鋼板檢測儀在軋鋼產線上的應用

劉光軍

（山東鋼鐵集團日照有限公司，山東 日照 276800）

表面檢測系統使用相機傳感器對鋼板表面進行掃描，檢測并分類表面缺陷，質檢人員或操作人員可以通過鋼板圖或統計報表得到有關缺陷的信息，所有檢測結果儲存下來可以用于質量回顧。

1 檢測方案

鋼板表面質量檢測儀主要由高性能的數字攝像機、光學系統、大功率高亮準直光源、冷卻系統、主電柜、操作終端及安裝保護附件等組成。

圖1 Plate Master:System Overview 系統組成圖

該系統采用先進的掃描技術，自動進行鋼板上下表面缺陷檢測，并自動進行在線實時顯示、缺陷識別、缺陷分類、缺陷分級及記錄。能夠在線拍攝、記錄整張鋼板上下表面的錄影像，采用專用寬屏單獨顯示。自動分兩面按缺陷分類、分級在線實時顯示缺陷分布，對于規定的嚴重缺陷給出明顯的標識。自動分鋼種、規格、表面類型等，按缺陷分類、分級進行長度、位置、面積統計，給出統計結果。在線檢測到嚴重的、大面積的、連續性的、周期性的缺陷時，系統具有提示、可調的聲光報警功能。

系統所使用的軟件操作系統、應用軟件系統、通訊軟件等均應采用當前先進、可靠、穩定的系統。圖像在線識別、分類、記錄、對比判定等軟件系統應采用當前最先進、可靠、處理速度足夠的系統。提供獨立的便攜式編程器（i7，內存16G），配置完整的、可實現與二、三級在線通訊的接口及相應的軟件，實現與上級系統在線通訊。檢測系統配置2 個終端用于兩個檢測點操作室。系統顯示軟件具有中文操作界面。應提供基本缺陷數據庫，各獨立的數據庫可以實現共享、互相調用。設備之間的通訊及與上級系統的通訊應采用千兆以太網通訊方式，要求帶4 對電口、4 對光口。在線檢測與通訊環節應采用抗干擾措施，如光線、磁場等干擾。系統設計應充分考慮檢修、維護的方便，具備熱防護裝置及吹掃裝置。系統記錄數據應是開放式的，檢測數據可實現在通用的系統下打開，或可轉為通用系統（如MS office）可使用的數據。硬件配置應采用開放式配置，能使用市場通用的零件進行維修與更換。

2 系統軟件描述

2.1 用戶操作軟件Plate Master

在線表面質量控制對提高產品的生產規模和質量有很大的經濟效益。ISRA Parsytec 的操作軟件ODIS 顯示表面數據，包括缺陷數據，它們的確切位置以及相應的圖像。

檢測的表面缺陷應包括夾雜、裂紋、氧化鐵皮壓入、麻點、凹坑、劃傷、氣泡、折疊、結疤、花斑、壓痕、起皮、異物壓入等國標規定的種類及企業自定義缺陷種類；鋼板上下表面100%檢測，檢測鋼板規格滿足生產產品規格的要求；鋼板缺陷尺寸檢測分辨率：0.25mm*0.25mm*0.1mm；鋼板缺陷尺寸檢測誤差：長度≤0.3mm，寬度≤0.3mm；可檢測鋼板的最小缺陷尺寸：0.50mm*2mm*0.15mm（系統判定缺陷尺寸級別具備人工可選擇性）；深度缺陷檢測精度：0.1mm；鋼板缺陷檢測定位精度：寬度方向≤2mm，長度方向≤10mm；鋼板缺陷檢出率≥95%，識別準確率≥90%。為了保證好的一貫的檢測結果，需要使用多重加權分類器。我們認為分類器的構造，自學習的方法和分類器的形態是證準確成功分類的關鍵。為了保證好的一貫的檢測結果，需要使用多重加權分類器。我們認為分類器的構造，自學習的方法和分類器的形態是保證準確成功分類的關鍵。選定的配置將決定自學習過程的效率，準確性，缺陷和材料變化時的適應能力，同時也決定了維護的便利性。所以我們針對各種分類器技術，應用了分類器集成來集成各種分類器技術，如C5，SVM，ANN（根據要求）。當得到一個缺陷圖像時，每種分類器將分別對其進行分類。分類器的性能將被評估，最后綜合評估后確定缺陷的種類。表面檢測系統通常比人工檢測多檢測出10 倍～100倍的缺陷，對包含大量信息的檢測結果進行后處理是質量決策支持的關鍵。對單缺陷位置、單缺陷外觀、周期性缺陷、缺陷合并和外觀條件等進行后處理。一些缺陷類型，如缺陷集群、邊部缺陷或缺陷跟蹤將被特別處理。

系統對絕大部分后處理信息進行在線評估，對于一些過于復雜的評估，將在生產完畢后進行。此支持顯示屏幕上當前鋼板的后處理結果給檢查人員。后處理后如有變化，鋼板圖將自動更新。后處理規則的使用完全配合決策樹構造，因此能保證一貫的分類過。

2.2 專家數據庫

Plate Master 系統是特定產線針對性地應用系統包，其包含預置的檢測設定和基于其他同樣生產線的項目里積累的樣本數據庫預置的即時分類器。即時分類器是初始分類器，使系統能提早投入使用。即時分類器建于25，000 個以上的陷圖像。所謂專家數據庫是基于在480 個以上的鋼鐵生產線上系統安裝經驗積累的，它覆蓋各種多樣缺陷和可能造成的原因，最終帶給客戶快速的系統條適和投入使用。ISRA Parsytec 提供針對產線和材料別描述各類缺陷的缺陷目錄，其內容包含性能保證值和考核方法。

2.3 人工檢測數據輸入

寬厚板專用軟件功能強大，可以幫助質檢人員從日常的繁重工作中解放出來。質檢人員可以抽出精力去關注鋼板的其他屬性，如形狀，顏色，邊部情況等，如果質檢人員發現有與標準偏離的地方，那可以通過ODIS 將這些數據手工錄入到系統內。每個鋼板生產完畢后，自動生成鋼板報告并可以打印。報告形式包含每一鋼板檢測報告、班報等。還可以提供報告預覽。

3 結語

綜合以上研究分析，表面檢測系統具有完整的人機操作界面，能實時顯示鋼板并輸出鋼板缺陷、寬度、長度等鋼板測量結果。并能將以上數據傳送到過程計算機系統L2。有完善的自診斷功能及故障信息報警功能，能顯示故障部位以便于點檢和維修。系統與L1 之間采用硬接線方式進行信號傳輸，其中與L1 模擬信號的交換經信號隔離器隔離后輸出，與L2 之間采用Ethernet 網絡接口（TCP/IP 協議）進行通訊，用于接收L2 下發的鋼板號、牌號、品種等鋼板信息，并向L2 上傳鋼板長度、鋼板寬度、鋼板缺陷等鋼板測量結果。