JP6950664B2 - Defect judgment method, defect judgment device, steel sheet manufacturing method, defect judgment model learning method, and defect judgment model - Google Patents
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Description
本発明は、被検体の表面における欠陥の有無を判定する欠陥判定方法、欠陥判定装置、鋼板の製造方法、欠陥判定モデルの学習方法、及び欠陥判定モデルに関する。 The present invention relates to a defect determination method for determining the presence or absence of defects on the surface of a subject, a defect determination device, a steel sheet manufacturing method, a learning method for a defect determination model, and a defect determination model.
一般に、鋼板や棒鋼等の被検体の表面に形成されたヘゲや耳割れ等の欠陥は、渦流探傷装置を用いて検査されている。ところが、渦流探傷装置を用いた検査では、被検体の搬送時の振動や表面粗さ等に起因したノイズによって、実際には欠陥が存在しないのにも拘わらず欠陥が存在すると判定する誤検出(過検出ともいう)が発生する場合がある。このため、渦流探傷装置を用いた検査において欠陥が存在すると判定された場合には、目視検査によって欠陥の有無を判定している。しかしながら、目視検査では検査者の手間やコストがかかる。 Generally, defects such as shavings and ear cracks formed on the surface of a subject such as a steel plate or a steel bar are inspected using an eddy current flaw detector. However, in the inspection using an eddy current flaw detector, it is erroneously detected that a defect exists even though the defect does not actually exist due to noise caused by vibration during transportation of the subject, surface roughness, etc. ( Over-detection) may occur. Therefore, when it is determined that a defect exists in the inspection using the eddy current flaw detector, the presence or absence of the defect is determined by a visual inspection. However, visual inspection requires labor and cost for the inspector.
このような背景から、特許文献1には、一定距離だけ離して連接され、交流磁場を被検体に与えて発生した渦電流を検出する極性の異なる2つのコイルを備えた自己比較方式の渦流探傷装置において、欠陥判定回路として、検波器からの信号の極性に応じて、それぞれを閾値と比較する+側極性判定回路及び−側極性判定回路と、+側極性信号の判定を行ってから該信号に対応する−側極性信号を検出するまでの時間を測定する待ち時間測定回路と、を設けることにより、欠陥の誤検出の発生を抑制する技術が提案されている。
Against this background,
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、被検体の搬送時の振動や表面粗さ等に起因したノイズの影響を完全に無くすことができないために、依然として欠陥の誤検出が発生するという問題がある。
However, the technique described in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、欠陥を誤検出することを抑制可能な欠陥判定方法及び欠陥判定装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、欠陥を精度よく検出して鋼板を歩留まりよく製造可能な鋼板の製造方法を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、欠陥の有無を精度よく判定可能な欠陥判定モデルの学習方法及び欠陥判定モデルを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a defect determination method and a defect determination device capable of suppressing erroneous detection of defects. Another object of the present invention is to provide a method for producing a steel sheet capable of accurately detecting defects and producing a steel sheet with a high yield. Further, another object of the present invention is to provide a learning method of a defect determination model and a defect determination model capable of accurately determining the presence or absence of defects.
本発明に係る欠陥判定方法は、導体からなる被検体に誘導電流を与えて渦電流を発生させ、渦電流の変化によって得られる信号波形に基づいて被検体の表面における欠陥の有無を判定する欠陥判定方法において、前記信号波形における極性反転の状態の評価結果を特徴量として該信号波形が前記欠陥に由来する信号波形であるか否かを判定するよう機械学習させた欠陥判定モデルに対して前記被検体からの信号波形を入力することにより、前記被検体の表面における欠陥の有無を判定するステップを含むことを特徴とする。 The defect determination method according to the present invention is a defect in which an induced current is applied to a subject made of a conductor to generate an eddy current, and the presence or absence of a defect on the surface of the subject is determined based on a signal waveform obtained by a change in the eddy current. In the determination method, the defect determination model is machine-learned to determine whether or not the signal waveform is a signal waveform derived from the defect by using the evaluation result of the state of polarity inversion in the signal waveform as a feature amount. It is characterized by including a step of determining the presence or absence of defects on the surface of the subject by inputting a signal waveform from the subject.
本発明に係る欠陥判定方法は、上記発明において、前記欠陥判定モデルは、前記信号波形における振幅の評価結果も特徴量として機械学習させたものであることを特徴とする。 The defect determination method according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the defect determination model is machine-learned using the evaluation result of the amplitude in the signal waveform as a feature amount.
