異材検出システム
【課題】 データが安定し、異材の判定が簡単かつ精度よく行うことができ、信頼性の高い異材検出システムを提供すること。
【解決手段】 被検査材の材質に応じて適正な励磁電流の周波数で導電率と透磁率を測定し、その測定した導電率と透磁率に基づいて異材を検出するシステムであって、測定に際し、被検査材の長さ方向の一端部を一定長さの範囲、もしくは両端部の一定長さを除く範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置１１と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置１２と、を具えたことを特徴とする。
【解決手段】 被検査材の材質に応じて適正な励磁電流の周波数で導電率と透磁率を測定し、その測定した導電率と透磁率に基づいて異材を検出するシステムであって、測定に際し、被検査材の長さ方向の一端部を一定長さの範囲、もしくは両端部の一定長さを除く範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置１１と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置１２と、を具えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磨き棒鋼などの被検査材の異材検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からよく知られているこの種の異材検出システムは、一般的に火花検査であるが、この火花検査は特殊なスキルとそのスキルを維持する訓練が不可欠である。しかし、火花検査員の養成は半年以上の訓練が必要であり、かつ火花検査員としての適性可否もあり、要員の確保は至難な状況である。また、火花検査のエラー率はヒューマンエラーも起こり易いことから統計的には７０〜８０％と言われ、完全な異材検出とは言い難い。
【０００３】
前述のような事情に鑑み、特許文献１に開示されているような異材判定方法及び装置が提案されている。この技術は、同一成分で同一圧延チャンスの被検材ロットの異材判定に先立って、当該ロット初期の少なくとも１つの被検材のインピーダンスを測定して、その測定インピーダンスの平均値を中心とする平均値の大きさに比例した正常値範囲を設定し、その後、他の被検材に対してその測定インピーダンスと前記正常値範囲との比較に基づいて異材を判定するものであり、これにより操作性及びメンテナンス性を向上できるとともに、経時変化、周囲温度変化、ロット間での被検材のサイズや成分のばらつき等に影響されることなく異材を常に簡単かつ確実に判定することができる、というものである。
【０００４】
しかしながら、この特許文献１の技術は、インピーダンスの測定に際して搬送ラインを送られる被検材を、その長さ方向一端部から他端部にいたるまで全部に亘って検出コイルを通過させながら測定するので、測定データにバラツキが生じて安定したデータを得るのが難しく、特に磨き棒鋼に対してはデータの信頼性がなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、前記従来の装置がもつ問題点を解決し、データが安定し、異材の判定が簡単かつ精度よく行うことができ、信頼性の高い異材検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被検査材の導電率と透磁率を測定し、その測定した導電率と透磁率に基づいて異材を検出するシステムであって、測定に際し、被検査材の長さ方向の一端部を一定長さの範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置と、を具えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、既設の被検査材の表面傷等を検出するＥＣ検出ラインと、該ラインにインラインで組み込んで異材を検出する異材検出ラインとを有し、これら両ラインの上流側から順に被検査材ロットを集積する給材テーブルと、該給材テーブルから１本づつ送られる被検査材を受け入れる入側搬送装置と、被検査材の表面傷等を検出するＥＣセンサー部と、前記入側搬送装置からＥＣセンサー部を経て送られる前記被検査材を受け入れる出側搬送装置と、前記ＥＣセンサー部で許容値を越える表面傷等があると検出された被検査材をリジェクトするＥＣ用ＮＧポケットと、前記出側搬送装置からＥＣ用ＮＧポケットを経て送られる前記被検査材を受け入れてロットとして集積する集材テーブルと、を具えた異材検出システムであって、前記給材テーブルと入側搬送装置の間に設置された被検査材挿入装置と、該被検査材挿入装置の給材方向に対して交叉する一方の側に設置されて被検査材挿入装置で保持された被検査材の一端部を一定長さの範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により一箇所のみ測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置と、前記出側搬送装置と集材テーブルの間に設置された異材ポケットと、前記制御装置で異材と判定された該異材を前記異材ポケットにリジェクトするように制御する異材判定制御装置と、を具えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の被検査材の異材検出システムにおいて、成分識別装置は、励磁コイルと測定コイルを有し、被検査材の一端部を挿入する検出コイルと、被検査材に渦電流を発生させるべく前記励磁コイルに励磁電流を供給する発振器と、前記測定コイルに誘起される誘導電流を前記励磁電流に基づいて同期検波し被検査材の導電率と透磁率を測定する同期検波手段と、を有し、制御装置は、前記同期検波手段による先頭の被検査材の測定導電率と透磁率からデータを統計処理し、標準偏差の３σ値で閾値を設定する閾値設定手段と、該閾値設定手段に設定された先頭の被検査材の閾値と前記同期検波手段による２本目以降の被検査材の測定導電率と透磁率のデータとの比較に基づいて異材を判定する判定手段と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で導電率と透磁率を測定し、その測定した導電率と透磁率のデータを統計処理し、標準偏差の３σ値で閾値を前記閾値設定手段に設定し、２本目以降の被検査材に対しては前記判定手段においてその測定した導電率と透磁率のデータと、前記先頭の被検査材の閾値とを順次比較することで異材を判定するように制御する制御手段と、を有し、発振器から供給する励磁電流の周波数の範囲を、被検査材が磁性材の場合は１６Ｈｚ〜３２Ｈｚ、非磁性材の場合は３２ＫＨｚ〜６４ＫＨｚとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明は、測定に際し、被検査材の長さ方向の一端部を一定長さの範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置と、を具えているので、従来の被検査材の全体を検出コイルを通過させるものよりも測定データが安定し、異材の判定が簡単かつ精度よく行うことができる。