冷轧带钢表面质量自动检测系统的在线应用研究

介绍一套在精整线上使用的冷轧带表面质量自动检测系统,该系统用在于在线检测划痕,折印,锈斑,辊印等常见的冷轧带钢表面缺陷。系统采用多个面阵CCD摄像头同步采集图像的方式,并通过由LED光源构成的“暗场照明”方式实现对缺陷的检测,系统采用了并行计算机制和多线程机制,并对算法进行了优化,从而满足数据的实时处理要求。     

基于数字条纹投影的钢板表面三维缺陷检测

针对目前常用的钢板表面检测系统在检测三维缺陷时存在的局限性,提出了一种基于数字条纹投影的三维缺陷检测方法,并构建了检测系统的数学模型,首先通过面阵CCD相机采集由表面三维缺陷引起的投射条纹形变图像,然后使用旋滤波算法对条纹图像预处理,并通过傅里叶变换轮廓术算法实现对条纹相位的提取,最终利用数学模型推导出条纹相位与缺陷深度的关系,进行钢板表面三维缺陷的在线检测.试验结果表明,该方法在准确检出钢板表面三维缺陷(凹坑或凸包)的同时较好地解决了钢板在传送中的振动及二维缺陷干扰等问题.     

连铸板坯轧制中板的表面缺陷

对连铸板坯轧制中板表面缺限进行了分析，根据产生原因可分为有含有非金属夹杂的气囊表面缺陷；不含有非金属夹杂的气囊表面缺陷；由气泡产生的“雨点”状表面缺陷；“鱼鳞”状表面缺陷，“山水画”状表面缺陷，另外，对产生这些表面缺限原因初步分析，探讨后提出了改进措施，从而为现场提供判断依据。     

冷轧带钢表面自动监测系统的研究

介绍一种新的基于图像处理的冷轧带钢表面自动监测系统。该系统采用面阵ＣＣＤ摄像头来采集带钢表面的图像,并且配备两种不同的照明方式,以检测不同类型的缺陷。系统在硬件结构和软件流程上进行了特殊的设计,以保证能够对带钢表面进行实时在线监测。同时,讨论了系统中采用的图像处理和模式识别方面的一些有效算法。用实际的样本对该系统进行试验,结果表明：该系统能识别六种常见的表面缺陷,识别率接近９０％。     

电容式传感器在高炉喷吹煤粉质量流量测量中的应用

设计了一种工业用螺旋形状表面板电容式相浓度传感器,采用三维有限元方法对传感器结构进行优化设计,其检测场均匀性误差低于5%,有效地减小了相分布及流型变化对测量的影响;与电容式速度传感器组合成一体化装置,可用于在线测量气/固两相流质量流量.在现场与电子秤比对,整机精度误差小于5%.     

电容式传感器在高炉喷吹煤粉质量流量测量中的应用

设计了一种工业用螺旋形状表面板电容式相浓度传感器，采用三维有限元方法对传感器结构进行优化设计，其检测场均匀性误差低于５％，有效地减小了相分布及流型变化对测量的影响；与电容式速度传感器组合成一体化装置，可用于在线测量气／固两相流质量流量。在现场与电子秤比对，整机精度误差小于５％。     

基于STCS-YOLO的带钢表面缺陷检测算法

带钢表面缺陷检测技术是高质量带钢产品生产的重要技术之一。针对以往带钢表面缺陷检测中存在漏检、定位不准、小尺度缺陷目标检测能力较差的问题，提出了一种改进YOLOv5的带钢表面缺陷检测算法(STCS-YOLO)。首先，在特征融合网络的输出部分采用Swin Transformer模块与原有C3模块相融合，增强对全局特征信息的交互与复用，显著提高了对小尺度缺陷目标的检测能力；其次，采用一种轻量级上采样算子CARAFE来替换传统上采样操作，以更好地恢复缺陷信息，提高对带钢表面缺陷的识别精度；最后，在特征提取网络中嵌入3-D权值注意力机制SimAM,以加强对前景特征信息的关注能力，提高对缺陷目标的强辨识能力。试验结果表明，所提算法在NEU-DET数据集上均值平均精度P_mA达到了79.7%,比原网络提高了3.9个百分点，并且在模型权重与计算复杂度几乎不变的情况下，单帧检测时间达到了10.9 ms,基本能够满足带钢表面缺陷准确、快速的检测需求。本研究提出的带钢表面缺陷检测算法为生产整洁、无瑕的高质量带钢产品奠定了技术基础。     

