KR19980052448A - Cold rolled steel surface defect detection device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일방향 일정속도로 연속진행하는 강판표면상의 결함을 검출해 내기 위한 장치의 제공에 관한 것이다.The present invention relates to the provision of an apparatus for detecting defects on the surface of a steel plate continuously running at a constant speed in one direction.
본 발명의 장치는 외부 빛의 유입이 차단된 내부로 강판(1)을 진행 통과시키는 박스(3)와, 상기 박스(3)내부를 진행하는 강판(1)상에 일정폭의 단색광을 조사하도록 박스(3) 내부에 설치된 단색광 광원(4) 및 광라인형성 창(8)과, 상기 단색광이 조사되는 강판(1)부위를 고속촬영하도록 박스(3)내부에 설치된 라인 스캔 카메라(5)와, 상기 카메라(5)로부터의 영상 정보를 처리하는 이미지처리시스템(7)을 포함하는 구성을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention is adapted to irradiate a monochromatic light of a predetermined width onto the box (3) for advancing the steel sheet (1) to the inside of the outside of the inflow of external light, and the steel sheet (1) for proceeding inside the box (3) A monochromatic light source 4 and an optical line forming window 8 installed inside the box 3, a line scan camera 5 installed inside the box 3 so as to photograph the steel sheet 1 to which the monochromatic light is irradiated at high speed; And an image processing system 7 for processing image information from the camera 5.
이러한 본 발명의 장치는 이동 강판(1)상에 단색광을 외부 빛의 간섭이 없이 고도로 제어된 상태로 조사하고 이 단색광이 조사되는 강판(1)부위를 라인 스캔 카메라(5)로 고속촬영하여 그 영상 정보를 분석처리하는 것에 의해 이동강판(1)상의 미세결함들을 종전보다 월등히 정밀하게 연속 검출해낼 수 있는 효과를 제공한다.The apparatus of the present invention irradiates monochromatic light onto the moving steel sheet 1 in a highly controlled state without interference of external light, and photographs the portion of the steel sheet 1 to which the monochromatic light is irradiated with a high-speed line scan camera 5 to detect the monochromatic light. By analyzing the image information, it is possible to continuously detect fine defects on the moving steel sheet 1 more precisely than before.
Description
본 발명은 연속적인 스테인레스 냉연강판 제조시 강판표면에 형성된 미세한 홈, 스크래치, 그리고 잔류오염물등을 보다 정확히 검출할 수 있도록 구성된 냉연강판 표면 결함 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cold-rolled steel sheet surface defect detection device configured to more accurately detect the fine grooves, scratches, and residual contaminants formed on the surface of the steel sheet during the continuous stainless cold rolled steel sheet manufacturing.
연속적으로 진행되는 냉연강판 표면에는 냉연강판 제조시 롤러의 이상이나 미세입자 개재로 인한 결함, 그리고 탈지액에 의한 표면 도포막 등의 이물부착이 발생하므로 이를 전수검사가 아닌 자동적으로 mm단위 수준의 강판 표면 결함을 검출할 수 있는 측정, 분석장치를 필요로 하게 되는데, 본 발명은 정밀한 광학시스템 및 스캔 카메라를 포함하는 구성으로 0.1㎜×0.1㎜ 수준의 미소결함을 정밀하게 검출해 낼 수 있는 장치를 제공한다.On the surface of the cold rolled steel sheet continuously processed, defects due to roller abnormalities, fine particle inclusions, and foreign matter adhesion such as surface coating film by degreasing liquid occur in the production of cold rolled steel sheet. There is a need for a measurement and analysis device capable of detecting surface defects, and the present invention provides a device including a precise optical system and a scan camera, which can accurately detect micro defects of 0.1 mm x 0.1 mm level. to provide.
