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缺陷無損檢測的現在與未來

2020-08-26 09:47:38

機器視覺技術使得人們可以利用無損方法進行缺陷檢測分析

缺陷檢測是最常見也最基本的機器視覺功能之一,也是質量管理過程中必不可少的一個環節;利用機器視覺檢測可以使得產品製造人員通過一些無損方法檢測出產品中的汙染、劃傷、裂縫、瑕疵、凹點等一些不可接受的缺陷。但建立一套缺陷檢測體係也並非易事;為了創建一套能夠提供可靠且可重複的檢測體係,產品製造人員通常需要與檢測工程師一起合作對潛在的一些缺陷進行定性與定量分析。

缺陷通常存在的三種情況

在大多數情況下,通過利用一些標準的成像工具就能夠很輕易地檢測出缺陷的存在。

例如,針孔以及某些雜質顆粒通常都是圓形的,在圖像上一般顯示為明亮的像素落在一個黑暗的背景上,或者相反,顯示為黑暗的像素被明亮的背景襯托,非常容易分辨。

稍微複雜一點的情況是缺陷定義並不十分清楚,大小和形狀並不十分明確,但仍然能區別於底層背景部分,這種情況主要包括磨損,或者細長的、對比度較低的線缺陷等;例如產品上的劃痕和裂紋。這些類型的缺陷可能需要用到更加先進的成像檢測工具,如傅裏葉變換等。

複雜的情況則是缺陷在圖像上定義不清楚,大小和形狀非常不明確,沒有識別模式,與底層背景部分難以區分,這種情況主要包括印刷缺陷以及一些存在於隨機介質中的 “雜質”(例如,一小塊塑料混入了傳送帶上正在傳輸的大米中)等。

確定缺陷本質

確定某些潛在缺陷的本質並因此設計一套有效的檢測體係往往具有許多的挑戰與需要考慮的因素

許多產品製造人員對於缺陷的定義及性質非常了解,他們通常能夠提供一些可能構成這些產品缺陷的因素;但是同樣也存在許多技術人員知道產品某處可能存在一個缺陷,但並不知道為什麽會形成這個缺陷。

此外,人們很難區分一些真正的缺陷與一些微小、可以忽略的瑕疵;人們對於構成產品不可忽略與可忽略缺陷的因素缺乏共同的認知;詢問不同的人,你很有可能會獲得不同的答案。甚至有時候,利益相關者之間才會達成關於影響產品質量因素的一致共識。

產品缺陷檢測過程中還有一個非常重要的因素——誤檢率,這可能使得機器視覺係統錯誤的將一個合格產品貼上廢品的標簽。

沒有哪家製造廠商能夠接受誤檢這種事情發生,因為誤檢意味著浪費寶貴的原材料以及製造時間,這些都會大大影響到最終產品的利潤。但幸運的是,在大多數情況下,缺陷檢測的準確率非常高,對於檢測那些定義清晰、輪廓分明的缺陷,現在的技術已經卓卓有餘了。

然而,在那些缺陷輪廓不清晰,甚至沒有模式識別的情況下,製造商們也許要重新考慮一下誤檢率的影響了。

照明是缺陷檢測中一個非常複雜且非常重要的因素,光源的類型、顏色,以及照射角對於檢測結果起著至關重要的作用。

例如在某個應用中,利用機器視覺技術查找一個空瓶中的汙染物,如果光源從前麵照射瓶子,那麽就很難看到瓶中的汙染物,然而,如果可以對體係進行設置使瓶子背光,白光就會穿過瓶子並且所有的髒點都會顯示為黑點,檢測人員就能很容易將該瓶子剔除出來。

創建一套缺陷檢測應用的另一個難題則是如何定義“完美”與“完全失效”。

產品製造商通常都會提供完美版的樣本對象,或者稱之為黃金模板,用以展示一個完美無瑕的產品所應具有的特點。然而,在創建一套缺陷檢測體係時,帶有缺陷的樣本也是極為有用的,在許多工業領域中,出現一個帶有缺陷的製件並不常見,因此很難獲得一係列含有不同缺陷的樣本。

無損檢測


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