CN107421955A - 一种陶瓷缺陷视觉检测方法 - Google Patents

Abstract

一种陶瓷缺陷视觉检测方法，SVMD以图像为中心的用户界面和拖拽式的交互方式，为用户提供了一种简洁高校的工作流程，简化了系统的复杂度，降低了操作人员的技术要求，系统开发的缺陷检测模块，可覆盖行业内90%以上的缺陷类型，尤其是攻克了一些疑难检测项，使得SVMD在同行业中更有竞争力。SVMD目前被广泛地应用在陶瓷等相关零部件行业。

Description

一种陶瓷缺陷视觉检测方法

技术领域

本发明属于机器视觉图像识别技术领域，具体涉及一种陶瓷缺陷视觉检测方法。

背景技术

在全球加工行业中，中国可谓制造业大国，被称为“世界工厂”。随着全球化竞争的加剧，中国制造业取得了长足的发展。精美的设计、复杂的工艺、严格的质量要求，给加工厂的生产带来巨大的挑战。减少废品的生成，提高质量控制能力，成为加工厂面临的一个重要课题。与此同时，用户对产品指标的要求也越来越高，以下是客户对缺陷检测软件的技术要求：

1）检测产品最大直径22mm，厚度5mm；最小直径15mm；厚度3mm；

2）检测速度>=2个/s；检测精度，厚度，外圆直径，精度要求±0.1mm；

3）检测缺陷内容，主要为有一定深度或者成像后明暗对比明显产品；

4）检测陶瓷表面的黑斑、缺损、脱落、针孔、划痕、开裂、浆点等缺陷。

本发明针对以上检测要求维视图像发明了一种智能视觉检测方法（SVMD）。SVMD支持多相机同时检测，检测速度上远远高于一般的缺陷检测软件，缺陷检测一直都是本行业的攻关难题，但SVMD拥有自主研发的检测算子，采用圆环分区的检测方式，效果上明显优于一般软件。

发明内容

为了解决行业生产检测难题，帮助企业产品拥有更好的品质，更好的竞争力，本发明的目的是提供一种陶瓷缺陷视觉检测方法。本发明可对陶瓷表面的各种缺陷进行识别检测并标记缺陷，便于用户实时查看。

本发明所采用的技术方案如下：

SVMD由表现层、逻辑层和数据层有机构成。表现层主要通过UI的方式提供跟客户交互的接口；逻辑层控制整个系统的业务逻辑，提供表现层与数据层的数据交互，有效组织数据层的各种数据；数据层包括整个系统的各种参数，以及各种检测的数据结果，这些数据通过各种数据结构进行有效管理，给整个系统提供数据支撑。整个软件的智能性体现在对各种不同需求的动态适应上，通过选择不同的检测工具进行组合，实现不同的检测逻辑，加上各种检测数据的动态保存和匹配，最后通过通信工具跟客户进行数据交互，实现陶瓷表面缺陷检测及相关尺寸测测量。

数据层的参数主要有圆环划分、灰度阈值、面积阈值、特殊缺陷参数，具体设置方法如下：圆环参数设置（内环参数设置范围 9~90，外环参数设置范围110~220）→缺陷阈值设置（通过此值来初步提取缺陷，一般设置为 40）→面积阈值设置（在前一步提取的缺陷中通过面积进一步筛选符合要求的缺陷，一般设置为 100）→特殊缺陷阈值设置（如针孔缺陷，此缺陷采用独立算法，一般设置为 10）通过以上步骤即可完成陶瓷缺陷检测参数设置，通过设置的参数可实现陶瓷各类缺陷检测的目的。

本发明操作简单，任何人可快速生成解决方案：

工作过程如下：

1）开启软件，连接相机，设置相机参数；

2）采集模板图像，选取一张合格图像设置为模板；

3）开始制作模板，通过拖拽方将检测元素拖至任务栏；

4）设置检测参数，可参考技术方案；

5）其余 2 个工位，一个是检测陶瓷背面缺陷，可参考陶瓷正面缺陷检测解决方案；另一个是检测陶瓷尺寸测量，检测项稍有不同，流程同前两个工位；

6）检测数据、NG图片可自动保存、快速生成测试报告并可在线打印。

本发明的有益效果为：

1）多工位同时检测；自主研发的检测算子，检测率高；模板保存后续可直接调用，操作方便；检测速度快，检测精度高；检测的缺陷种类多，尤其是突破了行业上无法检测的缺陷类型（浆点）；检测结果保存为Excel格式，用户可以利用Excel强大数据分析功能进行数据统计分析；支持MV-EM相机及国内外各种主流相机的图像采集功能。