データの安定性は被検査材が磨き棒鋼の場合、特に顕著である。しかも、一般的に行われている火花検査に対して火花検査員の確保も不要となり、大幅なコストダウンが可能となるとともに、火花検査に比べその異材検出精度は向上し、ユーザーへの信頼性が向上するという優れた効果がある。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、上流側から順に給材テーブル、入側搬送装置、ＥＣセンサー部、出側搬送装置、ＥＣ用ＮＧポケット、集材テーブルと、を具えた既設の設備である表面傷検出システムに、被検査材保持挿入装置、成分識別装置、制御装置、異材ポケット、及び異材判定制御装置を新たに具え、既設のＥＣ検出ラインに対する異材検出ラインのインライン化が可能となる。そのため、異材の判定結果をタイムリーに既設の設備へフィードバックでき、異材のリジェクトが可能となる。また、タイムリーに結果が判明することにより原因調査が容易となり、的確な対策が取り易くなる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、成分識別装置の発振器から供給する励磁電流の周波数の範囲を、被検査材が磁性材の場合と非磁性材の場合とで好ましい値に設定することにより、全ての材質の識別の精度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施の形態を示す、ＥＣ検出ラインに異材検出ラインをインライン化した異材検出システムの全体概略平面図である。
【図２】同上の成分識別装置とその制御盤等の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】測定波形を示す部分図である。
【図４】測定波形の信号を示すグラフである。
【図５】インピーダンスマップを示すグラフである。
【図６】測定した閾値を示すグラフである。
【図７】被検査材の一端部を検出コイルに挿入して測定する部分図である。
【図８】導電率と透磁率について、（Ａ）は磁性材の端部影響を受けない長さの確認、（Ｂ）は非磁性材の端部影響を受けない長さの確認、を表すグラフである。
【図９】識別判定できる停止時間とバラツキの範囲について、（Ａ）は磁性材、（Ｂ）は非磁性材、を表すグラフである。
【図１０】別の実施の形態を示す異材検出システムの全体概略平面図である。
【図１１】被検査材を検出コイルに通過させながら測定する部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、この発明の一実施の形態に係る異材検出システムについて、詳しく説明する。
【００１５】
図１は、既設のＥＣ検出ラインに異材検出ラインをインラインで組み入れた全体システムの概要図を示す。同図において、１は異材検出システムであり、磨き棒鋼等の被検査材Ｗのライン上流側から順に被検査材ロットを集積する給材テーブル２、被検査材挿入装置３、給材テーブル２から被検査材挿入装置３を経て１本づつ送られる被検査材Ｗを受け入れる入側搬送装置４、被検査材の表面傷等を検出するＥＣセンサー部５、入側搬送装置４からＥＣセンサー部５を経て１本づつ送られる被検査材Ｗを受け入れる出側搬送装置６、異材ポケット７、ＥＣ用ＮＧポケット８、出側搬送装置６から異材ポケット７及びＥＣ用ＮＧポケット８を経て１本づつ送られる被検査材Ｗを受け入れロットとして集積する集材テーブル９が配設されている。本システムでは被検査材Ｗとして磨き棒鋼を例示している。被検査材挿入装置３の給材方向に対して直交する一方の側には成分識別装置１１が設置され、被検査材挿入装置３から矢印で示すように給材方向に対して直交方向となる横に送られてくる被検査材Ｗの一端部を受け入れて可能となっている。また、成分識別装置１１と接続して成分識別装置制御盤１２が設置されているとともに、成分識別装置制御盤１２と接続して異材判定制御装置１３が設置されている。異材判定制御装置１３は、成分識別装置制御盤１２からの信号を受けて被検査材挿入装置３、異材ポケット７を制御する。
【００１６】
成分識別装置１１は、導電率と透磁率の相違を分析する電磁誘導法を基本原理とするものであるが、図２に示すように構成されている。すなわち、被検査材Ｗの成分を識別するために導電率と透磁率を測定する検出コイル１６は、図示しない一次コイルとしての励磁コイルと二次コイルとしての測定コイルを有し、その中心孔に被検査材Ｗの一端部を挿入可能にしている（図７参照）。成分識別装置１１は、そのほかに発振器１７、増幅器１８、同期検波器１９を有し、発振器１７から前記励磁コイルに励磁電流を供給して検出コイル１６に挿入される被検査材Ｗに渦電流を生じさせ、それによって前記測定コイルに誘起される誘導電流を増幅器１８で増幅して同期検波器１９に供給する。同期検波器１９には発振器１７からの出力、すなわち前記励磁コイルに供給される励磁電流と同相の信号も供給し、これにより増幅器１８の出力、すなわち前記測定コイルに誘起される誘導電流を同期検波して被検査材Ｗの導電率と透磁率を測定する。
【００１７】
一方、成分識別装置制御盤１２は、成分識別装置１１の同期検波器１９と接続されたスイッチ回路２２、その一方の端子側に接続された閾値設定回路２３、他方の端子側に接続された判定回路２４、該判定回路からの信号を受けてスイッチ回路２２の切替えを制御する制御回路２５を有し、成分識別装置１１からの測定導電率と透磁率を、制御回路２５による制御によってスイッチ回路２２を介して閾値設定回路２３又は判定回路２４に選択的に供給する。
【００１８】
閾値設定回路２３には閾値が設定されている。前記のように本システムでは被検査材ロットの先頭の被検査材Ｗを基準被検査材とし、その基準被検査材の複数の位置（軸方向の６ヶ所）でデータを採取し、そのデータを統計処理し、標準偏差の３σ値で閾値を設定している。すなわち、閾値の設定のためのデータ測定に際しては、前記励磁コイルに交流電流を与える。すると、被検査材の表面に渦電流が発生し、発生した渦電流が前記測定コイルの中を貫くこととなり、該測定コイルには電流が発生する。
【００１９】
発生した電流の前記励磁コイルに誘導した交流電流を示した励磁波形（正弦波）に対して、図３に太線で示すように前記測定コイルに発生した交流波形が測定波形となる。この図では、測定波形の波高値Ｖ１の値は被検査材Ｗの導電率に影響され、励磁波形に対して測定波形の位相の差φ１は被検査材Ｗの透磁率に影響されることを示している。
【００２０】