本発明に係る欠陥判定方法は、上記発明において、前記機械学習は、ロジスティック回帰分析、決定木、ニューラルネットワーク、及びディープラーニングのうちのいずれかであることを特徴とする。 The defect determination method according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the machine learning is any one of logistic regression analysis, decision tree, neural network, and deep learning.
本発明に係る欠陥判定装置は、導体からなる被検体に誘導電流を与えて渦電流を発生させ、渦電流の変化によって得られる信号波形に基づいて被検体の表面における欠陥の有無を判定する欠陥判定装置において、前記信号波形における極性反転の状態の評価結果を特徴量として該信号波形が前記欠陥に由来する信号波形であるか否かを判定するよう機械学習させた欠陥判定モデルに対して前記被検体からの信号波形を入力することにより、前記被検体の表面における欠陥の有無を判定する手段を備えることを特徴とする。 The defect determination device according to the present invention is a defect that determines the presence or absence of a defect on the surface of a subject based on a signal waveform obtained by applying an induced current to a subject made of a conductor to generate an eddy current. The defect determination model is machine-learned so as to determine whether or not the signal waveform is a signal waveform derived from the defect by using the evaluation result of the state of polarity inversion in the signal waveform as a feature amount in the determination device. It is characterized by providing a means for determining the presence or absence of defects on the surface of the subject by inputting a signal waveform from the subject.
本発明に係る鋼板の製造方法は、本発明に係る欠陥判定方法を用いて鋼板の表面に存在する欠陥を検出し、検出された欠陥を除去するステップを含むことを特徴とする。 The method for producing a steel sheet according to the present invention is characterized by including a step of detecting a defect existing on the surface of the steel sheet by using the defect determination method according to the present invention and removing the detected defect.
本発明に係る欠陥判定モデルの学習方法は、導体からなる被検体に誘導電流を与えて渦電流を発生させ、渦電流の変化によって得られる信号波形における極性反転の状態の評価結果と、前記信号波形が欠陥に由来する信号波形であるか否かの判定結果と、を学習データとして用いて、前記信号波形を入力値、該入力値に対応する信号波形が前記欠陥に由来する信号波形であるか否かの判定値を出力値とする欠陥判定モデルを機械学習により学習させるステップを含むことを特徴とする。 In the learning method of the defect determination model according to the present invention, an induced current is applied to a subject made of a conductor to generate an eddy current, and an evaluation result of a polarity reversal state in a signal waveform obtained by a change in the eddy current and the signal are described. Using the determination result of whether or not the waveform is a signal waveform derived from a defect and the learning data, the signal waveform is an input value, and the signal waveform corresponding to the input value is a signal waveform derived from the defect. It is characterized by including a step of learning a defect judgment model having a judgment value of whether or not as an output value by machine learning.
本発明に係る欠陥判定モデルは、本発明に係る欠陥判定モデルの学習方法により学習させたことを特徴とする。 The defect determination model according to the present invention is characterized in that it is trained by the learning method of the defect determination model according to the present invention.
本発明に係る欠陥判定方法及び欠陥判定装置によれば、欠陥を誤検出することを抑制できる。また、本発明に係る鋼板の製造方法によれば、欠陥を精度よく検出して鋼板を歩留まりよく製造することができる。さらに、本発明に係る欠陥判定モデルの学習方法及び欠陥判定モデルによれば、欠陥の有無を精度よく判定することができる。 According to the defect determination method and the defect determination apparatus according to the present invention, it is possible to suppress erroneous detection of defects. Further, according to the method for manufacturing a steel sheet according to the present invention, defects can be detected with high accuracy and the steel sheet can be manufactured with a high yield. Further, according to the learning method of the defect determination model and the defect determination model according to the present invention, the presence or absence of defects can be accurately determined.
