技术前沿全长全宽度的质量管理纹理分析

1背景

热浸镀锌钢板主要用于汽车制造，汽车制造商对产品质量管理和质量保证的要求越来越严格。在热浸镀锌钢板中，有浸镀后进行合金化的GA钢板和不进行合金化的GI钢板两大类。在欧美系汽车制造商多采用的GI钢板中，有时会发生锌锅顶部氧化锌附着在钢板上的灰色镀锌层缺陷。虽然用光学表面检测装置进行了表面缺陷检查，但是，GI钢板表面性状引起的噪声要比GA钢板大，而且，灰色镀锌层缺陷对比度低，有时不能检测出来。在对灰色镀锌层缺陷要求严格的材料中，也有操作人员进行油石检查，从其结果中计算出每个板卷的混入率，从而进行质量管理，然而，未进行油石检查部分的缺陷仍存在流出风险。

2开发技术

在缺陷图像的对比度被噪声掩盖的情形下，通过模仿人类视觉认知的技术，开发了可以检测缺陷的纹理分析式表面检测技术。即使对比度低，人类也会将光泽、质感、图案等视觉获得的各种信息组合起来，将与健全部分不同的部分认知为缺陷。开发的技术是对检测图像应用64种二维滤波器，求出图案的长度和方向不同的成分，通过统计的方法可以将与健全部分不同的部分作为缺陷进行区分（图1）。采用本研究的方法就可以高精度地检测出人的肉眼能识别，但自动检测装置不能检测出的低对比度的灰色镀锌层缺陷。这在钢板表面检测装置中属于首创。

另外，在线应用中，表面检测装置需要进行实时摄像、信号处理和缺陷检测，要求纹理分析和图像处理的高速化。因此，使用通用图形处理器（GPGPU）实现了处理的高速化。还采用了可与现有表面检查装置的摄像机并行连接的装置结构，不仅降低了投资成本，而且还提高了现有装置的检测水平。

3结果

以往对灰色镀锌层缺陷进行严格把关，需要每隔一定长度进行油石检查来进行质量管理。但是，通过本技术的应用，实现了表面检测装置中的灰色镀锌层缺陷的检测和合格与否的判定，能够进行全长全宽度的质量管理。此外，还在研究扩大应用于GA钢板，另外在其他缺陷中也期待提高检出率，降低缺陷流出的风险。

4结语

针对常规表面缺陷检测装置无法检测出的低对比度缺陷，开发了使用多种二维滤波器和使用统计处理的纹理分析检测技术。为了进行与生产速度相对应的检测，使用了GPGPU处理高速化，采用与常规表面检查装置的摄像机并行连接的形式，成功地提高了质量管理水平。

▲《世界金属导报》22期B06