簡(jiǎn)述外觀缺陷檢測(cè)，基于機(jī)器視覺技術(shù)的外觀缺陷檢測(cè)詳解
產(chǎn)品外觀是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的因素之一，是否平整有無瑕疵缺陷等不僅影響到產(chǎn)品美觀，有的甚至直接影響產(chǎn)品本身的的使用和后續(xù)加工，給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。
而在檢測(cè)時(shí)，由于產(chǎn)品缺陷種類繁多且干擾因素眾多，例如工業(yè)機(jī)器視覺檢測(cè)常見的外表缺點(diǎn)瑕疵檢測(cè)有劃傷、裂紋、毛刺、披鋒、壓痕、邊緣缺口、外表氧化、臟污等外表缺點(diǎn)，這些都是可以經(jīng)過視覺檢測(cè)設(shè)備來快速、精確的完成工作。
外觀缺陷檢測(cè)原理
機(jī)器視覺檢測(cè)產(chǎn)品的外觀缺陷，利用了光學(xué)原理。當(dāng)光線照射到產(chǎn)品表面時(shí)，各種缺陷缺陷會(huì)受到周圍環(huán)境的反射和折射產(chǎn)生不同的結(jié)果。例如，當(dāng)均勻的光垂直入射到產(chǎn)品表面時(shí)，如果產(chǎn)品表面沒有缺陷，則發(fā)射方向不會(huì)改變，檢測(cè)到的光是均勻的。
當(dāng)產(chǎn)品表面出現(xiàn)缺陷時(shí)，所發(fā)出的光會(huì)發(fā)生變化，所檢測(cè)到的圖像也會(huì)隨之變化。由于缺陷的存在，缺陷周圍會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中和變形，所以在圖像中容易觀察到。如果遇到透明缺陷（如裂紋、氣泡等），光會(huì)在缺陷處發(fā)生折射，光的強(qiáng)度會(huì)大于周圍的光，因此在相機(jī)目標(biāo)表面檢測(cè)到的光會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)。如果遇到光吸收型雜質(zhì)，比如砂粒，那么這個(gè)缺陷位置的光會(huì)變?nèi)酢?/span>
檢測(cè)內(nèi)容主要包括：
1、表面檢測(cè)：污點(diǎn)，劃痕，淺坑，淺瘤，邊緣缺陷，圖案缺陷等。2、尺寸測(cè)量：內(nèi)圈直徑，外圈直徑，偏心度，高度，厚度等。在快速，準(zhǔn)確，有效地分析缺陷類型的基礎(chǔ)上，還克服了人眼的疲勞、準(zhǔn)確性低、效率低等缺點(diǎn)，提高了生產(chǎn)效率和確保了產(chǎn)品質(zhì)量。
外觀缺陷檢測(cè)的難點(diǎn)
外觀缺陷檢測(cè)的難點(diǎn)主要來自于產(chǎn)品本身以及檢測(cè)儀器的選擇，主要有以下幾大類：
1）產(chǎn)品的多樣性，經(jīng)常使外觀檢測(cè)陷入困境；2）產(chǎn)品的外觀缺陷除了常見的劃痕、雜質(zhì)、裂紋等，還有易與背景融于一體的透明膠水輪廓檢測(cè)；3）反光物體通常會(huì)使圖像呈現(xiàn)大面積白斑，無法提取缺陷特征；4）圓弧面缺陷，受弧面的影響導(dǎo)致視野不能做大，如用明視野法，則成像光斑非常小；用暗視野成像則對(duì)于缺陷方向有局限性；5）部分產(chǎn)品表面由于材質(zhì)原因，灰塵、雜質(zhì)與劃痕難以區(qū)分檢測(cè)；6）空心圓柱體內(nèi)壁曲面的缺陷檢測(cè)，經(jīng)常由于景深不足且鏡頭視角受限，無法得到理想的圖像。
除了缺陷檢測(cè)本身固有的難點(diǎn)之外，在機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)中，光源的選擇和使用也是能否精確檢出缺陷的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。光源、相機(jī)、鏡頭的選取與搭配，是技術(shù)人員面對(duì)的一大考驗(yàn)。在選擇光源時(shí)，通常需要如下考慮：
1）針對(duì)不同的檢測(cè)要求，光源可使用常亮模式，也可進(jìn)行多工位頻閃拍照；2）根據(jù)外觀缺陷的形狀或材質(zhì)特性，可選擇明場(chǎng)或暗場(chǎng)照明，同時(shí)光源角度也可按需調(diào)整；3）根據(jù)視野與精度要求，除了選擇不同的相機(jī)與鏡頭組合外，光源的工作距離也尤為重要。
針對(duì)不同類型的外觀缺陷檢測(cè)光源方案
不同的外觀缺陷有著不同的特征，要想達(dá)到一個(gè)好的檢測(cè)效果，需要對(duì)各種光源的原理及應(yīng)用熟稔于心。選擇合適的光源才能更高效地面對(duì)不同缺陷的需求。以下為針對(duì)不同外觀缺陷樣品的常用打光方案。
1）針對(duì)反光且外形不規(guī)則的物體，可使用多角度多光譜光源。多光譜光源從多角度照射，可使物體表面不規(guī)則的區(qū)域展現(xiàn)出不同的成像特性；而反光面與粗糙面對(duì)光的散射效果不同，則可在圖片上投射出不同的灰度信息。通過計(jì)算顏色分布和圖像陰影變化，可準(zhǔn)確突出物體表面的層次信息，方便后期抓取圖像特征。
2）針對(duì)大面積大視野的樣品檢測(cè)，條形光源和背光源是首選光源。大尺寸背光源，通過LED的高密度排列，提供高均勻性與高亮度的照明效果，能突出物體的外形輪廓等特征。而條光的指向性強(qiáng)且光線均勻，通過調(diào)整角度或者多個(gè)條光組合可檢測(cè)較大面積的外觀缺陷。
3）針對(duì)磨砂材質(zhì)的表面缺陷，可使用指向性好的光源。指向性好的光源可以突出材料表面的顆粒感；相比之下，漫射光源則會(huì)使外觀缺陷的成像圖沒有對(duì)比度。
4）針對(duì)部分需要分多次拍照且有速度要求的樣品，需使用高亮光源。多工位多次拍攝成像的外觀檢測(cè)，需使用頻閃拍照系統(tǒng)，且光源體積要小，重量要輕。