基于Adaboost改进算法的铸坯表面缺陷检测方法

 针对钢铁铸坯表面检测及缺陷识别问题,从图像处理及机器学习角度,提出一种基于Adaboost算法的进行钢铁铸坯表面缺陷检测,并结合Gabor小波和Canny边缘检测进行处理,排除伪缺陷的新方法。大量试验表明：该方法能够较好地检出具有缺陷的钢铁铸坯,且具有准确率高、速度快、易实施等优点。     

基于游长标记的花纹板表面水痕去除方法

花纹板是众多钢材产品中的一种,由于其复杂的表面特性,导致现有的带钢表面质量在线检测系统无法布置。尝试通过对花纹板中一种最常见的伪缺陷——表面水痕,进行分析研究,给出一种在包含有纹理背景的情况下的缺陷检出方法,为在花纹板上布置带钢表面质量在线检测系统提供有效支撑。通过对图像像素灰度特性、梯度特性以及相互之间关联度特征进行分析,给出一种基于游长编码思想的花纹板表面水痕标记算法,通过该算法的应用,能够准确高效地定位图像上的水痕,为将水痕伪缺陷排除出花纹板缺陷提供技术保障。     

带钢表面缺陷检测方法研究进展

带钢是一种重要的钢铁材料,工业生产过程中带钢表面会产生各种不同的缺陷。带钢表面缺陷对产品有重要影响,其特征复杂、多样且不易获取,因此带钢表面缺陷检测一直是研究的重点内容。对带钢表面缺陷检测技术方法的研究进展进行了论述与分析。结合带钢表面缺陷种类,对传统的带钢表面检测方法如人工检测、红外检测、涡流检测和漏磁检测等优缺点进行比较分析,得出这些方法存在检测速度低、无法达到实时在线检测和需要人为干预等缺点。最后对机器视觉的检测方法开展了归纳总结,对基于深度学习的机器视觉识别表面缺陷的原理和方法进行了详述并对未来发展趋势进行了展望。     

Experimental study of surface defects in continuous casting using developed laser scanning system

Abstract

Various methods of detecting surface defects are being used in automated industrial manufacturing environments. This work presents the design and development of a laser charged couple device (CCD) displacement scanning system. The surface defect detection method using a laser CCD displacement sensor is derived from an idea in which surface defects such as cracks, inclusions and holes of three‐dimensional morphology characteristics are compared to normal surface especially in continuous casting slabs. Some novel research methods have been applied to develop the surface defect detection system used: first, getting a one‐dimensional distance matrix along transverse direction and a two‐dimensional matrix combining with a certain moving speed through the laser CCD displacement sensor; second, obtaining the slab surface profile and mapping to a greyscale image and finally, obtaining the surface defect regions by an image processing and searching algorithm and quantitatively detecting slab surface defect shape and depth. The research results in the lab trials have shown that the methodology proposed is effective to detect two‐dimensional defect size and reconstruct a three‐dimensional surface defect shape. At the same time, it is also able to accurately locate and identify surface defects and realise automatic surface defect non‐destructive detection online, and provides a theoretical base and technology idea for further studying surface defects online inspection for hot continuous casting slab.     

基于LED光源的热轧带钢表面质量在线检测系统的开发与应用

针对热轧带钢表面缺陷检测需求,采用机器视觉技术自主开发了热轧带钢表面检测系统。该系统采用高速线阵CCD摄像机获取高质量的带钢图像,配以自主研发的超高亮度LED光源,解决了高温带钢成像中远距离均匀照明的问题。系统中采用高效的图像处理和目标识别算法,保证了实时处理图像并准确识别表面缺陷种类。上线8个多月的运行结果证明：系统具有良好的缺陷检出与分类准确率,兼具实时性和可靠性。     

Application of automatic surface inspection system in cold-rolled strip production

The detection and classification of real-time surface defects play an important role in automotive sheet inspection and production. In this paper,an automatic surface inspection system( ASIS) based on signal processing in Baosteel NO. 4 cold-rolled plant is briefly presented. We demonstrate that the strip surface defect properties such as image,type,pitch,and position can be accurately calculated and classified by the automatic surface inspection system.In the manufacturing of the high-quality cold-rolled strips,it is necessary that the real-time surface defects can be detected and transferred by the automatic surface inspection system combined with annealing lines and recoiling lines.     

