基于電鍍產品表面缺陷檢測系統研究

黃東陽

（南安市質量計量檢測所 福建泉州 362300）

1 引言

電鍍產品的表面缺陷屬于外在缺陷，傳統的表面缺陷檢測方法是基于人工目視逐一檢測方法，通過人眼來判斷工件表面是否存在缺陷。這種方法由于勞動強度大，誤檢率高，極大地限制了生產效率的提高和產品質量的提升。對于細小缺陷或者特征不明顯的缺陷，有的需要在強光照條件下進行檢測，人眼難以識別，并且加劇人的疲勞，同時檢測結果受品管員主觀因素的影響比較大，會帶來不穩定因素。因此研發出快速、準確的電鍍產品表面缺陷自動檢測設備，這對水暖行業的發展具有非常重要的價值和意義。

2 電鍍產品的缺陷類型

電鍍產品表面缺陷是指在精拋光完成后，產品表面仍然存在不符合電鍍品外觀標準要求的缺陷。產品缺陷檢測就是在產品精拋光之后、包裝之前這兩道工序之間進行在線實時的檢測，將有外觀缺陷的產品挑選出來，以方便進行返工或者報廢處理。通常電鍍產品表面存在的缺陷主要有：劃痕、裂紋、沙眼等。

3 電鍍產品表面缺陷自動檢測系統

3.1 機器視覺系統組成

機器視覺系統主要由圖像采集、圖像處理、結果輸出等3部分組成，機器視覺的核心是圖像處理技術，圖像處理技術主要包括圖像預處理技術、感興趣區域提取、圖像閾值化等。

3.2 檢測的主要流程

電鍍產品表面缺陷種類很多，本文主要針對沙眼、劃痕，裂紋等，研究圖像處理算法并實現了對產品缺陷的檢測缺陷識別。先對產品的缺陷進行相應的預處理，去掉非特征的區域，并使圖像的特征表現出來，然后算出特征區域的閾值和設定閾值做比較，確定產品是否合格。

3.2.1 圖像獲取

照明通常有兩種方式：直射和漫射。漫反射時，光在各方向的光照強度一致。直接照射時，光源發出的光集中在很窄的空間范圍內。本文檢測的對象是環形產品電鍍產品表面是鍍鉻層，其表面缺陷可以分成有好幾種，所以為了最大程度的體現出產品表面缺陷輪廓邊緣，選擇合理的光源對于缺陷檢測系統尤為重要。由于缺陷檢測面積小，各種缺陷通常都不太明顯的情況下，采用明場照明方式下，難以得到理想的缺陷圖像，因此本檢測系統采用環形LED燈，暗視場照明方式，環形光與產品表面所成的角度小，這樣被檢測物體的缺陷能被增強圖像顯示更清晰。

3.2.2 閾值分割

采集到的圖像不能全面顯示出電鍍產品表面的信息。為了得到較為完整的產品表面的信息，應對圖像分割。本系統采用最大方差閾值分割法。前景與背景的分割閾值用T表示，則有：

ω1-前景點數占圖像比例，μ1-平均灰度；ω2-背景點數占圖像比例，μ2-平均灰度；μ-總平均灰度

最大方差閾值分割法是一種很實用圖像閾值分割方法。它具有分割準確、運算簡單、速度快等優點對于本文所列舉的劃痕、沙眼，裂紋缺陷的產品，它能夠分割出完整的缺陷信息（如圖1）。

圖1

3.2.3 區域參數計算

得到電鍍產品表面缺陷圖像的輪廓跟蹤圖后，可以計算區域的各種特征參數，即缺陷的形狀特征面積參數，通過缺陷的面積這個缺陷特征量來跟系統設定閾值進行比較，超過閾值則判定不合格。

3.2.4 閾值確定

精度分析，工件規格為D10×4×1（mm）的圓環形工件的圖像占36000個像素，每個像素的實際尺寸為：

本系統通過大量的實驗，最終確定工件規格為D10×4×1（mm）的環形工件缺陷的判斷面積閾值為50像素。

3.2.5 實驗數據

選取10個表面鍍鉻規格D10×4×1（mm）的環形產品，進行檢測。實驗的數據如表1。

4 結束語

實驗結果表明，采用電鍍產品表面缺陷檢測系統，能有效檢測出產品出現的沙眼、劃痕，裂紋等缺陷。為了使系統成功地應用到實際生產中，還需現場因素做具體分析，進而為企業帶來更好的生產效率。

表1