[發明專利]基于圖片處理的金屬靶材表面缺陷的檢測方法

在審

• 申請號: 201811205335.1
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN111060526A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 王瑩
• 申請（專利權）人: 蘇州微微視視覺科技有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95
• 代理公司: 蘇州國卓知識產權代理有限公司 32331
• 代理人: 陸曉鷹

本發明公開了一種基于圖片處理的金屬靶材表面缺陷的檢測方法，包括如下步驟，S1：將同軸光源打開，相機采圖檢測刀紋；S2：關閉同軸光源，打開條形光源，相機采圖檢測劃痕。本發明的有益效果為：其檢測效率高，檢測結果準確。能有效的檢測出靶材表面是否存在刀紋和刮痕。

技術領域

本發明涉及靶材技術領域，具體涉及一種基于圖片處理的金屬靶材表面缺陷的檢測方法。

背景技術

隨著社會進入信息時代，人類生產生活對各類半導體芯片、液晶面板等產品的需求飛速增加，而濺射靶材是加工制造這些產品不可或缺的關鍵材料之一。根據不同的應用，濺射靶材可由純金屬、合金、陶瓷或硼化物等原材料經過精細加工而成。相較于傳統的材料行業，濺射靶材具有極高的技術要求，這些要求包括靶材尺寸、純度、雜質含量、密度、電阻值、導磁率、平整度、表面粗糙度、晶粒尺寸及其均勻性、成份與組織均勻性、異物含量與尺寸、加工缺陷控制等。比如金屬濺射靶材純度往往要求到達99.9%-99.999%，合格的光滑表面具有超高精細度、平面度、均勻性，以及類似鏡面的反光特性。全世界范圍內只有少數若干企業能夠加工制造此類產品。當前，在加工濺射靶材表面時需要非常高精度的數控車床和刀具，配合工人熟練的機床操作技能和豐富的質量檢測經驗。為了提高生產效率和保證產品質量，需要對濺射靶材生產加工過程進行自動化與智能化設計與改造，實現與MES系統的互聯。工業機器人可以取代人工實現自動上下料，PLC作為通訊和控制中心可以連接數控機床實現自動靶材切削加工操作。然而上述改造措施還無法避免在濺射靶材生產加工過程中出現的影響產品使用功能的表面缺陷，如深淺不一的刀紋和劃痕等。而檢測這些表面缺陷更是一個工程難題。首先， 在加工過程中車床需要暫停一次或數次，然后由人工來判斷靶材表面質量，如果不合格，需要進一步加工。有時這些缺陷不明顯，加工完成后工人不能在車床上用肉眼直接判斷，就得將靶材從車床上取下，送至專業的質檢部門在專門環境下進行檢測。這種做法增加了轉運時間和人力成本，大大制約了生產效率，阻礙了全自動化生產的實現，，而且僅靠肉眼觀測判斷沒有統一的標準和尺度，容易造成漏檢和誤檢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于圖片處理的金屬靶材表面缺陷的檢測方法，其檢測效率高，檢測結果準確。

為實現上述目的，本發明的技術方案是

一種基于圖片處理的金屬靶材表面缺陷的檢測方法，包括如下步驟，

S1：將同軸光源打開，相機采圖檢測刀紋：光線通過靶材濺射面反射進入相機，當濺射面合格無刀紋時，相機獲得灰度均勻變化的圖像；當濺射面存在刀紋時，由于刀紋與濺射面表面存在高度差，光線在刀紋出現漫反射，使得刀紋在圖像中表現為亮條；

S2：關閉同軸光源，打開條形光源，相機采圖檢測劃痕：

相機的視野范圍處于條形光源散射出的光照強度較小的部分，由于靶材濺射面很光滑，光線在其表面呈鏡面反射，所以當濺射面合格無劃痕時，相機會獲得較暗的圖像；當濺射面存在劃痕時，由于劃痕處與濺射面表面存在高度差，光線在劃痕處出現了漫反射，使得劃痕在圖像中表現為亮痕。

優選地，金屬靶材安裝在旋轉車床上，由旋轉車床主軸驅動其旋轉，進而對其進行分區域檢測。

本發明的工作原理為：

靶材表面檢測視覺硬件構成：

工業相機，大靶面CMOS芯片網口工業相機，搭配高精度、低畸變CCTV鏡頭，用于采集靶材濺射面高清圖像。

條形光源，藍色，其長度滿足覆蓋靶材濺射面半徑，采用多排LED燈珠，并通過偏振膜濾除雜光，使光源發出平行光。該光源平行于相機打光，通過暗場照明，用于檢測靶材濺射面劃痕。

同軸光源，藍色，LED燈珠通過45度反射鏡反射出均勻平行光，使其應用于強鏡面反射物體時不存在“燈像”問題。該光源垂直于相機打光，通過亮場照明，用于檢測靶材濺射面刀紋。