In Stahlwerken und Güterbahnhöfen wurde die Qualitätsprüfung der Stirnflächen von Stahlcoils und die Erkennung der Coil-Codes bisher traditionell manuell durchgeführt. Die Mitarbeiter müssen sich den heißen Stahlcoils nähern und unter rauen Arbeitsbedingungen mit starker Staubbelastung und hohem Lärmpegel einzeln auf Defekte wie Kantenbeschädigungen, Grate, Risse an den Rändern und lose Coils prüfen sowie die Coil-Codes manuell notieren.
Zentrale Herausforderungen des aktuellen Inspektionsprozesses:
Unzureichende zeitnahe Inspektion: Manuelle Inspektionen können keine vollständige Abdeckung gewährleisten, sodass gelegentliche Defekte leicht übersehen werden und Qualitätsprobleme in den nachgelagerten Prozessen auftreten können.
Potenzielle Sicherheitsrisiken: Die Arbeitsumgebung mit hohen Temperaturen und starker Staubbelastung stellt eine direkte Gefahr für die Sicherheit und Gesundheit des Personals dar.
Schwierige Rückverfolgbarkeit von Informationen: Als eindeutige Kennzeichnung von Stahlcoils sind Coil-Nummern anfällig für manuelle Eingabefehler und erschweren das Statistik-Management, was die Logistiküberwachung und die allgemeine Managementeffizienz beeinträchtigt.
Herausforderungen bei der Erkennung von Stahlcoil-Codes
Stahlcoil-Codes sind in der Regel am Rand der Coil-Stirnseite eingeprägt oder aufgesprüht, und ihre Erkennung steht vor folgenden Herausforderungen:
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Unterschiedliche Zeichenpositionen und Schriftarten
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Zunder, Ölverschmutzungen und Wasserflecken auf den Oberflächen der Stahlcoils
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Komplexe Lichtverhältnisse mit starken Störungen durch Reflexionen und Schatten
Daher muss eine effektive Inspektionslösung in drei zusammenhängenden Dimensionen konzipiert werden: Bildauflösung, Beleuchtung und Umweltschutz.
Empfohlene Lösung
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, können Systemintegratoren und Gerätehersteller Lösungen zur Inspektion der Stirnflächen von Stahlcoils entwickeln, die leistungsstarke Flächenscankameras der JAI Spark-Serie als Bildgebungskomponente nutzen.
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Hohe Auflösung und Multi-Kamera-Stitching
Der Durchmesser einer Stahlcoil-Stirnfläche kann 2 Meter überschreiten, und eine einzelne Kamera kann die Anforderungen sowohl an ein großes Sichtfeld als auch an eine hohe Auflösung nicht erfüllen. Durch den Einsatz mehrerer Kameras zur Bildaufnahme von Teilbereichen und einem Stitching der Bilddaten per Software erfasst das System ein vollständiges Bild der Stirnfläche. Jedes Pixel entspricht einer tatsächlichen physikalischen Größe von 0,1 bis 0,3 mm, was ausreicht, um millimetergenaue Fehler und Zeichen des Stahlcoil-Codes zu identifizieren.
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Hochleistungs-Blitzbeleuchtung
Dauerlicht neigt in Umgebungen mit hohen Temperaturen zu Lichtabschwächung und einer Überhitzung der Geräte. Blitzlicht liefert im Moment der Bildaufnahme eine hohe Helligkeit und überwindet so effektiv Reflexionen auf Metalloberflächen, Schatten durch Zunder und andere Störungen. Gleichzeitig reduziert es die Gesamtwärmeentwicklung und verlängert die Lebensdauer der Geräte.
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Unterstützung für die automatisierte Fehlererkennung
Bei Integration in ein geeignetes Inspektionssystem mit entsprechender Software und Beleuchtung liefern JAI-Kameras die erforderliche Bildqualität zur Erkennung gängiger Fehler wie Kantenbeschädigungen, überlappende Coil-Köpfe, Risse am Rand, Grate, Walzrisse, turmförmige Verformungen, Schichtversätze und Kantenüberläufe.
