钢胚缺陷光学检测系统及其检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢胚缺陷光学检测系统及其检测方法，该检测系统包括：多个第一矩阵型影像获取装置，分别面对一钢胚的四个表面；多个第二矩阵型影像获取装置，分别面对该钢胚的一第一边角、一第二边角及一第三边角；一线型影像获取装置，面对该钢胚的一第四边角；多个投射光源，分别设置于该钢胚的各边角的相对位置；及一影像数据处理装置，其分别依据所述多个第一矩阵型影像获取装置、所述多个第二矩阵型影像获取装置及该线型影像获取装置所获取的每一影像及一设定决策规则判断每一影像是否具有缺陷及缺陷的种类。藉此，可同时检出钢胚的表面缺陷及长形边角缺陷。
【专利说明】钢胚缺陷光学检测系统及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种缺陷检测系统及其检测方法，特别是涉及一种钢胚缺陷光学检测系统及其检测方法。
【背景技术】
[0002]钢胚缺陷检测是判断钢胚制作工艺的稳定性及钢种品级特征的最重要的技术手段。然而，已知的钢胚缺陷检测系统及检测方法大都只能检测钢胚表面的缺陷，其对形成于边角区域(特别是钢胚正下方角部)的长形缺陷不具有检测能力，导致系统检验覆及率不足，从而使具有长形边角缺陷的钢胚不良品大量产出。
[0003]因此，有必要提供一创新且具有进步性的钢胚缺陷光学检测系统及其检测方法，以解决上述问题。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种钢胚缺陷光学检测系统，包括:多个第一矩阵型影像获取装置，分别面对一钢胚的四个表面；多个第二矩阵型影像获取装置，分别面对该钢胚的一第一边角、一第二边角及一第三边角；一线型影像获取装置，面对该钢胚的一第四边角；多个投射光源，分别设置于该钢胚的各边角的相对位置；及一影像数据处理装置，其分别依据所述多个第一矩阵型影像获取装置、所述多个第二矩阵型影像获取装置及该线型影像获取装置所获取的每一影像及一设定决策规则判断每一影像是否具有缺陷及缺陷的种类。
[0005]本发明还提供一种钢胚缺陷光学检测方法，包括以下步骤:
(a)提供多个第一矩阵型影像获取装置、多个第二矩阵型影像获取装置、一线型影像获取装置及多个投射光源；
(b)进行一组件配置步骤，其中使所述多个第一矩阵型影像获取装置分别面对一钢胚的四个表面、使所述多个第二矩阵型影像获取装置分别面对该钢胚的一第一边角、一第二边角及一第三边角、使该线型影像获取装置面对该钢胚的一第四边角及使所述多个投射光源分别设置于该钢胚的各边角的相对位置；
(C)进行一影像获取步骤，其中利用所述多个第一矩阵型影像获取装置、所述多个第二矩阵型影像获取装置及该线型影像获取装置分别获取该钢胚的各个所述表面及各个所述边角的影像；及
(d)进行一缺陷判断步骤，其中分别依据所述多个第一矩阵型影像获取装置、所述多个第二矩阵型影像获取装置及该线型影像获取装置所获取的每一影像及一设定决策规则判断每一影像是否具有缺陷及缺陷的种类。
[0006]本发明的钢胚缺陷光学检测系统及检测方法可同时检出钢胚的表面缺陷及长形边角缺陷，进而协助判断制作工艺的稳定性及钢种品级特征。
【专利附图】
【附图说明】[0007]图1示出本发明的钢胚缺陷光学检测系统的架构示意图；
图2示出本发明的投射光源的配置示意图；
