雙表面缺陷檢測設備在冷軋鍍鋅產線中的應用

金 鵬，張 帥，白玉朋

（河鋼集團唐鋼公司，河北 唐山063000）

隨社會經濟的高速發展、人們生活水平的不斷提高，各類汽車已成為人們出行的必備選擇。為了適應市場的需求變化、提高自身產品的競爭力，汽車制造商們對于冷軋汽車板用帶鋼的質量要求越來越高[1]。帶鋼的表面質量是影響冷軋汽車板用帶鋼總體質量的一個重要因素，表面質量檢測作為產品質量把控的最后一關，已經成為鋼鐵企業質量管理工作的重中之重。對于生產企業而言，生產過程中的質量控制和產品質量檢驗的控制則是達成高質量產品的重要因素，是提高產品競爭力，增加產品市場占有率，降低客戶產品質量異議的有效途徑。

隨著工業4.0的到來[2-3]，傳統的人工檢測已經不足以應對冷軋帶鋼的生產需求，大部分鋼鐵企業已經引進使用先進的表面檢測設備來代替傳統的人工檢測[4-10]。表面缺陷檢測設備可以對帶鋼表面質量進行實時檢測，從專有的界面實時顯示帶鋼表面缺陷質量情況，進而提高質量檢測的及時性和準確性。為了進一步提升生產過程中的質量控制和產品質量檢驗的控制，本文提出一種“單線雙表檢”模式表面缺陷檢測方法的暢想，來建立實時的缺陷追蹤機制，將上、下工序缺陷數據聯通進行鍍鋅前后缺陷追溯分析，提升表面質量檢驗的精準性。

1 “單線雙表檢”介紹

“單線雙表檢”模式表面缺陷檢測方法是在鍍鋅線上采用兩套表面缺陷檢測設備，分別放置在入口與出口位置上，如圖1所示，入口表面缺陷檢測設備負責檢測原料帶鋼的自帶缺陷情況，出口表面缺陷檢測設備負責檢測鍍鋅后成品的缺陷情況。

圖1 表面缺陷檢測設備布局圖

表面缺陷檢測設備系統由傳感器系統和檢測、分類軟件組成[11-12]。傳感器系統包括光源、相機、電氣柜、檢測服務器、檢測終端和調試終端，如圖2所示。

圖2 表面缺陷檢測設備傳感器系統

光源采用高品質LED照明系統，基于LED技術的超高質量照明，它能夠非常有效地與相機的最佳靈敏度相匹配。

相機采用6132pixels高分辨率相機，在帶鋼上、下表面采用高性能的線掃描相機進行檢查獲取圖像，每面配合使用一套光源，同時使用保護罩保護相機與光源。保護罩的作用是防止攝像頭和照明系統受灰塵、磕碰等因素的影響，從而保證其工作質量并延長其使用壽命。

檢測服務器保存了整個系統的所有缺陷數據，并可為檢測的缺陷圖像提供在線與離線后處理。

檢測終端即用戶使用界面，向操作人員顯示產品鋼卷的質量信息以及與系統進行人機互動。操作人員可以通過檢測終端實時監測鋼卷的表面信息，也可以檢查歷史鋼卷的檢測信息。

調試終端是調試表面缺陷檢測設備檢測參數和優化分類器的計算機，是表面缺陷檢測設備系統檢測軟件的應用載體。

2 雙表檢設備的應用

在冷軋帶鋼生產時，鍍鋅后成品的表面質量不光取決于鍍鋅過程中產生的缺陷還取決于原料自身所攜帶的缺陷。入口段的表面缺陷檢測系統可以直接檢測出原料表面攜帶的缺陷，有利于對缺陷在鍍鋅生產過程中的追蹤定位。出口段的表面缺陷檢測系統則負責檢測鍍鋅后成品的表面缺陷。出口段檢測的缺陷與入口段檢測的缺陷進行對比可以發現，哪些缺陷屬于原料自帶，哪些缺陷屬于鍍鋅生產過程產生；原料自帶缺陷是否在鍍鋅生產過程中被掩蓋，還是被軋制成新的缺陷。同時可以通過缺陷數據的對比發現生產過程中是否產生了缺陷，操作人員可及時通知生產線工藝操作室人員進行生產工藝的調試，提高產品的合格率。也可通過缺陷數據對比分析，對當前產生的模糊不清缺陷給出準確的判斷，提升產品質量判定的準確性。

原料鋼卷自帶的嚴重表面缺陷可由入口段表面缺陷檢測系統直接檢測出來。由檢測出的缺陷進行定位追蹤鍍鋅后的缺陷所在位置，根據出口段表面缺陷檢測系統檢測所獲得缺陷進行對比分析，可得出鍍鋅后成品的嚴重表面缺陷是由原料自帶缺陷軋制而成還是鍍鋅過程中軋制產生，提高了帶鋼表面質量的檢驗水平，加強了鍍鋅生產過程中的質量控制。

針對鍍鋅后成品表面的一些易混淆的缺陷，例如輕微夾渣、擦劃傷、氧化鐵皮等，給產品質量判定造成一定的困擾，可根據入口段表面缺陷檢測的缺陷數據和出口段表面缺陷檢測的缺陷數據進行對比分析，給予疑似缺陷進行準確的判定。例如入口段和出口段表面缺陷檢測系統檢測出的缺陷對比，鍍鋅后成品缺陷疑似劃傷類缺陷，通過位置關系對比，入口段表面缺陷檢測系統檢測出原料夾渣缺陷，進行缺陷比對最終判定鍍鋅后成品檢測出的缺陷為夾渣缺陷，大大提高了鍍鋅帶鋼表面質量判定的準確性。

3 結語

雙表面檢測系統在冷軋鍍鋅帶鋼的缺陷檢測上會起到非常重要的作用，特別是對于易混淆的缺陷如擦劃傷、夾渣翹皮、氧化鐵皮等，出口段與入口段缺陷對比分析辨定效果好，可靠性高，同時可以建立實時的缺陷追蹤機制，將上、下工序缺陷數據聯通進行鍍鋅前后缺陷追溯分析，提升表面質量檢驗的精準性，大大提升了對于冷軋鍍鋅帶鋼生產過程中的質量控制和產品質量檢驗的控制，成為產品質量改進和提升新的手段。