金屬表面視覺(jué)檢測(cè)光源

本文目錄一覽：

• 1、金屬表面缺陷檢測(cè)方法有哪些?
• 2、目前金屬表面檢測(cè)的主要方法有哪些
• 3、如何選擇工業(yè)相機(jī)的視覺(jué)光源？
• 4、機(jī)器視覺(jué)中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點(diǎn)，以及使用方法
• 5、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)常見(jiàn)的光源有哪些，每種光源適合在什么場(chǎng)合應(yīng)用

金屬表面缺陷檢測(cè)方法有哪些?

1、輪廓測(cè)量?jī)x

輪廓測(cè)量?jī)x采用均布的4只二維激光測(cè)量傳感器測(cè)量軋材截面，4只傳感器包容軋材整個(gè)截面，真正做到無(wú)盲區(qū)測(cè)量。其應(yīng)用范圍可以是任何截面形狀的輪廓，如圓形、方形、螺紋鋼、六角形、軌梁、T型、H型和其他長(zhǎng)材產(chǎn)品。測(cè)量軟件系統(tǒng)根據(jù)各傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)擬合截面形狀，可在軟件界面直觀顯示軋材的截面形狀及關(guān)鍵尺寸。應(yīng)用于軋鋼、有色金屬等的在線(xiàn)表面缺陷監(jiān)測(cè)。

2、漏磁檢測(cè)

漏磁檢測(cè)技術(shù)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，則局部區(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)。

3、紅外線(xiàn)檢測(cè)

紅外線(xiàn)檢測(cè)是通過(guò)高頻感應(yīng)線(xiàn)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。

4、超聲波探傷檢測(cè)

超聲波檢測(cè)是利用聲脈在缺陷處發(fā)生特性變化的原理來(lái)檢測(cè)。聲波在工件內(nèi)的反射狀況就會(huì)顯示在熒光屏上，根據(jù)反射波的時(shí)間及形狀來(lái)判斷工件內(nèi)部缺陷及材料性質(zhì)的方法。超聲波探傷技術(shù)多應(yīng)用于金屬管道內(nèi)部的缺陷檢測(cè)。

5、光學(xué)機(jī)器視覺(jué)智能檢測(cè)

光學(xué)機(jī)器視覺(jué)智能檢測(cè)的基本原理是：一定的光源照在待測(cè)金屬表面上，利用高速CCD攝像機(jī)獲得連鑄板坯表面圖像，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)。

這5種方法均可檢測(cè)軋鋼及金屬表面的缺陷尺寸，輪廓測(cè)量?jī)x更是可在線(xiàn)無(wú)損檢測(cè)軋材表面缺陷的設(shè)備，檢測(cè)精度高，對(duì)軋材的材質(zhì)、溫度等都無(wú)要求，可以說(shuō)是在線(xiàn)金屬缺陷檢測(cè)的重要幫手。

目前金屬表面檢測(cè)的主要方法有哪些

主流金屬制品表面缺陷在線(xiàn)檢測(cè)方法。

一、漏磁檢測(cè)

漏磁檢測(cè)技術(shù)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，則局部區(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)。在材料內(nèi)部的磁力線(xiàn)遇到由缺陷產(chǎn)生的鐵磁體間斷時(shí)，磁力線(xiàn)將會(huì)發(fā)生聚焦或畸變，這一畸變擴(kuò)散到材料本身之外，即形成可檢測(cè)的磁場(chǎng)信號(hào)。采用磁敏元件檢測(cè)漏磁場(chǎng)便可得到有關(guān)缺陷信息。因此，漏磁檢測(cè)以磁敏電子裝置與磁化設(shè)備組成檢測(cè)傳感器，將漏磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)提供給二次儀表。

