專利名稱：一種型材表面缺陷自動檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于應用于型材軋機生產線上的輔助裝置，具體地講是用于型材生產過程中的一種型材表面缺陷自動檢測裝置。
背景技術：
型材軋機生產線所生產的型材有兩大類型重軌和型鋼。型鋼又包括H型鋼、工字鋼、槽鋼等品種，其表面形狀各異。由于鋼坯在冶煉過程中可能產生氣泡、夾雜，經過軋機生產線軋制以后，造成型材的表面出現結疤；軋機在軋制過程中可能發生軋輥破損、導衛裝置移位等故障，從而又造成型材表面的缺肉、軋痕等缺陷，如不將帶有缺陷的產品及時挑出， 會給最終用戶造成損失，也給生產企業造成產品質量信譽上的影響。在型材軋機生產線一般有兩條精整線重軌加工線和型鋼精整線。重軌、型鋼的表面質量檢查是直接由人工肉眼檢測表面缺陷，在必要時還需要對型材進行翻面檢查。在人工進行型材表面質量檢查過程中可能會產生人的視覺疲勞現象，會使帶有表面缺陷的產品混入合格品中造成產品質量事故的發生。該方法的缺點是工人勞動強度大，工作效率低，生產節奏受到影響，滿足不了現代大工業生產的需要。因此要解決的技術問題就是在重軌加工線的檢驗中心出口(或者是入口)處和型鋼矯正機出口處各設置一套型材表面缺陷自動檢測裝置，分別對重軌、型鋼表面缺陷進行自動檢測。利用先進的計算機圖像識別技術替代人工表面缺陷檢查的方法。換句話說，根據現代大工業生產的需要，急需有一種對表面缺陷進行自動檢測的裝置，以滿足型材軋機生產線生產過程的產品質量檢查的需要。

發明內容
本發明的目的是提供一種能夠自動識別型材表面缺陷的檢測裝置。實現對型材表面缺陷的多方位自動檢測，提高勞動生產效率，以克服現有生產過程中由于人工肉眼檢查而造成型材表面缺陷漏檢的現象發生。本發明提供的型材表面缺陷自動檢測裝置，包括固定裝置、控制裝置、攝像機、LED 光源、圖像采集計算機、信息處理服務器、局域網、過程控制網絡系統、噴涂裝置、夾送輥、輸送輥道、密封膠皮、壓縮空氣。所述控制裝置、攝像機、圖像采集計算機、信息處理服務器采用獨立的局域網連接方式。其特征是本發明所述攝像機臺數設置是根據被檢測的型材品種表面最復雜、需要投入攝像機臺數最多而設定的。在檢測過程中所述攝像機投入攝取圖像信息的臺數是根據被檢測型材品種的需要來設定。在被檢測型材通過所述固定裝置時， 所述攝像機分布在被檢測型材的周圍，攝像角度是根據型材品種不同由所述控制裝置來調整云臺，焦距是由所述控制裝置控制調整實現的，以保證所述攝像機將被檢測的型材表面采集完整的圖像。所述固定裝置是安裝在基座上的園形封閉裝置，用于固定立體交叉、多方位、環形分布的攝像機、LED光源以及壓縮空氣管道的裝置，并且可以在90°范圍內旋轉的。所述固定裝置可以根據被檢測型材的不同品種而將固定裝置在90°范圍內旋轉，以滿足檢測的需要。每臺攝像機的上方安裝有LED光源，LED光源的照射應該避免直射到對面所述攝像機的鏡頭。還用于安裝所述壓縮空氣管道吹掃所述攝像機的鏡頭，保持鏡頭清潔。所述固定裝置前安裝所述夾送輥，型材通過所述輸送輥道進入所述固定裝置前，所述控制裝置探測到型材頭部信號時，所述控制裝置控制所述夾送輥動作，夾緊型材并輸送到所述固定裝置， 保證進入的型材處于平穩狀態，使采集的圖像不至于因為抖動而造成畫面模糊。所述固定裝置在入、出口處都設置有所述封閉膠皮，以減少外部光源對采集圖像的畫面干擾。所述控制裝置具有檢測型材頭部到位、尾部離開信號、采集型材運行速度的功能。 還控制所述夾送輥夾緊、松開；控制所述攝像機、LED光源的開啟、關閉；控制所述圖像采集計算機采集圖像信息的開始和結束。