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带钢表面缺陷检测


钢板瑕疵检测系统目标


在钢板轧制的过程中,对钢板是一种简单重复性的、速度较快的、精力高度集中的工作,这样就给检测人员带来很大的压力,而且在检测人员目视检测过程中,必须降低钢板移动速度,相应的钢板轧制速度跟着降低,生产效率必然下降,同时,检测人员不可避免地受到疲劳、心情、感觉和技术水平的客观影响,很难做到精确和定量,另外,瑕疵的记忆存储分析比较也很困难。

为了降低检测人员在检测过程中的劳动强度,提高生产效率,我们根据的要求和想法,提出钢板瑕疵检测系统的智能机器视觉检测方案。该系统在生产线上轧机与下一道工序之间安装一个暗箱,钢板被轧制后首先要经过这个暗箱,在暗箱中安装摄像机和光源实时采集钢板表面图像,并传送到PC机上,PC机通过图像处理的各种算法把采集到的图像进行快速准确的识别,从而完成在轧制过程中钢板表面是否存在瑕疵的检测,并以标识的形式给出瑕疵的位置,并给出报警信号。

另外,电脑还可以记录和存储瑕疵的图片,以及图片在被检测钢带卷绕中的位置,以供对整个钢带的质量进行定量的分析和评估。

钢板瑕疵检测系统采用智能机器视觉自动识别的要求,必须解决以下主要问题:

系统必须能在线检测钢板表面的瑕疵,如划痕、刮伤、孔洞、结疤、垫坑等表面异常。钢带的运行速度不大于每分钟120米,系统都可以正常工作。

系统能应对因钢板宽度变化、以及钢板在移动过程中产生的扭曲或倾斜、钢板表面有油污或水滴所造成的干扰。

瑕疵检测具备自学习、自适应功能适合于不同宽度、不同颜色、不同速度的要求,还必须应用模式识别、自动暴光、防抖动、瑕疵报警等功能。瑕疵检测和瑕疵报警是动态实时的。

系统必须具备精度高、故障点少等特点,需用工业级数字摄像机和工业级PC机相接合来完成系统任务。

系统必须有光机电一体化设计应用技术,确保系统集成高效。。

工作原理示意图:

工作原理示意图

上图为工作原理示意图,铜板经过暗箱,摄像机与铜板平面垂直;在铜板正上方安装LED条形光源,且要达到一定的功率,使摄像机视野范围内的光源一直保持稳定并不受外界的影响。

当铜板表面有瑕疵时,瑕疵处的光线反射线路改变,摄像头能捕捉到这一现象,并把图像传送到PC机上,PC机根据图像处理软件把图像进行处理,提取出瑕疵部分,并以标识的形式给出瑕疵的位置和报警信号。且瑕疵的位置和报警信号以友好的人机界面给出,且是实时的。

为了满足比较高的精确度要求,和贵公司的现场情况,我们采用高分辨率的工业级线阵摄像机和工业用PC机构成系统,摄像机用来获取图像,PC机用来处理图像数据、在图像中标识出瑕疵的位置和给出报警信号。

另外,电脑还可以记录和存储瑕疵的图片,以及图片在被检测铜带卷绕中的位置,以供对整个铜带的质量进行定量的分析和评估。

系统框图:

摄像机采集图像后,分别依次通过网口进入PC机进行一系列的处理,框图如下:

钢板瑕疵检测系统框图

钢板瑕疵检测系统框图

系统性能指标

1、钢板瑕疵检测系统能在0.2秒内给出是否存在瑕疵,若钢板表面存在瑕疵,标识出瑕疵位置且报警提示。

2、对有瑕疵的图像进行保存,有待钢板质量评估以及其它后续处理。

3、钢板瑕疵检测系统检测瑕疵大小的误差精度可调。

对于钢带移动速度不大于120m/min,精度最高可达:

a、面积瑕疵:0.1mm²; b、线瑕疵:0.3mm(宽度)*1mm(长度)

4、通过友好人机界面在图像中标识出瑕疵的位置,并给予报警提示。

5、系统可以记录和存储瑕疵的图片,以及图片在被检测钢带卷绕中的位置,以供对整个钢带的质量进行定量的分析和评估。

软件主要流程和人机界面

系统流程图和人机界面

系统流程图和人机界面

常见表面瑕疵种类

常见表面瑕疵种类


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