本発明の発明者らは、被検体の搬送時の振動や表面粗さ等に起因したノイズがある場合、閾値との比較によって渦流探傷装置2から出力された渦流探傷信号が欠陥に由来する信号であるか否かを精度よく判定することは困難であることを知見した。そして、鋭意研究を重ねてきた結果、図1(a)及び図1(b)に示すように欠陥に由来する渦流探傷信号(図1(a))と誤検出時の渦流探傷信号(図1(b))とでは渦流探傷信号の形状(波形形状)に違いがあることから、渦流探傷信号の波形形状の違いを機械学習によって学習し、機械学習により得られた機械学習モデルを用いて渦流探傷信号が欠陥に由来する信号であるか否かを判定することにより欠陥の誤検出を抑制することを想到した。
The inventors of the present invention, when there is noise due to vibration during transportation of a subject, surface roughness, etc., the eddy current flaw detection signal output from the eddy
次に、本発明の発明者らは、機械学習の手法を選定した。具体的には、機械学習手法としては、ロジスティック回帰分析、決定木、ニューラルネットワーク、ディープラーニング等の手法があるが、本発明では、入力データと予測結果との関係がわかりやすいロジスティック回帰分析を機械学習手法として選定した。但し、本発明では、機械学習手法としてロジスティック回帰分析を用いたが、決定木、ニューラルネットワーク、ディープラーニング等の他の機械学習手法を用いてもよい。 Next, the inventors of the present invention selected a machine learning method. Specifically, there are methods such as logistic regression analysis, decision tree, neural network, and deep learning as machine learning methods, but in the present invention, machine learning is performed for logistic regression analysis in which the relationship between input data and prediction results is easy to understand. Selected as the method. However, in the present invention, although logistic regression analysis is used as the machine learning method, other machine learning methods such as decision trees, neural networks, and deep learning may be used.
ところが、渦流探傷信号の波形形状の違いを機械学習するにあたっては、非線形データである渦流探傷信号の波形データをそのまま用いることは困難である。このため、本発明の発明者らは、渦流探傷信号の波形形状を数値化したものを機械学習モデルの特徴量(入力値)として用いることを想到した。具体的には、以下の数式(1)に示すように、渦流探傷信号の振幅及び対称性を数値化した評価関数E(x)の値を機械学習モデルの特徴量とした。 However, in machine learning the difference in the waveform shape of the eddy current flaw detection signal, it is difficult to use the waveform data of the eddy current flaw detection signal as it is, which is non-linear data. Therefore, the inventors of the present invention have come up with the idea of using a numerical value of the waveform shape of the eddy current flaw detection signal as a feature quantity (input value) of the machine learning model. Specifically, as shown in the following mathematical formula (1), the value of the evaluation function E (x) that quantifies the amplitude and symmetry of the eddy current flaw detection signal was used as the feature quantity of the machine learning model.
ここで、数式(1)において、xは渦流探傷装置による被検体の走査方向(長手長さ)位置、kは渦流探傷装置の走査方向の寸法(図6に示す検出コイルS1,S2間の距離)及び被検体の走査速度に応じて定められる定数(図2参照)、f(x)は被検体の走査方向位置xにおける渦流探傷信号の出力レベル値を示す。また、{|f(x)−f(x+k)|}は渦流探傷信号の波形形状の振幅を示す指標であり、exp{−|f(x)+f(x+k)|}は渦流探傷信号の波形形状の対称性を示す指標である。 Here, in the mathematical formula (1), x is the position in the scanning direction (longitudinal length) of the subject by the eddy current flaw detector, and k is the dimension in the scanning direction of the eddy current flaw detector (distance between the detection coils S1 and S2 shown in FIG. 6). ) And a constant (see FIG. 2) determined according to the scanning speed of the subject, f (x) indicates an output level value of an eddy current flaw detection signal at the scanning direction position x of the subject. Further, {| f (x) -f (x + k) |} is an index indicating the amplitude of the waveform shape of the eddy current flaw detection signal, and exp {-| f (x) + f (x + k) |} is the waveform of the eddy current flaw detection signal. It is an index showing the symmetry of the shape.
