外觀缺陷檢測(cè)中相機(jī)的選擇取決于多種因素,以下是一些常見(jiàn)的用于外觀缺陷檢測(cè)的相機(jī)類(lèi)型:

(一)工業(yè)相機(jī)

CCD相機(jī)(電荷耦合器件相機(jī))

CCD相機(jī)具有高分辨率、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)。在對(duì)精度要求較高的外觀缺陷檢測(cè)場(chǎng)景中表現(xiàn)出色,例如電子元器件表面微小缺陷的檢測(cè)。它能夠清晰地捕捉圖像細(xì)節(jié),有助于發(fā)現(xiàn)諸如芯片表面的劃痕、焊點(diǎn)的微小瑕疵等缺陷。

CMOS相機(jī)(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體相機(jī))

外觀缺陷檢測(cè)用什么相機(jī);表面缺陷檢測(cè)的幾種方法

CMOS相機(jī)的成本相對(duì)較低,并且在功耗方面具有優(yōu)勢(shì)。其成像速度較快,適合于需要高速檢測(cè)的外觀缺陷檢測(cè)場(chǎng)景,比如在自動(dòng)化生產(chǎn)線上對(duì)快速移動(dòng)的產(chǎn)品進(jìn)行外觀檢測(cè),像飲料瓶身標(biāo)簽的印刷完整性檢測(cè)等。

隨著技術(shù)的發(fā)展,CMOS相機(jī)的分辨率也在不斷提高,能夠滿足許多常規(guī)外觀缺陷檢測(cè)的需求。

(二)線掃相機(jī)

高分辨率線掃相機(jī)

當(dāng)需要檢測(cè)的物體尺寸較大或者需要較高的檢測(cè)精度時(shí),高分辨率線掃相機(jī)是一種很好的選擇。例如在檢測(cè)大幅面的板材表面缺陷時(shí),線掃相機(jī)可以通過(guò)逐行掃描的方式獲取整個(gè)表面的圖像。

它能夠提供連續(xù)的圖像數(shù)據(jù),對(duì)于檢測(cè)細(xì)長(zhǎng)的缺陷,如板材上的長(zhǎng)劃痕等非常有效。

二、表面缺陷檢測(cè)的方法

(一)光學(xué)相關(guān)方法

目視檢查法

這是最基本的檢測(cè)方法,檢測(cè)人員直接用肉眼觀察物體表面的缺陷。這種方法簡(jiǎn)單易行,但受檢測(cè)人員主觀因素影響較大,且對(duì)于微小缺陷或不易察覺(jué)的缺陷可能會(huì)漏檢。適用于對(duì)表面缺陷要求不高、檢測(cè)精度較低的情況,例如一些大型建筑玻璃的初步檢測(cè)。

照明檢測(cè)法

通過(guò)不同的照明方式來(lái)突出物體表面的缺陷。例如采用背光源可以檢測(cè)透明物體內(nèi)部的雜質(zhì)或劃痕;利用多角度照明可以檢測(cè)出物體表面不同方向的劃痕和凹凸不平。在手機(jī)玻璃蓋板的檢測(cè)中,合適的照明方式能夠提高缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

攝像檢測(cè)法

利用攝像機(jī)獲取物體表面的圖像,然后通過(guò)圖像處理算法來(lái)檢測(cè)缺陷??梢允褂闷胀ǖ腃CD或CMOS攝像機(jī),結(jié)合機(jī)器視覺(jué)技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種類(lèi)型表面缺陷的自動(dòng)檢測(cè)。例如在汽車(chē)零部件的外觀檢測(cè)中,攝像檢測(cè)法可以快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出零部件表面的劃痕、凹坑等缺陷。

光學(xué)機(jī)器視覺(jué)缺陷檢測(cè)技術(shù)

將特定的光源照在待測(cè)制造件表面上,利用高清高速攝像機(jī)獲得制造件表面圖像,通過(guò)圖像處理技術(shù),提取圖像特征,再通過(guò)分類(lèi)技術(shù)對(duì)表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)與分類(lèi)。這種方法更多地應(yīng)用于分類(lèi)上,廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)制造件的外觀缺陷檢測(cè)。

激光檢測(cè)法

這種測(cè)量方法是非接觸式檢測(cè)設(shè)備,適用于軋制中的長(zhǎng)材檢測(cè),如圓鋼、方鋼、螺紋鋼、T型鋼等。一般的表面缺陷如劃痕、折疊、凸起、凹坑等均可檢測(cè),以中心分布的檢測(cè)設(shè)施可以實(shí)現(xiàn)全方位的全檢,做到無(wú)盲區(qū)測(cè)量。可以檢測(cè)出局部和周期性的表面缺陷,以及軋制產(chǎn)品的尺寸變化,檢測(cè)缺陷情況為0.5mm及以上的表面缺陷。

