山陽(yáng)特殊鋼開發(fā)利用火花圖像分析的鋼材識(shí)別系統(tǒng)

日本山陽(yáng)特殊鋼公司近日宣布，該公司與東京理科大學(xué)開展共同研究，在識(shí)別鋼種的火花試驗(yàn)中，開發(fā)了利用火花圖像分析的鋼材識(shí)別系統(tǒng)。

火花試驗(yàn)（標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)JIS G 0566）是根據(jù)火花形態(tài)和顏色識(shí)別鋼材種類的一種試驗(yàn)方法。在本開發(fā)中，將原來通過人眼觀察火花進(jìn)行識(shí)別的官能試驗(yàn)發(fā)展為基于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行識(shí)別的器材試驗(yàn)，以提高火花試驗(yàn)水平為目標(biāo)。開發(fā)出利用圖像分析技術(shù)，拍攝因不同鋼材成分而變化的火花，并將其特征通過圖像分析進(jìn)行捕捉，從而識(shí)別鋼材中的碳含量的系統(tǒng)。通過將以往必須依賴熟練技能的火花試驗(yàn)改為器材試驗(yàn)，有望實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)精度提高和穩(wěn)定化的效果。

據(jù)稱，目前已將裝有該鋼材識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)備試驗(yàn)性地安裝到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，今后，將推進(jìn)面向?qū)嵱没尿?yàn)證。鋼材識(shí)別系統(tǒng)開發(fā)背景及特征如下。

火花試驗(yàn)是將鋼材抵住磨石（打磨機(jī)），觀察磨削中飛散的火花，根據(jù)火花特征（形狀、顏色等）識(shí)別鋼材中所含成分和含量的試驗(yàn)。由于鋼材中的碳含量多時(shí)，發(fā)生的火花量及破裂（圖1）增多，試驗(yàn)中需要通過人眼觀察捕捉到這一特征。這種火花特征的識(shí)別需要高度的熟練技能，短時(shí)間內(nèi)不易掌握，此外，為了試驗(yàn)更具穩(wěn)定性，要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化識(shí)別。

為此，山陽(yáng)特殊鋼公司和東京理科大學(xué)自2010年開始進(jìn)行共同研究，開發(fā)了拍攝火花、用畫面分析捕捉火花特征從而可識(shí)別鋼材種類的系統(tǒng)。為了進(jìn)行實(shí)用化驗(yàn)證，將裝有鋼材識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)備（圖2）試驗(yàn)性的安裝到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。為了使器材能如人眼一樣捕捉到火花特征，選定了使用高速相機(jī)拍攝火花的條件（拍攝時(shí)間不到1s）。搭載在圖像處理裝置的新的圖像分析程序（專利第5706233號(hào)）改進(jìn)了原來程序的圖像分析精度和速度問題，并為實(shí)現(xiàn)實(shí)用化繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)積累。利用該設(shè)備，可通過圖像分析計(jì)算出火花量和破裂數(shù)，通過評(píng)價(jià)其比例可以以±0.05%誤差識(shí)別鋼材中的碳含量。

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