表面缺陷檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用探討

郭萬花

（新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊 830013）

1 前言

在鋁加工的板帶箔生產(chǎn)行業(yè)，隨著制造業(yè)工藝水平提高，客戶對(duì)產(chǎn)品表面的要求越來越苛刻，表面質(zhì)量已成為直接決定產(chǎn)品價(jià)格乃至各企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的重要指標(biāo)。

早期，產(chǎn)品的表面質(zhì)量主要依靠過程控制，即保證加工過程中與產(chǎn)品直接接觸的各設(shè)備部件的完好來得到符合要求的表面質(zhì)量。此外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，避免意外性因素造成損失規(guī)模擴(kuò)大，同時(shí)防止不合格品流出工廠，造成客戶抱怨和賠償，都是采用人工目視檢測(cè)的方法來發(fā)現(xiàn)缺陷。

暗場(chǎng)檢測(cè)

但是，人工檢測(cè)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。表面缺陷檢測(cè)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，使產(chǎn)品表面質(zhì)量的檢測(cè)和控制水平得到了跨越式的提升。

目前，表面缺陷檢測(cè)技術(shù)已廣泛用于鋼鐵、有色金屬、造紙、塑料等行業(yè)。

2 基于視覺技術(shù)的表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)基本原理

表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)以線掃描CCD攝像機(jī)配合紅外光源獲取金屬表面圖像。以計(jì)算機(jī)分析所獲取的圖像，發(fā)現(xiàn)缺陷并對(duì)缺陷進(jìn)行分類。這種方法以機(jī)器視覺檢測(cè)、圖像模式識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)，硬件多采用標(biāo)準(zhǔn)化部件，以軟件為核心，調(diào)整和改進(jìn)很方便，已成為主流的表面缺陷檢測(cè)技術(shù)。

明場(chǎng)檢測(cè)

3 系統(tǒng)硬件描述

一般來說，表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的主要部件包括相機(jī)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理器、光源、相機(jī)工控機(jī)、主機(jī)等。

（1）相機(jī)網(wǎng)絡(luò)

相機(jī)是表面缺陷檢測(cè)設(shè)備的核心部件，用于獲取產(chǎn)品表面圖像。

安裝在生產(chǎn)線上的照相機(jī)向內(nèi)置于主機(jī)柜內(nèi)的工業(yè)計(jì)算機(jī)處理器傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在那里，先進(jìn)的圖像處理和分類運(yùn)算法把數(shù)據(jù)加工成可靠的檢驗(yàn)結(jié)果。

（2）圖像處理器

表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的高性能關(guān)鍵在于圖像處理器。每個(gè)照相機(jī)接一個(gè)圖像處理器，多個(gè)圖像處理器能歸到一個(gè)計(jì)算機(jī)處理。

（3）光源

曝光控制系統(tǒng)可自動(dòng)地根據(jù)不同材料的反光特性調(diào)節(jié)光強(qiáng)度，以保證持續(xù)的灰度值（相機(jī)信號(hào)）等級(jí)，使所有的缺陷都由于與金屬帶間有最大的對(duì)比度而更容易地被檢測(cè)出。

（4）相機(jī)工控機(jī)、主機(jī)

4 系統(tǒng)軟件描述

智能自我學(xué)習(xí)型高級(jí)分類軟件模塊可以完成對(duì)缺陷類型的自動(dòng)分類，智能自我學(xué)習(xí)型先進(jìn)分類軟件首先要通過檢測(cè)期間收集的缺陷樣品來培訓(xùn)。圖像的樣品組合被分析，缺陷的特性或重要的特征自動(dòng)地被分類。在分類學(xué)習(xí)的時(shí)候，系統(tǒng)只提取需要的缺陷特征來分類。算法則被應(yīng)用于相同的缺陷類型的一組圖像，然后使用者為缺陷命一個(gè)名字。一旦一組圖像被命名，未來和過去符合此類特征的缺陷都將會(huì)自動(dòng)歸為此類。

該表面缺陷檢測(cè)設(shè)備具有強(qiáng)大的品質(zhì)管理功能，包括圖象處理、條紋分析、紋理分析、閾值、合適的、多重高限/低限、聚集/合并預(yù)分類、重復(fù)缺點(diǎn)來源分析、子卷報(bào)告、靈活的分切設(shè)置、數(shù)據(jù)顯示。

三維視圖

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5 表面缺陷檢測(cè)技術(shù)在鋁箔生產(chǎn)中的應(yīng)用

在鋁箔的生產(chǎn)過程中，因各種原因會(huì)導(dǎo)致表面出現(xiàn)起皮、孔洞、擦劃傷、黑道等表面缺陷。

起皮

有上述表面缺陷的鋁箔會(huì)對(duì)客戶的使用產(chǎn)生影響，一方面造成客戶投訴或索賠，給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失；另一方面損害了企業(yè)產(chǎn)品的整體質(zhì)量形象，影響企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

擦劃傷

孔洞

黑道

無表面缺陷的鋁箔

我公司安裝在鋁箔生產(chǎn)線上的德國(guó)制造表面缺陷檢測(cè)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)、缺陷位置自動(dòng)標(biāo)識(shí)、缺陷的真實(shí)圖像記錄和詳細(xì)的缺陷信息記錄。該設(shè)備投入使用以來，有效控制了缺陷產(chǎn)品流出工廠，同時(shí)，在生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)分析及品質(zhì)的控制方面起到了良好的作用。利用缺陷檢測(cè)儀的統(tǒng)計(jì)分析功能，我們找到了幾種長(zhǎng)期以來困擾生產(chǎn)的表面缺陷產(chǎn)生的規(guī)律，找到了產(chǎn)生原因，采取相應(yīng)措施基本杜絕了這些表面缺陷的產(chǎn)生。

目前，我國(guó)已經(jīng)成為世界制造大國(guó)，開拓海外市場(chǎng)是我們追求發(fā)展的必然選擇。國(guó)外的鋁加工產(chǎn)品用戶已經(jīng)將生產(chǎn)線是否具有在線連續(xù)檢測(cè)設(shè)備作為供應(yīng)商評(píng)價(jià)的內(nèi)容之一，因此可以預(yù)期，表面缺陷檢測(cè)設(shè)備在鋁加工行業(yè)的應(yīng)用前景將非常廣闊。

6 結(jié)語

表面缺陷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅具有在線缺陷檢測(cè)功能，為現(xiàn)場(chǎng)操作者提供了靈敏、可靠的眼睛，達(dá)到對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量全面控制與管理，而且以其強(qiáng)大的軟件功能滲透到管理的各個(gè)層面，包括生產(chǎn)中的質(zhì)量管理、工藝管理，還關(guān)系到生產(chǎn)計(jì)劃，物流管理，貿(mào)易，設(shè)備維護(hù)等一系列環(huán)節(jié)，使之形成一個(gè)完整嚴(yán)密的網(wǎng)絡(luò)?？梢哉f，表面檢測(cè)系統(tǒng)是質(zhì)量管理的不可或缺的重要工具，未來的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。