RU2005118398A

RU2005118398A - Система и способ для обнаружения поверхностных дефектов удлиненного прутка, перемещаемого в направлении его продольной оси

Info

Publication number: RU2005118398A
Application number: RU2005118398/28A
Authority: RU
Inventors: Тзыы-Шу ЧАНГ (US); Тзыы-Шу ЧАНГ; Хсун-Хау ХУАНГ (US); Хсун-Хау ХУАНГ; Дэниэл ГАТЧЕСС (US); Дэниэл ГАТЧЕСС
Original assignee: ОуДжи Текнолоджиз, Инк. (US); ОуДжи Текнолоджиз, Инк.
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2006-01-20
Also published as: JP4642474B2; DE60335661D1; EP1582068A2; WO2004051178A2; RU2320958C2; EP1582068B1; MXPA05005994A; JP2006510876A; EP1582068A4; TW200424515A; ATE494732T1; WO2004051178A3; AU2003293209B2; BR0316972A; US6950546B2; AU2003293209A1; US20040105001A1; BRPI0316972B1; KR20050084110A; CA2507252A1

Claims

1. Система для обнаружения поверхностных дефектов удлиненного прутка, перемещаемого в направлении его продольной оси, содержащая устройство формирования изображения, имеющее поле зрения, используемое для создания изображения первой предопределенной ширины по окружности поверхности указанного прутка, чтобы определить полосу изображения и создать данные изображения, соответствующие этой полосе; блок создания световой линии, предназначенный для проецирования полосы световой линии и имеющий вторую предопределенную ширину, на поверхность указанного прутка, при этом указанный блок создания световой линии расположен относительно указанного устройства формирования изображений таким образом, что полоса изображения находится в пределах указанной полосы световой линии, причем указанный блок создания световой линии расположен таким образом, что интенсивность света, в основном, равномерна по всей указанной полосе изображения; вычислительный блок, соединенный с указанным устройством формирования изображения и служащий для получения данных изображения для множества полос изображения, захваченных указанным устройством формирования изображения по мере движения прутка в направлении его продольной оси, при этом указанный вычислительный блок обеспечивает обработку указанных данных изображения, для обнаружения поверхностных дефектов указанного прутка.

2. Система по п.1, в которой указанное устройство формирования изображения включает n цифровых кинокамер, где n является целым числом 3 или большим числом, при этом кинокамеры размещены так, что их общее поле зрения соответствует указанной полосе изображения.

3. Система по п.2, в которой указанные кинокамеры содержат камеры с однострочной разверткой.

4. Система по п.2, в которой указанные кинокамеры содержат камеры для сканирования участка поверхности.

5. Система по п.1, в которой указанная связь между указанным устройством формирования изображения и указанным вычислительным блоком содержит, по меньшей мере, одно устройство захвата кадра цифрового формата, канал IEEE-1394, порт USB и порт для соединения с кинокамерой.

6. Система по п.2, в которой указанное устройство формирования изображения дополнительно включает оптические фильтры между указанной кинокамерой и указанным прутком, которые выборочно пропускают свет предопределенной длины волны в указанные кинокамеры с тем, чтобы указанные особенности указанного прутка не были бы затенены, когда указанный пруток находится под воздействием предопределенной температуры, при которой указанный пруток создает основное характеристическое излучение электромагнитного спектра (EMR).

7. Система по п.1, в которой указанный блок создания световой линии содержит множество линейных источников света.

8. Система по п.1, в которой указанный блок создания световой линии включает светильник, содержащий оптические стекловолокна, предназначенные для передачи света от одного или нескольких источников света.

9. Система по п.7, в которой указанные линейные источники света содержат лазеры с оптикой, создающей световые линии.

10. Система по п.7, в которой указанный блок создания световой линии дополнительно включает множество оптических усилителей для использования с указанными источниками световых линий, служащие для увеличения интенсивности света.

11. Система по п.1, в которой обнаруженные особенности поверхности включают поверхностные дефекты.

12. Система по п.1, в которой указанный вычислительный блок служит для создания отчета об обнаруженных дефектах, включая данные о местоположении каждого обнаруженного дефекта относительно начала указанного прутка.

13. Система по п.12, в которой указанный отчет дополнительно включает соответствующее примечание относительно характера, размера, формы или уровня контраста каждого обнаруженного дефекта.

14. Система по п.12, в которой указанный пруток сформирован из металла, изготовленного по технологическому процессу, в котором механически уменьшается площадь поперечного сечения указанного прутка.

15. Система по п.1, в которой указанный вычислительный блок содержит множество компьютеров.

16. Система по п.1, в которой указанный вычислительный блок включает, по меньшей мере, один (i) аппаратный модуль, который загружает вычислительный процесс или команды на основе специализированных интегральных схем и/или программируемой вентильной матрицы; (ii) второй аппаратный модуль, который выполняет программные коды типа центрального процессора и/или модуля цифровой обработки сигналов; и (iii) комбинацию указанного первого и указанного второго аппаратных модулей.

