[实用新型]冷轧铝板表面缺陷在线检测系统

说明书

（一）        技术领域

    本实用新型涉及铝板表面缺陷高速检测技术领域，特别涉及一种冷轧铝板表面缺陷在线检测系统。

（二）        背景技术

近几年，铝加工行业在国内兴起迅速，企业产品逐渐高端化，用于飞机、汽车、高端电子产品等对表面质量要求较高的铝板开始火热，但铝板表面质量问题十分严峻，国内目前针对于铝板的检测方式主要通过肉眼人工检测的方法。肉眼检测容易出现较高的误检和漏检率，尤其是现在生产线速度越来越快，这种检测方式很难达到生产要求。

随着计算机和数字图像处理技术的发展，基于机器视觉的国外检测系统在一些大型铝加工企业得到了使用，虽然该微型、单一处理器上的图像处理软件存在缺陷，这种检测方案一方面不利于实现高速、高精确度在线检测，另一方面由于国外产品的引进成本较高，在中小规模的铝加工企业的应用受到限制。在这些基于机器视觉的检测系统中，大多采用单PC机或者嵌入式处理器作为缺陷图像分析的核心，一定程度上满足了铝板生产线检测的要求。但由于检测过程中，缺陷图像的采集、预处理以及缺陷判定等所有的处理操作都由这种单一处理器协调相机等设备来完成，使得处理器运输负荷较大，而且一旦处理设备出现问题，没有后备措施继续保证监测的进行，因此采用这种方案，很难达到生产线的稳定、高速的检测要求和品质保障。

（三）        发明内容

    本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种高速检测、检测精度高的冷轧铝板表面缺陷在线检测系统。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种冷轧铝板表面缺陷在线检测系统，包括铝板生产线，其特征在于：所述铝板生产线上下两侧均安装有LED光源和横向并排的高速相机阵列，高速相机阵列由若干路线阵CCD相机组成，各路相机通过GigE接口连接到各自对应的工控机处理器，各工控机处理器内的以太网接口控制单元通过千兆网连接到交换机，再由以太网交换机连接到中心服务器或现场计算机。

本实用新型采用高速相机阵列和工控机阵列的分布式在线铝板缺陷检测系统设计。高速图像采集是实现在线铝板缺陷检测的首要环节。本发明采用线阵CCD网络相机，此类相机符合GigE Vision标准，以网络作为输出，不需要额外配备图像采集卡，只需要一个千兆网卡就可完成数据的传输与接收，无中继的传输距离可达100米，信号稳定，CPU资源占用少，足以保证图像的精确处理。为了提高图像的实时采集精度，决定采用高速相机阵列，单相机采集图像单行像素可达4096，可克服现场环境噪声对铝板实时图像采集造成的影响。

为实现对高速相机阵列实时采集的图像进行快速处理，在铝板缺陷检测系统上采用多工控机对多相机模式，一个工控机作为处理器，只接收、处理两个高速相机阵列的所传来的实时图像，并将处理数据发送至中心服务器或现场计算机，各设备由交换机连接，进而满足图像信息高速处理的要求，有效的避免数据拥堵。为了保证传输的快速性，本发明采用千兆以太网实现图像及数据传输。

本实用新型的更优方案为：

所述工控机处理器内设置有工控机缺陷检测模块，工控机缺陷检测模块主要由图像采集单元、缺陷图像预处理单元、以太网接口控制单元、图像处理单元和PCI接口芯片组成。

所述中心服务器和现场计算机均由计算机及运行在计算机上的前台检测软件及后台数据库组成。

上述检测系统的检测方法，包括如下步骤：

（1）现场计算机的前台检测软件将用户设置各路高速相机的设置参数打包，通过以太网直接传送至高速相机阵列；

（2）通过软件界面发出缺陷检测命令，该命令通过以太网传送至工控机处理器阵列，启动在线铝板表面缺陷检测，相机阵列进入工作状态；

（3）高速相机输出的图像数据经GigE接口经千兆网络传送至工控机数据采集模块；

（4）当采集到一帧图像数据后，工控机处理器内的图像预处理单元读取动态数据库的图像数据，进行程序内数据交换，对图像数据据处理后，预处理结果存入到另一动态数据库，图像预处理单元储存信息传送至检测软件的缺陷检测模块；

（5）缺陷检测模块与采集模块完成数据交换以后，读取动态数据库中的图像数据，并进行缺陷检测与定位；

（6）缺陷检测模块完成图像检测后，将缺陷经分类器进行精确分类后将各缺陷的数据打包，经千兆以太网传送至现场计算机和中心服务器，现场计算机或中心服务器将详细缺陷参数、缺陷图像以及所述的高速相机编号进行存储；