漏磁檢測(cè)技術(shù)的整個(gè)過(guò)程為：激磁-缺陷產(chǎn)生漏磁場(chǎng)-傳感器獲取信號(hào)-信號(hào)處理-分析判斷。在磁性無(wú)損檢測(cè)中，磁化時(shí)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的第一步，它決定著被測(cè)量對(duì)象(如裂紋)能不能產(chǎn)出足夠的可測(cè)量和可分辨的磁場(chǎng)信號(hào)，同時(shí)也影響著檢測(cè)信號(hào)的性能，故要求增強(qiáng)被測(cè)磁化缺陷的漏磁信號(hào)。被測(cè)構(gòu)件的磁化由磁化器來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要包括磁場(chǎng)源和磁回路等部分。因此，針對(duì)被測(cè)構(gòu)件特點(diǎn)和測(cè)量目的，選擇合適的磁源和設(shè)計(jì)磁回路是磁化器優(yōu)化的關(guān)鍵。

漏磁檢測(cè)金屬表面缺陷的物理基礎(chǔ)使帶有缺陷的鐵磁件在磁場(chǎng)中被磁化后，在缺陷處會(huì)產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，通過(guò)檢測(cè)漏磁場(chǎng)來(lái)辯識(shí)有無(wú)缺陷。因此，研究缺陷漏磁場(chǎng)的特點(diǎn)，確定缺陷的特征，就成為漏磁檢測(cè)理論和技術(shù)的關(guān)鍵。要測(cè)量漏磁場(chǎng)，測(cè)量裝置須具有較高的靈敏度，特別是能測(cè)空間點(diǎn)磁場(chǎng)，還應(yīng)有較大的測(cè)量范圍和頻帶；測(cè)量裝置須具有二維及三維的精確步進(jìn)或調(diào)整能力，以確定傳感器的空間位置；同時(shí)，應(yīng)用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)去除噪聲，確定實(shí)際的漏磁場(chǎng)量。Foerster，Athertion 已成功應(yīng)用霍爾器件檢測(cè)缺陷，霍爾器件可在z—Y二維空間步進(jìn)的最小間隔分別為2μm和0.1μm。

漏磁檢測(cè)不僅能檢測(cè)表面缺陷，且能檢測(cè)內(nèi)部微小缺陷；可檢測(cè)到5X10mm。的微小缺陷；造價(jià)較低廉。其缺點(diǎn)是，只能用于金屬材料的檢測(cè)，無(wú)法識(shí)別缺陷種類(lèi)。目前，漏磁檢測(cè)在低溫金屬材料缺陷檢測(cè)方面已進(jìn)入實(shí)用階段。如日本川崎公司千葉廠于1993年開(kāi)發(fā)出在線(xiàn)非金屬夾雜物檢測(cè)裝置；日本NKK公司福岡廠于同年研制出一種超高靈敏度的磁敏傳感器，用于檢測(cè)鋼板表面缺陷。

二、紅外線(xiàn)檢測(cè)與技術(shù)

紅外線(xiàn)檢測(cè)是通過(guò)高頻感應(yīng)線(xiàn)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1 mm，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。該升溫取決于缺陷的平均深度、線(xiàn)圈工作頻率、特定輸入電能，以及被檢鋼坯電性能、熱性能、感應(yīng)線(xiàn)圈寬度和鋼運(yùn)動(dòng)速度等因素。當(dāng)其它各種因素在一定范圍內(nèi)保持恒定時(shí)，就可通過(guò)檢測(cè)局部溫升值來(lái)計(jì)算缺陷深度，而局部溫升值可通過(guò)紅外線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)加以檢定。利用該技術(shù)，挪威Elkem公司于1990年研制出Ther—mOMatic連鑄鋼坯自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，日本茨城大學(xué)工學(xué)部的岡本芳三等在檢測(cè)板坯試件表面裂紋和微小針孔的實(shí)驗(yàn)研究中也利用此法得到較滿(mǎn)意的結(jié)果。

三、超聲波探傷技術(shù)

