金屬表面缺陷檢測原理
表面質量是帶鋼質量的一項重要指標，隨著科學技術的不斷發(fā)展，對帶鋼表面質量的要求越來越高。在市場的激烈競爭條件下，其質量不僅代表企業(yè)的形象，而且還是贏得市場的首要條件。如何有效檢測帶鋼表面缺陷的同時加快檢測速度是當前帶鋼缺陷實時檢測技術的一個很重要的課題。傳統(tǒng)上，冷軋帶鋼的表面缺陷檢測由檢測人員通過人眼目光來完成。但是，這種方法存在著很多不足：
（1）檢測結果容易受檢測人員主觀因素影響；
（2）這種方法只能用于檢測運行速度很慢（在50m/min下）的帶鋼表面；
（3）這種方法很難檢測到小的缺陷。然而近年來，微電子技術、計算機技術、自動化技術和光電子技術的飛速發(fā)展，人工智能、神經網絡理論的深化及實用化，和機器視覺被運用到帶鋼表面缺陷檢測以后，帶鋼表面缺陷檢測終于走向了智能自動化的時代。
　　一、帶鋼表面缺陷的分類
　　帶鋼表面缺陷往往具有多樣性、復雜性的特點。不同生產線產生的表面缺陷往往會有不同的特點，同一生產線在不同工藝參數，或工藝參數相同而生產條件不同情況下產生的表面缺陷也有區(qū)別。由于帶鋼表面缺陷的種類太多，為研究方便，本文特提供帶鋼表面常見的幾種缺陷。
        1、壓入氧化鐵
        “壓入氧化鐵”的典型形狀見下圖
        特征：一般粘附在鋼板表面，分布于板面局部和全部。外觀呈現不規(guī)則形狀。 
         成因：軋制節(jié)奏快，軋輥材質性能差等原因造成的軋輥表面氧化膜脫落。
        2、結疤
      “結疤”的典型形狀見下圖
        特征：呈現葉狀、羽狀、條狀、魚鱗狀、舌端狀等形狀。 
        成因：鑄錠條件不佳或飛濺造成的表面缺陷和皮下氣泡等。
        3、擦傷
       “擦傷”的典型形狀見下圖
        特征：沿軋制方向呈現深淺不一的擦痕。 
        成因：輥道表面粗糙、磨損、變形或不轉動，使鋼板與輥道相擦。
        4、輥印
       “輥印”的典型形狀見下圖
        特征：具有一定間距的凹凸缺陷。 
        成因：軋輥表面粘有異物壓入帶鋼表面、軋輥材質不佳造成粘輥、帶鋼焊縫過高而軋制中抬輥不及時引起粘輥造成的。
        5、邊裂
        “邊裂”的典型形狀見下圖
        特征：鋼板邊緣沿長度方向的一側或兩側出現破裂，嚴重者呈現鋸齒狀。 
        成因：軋輥調整不好或輥型與版型配合不好，使鋼帶邊部延伸不均。
        6、劃痕
       “劃痕”的典型形狀見下圖
       特征：平行于軋制方向的較長線狀缺陷，有可見深度，零散或成排布。 
       成因：帶鋼與其它器物接觸或各異導輥的旋轉速度與帶鋼速度不同步，出現打滑后造成的。

 
　　二、系統(tǒng)結構框架設計 
　　首先通過高速CCD相機實時獲取帶鋼表面圖像，將圖像數據送給DSP處理，DSP提取并分析圖像的特征信息，然后將其與事先建立的標準信息進行比較，從而判斷帶鋼是否有缺陷，如果有，則識別存在那種缺陷。根據這一思路設計主要系統(tǒng)框架結構分為三個部分，如下圖所示：第一部分為圖像采集模塊，它采集并將原始模擬視頻流轉化為數字視頻；第二部分DSP對采集的數據進行預處理，識別圖像是否存在缺陷以及缺陷類型；第三部分對DSP的輸出結果輸出，進行服務器對缺陷圖像的儲存，以便以后進行統(tǒng)計分析。

　　其中，圖像采集部分通過高速CCD相機實時地獲取帶鋼上、下表面圖像，并采用高速A/D轉換器將前期獲取的圖像轉為數字信號，并將采集的數據送往數字信號處理器DSP；圖像缺陷識別部分判斷圖像是否存在缺陷，對預處理的缺陷圖像提取并分析特征信息，然后利用各種機器視覺中各種方法判斷出缺陷類型；圖像輸出及與服務器通信模塊將鋼板的缺陷類型加在原始圖像上，進行儲存并進行顯示。
 　        
     三、工作原理
     使用“背光” 成像方式，通過架設在生產線上的線陣相機進行實時同步掃描，利用高亮的LED線性聚光光源進行背打光。當出現缺陷時，強光透過針孔，CCD相機進行數據采集，然后將采集到的數據運用無錫創(chuàng)視新科技獨家專利發(fā)明技術—MVC多功能圖像處理軟件—進行實時在線缺陷檢測、分類和處理各種缺陷進行分析處理輸出。

               
    四、系統(tǒng)功能
    1.100%幅面帶鋼表面缺陷檢測，發(fā)現帶鋼表面缺陷時可根據設定發(fā)出報警，提示及時修復,避免大量缺陷產品的產生；
    2.完整的表面質量信息，帶鋼表面缺陷圖像由計算機進行保存，每卷帶鋼產品都有完全的疵點圖像/位置和數量等信息，產品幅面邊緣根據需要可以進行自動貼標。
    3.高精度 帶鋼表面缺陷檢測系統(tǒng)方案可100%檢測出0.01平方毫米以上的針孔缺陷，滿足客戶的不斷提升的帶鋼產品品質要求；
    4.軟件數據庫管理功能，可以對生產的每卷帶鋼材料進行精確的質量統(tǒng)計，詳細的缺陷記錄(大小和位置)和統(tǒng)計為生產工藝及設備狀態(tài)調整提供了方便，離線分析用于后續(xù)分切和質量管理,可有效保證產品質量；
    5.系統(tǒng)聯動 當帶鋼針表面缺陷測系統(tǒng)檢測到帶鋼缺陷時進行聲光報警，也可在系統(tǒng)中加入其他連鎖I/O輸出；在帶鋼表面發(fā)現缺陷時，在產品的邊緣粘貼標簽定位誤差在5mm以內。傳統(tǒng)的帶鋼檢測模式下系統(tǒng)在發(fā)現缺陷時，系統(tǒng)軟件會在缺陷分布地圖上通過缺陷的橫縱位置標定缺陷的具體位置。通過缺陷定位系統(tǒng)可以對針孔數量等信息一目了然，在某些特定的需要成卷后分切的產品，配備缺陷定位系統(tǒng)更有利于發(fā)現缺陷。