場合、架台２２を回転させるだけで校正板４０の交換が行えるので、校正板４０の設置精度を安定化させることができる。
さらにまた、上記実施形態においては、作業者が手動で架台２２を回転させてアンテナ１１及び１２を製造ライン外に移動する場合について説明したが、例えばモータ等で構成されるアクチュエータを駆動制御することで当該移動を実現することもできる。この場合、検査位置と校正位置との２ポジション間におけるアンテナ１１及び１２の移動が完全自動化となるため、短い作業時間で高精度な移動作業を行うことができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…金属鋼板、２…バックリング、１０…バックリング検査装置、１１…送信用アンテナ、１２…受信用アンテナ、１３…送受信信号処理部、１４…出力部、２１…アーム、２２…架台、２３…安全柵、３０…校正装置、３２…送受信信号処理部、３３…出力部、４０…校正板、４０ａ…校正用突起物（絞り）、４１…校正板設置台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスライン上の金属鋼板に対して所定の相対位置関係となる位置に配置され、前記プロセスラインを走行する前記金属鋼板上に存在するバックリングを検査するバックリング検査器を備えるバックリング検査装置の評価装置であって、
前記バックリング検査器を、前記金属鋼板のプロセスライン外に移動する移動手段と、
前記移動手段で移動した後の前記バックリング検査器との相対位置関係が、バックリング検査時における前記バックリング検査器と前記金属鋼板との相対位置関係と等しくなる位置に配置され、前記バックリングを模した校正用突起物が形成された校正板と、
前記校正板に対して、前記移動手段で移動した後の前記バックリング検査器によって前記バックリング検査時のバックリング検査と同一処理を行って、前記校正用突起物を検査することで、前記バックリング検査装置の性能を評価する評価手段と、を備えることを特徴とするバックリング検査装置の評価装置。
【請求項２】
鉛直方向の軸回りに回転可能に構成され、水平方向に延在するアームの一端が固定された架台を備え、
前記バックリング検査器は、前記アームの他端に固定されており、
前記移動手段は、前記架台を所定角度回転させることで、前記バックリング検査器を前記プロセスライン外に移動することを特徴とする請求項１に記載のバックリング検査装置の評価装置。
【請求項３】
前記校正板は、それぞれ大きさが異なる前記校正用突起物が形成された数種類の校正板であり、
前記評価手段は、前記数種類の校正板に対してそれぞれ前記校正用突起物の検査を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のバックリング検査装置の評価装置。
【請求項４】
前記バックリング検査器は、被検査面に対して電磁波を放射する送信用アンテナと、前記送信用アンテナから放射され前記被検査面上の突起物によって反射された前記電磁波のみを受信する受信用アンテナと、前記送信用アンテナの送信信号及び前記受信用アンテナの受信信号を処理する送受信信号処理部と、を備え、
前記移動手段は、前記送信用アンテナ及び前記受信用アンテナを、前記バックリング検査時における相対位置関係を保ったまま前記プロセスライン外に移動することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のバックリング検査装置の評価装置。
【請求項５】
前記評価手段は、前記受信用アンテナで受信した電磁波の波形及びレベルが許容範囲内であるか否かに応じて、前記バックリング検査装置の性能良否を判定することを特徴とする請求項４に記載のバックリング検査装置の評価装置。
【請求項６】
プロセスライン上の金属鋼板に対して所定の相対位置関係となる位置に配置され、前記プロセスラインを走行する前記金属鋼板上に存在するバックリングを検査するバックリング検査器を備えるバックリング検査装置の評価方法であって、
前記バックリング検査器を、前記金属鋼板のプロセスライン外に配置され、前記バックリングを模した校正用突起物が形成された校正板との相対位置関係が、バックリング検査時における前記金属鋼板との相対位置関係と等しくなる位置に移動した後、
前記校正板に対して、前記バックリング検査器によって前記バックリング検査時のバックリング検査と同一処理を行って、前記校正用突起物を検査することで、前記バックリング検査装置の性能を評価することを特徴とするバックリング検査装置の評価方法。
【請求項１】
プロセスライン上の金属鋼板に対して所定の相対位置関係となる位置に配置され、前記プロセスラインを走行する前記金属鋼板上に存在するバックリングを検査するバックリング検査器を備えるバックリング検査装置の評価装置であって、
前記バックリング検査器を、前記金属鋼板のプロセスライン外に移動する移動手段と、
前記移動手段で移動した後の前記バックリング検査器との相対位置関係が、バックリング検査時における前記バックリング検査器と前記金属鋼板との相対位置関係と等しくなる位置に配置され、前記バックリングを模した校正用突起物が形成された校正板と、
前記校正板に対して、前記移動手段で移動した後の前記バックリング検査器によって前記バックリング検査時のバックリング検査と同一処理を行って、前記校正用突起物を検査することで、前記バックリング検査装置の性能を評価する評価手段と、を備えることを特徴とするバックリング検査装置の評価装置。
【請求項２】
鉛直方向の軸回りに回転可能に構成され、水平方向に延在するアームの一端が固定された架台を備え、
前記バックリング検査器は、前記アームの他端に固定されており、
前記移動手段は、前記架台を所定角度回転させることで、前記バックリング検査器を前記プロセスライン外に移動することを特徴とする請求項１に記載のバックリング検査装置の評価装置。
【請求項３】
前記校正板は、それぞれ大きさが異なる前記校正用突起物が形成された数種類の校正板であり、
前記評価手段は、前記数種類の校正板に対してそれぞれ前記校正用突起物の検査を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のバックリング検査装置の評価装置。
【請求項４】
前記バックリング検査器は、被検査面に対して電磁波を放射する送信用アンテナと、前記送信用アンテナから放射され前記被検査面上の突起物によって反射された前記電磁波のみを受信する受信用アンテナと、前記送信用アンテナの送信信号及び前記受信用アンテナの受信信号を処理する送受信信号処理部と、を備え、
前記移動手段は、前記送信用アンテナ及び前記受信用アンテナを、前記バックリング検査時における相対位置関係を保ったまま前記プロセスライン外に移動することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のバックリング検査装置の評価装置。
【請求項５】
前記評価手段は、前記受信用アンテナで受信した電磁波の波形及びレベルが許容範囲内であるか否かに応じて、前記バックリング検査装置の性能良否を判定することを特徴とする請求項４に記載のバックリング検査装置の評価装置。
【請求項６】
プロセスライン上の金属鋼板に対して所定の相対位置関係となる位置に配置され、前記プロセスラインを走行する前記金属鋼板上に存在するバックリングを検査するバックリング検査器を備えるバックリング検査装置の評価方法であって、
前記バックリング検査器を、前記金属鋼板のプロセスライン外に配置され、前記バックリングを模した校正用突起物が形成された校正板との相対位置関係が、バックリング検査時における前記金属鋼板との相対位置関係と等しくなる位置に移動した後、
前記校正板に対して、前記バックリング検査器によって前記バックリング検査時のバックリング検査と同一処理を行って、前記校正用突起物を検査することで、前記バックリング検査装置の性能を評価することを特徴とするバックリング検査装置の評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４７３１４（Ｐ２０１２−２４７３１４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１９６１５（Ｐ２０１１−１１９６１５）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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