Контроль качества металлопроката с помощью машинного зрения на производстве «Техностиль»

Для одного из крупнейших российских производителей сэндвич-панелей была внедрена система контроля качества металлопроката на базе нейросетей и машинного зрения. Решение автоматически анализирует поверхность листового металла во время движения по конвейеру и помогает операторам ОТК оперативно выявлять дефекты без остановки производственной линии.

Система способна обнаруживать повреждения и отклонения размером от 0,1 мм при скорости движения металлопроката до 0,5 м/с. Внедрение позволило перевести проверку поверхности металла в режим непрерывного автоматического контроля качества металла и снизить влияние человеческого фактора на качество продукции.

Контроль качества металлопроката на производстве выполнялся вручную. После размотки рулона специалисты ОТК с помощью рулетки определяли расстояние до дефекта, фиксировали его размеры, фотографировали повреждение и вручную заполняли отчёты по регламенту. Только после этого дефектные бобины могли быть отправлены поставщику металла для дальнейшего разбора и согласования.

Поверхность металлопроката могла содержать разные типы дефектов: царапины, вмятины, трещины, загрязнения, окалину и локальные повреждения покрытия. При высокой скорости движения линии оператору было сложно непрерывно контролировать всё полотно металла и замечать мелкие отклонения.

Дополнительную сложность создавали особенности производства:

• высокая скорость движения проката;
• изменяющиеся условия освещения;
• различия в типах поверхности металла;
• необходимость круглосуточного контроля.

Визуальный контроль металлопроката не исключал пропуск части дефектов. Кроме того, требовалось автоматизировать подготовку отчётности по найденным отклонениям.

Для решения этой задачи было принято решение внедрить систему автоматического контроля качества металла на базе ИИ и компьютерного зрения, способную выполнять выявление дефектов металлопроката.

Для проекта были выбраны высокоскоростные камеры машинного зрения с разрешением 8K и усиленным креплением. Такое оборудование позволяет фиксировать дефекты размером до 0,1 мм даже при движении металлопроката на скорости до 0,5 м/с.

Отдельной инженерной задачей стал подбор освещения для системы контроля качества металлопроката. При неправильной настройке света на поверхности металла появляются полутени, засветы и перепады яркости, которые могут восприниматься алгоритмом как дефекты.

Для проекта была реализована система линейного освещения высокой интенсивности с равномерной засветкой поверхности металла. Дополнительно ML Sense автоматически контролирует уровень освещённости и отображает параметры света в интерфейсе системы.

Информация о найденных дефектах автоматически отображается в интерфейсе операторов ОТК. Система показывает фотографию повреждения, координаты участка на рулоне, тип дефекта и время его обнаружения.

Во время движения рулон металлопроката может смещаться на несколько сантиметров относительно линии обзора камеры. Из-за этого стандартная фиксированная съёмка могла пропускать дефекты по краям листа.

Чтобы решить эту задачу, специалисты разработали технологию умного кадрирования. Алгоритм автоматически определяет границы листа металла и корректирует область анализа изображения в реальном времени.

Дополнительно система контролирует ширину полотна металлопроката по всей длине бобины.

Для возврата дефектной бобины поставщику предприятие должно формировать отчёт по установленному регламенту: указывать тип дефекта, координаты повреждения, размеры и прикладывать фотографии.

Чтобы автоматизировать этот процесс, ML Sense интегрировали с 1С. Система автоматически формирует акт по каждому дефекту подходящего типа и размера.

В отчёт передаются:

• тип дефекта;
• размеры повреждения;
• координаты на листе металлопроката;
• фотография дефекта.

Для определения точного расположения дефекта на линии используется энкодер, установленный на валу. Он синхронизирован с системой ML Sense и передаёт данные о перемещении полотна металла в режиме реального времени.

Перед запуском оператор задаёт ширину листа — система поддерживает 5 форматов, включая стандарт 1400 мм, и адаптирует область анализа под конкретный рулон.

Камеры непрерывно фиксируют движущийся поток металлопроката и формируют высокочастотное изображение поверхности. ML Sense автоматически находит дефекты, формирует отчёты по каждой сессии контроля и разделяет данные по отдельным бобинам.

Примеры дефектов:

• тонкие царапины;
• наплывы цинка;
• складки;
• надрывы;
• дефекты кромки;
• пятна и повреждения покрытия.

Система также определяет места стыковки рулонов и автоматически завершает одну сессию и запускает следующую, чтобы отчет всегда был привязан к одной бобине.

Отдельно реализована возможность удалённого подключения: обновления и донастройки системы выполняются оперативно, без выезда специалистов на производство.

Смотреть как работает система на производстве

Систему контроля качества металлопроката ввели в промышленную эксплуатацию через 3 месяца после старта проекта без остановки производственной линии.

В результате время полного цикла контроля сократилось кратно: если раньше проверка одной бобины и подготовка отчёта занимали 2 рабочих дня, то сейчас от запуска сессии до формирования отчёта проходит не более 20 минут.

Теперь контроль качества металлопроката выполняется с помощью «умного» решения ML Sense в непрерывном режиме. Подробнее о решениях Nord Clan для металлообрабатывающей отрасли.