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冷轧处理线对表面质量检测仪的应用

 论文栏目:质量检测论文     更新时间:2017/7/14 14:41:49   

摘要:介绍表面质量检测仪在冷轧轧带钢厂处理线的应用,重点阐述表面检测仪的系统组成,包括主要技术参数、安装设计及相关问题。

关键词:表面缺陷;摄像头;缺陷数据库

引言

随着冷轧机及处理线(连续退火及连续热镀锌工艺机组的简称)工艺水平的提高,客户对各类型带材表面质量的要求越来越高,特别是汽车板客户的要求更加苛刻,现今表面质量已成为直接决定冷轧产品价格乃至各企业竞争的重要指标。另一方面,传统的人工目视检测方式无法适应现今高速机组,检测细小的表面缺陷效率低下且容易造成检测人员眼睛疲劳,无法长时间有效地检测整个带钢表面,已经无法满足现代化生产的需要。基于高速摄像头自动在线表面质量检测仪用于表面质量检测,已逐渐成为冷轧汽车板行业的标配,对成品表面质量的控制作用巨大。

1工作原理

表面检测系统的工作原理是采用高速CCD行扫描摄像头,对带卷表面进行逐行扫描,从而完成对整卷的扫描检测,如图1所示。CCD传感器和光源覆盖整个板带的宽度,同时板带在连续地运行,每个摄像头最高每秒钟可扫描近4万行,可连续不断地从头到尾完整地扫描整个板带的长度,这样便可获得整卷板带表面的信息。每个扫描处理后的结果如果是缺陷,便立即实时地在计算机屏幕上显示出来,以便于操作员立即观察和判断是否要采取相应的措施,如停机或标记。

2系统组成

表面检测系统主要由五部分组成:照明光源;摄像头;缺陷的识别、检测单元;缺陷数据库;缺陷数据分析系统。

2.1照明光源光源

一般为LED白色光源,采用平行光技术,LED光源寿命可达5年以上,而且维护要求低,功率400W,宽度约2000mm,质量35kg,工作温度5~55℃,湿度0~95%,无冷凝水,保护等级IP54,用压缩空气进行冷却,消耗量为0.5m3/h,压力4~6bar。光源采用上下表面各一个LED光源配置,电源安装在信号处理单元内。

2.2摄像头

摄像头一般使用CCD行扫描摄像头,对带钢进行连续扫描。摄像头像素至少达到2048,摄像头每秒最多可扫描4万行。以尼康镜头为例,外形尺寸300mm(H)×126mm(W)×146mm(D),安装在底座上,工作温度5~55℃,尼康光学部件参数达到50mm/f1.8D。整个摄像头需有一保护罩,罩内通温度不高于30℃的压缩空气进行冷却,压缩空气消耗量约为0.5m3/h。保护罩的底座固定在支架上,摄像头随保护罩可对位置及角度进行微调。摄像头通过特种网线和信号处理单元相连。在信号处理单元里,摄像头都连接有网卡、信号处理卡及CPU卡。

2.3缺陷的识别、检测单元

缺陷的识别、检测单元功能:实时处理从摄像头传送过来的模拟信号,提取出代表缺陷的有用信号;对检测出来的缺陷进行实时初步分类;给光源的电源供电;实时处理I/O信号,如速度或长度信号;处理完毕的数据传送到系统服务器及数据存储服务器。在有了适当的光源和适当的摄像头以及它们的适当配合后,在检测开始后就能够得到信号,其中包括缺陷的信号。把缺陷信号从背景信号中检测出来并且要保证不能漏失一个缺陷的信号,同时不能将背景信号误认为缺陷信号,这便是缺陷检测信号处理的任务。检测的原理是将一个异常的光变化与背景分离处理,这个异常的光变化可能会是由于一个缺陷所引起。CCD摄像头测量产品每个位置的灰度值或亮度值,然后通过软件进行归一化处理,对摄像头来的信号进行动态优化,提高系统在各种变化条件下检测缺陷的能力。对从摄像头过来的信号进行归一化处理,即对亮度或其它因素变化引起的信号幅值改变进行调整,通过消除这些变化,使实际缺陷的信号更易于被检测到。

2.4数据库服务器

(包含缺陷数据库;缺陷数据分析系统)数据库服务器自带ODBC访问接口,存储检测缺陷数据和缺陷灰度图像,形成每一个所检测的卷材的数据库。该数据库可以让客户通过质量管理软件或自行开发的数据分析工具访问现有的和历史的检测结果。其主要具备以下功能:(1)记录:记录所检测的每一个卷材的名称、开始/结束的时间等,已经每一个与检测有关的过程信息。(2)检测:检测带钢每个缺陷,包括已定义好的种类的每一个缺陷view的信息,例如名称、严重度、符号、颜色、救助措施等。(3)归纳:对有种类和位置信息的缺陷清单(定义缺陷的所有可获取的特征值,并包含周期、开始、结束等信息)进行归纳。(4)过滤器:记录每一个检测已过滤缺陷的总数(只存储已过滤缺陷的种类计数,不记录特征值)。缺陷数据库是根据现场应用经验而设定的每一个已发现并定义过的缺陷库。在检测期间,数据库分类器分析每一个缺陷的特征值并与已经定义的缺陷种类比较。一旦能够匹配,就给缺陷进行适当的分类。每一个缺陷都可触发以种类为基础输出的警告信号。报警也可以由在所给长度范围内缺陷的组合数量来触发。数据库分类器很容易在现场根据需要修改、进行精调以适应实际情况,可以增加类别或修改分类定义。

3结语

集成了高速摄像头加数据分析系统的表面质量检测设备在技术上完全可行并已逐渐趋于成熟。但是,在如今大产量的高速机组上,带钢表面细小的质量缺陷依然很难测量,而且表面缺陷数据高度不规则,从而集成到标准数据,处理仍然存在难度。因此一套可靠的表面质量检测系统,不仅需要在数码技术上不断突破,还需大量的现场实践积累和长时间缺陷数据的管理和完善。

参考文献

[1]尹孝斌.吊车管理在不锈钢冷轧钢卷库管理系统上的应用[C].全国冶金自动化信息网年会,2008.

[2]封保霞.迁钢2160热轧厂钢卷库物流合理化研究[D].北京:北京科技大学,2009.

[3]唐清荣.宝钢1780热轧厂钢卷库计算机管理系统改造的设计与实现[D].沈阳:东北大学,2006.

作者:孟帅 单位:山东钢铁集团日照有限公司

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