線陣CCD鋼板表面缺陷在線檢測系統(tǒng)的研究

熱軋帶鋼表面的溫度高,輻射光強(qiáng),并且存在著水、氧化鐵皮、光照不均等現(xiàn)象,與冷軋帶鋼的表面存在著很大的差別。將線陣ccd攝像機(jī)作為圖像采集裝置,用綠色激光線光源作照明,通過窄帶濾色鏡濾除鋼板表面的輻射光,從而提高了缺陷對比度。根據(jù)熱軋帶鋼表面的特點提出新的缺陷檢測與識別算法流程,通過增加4種不同類型的缺陷檢測步驟,去除了大量由水、氧化鐵皮等造成的偽缺陷,在保證缺陷檢出率的同時,減小缺陷的誤識率。經(jīng)在線應(yīng)用,該方法可以滿足在線檢測的要求,缺陷的檢出率達(dá)95%以上,識別率達(dá)85%以上。

為了提高現(xiàn)有帶鋼表面質(zhì)量檢測技術(shù)在缺陷檢測精度與識別率上存在的問題,設(shè)計了基于機(jī)器視覺技術(shù)的帶鋼表面質(zhì)量自動檢測系統(tǒng),從系統(tǒng)整體構(gòu)成、視覺傳感系統(tǒng)、軟件開發(fā)及檢測與分類算法等方面進(jìn)行了深入地研究,實現(xiàn)了包括圖像的采集、傳輸、缺陷的實時檢測和定位,缺陷的分類以及缺陷的存儲與報警等功能;實驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)可以對帶鋼表面常見的邊裂、氧化、結(jié)疤等幾十種不同類型的缺陷進(jìn)行精確地檢測;與現(xiàn)有的缺陷檢測技術(shù)相比,該系統(tǒng)中設(shè)計的算法在檢測精度和實時吞吐量上都具有很大優(yōu)勢。

　第18卷第5期儀　器　儀　表　學(xué)　報vol.18　№6 　1997年10月chinesejournalofscientificinstrumentoct.　1997 面陣ccd鋼板長寬尺寸在線實時測量系統(tǒng)3 賀賽先　何對燕　仲思東　王新華 (武漢測繪科技大學(xué)光電工程學(xué)院　武漢　430070) 0　引　　言 在我國鋼鐵生產(chǎn)工業(yè)中,冷軋鋼板的剪切,都是先由操作人員在剔除鋼板疵病部位,對鋼 板進(jìn)行實際量測后,規(guī)劃鋼板的剪切長度,并作出剪切標(biāo)記,操作人員通過控制滾道使標(biāo)記對 準(zhǔn)剪刃口進(jìn)行剪切。這種完全由人工測量、操作的方法,鋼板尺寸量測的準(zhǔn)確率低,成材率不 高,操作人員的勞動強(qiáng)度大,難以滿足當(dāng)前質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理的要求,制約了中厚鋼板成品 質(zhì)量的進(jìn)一步提高。 目前,世界上先進(jìn)的

提出了一種用于石英玻璃管壁厚非接觸測量的光電檢測技術(shù),研制了石英玻璃管壁厚在線檢測系統(tǒng)。在確定檢測總體方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了石英玻璃管厚度檢測原理、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、ccd器件選擇和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的研究。根據(jù)幾何光學(xué)中反射與折射定律,利用三角關(guān)系建立了石英玻璃管壁厚和光束寬度之間的關(guān)系。對實驗結(jié)果進(jìn)行了誤差分析,驗證了方案的可行性,系統(tǒng)測量精度優(yōu)于±0.01mm。系統(tǒng)調(diào)試和實際測量結(jié)果表明,研制的系統(tǒng)滿足在線非接觸測量要求。

鋼板作為鋼鐵工業(yè)的主要產(chǎn)品形式之一,已成為汽車、機(jī)械制造、化工、航空、航天和造船等工業(yè)不可缺少的原材料,其表面質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響最終產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。針對目前國內(nèi)鋼板表面缺陷檢測方法比較落后、檢測效果較差的情況,提出了鋼板表面缺陷檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方案,包括硬件和軟件的組成和部署;采用了串、并口編程和圖像模式匹配等技術(shù),實現(xiàn)了鋼板表面的自動拍照、缺陷檢測及生產(chǎn)和缺陷信息的保存;依據(jù)圖片的幾何學(xué)特征和光學(xué)特征等,實現(xiàn)了缺陷檢測算法,包括缺陷識別和缺陷分類。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的鋼板表面缺陷檢測系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用到了現(xiàn)實的鋼板生產(chǎn)中。

線束端子應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,對其質(zhì)量的檢測非常重要,結(jié)合機(jī)器視覺檢測技術(shù),研發(fā)了一套線束端子在線檢測設(shè)備。通過計算機(jī)視覺系統(tǒng)采集端子圖像,利用機(jī)器視覺軟件halcon中的相關(guān)算子測量端子圖像中部分幾何量,進(jìn)而對測量結(jié)果進(jìn)行分析比較,判斷端子是否合格。實際應(yīng)用表明,端子在線檢測系統(tǒng)運行穩(wěn)定,檢測效率和檢測精度大大提高,驗證了在線檢測系統(tǒng)設(shè)計思想的正確性,可以應(yīng)用于其他產(chǎn)品的檢測。

