(一)檢測(cè)對(duì)象的特性

材質(zhì)特性

如果檢測(cè)對(duì)象是金屬材料,如鋼鐵等,像漏磁檢測(cè)就比較適用。它利用磁源對(duì)被測(cè)材料局部磁化,當(dāng)材料表面存在裂紋或坑點(diǎn)等缺陷時(shí),局部區(qū)域的磁導(dǎo)率降低、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),這種方法廣泛應(yīng)用于鋼鐵產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)。

對(duì)于玻璃等透明且表面要求平滑的材質(zhì),目視檢查法、照明檢測(cè)法、攝像檢測(cè)法、紅外熱像檢測(cè)法、激光檢測(cè)法等較為常用。其中海伯森的HPS – LCF1000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,適用于玻璃表面檢測(cè),具有檢測(cè)速度快、成像分辨率高、2D/3D復(fù)合等特點(diǎn),檢測(cè)過(guò)程不受雜光影響,可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)。

形狀和尺寸

對(duì)于軋制中的長(zhǎng)材,如圓鋼、方鋼、螺紋鋼、T型鋼等,激光檢測(cè)法中的輪廓測(cè)量?jī)x是很好的選擇。它采用四個(gè)圍繞中心均勻分布的激光二維傳感器組成,能對(duì)各個(gè)方位進(jìn)行檢測(cè),實(shí)現(xiàn)全方位的全檢,做到無(wú)盲區(qū)測(cè)量,可檢測(cè)0.5mm及以上的表面缺陷情況,如劃痕、折疊、凸起、凹坑等,并且對(duì)軋材的材質(zhì)、溫度等均無(wú)要求。

如果是形狀不規(guī)則或者小型精密的工件,基于機(jī)器視覺(jué)的檢測(cè)方法可能需要考慮更多的圖像采集角度和分辨率調(diào)整等問(wèn)題,以確保能夠準(zhǔn)確檢測(cè)到缺陷。

(二)檢測(cè)的精度要求

高精度需求

當(dāng)對(duì)檢測(cè)精度要求極高時(shí),機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法結(jié)合高精度的成像設(shè)備和算法可能是較好的選擇。例如在光學(xué)元件的檢測(cè)中,需要精確檢測(cè)到微小的劃痕或者瑕疵,利用高速CCD攝像機(jī)獲取表面圖像,再通過(guò)圖像處理提取圖像特征向量,通過(guò)分類(lèi)器對(duì)表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)與分類(lèi),但這種方法在圖像采集階段受光照條件、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、拍攝角度和距離等因素影響較大,并且噪聲干擾以及被檢測(cè)物體的部分遮擋也會(huì)影響圖像質(zhì)量,從而降低檢測(cè)性能。

相對(duì)較低精度需求

缺陷檢測(cè)方向怎么選擇好表面缺陷檢測(cè)的幾種方法

如果精度要求不是特別高,例如一些建筑材料的初步檢測(cè),目視檢查法或者簡(jiǎn)單的照明檢測(cè)法可能就可以滿足需求。目視檢查法雖然容易受個(gè)人因素影響且可能造成漏檢,但對(duì)于一些明顯的缺陷還是能夠快速識(shí)別的;照明檢測(cè)法通過(guò)特定的照明方式可以凸顯出表面的缺陷,方便進(jìn)行初步的檢查。

(三)檢測(cè)的速度和效率

高速在線檢測(cè)需求

在生產(chǎn)線上需要快速檢測(cè)大量產(chǎn)品時(shí),激光檢測(cè)法具有優(yōu)勢(shì)。它是在線非接觸式檢測(cè)設(shè)備,能夠立即識(shí)別出軋制產(chǎn)品的缺陷,例如在軋制鋼材的生產(chǎn)線上,可以快速檢測(cè)出產(chǎn)品表面的缺陷,支持操作者果斷地辨認(rèn)出瑕疵產(chǎn)品,從而提升生產(chǎn)線的盈利能力。