還用于所述攝像機的焦距、角度的調整。接收所述圖像采集計算機發送的指令控制所述噴涂裝置進行噴涂標志。所述攝像機設置于所述局域網中，固定在云臺上，具有焦距、角度調節功能。所述攝像機臺數設置是根據需要檢測的型材所有品種表面最復雜、需要投入攝像機臺數最多的而設定的。所述圖像采集計算機臺數的設置根據所述攝像機的臺數確定的。既每一臺所述圖像采集計算機只采集對應的一臺所述攝像機的圖像信息。所述圖像采集計算機接受所述控制裝置的指令開始采集所述攝像機的圖像信息，通過計算機自動識別軟件對圖像信息進行分析處理，發現型材表面有缺陷時，向所述控制裝置發送噴涂指令；給所述信息處理服務器發送缺陷信息。當接收到所述控制裝置發送來的結束指令時，將整支型材表面的圖像信息發送到所述信息處理服務器進行存儲。所述信息處理服務器設置在所述局域網中，與所述過程控制網絡系統相連接。用于接收所述圖像采集計算機的發來的型材表面缺陷信息，在終端上顯示缺陷圖形，并發出缺陷報警信號。還用于接收所述過程控制網絡系統的被檢測型材的跟蹤信息，發送被檢測型材表面缺陷信息到所述過程控制網絡系統中。所述局域網是所述一種型材表面缺陷自動檢測裝置的獨立局域網，用于連接控制裝置、攝像機、圖像采集計算機、信息處理服務器。本發明對被檢測的型材表面缺陷自動識別適應性強。對于被檢測的不同品種的型材，在軋機生產線更換型材品種時，通過所述固定裝置在90°范圍內的旋轉，還通過所述控制裝置在開始檢測前對所述攝像機焦距、角度進行調整，以保證所述攝像機將被檢測的型材表面采集完整的圖像的要求。由于所述攝像機是立體交叉、多方位、環形分布在所述固定裝置中，被檢測型材通過所述固定裝置時，所述攝像機就可以檢測到型材的任意表面，所以對被檢測的型材無需翻面處理。由于所述攝像機和所述圖像采集計算機數量多、實時數據傳輸量大、傳輸速度要求高。所以控制裝置、攝像機、圖像采集計算機、信息處理服務器是采用獨立的局域網方式連接的，不易受到外界干擾，傳輸速度快，保證系統的圖像采集和計算機處理的高速運行。本發明所述信息處理服務器接收所述過程控制網絡系統的被檢測型材的跟蹤信息，還用于返回表面缺陷檢測信息到所述過程控制網絡系統中，實現型材表面質量信息的閉環控制，達到型材表面質量自動跟蹤的目的。本發明可以產生以下有益效果其一，本發明是用于型材軋機生產線的生產過程中表面缺陷自動檢測，具有在計算機終端上顯示缺陷圖形、自動報警、噴涂標志的功能，及時提醒質量檢查人員進行確認處理，防止型材因表面質量問題而產生漏檢的事故發生。其二，適應能力強，不僅可用于型材軋機生產線的重軌、型鋼表面缺陷的自動檢測，還可以應用于類似產品的表面缺陷的自動檢測。生產企業利用本發明可以對多條生產線的產品質量進行集群監控管理；其三，應用本發明可以減少人工肉眼檢測表面缺陷，可能產生會產生人的視覺疲勞現象，減少工人勞動強度大，加快生產節奏，提高工作效率低，滿足現代大工業生產的需要。其四，本發明是與生產企業的過程控制網絡系統連接，凡在過程控制網絡系統內的計算機顯示終端都可以顯示生產產品的表面質量自動檢測的結果，隨時可以有針對性的進行檢查和處理，以保證生產線生產產品表面質量。


