[發明專利]鋼材的材質判斷裝置和鋼材的材質判斷方法

有效

• 申請號: 201080052669.5
• 申請日: 2010-07-29
• 公開（公告）號: CN102667443A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 中田武男;池田正美;內田和宏;阪本誠;藤原健二
• 申請（專利權）人: 住友金屬工業株式會社
• 主分類號: G01N19/06
• 分類號: G01N19/06
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種辨別鋼材是由碳鋼構成的鋼材還是由低合金鋼構成的鋼材的鋼材的材質判斷裝置和鋼材的材質判斷方法。

背景技術

作為判斷鋼材的含碳量、辨別鋼材是由碳鋼構成的鋼材還是由低合金鋼構成的鋼材等的方法，已知由檢查員通過目視來觀察在用研磨機等摩擦鋼材時產生的火花并由檢查員根據觀察到的火花的狀態來進行上述判斷和辨別的方法。但是，該方法的判斷結果、辨別結果取決于檢查員的技能，因此有以下的問題，即上述判斷和辨別的精度不穩定，另外，需要熟練的檢查員。

提出了以穩定且高精度地進行上述判斷為目的的鋼材檢查裝置(例如參照日本專利第3482265號公報)。但是，日本專利第3482265號的鋼材檢查裝置并非以穩定且高精度地進行上述辨別為目的，因此依然希望開發一種能夠穩定且高精度地進行上述辨別的裝置和方法。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種鋼材的材質判斷裝置和鋼材的材質判斷方法，能夠穩定且高精度地辨別鋼材是由碳鋼構成的鋼材還是由低合金鋼構成的鋼材。

本發明提供一種鋼材的材質判斷裝置，其特征在于，具備：攝像單元，其連續多次拍攝摩擦鋼材時產生的火花；檢測單元，其從由上述攝像單元拍攝得到的各攝像圖像中檢測合金火花區域，該合金火花區域與由于上述鋼材所含有的合金成分被摩擦而產生的合金火花相對應；計算單元，其針對全部攝像圖像將由上述檢測單元檢測出的各攝像圖像中的合金火花區域的個數進行相加，來算出合金火花區域的總數；以及辨別單元，在上述總數為第一閾值以上的情況下，該辨別單元判斷為上述鋼材是由低合金鋼構成的鋼材，在上述總數為小于上述第一閾值的情況下，該辨別單元判斷為上述鋼材是由碳鋼構成的鋼材。

作為摩擦鋼材時產生的火花的種類，具有：只在對含有合金成分的鋼材摩擦時產生的合金火花；對完全不含有合金成分的鋼材和含有合金成分的鋼材的任意一個鋼材摩擦時都產生的普通火花。在對摩擦由碳鋼構成的鋼材的情況和摩擦由低合金鋼構成的鋼材的情況進行比較時，摩擦由低合金鋼構成的鋼材時所產生的合金火花的個數多。本發明所涉及的材質判斷裝置從摩擦鋼材時產生的火花的攝像圖像中檢測顯示合金火花的攝像圖像的區域即合金火花區域。并且，在合金火花區域的總數上，設定用于判斷是低合金鋼還是碳鋼的第一閾值，本發明所涉及的材質判斷裝置在檢測出的合金火花區域的總數為第一閾值以上的情況下，將鋼材判斷為由低合金鋼構成的鋼材，在檢測出的合金火花區域的總數小于第一閾值的情況下，將鋼材判斷為由碳鋼構成的鋼材。即，根據本發明所涉及的材質判斷裝置，能夠根據第一閾值與檢測出的合金火花區域的總數之間的大小關系，自動地辨別鋼材是由碳鋼構成還是由低合金鋼構成。因此，根據本發明所涉及的材質判斷裝置，鋼材是由碳鋼構成還是由低合金鋼構成的辨別結果并不取決于檢查員的技能，能夠穩定地進行該辨別。另外，如果預先調查摩擦由低合金鋼構成的鋼材時產生的合金火花區域的總數、和摩擦由碳鋼構成的鋼材時產生的合金火花區域的總數，并根據調查結果設定第一閾值，則本發明所涉及的材質判斷裝置能夠高精度地進行上述辨別。

在對摩擦鋼材時產生的火花進行拍攝所得到的攝像圖像中，存在上述合金火花區域、顯示上述普通火花的攝像圖像的區域即普通火花區域、位于合金火花區域和普通火花區域各自周圍的周圍區域、以及顯示合金火花和普通火花的背景的攝像圖像的區域即背景區域。以下，將合金火花區域和普通火花區域統稱為“火花區域”。與位于各火花區域周圍的周圍區域相比，各火花區域的濃度高，背景區域的濃度比任意的火花區域和任意的周圍區域的濃度都低。另外，合金火花區域和普通火花區域的形狀不同。因此，作為從攝像圖像中檢測合金火花區域的方法，能夠考慮以下的方法，即通過根據濃度對攝像圖像進行二值化而從攝像圖像中檢測火花區域，根據檢測出的火花區域的形狀從火花區域中檢測合金火花區域。

但是，火花的亮度對于每個火花都不同，因此在一幅攝像圖像中存在與多個火花對應的多個火花區域的情況下，火花區域間濃度不同。另外，具有以下的傾向，即火花區域的濃度越高，則位于該火花區域周圍的周圍區域的濃度越高。濃度高的周圍區域的濃度有時比濃度低的火花區域還高。因此，在將上述二值化用的閾值設定為比濃度低的火花區域的濃度低的濃度時，有可能連構成濃度高的周圍區域的像素也被檢測出來。另一方面，在將上述二值化用的閾值設定為比濃度高的周圍區域的濃度高的濃度時，有可能無法檢測出構成濃度低的火花區域的火花像素。