図2は、欠陥に由来する渦流探傷信号及び誤検出時の渦流探傷信号の出力レベル値から求められた評価関数E(x)の一例を示す図である。図2に示すように、本例では、欠陥に由来する渦流探傷信号と誤検出時の渦流探傷信号とでは波形形状の振幅値は同じ(共に2)であるが波形形状の対称性が異なるために、評価関数E(x)の値に違いが出ていることがわかる。図3は、欠陥に由来する渦流探傷信号及び誤検出時の渦流探傷信号の出力レベル値から求められた評価関数E(x)の他の例を示す図である。図3に示すように、本例では、欠陥に由来する渦流探傷信号と誤検出時の渦流探傷信号とでは波形形状の振幅及び対称性の両方が異なるために、評価関数E(x)の値に違いが出ていることがわかる。従って、欠陥に由来する渦流探傷信号と誤検出時の渦流探傷信号とを区別する上で評価関数E(x)の値を機械学習モデルの特徴量として用いることができることが確認された。また、本発明の発明者らは、欠陥検出時又は誤検出時の渦流探傷信号の出力レベル値を機械学習モデルのもう一つの特徴量として用いた。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the evaluation function E (x) obtained from the output level values of the eddy current flaw detection signal derived from the defect and the eddy current flaw detection signal at the time of false detection. As shown in FIG. 2, in this example, the amplitude value of the waveform shape is the same (both 2) between the eddy current flaw detection signal derived from the defect and the eddy current flaw detection signal at the time of false detection, but the symmetry of the waveform shape is different. It can be seen that there is a difference in the value of the evaluation function E (x). FIG. 3 is a diagram showing another example of the evaluation function E (x) obtained from the output level values of the eddy current flaw detection signal derived from the defect and the eddy current flaw detection signal at the time of false detection. As shown in FIG. 3, in this example, the value of the evaluation function E (x) is different between the eddy current flaw detection signal derived from the defect and the eddy current flaw detection signal at the time of false detection because both the amplitude and symmetry of the waveform shape are different. You can see that there is a difference. Therefore, it was confirmed that the value of the evaluation function E (x) can be used as a feature of the machine learning model in distinguishing the eddy current flaw detection signal derived from the defect from the eddy current flaw detection signal at the time of false detection. In addition, the inventors of the present invention used the output level value of the eddy current flaw detection signal at the time of defect detection or false detection as another feature of the machine learning model.
そして、複数の渦流探傷信号から求められた評価関数E(x)の値、欠陥検出時又は誤検出時の渦流探傷信号の出力レベル値の最大値、及び欠陥の有無の判定値(例えば欠陥と判定された場合は判定値=1、ノイズと判定された場合は判定値=0)の組み合わせのデータを学習データとして用いてロジスティック回帰分析を行うことにより、評価関数E(x)の値及び渦流探傷信号の出力レベル値の最大値を入力値、入力値に対応する渦流探傷信号が欠陥に由来する信号である確率(欠陥確率)を出力値とする以下の数式(2)に示す機械学習モデルを欠陥判定モデルとして作成した。換言すれば、複数の渦流探傷信号から求められた評価関数E(x)の値、欠陥検出時又は誤検出時の渦流探傷信号の出力レベル値の最大値、及び欠陥の有無の判定値の組み合わせのデータを学習データとして用いてロジスティック回帰分析を行うことにより、数式(2)に示す機械学習モデルの係数a1,a2,a3を算出した。 Then, the value of the evaluation function E (x) obtained from the plurality of eddy current flaw detection signals, the maximum value of the output level value of the vortex flaw detection signal at the time of defect detection or erroneous detection, and the determination value of the presence or absence of defects (for example, with defects). The value of the evaluation function E (x) and the vortex flow are performed by performing logistic regression analysis using the data of the combination of the judgment value = 1 when the judgment is made and the judgment value = 0) when the judgment is made as noise. The machine learning model shown in the following mathematical formula (2) with the maximum value of the output level value of the flaw detection signal as the input value and the probability that the eddy current flaw detection signal corresponding to the input value is a signal derived from the defect (defect probability) as the output value. Was created as a defect judgment model. In other words, a combination of the value of the evaluation function E (x) obtained from a plurality of eddy current flaw detection signals, the maximum value of the output level value of the vortex flaw detection signal at the time of defect detection or false detection, and the determination value of the presence or absence of defects. by performing the logistic regression analysis using the data as learning data, to calculate the mechanical factor of learning model a 1, a 2, a 3 shown in equation (2).
ここで、数式(2)において、qiは欠陥確率、xi1は評価関数E(x)の値、xi2は取込んだ波形の範囲における渦流探傷信号の出力レベル値の最大値、a1,a2,a3は係数を示している。 Here, in Equation (2), q i is defect probability, x i1 is the value of the evaluation function E (x), x i2 is the maximum value of the output level value of the eddy current signal at a range of ipecac's waveform, a 1 , A 2 and a 3 indicate the coefficient.
