一文解析什么是表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)

先簡(jiǎn)單介紹下表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)吧。

表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)也叫表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)或者表面質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備。

應(yīng)用的領(lǐng)域十分的廣泛，我例舉一下最主要的應(yīng)用領(lǐng)域吧，鋼鐵冶金，有色金屬加工，高精銅板帶，鋁板帶，鋁箔，不銹鋼制造，電子素材，無(wú)紡布，織物，玻璃，紙張，薄膜。

表面檢測(cè)的市場(chǎng)是十分巨大的，簡(jiǎn)單舉個(gè)例子，拿一個(gè)年產(chǎn)量在1000萬(wàn)噸的鋼鐵公司來(lái)說(shuō)，這家公司的可利用表面檢測(cè)設(shè)備的市場(chǎng)大概為1.5~2億人民幣。

為什么要使用表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)呢？

–保證產(chǎn)品質(zhì)量，改善生產(chǎn)工藝，減少人工成本

線掃描表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)主要構(gòu)成：

視覺(jué)采集部主要包括線陣相機(jī)，鏡頭，光源，圖像采集卡。

系統(tǒng)支架部分包括：相機(jī)支架，光源支架，和操作臺(tái)支架。

電氣部分（通信/控制部）包括編碼器，運(yùn)動(dòng)控制卡或者PLC，也有可能會(huì)有馬達(dá)等。

其他：各種電線電纜，CL線啊，電源線啊，各種SMPS啊，照明控制器啊等等。

還有PC。

簡(jiǎn)單介紹下主要配件：

線掃描相機(jī)

一般主流的分辨率為１０２４，２０４８，４０９６，６１４４，８１９２，１２２８８，１６３８４

最重要的是分辨率和相機(jī)的行頻。

說(shuō)到行頻就肯定和接口有關(guān)系了，接口主要有RS接口，ＬＶＤＳ，Ｃｈａｎｎｅｌｌｉｎｋ（這幾種目前幾乎都不用了），目前主流ＧＩＧＥ，Ｃａｍｅｒａｌｉｎｋ（標(biāo)準(zhǔn)），１３９４，還有各種高速接口，HSｌｉｎｋ，ｃｏａｘｌｉｎｋ等等。

主要的區(qū)別就是在數(shù)據(jù)的傳輸量和傳輸距離上（希望有群友搞下這些傳輸線的對(duì)比圖）。

相機(jī)的輸出形式好像在另一帖子也有描述，這里就不多講了。

相機(jī)的觸發(fā)模式主要是內(nèi)觸發(fā)和外觸發(fā)，在表面檢測(cè)應(yīng)用時(shí)幾乎都采用外觸發(fā)，通過(guò)外部編碼器的脈沖控制相機(jī)的掃描頻率。

相機(jī)最大行頻計(jì)算：最大行頻＝ｄａｔａｒａｔｅ／相機(jī)分辨率

舉例說(shuō)明，相機(jī)ｄａｔａｒａｔｅ為8０Ｍｈｚ，像素為４０９６×１那么行頻＝8０M／４０９６＝１9０００行／秒

此相機(jī)最高速度可以采?。保梗埃埃靶忻棵?/p>

ｌｉｎｅｐｅｒｉｏｄ的計(jì)算：１秒／最大ｌｉｎｅｒａｔｅ（１9０００）＝５３ｕｓ

意思是相機(jī)掃描一條線需要大概５３ｕｓ（最大行頻情況下）

關(guān)于相機(jī)視野（FOV）的計(jì)算，這個(gè)在鏡頭選型的帖子中也有體現(xiàn)

視野（FOV）＝像元大小×像元個(gè)數(shù)×WD（工作距離）／FL（鏡頭焦距）

圖像采集卡：我理解的采集卡主要是用來(lái)收集數(shù)據(jù)，控制相機(jī)的，圖像采集卡的最大數(shù)據(jù)采集量要大于相機(jī)的最大ｄａｔａｒａｔｅ．