图3示出本发明的钢胚缺陷检测动作的示意图；以及 图4示出本发明的钢胚缺陷光学检测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0008]图1示出本发明的钢胚缺陷光学检测系统的架构示意图；图2示出本发明的投射光源的配置示意图。请配合参阅图1及图2，本发明的钢胚缺陷光学检测系统包括:多个第一矩阵型影像获取装置11、多个第二矩阵型影像获取装置12、一线型影像获取装置13、多个投射光源14及一影像数据处理装置(图中未绘出)。
[0009]所述多个第一矩阵型影像获取装置11分别面对一钢胚2的四个表面S，以分别获取各个所述表面S的影像。该钢胚2可选自如下的一种:菱形钢胚、正方形钢胚及长方形钢胚。在本实施例中，该钢胚2为菱形钢胚。
[0010]所述多个第二矩阵型影像获取装置12分别面对该钢胚2的一第一边角Al、一第二边角A2及一第三边角A3，以分别获取该第一边角Al、该第二边角A2及该第三边角A3的影像。
[0011]该线型影像获取装置13面对该钢胚2的一第四边角A4，以获取该第四边角A4的影像。在本实施例中，该第四边角A4位于该钢胚2的正下方，该线型影像获取装置13具有一狭缝形影像获取光径0P，该狭缝形影像获取光径OP对应该钢胚2的第四边角A4。
[0012]所述多个投射光源14分别设置于该钢胚2的各边角Al、A2、A3、A4的相对位置。在本实施例中，所述多个投射光源14包括四盏第一气体放电灯141及一盏第二气体放电灯142。各个所述第一气体放电灯141分别照射该钢胚2的各个所述边角A1、A2、A3、A4，以提供所述多个第一矩阵型影像获取装置11及所述多个第二矩阵型影像获取装置12所需的照明，较佳地，这些第一气体放电灯141为具有拋物线型反射杯的直流或交流电型的高亮度、高色温、高均匀度的高强度气体放电灯；该第二气体放电灯142照射该钢胚2的第四边角A4，以提供该线型影像获取装置13所需的照明，较佳地，该第二气体放电灯142为具有拋物线型反射杯的直流高强度气体放电灯。
[0013]该影像数据处理装置分别依据所述多个第一矩阵型影像获取装置11、所述多个第二矩阵型影像获取装置12及该线型影像获取装置13所获取的每一影像及一设定决策规则判断每一影像是否具有缺陷及缺陷的种类。
[0014]图3示出本发明的钢胚缺陷检测动作的示意图。请参阅图3，因该线型影像获取装置13安装在高温钢胚2的正下方，为避免由于高温热辐射及钢胚锈皮掉落而影响该线型影像获取装置13的影像获取，在本实施例中，一反射镜组件15设置于该线型影像获取装置13的狭缝形影像获取光径OP上，藉由该反射镜组件15调整影像获取光径，以避免该线型影像获取装置13受到热辐射及钢胚锈皮的影响。较佳地，该反射镜组件15包括一中空壳体151、一 90度反射镜152及一保护玻璃153。该中空壳体151具有一第一光径口 151a、一第二光径口 151b、一内部气冷通道154及一倾斜转折部155，该内部气冷通道154连通该第一光径口 151a及该第二光径口 151b，该倾斜转折部155对应该第一光径口 151a及该第二光径口 151b，且较佳地，该倾斜转折部155的倾斜角度Θ为45度。该90度反射镜152设置于该倾斜转折部155，用以将该钢胚2的第四边角A4的影像反射至该线型影像获取装置
13。该保护玻璃153设置于该第二光径口151b，用以防止钢胚锈皮或其它异物掉入该中空壳体151内而污染该90度反射镜152。此外，由于该反射镜组件15曝露在高温及溅水环境，藉由该内部气冷通道154可有效冷却该反射镜组件15。
