PART1. 挑战：热表面

客户对质量的要求在不断提高，但大多数板材生产商仍在采用人工表面检测。主要问题在于传统的自动表面检测系统通常只能提供二维表面检测。复杂的应用环境情况给热钢表面缺陷的可靠检测和分类带来了重大挑战，同时也暴露了传统2D检测系统的局限性：

·难以检测结构极其复杂的表面。

·ASME SA-20（美国）和EN10163（欧盟）板材质量等级标准和规范规定了表面缺陷的最大允许深度。

·在操作员进行人工检测时，表面检测结果和质量判断可能会存在差异，这纯粹是因不同的加工环节中人们的判断不同所致。

·人工检测的特点是，在采取纠正措施之前有很长的反馈时间，这往往会导致大量缺陷材料由于追溯降级而被不必要地进行后处理。

PART2. 突破：3D表面检测

板坯的2D和3D通道表面检测及分类

如今，轧钢表面的光学二维(2D)检测技术已经非常成熟，并往往被认为是最先进的技术。然而，在板材轧制过程中，2D检测在复杂结构轧制表面上的应用已经达到极限。在板坯或中厚板的表面质量分级中，缺陷深度至关重要。

因此，应在加工过程中尽早发现质量问题，例如板坯连铸或板材轧制。中厚板表面结构是缺陷检测和分类的一大挑战，尤其是在板坯连铸工艺中。然而，中厚板还必须满足严格的欧盟和美国质量标准，其中规定了表面缺陷的最大深度。

·可靠的质量分级，包括提供缺陷的深度数据，现在很容易实现：

·在生产过程中尽早发现质量问题，从而避免对不合格材料进行不必要的加工

·尽量减少冷厚板的人工检测

·根据质量数据对上下游决策的重要工艺进行优化

PART3. 实现：ISRA技术引领

在2D灰度中未检测到，但3D深度图像却显示有明显的崩边

利用激光三角测量法(3D)对板材表面进行自动检测，可在生产过程中对表面缺陷进行快速、可靠、一致的检测和分类。3D数据将消除中厚板表面结构产生的噪声，从而能够对板材和板坯进行可靠的检测和一致的质量分级。

为了根据缺陷的拓扑特性进行检测和分类，3D表面检测和测量采用精确的激光器和高清摄像头，通过三角测量法来测量表面高程，进而提供全面、清晰、无缺陷的检测图像和有关表面平整度的数据。3D传感器（激光器和摄像头）与用于图像处理的PC和集成冷却系统一起嵌入在外壳中。冷却系统在传感器箱内设置为恒定温度，确保精确测量，即使是1,000℃的热板坯或板材检测也同样适用。该系统采用模块化设计，有多个可组合的传感器箱，可随时检测超过5米的顶面或底面宽度。

为了消除热表面产生的任何空气湍流，检测系统配备了鼓风机，以沿着激光器和摄像机的所有光路产生层状气流。

结合复杂的算法，操作员不仅能得到准确的表面图片，还能得到有关缺陷类型的其他宝贵信息。因此，该系统可就货物是否仍然适合最初的预期用途提供决策支持。

利用三角测量技术进行3D深度测量，从各个角度检测所有可能存在的缺陷

3D检测解决方案可连续平行记录2D和3D图像数据，从而实现超高的分类精度。2D图像可作为纹理叠加在3D数据之上，以获得合并2D和3D通道数据的组合视图。缺陷的3D视图提供了用于可靠分类和记录质量分级的深层次信息。

缺陷的图像和信息长期存储在数据库中。检测系统的当前状态、表面上的缺陷位置和统计数据一目了然地显示于在线显示屏上，操作员可即时得到当前表面质量的反馈。整个板材的拓扑图在LiveView终端上实时显示。所有存储的结果可以通过整个工厂网络的终端或通过无线网络连接的手持设备快速访问。

PART4. 解决方案：成功安装案例

最初安装的检测系统目前正成功运行。这款3D表面检测和测量智能解决方案融入了ISRA Parsytec从在世界各地安装的700多套系统中所积累的丰富经验。凭借快速启动、可靠的缺陷分类和直观的用户界面，操作员几乎可以参与整个过程，直接提高了他们的效率。智能管理决策软件可以使用收集到的数据单独生成报告。优化潜力显而易见，且质量决策也有可靠的事实作为支撑。

结合2D和3D检测数据，可对表面进行精确检测。这有助于可靠地对临界深度缺陷进行检测和分类，并支持板坯和板材的质量分级。基于激光三角测量的新型3D表面检测系统已在多个冷热轧、中厚板轧机和板坯连铸轧机上成功测试和安装，并证明了其优势：

·模块化概念：采用模块化概念，系统设计能够适应不同的检测/板材宽度，并能适应现有的热铸或冷铸/轧制生产线。

·稳健设计：机械设计专用于适应板材轧机的恶劣环。

·大幅节约成本：激光三角测量概念确保了精确的表面检测，特别是对轧制板材的粗糙表面纹理，支持质量分级，减少不必要的废料。

根据所有生产环节的记录，制造商能尽早了解其生产目标是否仍然可以实现以及是否可以达到客户的要求，进而避免不必要的材料浪费。