Diagnostické zařízení pro 3D analýzu povrchu

Ing. Robert Hlavica¹; prof. Ing. Zora Koštialová Jančíková, CSc.¹; doc. Ing. Robert Frischer, Ph.D.¹

Stáhnout článek v PDF

Práce se zabývá návrhem a realizací řídicího systému pro zařízení na skenování povrchu hutnických materiálů. Toto zařízení bude využíváno v hutnických procesech, převážně pak na pozicích výstupní kontroly a diagnostiky. Práce se zabývá analýzou hardwarové části zařízení. V analýze je popsána konstrukce snímacího zařízení, umístění snímacího zařízení a referenčního prvku. Dále je vyhodnoceno využití vzájemné polohy snímacího zařízení a referenčního prvku pro získání obrazu povrchu snímaného objektu a popsán princip pohybu zařízení při snímaní objektu a akční členy, které jsou využívány. Výsledky analýzy jsou použity pro návrh řídicí jednotky včetně programové části systému. Řídicí jednotka zajišťuje správnou funkci akčních členů a referenčního prvku. Její součástí je komunikační protokol, pomocí kterého může být řízena z PLC nebo PC. Součástí práce je návrh programu pro PC na obsluhu zařízení a následné zpracování obrazové informace. Výsledkem programu jsou údaje o snímaném povrchu. V programové části se využívá algoritmů pro rozpoznávání obrazu (Image Processing). Jsou zde popsány použité algoritmy pro detekci hran s využitím konvoluce. Výsledkem takto zpracovaných dat ze snímače jsou souřadnice povrchu snímaného objektu v jedné rovině. Vývoj vyhodnocovacího algoritmu byl realizován v prostředí programu MATLAB. Výsledné algoritmy byly aplikovány v řídicím programu, který je postaven na platformě Net Framework. Řídicí systém byl otestován v laboratořích Vysoké školy báňské – Technické univerzity v Ostravě. První testy byly zaměřeny na detekci povrchových vad krystalizátorů až do hloubky 0,2 mm. Zařízení při testech dosáhlo požadované přesnosti měření. Řešení bylo po ověření dále rozpracováno a prohloubeno.

1. VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, Department of Automation and Computing in Metallurgy, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic