專利名稱：一種鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼坯表面質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
鋼鐵連軋和連鑄過程中，鋼坯表面質(zhì)量檢測(cè)是自動(dòng)化軋鋼鑄鋼的關(guān)鍵技術(shù)之一， 而“在線”鋼坯表面質(zhì)量檢測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在眾多鋼鐵行業(yè)的連軋和連鑄工藝中，由于生產(chǎn)線拉速較快、軋/鑄機(jī)故障、環(huán)境變化、操作工人熟練度不夠、導(dǎo)軌滾軸老化等諸多原因，造成生產(chǎn)出的鋼坯表面存在輥印、 夾雜、結(jié)疤、劃痕和斑點(diǎn)等缺陷，對(duì)鋼板品質(zhì)和成品率構(gòu)成嚴(yán)重的威脅，并引發(fā)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)索賠事件，嚴(yán)重影響鋼坯生產(chǎn)方的經(jīng)濟(jì)效益和品牌聲譽(yù)。為了實(shí)現(xiàn)軋鋼/鑄鋼的自動(dòng)檢測(cè)和控制，國(guó)內(nèi)外開發(fā)了許多檢測(cè)技術(shù)，常用的方法為人工經(jīng)驗(yàn)法。在實(shí)際生產(chǎn)和理論研究中發(fā)現(xiàn)人工經(jīng)驗(yàn)法，這和現(xiàn)場(chǎng)工人的經(jīng)驗(yàn)及工作狀態(tài)有著密切的關(guān)系，具有缺陷識(shí)別率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，人工識(shí)別時(shí)間長(zhǎng)，檢測(cè)員個(gè)體差異大等問題，不僅加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，開支了多余的工時(shí)，檢測(cè)效果得不到保證，且無法根據(jù)檢測(cè)的故障對(duì)軋/鑄機(jī)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。因此，如何實(shí)現(xiàn)鋼坯表面質(zhì)量的在線故障檢測(cè)，在保證鋼坯質(zhì)量的前提下提高生產(chǎn)效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，以實(shí)現(xiàn)鋼坯表面質(zhì)量的在線故障檢測(cè)，在保證鋼坯質(zhì)量的前提下提高生產(chǎn)效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，包括圖像采集單元，用于通過線陣相機(jī)對(duì)高速運(yùn)行的鋼坯表面進(jìn)行圖像采集；處理單元，用于接收所述圖像采集單元采集的圖像信號(hào)，并計(jì)算出該圖像信號(hào)的特征值，并與正常圖像的標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間進(jìn)行比較，在圖像信號(hào)特征值超出所述標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間時(shí)，認(rèn)定該圖像指定的部位存在缺陷；上位機(jī)，包括用于提供用于輸入所述標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間的人機(jī)交互模塊；存儲(chǔ)鋼坯表面的缺陷程度和品次分級(jí)的關(guān)系數(shù)據(jù)表圖像缺陷存儲(chǔ)模塊；根據(jù)鋼坯表面的缺陷特征， 對(duì)所述處理單元認(rèn)定存在缺陷的圖像自動(dòng)分類的缺陷圖像分類器。優(yōu)選地，在上述鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置中，所述標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間包括方差區(qū)間、熵值區(qū)間和頻譜區(qū)間。優(yōu)選地，在上述鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置中，所述圖像采集單元包括所述線陣相機(jī)；可變焦鏡頭，用于使所述線陣相機(jī)所感知的鋼坯表面落于所述人機(jī)交互模塊的圖像顯示界面的正中央且布滿95%以上；相機(jī)恒溫保護(hù)筒罩，用于所述線陣相機(jī)的固定、保護(hù)和降溫；光源系統(tǒng)，用于鋼坯表面的照明，配合所述可變焦鏡頭的光圈參數(shù)調(diào)節(jié)使所述線陣相機(jī)充分曝光。優(yōu)選地，在上述鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置中，所述線陣相機(jī)和所述可變焦鏡頭的參數(shù)滿足如下公式
權(quán)利要求
1.一種鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，其特征在于，包括圖像采集單元(I)，用于通過線陣相機(jī)(11)對(duì)高速運(yùn)行的鋼坯表面進(jìn)行圖像采集；處理單元(2)，用于接收所述圖像采集單元(I)采集的圖像信號(hào)，并計(jì)算出該圖像信號(hào)的特征值，并與正常圖像的標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間進(jìn)行比較，在圖像信號(hào)特征值超出所述標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間時(shí)，認(rèn)定該圖像指定的部位存在缺陷；上位機(jī)(3)，包括用于提供用于輸入所述標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間的人機(jī)交互模塊(31);存儲(chǔ)鋼坯表面的缺陷程度和品次分級(jí)關(guān)系數(shù)據(jù)表的圖像缺陷存儲(chǔ)模塊(32);根據(jù)鋼坯表面的缺陷特征，對(duì)所述處理單元(2)認(rèn)定存在缺陷的圖像自動(dòng)分類的缺陷圖像分類器(33)。