2）自主研发的检测算子，采用圆环分区的检测方式，检测效果明显优于同行业软件；多工位同时检测，本系统共设置三个工位，分别检测陶瓷正面、反面缺陷及测量陶瓷相关尺寸。三个工位配合检测可更全面地更高效地完成陶瓷缺陷检测任务。

3）自主研发的检测算子，检测的缺陷种类多，检测精度高。陶瓷缺陷检测算法可实现陶瓷表面黑斑、缺损、脱落、针孔、划痕、开裂、浆点等缺陷检测，检出率高达95%；尺寸测量精度高，对于5mm的陶瓷厚度检测精度可达到±0.01mm，远远超出客户期望值。

4）突破了行业无法检测的缺陷类型（浆点），浆点呈现的颜色灰度值与陶瓷表面的灰度值很接近，轮廓特征亦不明显是一种很难检测的缺陷类型，此缺陷用肉眼都很难分辨，SVMD利用其独特的检测算子结合自主设计的结构光让缺陷的灰度值跟背景灰度值区分开来，从而达到提取检测缺陷的目的。

目前该系统被广泛地应用于陶瓷零部件上下游等相关行业。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为实施例1所用陶瓷表面机器视觉拍摄图像；

图3为实施例1采用本发明方法检测的浆点缺陷结果a；

图4为实施例1采用本发明方法检测的浆点缺陷结果b。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更详细的说明，但是本发明不局限于以下实施例。

本发明核心模块为工具箱，此模块包含软件缺陷检测模块、尺寸测量模块，通过自由组合以上模块，从而实现陶瓷表面缺陷检测及相关尺寸测量功能。

本发明SVMD之检测元素通过拖拽式自由组合后完成三个工位的模板制作，制作好模板后并保存，后期可直接调用模板检测，操作简单，只需简单的拖拽动作即可完成陶瓷表面缺陷检测及相关尺寸测量功能。

SVMD操作流程如下：

1）连接好CCD硬件设备，开启相机Demo，查看图像采集是否正常；

2）开启软件，进入图像采集界面，调节相机参数至图像亮度正常；

3）开始制作模板，将工具箱的缺陷检测模块、尺寸测量模块中的检测算子自由组合拖至任务栏（3个工位的检测任务不一样，故检测算子不一样）

4）制作好模板之后，一键实现连续检测功能，检测结果区会显示统计数据、检测状态、检测时间等；

5）多种通信方式，检测结果可通过IO、RS232、TCP/IP输出并以文档形式保存同时生成结果报表。

实施例1

参照图2~图4，图2为陶瓷表面机器视觉拍摄图像，采用本发明提供的陶瓷缺陷视觉检测方法对陶瓷缺陷进行视觉检测，得到图3、图4结果。其中，图3以调节缺陷阈值、面积阈值参数，采用形状匹配方法，检测的浆点缺陷，图中黑色不规则轮廓线为本发明检测的浆点缺陷结果a；图4以调节缺陷阈值、面积阈值参数，采用二值化方法，检测的浆点缺陷，图中黑色圆点为本发明检测的浆点缺陷结果b。

以上实验结果显示，采用本发明所提供的方法对陶瓷缺陷进行视觉检测，

能够突破行业上难点缺陷的检测（浆点），本方法具有检测缺陷种类多，缺陷识别率高等优点。

Claims (1)

1.一种陶瓷缺陷视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将标准样品放置在检测区域，设置相机参数，采集模板图像，选取一张合格图像设置为模板；

2）开始制作模板，定位、标定，设置检测项和通信方式，保存模板；

3）软件根据圆环划分、灰度阈值参数来自动提取检测区域，通过缺陷面积、缺陷灰度值等筛选符合条件的缺陷；

4）参数具体设置方法可参考技术方案；

5）开始执行检测，软件会实时显示检测结果，针对检测出的缺陷会以红色

标记出来，以便人工查找；

6）检测数据、NG 图片可自动保存、快速生成测试报告并可在线打印。