圖1是本實施例用于重軌表面缺陷自動檢測裝置示意圖；圖2是本實施例用于重軌表面缺陷自動檢測裝置外觀示意圖；圖3是本實施例用于型鋼(H型鋼)表面缺陷自動檢測裝置示意圖；圖4是本實施例用于型鋼(H型鋼)表面缺陷自動檢測裝置外觀示意圖；圖5是本實施例用于型鋼(槽鋼)表面缺陷自動檢測裝置示意圖；圖6是本實施例用于型鋼(角鋼)表面缺陷自動檢測裝置示意圖；圖中1-固定裝置、2-控制裝置、3-攝像機、4-圖像采集計算機、5-信息處理服務器、 6-LED光源、7-局域網、8-過程控制網絡系統。9-噴涂裝置、10-夾送輥、11-輸送輥道、 12-密封膠皮、13-重軌、14-壓縮空氣、15-型鋼。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。本實施例的設備構造、計算機網絡系統硬件結構圖如圖1、圖2所示，包括固定裝置1、控制裝置2、攝像機3、圖像采集計算機4、信息處理服務器5、LED光源6、局域網7、過程控制網絡系統8、噴涂裝置9、夾送輥10、輸送輥道11、密封膠皮12、重軌13、壓縮空氣14、 型鋼15。型材軋機生產線的鋼坯在經過軋制以后，根據生產的品種不同分別進入重軌加工線或者型鋼精整線。如圖1所示，是本發明設置在重軌加工線的表面缺陷自動檢測裝置，用于重軌13表面缺陷的自動檢測。本實施例中用于重軌加工線的設置有10臺攝像機，以檢測重軌13全部表面需要投入的所述攝像機3臺數而設定的。可以滿足重軌13的表面缺陷的檢測需要。所述固定裝置1固定有立體交叉、多方位、環形分布的10臺所述攝像機3，每臺攝像機3是安裝在云臺上，其位置是按照上1臺、下1臺、左4臺、右4臺方式排列。每臺攝像機3的上方安裝有LED光源6，LED光源6的照射應該避免直射到對面攝像機3的鏡頭。所述固定裝置1前的所述夾送輥10是用于夾近夾緊重軌13平穩進入到所述固定裝置1，使采集的圖像不至于因為抖動而造成畫面模糊。所述固定裝置1出、入口處的所述密封膠皮12 是用于防止外部光源進入所述固定裝置1內，以減少外部光源對采集圖像的畫面干擾。所述壓縮空氣14是用于吹掃攝像機3鏡頭，以保持攝像機3清潔，使采集的圖像清晰。所述攝像機3用于攝取重軌13表面圖像，并且具有焦距、角度調整的功能。所述控制裝置2是用于(1)檢測重軌13到位信號和離開信號，重軌13運行速度。(2)控制所述夾送輥10的夾緊、松開。(3)所述攝像機3、所述LED光源6的開啟、停止。(4)所述圖像采集計算機4采集圖像信息的開始和結束。(5)所述控制噴涂裝置9的噴涂動作。(6)針對被檢測重軌13的不同規格的表面而控制調整所述攝像機3的焦距、角度。所述局域網7用于連接所述控制裝置2、攝像機3、圖像采集計算機4、信息處理服務器5。所述攝像機3上方設置有LED光源6，所述攝像機3的工作狀態是受所述控制裝置 2的控制。所述圖像采集計算機4接受所述控制裝置2的控制開始和結束采集攝像機3的圖像信息。當其開始采集攝像機3的圖像信息時，利用計算機識別軟件進行圖像信息的分析和處理，發現被檢測重軌13表面有缺陷時，發送缺陷信息到所述信息處理服務器5 ；還用于發送噴涂指令到所述控制裝置2啟動噴涂裝置9進行噴涂動作。當結束采集攝像機3的圖像信息時，將被檢測的整支重軌13的表面圖像信息發送到所述信息處理服務器5中。所述信息處理服務器5與所述過程控制網絡系統8連接。接收所述過程控制網絡系統8發送的被檢測型材的跟蹤信息，在接收到所述圖像采集計算機4的表面缺陷信息后， 在其終端上顯示出缺陷圖形，發出報警信號。并且還將接收到圖像采集計算機4的重軌13 表面缺陷信息傳輸到過程控制網絡系統8中。所述密封膠皮12設置于所述固定裝置的出、入口處，用于遮擋外部光源進入內。 所述密封膠皮12、夾送輥10與被檢測重軌13需要配套，在更換重軌13規格時，兩者同時進行更換。本實施例的工作原理是所述控制裝置2檢測到輸入輥道11上的重軌13到位信號時，同時檢測重軌13的運行速度，控制所述夾送輥10夾緊，使其平穩的進入所述固定裝置1。