일반적으로, 연속적으로 진행하는 강판의 결함 검출은 정지된 강판표면의 결함 검출보다는 어렵고, 또한 현존하는 결함 분석시스템의 대부분이 정지된 상태의 강판에 대한 결함정보를 얻는데에 사용되도록 고안되어 있기 때문에 이를 움직이는 대상체에 적용하는 것은 많은 문제가 있게 된다. 특히, 결함의 최소 검출크기가 1㎜×1㎜이하로 줄어들 경우에는 전반적인 결함검출장비의 성능상의 한계로 완전한 결함정보를 얻는 것이 불가능하다.In general, defect detection of a steel sheet continuously proceeding is more difficult than defect detection on a stopped steel surface, and since most of the existing defect analysis systems are designed to be used to obtain defect information on a steel sheet in a stopped state. Applying to moving objects has many problems. In particular, when the minimum detection size of the defect is reduced to 1 mm x 1 mm or less, it is impossible to obtain complete defect information due to the performance limitation of the overall defect detection equipment.
종래의 강판 표면의 결함검출방법은 작업자의 전수검사에 의존하여 이루어지거나, 레이저를 이용한 온라인 검사, 광학계를 이용한 결함검출등이 시도되어 왔다. 그러나, 이러한 방법들중 전수검사는 작업자의 개인적인 관점에서 결함 검사가 진행되므로 종합적이고, 체계적인 정보를 얻기가 어려운 단점을 지니고 있고, 레이저를 이용한 결함 검출은 연속적으로 진행하는 강판의 사소한 진동이나 공장내부의 입자 산란효과와 같은 외부환경에 민감하게 영향을 받는 단점이 있다. 한편, 광학계를 이용한 결함 검사장치는 측정 강판에 대한 적절한 광학시스템의 미비와 광학카메라의 성능한계로 사용자가 원하는 최소 결함의 크기를 검출하는 데에 어려움이 있다.Conventional defect detection methods on the surface of the steel sheet has been made depending on the total inspection of the operator, on-line inspection using a laser, defect detection using an optical system has been attempted. However, all of these methods have a disadvantage that it is difficult to obtain comprehensive and systematic information because defect inspection is conducted from the individual's point of view of the operator. There is a disadvantage that is sensitive to the external environment, such as particle scattering effect of. On the other hand, the defect inspection apparatus using the optical system has difficulty in detecting the minimum size of the defect desired by the user due to the lack of an appropriate optical system for the measurement steel sheet and the performance limit of the optical camera.
본 발명은 최소 결함크기를 0.1㎜×0.1㎜로 하여 이의 결함정보를 얻는 결함 검출 시스템을 파장이 0.6∼1.2㎛ 사이의 범위로 선택된 단색광을 이용하고, 4096의 검출단위소자를 가진 스캔 카메라를 이용하여 연속진행 강판 표면상의 결함을 검출하는 광학적 결함 검출 시스템을 제공하여 강판표면에 형성된 미소한 흠들을 정밀하게 검출해낼 수 있도록 하기 위한 것이다.The present invention uses a scan camera having a detection unit element of 4096 using a monochromatic light having a wavelength of 0.6 to 1.2 占 퐉 and a defect detection system for obtaining defect information thereof with a minimum defect size of 0.1 mm x 0.1 mm. By providing an optical defect detection system for detecting defects on the surface of the continuous steel sheet to precisely detect the minute defects formed on the surface of the steel sheet.