[0015]另外，为进一步去除钢胚锈皮及水滴等干扰物，在本实施例中，一真空吸嘴装置16设置于该中空壳体151外部，且邻近该保护玻璃153，该真空吸嘴装置16可在钢胚锈皮及水滴碰到该保护玻璃153之前就将其吸走,进而可确保该保护玻璃153的洁净度。
[0016]图4示出本发明的钢胚缺陷光学检测方法的流程图。请配合参阅图1、图2及图4的步骤S41，提供多个影像获取装置及多个投射光源。在此步骤中，提供多个第一矩阵型影像获取装置11、多个第二矩阵型影像获取装置12、一线型影像获取装置13及多个投射光源14。
[0017]请参阅步骤S42，进行一组件配置步骤，其中使所述多个第一矩阵型影像获取装置11分别面对一钢胚2的四个表面S、使所述多个第二矩阵型影像获取装置12分别面对该钢胚2的一第一边角Al、一第二边角A2及一第三边角A3、使该线型影像获取装置13面对该钢胚2的一第四边角A4及使所述多个投射光源14分别设置于该钢胚2的各边角Al、A2、A3、A4的相对位置。
[0018]请参阅步骤S43，进行一影像获取步骤，其中利用所述多个第一矩阵型影像获取装置11、所述多个第二矩阵型影像获取装置12及该线型影像获取装置13分别获取该钢胚2的各个所述表面S及各个所述边角Al、A2、A3、A4的影像。
[0019]请参阅步骤S44，进行一缺陷判断步骤，其中分别依据所述多个第一矩阵型影像获取装置11、所述多个第二矩阵型影像获取装置12及该线型影像获取装置13所获取的每一影像及一设定决策规则判断每一影像是否具有缺陷及缺陷的种类。在此步骤中，依据每一影像的可能缺陷特征判断是否为缺陷，若判断为该影像存在缺陷，则依据该设定决策规则判断缺陷的种类(例如:长形边角缺陷、转角裂缝、夹渣、海绵状、撕裂、线缝以及经轧延所形成的缺陷如重面、刮伤、剥片、辊痕等缺陷)。
[0020]本发明的钢胚缺陷光学检测系统及检测方法可同时检出钢胚的表面缺陷及长形边角缺陷，进而协助判断制作工艺的稳定性及钢种品级特征。
[0021]上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明，因此本领域技术人员对上述实施例进行的修改及变化仍不脱离本发明的精神。本发明的权利范围应如所附的权利要求所主张的那样。
[0022]对附图中的组件符号的简单说明:
11第一矩阵型影像获取装置
12第二矩阵型影像获取装置
13线型影像获取装置 2 钢胚
Al 第一边角 A2 第二边角 A3 第三边角 A4 第四边角OP 狭缝形影像获取光径S 表面
【权利要求】
1.一种钢胚缺陷光学检测系统,包括: 多个第一矩阵型影像获取装置，分别面对一钢胚的四个表面； 多个第二矩阵型影像获取装置，分别面对该钢胚的一第一边角、一第二边角及一第三边角； 一线型影像获取装置，面对该钢胚的一第四边角； 多个投射光源，分别设置于该钢胚的各边角的相对位置 '及 一影像数据处理装置，分别依据所述多个第一矩阵型影像获取装置、所述多个第二矩阵型影像获取装置及该线型影像获取装置所获取的每一影像及一设定决策规则判断每一影像是否具有缺陷及缺陷的种类。
2.如权利要求1所述的钢胚缺陷光学检测系统，其中该第四边角位于该钢胚的正下方。
3.如权利要求1所述的钢胚缺陷光学检测系统，其中该线型影像获取装置具有一狭缝形影像获取光径，该狭缝形影像获取光径对应该钢胚的第四边角。
4.如权利要求3所述的钢胚缺陷光学检测系统，还包括一反射镜组件，该反射镜组件设置于该线型影像获取装置的狭缝形影像获取光径上。