重軌13穿過所述固定裝置1入口處的密封膠皮12時，所述控制裝置2啟動所述攝像機3開始攝像，所述圖像采集計算機4開始采集所述攝像機3的圖像信息和根據重軌13的運行速度，通過計算機圖像識別軟件對采集圖像進行表面缺陷的自動檢測處理。當發現被檢測的重軌13表面有缺陷時，向所述控制裝置2發出噴涂指令，啟動所述噴涂裝置9在重軌13相應位置上噴涂標志，并將表面缺陷信息發送到所述信息處理服務器5。所述信息處理服務器5在接收到表面缺陷信息后，在終端上顯示缺陷圖形，并且發出缺陷報警信號。當所述控制裝置2檢測到重軌13的尾部達到所述固定裝置1出口處的所述密封膠皮12時， 所述控制裝置2控制所述攝像機3結束攝像，向所述圖像采集計算機4發出結束采集圖像指令。所述圖像采集計算機4接收到控制裝置2發來的結束采集圖像指令后，將被檢測的整支重軌13表面圖像信息發送到信息處理服務器5。所述信息處理服務器5將接收圖像采集計算機4發來的整支重軌13表面圖像信息進行存儲，還將被檢測的重軌13的缺陷信息發送到過程控制網絡系統8中。質量檢查人員通過所述過程控制網絡系統8的計算機終端上根據該支重軌的提示信息進行表面質量的判定。圖2是本實施例用于重軌加工線的外觀示意圖。圖3是本實施例在用于型鋼精整線的表面缺陷自動檢測時，所述攝像機3臺數的設置是以最復雜的型鋼15(H型鋼)需要臺數最多而設定的，所以也設置10臺所述攝像機 3，所述圖像處理計算機4同樣設置10臺。用于重軌加工線和型鋼精整線是同樣的配置，由于檢測的表面形狀不同，那么將所述固定裝置1根據需要在90°范圍內進行旋轉，以滿足型鋼15(H型鋼)的檢測需要。型鋼15由于品種多、外形各異，還可以通過所述控制裝置2 按照所生產的品種調整所述攝像機3的焦距、角度參數和投入攝像機3的臺數，達到采集型鋼15各品種全部表面圖像的目的。所以用于重軌加工線和型鋼精整線的兩套裝置，檢測過程和工作原理也是一樣的，計算機應用軟件和備品備件可以通用，節省了設備制造和維護成本。本實施例在用于型鋼精整線的所述固定裝置1的所述密封膠皮12設置于所述固定裝置的出、入口處，用于遮擋外部光源6進入內。所述密封膠皮12、夾送輥10與被檢測的型鋼15需要配套。在更換型鋼15品種時，兩者同時進行更換。圖3是本實施例的所述固定裝置1進行90°旋轉后用于型鋼精整線對型鋼15 (H 型鋼)表面缺陷自動檢測，1# 10#所述攝像機3全部投入攝取H型鋼15表面圖像。圖4是本實施例用于型鋼15(H型鋼)表面缺陷自動檢測裝置的外觀示意圖。圖5是本實施例用于型鋼15(槽鋼)表面缺陷自動檢測時的情況，攝像機1#、2#、 3#、4#、5#、6#、7#、10#投入攝取槽鋼的表面圖像。圖6是本實施例用于型鋼15(角鋼)表面缺陷自動檢測時的情況，攝像機姊、3#、 4#、5#、7#、8#、10#投入攝取型鋼15 (角鋼)的表面圖像。通過上述圖1 圖6說明所述型材表面缺陷自動檢測裝置的適應能力強，不僅是適用于型材軋機生產線生產過程中的表面缺陷自動檢測的，而且同樣也能夠適用于其它類似的生產條材產品的表面缺陷自動檢測。以上所述，僅是本發明提供了一種型材表面缺陷自動檢測裝置的一部分具體實施方式
，本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的普通技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的做出若干改進或替換，這些改進或替換都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。