즉, 본 발명은 상기 종래의 강판표면 결함 검출수단들의 최소 결함크기 검출상의 문제점을 감안하여 단색광을 이용한 광학시스템과, 측정속도가 60MHz인 라인 스캔 카메라로 구성된 측정시스템, 그리고 데이타처리 시스템을 포함하는 구성으로 정밀하고 재현성있는 강판표면 결함 검출을 이루어낼 수 있는 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.That is, the present invention includes an optical system using monochromatic light, a measurement system consisting of a line scan camera having a measurement speed of 60 MHz, and a data processing system in view of the problem of detecting the minimum defect size of the conventional steel plate surface defect detection means. It is an object of the present invention to provide a device capable of accurate and reproducible steel sheet surface defect detection.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 전체 구성개요도1 is a general configuration diagram of an apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명의 장치에서 라인 스캔 카메라 및 이미지처리 구성도2 is a configuration diagram of a line scan camera and an image processing apparatus of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 강판2 : 가이드 롤1: steel sheet 2: guide roll
3 : 빛차단 박스4 : 단색광 광원3: light blocking box 4: monochromatic light source
5 : 라인 스캔 카메라6 : 엔코더5: line scan camera 6: encoder
7 : 이미지처리시스템8 : 광라인형성창7: image processing system 8: optical line forming window
9 : 영상처리보드 10 : 단색광9: Image processing board 10: Monochromatic light
11 : 광라인11: light line
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 결함 검출장치는 결함 검출대상의 이동하는 강판을 일차로 광학시스템 부분에서 강판상의 결함이 충분히 카메라의 수광부에 관측될 수 있도록 외부 빛이 차단된 박스안으로 도입시켜 진동방지 가이드롤을 거쳐 진행시키며, 상기 박스내에서 광원으로부터의 단색광을 강판에 조사한다. 강판 표면에서의 광반사, 조명의 각도 및 위치, 카메라의 위치 등에 따라서 강판 표면에 입사된 경우 광은 결함부위에서 정상부위와는 다르게 나타나고, 이는 영상화된 신호로 카메라에 촬영된다. 촬영된 신호는 데이타처리 시스템에서 완전한 형상화가 되어 결함의 정보를 파악할 수 있다. 데이타처리 시스템에서는 고속의 실시간 처리를 위해서 DSP가 장착된 이미지 프로세싱 시스템을 사용하였고, DSP전용 영상처리 라이브리가 사용된다. 또, 카메라와 이송되는 강판의 동작을 동기화시키기 위해서 엔코더를 사용한다.In order to achieve the above object, the defect detecting apparatus of the present invention first introduces a moving steel sheet to which a defect is detected, into a box in which external light is blocked so that defects on the steel sheet in the optical system portion can be sufficiently observed in the light receiving portion of the camera. Proceeds through the anti-vibration guide roll, the monochromatic light from the light source is irradiated to the steel sheet in the box. When light is incident on the surface of the steel sheet according to light reflection on the surface of the steel sheet, the angle and position of the illumination, the position of the camera, and the like, the light appears differently from the normal portion at the defective portion, which is captured by the camera as an imaged signal. The captured signal can be fully shaped in the data processing system to identify defect information. The data processing system uses DSP-equipped image processing system for high speed real-time processing, and DSP-specific image processing library is used. In addition, an encoder is used to synchronize the operation of the camera and the steel sheet being transferred.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 장치를 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 전체 구성개요도이며, 도 2는 본 발명의 장치에서 라인 스캔 카메라 및 이미지처리구성도이다.1 is a schematic diagram of the overall configuration of an apparatus according to the present invention, and FIG.
도 1에서, 움직이는 강판(1)의 속도는 최대 1m/sec이며, 강판의 폭은 예컨대 1.2m이다. 강판(1)이 진행되면서 진동에 의한 측정잡음이 생기는 것을 방지하기 위해서 2개의 가이드롤(2)을 설치하였다. 외부 빛의 유입이 차단된 박스(3)안에서 단색광 광원(4)으로부터의 단색광이 30∼60도의 각도로 상기 강판(1)에 조사되고, 강판(1) 표면의 결함부분의 영상은 고속의 라인 스캔 카메라(5)로 검출된다. 강판(1)의 이동속도와 카메라(5)의 촬영동작간의 동기화를 위해서 엔코더(6)가 가이드롤(2)에 부착설치된다. 강판(1) 표면으로부터 검출된 영상은 이미지처리 시스템(7)에서 상기 강판(1)표면상의 결함에 대한 종합적인 정보로 나타난다. 강판(1)에 다른 외부 빛이 입사되는 것을 차단하기 위한 빛차단 박스(3)에서 파장이 1.0㎛인 단색광을 선택하여 강판표면에 일정하게 분포입사시키기 위해서 폭방향으로 광라인을 형성하는 창(8)을 구성, 설치하여 박스(3)내의 일정위치를 지나가는 강판(1)부위에 라인형태의 단광을 조사하도록 한다. 이때, 상기 단색광은 적정의 조절장치를 통해 30∼60도 사이의 각도로 강판(1)에 조사되게 하여 결함이 돌출부인지 함몰부인지 쉽게 구별되도록 하였고, 라인 스캔 카메라(5)는 45도로 고정하여 설치한다. 