鏡頭：主要是根據(jù)視野和相機(jī)接口來(lái)選擇，這里不多講了。焦距長(zhǎng)景深就深。接口主要是F和C，ｎｉｋｏｎ和轉(zhuǎn)的。

光源：線掃描光源也有很多種，高頻熒光燈，鹵素?zé)?，疝氣燈，小顆粒密集LED，大顆粒單排LED，小顆粒高亮度LED，激光光源。目前的主流還是LED，比較重要的參數(shù)就是ｌｕｘ和壽命，LED都是高頻的，不用擔(dān)心頻率不夠會(huì)導(dǎo)致取像的每條線亮度不均。

光源的打光方式有很多種，在以前的文章已經(jīng)介紹。打光方式主要和檢測(cè)缺陷的對(duì)象有關(guān)系。缺陷有凹凸的情況出現(xiàn)時(shí)得需要暗場(chǎng)（漫反射），還和被測(cè)產(chǎn)品的透射率有關(guān)，對(duì)于透射率高于８０％的只能有透過(guò)光。

系統(tǒng)支架就不做多介紹了，但是要保證精度。相機(jī)和光源的支架也可以選擇通過(guò)馬達(dá)來(lái)控制。

運(yùn)動(dòng)控制方面：如果上位通信多的情況可以采用PLC，通信少的情況可以使用一般的數(shù)字ｉ／ｏ處理。

PC的選擇，工業(yè)電腦，ｓｅｒｖｅｒ和一般組裝PC，我們現(xiàn)在用一般組裝電腦，因?yàn)樵?a href="http://ttokpm.com/v/tag/1215/" target="_blank">維修的時(shí)候工業(yè)電腦的應(yīng)對(duì)時(shí)間很慢，沒(méi)辦法，使用組裝電腦的話如有配件損壞可以及時(shí)維修。電腦性能的選擇和所處理影像的量和軟件的計(jì)算量有關(guān)系，也不多講了。

編碼器：編碼器通過(guò)采集生產(chǎn)線的速度獲得電子脈沖傳送給采集卡或者直接至相機(jī)，然后相機(jī)通過(guò)脈沖控制掃描量。

一般編碼器采取的信號(hào)是ｌｉｎｅｄｒｉｖｅｒ信號(hào)，一般TTL信號(hào)，如果是多目相機(jī)的話可以使用脈沖分配卡，將獲得的脈沖信號(hào)重新發(fā)給各個(gè)相機(jī)，主要的信號(hào)種類有TTL，ＩＴＴＬ，ＤＩｆｆｅｒｅｎｔｉｏａｌ。

拿光圈編碼器為例，一般安裝在生產(chǎn)線的輥?zhàn)由?，輥?zhàn)記](méi)轉(zhuǎn)一圈，編碼器產(chǎn)生固定的脈沖，然后相機(jī)依靠脈沖取像。

主流的幾家線掃描和采集卡制造商都有控制行頻的功能

如ｅｕｒｅｓｙｓ的ｌｉｎｅｐｉｔｃｈ，ｅｎｃｏｄｅｒｐｉｔｃｈ功能。

ｄａｌｓａ的ｓｈａｆｔｅｎｃｏｄｅｒ功能

ｂａｓｌｅｒ的ｐｒｅｄｉｖｅｒ，ｍｕｌｔｉｐｌｙ，ｐｏｓｔｄｉｖｅｒ功能

都是通過(guò)對(duì)編碼器的脈沖進(jìn)行除法和乘法獲得新的脈沖值控制相機(jī)的掃描頻率。

再就是軟件方面了，這個(gè)也沒(méi)啥講的，每家公司的軟件都不同。

做表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)必須了解的幾個(gè)參數(shù)

１、被測(cè)產(chǎn)品最大生產(chǎn)速度

２、被測(cè)產(chǎn)品寬度

３、需檢測(cè)最小缺陷大小

其他：產(chǎn)品特性（厚度，透光率），生產(chǎn)環(huán)境，安裝位置等

表面檢測(cè)設(shè)備的重要參數(shù)

檢測(cè)率，分類率，便利性，配件壽命。