一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)，包括表面缺陷抓取裝置(10)、處理裝置、服務(wù)器(30)、海量存儲器(40)、控制臺(20)，表面缺陷抓取裝置(10)包括攝像機(11)、照明裝置(12)，照明裝置(12)和攝像機(11)位于板帶材(B)的同一側(cè)，攝像機(11)的數(shù)量至少為兩個，其中至少一個攝像機(11)安置于反射光的光路上，其中至少一個攝像機(11)安置在與入射光近乎平行的方向上，且不在反射光的光路上。按上述技術(shù)方案，即使在生產(chǎn)板帶材速度較高，且檢測環(huán)境條件較差時，本實用新型提供的技術(shù)方案也能夠?qū)?yán)重的孔洞、邊裂等通透式缺陷檢測出來，達到檢測準(zhǔn)確率百分之百。
【專利說明】一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型涉及測量帶材的不平度，具體而言，涉及一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
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[0002]板帶材是鋼鐵工業(yè)的主要產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用于機械、汽車制造、建筑、船舶、電器等產(chǎn)品中。板帶材自身質(zhì)量的好壞直接影響著相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量情況。板帶材主要通過軋制加工獲得，然而，由于受軋制加工工藝、相關(guān)軋制設(shè)備等因素的影響，在板帶材的表面往往存在著不同類型的質(zhì)量缺陷，諸如孔洞、麻點、銹痕、夾雜、表皮分層、鱗斑等缺陷。這些缺陷的存在，一方面影響了板帶材表面的美觀度，另一方面這些表面缺陷對板帶材的抗疲勞、抗腐蝕、抗磨損等性能也存在一定的影響。繼而，由這類板帶材生產(chǎn)出來的相關(guān)產(chǎn)品就存在著安全隱患，影響著產(chǎn)品的正常使用，同時板帶材質(zhì)量的不合格也會對鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)造成名譽上的損傷，影響鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)今后的發(fā)展。因此，在板帶材的生產(chǎn)加工過程中，引入在線檢測系統(tǒng)對其表面質(zhì)量進行檢測，這對控制和提高其質(zhì)量有著非常重要的意義。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，對于一般的板帶材表面缺陷檢測，通常采用的是非接觸式的圖像模式識別檢測方法。這種檢測系統(tǒng)由面陣或者線掃描攝像機拍攝板帶材表面圖像進而對圖像進行模式分類的方式進行檢測。其中，采用線掃描攝像機的檢測裝系統(tǒng)，根據(jù)需要檢測的缺陷類型，照明裝置大多采用單一明場或單一暗場。一般使用的光源是鹵素?zé)艋蛘週ED陣列，此種照明方式的光源與攝像機分布在板帶材的同一側(cè)面，可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)缺陷。但在生產(chǎn)速度較高時，對于嚴(yán)重的孔洞、邊裂等通透式缺陷的檢測，要求檢測準(zhǔn)確率達到百分之百，而且有些檢測環(huán)境條件很差，在這種情況下雖然高速線掃描攝像機的速度可以滿足要求，但傳統(tǒng)的反射照明方式難以滿足上述檢測系統(tǒng)照明的要求，特別是在冷軋酸軋機組板帶材出口這類位置，在水汽油霧非常嚴(yán)重情況下，尤其是當(dāng)孔洞位于板帶材的邊部位置時，單一的反射式照明方式很難滿足缺陷檢測照明的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本實用新型解決的技術(shù)問題:在生產(chǎn)板帶材速度較高，且檢測環(huán)境條件較差時，單一的反射照明方式即使配合高速線掃描攝像機也很難將嚴(yán)重的孔洞、邊裂等通透式缺陷檢測出來。
[0005]本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)，包括表面缺陷抓取裝置、對所述表面缺陷抓取裝置抓取的數(shù)據(jù)進行處理的處理裝置、與所述處理裝置連接的服務(wù)器、與服務(wù)器連接的海量存儲器、與服務(wù)器連接的控制臺，所述表面缺陷抓取裝置包括攝像機、照明裝置，所述照明裝置和攝像機位于板帶材的同一側(cè)，所述照明裝置產(chǎn)生平行光線，所述攝像機的數(shù)量至少為兩個，其中至少一個攝像機安置于反射光的光路上，其中至少一個攝像機安置在與入射光近乎平行的方向上，且不在反射光的光路上。