これにより、渦流探傷装置によって検出された渦流探傷信号について、その評価関数E(x)の値及び出力レベル値の最大値を欠陥判定モデルに入力して欠陥確率を算出し、算出された欠陥確率を閾値と比較することにより、渦流探傷信号が欠陥に由来する信号であるのか否かを精度よく判定することができる。なお、閾値は、欠陥判定モデル作成時のサンプル数(データ点数)を増やしていくことによって欠陥と誤検出とを明確に識別できる欠陥確率の値に設定するとよい。また、例えば被検体がSi含有量が高い鋼板である場合には、鋼板に欠陥が存在するとその後の圧延時に破断が発生しやすいので、欠陥を確実に検出するために閾値を安全よりに設定することが望ましい。 As a result, for the eddy current flaw detection signal detected by the eddy current flaw detector, the value of the evaluation function E (x) and the maximum value of the output level value are input to the defect determination model to calculate the defect probability, and the calculated defect probability is calculated. By comparing with the threshold value, it is possible to accurately determine whether or not the eddy current flaw detection signal is a signal derived from a defect. The threshold value may be set to a defect probability value that can clearly distinguish between defects and false positives by increasing the number of samples (data points) at the time of creating the defect determination model. Further, for example, when the subject is a steel sheet having a high Si content, if defects are present in the steel sheet, fractures are likely to occur during subsequent rolling, so the threshold value is set more safely in order to reliably detect the defects. Is desirable.
なお、機械学習手法としてディープランニングやニューラルネットワークを用いる場合にも、上記と同様に、評価関数E(x)の値及び欠陥検出時又は誤検出時の渦流探傷信号の出力レベル値の最大値を入力とし、欠陥の有無の判定値を出力とした学習データとすることも可能である。しかしながら、ディープラーニング等の場合、欠陥判定モデルへの入力値の選定により自由度がある。従って、ディープラーニング等の場合には、評価関数E(x)の値そのものを用いなくとも、何らかの形で波形形状の対称性(信号の極性反転の度合い)が評価され、その評価結果に欠陥の有無の判定値が対応した学習データであればよい。評価結果としては、信号の極性反転の状態を数値化したものや信号の振幅の状態を数値化したものを例示できる。 Even when deep running or a neural network is used as the machine learning method, the value of the evaluation function E (x) and the maximum value of the output level value of the eddy current flaw detection signal at the time of defect detection or false detection are set in the same manner as above. It is also possible to use it as input and use it as learning data with the judgment value of the presence or absence of defects as output. However, in the case of deep learning or the like, there is a degree of freedom depending on the selection of the input value to the defect determination model. Therefore, in the case of deep learning or the like, the symmetry of the waveform shape (degree of signal polarity reversal) is evaluated in some way without using the value of the evaluation function E (x) itself, and the evaluation result is defective. It suffices if the learning data corresponds to the presence / absence judgment value. As the evaluation result, a quantified state of the polarity reversal of the signal and a quantified state of the amplitude of the signal can be exemplified.
図4は、数式(2)に示す欠陥判定モデルを用いた欠陥及び誤検出の判定結果の一例を示す図である。本例では、欠陥:60サンプル、誤検出:20サンプルを用いてロジスティック回帰分析によって欠陥判定モデルを作成した後、未知データ(欠陥:115サンプル、誤検出:20サンプル)の渦流探傷信号について欠陥及び誤検出の判定を行った。また、本例では、欠陥判定モデルは、入力データが欠陥である確率(欠陥である場合は1、誤検出である場合は0に近づく値)を出力するものとした。図6に示すように、本例では、欠陥である場合の出力値と誤検出である場合の出力値とが重なることなく明確に分離できており、閾値を0.4とすることによって誤検出の発生を抑制できる良好な結果が得られた。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a defect and erroneous detection determination result using the defect determination model shown in the mathematical formula (2). In this example, after creating a defect judgment model by logistic regression analysis using defects: 60 samples and false positives: 20 samples, defects and eddy current flaw detection signals of unknown data (defects: 115 samples, false positives: 20 samples) are found. An erroneous detection was determined. Further, in this example, the defect determination model is assumed to output the probability that the input data is a defect (a value approaching 1 if it is a defect and 0 if it is a false detection). As shown in FIG. 6, in this example, the output value in the case of a defect and the output value in the case of erroneous detection can be clearly separated without overlapping, and erroneous detection is performed by setting the threshold value to 0.4. Good results were obtained that could suppress the occurrence of.