光譜共焦檢測(cè)法

以海伯森的HPS – LCF1000為例,這是一款基于光譜共焦原理的非接觸式光學(xué)檢測(cè)傳感器,具有檢測(cè)速度快、成像分辨率高、2D/3D復(fù)合等特點(diǎn),其產(chǎn)品檢測(cè)過(guò)程不受雜光的影響,完全適用于各種電子元器件、玻璃、鋰電、精密工件等任意材質(zhì)物體的在線檢測(cè)。

(二)物理特性相關(guān)方法

超聲波探傷檢測(cè)

根據(jù)聲波在缺陷處發(fā)生波形變化的原理來(lái)檢測(cè)缺陷。聲波在工件內(nèi)的反射狀況就會(huì)顯示在屏幕上,根據(jù)反射波的時(shí)間及形狀來(lái)判斷工業(yè)制造件內(nèi)部缺陷及材料性質(zhì)的方法,常用于各種金屬管道內(nèi)部的缺陷檢測(cè)。雖然主要用于內(nèi)部缺陷檢測(cè),但對(duì)于一些表面下的缺陷也能提供一定的檢測(cè)能力。

紅外線缺陷檢測(cè)

通過(guò)高頻感應(yīng)線圈使制造件表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,在高頻交換感應(yīng)的集膚效應(yīng)作用下,其穿透深度小于1mm,且在表面缺陷區(qū)域的感應(yīng)電流會(huì)導(dǎo)致單位長(zhǎng)度的表面上消耗更多電能,引起制造件局部表面的溫度上升,從而測(cè)得缺陷位置。

漏磁缺陷檢測(cè)

廣泛應(yīng)用于鋼鐵產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè),其檢測(cè)原理是利用磁源對(duì)被測(cè)材料局部磁化,如材料表面存在裂紋或坑點(diǎn)等缺陷,被測(cè)材料局部區(qū)域的磁導(dǎo)率將會(huì)降低,且磁阻增加,磁化場(chǎng)將部分從此區(qū)域外泄,從而形成可檢驗(yàn)的漏磁信號(hào)。

(三)基于算法和模型的方法

location+blob+feature

是一種在表面缺陷檢測(cè)中使用的方法,通過(guò)定位(location)、斑點(diǎn)(blob)分析和特征(feature)提取等操作來(lái)識(shí)別缺陷。這種方法在圖像處理和機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,通過(guò)對(duì)圖像中特定區(qū)域(斑點(diǎn))的分析以及相關(guān)特征的提取,來(lái)判斷是否存在缺陷以及缺陷的類(lèi)型等。

location+differ+feature

同樣基于定位和特征提取,通過(guò)比較(differ)不同區(qū)域或者不同圖像之間的差異來(lái)檢測(cè)缺陷。例如在對(duì)比產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)圖像和實(shí)際檢測(cè)圖像時(shí),通過(guò)分析兩者之間的差異區(qū)域的特征,來(lái)確定表面是否存在缺陷。

frequency domain+spatial domain

結(jié)合頻域(frequency domain)和空域(spatial domain)的分析方法。在頻域中,可以分析圖像的頻率成分,對(duì)于一些周期性的缺陷或者紋理相關(guān)的缺陷檢測(cè)有較好的效果;在空域中,則直接對(duì)圖像的像素空間分布進(jìn)行分析,綜合兩者的信息可以更全面地檢測(cè)表面缺陷。

photometric stereo

光度立體法(photometric stereo)是一種通過(guò)不同光照條件下的圖像來(lái)獲取物體表面形狀和反射特性信息的方法,進(jìn)而檢測(cè)表面的缺陷。通過(guò)在多個(gè)不同方向的光照下拍攝物體的圖像,然后根據(jù)圖像的灰度變化來(lái)計(jì)算物體表面的法向量等信息,從而判斷表面是否存在缺陷以及缺陷的形狀等。

calibration+fitting

通過(guò)校準(zhǔn)(calibration)和擬合(fitting)操作來(lái)檢測(cè)表面缺陷。在校準(zhǔn)過(guò)程中,確定檢測(cè)系統(tǒng)的參數(shù),例如相機(jī)的內(nèi)部和外部參數(shù)等;擬合操作則是將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與預(yù)先定義的模型或者標(biāo)準(zhǔn)形狀進(jìn)行匹配,通過(guò)分析擬合的誤差來(lái)判斷是否存在缺陷。

train model(模型訓(xùn)練法)

利用機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)算法,通過(guò)大量的帶有標(biāo)注(標(biāo)注出是否存在缺陷以及缺陷類(lèi)型等)的圖像數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練模型。訓(xùn)練后的模型可以對(duì)新的圖像進(jìn)行缺陷檢測(cè),這種方法在處理復(fù)雜的外觀缺陷檢測(cè)場(chǎng)景中具有很大的優(yōu)勢(shì),例如對(duì)于一些不規(guī)則形狀、多種類(lèi)型缺陷混合的表面缺陷檢測(cè)場(chǎng)景。