[0006]照明裝置的光源產(chǎn)生的入射光照射到無缺陷的板帶材表面上，經(jīng)板帶材表面的鏡面反射，反射光射入安置在反射光光路上的攝像機(以下稱為攝像機一)的攝像頭中，即反射光在攝像頭各個區(qū)域的照度均勻分布。若板帶材表面無缺陷或僅有二維缺陷時，經(jīng)板帶材鏡面反射生成的反射光不會射入安置在與入射光近乎平行的方向上且不在反射光光路上的攝像機(以下稱為攝像機二)的攝像頭中。
[0007]上述攝像機一的工作原理:若被檢測的板帶材表面有缺陷存在，反射光到達板帶材表面時受缺陷的影響，將改變反射光的反射角度或反射光強度，致使攝像機一拍攝到的圖像中缺陷部分和板帶材背景產(chǎn)生灰度差異。對于三維缺陷將導(dǎo)致反射光角度變化，此種變換在圖像中表現(xiàn)為缺陷區(qū)域比板帶材背景要暗一些。對于二維缺陷，雖然不會導(dǎo)致反射光角度的變化，但是由于缺陷區(qū)域?qū)θ肷涔獾奈招圆煌瓷涔鈴姸葧苡绊?。缺陷區(qū)域顏色比板帶材背景亮?xí)r，在圖像中表現(xiàn)為缺陷部分較亮；缺陷區(qū)域顏色比板帶材背景暗時，在圖像中表現(xiàn)為缺陷部分更暗。
[0008]上述攝像機二的工作原理:若被檢測的板帶材表面有三維缺陷存在，反射光的反射角度發(fā)生變化，此時才會有部分反射光射入攝像機二的攝像頭中。在圖像中表現(xiàn)為板帶材背景為暗色，缺陷區(qū)域為亮色。
[0009]由于現(xiàn)實生產(chǎn)中板帶材的表面上二維和三維缺陷均可能存在，因此，本實用新型提供的技術(shù)方案對攝像機一和攝像機二與照明裝置的設(shè)置作上述設(shè)計，即使在生產(chǎn)板帶材速度較高，且檢測環(huán)境條件較差時，本實用新型提供的技術(shù)方案也能夠?qū)?yán)重的孔洞、邊裂等通透式缺陷檢測出來，達到檢測準(zhǔn)確率百分之百。
[0010]作為本實用新型的進一步說明，所述攝像機的數(shù)目由檢測所需的精度和板帶材的寬度決定。
[0011]作為本實用新型的優(yōu)選，所述照明裝置的照明光源可以為白熾燈、光纖鹵素?zé)?、氙燈、熒光燈或發(fā)光二極管。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，所述表面缺陷抓取裝置安裝在板帶材生產(chǎn)線的上方和下方。通常，在板帶材的上下表面均有缺陷，為了能檢測到板帶材的上下表面，在板帶材的上部和下部都需要放置攝像頭及照明裝置，用于對缺陷進行拍攝。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，所述處理裝置為并行計算機系統(tǒng)，所述并行計算機系統(tǒng)包括處理所述表面缺陷抓取裝置抓取的數(shù)據(jù)的計算機、與計算機連接的圖像采集卡，所述計算機的數(shù)量與攝像機的數(shù)量相同，一臺計算機與一個攝像機連接。由于每個攝像機均與一臺計算機連接，因此，多個攝像機可同時采集板帶材表面圖像，與攝像機連接的計算機可對采集的圖像并行處理，在保證缺陷檢測準(zhǔn)確率的情況下，本實用新型的上述改進可進一步提高板帶材金屬表面缺陷在線檢測的實時檢測效率。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，所述表面缺陷抓取裝置還包括保護罩，所述保護罩覆蓋整個表面缺陷抓取裝置。所述保護罩包括外層和內(nèi)層，所述外層為一整體結(jié)構(gòu)，覆蓋整個表面缺陷抓取裝置，所述內(nèi)層包括多個單獨覆蓋每一個攝像機的小保護罩。由于板帶材生產(chǎn)線上環(huán)境惡劣，為有效保證攝像機及照明裝置長時間正常工作，需為這些裝置配上保護罩。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明:
[0016]圖1為本實用新型一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1中照明裝置12照射在有缺陷C的板帶材B表面的光線走向示意圖。
[0018]圖中符號說明:
[0019]10 一表面缺陷抓取裝置；11 一攝像機；12 —照明裝置；13 —保護罩；
[0020]20 —控制臺；
[0021]30—服務(wù)器；
[0022]40 —海量存儲器；
[0023]50 一并行計算機系統(tǒng)；
[0024]A —板帶材生產(chǎn)線；
[0025]B —板帶材；
[0026]C 一板帶材表面缺陷。

【具體實施方式】
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[0027]如圖1所示，一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)，包括表面缺陷抓取裝置10、并行計算機系統(tǒng)50、與并行計算機系統(tǒng)50連接的服務(wù)器30、與服務(wù)器30連接的海量存儲器40、與服務(wù)器30連接的控制臺20。