そして、図３に示す測定波形を平面図に示したのが図４の測定波形の信号となる。波形ａは、ある材料を検出コイル１６に挿入したときに発生した測定波形であり、それを平面図に示すと図４のＶ１（φ１）となる。図４のＶ２（φ２）は別の材料を同様に検出コイル１６に挿入した場合の測定波形を平面図に表したものである。このＶ１（φ１）の測定波形の頂点、及びＶ２（φ２）の測定波形の頂点をポイントとしてプロットしたのが図５のインピーダンスマップとなる。そして、先頭の被検査材Ｗについては前記のように軸方向の６ヶ所でデータを採取するので、図６に６ヶ所がポイントとしてプロットされ、これらプロットされたデータを統計処理して、標準偏差の３σ（確率９９．７％）値として円で囲んだ範囲を閾値として設定する。図６において円で囲んだ閾値の範囲にある白丸印はＯＫ材、範囲外にある黒丸印は異材（ＮＧ材）であることを表している。
【００２１】
前記のようにして先頭の被検査材Ｗに基づき閾値設定回路２３に設定される閾値は、図２に示すように閾値設定回路２３から判定回路２４に供給され、スイッチ回路２２を経て供給される２本目以降の被検査材Ｗの測定導電率と透磁率と比較され、測定導電率と透磁率が閾値の範囲内にあるときは判定回路２４で正規の被検査材Ｗ（ＯＫ材）と判定される一方、閾値の範囲から外れているときは異材（ＮＧ材）と判定されて、その判定結果が制御回路２５を経て図１の異材判定制御装置１３に送られる。
【００２２】
前記のように２本目以降の被検査材Ｗを順次先頭の被検査材Ｗ（基準被検査材）と比較することで異材を検出するのであるが、その検出に際しては、従来のように被検査材Ｗの全体を検出コイルに通すのではなく、図７に示すように被検査材挿入装置３により保持された被検査材Ｗを成分識別装置１１のある側に横送りし、その長さ方向一端部を一定の長さの範囲で検出コイル１６に通し、しかも一定時間停止した状態で行うが、その最適挿入量と最適停止時間は試験に基づき次のようにして設定している。
【００２３】
すなわち、最適挿入量Ｘとは、図７に示すように検出コイル１６の一方の端（図で左端）から突出した量で示し、この最適挿入量Ｘについては、そのサンプルの設定条件としてコイルの種類がＬＦ（低域励磁周波数）で、コイル内径が２０ｍｍ、試験周波数が１６Ｈｚの磁性材と、コイルの種類がＨＦ（高域励磁周波数）で、コイル内径が１０ｍｍ、試験周波数が３２ＫＨｚの非磁性材に分け、それぞれの端末の影響を縦軸に導電率、横軸に透磁率をとって検証したところ、磁性材については図８（Ａ）、非磁性材については図８（Ｂ）に示すような結果を得た。
【００２４】
これによると、サンプル明細が磁性材（ＳＵＳ４３０Ｆ相当）、φ１７．１２については端末の影響を受けない最適挿入量Ｘの長さは３００ｍｍが好ましいことが判明し、サンプル明細が非磁性材（ＳＵＳ３０３）、φ６．０については端末の影響を受けない最適挿入量Ｘの長さは１００ｍｍが好ましいことが判明した。そこで、本システムでは、その端部が３００ｍｍ（先端から検出コイル１６の一方の端までの長さ）のところを挿入量Ｘとしている。
【００２５】
また、測定に際しての最適停止時間について検証したところ、ＬＦコイル・１０ｍｍの磁性材については図９（Ａ）、ＨＦコイル・１０ｍｍの非磁性材については図９（Ｂ）に示すような結果を得た。これによると、磁性材については検出コイル１６内での停止（静止）時間が０．５秒間に満たない時間の場合には時折エラーが表示されが、１秒以上の場合はエラーが表示されないことが判明し、非磁性材については０秒間としてもエラーは表示されないが、０．５秒以下は１秒以上に比べてバラツキが大きくなることが判明した。そこで、本システムでは磁性材、非磁性材とも材料を静止させる停止時間を１秒としている。勿論、停止時間を１．５秒、あるいは２秒としてもよい。
【００２６】
そして、前記のように本システムで採用した被検査材Ｗの磁性材及び非磁性材の材種別の最適挿入量Ｘと最適停止時間は、異材判定制御装置１３に設定され、この異材判定制御装置１３からの制御により、前記被検査材Ｗが設定した最適挿入量と最適停止時間となるように被検査材挿入装置３を作動する。
【００２７】
なお、発振器１７から励磁コイルに供給される励磁電流の周波数の範囲としては、被検査材が磁性材の場合は前記１６Ｈｚの他に１６Ｈｚ〜３２Ｈｚの範囲とすることが可能であり、非磁性材の場合は３２ＫＨｚの他に３２ＫＨｚ〜６４ＫＨｚの範囲とすることが可能であることが試験の結果、判明した。
【００２８】
次に、前記のようにして材種別に被検査材Ｗの一端部の最適挿入量と最適停止時間を設定して行う２本目以降の被検査材Ｗに対する作用について説明する。まず、２本目の被検査材Ｗが給材テーブル２から被検査材挿入装置３に送られてくると、該被検査材は異材判定制御装置１３からの制御を受ける被検査材挿入装置３によりその一端部が検出コイル１６の挿入量Ｘ位置となるまで横に送られて停止される。そして、停止時間１秒の間にその導電率と透磁率が測定される。
【００２９】
検出コイル１６で測定された導電率と透磁率のデータは、増幅器１８で増幅されて同期検波器１９へ送られる。そして、発信器１７から同期検波器１９へ送られる同相信号と同期検波器１９で同期が取られたうえ、成分識別装置制御盤１２のスイッチ回路２２へ送られる。スイッチ回路２２へ送られた導電率と透磁率のデータは、さらに制御回路２５による切替え制御により判定回路２４へ送られる。そして、判定回路２４ではこのスイッチ回路２２から送られてくる導電率と透磁率の測定データと、閾値設定回路２３から送られてくる閾値との比較がされる。そして、判定回路２４でデータが図６に円で囲んだ範囲にプロットされると同じ材料と判定（ＯＫ材）され、円から外れた位置にプロットされると異材と判定される。
【００３０】
ＯＫ材と判定された被検査材Ｗは、前述したようにその後、給材ラインに沿って入側搬送装置４、ＥＣセンサー部５、出側搬送装置６へと送られ、さらに出側搬送装置６から集材テーブル９へ送られ、ロットとして集材テーブル９上に集積される。一方、異材（ＮＧ材）と判定された被検査材Ｗは、出側搬送装置６からの搬送途中で異材ポケット７へリジェクト（分別）される。リジェクトの方法としては例えば給材ラインを形成する搬送板（図示せず）を異材判定制御装置１３の制御により傾斜させてその下方の凹所に落下させる方法がある。なお、本システムはＥＣ検出ライン内に異材検出ラインをインラインで組み込んだシステムであり、前記ＥＣ検出ラインではＥＣセンサー部５で被検査材Ｗの表面傷等の検出が行われ、表面傷等が検出されると、その傷が検出された被検査材は、ＥＣ用ＮＧポケット８へリジェクト（分別）される。
【００３１】
前記のように励磁電流の周波数の範囲は、被検査材Ｗが磁性材の場合は１６Ｈｚ〜３２Ｈｚ、非磁性材の場合は３２ＫＨｚ〜６４ＫＨｚとするのが好ましいが、被検査材Ｗの材質に応じて適正な誘導周波数を選択することにより、磁性材及び非磁性材の区別なく同原理で検出が可能である。また、このときのデータを蓄積することにより、被検査材Ｗの材質特定が可能となるうえ、仮に異材が検出された場合はその材質を特定することで相手材が特定することが容易となり、原因究明も容易となることから適切な対策が可能となる。
【００３２】
