基于图像传感器的带材针孔检测装置的设计

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随着全球钢铁工业的复苏,全球钢铁产量和需求最持续增长,板带材作为钢铁工业的主要产品之一,已经成为航天、机械制造、化工等工业必不可少的原材料。然而在连铸、热轧、冷轧等不同工艺生产流程阶段,由于原材料、轧制设备和加工工艺等原因,会导致表面出现多种缺陷,针孔就是其中一种。它不仅限制先进工艺技术的应用,还影响带材生产率的提高,降低了产品的性能,直接影响钢板质量等级。因此就必须对钢板的表面质量进行检测和控制。本文针对上述情况,在分析了现有的针孔检测方法的基础上,设计了一种基于图像传感器的带材针孔检测装置。整个检测装置由两部分组成,包括传感器检测模块和处理模块。CMOS图像传感骼作为传感器检测模块的检测传感器,它可以有效地采集到带材表面的图像,通过行扫描的的方式输出有效的图像信息。检测处理模块以STM32系列微处理器作为系统的核心,它可以通过串行总线对CMOS图像传感器进行读写操作,来设置传感器的传输速度、扫描方式等。为了提升整个检测系统的速度,在CPLD中将图像传感器输出的图像信息进行列累加,将图像信息整合为一行输出,微处理器通过DMA传输的方式获取来自CPLD的图像信息。在处理器中对这些信息进行处理,来寻找针孔特征的信息,将其结果通过RS485接口传输给PLC,并可以通过以太网实现上位机对传感器的参数配置、图像的显示和针孔个数计数功能。同时CPLD给CMOS图像传感器提供时序。在此基础上完成带材针孔的检测,最后对系统进行实验调试和验证,实验结果表明系统能够有效地检测到针孔信息,达到了预期的目标。
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