2.如權(quán)利要求I所述的鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間包括方差區(qū)間、熵值區(qū)間和頻譜區(qū)間。
3.如權(quán)利要求I所述的鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述圖像采集單元包括所述線陣相機(jī)(11);可變焦鏡頭(12)，用于使所述線陣相機(jī)(11)所感知的鋼坯表面落于所述人機(jī)交互模塊(31)的圖像顯示界面的正中央且布滿95%以上；相機(jī)恒溫保護(hù)筒罩(13)，用于所述線陣相機(jī)(11)的固定、保護(hù)和降溫；光源系統(tǒng)(14)，用于鋼坯表面的照明，配合所述可變焦鏡頭(12)的光圈參數(shù)調(diào)節(jié)使所述線陣相機(jī)(11)充分曝光。
4.如權(quán)利要求3所述的鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述線陣相機(jī)(11) 和所述可變焦鏡頭(12)的參數(shù)滿足如下公式f _kxN其中，f為可變焦鏡頭的焦距，h為可變焦鏡頭距離鋼坯表面的垂直高度，k為線陣相機(jī)的像元尺寸，N為線陣相機(jī)的分辨率，w為鋼坯寬度。
5.如權(quán)利要求4所述的鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述線陣相機(jī)(11) 滿足如下公式J7 VF = -η其中，F(xiàn)為線陣相機(jī)的行頻，V為鋼還的拉速，η為目標(biāo)分辨率。
6.如權(quán)利要求I所述的鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述圖像采集單元 (I)的感光陣列將采集的鋼坯表面圖像的鋼坯表面光強(qiáng)轉(zhuǎn)化成由全黑到全白的O 255的數(shù)字量，其中O代表全黑，255代表全白。
7.如權(quán)利要求I所述的鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述處理單元(2)包括視頻采集板，用于將圖像采集單元(I)采集的串行的LVDS圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的CMOS 圖像信號(hào)；嵌入式信號(hào)處理板卡(21)，采用FPGA作為主處理器，運(yùn)用SOPC技術(shù)，計(jì)算出并行的 CMOS圖像信號(hào)的特征值，并與正常圖像的標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間進(jìn)行比較，在圖像信號(hào)特征值超出所述標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間時(shí)，認(rèn)定該圖像指定的部位存在缺陷。
8.如權(quán)利要求I所述的鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述處理單元(2)在檢測(cè)出缺陷圖像時(shí)，還用于向所述上位機(jī)(3)發(fā)送故障的坐標(biāo)信息以及缺陷圖片，并完成聲光報(bào)警。
9.如權(quán)利要求I所述的鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述人機(jī)交互模塊(31)還用于對(duì)所述線陣相機(jī)(11)進(jìn)行參數(shù)配置，瀏覽所述線陣相機(jī)(11)的工作狀態(tài)，并實(shí)時(shí)顯示鋼坯圖像，對(duì)缺陷域放大顯示并報(bào)警。
10.如權(quán)利要求9所述的鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述線陣相機(jī)(11) 的參數(shù)包括模式選擇、行頻設(shè)置、增益補(bǔ)償和像素時(shí)鐘設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)裝置，包括圖像采集單元，用于通過線陣相機(jī)對(duì)高速運(yùn)行的鋼坯表面進(jìn)行圖像采集；處理單元，用于接收?qǐng)D像采集單元采集的圖像信號(hào)，計(jì)算出該圖像信號(hào)的特征值，并與正常圖像的標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間進(jìn)行比較，在圖像信號(hào)特征值超出標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間時(shí)，認(rèn)定該圖像指定的部位存在缺陷；上位機(jī)，包括用于提供用于輸入標(biāo)準(zhǔn)特征值區(qū)間的人機(jī)交互模塊；存儲(chǔ)鋼坯表面的缺陷程度和品次分級(jí)關(guān)系數(shù)據(jù)表的圖像缺陷存儲(chǔ)模塊；根據(jù)鋼坯表面的缺陷特征，對(duì)處理單元認(rèn)定存在缺陷的圖像自動(dòng)分類的缺陷圖像分類器。本發(fā)明提高了鋼坯生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，在保證鋼坯質(zhì)量的前提下提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B21B38/00GK102601131SQ20121006190
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者田陸, 羅旗舞 申請(qǐng)人:湖南鐳目科技有限公司