基于电镀产品表面缺陷检测系统研究

黄东阳

（南安市质量计量检测所 福建泉州 362300）

1 引言

电镀产品的表面缺陷属于外在缺陷，传统的表面缺陷检测方法是基于人工目视逐一检测方法，通过人眼来判断工件表面是否存在缺陷。这种方法由于劳动强度大，误检率高，极大地限制了生产效率的提高和产品质量的提升。对于细小缺陷或者特征不明显的缺陷，有的需要在强光照条件下进行检测，人眼难以识别，并且加剧人的疲劳，同时检测结果受品管员主观因素的影响比较大，会带来不稳定因素。因此研发出快速、准确的电镀产品表面缺陷自动检测设备，这对水暖行业的发展具有非常重要的价值和意义。

2 电镀产品的缺陷类型

电镀产品表面缺陷是指在精抛光完成后，产品表面仍然存在不符合电镀品外观标准要求的缺陷。产品缺陷检测就是在产品精抛光之后、包装之前这两道工序之间进行在线实时的检测，将有外观缺陷的产品挑选出来，以方便进行返工或者报废处理。通常电镀产品表面存在的缺陷主要有：划痕、裂纹、沙眼等。

3 电镀产品表面缺陷自动检测系统

3.1 机器视觉系统组成

机器视觉系统主要由图像采集、图像处理、结果输出等3部分组成，机器视觉的核心是图像处理技术，图像处理技术主要包括图像预处理技术、感兴趣区域提取、图像阈值化等。

3.2 检测的主要流程

电镀产品表面缺陷种类很多，本文主要针对沙眼、划痕，裂纹等，研究图像处理算法并实现了对产品缺陷的检测缺陷识别。先对产品的缺陷进行相应的预处理，去掉非特征的区域，并使图像的特征表现出来，然后算出特征区域的阈值和设定阈值做比较，确定产品是否合格。

3.2.1 图像获取

照明通常有两种方式：直射和漫射。漫反射时，光在各方向的光照强度一致。直接照射时，光源发出的光集中在很窄的空间范围内。本文检测的对象是环形产品电镀产品表面是镀铬层，其表面缺陷可以分成有好几种，所以为了最大程度的体现出产品表面缺陷轮廓边缘，选择合理的光源对于缺陷检测系统尤为重要。由于缺陷检测面积小，各种缺陷通常都不太明显的情况下，采用明场照明方式下，难以得到理想的缺陷图像，因此本检测系统采用环形LED灯，暗视场照明方式，环形光与产品表面所成的角度小，这样被检测物体的缺陷能被增强图像显示更清晰。

3.2.2 阈值分割

采集到的图像不能全面显示出电镀产品表面的信息。为了得到较为完整的产品表面的信息，应对图像分割。本系统采用最大方差阈值分割法。前景与背景的分割阈值用T表示，则有：

ω1-前景点数占图像比例，μ1-平均灰度；ω2-背景点数占图像比例，μ2-平均灰度；μ-总平均灰度

最大方差阈值分割法是一种很实用图像阈值分割方法。它具有分割准确、运算简单、速度快等优点对于本文所列举的划痕、沙眼，裂纹缺陷的产品，它能够分割出完整的缺陷信息（如图1）。

图1

3.2.3 区域参数计算

得到电镀产品表面缺陷图像的轮廓跟踪图后，可以计算区域的各种特征参数，即缺陷的形状特征面积参数，通过缺陷的面积这个缺陷特征量来跟系统设定阈值进行比较，超过阈值则判定不合格。

3.2.4 阈值确定

精度分析，工件规格为D10×4×1（mm）的圆环形工件的图像占36000个像素，每个像素的实际尺寸为：

本系统通过大量的实验，最终确定工件规格为D10×4×1（mm）的环形工件缺陷的判断面积阈值为50像素。

3.2.5 实验数据

选取10个表面镀铬规格D10×4×1（mm）的环形产品，进行检测。实验的数据如表1。

4 结束语

实验结果表明，采用电镀产品表面缺陷检测系统，能有效检测出产品出现的沙眼、划痕，裂纹等缺陷。为了使系统成功地应用到实际生产中，还需现场因素做具体分析，进而为企业带来更好的生产效率。

表1