薄膜表面缺陷在線檢測系統

產品簡介

薄膜表面缺陷檢測系統用于檢測各類薄膜在生產過程中表面出現的黑點、蚊蟲、孔洞、晶點、劃傷等常見缺陷,系統可以在生產過程中及時的發現產品表面出現的疵點信息，時時反映生產線表面的缺陷信息，*取代人眼進行表面檢測。大大的節省了生產成本，提高了產品質量。

系統功能主要包括：

①  表面缺陷圖像的快速截取；

②  疵點的位置(缺陷地圖的具體位置分布)；

③  發現瑕疵后的聲光報警；

④  瑕疵自動分類(根據客戶對缺陷的要求來分類)；

⑤  瑕疵統計和報表自動生成；

        ⑥  在缺陷產品的邊緣進行貼標定位（可選）；

檢測要求

◆檢測對象：復合薄膜；

◆缺陷類型：黑點、毛發、污點等缺陷；

◆檢測速度：15m/min ；

◆檢測寬度：1800mm；

◆檢測精度：0.2mm*0.2mm；

◆檢測表面：正反面雙面檢測；

◆處理辦法：聲光報警、打標（可選）；

主要檢測難點分析

常規的薄膜檢測，在表面沒有干擾、安裝空間足夠的情況下，不存在太多的難點。但本項目存在以下技術難點：

1、印刷文字對檢測的干擾。被檢材料上可能印刷有文字，這些圖案和文字在*生產中，可能會換版，印刷其它內容。由于文字具與黑點混淆，因此檢測系統需要排除印刷文字對檢測的干擾。

2、可變卷徑輥上的檢測。反面檢測，只能安裝在收卷輥上，而收卷輥卷徑會發生變化。因此檢測系統要應對一個移動的檢測面。

排除印刷文字對檢測的干擾

提供的被檢材料樣品上印刷有圖案和文字，這種圖案和文字會干擾檢測，我們提供兩種方案供選擇。

方案一：排除文字區域

下圖是使用圖像匹配法分析出的文字區域，紅色區域內為軟件分割出的不檢區域。

圖像匹配可準確定位文字區域，但為消除文字邊緣的誤報，需要對文字區域適當膨脹，即將文字邊緣的區域加以排除。這樣會擴大不檢區域的面積。

存在問題：

1.出現文字的部分以及文字邊緣的部分如果存在缺陷，那么系統就不會檢測出匹配區域的缺陷，從而形成漏檢；

   2.由于材料表面的文字較多，在加上圖像匹配使得文字的邊緣也涵蓋在內，使得被系統濾除掉的面積，占據了整個檢測面積的15%左右，加之為防止誤檢，需要對文字區域進行膨脹，進一步擴大了不檢測區域的范圍。據實測，印有“BYE-BYE”文字的樣品，不檢測區域的面積約為總面積的20%。

   3.如果印刷文字區域擴大，不檢測區域的面積將擴大。

   4.如果印刷的圖案發生變化，需要人工調整圖像匹配模板。

方案二：光譜濾波法濾除文字區域

光譜濾波法可以濾除特定波段的光線，根據樣品選擇特定的光譜濾波器，實驗表明此方法可準確、濾除確除文字，但不影響其它缺陷的檢測

濾除前

   濾除后

與方案一“排除文字區域”不同的是，此方法并沒有排除文字區域，方案二是在光譜層面上濾除了文字“發出的光”，可保留文字區域內其它缺陷信息。

   上圖中，2、3、5缺陷處于文字上方，濾除文字后，文字已經消失，但處于文字上方的缺陷仍未消失。

此方法可檢測出黑點、蚊蟲、紙屑、毛發、晶點等常見缺陷。由于選擇了光譜濾波器，對于部分有色油墨不敏感。

方案一、二的對比如下表

說明：有色油墨缺陷，指印刷缺陷，如印刷錯版、漏墨(有色)。

有色塊狀缺陷，指存在于材料上的有色塑料屑、金屬屑、木屑等。

照明方式：正光與背光方式的選擇

1、背光照明方式

采用背光照明方式時，相機和光源位于被檢材料的兩側，光源發出的光線透過被檢材料，被相機接收。透明或半透明材料的檢測往往采用背光照明方式。可同時透明檢測正反面的缺陷。

優點：

可同時檢測位于正反面的缺陷，節約成本。

缺點：

如果被檢材料內部結構不均勻，會對檢測產生影響。

對于較小的晶點、劃傷等缺陷，成像對比度不夠。

實際生產中存在兩種產品，一種以薄膜為底材，一種以紙張為底材。分別比這兩類樣品進行背光拍攝，圖像如下：

 圖1. 薄膜底材背光圖像

存在問題：1.如圖所示；

          2.相機所拍攝到的圖像上所顯示的缺

            陷會被紙張本身紋理所淹沒；

圖2. 紙張背光圖像

    在圖1中，整體圖像比較均勻，說明薄膜底材本身的均勻性高。圖中，黑線十分明顯，但紅色框內的小缺陷不夠明顯。

    在圖2中，整體圖像均勻性差，體現了紙張內部結構的不均勻性。有的區域，紙漿致密，形成黑色區域，對待檢出的黑點形成干擾。

2、正光照明方式

    上圖為正照明時拍攝的產品圖像，可以看出，圖像整體比較均勻，待測缺陷在圖像中也十分明顯。

    結論：背光照明方式不可行，應選用雙面正光檢測。

安裝方式

1、安裝位置

下圖是生產現場收卷位置的結構示意圖，成品收于6號輥。正面檢測的安裝較為簡單，可選擇于3號輥上方。反面的檢測，限于安裝空間，可安裝于6號輥上方向。

2、拍攝景深

在6號輥處，收卷的過程中輥徑會逐漸增加，導致物距發生變化，如下圖所示示。 

    zui大收卷徑與zui小卷徑高差為10mm，因此需要選擇景深>10mm的鏡頭。選擇Nikor 50mm鏡頭，工作距離1000mm，光圈F=5.6，根據Nikor鏡頭手冊，其景深為110mm，可滿足拍攝的需要。

3、光源的發光帶

      隨時收卷時卷徑的變化，光源的照射點也在發生變化，如下圖所示。光源的選取應該選擇較寬光帶的光源，以便在高點與低點同時可以照亮被測物體。計算表明，應選擇寬度>30mm的光源。

     由圖二可以看出，若采用光帶較窄的光源，隨著滾筒的逐漸增厚，光源照射地帶會偏離相機掃描線，所以要選擇較寬光帶的光源，這樣在滾筒增厚的同時，光源的照射帶依舊處于相機拍攝位置上。

系統功能說明

 系統組成：

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