[0028]如圖1所示，所述表面缺陷抓取裝置10包括安裝在板帶材生產(chǎn)線A上方的兩個CXD紅外攝像機11、一個LED照明裝置12，所述照明裝置12產(chǎn)生平行光線。所述表面缺陷抓取裝置10還包括安裝在板帶材生產(chǎn)線A下方的兩個C⑶紅外攝像機11，一個LED照明裝置12。所述表面缺陷抓取裝置10還包括保護罩13，所述保護罩13覆蓋整個表面缺陷抓取裝置10。
[0029]如圖2所示，安裝在板帶材生產(chǎn)線A上方的其中一個CXD紅外攝像機11安置于反射光的光路上，另一個攝像機11安置在與入射光近乎平行的方向上，且不在反射光的光路上。安裝在板帶材生產(chǎn)線A下方的其中一個CXD紅外攝像機11安置于反射光的光路上，另一個攝像機11安置在與入射光近乎平行的方向上，且不在反射光的光路上。
[0030]所述并行計算機系統(tǒng)50包括四臺用于圖像處理的計算機、與每臺計算機連接的圖像采集卡。每個CCD紅外攝像機11與每張圖像采集卡連接，每張圖像采集卡與每臺計算機連接。
[0031]本實用新型所述的板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)的具體工作流程如下:在LED照明裝置12的配合下，四個C⑶紅外攝像機11同時并實時地拍攝板帶材B表面的圖像，并將圖像送入并行計算機系統(tǒng)50，而后并行計算機系統(tǒng)50中的四臺計算機并行地對每個CCD紅外攝像機采集的圖像進行處理，運用圖像處理算法和模式識別算法對板帶材B表面圖像進行處理分析，并生成相應(yīng)的檢測結(jié)果。并行計算機系統(tǒng)50中生成的檢測結(jié)果會輸入給服務(wù)器30，服務(wù)器30對這些結(jié)果進行分析比較，從而得出整個板帶材B的缺陷C分布情況，最終對板帶材B的表面質(zhì)量進行總體評價。同時，板帶材B的相關(guān)缺陷C分布情況還將被保存在與服務(wù)器30連接的海量存儲器40中，以便于后期的檢查。
[0032]以上內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施方式，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)，包括表面缺陷抓取裝置(10)、對所述表面缺陷抓取裝置(10)抓取的數(shù)據(jù)進行處理的處理裝置、與所述處理裝置連接的服務(wù)器(30)、與服務(wù)器(30)連接的海量存儲器(40)、與服務(wù)器連接的控制臺(20)，所述表面缺陷抓取裝置(10)包括攝像機(11)、照明裝置(12)，其特征在于:所述照明裝置(12)和攝像機(11)位于板帶材(B)的同一側(cè)，所述照明裝置(12)產(chǎn)生平行光線，所述攝像機(11)的數(shù)量至少為兩個，其中至少一個攝像機(11)安置于反射光的光路上，其中至少一個攝像機(11)安置在與入射光近乎平行的方向上，且不在反射光的光路上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述照明裝置(12)的照明光源為白熾燈、光纖鹵素?zé)?、氙燈、熒光燈或發(fā)光二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述表面缺陷抓取裝置(10)安裝在板帶材生產(chǎn)線(A)的上方和下方。
4.如權(quán)利要求1所述的一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述處理裝置為并行計算機系統(tǒng)(50)，所述并行計算機系統(tǒng)(50)包括處理所述表面缺陷抓取裝置(10)抓取的數(shù)據(jù)的計算機、與計算機連接的圖像采集卡，所述計算機的數(shù)量與攝像機(11)的數(shù)量相同，一臺計算機與一個攝像機(11)連接。
5.如權(quán)利要求1?4中任一項所述的一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述表面缺陷抓取裝置(10)還包括保護罩(13)，所述保護罩(13)覆蓋整個表面缺陷抓取裝置(10)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種板帶材表面缺陷的在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述保護罩(13)包括外層和內(nèi)層，所述外層為一整體結(jié)構(gòu)，覆蓋整個表面缺陷抓取裝置(10)，所述內(nèi)層包括多個單獨覆蓋每一個攝像機(11)的小保護罩。
【文檔編號】G01N21/88GK204188534SQ201420465873
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】仲兆準(zhǔn), 林張弦, 田文斌, 龐登懷 申請人:蘇州克蘭茲電子科技有限公司