钢板检测仪在轧钢产线上的应用

刘光军

（山东钢铁集团日照有限公司，山东 日照 276800）

表面检测系统使用相机传感器对钢板表面进行扫描，检测并分类表面缺陷，质检人员或操作人员可以通过钢板图或统计报表得到有关缺陷的信息，所有检测结果储存下来可以用于质量回顾。

1 检测方案

钢板表面质量检测仪主要由高性能的数字摄像机、光学系统、大功率高亮准直光源、冷却系统、主电柜、操作终端及安装保护附件等组成。

图1 Plate Master:System Overview 系统组成图

该系统采用先进的扫描技术，自动进行钢板上下表面缺陷检测，并自动进行在线实时显示、缺陷识别、缺陷分类、缺陷分级及记录。能够在线拍摄、记录整张钢板上下表面的录影像，采用专用宽屏单独显示。自动分两面按缺陷分类、分级在线实时显示缺陷分布，对于规定的严重缺陷给出明显的标识。自动分钢种、规格、表面类型等，按缺陷分类、分级进行长度、位置、面积统计，给出统计结果。在线检测到严重的、大面积的、连续性的、周期性的缺陷时，系统具有提示、可调的声光报警功能。

系统所使用的软件操作系统、应用软件系统、通讯软件等均应采用当前先进、可靠、稳定的系统。图像在线识别、分类、记录、对比判定等软件系统应采用当前最先进、可靠、处理速度足够的系统。提供独立的便携式编程器（i7，内存16G），配置完整的、可实现与二、三级在线通讯的接口及相应的软件，实现与上级系统在线通讯。检测系统配置2 个终端用于两个检测点操作室。系统显示软件具有中文操作界面。应提供基本缺陷数据库，各独立的数据库可以实现共享、互相调用。设备之间的通讯及与上级系统的通讯应采用千兆以太网通讯方式，要求带4 对电口、4 对光口。在线检测与通讯环节应采用抗干扰措施，如光线、磁场等干扰。系统设计应充分考虑检修、维护的方便，具备热防护装置及吹扫装置。系统记录数据应是开放式的，检测数据可实现在通用的系统下打开，或可转为通用系统（如MS office）可使用的数据。硬件配置应采用开放式配置，能使用市场通用的零件进行维修与更换。

2 系统软件描述

2.1 用户操作软件Plate Master

在线表面质量控制对提高产品的生产规模和质量有很大的经济效益。ISRA Parsytec 的操作软件ODIS 显示表面数据，包括缺陷数据，它们的确切位置以及相应的图像。

检测的表面缺陷应包括夹杂、裂纹、氧化铁皮压入、麻点、凹坑、划伤、气泡、折叠、结疤、花斑、压痕、起皮、异物压入等国标规定的种类及企业自定义缺陷种类；钢板上下表面100%检测，检测钢板规格满足生产产品规格的要求；钢板缺陷尺寸检测分辨率：0.25mm*0.25mm*0.1mm；钢板缺陷尺寸检测误差：长度≤0.3mm，宽度≤0.3mm；可检测钢板的最小缺陷尺寸：0.50mm*2mm*0.15mm（系统判定缺陷尺寸级别具备人工可选择性）；深度缺陷检测精度：0.1mm；钢板缺陷检测定位精度：宽度方向≤2mm，长度方向≤10mm；钢板缺陷检出率≥95%，识别准确率≥90%。为了保证好的一贯的检测结果，需要使用多重加权分类器。我们认为分类器的构造，自学习的方法和分类器的形态是证准确成功分类的关键。为了保证好的一贯的检测结果，需要使用多重加权分类器。我们认为分类器的构造，自学习的方法和分类器的形态是保证准确成功分类的关键。选定的配置将决定自学习过程的效率，准确性，缺陷和材料变化时的适应能力，同时也决定了维护的便利性。所以我们针对各种分类器技术，应用了分类器集成来集成各种分类器技术，如C5，SVM，ANN（根据要求）。当得到一个缺陷图像时，每种分类器将分别对其进行分类。分类器的性能将被评估，最后综合评估后确定缺陷的种类。表面检测系统通常比人工检测多检测出10 倍～100倍的缺陷，对包含大量信息的检测结果进行后处理是质量决策支持的关键。对单缺陷位置、单缺陷外观、周期性缺陷、缺陷合并和外观条件等进行后处理。一些缺陷类型，如缺陷集群、边部缺陷或缺陷跟踪将被特别处理。

系统对绝大部分后处理信息进行在线评估，对于一些过于复杂的评估，将在生产完毕后进行。此支持显示屏幕上当前钢板的后处理结果给检查人员。后处理后如有变化，钢板图将自动更新。后处理规则的使用完全配合决策树构造，因此能保证一贯的分类过。

2.2 专家数据库

Plate Master 系统是特定产线针对性地应用系统包，其包含预置的检测设定和基于其他同样生产线的项目里积累的样本数据库预置的即时分类器。即时分类器是初始分类器，使系统能提早投入使用。即时分类器建于25，000 个以上的陷图像。所谓专家数据库是基于在480 个以上的钢铁生产线上系统安装经验积累的，它覆盖各种多样缺陷和可能造成的原因，最终带给客户快速的系统条适和投入使用。ISRA Parsytec 提供针对产线和材料别描述各类缺陷的缺陷目录，其内容包含性能保证值和考核方法。

2.3 人工检测数据输入

宽厚板专用软件功能强大，可以帮助质检人员从日常的繁重工作中解放出来。质检人员可以抽出精力去关注钢板的其他属性，如形状，颜色，边部情况等，如果质检人员发现有与标准偏离的地方，那可以通过ODIS 将这些数据手工录入到系统内。每个钢板生产完毕后，自动生成钢板报告并可以打印。报告形式包含每一钢板检测报告、班报等。还可以提供报告预览。

3 结语

综合以上研究分析，表面检测系统具有完整的人机操作界面，能实时显示钢板并输出钢板缺陷、宽度、长度等钢板测量结果。并能将以上数据传送到过程计算机系统L2。有完善的自诊断功能及故障信息报警功能，能显示故障部位以便于点检和维修。系统与L1 之间采用硬接线方式进行信号传输，其中与L1 模拟信号的交换经信号隔离器隔离后输出，与L2 之间采用Ethernet 网络接口（TCP/IP 协议）进行通讯，用于接收L2 下发的钢板号、牌号、品种等钢板信息，并向L2 上传钢板长度、钢板宽度、钢板缺陷等钢板测量结果。