缺陷概述
线状凹凸特征,低角度光最能显形;难点在区分加工纹与真划伤
划痕是表面的线性凹凸损伤,在低角度光或条纹光下因阴影与亮边而显现,平面漫射光下往往看不见。机器视觉用方向性照明突出其线状阴影,再用形态与对比判定;最大风险是把材料自身的拉丝纹、加工纹误判为划伤,且斜向划痕可能被单一方向照明掩盖,通常需要多角度或条纹光覆盖。
划痕在图像上是一条有方向、有明暗边的线状特征:低角度光从一侧打来时,划痕的「迎光边」发亮、「背光边」成影,平面光下却可能完全隐形。因此划痕检测八成取决于打光——用对了光,弱划痕也会显形;用错了光,深划痕也可能漏检。
划痕最易与材料正常纹理混淆。金属件的拉丝纹、塑料件的顶针纹、涂层件的流平纹都是设计或工艺固有的线状外观,不属于缺陷。判定时要先知道该材料的「正常纹路方向」,再把偏离正常方向、或出现在不应有纹路区域的线状特征列为可疑。
方向性照明是一把双刃剑:光从某个方向打,与该方向垂直的划痕最明显,但平行于光路的划痕反而被压暗。为覆盖任意走向的划痕,工程上常用多方向低角度光轮流打,或条纹光/光度立体一次性取得多方向信息,再合成划痕显著图。
产生原因
知道成因才知道该在哪个工位设卡
- 来料与周转:叠放摩擦、治具/传送带硬物刮擦
- 加工刀具:切削、抛光、去毛刺工序留下的线状损伤
- 装配与包装:螺丝、卡扣、包装膜边缘刮伤表面
- 材料正常纹路:拉丝纹、顶针纹、流平纹被误读为划痕(属正常)
- 清洁搬运:硬质毛刷、粒尘在表面拖出细划痕
成像要点
能不能检出,先看拍不拍得出来
低角度光
光线贴近表面掠射,划痕的凹凸产生明显亮暗边,最易显形
条纹光/结构光
一次性提供多方向照明信息,覆盖任意走向划痕,抑制方向盲区
光度立体
多方向打光合成法线/高度图,把划痕从纹理中分离出来
同轴光
对高反光表面抑制镜面反射,避免反光掩盖划痕阴影
判定方式
划痕判定以「线状特征的对比度、连续性、走向是否与正常纹路一致」为依据。先排除材料固有纹路方向,再对显著图上的线状连通域统计长度、宽度与最大对比度。
阈值需偏置:漏检一条深划痕的代价通常远高于放过一条极浅发丝痕,因此浅划痕的判废线应由质量部门按外观面/功能面分别定义,并随配方保存。平行光路方向产生的检测盲区必须在打光方案中消除。
| 判定维度 | 说明 |
|---|---|
| 对比度 | 划痕亮暗边的最大差值,区分真实划伤与微弱纹理 |
| 长度/宽度 | 短而浅的发丝痕与长划痕分级处置 |
| 走向 | 是否与材料正常纹路方向一致,异常走向才可疑 |
| 位置 | 外观面与装配隐藏面采用不同判废标准 |
| 照明覆盖 | 多方向或条纹光消除平行光路方向的检测盲区 |
适用算法
方向性显著图合成
融合多方向/条纹光图像,得到与走向无关的划痕图
- 消除单一方向照明盲区
- 光度立体可一次性取得
线状特征提取
用边缘/ Hessian 类算子提取线状结构并抑制纹理
- 区分划痕与拉丝纹
- 按长度宽度过滤
深度学习分割
对形态多变的浅划痕做像素级分割
- 需 OK/NG 样本训练
- 输出位置与尺寸供复判
常见材料
常见行业
常见问题
为什么有些划痕普通灯光下看不见?
拉丝纹和真划痕怎么分?
单向打光会不会漏掉某些划痕?
高反光表面的划痕怎么拍?
多浅的划痕算不合格?
划痕检测最小能检多细?
反光材质换型号要重调吗?
提交样品测试
划痕检测的关键是「用方向性照明显形,并区分加工纹路与真实划伤」。
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