機(jī)器視覺表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)解決方案

表面缺陷是產(chǎn)品表面局部物理或化學(xué)性質(zhì)不均勻的區(qū)域，如金屬螺絲、軸承、齒輪等精密部件的長寬高、直徑、劃傷、劃痕、缺損、等表面尺寸缺陷。表面缺陷不僅影響產(chǎn)品的美觀和舒適度，而且一般也會(huì)對(duì)其使用性能帶來不良影響，所以生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的表面缺陷檢測(cè)非常重視，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而有效控制產(chǎn)品質(zhì)量，還可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果分析生產(chǎn)工藝中存在的某些問題，從而杜絕或減少缺陷品的產(chǎn)生，同時(shí)防止?jié)撛诘馁Q(mào)易糾份，維護(hù)企業(yè)榮譽(yù)。

1、機(jī)器視覺表面缺陷檢測(cè)

機(jī)器視覺技術(shù)是一種無接觸、無損傷的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化、智能化和精密控制的有效手段，具有安全可靠、光譜響應(yīng)范圍寬、可在惡劣環(huán)境下長時(shí)間工作和生產(chǎn)效率高等突出優(yōu)點(diǎn)。機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)通過適當(dāng)?shù)墓庠春?a href="http://wenjunhu.com/tags/圖像傳感器/" target="_blank">圖像傳感器（CCD攝像機(jī)）獲取產(chǎn)品的表面圖像，利用相應(yīng)的圖像處理算法提取圖像的特征 信息，然后根據(jù)特征 信息進(jìn)行表面缺陷的定位、識(shí)別、分級(jí)等判別和統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、查詢等操作。

2、機(jī)器視覺表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)基本組成

主要包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊、圖像分析模塊、數(shù)據(jù)管理及人機(jī)接口模塊。

圖像獲取模塊由工業(yè)相機(jī)、光學(xué)鏡頭、光源及其夾持裝置等組成，其功能是完成產(chǎn)品表面圖像的采集。在光源的照明下，通過光學(xué)鏡頭將產(chǎn)品表面成像于相機(jī)傳感器上，光信號(hào)先轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)。目前工業(yè)用相機(jī)主要基于CCD或CMOS芯片的相機(jī)。CCD是目前機(jī)器視覺最為常用的圖像傳感器。

機(jī)器視覺光源直接影響到圖像的質(zhì)量，其作用是克服環(huán)境光干擾，保證圖像的穩(wěn)定性，獲得對(duì)比度盡可能高的圖像。目前常用的光源有鹵素?zé)?、熒光燈和發(fā)光二級(jí)管（LED）。LED光源以體積小、功耗低、響應(yīng)速度快、發(fā)光單色性好、可靠性高、光均勻穩(wěn)定、易集成等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。

由光源構(gòu)成的照明系統(tǒng)按其照射方法可分為明場(chǎng)照明與暗場(chǎng)照明、結(jié)構(gòu)光照明與頻閃光照明。明場(chǎng)與暗場(chǎng)主要描述相機(jī)與光源的位置關(guān)系，明場(chǎng)照明指相機(jī)直接接收光源在目標(biāo)上的反射光，一般相機(jī)與光源異側(cè)分布，這種方式便于安裝;暗場(chǎng)照明指相機(jī)間接接收光源在目標(biāo)上的散射光，一般相機(jī)與光源同側(cè)分布，它的優(yōu)點(diǎn)是能獲得高對(duì)比度的圖像。結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測(cè)物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變，解調(diào)出被測(cè)物的三維信息。頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，攝像機(jī)拍攝要求與光源同步。