前記のようであって本システムによれば、給材テーブル２から１本づつ送られる被検査材Ｗが被検査材挿入装置３において成分識別装置１１側に送られてその一端部が検出コイル１６に挿入されて成分が識別され、それに基づき成分識別装置制御盤１２で異材と判定される。そのため、従来のように被検査材の全体を検出コイルに通さなくともよく、しかも測定に際して一旦停止させ静止した状態で行うので、安定した測定データを得ることができ、異材の判定が簡単かつ精度のよいものとなる。そして、この異材は異材判定制御装置１３からの制御により、ＯＫ材はその後に集材テーブル９まで送られてロットとして集材されるのに対して、送られる過程で異材ポケット７へリジェクトされる。そのため、異材をラインから確実に除去することが可能となり、集材テーブル９でＯＫ材と混在することがない。また、本システムではＥＣセンサー部５で表面傷等が検出された被検査材Ｗは、同様に異材判定制御装置１３からの制御によりＥＣ用ＮＧポケット８へリジェクトされるが、この従来からある設備ともインライン化を進めることができ、システムの価値評価を高めることができる。
【００３３】
図１０は、別の実施の形態の異材検出システムである。主要な構成は前記実施の形態と同じであるので、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。この実施の形態で特徴的なのは、前記に示した実施の形態では被検査材の端部の一定長さを異材検出センサー部に挿入して、一定時間静止させたが、図１０に示すように被検査材を異材検出センサー部を通過させる途中で図１１に示すとおり両端部から一定の長さを差し引いた任意の位置で一定時間静止させている点である。図１１に示す最適挿入量Ｘも段落００２２の記載と同意で、図１０の場合は非測定位置を示す。
【００３４】
尚、前記各実施の形態は、あくまでも好ましい一例を挙げたにすぎず、特に成分識別装置１１や成分識別装置制御盤１２の具体的な構成については、その実施に際して、特許請求の範囲に記載の範囲内で適宜に変更、修正することが可能である。また、実施の形態では、被検査材を保持し成分識別装置に挿入する被検査材挿入装置３を設け、該装置を介して被検査材をその軸に送ってその一端部を成分識別装置１１の検出コイル１６の中に挿入するようにしたが、これとは逆に検出コイル１６のある成分識別装置１１を横に送って被検査材の一端部に挿入するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１ 異材検出システム
２ 給材テーブル
３ 被検査材挿入装置
４ 入側搬送装置
５ ＥＣセンサー部
６ 出側搬送装置
７ 異材ポケット
８ ＥＣ用ＮＧポケット
９ 集材テーブル
１１ 成分識別装置
１２ 成分識別装置制御盤（制御装置）
１３ 異材判定制御装置
１６ 検出コイル
１７ 発振器
１８ 増幅器
１９ 同期検波器（同期検波手段）
２２ スイッチ回路
２３ 閾値設定回路（閾値設定手段）
２４ 判定回路（判定手段）
２５ 制御回路（制御手段）
Ｗ 被検査材（磨き棒鋼）
Ｘ 最適挿入量（但し、図１０の場合は非測定位置）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磨き棒鋼などの被検査材の異材検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からよく知られているこの種の異材検出システムは、一般的に火花検査であるが、この火花検査は特殊なスキルとそのスキルを維持する訓練が不可欠である。しかし、火花検査員の養成は半年以上の訓練が必要であり、かつ火花検査員としての適性可否もあり、要員の確保は至難な状況である。また、火花検査のエラー率はヒューマンエラーも起こり易いことから統計的には７０〜８０％と言われ、完全な異材検出とは言い難い。
【０００３】
前述のような事情に鑑み、特許文献１に開示されているような異材判定方法及び装置が提案されている。この技術は、同一成分で同一圧延チャンスの被検材ロットの異材判定に先立って、当該ロット初期の少なくとも１つの被検材のインピーダンスを測定して、その測定インピーダンスの平均値を中心とする平均値の大きさに比例した正常値範囲を設定し、その後、他の被検材に対してその測定インピーダンスと前記正常値範囲との比較に基づいて異材を判定するものであり、これにより操作性及びメンテナンス性を向上できるとともに、経時変化、周囲温度変化、ロット間での被検材のサイズや成分のばらつき等に影響されることなく異材を常に簡単かつ確実に判定することができる、というものである。
【０００４】
しかしながら、この特許文献１の技術は、インピーダンスの測定に際して搬送ラインを送られる被検材を、その長さ方向一端部から他端部にいたるまで全部に亘って検出コイルを通過させながら測定するので、測定データにバラツキが生じて安定したデータを得るのが難しく、特に磨き棒鋼に対してはデータの信頼性がなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、前記従来の装置がもつ問題点を解決し、データが安定し、異材の判定が簡単かつ精度よく行うことができ、信頼性の高い異材検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被検査材の導電率と透磁率を測定し、その測定した導電率と透磁率に基づいて異材を検出するシステムであって、測定に際し、被検査材の長さ方向の一端部を一定長さの範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置と、を具えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、既設の被検査材の表面傷等を検出するＥＣ検出ラインと、該ラインにインラインで組み込んで異材を検出する異材検出ラインとを有し、これら両ラインの上流側から順に被検査材ロットを集積する給材テーブルと、該給材テーブルから１本づつ送られる被検査材を受け入れる入側搬送装置と、被検査材の表面傷等を検出するＥＣセンサー部と、前記入側搬送装置からＥＣセンサー部を経て送られる前記被検査材を受け入れる出側搬送装置と、前記ＥＣセンサー部で許容値を越える表面傷等があると検出された被検査材をリジェクトするＥＣ用ＮＧポケットと、前記出側搬送装置からＥＣ用ＮＧポケットを経て送られる前記被検査材を受け入れてロットとして集積する集材テーブルと、を具えた異材検出システムであって、前記給材テーブルと入側搬送装置の間に設置された被検査材挿入装置と、該被検査材挿入装置の給材方向に対して交叉する一方の側に設置されて被検査材挿入装置で保持された被検査材の一端部を一定長さの範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により一箇所のみ測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