Современные российские технологии контролируют качество листового металлопроката

Автор статьи: Скребков Роман Олегович, руководитель проектов ООО "РнД МГТУ", R&D MGTU, LTD

В рамках реализации стратегии цифровизации на ПАО «ММК» была внедрена система, которая позволяет обнаруживать и классифицировать дефекты на поверхности холоднокатаного металлопроката в производственном потоке. В основу аппаратной части данной системы было положено оборудование немецкой компании «IMS GmBh», поставленное ранее, но не запущенное в связи с уходом в 2022 году компании с российского рынка. Учитывая закрытость программного кода, было принято решение разработать собственное программное обеспечение, которое позволило бы решить поставленную задачу и интегрировать результаты работы системы инспекции в действующую информационную систему листопрокатного цеха. Настройкой системы занимались специалисты «РнД МГТУ», «ММК-Информсервис» и «Объединенной сервисной компании».

Решение внедрено на агрегате инспекции в листопрокатном цехе №11. Система получает изображения с камер в высоком разрешении, а затем на разработанном под эти задачи сервере с высокопроизводительными графическими процессорами находит и определяет различные дефекты на поверхности листа. Программа распознает и классифицирует более 22 типов дефектов, в том числе царапины, порезы, изломы, пятна ржавчины, сквозные разрывы и перегибы. Она автоматически сортирует их классам критичности, размерам, количеству и составляет карту расположения дефектов. Данные о найденных отклонениях отображаются на автоматизированном рабочем месте оператора (HMI) и поступают в систему управления производственными процессами (MES) для последующего использования при аттестации продукции. Система автоматически формирует архив дефектов.

Специалисты ООО «РнД МГТУ», ООО «ММК­Информсервис» и ЛПЦ ­11 ПАО «ММК»

Внедренная система инспекции состоит из следующих компонентов:

1. Специальной LED подсветки, которая обеспечивает качественное освещение для видеоконтроля.
2. Сканирующего модуля, состоящего из комплекса видеокамер высокого разрешения, связанных по кабелю с модулем распознавания. Сканирующий модуль размещен сверху и снизу относительно полосы проката и осуществляет первичную обработку изображения.
3. Модуля распознавания дефектов, с помощью которого происходит анализ получаемого видеоизображения. Благодаря данному модулю происходит обнаружение и распознание различного типа дефектов.
4. Сервера баз данных с архивом изображений дефектов.
5. Автоматизированного рабочего места (АРМ), необходимого для просмотра выдаваемых системой протоколов.

Система автоматического контроля качества поверхности холоднокатаного листа ПАО «ММК»

Распознавание дефектов состоит из последовательных шагов: получения изображения, сегментирования, классификации и архивирования. Получение изображения происходит с помощью совместной работы видеокамер (расположенных снизу и сверху относительно полосы раската) и LED подсветки. Далее происходит сегментирование – отделение дефекта от текстуры изображения за счёт удаления фона. Выделяются релевантные структуры для дальнейшего анализа, после чего полученные изображения разделяются на перекрывающиеся плитки одинакового размера. Анализируемая плитка помечается маркером с потенциальным дефектом в случае отклонения от порогового значения. Последним шагом является архивирование полученных данных.

Основные функциональные возможности системы: обнаружение дефектов в режиме реального времени, обнаружение периодических дефектов, детектирование краев листа, индикация обнаружения дефектов на листе в web-интерфейсе оператора, классификация дефектов, возможность передачи данных о результатах инспекции и обнаруженных дефектах на верхний уровень (MES), возможность перенастройки под новые типы дефектов, автоматическое построение карты расположения дефектов на листе.

Специально для этого проекта с нуля был разработан удобный и интуитивно понятный web-интерфейс, которой был призван удовлетворить все потребности цеха.

Наша задача состояла в разработке программного обеспечения, с помощью которого специалисты смогли бы быстро начать работу. Для этого был продуман и создан специальный функционал системы. Мы разместили рабочие окна так, как удобно операторам. Ввели систему светофора и классификации дефектов. Установили различные фильтры, чтобы специалисты могли акцентировать своё внимание на тех дефектах, которые им важны в определенный момент, - рассказал руководитель проектов ООО «РнД МГТУ» Роман Скребков.

Web­-интерфейс системы инспекции поверхности холоднокатаного листа

Запуск системы позволил оцифровать процесс контроля качества полосы в режиме реального времени, оперативно обнаруживать дефекты и значительно снизить человеческий фактор при аттестации и контроле качества продукции, которая применяется в автомобильной промышленности.

Помимо системы инспекции поверхности холоднокатаного листа ООО «РнД МГТУ» имеет в своём арсенале ещё несколько ключевых решений, связанных с автоматизированными измерительными системами:

1. Система контроля геометрических параметров продукции на агрегатах продольной/поперечной резки (АПР). Данная система, спроектированная на базе 2D лазерных профилометров, позволяет проводить контроль продукции на любой скорости с компенсацией влияния вибрации.
2. Система контроля качества канатной машины, которая ведёт детекцию с помощью 3D камер, контролирует 100% поверхности каната, выявляет и классифицирует дефекты.
3. Система измерения геометрии профиля катанки, состоящей из 4х камер, установленных по окружности. Позволяет определять максимальный, минимальный диаметр и овальность катанки в реальном времени.
4. Система измерения геометрии профиля сортового проката. Установка представляет собой кольцо, внутри которого установлены лазерные 2D-профилометры. Профиль от каждого профилометра передаётся в компьютер, где они объединяются в единую модель, таким образом получая 2D-модель «среза» изделия.
5. Система измерения геометрии профиля фасонного проката. Установка представляет собой кольцо, внутри которого установлены лазерные 2D-профилометры. При этом профилометры устанавливаются в трех разных сечениях по ходу движения изделия для исключения засветок. Профиль от каждого профилометра передается в компьютер, где они объединяются в единую модель, таким образом получая 2D-модель «среза» изделия.

Решения, предлагаемые компанией ООО «РнД МГТУ», позволят не только перейти в высшую категорию качества выпускаемой продукции, но и повысят производительность вашего производства.

Контактные данные для связи:
Рабочий телефон: +7(3519)33­01­51
e­mail: skrebkov.ro@rnd­mgn.ru
сайт: rnd­mgn.ru

Данный проект был высоко оценен на отраслевом конкурсе технологических и инновационных проектов в сфере металлургии «Steel Start 2025», (СтилСтарт 2025) и занял 3 место

Источники фотографий и материалов: ООО "РнД МГТУ", Steel Star, IT­Park74 при поддержке Фонда «Сколково».

#ЦинкПлюс #Цинкование #ЗащитаМеталла #ЛистовойПрокат #Качество #Конкурс #РнДМГТУ