상기 단색광의 입사각도를 30∼60도로 선택하는 것은 강판(1)표면에 입사되는 빛이 함몰부나 돌출부에서 상이한 그늘이 형성되어 이들 결함이 쉽게 구별검출되기 때문이다.In FIG. 1, the speed of the moving steel sheet 1 is at most 1 m / sec, and the width of the steel sheet is for example 1.2 m. Two guide rolls 2 were installed to prevent measurement noise caused by vibration while the steel sheet 1 was advanced. Monochromatic light from the monochromatic light source 4 is irradiated to the steel sheet 1 at an angle of 30 to 60 degrees in a box 3 in which external light is blocked from entering, and an image of a defect portion on the surface of the steel sheet 1 is a high-speed line. It is detected by the scan camera 5. The encoder 6 is attached to the guide roll 2 for synchronization between the moving speed of the steel sheet 1 and the photographing operation of the camera 5. The image detected from the surface of the steel sheet 1 appears as comprehensive information on the defects on the surface of the steel sheet 1 in the image processing system 7. Window for forming a light line in the width direction so as to select monochromatic light having a wavelength of 1.0 μm from the light blocking box 3 for preventing other external light from entering the steel sheet 1 and to distribute it uniformly to the surface of the steel sheet ( 8) is constructed and installed so that the line of briquettes is irradiated to the steel sheet 1 passing through a predetermined position in the box 3. At this time, the monochromatic light is irradiated to the steel sheet 1 at an angle between 30 and 60 degrees through a proper adjusting device so as to easily distinguish whether the defect is a protrusion or a depression, and the line scan camera 5 is fixed at 45 degrees. Install. The incidence angle of the monochromatic light is selected from 30 to 60 degrees because light incident on the surface of the steel sheet 1 is formed with different shades at the depressions or projections, and these defects are easily detected and detected.
도 2는 이러한 본 발명의 장치에서 라인 스캔 카메라 및 이미지처리 구성도를 보여준다. 사용된 라인 스캔 카메라(5)는 4096개의 영상소자를 포함하고 있고, 강판(1)의 폭이 1.2m, 속도가 최대 1m/sec일때 이 강판(1) 표면상에서 최소결함크기인 0.1㎜×0.1㎜의 결함을 검출하기 위해서 강판의 폭방향을 고려하여 복수의, 도시된 예에서는 3대의 라인 스캔 카메라(5)를 강판의 폭방향으로 병렬 연결시켜 구성한다. 입사된 단색광(10)은 표면에서 도시된 형태의 광라인(11)을 형성하고, 이와 같이 광라인(11)이 형성된 강판부위에 대해 카메라(5)가 영상을 포착한다. 이와 같은 라인 스캔 카메라 시스템을 통해 포착입력된 강판표면에 대한 수많은 데이터는 복수의, 예컨대 9개의 영상처리보드(9)로 구성된 이미지처리시스템으로 데이타처리를 할 수 있도록 구성한다.2 shows a configuration of a line scan camera and an image processing in the apparatus of the present invention. The line scan camera 5 used contains 4096 image elements, and the minimum defect size on the surface of the steel sheet 1 is 0.1 mm x 0.1 when the width of the steel sheet 1 is 1.2 m and the speed is up to 1 m / sec. In the illustrated example, three line scan cameras 5 are connected in parallel in the width direction of the steel sheet in consideration of the width direction of the steel sheet in order to detect a defect of mm. The incident monochromatic light 10 forms an optical line 11 of the shape shown at the surface, and the camera 5 captures an image with respect to the steel plate where the optical line 11 is formed. Numerous data on the steel plate surface captured and input through such a line scan camera system is configured to allow data processing by an image processing system composed of a plurality of image processing boards 9, for example.
본 발명의 장치는 상술한 구성, 작용에 의해 이동 강판상의 미세결함들을 종전보다 월등히 정밀하게 연속 검출해낼 수 있는 효과를 제공한다.The apparatus of the present invention provides the effect of continuously detecting fine defects on a moving steel sheet more precisely than before by the above-described configuration and action.
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1996
- 1996-12-24 KR KR1019960071437A patent/KR19980052448A/en not_active Application Discontinuation
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