置と、前記出側搬送装置と集材テーブルの間に設置された異材ポケットと、前記制御装置で異材と判定された該異材を前記異材ポケットにリジェクトするように制御する異材判定制御装置と、を具えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の被検査材の異材検出システムにおいて、成分識別装置は、励磁コイルと測定コイルを有し、被検査材の一端部を挿入する検出コイルと、被検査材に渦電流を発生させるべく前記励磁コイルに励磁電流を供給する発振器と、前記測定コイルに誘起される誘導電流を前記励磁電流に基づいて同期検波し被検査材の導電率と透磁率を測定する同期検波手段と、を有し、制御装置は、前記同期検波手段による先頭の被検査材の測定導電率と透磁率からデータを統計処理し、標準偏差の３σ値で閾値を設定する閾値設定手段と、該閾値設定手段に設定された先頭の被検査材の閾値と前記同期検波手段による２本目以降の被検査材の測定導電率と透磁率のデータとの比較に基づいて異材を判定する判定手段と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で導電率と透磁率を測定し、その測定した導電率と透磁率のデータを統計処理し、標準偏差の３σ値で閾値を前記閾値設定手段に設定し、２本目以降の被検査材に対しては前記判定手段においてその測定した導電率と透磁率のデータと、前記先頭の被検査材の閾値とを順次比較することで異材を判定するように制御する制御手段と、を有し、発振器から供給する励磁電流の周波数の範囲を、被検査材が磁性材の場合は１６Ｈｚ〜３２Ｈｚ、非磁性材の場合は３２ＫＨｚ〜６４ＫＨｚとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明は、測定に際し、被検査材の長さ方向の一端部を一定長さの範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置と、を具えているので、従来の被検査材の全体を検出コイルを通過させるものよりも測定データが安定し、異材の判定が簡単かつ精度よく行うことができる。データの安定性は被検査材が磨き棒鋼の場合、特に顕著である。しかも、一般的に行われている火花検査に対して火花検査員の確保も不要となり、大幅なコストダウンが可能となるとともに、火花検査に比べその異材検出精度は向上し、ユーザーへの信頼性が向上するという優れた効果がある。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、上流側から順に給材テーブル、入側搬送装置、ＥＣセンサー部、出側搬送装置、ＥＣ用ＮＧポケット、集材テーブルと、を具えた既設の設備である表面傷検出システムに、被検査材保持挿入装置、成分識別装置、制御装置、異材ポケット、及び異材判定制御装置を新たに具え、既設のＥＣ検出ラインに対する異材検出ラインのインライン化が可能となる。そのため、異材の判定結果をタイムリーに既設の設備へフィードバックでき、異材のリジェクトが可能となる。また、タイムリーに結果が判明することにより原因調査が容易となり、的確な対策が取り易くなる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、成分識別装置の発振器から供給する励磁電流の周波数の範囲を、被検査材が磁性材の場合と非磁性材の場合とで好ましい値に設定することにより、全ての材質の識別の精度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施の形態を示す、ＥＣ検出ラインに異材検出ラインをインライン化した異材検出システムの全体概略平面図である。
【図２】同上の成分識別装置とその制御盤等の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】測定波形を示す部分図である。
【図４】測定波形の信号を示すグラフである。
【図５】インピーダンスマップを示すグラフである。
【図６】測定した閾値を示すグラフである。
【図７】被検査材の一端部を検出コイルに挿入して測定する部分図である。
【図８】導電率と透磁率について、（Ａ）は磁性材の端部影響を受けない長さの確認、（Ｂ）は非磁性材の端部影響を受けない長さの確認、を表すグラフである。
【図９】識別判定できる停止時間とバラツキの範囲について、（Ａ）は磁性材、（Ｂ）は非磁性材、を表すグラフである。
【図１０】別の実施の形態を示す異材検出システムの全体概略平面図である。
【図１１】被検査材を検出コイルに通過させながら測定する部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、この発明の一実施の形態に係る異材検出システムについて、詳しく説明する。
【００１５】
図１は、既設のＥＣ検出ラインに異材検出ラインをインラインで組み入れた全体システムの概要図を示す。同図において、１は異材検出システムであり、磨き棒鋼等の被検査材Ｗのライン上流側から順に被検査材ロットを集積する給材テーブル２、被検査材挿入装置３、給材テーブル２から被検査材挿入装置３を経て１本づつ送られる被検査材Ｗを受け入れる入側搬送装置４、被検査材の表面傷等を検出するＥＣセンサー部５、入側搬送装置４からＥＣセンサー部５を経て１本づつ送られる被検査材Ｗを受け入れる出側搬送装置６、異材ポケット７、ＥＣ用ＮＧポケット８、出側搬送装置６から異材ポケット７及びＥＣ用ＮＧポケット８を経て１本づつ送られる被検査材Ｗを受け入れロットとして集積する集材テーブル９が配設されている。本システムでは被検査材Ｗとして磨き棒鋼を例示している。被検査材挿入装置３の給材方向に対して直交する一方の側には成分識別装置１１が設置され、被検査材挿入装置３から矢印で示すように給材方向に対して直交方向となる横に送られてくる被検査材Ｗの一端部を受け入れて可能となっている。また、成分識別装置１１と接続して成分識別装置制御盤１２が設置されているとともに、成分識別装置制御盤１２と接続して異材判定制御装置１３が設置されている。異材判定制御装置１３は、成分識別装置制御盤１２からの信号を受けて被検査材挿入装置３、異材ポケット７を制御する。
【００１６】
成分識別装置１１は、導電率と透磁率の相違を分析する電磁誘導法を基本原理とするものであるが、図２に示すように構成されている。すなわち、被検査材Ｗの成分を識別するために導電率と透磁率を測定する検出コイル１６は、図示しない一次コイルとしての励磁コイルと二次コイルとしての測定コイルを有し、その中心孔に被検査材Ｗの一端部を挿入可能にしている（図７参照）。成分識別装置１１は、そのほかに発振器１７、増幅器１８、同期検波器１９を有し、発振器１７から前記励磁コイルに励磁電流を供給して検出コイル１６に挿入される被検査材Ｗに渦電流を生じさせ、それによって前記測定コイルに誘起される誘導電流を増幅器１８で増幅して同期検波器１９に供給する。同期検波器１９には発振器１７からの出力、すなわち前記励磁コイルに供給される励磁電流と同相の信号も供給し、これにより増幅器１８の出力、すなわち前記測定コイルに誘起される誘導電流を同期検波して被検査材Ｗの導電率と透磁率を測定する。