本文介紹一種在線檢測瓷磚厚度的方法,利用ccd傳感技術(shù)進(jìn)行瓷磚厚度數(shù)據(jù)的采集,經(jīng)二值化處理后送入微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得出瓷磚厚度并評定其等級,可輸出分選控制信號供后續(xù)電路使用。此技術(shù)具有快速、高效、精度高的特點。

針對基于面陣ccd攝像機(jī)的熱軋帶鋼表面缺陷檢測系統(tǒng)所存在的問題,提出采用線陣ccd攝像機(jī)作為熱軋帶鋼的表面圖像采集裝置,將激光線光源作為照明光源,解決了高溫環(huán)境下的遠(yuǎn)距離均勻照明問題.采用這種圖像采集方式可以使系統(tǒng)的精度達(dá)到0.5mm以上.針對熱軋帶鋼表面存在的氧化鐵皮、水及光照不均等問題,提出了對于不同缺陷類型建立單獨的缺陷檢測算法的思想.目前已經(jīng)建立了縱裂與邊裂的檢測算法,對這兩類缺陷的檢出率達(dá)95%以上.

鋼板表面缺陷 不同的鋼板其表面缺陷有不同的表狀： 序號|缺陷名稱|產(chǎn)生缺陷的可能工序|可能的產(chǎn)生原因 冷軋鋼板與鋼帶表面缺陷 一、表面缺陷 （一）、鋼板與鋼帶不允許存在的缺陷 1氣泡|煉鋼|煉鋼時產(chǎn)生氣泡，在熱軋時又未焊合，酸洗冷軋后暴露在外 2裂紋|煉鋼、熱軋與冷軋及各加工工序|由于煉鋼熱應(yīng)力、軋制形變或加工致 應(yīng)力集中造成 3結(jié)疤或結(jié)瘤|酸洗與冷軋|酸洗未洗盡氧化皮，軋制時鑲嵌于表面形成結(jié)疤 4拉裂|冷軋、鍍鋅與平整|張力過大、張力波動過大以及張力不穩(wěn)定等原因造 成 5夾雜|煉鋼|煉鋼原因 6折疊|熱軋、冷軋|軋制時呈粘性流動的金屬被再次軋制后鑲嵌于板材表面 7分層|煉鋼、熱軋與冷軋|煉鋼時成分偏析以及組織偏析、大塊夾雜等原因造 成并最終在軋制過程中表現(xiàn)為分層 8黑膜或黑帶|酸洗|酸洗后烘干效果不好造成 9

介紹了墻地磚平整度檢測的基本原理,提出了一種基于高精度反射式激光位移傳感器的墻地磚平整度在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計方案,給出了具體的軟件與硬件實現(xiàn)方法,并對檢測系統(tǒng)的性能進(jìn)行了全面的驗證試驗。試驗結(jié)果證明:檢測速度可達(dá)25m/min,檢測精度可達(dá)0.1mm,系統(tǒng)能夠滿足墻地磚平整度在線檢測的需要。

用位移傳感器在線測量玻璃厚度是一種有效的方法。在玻璃的生產(chǎn)過程中,玻璃的厚度是否均勻直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。為此,本文介紹了一種在線測量玻璃厚度的裝置。提出了一種利用ccd激光位移傳感器作為信號接收裝置,實時顯示測量結(jié)果的玻璃厚度測量系統(tǒng)。通過用a/d卡對所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速采集和存儲,由電腦實時讀出數(shù)據(jù),便可得到玻璃厚度。

在銅包鋼線的生產(chǎn)過程中,控制銅層厚度是一個非常重要的工序。為了實時監(jiān)控銅層的厚度,本文設(shè)計了基于線陣ccd(chargecoupleddevice)的在線銅包鋼線徑測量儀。通過線陣ccd實時地把包含銅包鋼線徑大小的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電信號,該信號經(jīng)濾波放大電路、二值化電路后,送avr單片機(jī)進(jìn)行信號處理;采用中值濾波方法提取對應(yīng)的銅包鋼線徑數(shù)據(jù),并能實時檢測生產(chǎn)的銅包鋼線徑是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),超出時給予相應(yīng)警報。經(jīng)過試驗,該設(shè)備能實時監(jiān)控銅包鋼的線徑大小。目前,該設(shè)備已投入到工業(yè)應(yīng)用中。

總結(jié)介紹柳鋼熱軋帶鋼表面缺陷在線檢測系統(tǒng)的應(yīng)用情況。

介紹一種在線檢測瓷磚厚度的方法,利用ccd傳感技術(shù)進(jìn)行瓷磚厚度數(shù)據(jù)的采集,經(jīng)二值化處理后送入微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得出瓷磚厚度并評定其等級,可輸出分選控制信號供后續(xù)電路使用。此技術(shù)具有快速、高效、精度高的特點。