Mit optionalen Erweiterungsmodulen können darüber hinaus flache Coils, eingeknickte Innen-Coils und überlange Schwalbenschwanzfehler geprüft sowie Innendurchmesser, Außendurchmesser und Coil-Breite gemessen werden. Außerdem wird die Überprüfung der Coil-Nummer und der Etiketten unterstützt.
Dieser Ansatz ermöglicht die Durchführung mehrerer Inspektionsaufgaben innerhalb eines einzigen Systems und deckt damit ein breites Spektrum an Anwendungsanforderungen ab.
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Schutzkonstruktion für raue Betriebsumgebungen
Hohe Temperaturen, starker Staub und Wasserdampf in Warmwalzwerken stellen präzise optische Geräte vor große Herausforderungen. Industrielle Inspektionssysteme, die in Warmwalzumgebungen eingesetzt werden, verfügen häufig über Schutzgehäuse, Kühlungslösungen und Staubschutzmaßnahmen, um einen zuverlässigen Betrieb der Kameras und anderer Geräte zu gewährleisten. Diese Maßnahmen sind unerlässlich, um einen zuverlässigen Langzeitbetrieb in anspruchsvollen industriellen Umgebungen sicherzustellen.
Empfehlung: Flächenscankameras der JAI Spark-Serie
Unter den Kameramodellen, die die oben genannten Anforderungen erfüllen, bieten die Zeilenkameras der JAI Spark-Serie eine hervorragende technische Kompatibilität und eignen sich hervorragend für diese Anwendung.
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CMOS-Sensor der nächsten Generation
Im Vergleich zu herkömmlichen CCD-Sensoren können die Betriebsgeschwindigkeiten bis zu zehnmal höher sein. Gleichzeitig werden Technologien wie Correlated Double Sampling (CDS), adaptives Analog-Frontend-Design und Fixed-Pattern-Noise-Korrektur eingesetzt, um ein geringes Rauschen und einen hohen Dynamikbereich zu gewährleisten.
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Große Auswahl an hochauflösenden Optionen
Die Auflösung reicht von 5 MP bis 45 MP. Modelle mit 20 Millionen Pixeln oder mehr werden empfohlen, um die Anforderungen an die Bildgenauigkeit von 0,1 bis 0,3 mm pro Pixel zu erfüllen.
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Intelligente Belichtungssteuerung
Die Kamera unterstützt die automatische Verstärkungs- und Belichtungsanpassung, passt sich anspruchsvollen Lichtverhältnissen von dunklen Oberflächen bis hin zu stark reflektierenden Bereichen an und reduziert den Aufwand für die manuelle Einstellung von Parametern erheblich.
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Breiter Bildfrequenzbereich
Mit einer Bildrate von 30 bis 250 Bildern/s unterstützt sie Serienaufnahmen und eine stabile Bildaufnahme während der Bewegung von Stahl-Coils.
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Vielfältige Schnittstellenoptionen
Es stehen mehrere Schnittstellen wie CXP, Camera Link, USB 3.0 und GigE zur Verfügung, was eine einfache Integration in Inspektionssysteme mit unterschiedlichen Hardware-Architekturen ermöglicht.
Die Automatisierung der Endflächenprüfung und Codeerkennung von Stahl-Coils leistet weit mehr, als nur die manuelle Prüfung zu ersetzen. Sie verwandelt die traditionelle Coil-Qualitätsprüfung – die erfahrungsabhängig, risikoreich, ineffizient und nicht rückverfolgbar ist – in einen standardisierten, quantifizierbaren, vollständig protokollierten, stabilen und zuverlässigen Prüfprozess.
In Kombination mit geeigneter Beleuchtung, Software und Systemkonzeption, die von Lösungspartnern und Systemintegratoren bereitgestellt werden, können JAI-Kameras als bildgebende Grundlage für automatisierte Inspektionsanwendungen bei Stahl-Coils dienen.
Wenn Sie vor Herausforderungen bei der Qualitätsprüfung von Stahl-Coils stehen, wenden Sie sich an JAI, um mehr über unser Kameraportfolio zu erfahren und sich zu informieren, wie unsere Bildverarbeitungstechnologie das Design Ihres Inspektionssystems unterstützen kann.