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外观检测基础 视觉异物缺陷检测的原理与优化设置

时间:2020-08-20 17:41 点击次数:
 

  外观检测是为了检测零件和产品表面的异物、划痕和缺陷。一般而言,下列检测内容属于外观检测的范围。

  1、食品容器上的异物:异物检验

  2、纺织布上污垢:污垢检测

  3、金属/树脂零件上的划痕:划痕检测

  4、树脂/橡胶成型过程中出现的切屑和毛刺:缺陷检测

  5、检测有无发光的LED:缺陷检测

  按照惯例,外观检测是视觉检测。然而,近年来,随着工厂自动化(FA)的出现,图像处理系统应运而生。这一部分介绍了外观检测的基本原理。

  表面缺陷检测软件背后的原则

  一、外观缺陷视觉检测

  视觉系统检测来自CCD图像传感器的强度数据的变化作为污迹或边缘。然而,处理每个像素需要花费大量的时间,而噪声可能会影响检测结果。因此,视觉系统使用由几个像素组成的小区域的平均强度。在RV-X系列中,这个小区域被称为“片段”,并比较这些片段的平均强度来检测污点。

  将一段(4像素x4像素)的平均强度与周围区域的强度进行比较。在上面的例子中,在红色段中检测到污迹。

  二、染色检测软件的算法(分段比较和计算方法)

  这一部分解释了在CV-X系列上配备的染色检测软件的算法。

  ▲缺陷检测原理(当检测方向指定为X时)

  1、染色检测软件测量指定区域(分段)的平均强度,并将其移动1/4的面积为一段大小。

  2、它确定了4个部分的较大强度和较小强度之间的差异,包括一个标准部分(下图中为1.95)。这种差异被认为是标准片段的染色水平。

  3、当染色水平超过目前的阈值时,标准部分被计算为染色。在测量区域内超过预设阈值的次数称为“污渍区”。该过程重复在测量区域内不断地移动标准段。

  在随后的处理中,步骤(1)到(3)被重复,而目标段被区域内的旅行范围移动。

  ▲当X和Y方向指定为检测方向时

  以标准段为参考,计算了16个段在X方向和Y方向上的较大强度和较小强度的差值。

  通过比较16个节段,而不仅仅是X方向的4个节段,可以检测出较小和更微妙的强度变化(斑)。

  三、污渍检测软件原理概述

  污渍检测软件是一种检测密度变化点的软件,与周围每一个称为“分段”的小单位相比,密度变化点是划痕和污垢。通过对每一段进行处理,可以在降低噪声影响的同时实现高速,并与传统上难以检测到的多个候选段、“小划痕”和“薄污点”等进行比较。

  缺陷检测软件的优化设置

  一、线段尺寸

  本节解释如何适当设置污渍检测软件。通过调整片段大小,可以优化检测灵敏度和处理时间。

  右边的图表显示了染色水平和处理时间的变化,根据片段大小(使用盈泰德i的RV-X系列)。

  当区段大小与目标尺寸几乎相同时,染色水平达到较大值。这意味着可以通过调整片段大小来优化检测灵敏度和处理时间。

  较佳片段大小=染色大小(Mm)×No。Y方向的像素/Y方向的视场(Mm)

  (前)当染色尺寸为2mm2,视场为120 mm2,并使用24万像素相机(Y方向480像素)时,

  2×480χ120=分段大小8

  二、基于图像的分段移位/间隙调整

  染色检测软件参数,分段移位和间隙调整,确定区段位移的数量,以进行强度比较。通过调整这些参数,可以发现具有不同特征的小缺陷和细微污渍。

  为了检测小缺陷,有必要通过将分段偏移和间隙调整设置为小值来精细地比较分段强度。另一方面,为了检测细微的斑点,有必要通过将这两个参数设置为大值来广泛地比较片段强度。这样,与缺陷或污点类型相对应的适当设置将导致稳定的检测。

  1、染色方式优化设置综述

  调整区段尺寸和行程/比较间隔设置,可以对目标进行检测。您可以通过调整区段大小来确保较佳设置,使其与污渍/缺陷的大小相同;并根据污迹/缺陷的大小和阴影级别确定行程范围和比较间隔。

  2、圆形工件的染色检测

  许多种类的圆形工件,如PET瓶,轴承或O形环需要一个圆形区域进行视觉检测。

  当RV-X系列正在搜索一个圆形区域时,程序正在执行极坐标转换.为了检测污迹,它将一个圆形窗口(检测段)转换成矩形,并比较了圆周方向和径向的强度。

  三、污渍检测软件的前处理过滤器。

  减法滤光片:当打印时应忽略只检测污渍。

  如果只是在没有参考的情况下测量强度变化,就不可能区分污渍和适当的印刷。打印的对比度比污点更大,随后被检测为缺陷。

  在预处理中,对合适的图像进行配准,然后用减法滤波器与当前图像进行比较。然后,在256个水平上比较滤波图像的平均强度。这样就可以用复杂的印刷技术对工件进行染色检测。

  四、实时减法滤波器。

  实时减法滤波器通过使用扩展和收缩滤波器来区分原始图像和图像,只提取小的缺陷。使用此过滤器,您不必指定检测区域或调整目标的位移(有利于复杂形状)。您可以通过添加一个简单的设置调整来检测形状复杂的目标。

实时减法滤波器原理

  视觉外观缺陷检测了解。

  请注意以下3点,以便较好使用污渍检测软件:

  1、将区段大小调整为染色大小。

  2、根据染色大小或强度设置分段移位/间隙调整

  3、根据工件情况使用预处理过滤器。

  然而,清晰的图像无疑是充分利用视觉系统特征的重要因素。

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