Введение к работе
Актуальность темы: Свыше 90 всех случаев орака листа грокатнфго производства приходится на поверхностные дефекты типа жалиш, плен, трещин и т.д. Особое значение приооретает заявление на ранней стадии производства дефектов, неустранимых на іальнейших переделах. Наиболее характерным'представителем .таких іефектов является окаліша .после травления на поверхности орячекатаного (г/к) листа.
Выявление окалины на большинстве отечественных іеталлургических предприятий осуществляется, как правило, мзуально. Это приводит к невысокой надежности ее обнаружения.
Автоматические методы позволяют избежать указанных :е достатков. Необходимость сплошного контроля качества оверхности металлопроката в масштабе реального времени требует оздания надежных автоматических систем. Однако, их применение опряжено с высокой стоимостью или недостаточной точностью работы змерительного оборудования в условиях металлургического роизводства. С точки зрения преемлемого сочетания точности и тоимости, перспективны., оптико-электронные : (ОЭ) , г: системы елевизионного типа с формирователями выходного сигнала (ФВС). на, риборах с зарядовой связью (ПЗС). Испытания подобных систем: на. яде заводов Западной Европы и Японии дали положительные: эзультаты. К их несомненным достоинствам относятся, эзинерционность, жесткая привязка элементов изображения к
I 4
ячейкам ПЗС, высокая разрешающая способность, небольшие габариты, механическая прочность.
Однако, при анализе поверхности г/к травленого листа» телевизионной системой на ПЗС било отмечено, что дефекты типа точечной окалины, обладающие размерами до единиц миллиметров, выявляются не' надежно. -"Отклик от "больших по- величине, но слабоконтрастных разводов, пятен от неравномерного травления и других'характерных особенностей г/к поверхности, не являющихся, дефектами нормально травленого'металла, может перекрывать отклик видеосигнала (в/с) от точечной окалины. Существующие системы контроля телевизионного типа на базе ПЗС датчиков либо не учитывают это обстоятельство, либо повышают контрастность изображения дефектов путем использования алгоритмов фильтрации. Возникающие при этом погрешности амплитуды в/с ПЗС не нормируются.
Таким образом, область проблем, связанных с выявлением на поверхности г/к травленого листа дефектов типа окалины с использованием ФВС на ПЗС, остается к настоящему времени малоисследованной.
- Не было найдено решений, позволяющих повысить надежность и достоверность выявления окалины на поверхности г/к листа, а также с определенной точностью- корректировать погрешности системы выявления дефектов в процессе прокатки, практически не рассмотрены юпросы синтеза алгоритмов, дающих возможность на основании математического описания процесса . оОразования
погрешностей системы контроля формировать корректирующие
воздействия. Все это позволяет считать, что решение задачи
повышения надежности и достоверности выявления окалины на
поверхности г/к листа в настоящее время представляется весьма_
актуальным. , _
Работа выполнена в рамках НИР "Разработка опытного образца, системы контроля явной формы полосы" (регистр.* ІОИ.04.ИЗ) и.др..
Целью работы является разработка ОЭ .метода контроля .и. алгоритмов выявления окалины на поверхности г/к жста с. использованием датчика на.ПЗС в масштабе реального,времени. В, связи с этим работа предполагает решение следущих основных задач:
- разработка о-э метода контроля окалины на поверхности г/к
листа; .,-.
анализ и выявление доминирующих погрешностей ..системы., контроля качества поверхности металлопроката; . . . . .......
построение моделей искажающего воздействия, наиболее., значимых погрешностей системы; ... ., ..
разработка и исследование алгоритмов коррекции., погрешностей датчика;
- оценка результирующей погрешности измерительного., канала
системы контроля; -.,-.-,-
- создание экспериментальной ОЭ установки и проверка
предложенных алгоритмов.
Методы исследований. Для решения поставленных в работе задач
использован аппарат теории вероятности и математической статистики, теории погрешностей, метод статистического моделирования на ЭВМ.
Научная новизна результатов работы состоит в следующем:
- Предложен: способ контроля, позволяющий повысить надежность и
достоверность выявления окалины-на поверхности г/к листа путем
коррекции ' каждого ' значения выходного сигнала датчика.
Способ отличается от ранее предложенных тем, что дополнительно
используется два параллельных канала, в одном из которых все
текущие значения в/с задерживаются на время периода строчной
развертки ПЗС, в другом оцениваются параметры объекта контроля и
формируются коэффициенты коррекции. В следующем периоде строчной
развертки проводится домножение задержанных значений в/с на
соответствующие коэффициенты коррекции.
- Разработан алгоритм выявления окалины, отличающийся от ранее известных ' следующим: дополнительно в каждом периоде строчной развертки диапазон значений в/с от черного до белого фона разбивается на равные по величине участки, суммируется количество отсчетов в/с в пределах каждого из указанных участков, полученным суммам' ставятся в соответствие"коэффициенты коррекции.
- Выведены формулы операторов погрешности и коррекции,
отличающиеся ' от ранее используемых возможностью задания
необходимой точности корректировки.
'"'' Практическая ценность работы заключается в следующем. Разработана экспериментальная ОЭ установка и соответствующее
программное обеспечение, которые позволяют проверить эффективность коррекции погрешностей при выявлении окалины на поверхности г/к листа, разработана программа имитационного моделирования, оценивающая эффективность коррекции при'различных значениях параметров блока корректировки. Опре делены углы'наклона осветителя и датчика к контролируемой поверхности,' позволяющие получить максимальный контраст окалины после травления и перетрава на фоне нормально травленой поверхности. Разработано устройство коррекции диффузности объекта контроля. Проведен расчет результирующей погрешности измерительного канала системы контроля.
Результаты работы послужили материалом для изобретений "Способ выявления поверхностных дефектов движущейся полосы и устройство для его осуществления" и "Способ выявления дефектов на движущейся поверхности", на которые получены' авторское свидетельство J6 1476359 и положительное решение от 27.02.92 по
* ;
заявке Л 062453. Результаты работы внедрены в НИР "Разработка опытного образца явной формы полосы", регистр.* І0И.04.ИЗ (ВНИИМЕТШШ1) и могут найти широкое применение при проектировании оптических дефектоскопов различного назначения. : v-< Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на объединенном заседании Всесоюзного семинара "Физико-технологические проблемы поверхности металлов", 10 и II научно-технических конференциях "Научно-технический прогресс в металлургическом и химическом производствах",' 9 городской
научно-технической конференции молодых специалистов и ученых (г.,Череповец).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ,.в том числе одно авторское свидетельство.
.Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из, введения, четырех глав, заключения и приложений, содержит 124 страницы . основного текста, 45 рисунков, 5 ..таблиц, список использованной литературы из 48 наименований, 2 приложения.
Похожие диссертации на Метод контроля и алгоритмы выявления окалины на поверхности горячекатаного листа