5.如权利要求4所述的钢胚缺陷光学检测系统，其中该反射镜组件包括一中空壳体、一 90度反射镜及一保护玻璃，该中空壳体具有一第一光径口、一第二光径口及一倾斜转折部，该倾斜转折部对应`该第一光径口及该第二光径口，该90度反射镜设置于该倾斜转折部，该保护玻璃设置于该第二光径口。
6.如权利要求5所述的钢胚缺陷光学检测系统，其中该中空壳体具有一内部气冷通道，该内部气冷通道连通该第一光径口及该第二光径口。
7.如权利要求5所述的钢胚缺陷光学检测系统，其中该倾斜转折部的倾斜角度为45度。
8.如权利要求5所述的钢胚缺陷光学检测系统，还包括一真空吸嘴装置，该真空吸嘴装置设置于该中空壳体的外部，且邻近该保护玻璃。
9.如权利要求1所述的钢胚缺陷光学检测系统，其中所述多个投射光源包括四盏第一气体放电灯及一盏第二气体放电灯，各个所述第一气体放电灯分别照射该钢胚的各个所述边角，而该第二气体放电灯照射该钢胚的第四边角。
10.如权利要求9所述的钢胚缺陷光学检测系统，其中所述多个第一气体放电灯为具有拋物线型反射杯的直流或交流电型的高亮度、高色温、高均匀度的高强度气体放电灯。
11.如权利要求9所述的钢胚缺陷光学检测系统，其中该第二气体放电灯为具有拋物线型反射杯的直流高强度气体放电灯。
12.如权利要求1所述的钢胚缺陷光学检测系统，其中该钢胚选自如下的一种:菱形钢胚、正方形钢胚及长方形钢胚。
13.—种钢胚缺陷光学检测方法，包括以下步骤: (a)提供多个第一矩阵型影像获取装置、多个第二矩阵型影像获取装置、一线型影像获取装置及多个投射光源； (b)进行一组件配置步骤，其中使所述多个第一矩阵型影像获取装置分别面对一钢胚的四个表面、使所述多个第二矩阵型影像获取装置分别面对该钢胚的一第一边角、一第二边角及一第三边角、使该线型影像获取装置面对该钢胚的一第四边角及使所述多个投射光源分别设置于该钢胚的各边角的相对位置； (C)进行一影像获取步骤，其中利用所述多个第一矩阵型影像获取装置、所述多个第二矩阵型影像获取装置及该线型影像获取装置分别获取该钢胚的各个所述表面及各个所述边角的影像；及 (d)进行一缺陷判断步骤，是分别依据所述多个第一矩阵型影像获取装置、所述多个第二矩阵型影像获取装置及该线型影像获取装置所获取的每一影像及一设定决策规则判断每一影像是否具有缺陷及缺陷的种类。
14.如权利要求13所述的钢胚缺陷光学检测方法，其中该线型影像获取装置具有一狭缝形影像获取光径，该狭缝形影像获取光径对应该钢胚的第四边角。
15.如权利要求14所述的钢胚缺陷光学检测方法，其中在步骤(b)中还包括设置一反射镜组件于该线型影像获取装置的狭缝形影像获取光径上。
16.如权利要求15所述的钢胚缺陷光学检测方法,其中该反射镜组件包括一中空壳体、一 90度反射镜及一保护玻璃，该中空壳体具有一第一光径口、一第二光径口及一倾斜转折部，该倾斜转折部对应该第一光径口及该第二光径口，该90度反射镜设置于该倾斜转折部，该保护玻璃设置于该第二光径口。
17.如权利要求16所述的钢胚缺陷光学检测方法，其中该中空壳体具有一内部气冷通道，该内部气冷通道连通该第一光径口及该第二光径口。
18.如权利要求16所述的钢胚缺陷光学检测方法，其中在步骤(b)中还包括设置一真空吸嘴装置于该中空壳体的外 部，且该真空吸嘴装置邻近该保护玻璃。
【文档编号】G01N21/88GK103529043SQ201210233101
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月6日 优先权日:2012年7月6日
【发明者】陈重楣, 何秋谊, 吉成, 钟炳枢, 朱俊昌 申请人:中国钢铁股份有限公司