以下、図面を参照して、上述した概念に基づき想倒された、本発明の一実施形態である欠陥検出装置及び欠陥判定方法について説明する。 Hereinafter, a defect detection device and a defect determination method according to an embodiment of the present invention, which are conceived based on the above-mentioned concept, will be described with reference to the drawings.
〔構成〕
まず、図5,図6を参照して、本発明の一実施形態である欠陥検出装置の構成について説明する。
〔composition〕
First, the configuration of the defect detection device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
図5は、本発明の一実施形態である欠陥検出装置の構成を示すブロック図である。図6は、図5に示す渦流探傷装置2の構成を示す模式図である。図5に示すように、本発明の一実施形態である欠陥検出装置1は、渦流探傷装置2、欠陥判定装置3、及びデータベース4を主な構成要素として備えている。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a defect detection device according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic view showing the configuration of the eddy
渦流探傷装置2は、導体からなる被検体に誘導電流を与えて渦電流を発生させ、渦電流の変化によって被検体の表面に存在する欠陥を検知する自己比較方式の渦流探傷装置によって構成され、冷間圧延ライン等の圧延ラインの入側に配置されている。より具体的には、図6に示すように、渦流探傷装置2は、E型形状の強磁性体の中央脚部に巻き付けられた励磁コイル(1次コイル)P及び中央脚部の外側の両脚部に巻き付けられた検出コイル(2次コイル)S1,S2を備えている。そして、励磁コイルPの端子には図示しない交流電源が接続され、励磁コイルPに発生する磁力により被検体Sには渦電流が発生する。一方、検出コイルS1,S2は直列に差動接続されている。すなわち、検出コイルS1の一方の端子と検出コイルS2の一方の端子とが連結され、検出コイルS1,S2に誘導される誘導電圧の差分が他方の端子間に検出される。
The eddy
従って、被検体の表層が正常である場合、検出コイルS1,S2の他方の端子間に誘起される起電力は0となる。これは、被検体の表層が正常である場合、検出コイルS1,S2に発生する誘導電圧は同じとなり、差動接続された2つの検出コイルS1,S2の誘導電圧が打ち消しあうためである。これに対して、検出コイルS1,S2の一方の近傍に欠陥が存在する場合、被検体上の渦電流の変化によって検出コイルS1と検出コイルS2とに発生する誘導電圧に差異が生じる。結果、検出コイルS1,S2の誘導電圧の差分がゼロでなくなり、差動接統された検出コイルS1,S2の両端には出力を生じる。このため、欠陥を有する被検体を渦流探傷装置2によって走査することにより、E型形状の強磁性体の中心軸を中心としたサインカーブ状の渦流探傷信号が検出される。
Therefore, when the surface layer of the subject is normal, the electromotive force induced between the other terminals of the detection coils S1 and S2 becomes zero. This is because when the surface layer of the subject is normal, the induced voltages generated in the detection coils S1 and S2 are the same, and the induced voltages of the two differentially connected detection coils S1 and S2 cancel each other out. On the other hand, when a defect exists in the vicinity of one of the detection coils S1 and S2, a difference occurs in the induced voltage generated between the detection coil S1 and the detection coil S2 due to the change in the eddy current on the subject. As a result, the difference between the induced voltages of the detection coils S1 and S2 is not zero, and outputs are generated at both ends of the differentially connected detection coils S1 and S2. Therefore, by scanning the defective subject with the eddy current
図5に戻る。欠陥判定装置3は、CPU(Central Processing Unit),DSP(Digital Signal Processor),FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプロセッサ及びRAM(Random Access Memory),ROM(Read Only Memory)等の記憶部を含む、ワークステーション等の汎用の情報処理装置によって構成されている。欠陥判定装置3は、プロセッサが記憶部に記憶されているコンピュータプログラムを実行することによって、データ抽出部3a、予測モデル作成部3b、及び欠陥判定部3cとして機能する。
Return to FIG. The
データ抽出部3aは、渦流探傷装置2から出力された渦流探傷信号の出力レベル値を抽出し、抽出された渦流探傷信号の出力レベル値のデータを検出データとしてデータベース4に記憶させる。
The
予測モデル作成部3bは、データベース4に記憶されている検出データと各検出データについての欠陥又は誤検出の判定結果に関する情報を用いた機械学習によって上述した欠陥判定モデルを学習させる。なお、欠陥判定モデルの学習はオフラインで実施するが、新たに蓄積されたデータを用いて適宜再学習することで欠陥判定モデルを更新することができる。 The prediction model creation unit 3b trains the above-mentioned defect determination model by machine learning using the detection data stored in the database 4 and the information on the determination result of the defect or false detection for each detection data. Although the defect determination model is learned offline, the defect determination model can be updated by appropriately re-learning using the newly accumulated data.