水平连铸铜管坯缺陷在线超声检测及缺陷数据库应用研究

针对铜管坯的孔洞、夹杂、裂纹、壁厚不均匀等常见缺陷难以在线检测的问题，引入超声波无损检测技术，设计开发了一套应用于熔铸现场的超声在线检测系统。结合铜管坯水平连铸工序对探伤的实际需求，设计多组体积缺陷、线缺陷、几何缺陷检测探头，实现对孔洞、裂纹、壁厚均匀性的在线检测。针对检测出来的铸坯缺陷数据和水平连铸实时工艺参数，开发了一套数据库管理系统，实现对水平连铸工序中多种数据的整合汇总和初步分析，为建立铸坯缺陷和工艺参数之间的关系，提供了一个信息化、智能化的数据库管理工具。     

油气输送管道腐蚀缺陷检测与识别研究

应用漏磁检测仪进行埋地油气管道腐蚀检测和识别,叙述了检测仪的硬件采集和信号处理过程.在直径273 mm的管道表面上加工人工缺陷,采集缺陷漏磁场信号,进行处理和转化为漏磁场云图,从信号和云图两者来分析漏磁场,提出了缺陷漏磁场的干扰消除方法、影响因素补偿技术和缺陷漏磁场图像的截取,并分别获得较好的效果,分析了缺陷定性和定量识别的方法,研究了缺陷外形参数量化的方法,得出了缺陷外形量化的数学模型,试验验证缺陷识别的效果,证明整个过程和方法有效可行,大大提高了管道缺陷检测和量化的精度.     

Flame straightening of thermomechanically rolled structural steel

Shape control by local heating is often used in processing of structural steels. Experience has proven that normalised steels are suitable for this operation if it is carried out properly. In the last years thermomechanically controlled rolled (TMCP) steels have been developed. For their application it was necessary to investigate the response of this steel type to flame straightening. Two essential processing conditions must be considered: heating limited to the surface and heating of the full material thickness. The temperatures were varied from 650 to 950°C by different heat inputs. Tensile and Charpy impact tests have proven that within this temperature range the investigated steels (S355ML -EN10113) were not affected. For conditions of wedge heating a drop in the mechanical properties was observed if the temperatures exceeded 650°C. Both limits, 950°C in line heating and 650°C in wedge heating allow an effective shaping of steel constructions. Experienced operators can easily respect these limitations. Hence the TMCP steels are suitable for flame straightening.     

塑料模具钢镦粗过程内部空洞缺陷的有限元模拟

摘要：利用JmatPro软件模拟计算718类塑料模具钢（3Cr2MnNiMo）热物性参数。应用ABAQUS有限元模拟软件建立模具钢镦粗过程中孔洞模型，模拟不同压下率条件下孔洞的闭合规律。模拟结果表明：孔洞闭合分为开始闭合、闭合加速和闭合减速3个阶段；孔洞闭合的2个主要影响因素为孔洞表面等效应变εe、静水压力与等效应力之比σm/σe；随着孔洞所处位置不同，孔洞闭合度不同，根本原因为孔洞所处位置的等效应变不同。所得结果对于塑料模具钢实际锻造生产过程具有指导意义。     

基于深度学习的圆钢表面缺陷检测系统

圆钢表面缺陷是影响圆钢质量的重要因素。随着钢铁生产轧制节奏提升和智能化升级,人工检测、传统表面缺陷检测等方法已经难以同时满足多种类缺陷、高速在线检测等方面的需求。因此,设计了适用于圆钢表面缺陷检测的成像系统,提出分类优先网络与目标检测网络融合的圆钢表面缺陷检测方法,并将一种非缺陷样本加入网络模型的训练以提升检测精度。试验结果及应用效果表明,该方法针对凹坑、裂纹、耳子、划伤、翘皮等表面缺陷的准确识别率达到95.61%,能有效减少缺陷误报、漏报的问题。     

基于机器视觉的透射式薄带针孔检测系统

给出一种基于高亮度单波长LED光源和高速线阵相机的透射式针孔检测系统。光源的透射光穿过带材上的孔洞,在图像上形成孔洞的亮斑区。由于铝板面的强反光性,环境光的干扰以及采集触发信号启动,也会在图像上产生一些亮的异常部分。利用图像分割算法定位出图像异常部分后,采用特征判别分类缺陷,判别其是否为孔洞,最后计算缺陷在带材上的位置。大量现场数据测试表明该实时孔洞检测系统是稳定可靠的。