超聲波檢測(cè)是利用聲脈在缺陷處發(fā)生特性變化的原理來(lái)檢測(cè)。接觸法是探頭與工件表面之間經(jīng)一層薄的起傳遞超聲波能量作用的耦合劑直接接觸。為避免空氣層產(chǎn)生強(qiáng)烈反射，在探測(cè)時(shí)須將接觸層間的空氣排除干凈，使聲波入射工件，操作方便，但其對(duì)被測(cè)工件的表面光潔度要求較高。液浸法是將探頭與工件全部浸入于液體或探頭與工件之間，局部以充液體進(jìn)行探傷的方法。脈沖反射法是當(dāng)脈沖超聲波入射至被測(cè)工件后，聲波在工件內(nèi)的反射狀況就會(huì)顯示在熒光屏上，根據(jù)反射波的時(shí)間及形狀來(lái)判斷工件內(nèi)部缺陷及材料性質(zhì)的方法。目前，超聲波探傷技術(shù)已成功應(yīng)用于金屬管道內(nèi)部的缺陷檢測(cè)。

四、光學(xué)檢測(cè)法

機(jī)器視覺(jué)是以圖像處理理論為核心，屬于人工智能范疇的一個(gè)領(lǐng)域，它是以數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的信息處理科學(xué)的重要分支，廣泛應(yīng)用于各種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中?；跈C(jī)器視覺(jué)的連鑄板坯表面缺陷檢測(cè)方法的基本原理是：一定的光源照在待測(cè)金屬表面上，利用高速CCD攝像機(jī)獲得連鑄板坯表面圖像，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)。20世紀(jì)70年代中期，El本Jil崎公司就開(kāi)始研制鍍錫板在線(xiàn)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)裝置 。1988年，美國(guó)Sick光電子公司也成功地研制出平行激光掃描檢測(cè)裝置，用以在線(xiàn)檢測(cè)金屬表面缺陷。基于機(jī)器視覺(jué)的表面在線(xiàn)檢測(cè)與分類(lèi)器設(shè)計(jì)的研究工作目前在國(guó)內(nèi)尚處于起步階段。1990年，華中理工大學(xué)采用激光掃描方法測(cè)量冷軋鋼板寬度和檢測(cè)孔洞缺陷，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的信號(hào)處理電路；1995年又研制出冷軋連鑄板坯表面軋洞、重皮和邊裂等缺陷檢測(cè)和最小帶寬測(cè)量的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。1996年，寶鋼與原航天部二院聯(lián)合研制出冷軋連鑄板坯表面缺陷的在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，并進(jìn)行了大量的在線(xiàn)試驗(yàn)研究。近年來(lái)，北京科技大學(xué)、華中科技大學(xué)等也研制出較為實(shí)用化的在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)。

從檢測(cè)技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看，基于機(jī)器視覺(jué)的鋼表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)面臨困境：①要求檢測(cè)到的缺陷的幾何尺寸越來(lái)越小，有的甚至小于0.1 mm；② 檢測(cè)對(duì)象可能處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，導(dǎo)致采集的圖像抖動(dòng)較大；③現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較惡劣，往往受煙塵、油污、溫度高等因素的影響，引起缺陷圖像信噪比下降；④表面缺陷的多樣性(如冷軋連鑄板坯表面可達(dá)100多種)，不同缺陷之間的光學(xué)特性、電磁特性不同；有的缺陷之間的差異不明顯。因此，基于機(jī)器視覺(jué)的連鑄板坯表面缺陷分類(lèi)器要求具有收斂速度快、魯棒性好、自學(xué)習(xí)功能等特點(diǎn)。