【００１７】
一方、成分識別装置制御盤１２は、成分識別装置１１の同期検波器１９と接続されたスイッチ回路２２、その一方の端子側に接続された閾値設定回路２３、他方の端子側に接続された判定回路２４、該判定回路からの信号を受けてスイッチ回路２２の切替えを制御する制御回路２５を有し、成分識別装置１１からの測定導電率と透磁率を、制御回路２５による制御によってスイッチ回路２２を介して閾値設定回路２３又は判定回路２４に選択的に供給する。
【００１８】
閾値設定回路２３には閾値が設定されている。前記のように本システムでは被検査材ロットの先頭の被検査材Ｗを基準被検査材とし、その基準被検査材の複数の位置（軸方向の６ヶ所）でデータを採取し、そのデータを統計処理し、標準偏差の３σ値で閾値を設定している。すなわち、閾値の設定のためのデータ測定に際しては、前記励磁コイルに交流電流を与える。すると、被検査材の表面に渦電流が発生し、発生した渦電流が前記測定コイルの中を貫くこととなり、該測定コイルには電流が発生する。
【００１９】
発生した電流の前記励磁コイルに誘導した交流電流を示した励磁波形（正弦波）に対して、図３に太線で示すように前記測定コイルに発生した交流波形が測定波形となる。この図では、測定波形の波高値Ｖ１の値は被検査材Ｗの導電率に影響され、励磁波形に対して測定波形の位相の差φ１は被検査材Ｗの透磁率に影響されることを示している。
【００２０】
そして、図３に示す測定波形を平面図に示したのが図４の測定波形の信号となる。波形ａは、ある材料を検出コイル１６に挿入したときに発生した測定波形であり、それを平面図に示すと図４のＶ１（φ１）となる。図４のＶ２（φ２）は別の材料を同様に検出コイル１６に挿入した場合の測定波形を平面図に表したものである。このＶ１（φ１）の測定波形の頂点、及びＶ２（φ２）の測定波形の頂点をポイントとしてプロットしたのが図５のインピーダンスマップとなる。そして、先頭の被検査材Ｗについては前記のように軸方向の６ヶ所でデータを採取するので、図６に６ヶ所がポイントとしてプロットされ、これらプロットされたデータを統計処理して、標準偏差の３σ（確率９９．７％）値として円で囲んだ範囲を閾値として設定する。図６において円で囲んだ閾値の範囲にある白丸印はＯＫ材、範囲外にある黒丸印は異材（ＮＧ材）であることを表している。
【００２１】
前記のようにして先頭の被検査材Ｗに基づき閾値設定回路２３に設定される閾値は、図２に示すように閾値設定回路２３から判定回路２４に供給され、スイッチ回路２２を経て供給される２本目以降の被検査材Ｗの測定導電率と透磁率と比較され、測定導電率と透磁率が閾値の範囲内にあるときは判定回路２４で正規の被検査材Ｗ（ＯＫ材）と判定される一方、閾値の範囲から外れているときは異材（ＮＧ材）と判定されて、その判定結果が制御回路２５を経て図１の異材判定制御装置１３に送られる。
【００２２】
前記のように２本目以降の被検査材Ｗを順次先頭の被検査材Ｗ（基準被検査材）と比較することで異材を検出するのであるが、その検出に際しては、従来のように被検査材Ｗの全体を検出コイルに通すのではなく、図７に示すように被検査材挿入装置３により保持された被検査材Ｗを成分識別装置１１のある側に横送りし、その長さ方向一端部を一定の長さの範囲で検出コイル１６に通し、しかも一定時間停止した状態で行うが、その最適挿入量と最適停止時間は試験に基づき次のようにして設定している。
【００２３】
すなわち、最適挿入量Ｘとは、図７に示すように検出コイル１６の一方の端（図で左端）から突出した量で示し、この最適挿入量Ｘについては、そのサンプルの設定条件としてコイルの種類がＬＦ（低域励磁周波数）で、コイル内径が２０ｍｍ、試験周波数が１６Ｈｚの磁性材と、コイルの種類がＨＦ（高域励磁周波数）で、コイル内径が１０ｍｍ、試験周波数が３２ＫＨｚの非磁性材に分け、それぞれの端末の影響を縦軸に導電率、横軸に透磁率をとって検証したところ、磁性材については図８（Ａ）、非磁性材については図８（Ｂ）に示すような結果を得た。
【００２４】
これによると、サンプル明細が磁性材（ＳＵＳ４３０Ｆ相当）、φ１７．１２については端末の影響を受けない最適挿入量Ｘの長さは３００ｍｍが好ましいことが判明し、サンプル明細が非磁性材（ＳＵＳ３０３）、φ６．０については端末の影響を受けない最適挿入量Ｘの長さは１００ｍｍが好ましいことが判明した。そこで、本システムでは、その端部が３００ｍｍ（先端から検出コイル１６の一方の端までの長さ）のところを挿入量Ｘとしている。
【００２５】
また、測定に際しての最適停止時間について検証したところ、ＬＦコイル・１０ｍｍの磁性材については図９（Ａ）、ＨＦコイル・１０ｍｍの非磁性材については図９（Ｂ）に示すような結果を得た。これによると、磁性材については検出コイル１６内での停止（静止）時間が０．５秒間に満たない時間の場合には時折エラーが表示されが、１秒以上の場合はエラーが表示されないことが判明し、非磁性材については０秒間としてもエラーは表示されないが、０．５秒以下は１秒以上に比べてバラツキが大きくなることが判明した。そこで、本システムでは磁性材、非磁性材とも材料を静止させる停止時間を１秒としている。勿論、停止時間を１．５秒、あるいは２秒としてもよい。
【００２６】
そして、前記のように本システムで採用した被検査材Ｗの磁性材及び非磁性材の材種別の最適挿入量Ｘと最適停止時間は、異材判定制御装置１３に設定され、この異材判定制御装置１３からの制御により、前記被検査材Ｗが設定した最適挿入量と最適停止時間となるように被検査材挿入装置３を作動する。
【００２７】
なお、発振器１７から励磁コイルに供給される励磁電流の周波数の範囲としては、被検査材が磁性材の場合は前記１６Ｈｚの他に１６Ｈｚ〜３２Ｈｚの範囲とすることが可能であり、非磁性材の場合は３２ＫＨｚの他に３２ＫＨｚ〜６４ＫＨｚの範囲とすることが可能であることが試験の結果、判明した。
【００２８】
次に、前記のようにして材種別に被検査材Ｗの一端部の最適挿入量と最適停止時間を設定して行う２本目以降の被検査材Ｗに対する作用について説明する。まず、２本目の被検査材Ｗが給材テーブル２から被検査材挿入装置３に送られてくると、該被検査材は異材判定制御装置１３からの制御を受ける被検査材挿入装置３によりその一端部が検出コイル１６の挿入量Ｘ位置となるまで横に送られて停止される。そして、停止時間１秒の間にその導電率と透磁率が測定される。
【００２９】
