機器視覺表面缺陷檢測系統(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，而且一般也會對其使用性能帶來不良影響，所以生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品的表面缺陷檢測非常重視，以便及時發(fā)現(xiàn)，從而有效控制產(chǎn)品質(zhì)量，還可以根據(jù)檢測結(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，同時防止?jié)撛诘馁Q(mào)易糾份，維護企業(yè)榮譽。

1、機器視覺表面缺陷檢測

機器視覺技術(shù)是一種無接觸、無損傷的自動檢測技術(shù)，是實現(xiàn)設(shè)備自動化、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)境下長時間工作和生產(chǎn)效率高等突出優(yōu)點。機器視覺檢測系統(tǒng)通過適當?shù)墓庠春?a href="http://www.ttokpm.com/tags/圖像傳感器/" target="_blank">圖像傳感器（CCD攝像機）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 信息進行表面缺陷的定位、識別、分級等判別和統(tǒng)計、存儲、查詢等操作。

2、機器視覺表面缺陷檢測系統(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)管理及人機接口模塊。

圖像獲取模塊由工業(yè)相機、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)品表面成像于相機傳感器上，光信號先轉(zhuǎn)換成電信號，進而轉(zhuǎn)換成計算機能處理的數(shù)字信號。目前工業(yè)用相機主要基于CCD或CMOS芯片的相機。CCD是目前機器視覺最為常用的圖像傳感器。

機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照明與暗場照明、結(jié)構(gòu)光照明與頻閃光照明。明場與暗場主要描述相機與光源的位置關(guān)系，明場照明指相機直接接收光源在目標上的反射光，一般相機與光源異側(cè)分布，這種方式便于安裝;暗場照明指相機間接接收光源在目標上的散射光，一般相機與光源同側(cè)分布，它的優(yōu)點是能獲得高對比度的圖像。結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變，解調(diào)出被測物的三維信息。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、圖像增強與復(fù)原、缺陷的檢測和目標分割。由于現(xiàn)場環(huán)境、CCD圖像光電轉(zhuǎn)換、傳輸電路及電子元件都會使圖像產(chǎn)生噪聲，這些噪聲降低了圖像的質(zhì)量從而對圖像的處理和分析帶來不良影響，所以要對圖像進行預(yù)處理以去噪。圖像增強目的是針對給定圖像的應(yīng)用場合，有目的地強調(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調(diào)某些感興趣的特征，擴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，加強圖像判讀和識別效果的圖像處理方法。圖像復(fù)原是通過計算機處理，對質(zhì)量下降的圖像加以重建或復(fù)原的處理過程。圖像復(fù)原很多時候采用與圖像增強同樣的方法，但圖像增強的結(jié)果還需要下一階段來驗證;而圖像復(fù)原試圖利用退化過程的先驗知識，來恢復(fù)已被退化圖像的本來面目，如加性噪聲的消除、運動模糊的復(fù)原等。圖像分割的目的是把圖像中目標區(qū)域分割出來，以便進行下一步的處理。

3、表面缺陷檢測應(yīng)用

應(yīng)用的領(lǐng)域十分的廣泛，主要新能源動力電池、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系統(tǒng)

1、效率高：機器視覺檢測速度快，每分鐘能夠?qū)?shù)百個甚至數(shù)千個元件進行檢測，而且能夠24小時不間斷持續(xù)工作。

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

3、總體成本更低：機器比人工檢測更有效，從長遠來說，機器視覺檢測的成本更低。

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

5、數(shù)字化統(tǒng)計管理：測量數(shù)據(jù)并在測量后生成報告，而無需一個個地手動添加。

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

7、不會對產(chǎn)品造成接觸損傷：機器視覺在檢測工件的過程中，不需要接觸工件，不會對工件造成接觸損傷。人工檢測必須對工件進行接觸檢測，容易產(chǎn)生接觸損傷。

8、客觀穩(wěn)定：人工檢測過程中，檢測結(jié)果會受到個人標準、情緒、精力等因素的影響。而機器嚴格遵循所設(shè)定的標準，檢測結(jié)果更加客觀、可靠、穩(wěn)定。

9、避免二次污染：人工操作有時會帶來不確定污染源，而污染的工件。

10、維護簡單：對操作者的技術(shù)要求低，使用壽命長等優(yōu)點。

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