常規(guī)x射線等在線檢測系統(tǒng)無法有效地在線實時檢測汽車板、電鍍鋅板、硅鋼板等帶鋼的涂層膜厚,為此,研發(fā)了帶鋼涂層膜厚在線檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由plc控制裝置、探頭電控行走機(jī)構(gòu)、冷卻裝置及終端計算機(jī)等構(gòu)成,采用紅外線非接觸檢測法,實現(xiàn)帶鋼耐指紋膜厚、鈍化膜厚、涂油量和環(huán)保涂層的在線實時檢測以及檢測數(shù)據(jù)處理功能?，F(xiàn)場應(yīng)用效果證明系統(tǒng)的可靠性和檢測精度均較高。

針對目前礦用鋼絲繩缺陷診斷檢測精度不高、易誤判的問題,提出了采用法平面和切平面特征兩級綜合判斷法,設(shè)計了一種新型三軸磁記憶陣列傳感器,構(gòu)建了礦用鋼絲繩在線檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)以單片機(jī)為主控核心,采集到的數(shù)據(jù)通過無線串口,基于uart協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C(jī),采用集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（eemd）降噪方法,去除磁記憶信號中的干擾噪聲。試驗結(jié)果表明,對于鋼絲繩斷絲缺陷,礦用鋼絲繩在線檢測系統(tǒng)準(zhǔn)確輸出了磁記憶信號的法平面信號和切平面信號,檢測準(zhǔn)確率達(dá)到98.87%,誤檢率降低了4.13%。

針對陶瓷墻地磚表面多種缺陷的檢測問題,提出一種基于多特征信息融合的缺陷在線檢測方法。該方法借助自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)構(gòu)建缺陷辨識器,對陶瓷墻地磚表面多種缺陷的各類特征值進(jìn)行計算及信息融合,從而實現(xiàn)對這些缺陷的精確辨識。實驗表明:該方法可準(zhǔn)確有效地完成陶瓷墻地磚表面多種缺陷的在線檢測工作。

以國內(nèi)某大型鋼鐵集團(tuán)煉鐵廠混合料礦槽料位為具體對象,分析了lfmcw雷達(dá)測距原理以及fft和chirp-z相結(jié)合的信號處理方法,利用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和軟件工程等,并結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研制出一套實用的混合料礦槽料位在線檢測系統(tǒng).系統(tǒng)對混合料礦槽料位進(jìn)行在線實時監(jiān)測,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、分析處理、組態(tài)設(shè)置和聲光報警等功能.系統(tǒng)具有趨勢分析及報表管理功能.

為了實現(xiàn)led球泡燈裝配生產(chǎn)線的成品自動化在線檢測,提高產(chǎn)品的出廠質(zhì)量,采用電量儀、積分球和光譜輻射計作為檢測儀器,設(shè)計了led球泡燈的在線快速檢測系統(tǒng),主要檢測球泡燈的光通量、色溫、顯色指數(shù)、功率和功率因子參數(shù)。實驗結(jié)果表明,該在線檢測系統(tǒng)滿足了自動化生產(chǎn)線快速和高精度的檢測需求,實現(xiàn)了led球泡燈自動化生產(chǎn)線的成品檢測高效率和出廠產(chǎn)品高質(zhì)量。

提出了一種基于halcon的鋼球表面缺陷檢測系統(tǒng)設(shè)計方案。首先,利用ccd相機(jī)采集展開盤上的鋼球表面圖像,并傳輸?shù)綉?yīng)用軟件；其次,進(jìn)行圖像感興趣區(qū)域選取、濾波去噪和缺陷邊緣檢測等圖像處理；然后,將缺陷區(qū)域進(jìn)行連通,并計算缺陷面積；最后,與缺陷閾值進(jìn)行比較,控制分球機(jī)械手與分球板協(xié)同作用實現(xiàn)分揀。試驗結(jié)果表明:該系統(tǒng)具有很高的檢測效率和準(zhǔn)確率,可滿足工業(yè)自動化生產(chǎn)的需求,具有良好的應(yīng)用前景。

主要介紹了基于機(jī)器視覺檢測技術(shù)在五金件檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用,系統(tǒng)控制步進(jìn)馬達(dá)旋轉(zhuǎn),帶動料帶式的五金件前進(jìn),通過視覺成像裝置(工業(yè)相機(jī)、鏡頭、光源)將產(chǎn)品形狀轉(zhuǎn)化為圖像信號并傳輸?shù)较到y(tǒng),系統(tǒng)進(jìn)行圖像處理,提取出需要產(chǎn)品輪廓并計算其尺寸數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過生產(chǎn)驗證,取得良好的效果,具有一定的推廣價值。

對鋼板表面黑線缺陷的形成原因作了深入的分析和研究，弄清了黑線形成機(jī)理。通過開展鑄坯預(yù)制缺陷等一系列工業(yè)試驗，找出了黑線生產(chǎn)的原因。結(jié)合生產(chǎn)情況提出消除黑線的對策，并用于指導(dǎo)生產(chǎn)，最終消除了黑線缺陷。