圖像處理模塊主要涉及圖像去噪、圖像增強(qiáng)與復(fù)原、缺陷的檢測(cè)和目標(biāo)分割。由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、CCD圖像光電轉(zhuǎn)換、傳輸電路及電子元件都會(huì)使圖像產(chǎn)生噪聲，這些噪聲降低了圖像的質(zhì)量從而對(duì)圖像的處理和分析帶來不良影響，所以要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理以去噪。圖像增強(qiáng)目的是針對(duì)給定圖像的應(yīng)用場(chǎng)合，有目的地強(qiáng)調(diào)圖像的整體或局部特性，將原來不清晰的圖像變得清晰或強(qiáng)調(diào)某些感興趣的特征，擴(kuò)大圖像中不同物體特征之間的差別，抑制不感興趣的特征，使之改善圖像質(zhì)量、豐富信息量，加強(qiáng)圖像判讀和識(shí)別效果的圖像處理方法。圖像復(fù)原是通過計(jì)算機(jī)處理，對(duì)質(zhì)量下降的圖像加以重建或復(fù)原的處理過程。圖像復(fù)原很多時(shí)候采用與圖像增強(qiáng)同樣的方法，但圖像增強(qiáng)的結(jié)果還需要下一階段來驗(yàn)證;而圖像復(fù)原試圖利用退化過程的先驗(yàn)知識(shí)，來恢復(fù)已被退化圖像的本來面目，如加性噪聲的消除、運(yùn)動(dòng)模糊的復(fù)原等。圖像分割的目的是把圖像中目標(biāo)區(qū)域分割出來，以便進(jìn)行下一步的處理。

3、表面缺陷檢測(cè)應(yīng)用

應(yīng)用的領(lǐng)域十分的廣泛，主要新能源動(dòng)力電池、PCB電路板、半導(dǎo)體、精密五金部件、電子元器件、食品包裝、醫(yī)藥包裝、紡織輔料等領(lǐng)域。

4、為什么要使用表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)

1、效率高：機(jī)器視覺檢測(cè)速度快，每分鐘能夠?qū)?shù)百個(gè)甚至數(shù)千個(gè)元件進(jìn)行檢測(cè)，而且能夠24小時(shí)不間斷持續(xù)工作。

2、準(zhǔn)確性強(qiáng)：人眼有物理?xiàng)l件的限制，也會(huì)受到主觀性、身體精力等因素的影響，不能保證準(zhǔn)確性。機(jī)器不受主觀控制，只要參數(shù)設(shè)置沒有差異，具有相同配置的多臺(tái)機(jī)器就可以保證相同的精度。

3、總體成本更低：機(jī)器比人工檢測(cè)更有效，從長遠(yuǎn)來說，機(jī)器視覺檢測(cè)的成本更低。

4、信息集成：機(jī)器視覺檢測(cè)可以通過多站測(cè)量方法一次測(cè)量多個(gè)技術(shù)參數(shù)，例如要檢測(cè)的產(chǎn)品的輪廓，尺寸，外觀缺陷和產(chǎn)品高度。

5、數(shù)字化統(tǒng)計(jì)管理：測(cè)量數(shù)據(jù)并在測(cè)量后生成報(bào)告，而無需一個(gè)個(gè)地手動(dòng)添加。

6、可適用于危險(xiǎn)的檢測(cè)環(huán)境：機(jī)器可以在惡劣、危險(xiǎn)的環(huán)境中，以及在人類視覺難以滿足需求的場(chǎng)合很好地完成檢測(cè)工作。

7、不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成接觸損傷：機(jī)器視覺在檢測(cè)工件的過程中，不需要接觸工件，不會(huì)對(duì)工件造成接觸損傷。人工檢測(cè)必須對(duì)工件進(jìn)行接觸檢測(cè)，容易產(chǎn)生接觸損傷。

8、客觀穩(wěn)定：人工檢測(cè)過程中，檢測(cè)結(jié)果會(huì)受到個(gè)人標(biāo)準(zhǔn)、情緒、精力等因素的影響。而機(jī)器嚴(yán)格遵循所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)結(jié)果更加客觀、可靠、穩(wěn)定。

9、避免二次污染：人工操作有時(shí)會(huì)帶來不確定污染源，而污染的工件。

10、維護(hù)簡(jiǎn)單：對(duì)操作者的技術(shù)要求低，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

責(zé)任編輯：tzh