欠陥判定部3cは、予測モデル作成部3bによって作成された欠陥判定モデルを用いて、渦流探傷装置2から出力された渦流探傷信号が欠陥に由来する信号であるか否かを判定することによって被検体の表面に欠陥が存在するか否かを判定する。
The defect determination unit 3c uses the defect determination model created by the prediction model creation unit 3b to determine whether or not the eddy current flaw detection signal output from the eddy
データベース4は、複数の検出データと各検出データについての欠陥判定結果の実績値とを関連付けして記憶する。 The database 4 stores a plurality of detected data in association with the actual value of the defect determination result for each detected data.
〔欠陥判定処理〕
次に、図7を参照して、本発明の一実施形態である欠陥判定処理の流れについて説明する。
[Defect judgment processing]
Next, with reference to FIG. 7, the flow of the defect determination process according to the embodiment of the present invention will be described.
図7は、本発明の一実施形態である欠陥判定処理の流れを示すフローチャートである。図7に示すフローチャートは、渦流探傷装置2による被検体の走査が開始されたタイミングで開始となり、欠陥判定処理はステップS1の処理に進む。なお、本実施形態では、製造ラインを搬送される被検体からの渦流探傷信号を固定配置された渦流探傷装置2で測定することにより、渦流探傷装置2によって被検体を走査するものとする。
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of defect determination processing according to an embodiment of the present invention. The flowchart shown in FIG. 7 starts at the timing when the scanning of the subject by the eddy
ステップS1の処理では、渦流探傷装置2が、渦流探傷信号を測定し、測定された渦流探傷信号の出力レベル値のデータを検出データとして欠陥判定装置3に出力する。これにより、ステップS1の処理は完了し、欠陥判定処理はステップS2の処理に進む。
In the process of step S1, the eddy current
ステップS2の処理では、データ抽出部3aが、ステップS1の処理において渦流探傷装置2によって測定された渦流探傷信号について、検出データを用いて評価関数E(x)の値xi1及び出力レベル値の最大値xi2を算出する。これにより、ステップS2の処理は完了し、欠陥判定処理はステップS3の処理に進む。
In the process of step S2, the
ステップS3の処理では、欠陥判定部3cが、ステップS2の処理において算出された評価関数E(x)の値xi1及び出力レベル値の最大値xi2を数式(2)に示す欠陥判定モデルに入力することによって、欠陥確率qiを算出する。これにより、ステップS3の処理は完了し、欠陥判定処理はステップS4の処理に進む。 In the process of step S3, the defect determination unit 3c uses the value x i1 of the evaluation function E (x) calculated in the process of step S2 and the maximum value x i2 of the output level value as the defect determination model shown in the mathematical formula (2). by entering, it calculates the defect probability q i. As a result, the process of step S3 is completed, and the defect determination process proceeds to the process of step S4.
ステップS4の処理では、欠陥判定部3cが、ステップS3の処理において算出された欠陥確率qiが所定の閾値以上であるか否かを判別することによって、ステップS1の処理において測定された渦流探傷信号が欠陥に由来する信号であるのか否かを判別する。そして、判別の結果、欠陥確率qiが所定の閾値以上である場合(ステップS4:Yes)、欠陥判定部3cは、渦流探傷信号が欠陥に由来する信号であると判定し、欠陥判定処理をステップS5の処理に進める。一方、欠陥確率qiが所定の閾値未満である場合には(ステップS4:No)、欠陥判定部3cは、渦流探傷信号がノイズに由来する信号(誤検出)であると判定し、一連の欠陥判定処理を終了する。 In the process of step S4, the defect determination unit 3c is by defect probability q i calculated in step S3 it is determined whether or not a predetermined threshold value or more, the eddy current testing measured in steps S1 Determine if the signal is a signal derived from a defect. As a result of the determination, when the defect probability q i is greater than a predetermined threshold value (step S4: Yes), the defect determination portion 3c determines that an eddy-current flaw detection signal is a signal derived from the defect, the defect determination process Proceed to the process of step S5. On the other hand, when the defect probability q i is less than a predetermined threshold value (step S4: No), the defect determination unit 3c determines that the eddy current flaw detection signal is a signal derived from noise (erroneous detection), and a series of series. The defect determination process is terminated.
