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)品價格乃至各企業(yè)競爭的重要指標(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的方法來發(fā)現(xiàn)缺陷。

暗場檢測

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

目前，表面缺陷檢測技術(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)的表面缺陷檢測系統(tǒng)基本原理

表面缺陷檢測系統(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)缺陷并對缺陷進(jìn)行分類。這種方法以機(jī)器視覺檢測、圖像模式識別技術(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技術(shù)。

明場檢測

3 系統(tǒng)硬件描述

一般來說，表面缺陷檢測系統(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

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

（3）光源

曝光控制系統(tǒng)可自動地根據(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）等級，使所有的缺陷都由于與金屬帶間有最大的對比度而更容易地被檢測出。

（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)型高級分類軟件模塊可以完成對缺陷類型的自動分類，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地被分類。在分類學(xué)習(xí)的時候，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自動歸為此類。

該表面缺陷檢測設(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對客戶的使用產(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)線上的德國制造表面缺陷檢測設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)在線檢測、缺陷位置自動標(biāo)識、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，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。利用缺陷檢測儀的統(tǒng)計(jì)分析功能，我們找到了幾種長期以來困擾生產(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，我國已經(jīng)成為世界制造大國，開拓海外市場是我們追求發(fā)展的必然選擇。國外的鋁加工產(chǎn)品用戶已經(jīng)將生產(chǎn)線是否具有在線連續(xù)檢測設(shè)備作為供應(yīng)商評價的內(nèi)容之一，因此可以預(yù)期，表面缺陷檢測設(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)測系統(tǒng)不僅具有在線缺陷檢測功能，為現(xiàn)場操作者提供了靈敏、可靠的眼睛，達(dá)到對產(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)，使之形成一個完整嚴(yán)密的網(wǎng)絡(luò)。可以說，表面檢測系統(tǒng)是質(zhì)量管理的不可或缺的重要工具，未來的應(yīng)用將會更加廣泛。