如何選擇工業(yè)相機(jī)的視覺(jué)光源？

信熙緣科技為您解答， 首先我們來(lái)解答一下光源的作用與要求——

以配合DALSA工業(yè)相機(jī)使用的光源來(lái)介紹。

光源的作用和要求：

1-在機(jī)器視覺(jué)中的作用

@照亮目標(biāo)，提高亮度

@形成有利于圖像處理的效果

@克服環(huán)境光照影響，保證圖像穩(wěn)定性

@用作測(cè)量的工具或參照

2-良好的光場(chǎng)設(shè)計(jì)要求

@對(duì)比度明顯，目標(biāo)與背景的邊界清晰

@背景盡量淡化而且均勻，不干擾圖像處理

@與顏色有關(guān)的還需要顏色真實(shí)，亮度適中，不過(guò)曝或欠曝

機(jī)器視覺(jué)中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點(diǎn)，以及使用方法

1、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計(jì)，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應(yīng)用領(lǐng)域:系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測(cè)，芯片和硅晶片的破損檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識(shí)別。

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺(tái)。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿(mǎn)足不同被測(cè)物多色要求。應(yīng)用領(lǐng)域:機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，電子元件、IC的外型檢測(cè)，膠片污點(diǎn)檢測(cè)，透明物體劃痕檢測(cè)等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測(cè)物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。應(yīng)用領(lǐng)域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測(cè)，LCD面板檢測(cè)等。

4、環(huán)形光源

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間；解決對(duì)角照射陰影問(wèn)題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線(xiàn)均勻擴(kuò)散。應(yīng)用領(lǐng)域:PCB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測(cè)，集成電路印字檢查

5、AOI專(zhuān)用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；應(yīng)用領(lǐng)域:用于電路板焊錫檢測(cè)。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線(xiàn)，使整個(gè)圖像的照度十分均勻。應(yīng)用領(lǐng)域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測(cè)，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測(cè)。

7、線(xiàn)形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線(xiàn)連續(xù)檢測(cè)場(chǎng)合。應(yīng)用領(lǐng)域:陣相機(jī)照明專(zhuān)用，AOI專(zhuān)用。

8、點(diǎn)光源

大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲?，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應(yīng)用領(lǐng)域:適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測(cè)物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。應(yīng)用案例:CB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對(duì)位光源

對(duì)位速度快；視場(chǎng)大；精度高；體積小，便于檢測(cè)集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。應(yīng)用領(lǐng)域:VA系列光源是全自動(dòng)電路板印刷機(jī)對(duì)位的專(zhuān)用光源。

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機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)常見(jiàn)的光源有哪些，每種光源適合在什么場(chǎng)合應(yīng)用

1、環(huán)形光源

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間；解決對(duì)角照射陰影問(wèn)題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線(xiàn)均勻擴(kuò)散。應(yīng)用領(lǐng)域:PCB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測(cè)，集成電路印字檢查

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺(tái)。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿(mǎn)足不同被測(cè)物多色要求。應(yīng)用領(lǐng)域:機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，電子元件、IC的外型檢測(cè)，膠片污點(diǎn)檢測(cè)，透明物體劃痕檢測(cè)等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測(cè)物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。應(yīng)用領(lǐng)域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測(cè)，LCD面板檢測(cè)等。

4、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計(jì)，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應(yīng)用領(lǐng)域:系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測(cè)，芯片和硅晶片的破損檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識(shí)別。

5、AOI專(zhuān)用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；應(yīng)用領(lǐng)域:用于電路板焊錫檢測(cè)。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線(xiàn)，使整個(gè)圖像的照度十分均勻。應(yīng)用領(lǐng)域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測(cè)，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測(cè)。

7、線(xiàn)形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線(xiàn)連續(xù)檢測(cè)場(chǎng)合。應(yīng)用領(lǐng)域:陣相機(jī)照明專(zhuān)用，AOI專(zhuān)用。

8、點(diǎn)光源

大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲罚绕溥m合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應(yīng)用領(lǐng)域:適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測(cè)物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。應(yīng)用案例:CB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對(duì)位光源

對(duì)位速度快；視場(chǎng)大；精度高；體積小，便于檢測(cè)集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。應(yīng)用領(lǐng)域:VA系列光源是全自動(dòng)電路板印刷機(jī)對(duì)位的專(zhuān)用光源。

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