17. Система по п.11, в которой указанный вычислительный блок служит для разделения указанных поверхностных дефектов и поверхностных шумов.

18. Система по п.14, в которой указанный металлический пруток имеет определенную площадь поперечного сечения, при этом указанный металлический пруток имеет отношение указанной окружности к указанной площади поперечного сечения, которое меньше чем или равно 4,25, при этом площадь поперечного сечения составляет единицу для формы, выбранной из группы, содержащей круглую форму, овальную форму и многоугольную форму.

19. Система по п.18, в которой указанный металлический пруток имеет высокую температуру до 1650°С.

20. Система по п.18, в которой указанный металлический пруток изготовлен из материала, выбранного из группы, содержащей обычную сталь, нержавеющую сталь, алюминий, титан, никель, медь, бронзу или любой другой металл и/или их сплавы.

21. Система по п.18, в которой указанный металлический пруток является полым.

22. Система по п.18, в которой указанный технологический процесс включает процесс прокатки.

23. Система по п.18, в которой указанный технологический процесс включает процесс волочения.

24. Система по п.18, в которой указанный технологический процесс включает процесс прессования.

25. Система по п.1, в которой указанное устройство формирования изображения включает n цифровых кинокамер, где n - целое число 1 или большее число, размещенные таким образом, что общее поле зрения этих камер соответствует указанной полосе изображения, в которой указанные данные изображения могут использоваться для целей статистического контроля процессов.

26. Система по п.6, в которой указанные длины волны содержат длину волны 436 нм, когда температура указанного прутка равна или ниже 1650°С.

27. Система по п.8, содержащая материалы, которые могут противостоять воздействию высокой температуры типа высокотемпературной эпоксидной смолы и стеклянных волокон.

28. Система по п.10, в которой указанные световые усилители содержат цилиндрические и/или полуцилиндрические линзы из стекла, пирекса или сапфира.

29. Система по п.2, в которой указанный блок создания световой линии включает множество линейных источников света, каждый из которых излучает лучи света падающие под первым предопределенным углом относительно нормали к поверхности прутка, и в которой соответствующие основные оси указанных кинокамер расположены под вторым предопределенным углом относительно указанной нормали, при этом указанные первый и второй предопределенные углы являются равными.

30. Система по п.29, в которой указанная первый и второй предопределенные углы равны приблизительно одному градусу.

31. Система для обнаружения поверхностных дефектов удлиненного прутка, перемещаемого в направлении его продольной оси, включающая устройство формирования изображения, содержащая цифровые кинокамеры, количество которых равно целому числу 3 или более и которые имеют общее поле зрения для отображения первой предопределенной ширины по отношению к указанной продольной оси по окружности поверхности указанного прутка, чтобы определить полосу изображения, указанное устройство формирования изображения дополнительно служит для создания данных изображения, соответствующих указанной полосе изображения; блок создания световой линии, служащий для проектирования полосы световой линии, имеющий вторую предопределенную ширину по отношению к указанная продольной оси, на поверхность указанного прутка, указанный блок создания световой линии, расположенный относительно указанного узла формирования изображения таким образом, что указанная полоса изображения находится в пределах указанной полосы световой линии, при этом указанный блок создания световой линии выполнен таким образом, что интенсивность света, в основном, равномерна по всей указанной полосе изображения; вычислительный блок, соединенный с указанным узлом формирования изображения и предназначенный для получения данных изображения для множества полос изображения, создаваемых указанным устройством формирования изображения по мере движения прутка по указанной продольной оси, при этом указанный вычислительный блок также служит для обработки указанных данных изображения, чтобы обнаружить предопределенные поверхностные особенности указанного прутка, причем обнаруженные особенности включают поверхностные дефекты; указанный вычислительный блок, дополнительно служит для создания отчета об обнаруженных дефектах, включая (i) соответствующее местоположение каждого обнаруженного дефекта относительно местоположения начала указанного прутка и (ii) соответствующее примечание относительно характера, размера, формы или уровня контраста каждого обнаруженного дефекта.

32. Способ обнаружения поверхностных дефектов металлического прутка, перемещаемого в направлении его продольной оси, включающий следующие стадии:

(A) проецирование полосы световой линии, имеющей первую предопределенную ширину, на металлический пруток;

(B) захват изображения, имеющего вторую предопределенную ширину, расположенную в пределах полосы световой линии;

(C) перемещение металлического прутка по продольной оси;

(D) повторение стадий (А) и (В), чтобы получить изображение участка поверхности металлического прутка;

(Е) анализ изображения для определения его особенностей в соответствии с предопределенными критериями.

33. Способ по п.32, в которой указанная стадия проецирования включает следующие стадии: определение нормали от поверхности металлического прутка в точке падения полосы световой линии; определение угла относительно нормали и проецирование световых лучей под определенным углом относительно нормали, чтобы определить полосу световой линии.

34. Способ по п.33, в которой указанная стадия захвата изображения включает расположение узла формирования изображения таким образом, чтобы основная ось формирования изображения была равна предопределенному углу.