検出コイル１６で測定された導電率と透磁率のデータは、増幅器１８で増幅されて同期検波器１９へ送られる。そして、発信器１７から同期検波器１９へ送られる同相信号と同期検波器１９で同期が取られたうえ、成分識別装置制御盤１２のスイッチ回路２２へ送られる。スイッチ回路２２へ送られた導電率と透磁率のデータは、さらに制御回路２５による切替え制御により判定回路２４へ送られる。そして、判定回路２４ではこのスイッチ回路２２から送られてくる導電率と透磁率の測定データと、閾値設定回路２３から送られてくる閾値との比較がされる。そして、判定回路２４でデータが図６に円で囲んだ範囲にプロットされると同じ材料と判定（ＯＫ材）され、円から外れた位置にプロットされると異材と判定される。
【００３０】
ＯＫ材と判定された被検査材Ｗは、前述したようにその後、給材ラインに沿って入側搬送装置４、ＥＣセンサー部５、出側搬送装置６へと送られ、さらに出側搬送装置６から集材テーブル９へ送られ、ロットとして集材テーブル９上に集積される。一方、異材（ＮＧ材）と判定された被検査材Ｗは、出側搬送装置６からの搬送途中で異材ポケット７へリジェクト（分別）される。リジェクトの方法としては例えば給材ラインを形成する搬送板（図示せず）を異材判定制御装置１３の制御により傾斜させてその下方の凹所に落下させる方法がある。なお、本システムはＥＣ検出ライン内に異材検出ラインをインラインで組み込んだシステムであり、前記ＥＣ検出ラインではＥＣセンサー部５で被検査材Ｗの表面傷等の検出が行われ、表面傷等が検出されると、その傷が検出された被検査材は、ＥＣ用ＮＧポケット８へリジェクト（分別）される。
【００３１】
前記のように励磁電流の周波数の範囲は、被検査材Ｗが磁性材の場合は１６Ｈｚ〜３２Ｈｚ、非磁性材の場合は３２ＫＨｚ〜６４ＫＨｚとするのが好ましいが、被検査材Ｗの材質に応じて適正な誘導周波数を選択することにより、磁性材及び非磁性材の区別なく同原理で検出が可能である。また、このときのデータを蓄積することにより、被検査材Ｗの材質特定が可能となるうえ、仮に異材が検出された場合はその材質を特定することで相手材が特定することが容易となり、原因究明も容易となることから適切な対策が可能となる。
【００３２】
前記のようであって本システムによれば、給材テーブル２から１本づつ送られる被検査材Ｗが被検査材挿入装置３において成分識別装置１１側に送られてその一端部が検出コイル１６に挿入されて成分が識別され、それに基づき成分識別装置制御盤１２で異材と判定される。そのため、従来のように被検査材の全体を検出コイルに通さなくともよく、しかも測定に際して一旦停止させ静止した状態で行うので、安定した測定データを得ることができ、異材の判定が簡単かつ精度のよいものとなる。そして、この異材は異材判定制御装置１３からの制御により、ＯＫ材はその後に集材テーブル９まで送られてロットとして集材されるのに対して、送られる過程で異材ポケット７へリジェクトされる。そのため、異材をラインから確実に除去することが可能となり、集材テーブル９でＯＫ材と混在することがない。また、本システムではＥＣセンサー部５で表面傷等が検出された被検査材Ｗは、同様に異材判定制御装置１３からの制御によりＥＣ用ＮＧポケット８へリジェクトされるが、この従来からある設備ともインライン化を進めることができ、システムの価値評価を高めることができる。
【００３３】
図１０は、別の実施の形態の異材検出システムである。主要な構成は前記実施の形態と同じであるので、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。この実施の形態で特徴的なのは、前記に示した実施の形態では被検査材の端部の一定長さを異材検出センサー部に挿入して、一定時間静止させたが、図１０に示すように被検査材を異材検出センサー部を通過させる途中で図１１に示すとおり両端部から一定の長さを差し引いた任意の位置で一定時間静止させている点である。図１１に示す最適挿入量Ｘも段落００２２の記載と同意で、図１０の場合は非測定位置を示す。
【００３４】
尚、前記各実施の形態は、あくまでも好ましい一例を挙げたにすぎず、特に成分識別装置１１や成分識別装置制御盤１２の具体的な構成については、その実施に際して、特許請求の範囲に記載の範囲内で適宜に変更、修正することが可能である。また、実施の形態では、被検査材を保持し成分識別装置に挿入する被検査材挿入装置３を設け、該装置を介して被検査材をその軸に送ってその一端部を成分識別装置１１の検出コイル１６の中に挿入するようにしたが、これとは逆に検出コイル１６のある成分識別装置１１を横に送って被検査材の一端部に挿入するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１ 異材検出システム
２ 給材テーブル
３ 被検査材挿入装置
４ 入側搬送装置
５ ＥＣセンサー部
６ 出側搬送装置
７ 異材ポケット
８ ＥＣ用ＮＧポケット
９ 集材テーブル
１１ 成分識別装置
１２ 成分識別装置制御盤（制御装置）
１３ 異材判定制御装置
１６ 検出コイル
１７ 発振器
１８ 増幅器
１９ 同期検波器（同期検波手段）
２２ スイッチ回路
２３ 閾値設定回路（閾値設定手段）
２４ 判定回路（判定手段）
２５ 制御回路（制御手段）
Ｗ 被検査材（磨き棒鋼）
Ｘ 最適挿入量（但し、図１０の場合は非測定位置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査材の導電率と透磁率を測定し、その測定した導電率と透磁率に基づいて異材を検出するシステムであって、
測定に際し、被検査材の長さ方向の一端部を一定長さの範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置と、
同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置と、
を具えたことを特徴とする被検査材の異材検出システム。
【請求項２】
既設の被検査材の表面傷等を検出するＥＣ検出ラインと、該ラインにインラインで組み込んで異材を検出する異材検出ラインとを有し、これら両ラインの上流側から順に被検査材ロットを集積する給材テーブルと、該給材テーブルから１本づつ送られる被検査材を受け入れる入側搬送装置と、被検査材の表面傷等を検出するＥＣセンサー部と、前記入側搬送装置からＥＣセンサー部を経て送られる前記被検査材を受け入れる出側搬送装置と、前記ＥＣセンサー部で許容値を越える表面傷等があると検出された被検査材をリジェクトするＥＣ用ＮＧポケットと、前記出側搬送装置からＥＣ用ＮＧポケットを経て送られる前記被検査材を受け入れてロットとして集積する集材テーブルと、を具えた異材検出システムであって、
前記給材テーブルと入側搬送装置の間に設置された被検査材挿入装置と、
該被検査材挿入装置の給材方向に対して交叉する一方の側に設置されて被検査材挿入装置で保持された被検査材の一端部を一定長さの範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置、又は入側搬送装置と出側搬送装置の間に設置された成分識別装置内に被検査材の両端部の一定長さを除く範囲内で、且つ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置と、