權利要求
1.一種型材表面缺陷自動檢測裝置，其特征在于包括固定裝置、控制裝置、攝像機、圖像采集計算機、信息處理服務器、LED光源、局域網、過程控制網絡系統、噴涂裝置、夾送輥、輸送輥道、密封膠皮、壓縮空氣。所述固定裝置是安裝在基座上的園形封閉裝置，用于固定立體交叉、多方位、環形分布的攝像機、LED光源以及壓縮空氣管道的裝置，并且可以在90°范圍內旋轉的。所述固定裝置可以根據被檢測型材的不同品種而將固定裝置在90°范圍內旋轉，以滿足檢測的需要。所述控制裝置設置于所述局域網中，用于檢測型材的頭部到位、尾部離開信號、采集型材運行速度，控制攝像機、LED光源的開啟、關閉，夾送輥夾緊、松開。還用于設置攝像機的焦距、云臺的調整。所述攝像機設置于所述局域網中，用于采集被檢測的型材表面圖像。所述攝像機臺數設置是根據需要檢測型材的所有品種表面最復雜、需要投入攝像機臺數最多而設定的。所述圖像采集計算機設置于所述局域網中，用于采集攝像機攝取圖像信息，采集的圖像信息通過計算機識別分析軟件對型材表面缺陷進行自動識別，當發現型材表面有缺陷時，發送指令給控制裝置，對被檢測型材噴涂標志，并將表面缺陷信息發送到所述信息處理服務器。所述信息處理服務器設置于所述局域網中，還與所述過程控制網絡系統連接。用于接收所述圖像采集計算機發送來的型材表面缺陷信息，在終端上顯示缺陷圖形并且發出報警信號，將接收所述圖像采集計算機發送來的圖像信息進行保存。還用于將接收到的表面缺陷信息發送到過程控制網絡系統。所述局域網是用于連接控制裝置、攝像機、圖像采集計算機、信息處理服務器的獨立局域網。所述過程控制網絡系統是設置在型材軋機生產線的網絡系統，通過所述信息處理服務器與所述局域網連接。
2.根據權利要求1所述一種型材表面缺陷自動檢測裝置，其特征在于所述攝像機在檢測過程中投入攝取圖像信息的臺數是根據被檢測型材品種的需要來設定的，通過調整所述攝像機的焦距、角度，以保證所述攝像機將被檢測的型材表面都能采集到完整的畫面。
3.根據權利要求1所述一種型材表面缺陷自動檢測裝置，其特征在于所述過程控制網絡系統設置有型材軋機生產線鋼坯物料信息跟蹤系統。用于收集鋼坯在軋制過程中的信息跟蹤。所述過程控制網絡系統與所述信息處理服務器相連接，發送被檢測型材的跟蹤信息到所述信息處理服務器，還用于接收所述信息處理服務器返回的檢測結果信息，實現型材表面質量信息的閉環控制，達到型材表面質量自動跟蹤的目的。
4.根據權利要求1所述一種型材表面缺陷自動檢測裝置，其特征在于所述密封膠皮設置于所述固定裝置的出、入口處，用于遮擋外部光源進入內。
全文摘要
本發明涉及一種型材軋機生產線生產過程中的表面缺陷自動檢測裝置，包括固定裝置、控制裝置、攝像機、圖像采集計算機、信息處理服務器、LED光源、局域網、過程控制網絡系統、噴涂裝置、夾送輥、輸送輥道、密封膠皮、壓縮空氣。其特征在于攝像機的臺數是根據被檢測型材的所有品種表面最復雜、需要投入攝像機臺數最多而設定的。控制裝置通過控制和調整攝像機的焦距、角度，投入攝像機的臺數，來實現對型材(包括重軌、H型鋼、工字鋼、槽鋼、角鋼等品種)表面缺陷的自動檢測。本發明適應能力強，在重軌加工線和型鋼精整線可以使用同樣的配置，使得該裝置的軟件、硬件和備品備件通用，可以節省設備制造和維護成本。
文檔編號G01N21/88GK102384910SQ20101027089
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月28日 優先權日2010年8月28日
發明者魏卿軒, 魏和洪 申請人:魏卿軒