一些基于機(jī)器視覺(jué)的快速檢測(cè)算法和設(shè)備也能夠滿足高速檢測(cè)的需求,如通過(guò)優(yōu)化圖像采集和處理算法,減少處理時(shí)間,實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)。

檢測(cè)效率要求不高的情況

對(duì)于一些小批量生產(chǎn)或者對(duì)檢測(cè)效率要求不高的產(chǎn)品,可以采用相對(duì)復(fù)雜一些的檢測(cè)方法,如基于機(jī)器視覺(jué)的檢測(cè)方法結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法。這種方法雖然在模型訓(xùn)練和前期準(zhǔn)備工作上可能花費(fèi)較多時(shí)間,但能夠?qū)z測(cè)過(guò)程中所發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行分析、分類(lèi),根據(jù)出現(xiàn)的位置、頻率,對(duì)缺陷的成因進(jìn)行輔助分析,并將結(jié)果反饋給監(jiān)控中心,不過(guò)這種方法在實(shí)際圖像采集過(guò)程中,真實(shí)的缺陷數(shù)據(jù)較少,且表面缺陷種類(lèi)繁多,形式多樣,缺陷特征的提取效率較低,模型對(duì)新產(chǎn)生的缺陷類(lèi)型不能進(jìn)行正確識(shí)別,不足以利用深度學(xué)習(xí)的方法進(jìn)行訓(xùn)練。

(四)檢測(cè)的成本考量

低成本要求

如果成本是主要考慮因素,對(duì)于一些簡(jiǎn)單的檢測(cè)需求,目視檢查法成本最低,只需要人工進(jìn)行觀察即可,但這種方法準(zhǔn)確性較低且效率不高。

在滿足檢測(cè)精度和速度要求的前提下,選擇一些國(guó)產(chǎn)的檢測(cè)設(shè)備或者自行開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的檢測(cè)裝置也可以降低成本。例如國(guó)內(nèi)有些公司在表面缺陷檢測(cè)方面采用人工目測(cè),雖然效率低且誤差大,但成本較低;如果有一定技術(shù)能力,也可以開(kāi)發(fā)一些基于單片機(jī)等簡(jiǎn)單技術(shù)的檢測(cè)設(shè)備,在滿足基本檢測(cè)需求的同時(shí)降低成本。

高成本可接受且追求高精度和可靠性

如果對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性要求極高,并且可以接受較高的成本,那么可以選擇進(jìn)口的先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備或者采用復(fù)雜的檢測(cè)技術(shù)。例如一些高端的基于機(jī)器視覺(jué)的檢測(cè)系統(tǒng),或者采用多種檢測(cè)方法結(jié)合的復(fù)合檢測(cè)系統(tǒng),這些設(shè)備或技術(shù)往往具有更高的精度和穩(wěn)定性,但設(shè)備進(jìn)口成本較高,而且設(shè)備維護(hù)也比較困難。

(五)檢測(cè)環(huán)境的影響

惡劣環(huán)境

在高溫、高濕度或者有強(qiáng)磁場(chǎng)等惡劣環(huán)境下,非接觸式檢測(cè)方法更為合適。例如在高溫的連鑄板坯生產(chǎn)環(huán)境中,紅外線檢測(cè)可以通過(guò)高頻感應(yīng)線圈使連鑄板坯表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,在高頻感應(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,引起連鑄板坯局部表面的溫度上升,從而檢測(cè)出表面缺陷;激光檢測(cè)法對(duì)軋材的材質(zhì)、溫度等均無(wú)要求,也適用于惡劣環(huán)境下的檢測(cè)。

普通環(huán)境

在普通的室內(nèi)環(huán)境或者相對(duì)穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境中,各種檢測(cè)方法都可以根據(jù)其他需求進(jìn)行選擇,如基于機(jī)器視覺(jué)的檢測(cè)方法在普通環(huán)境下可以更好地發(fā)揮其功能,減少環(huán)境因素對(duì)圖像采集和處理的影響。