同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により一箇所のみ測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置と、
前記出側搬送装置と集材テーブルの間に設置された異材ポケットと、
前記制御装置で異材と判定された該異材を前記異材ポケットにリジェクトするように制御する異材判定制御装置と、
を具えたことを特徴とする異材検出システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の被検査材の異材検出システムにおいて、
成分識別装置は、励磁コイルと測定コイルを有し、被検査材の一端部を挿入する検出コイルと、被検査材に渦電流を発生させるべく前記励磁コイルに励磁電流を供給する発振器と、前記測定コイルに誘起される誘導電流を前記励磁電流に基づいて同期検波し被検査材の導電率と透磁率を測定する同期検波手段と、を有し、
制御装置は、前記同期検波手段による先頭の被検査材の測定導電率と透磁率からデータを統計処理し、標準偏差の３σ値で閾値を設定する閾値設定手段と、
該閾値設定手段に設定された先頭の被検査材の閾値と前記同期検波手段による２本目以降の被検査材の測定導電率と透磁率のデータとの比較に基づいて異材を判定する判定手段と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で導電率と透磁率を測定し、その測定した導電率と透磁率のデータを統計処理し、標準偏差の３σ値で閾値を前記閾値設定手段に設定し、２本目以降の被検査材に対しては前記判定手段においてその測定した導電率と透磁率のデータと、前記先頭の被検査材の閾値とを順次比較することで異材を判定するように制御する制御手段と、を有し、
発振器から供給する励磁電流の周波数の範囲を、被検査材が磁性材の場合は１６Ｈｚ〜３２Ｈｚ、非磁性材の場合は３２ＫＨｚ〜６４ＫＨｚとすることを特徴とする被検査材の異材検出システム。
【請求項１】
被検査材の導電率と透磁率を測定し、その測定した導電率と透磁率に基づいて異材を検出するシステムであって、
測定に際し、被検査材の長さ方向の一端部を一定長さの範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置と、
同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置と、
を具えたことを特徴とする被検査材の異材検出システム。
【請求項２】
既設の被検査材の表面傷等を検出するＥＣ検出ラインと、該ラインにインラインで組み込んで異材を検出する異材検出ラインとを有し、これら両ラインの上流側から順に被検査材ロットを集積する給材テーブルと、該給材テーブルから１本づつ送られる被検査材を受け入れる入側搬送装置と、被検査材の表面傷等を検出するＥＣセンサー部と、前記入側搬送装置からＥＣセンサー部を経て送られる前記被検査材を受け入れる出側搬送装置と、前記ＥＣセンサー部で許容値を越える表面傷等があると検出された被検査材をリジェクトするＥＣ用ＮＧポケットと、前記出側搬送装置からＥＣ用ＮＧポケットを経て送られる前記被検査材を受け入れてロットとして集積する集材テーブルと、を具えた異材検出システムであって、
前記給材テーブルと入側搬送装置の間に設置された被検査材挿入装置と、
該被検査材挿入装置の給材方向に対して交叉する一方の側に設置されて被検査材挿入装置で保持された被検査材の一端部を一定長さの範囲で、かつ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置、又は入側搬送装置と出側搬送装置の間に設置された成分識別装置内に被検査材の両端部の一定長さを除く範囲内で、且つ一定時間停止させて該被検査材の導電率と透磁率を測定する成分識別装置と、
同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で前記成分識別装置により測定した導電率と透磁率のデータを統計処理して標準偏差の３σ値で設定した閾値と、２本目以降の被検査材に対して同様に前記成分識別装置により一箇所のみ測定した導電率と透磁率のデータとを順次比較することで異材を判定する制御装置と、
前記出側搬送装置と集材テーブルの間に設置された異材ポケットと、
前記制御装置で異材と判定された該異材を前記異材ポケットにリジェクトするように制御する異材判定制御装置と、
を具えたことを特徴とする異材検出システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の被検査材の異材検出システムにおいて、
成分識別装置は、励磁コイルと測定コイルを有し、被検査材の一端部を挿入する検出コイルと、被検査材に渦電流を発生させるべく前記励磁コイルに励磁電流を供給する発振器と、前記測定コイルに誘起される誘導電流を前記励磁電流に基づいて同期検波し被検査材の導電率と透磁率を測定する同期検波手段と、を有し、
制御装置は、前記同期検波手段による先頭の被検査材の測定導電率と透磁率からデータを統計処理し、標準偏差の３σ値で閾値を設定する閾値設定手段と、
該閾値設定手段に設定された先頭の被検査材の閾値と前記同期検波手段による２本目以降の被検査材の測定導電率と透磁率のデータとの比較に基づいて異材を判定する判定手段と、同一成分で同一製造工程で製造される被検査材ロットの異材混入判定に先立って、当該ロットの先頭の被検査材の長さ方向複数の位置で導電率と透磁率を測定し、その測定した導電率と透磁率のデータを統計処理し、標準偏差の３σ値で閾値を前記閾値設定手段に設定し、２本目以降の被検査材に対しては前記判定手段においてその測定した導電率と透磁率のデータと、前記先頭の被検査材の閾値とを順次比較することで異材を判定するように制御する制御手段と、を有し、
発振器から供給する励磁電流の周波数の範囲を、被検査材が磁性材の場合は１６Ｈｚ〜３２Ｈｚ、非磁性材の場合は３２ＫＨｚ〜６４ＫＨｚとすることを特徴とする被検査材の異材検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−８３２４７（Ｐ２０１２−８３２４７Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３０３４８（Ｐ２０１０−２３０３４８）
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【出願人】（５９１０７２０２０）下村特殊精工株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【出願人】（５９１０７２０２０）下村特殊精工株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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