[發(fā)明專利]用于檢測行進中的長產(chǎn)品的表面和結(jié)構(gòu)缺陷的方法和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680021362.2
• 申請日: 2006-06-12
• 公開（公告）號: CN101198858A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 皮埃爾－讓·雅南;馬蒂厄·佩薩爾德
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子VAI金屬技術(shù)股份公司
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89;G01N25/72;B21B38/00
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 余朦;方挺

本發(fā)明一般涉及能夠檢測在軋制設(shè)備中行進的產(chǎn)品中的可能的缺陷的技術(shù)。

更確切的說，本發(fā)明一方面涉及一種缺陷檢測方法，所述方法包括至少一個照明操作、獲取操作、預(yù)處理操作、質(zhì)量可疑區(qū)域的檢測和提取操作以及分類操作，所述照明操作在于利用光源照亮所述行進產(chǎn)品，所述獲取操作在于通過掃描而形成在第一光譜帶中觀察到的所述行進產(chǎn)品的第一圖像，所述預(yù)處理操作至少在于由所述產(chǎn)品的觀察區(qū)域的所述第一圖像產(chǎn)生所述區(qū)域的第一數(shù)字化亮度分布，所述檢測和提取操作在于利用所述產(chǎn)品的所述觀察區(qū)域的所述第一數(shù)字化亮度分布來檢測所述區(qū)域中可能的缺陷的存在和位置，以及所述分類操作至少在于通過將所述質(zhì)量可疑區(qū)域的形態(tài)的和/或光度特征與保存在預(yù)先創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫中的已知缺陷和已知無缺陷的形態(tài)的和/或光度特征進行比較，而將所述質(zhì)量可疑區(qū)域分成一個或多個缺陷種類或者無缺陷種類。

所述數(shù)字化亮度分布由以多個比特編碼的像素形成，并且構(gòu)成標準化的灰度圖，該灰度圖對應(yīng)于在校正照明和圖像獲取設(shè)備中固有的公知的失真之后，由獲取操作而產(chǎn)生的圖像的亮度分布。

一種該類型的用于冷軋鋼鐵產(chǎn)品的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并且在Dominique?Blanchard先生于2002年6月發(fā)表在“Revue?dela?Métallurgie(冶金期刊)”上的題為“Système?d′inspection?automatiquede?surface：expérience?et?perspective?au?sein?du?Groupe?Usinor(表面自動檢測系統(tǒng)：Usinor集團的內(nèi)部經(jīng)驗與展望)”的文章中特別描述了該方法。

該公知方法對于冷軋鋼鐵產(chǎn)品或者說“平板”，即具有非常高的寬度-厚度比且寬度-厚度比典型超過100或者更大的產(chǎn)品的實時檢驗具有很大的好處。

事實上，注意到該產(chǎn)品的小厚度，可以影響該產(chǎn)品的所有缺陷，幾乎總是通過其外表面的歪曲來表現(xiàn)的。

在冶金工業(yè)中公知為“長產(chǎn)品”的產(chǎn)品的情況是非常不同的，所述長產(chǎn)品通過截面的幾何形狀來表現(xiàn)其特征，所述幾何形狀的兩個主要尺寸具有幾乎同一量級的尺寸，并且所述長產(chǎn)品不僅能夠受到表面缺陷的影響，而且還能夠受到未在表面上表現(xiàn)出來的內(nèi)部缺陷的影響。

長產(chǎn)品一般由零散的坯段連續(xù)熔接后，再在一系列軋制機機座中進行熱軋制而得到，所述軋制機機座水平放置和豎直放置，所述方向為每個機座限定了其工作軋輥的轉(zhuǎn)動軸線的方向。軋制是在高溫下進行的，當(dāng)材料為鋼鐵時一般在1000℃左右。然而，本發(fā)明沒有局限于鋼鐵，而是可以應(yīng)用于其它金屬，尤其應(yīng)用于例如銅或其它材料的非鐵金屬。

鋼鐵的軋制允許在兩個相互垂直的方向上減小產(chǎn)品的尺寸，并同時沿第三方向的軸線拉伸產(chǎn)品。這種方法能夠得到特殊的機械特性和軸對稱性。根據(jù)得到的截面的幾何形狀，設(shè)置一定數(shù)量的機座，以及通過使用包含凹槽的軋輥能夠?qū)崿F(xiàn)特殊的截面形狀。在進行名為“孔型設(shè)計”的拉伸操作時，產(chǎn)品的截面形狀的系列，對于得到產(chǎn)品在該截面的各個方向上的機械特性而言起到特別重要的作用。因此可以得到桿狀的產(chǎn)品，所述桿狀的產(chǎn)品的截面可以為圓形或者橢圓形，或者還可以為方形、矩形、六邊形或者八角形。當(dāng)然，可以制造比較復(fù)雜且不對稱的截面形狀，如T形、工字形或H形柱或橫桿。

然而，所述方法對于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)而言也是有缺點的，特別是金屬產(chǎn)品尤其是鋼鐵產(chǎn)品。

事實上，不同原因造成的缺陷能夠在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中有效地關(guān)聯(lián)，尤其是由附著在產(chǎn)品表面的氧化皮(calamine)引起的表面缺陷，所述氧化皮是通過對軋制機座進行水冷卻而引起產(chǎn)品表面氧化而形成的。由于軋制是在水平軋機和豎直軋機中在兩個相互垂直的方向上進行的，因此氧化皮同樣能夠嵌入產(chǎn)品的內(nèi)部，這種情況遠比在扁平的產(chǎn)品中更容易發(fā)生，所述扁平產(chǎn)品的厚度總是在同一方向上并且是基本相對于其寬度而減小的。此外，對某些機座使用帶有凹槽的軋輥能夠誘發(fā)金屬的折疊，這樣可使一定數(shù)量的不同溫度的金屬進入產(chǎn)品截面的內(nèi)部，從而引起雜質(zhì)。最后，還有比之前的困難更大的困難，例如在坯段熔煉時潤滑較差或者在冷卻時的熱沖撞，這些困難能夠產(chǎn)生金屬的結(jié)構(gòu)缺陷，所述缺陷可以定位于產(chǎn)品的截面內(nèi)部，并且還可以在軋制后定位于其表面上。

尤其對于長產(chǎn)品而言，能夠不僅檢測表面缺陷還能夠檢測表面下存在的缺陷是很重要的。