ステップS5の処理にでは、欠陥判定部3cが、被検体の表面に欠陥がある旨をオペレータに報知する。そして、オペレータは、被検体の表面に欠陥がある旨の報知に応じて被検体の搬送ラインを停止する。これにより、ステップS5の処理は完了し、欠陥判定処理はステップS6の処理に進む。 In the process of step S5, the defect determination unit 3c notifies the operator that there is a defect on the surface of the subject. Then, the operator stops the transport line of the subject in response to the notification that the surface of the subject is defective. As a result, the process of step S5 is completed, and the defect determination process proceeds to the process of step S6.
ステップS6の処理では、オペレータが、被検体の表面に形成されている欠陥を除去し、欠陥の除去が完了した後、被検体の搬送を再開する。このステップS5及びステップS6の処理によれば、欠陥を有する被検体が圧延されることによって被検体が破断することを抑制できるので、被検体を歩留まりよく製造できる。これにより、ステップS6の処理は完了し、一連の欠陥判定処理は終了する。 In the process of step S6, the operator removes the defects formed on the surface of the subject, and after the removal of the defects is completed, the transport of the subject is restarted. According to the processes of steps S5 and S6, it is possible to prevent the subject from breaking due to rolling of the defective subject, so that the subject can be produced with a high yield. As a result, the process of step S6 is completed, and a series of defect determination processes is completed.
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 Although the embodiment to which the invention made by the present inventors has been applied has been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings which form a part of the disclosure of the present invention according to the present embodiment. That is, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on the present embodiment are all included in the scope of the present invention.
1 欠陥検出装置
2 渦流探傷装置
3 欠陥判定装置
3a データ抽出部
3b 予測モデル作成部
3c 欠陥判定部
4 データベース
1
Claims (7)
前記信号波形における極性反転の状態の評価結果を特徴量として該信号波形が前記欠陥に由来する信号波形であるか否かを判定するよう機械学習させた欠陥判定モデルに対して前記被検体からの信号波形を入力することにより、前記被検体の表面における欠陥の有無を判定するステップを含むことを特徴とする欠陥判定方法。 In a defect determination method in which an induced current is applied to a subject made of a conductor to generate an eddy current, and the presence or absence of a defect on the surface of the subject is determined based on a signal waveform obtained by a self-comparison method based on a change in the eddy current.
From the subject, the defect determination model was machine-learned to determine whether or not the signal waveform is a signal waveform derived from the defect, using the evaluation result of the state of polarity reversal in the signal waveform as a feature amount. A defect determination method comprising a step of determining the presence or absence of a defect on the surface of the subject by inputting a signal waveform.
前記信号波形における極性反転の状態の評価結果と、前記信号波形が欠陥に由来する信号波形であるか否かの判定結果と、を学習データとして用いて、前記信号波形を入力値、該入力値に対応する信号波形が前記欠陥に由来する信号波形であるか否かの判定値を出力値とする欠陥判定モデルを機械学習により学習させる予測モデル作成部と、
機械学習させた欠陥判定モデルに対して前記被検体からの信号波形を入力することにより、前記被検体の表面における欠陥の有無を判定する欠陥判定部と、
を備えることを特徴とする欠陥判定装置。 In a defect determination device that determines the presence or absence of defects on the surface of a subject based on a signal waveform obtained by a self-comparison method by applying an induced current to a subject made of a conductor to generate an eddy current and changing the eddy current.
Using the evaluation result of the state of polarity inversion in the signal waveform and the determination result of whether or not the signal waveform is a signal waveform derived from a defect as learning data, the signal waveform is used as an input value and the input value. A prediction model creation unit that trains a defect judgment model using a judgment value of whether or not the signal waveform corresponding to the above is a signal waveform derived from the defect as an output value by machine learning.
A defect determination unit that determines the presence or absence of defects on the surface of the subject by inputting a signal waveform from the subject into the machine-learned defect determination model.
A defect determination device comprising.
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