缺陷检查系统和方法技术方案

提供缺陷检测系统用于样品的表面中的缺陷的检查。使用光源阵列，其具有从不同的方向向样品提供光的不同光源。光照的主方向利用最高强度限定，并且该方向随时间的推移而演变。通过提供变化的定向光照，而不是全面光照，检测缺陷变得更容易。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种缺陷检查系统和方法，用于照明板材样品以使能样品中的表面缺陷的检测。
技术介绍
已知的是照亮板材样品，以使能在表面中的瑕疵的检查。一个特别例子是用于上漆的表面，例如车体，其中针对瑕疵检查漆或基础表面。大多数车制造商使用机器人和自动化上漆系统涂各涂层漆以产生在车体上的漆面，该车体然后被用于创造整车。虽然这样的系统一般令人满意地执行，但是大多数制造商在批准上漆后的车体用于组装为整车之前具有油漆工作的质量审核。质量控制可以基于人工视觉检查或由相机捕获的图像的自动图像处理。人工检查过程通常包含工人随着每个车体沿着输送器移动，围绕每个车体人工移动，并且针对若干不同的可能瑕疵来视觉扫描车体。工人一般被给予只有很短的时间（例如仅几分钟），以评估整个车体。通常，存在漆检查站，其有足够的空间用于工人围绕每个车体走动。标准方法是基于光越多就越容易视觉识别瑕疵的理解，在检查过程期间对车体提供尽可能多的直射光。重点在于照明车体。检查工人必须留意多达几十个不同类型的瑕疵或缺陷。例如，如果有基础缺陷，例如在车体金属中的凸起部分或凹入部分，这通常在油漆工作中将被分别反映在凸起或凹进部分。此外，可能在上漆之前或期间已经停留在车体上的诸如灰尘或其它颗粒之类的东西将导致显著的瑕疵。目前，车漆工作是多涂层。例如，第一涂层或相当哑光的中性色防锈剂（有时称为“E”涂层）被施加到金属。通常中性的具有稍微哑光或与最终的车体颜色相同的颜色的底漆涂层被施加到第一涂层。最后，一​​个或多个顶涂层，例如基涂层加透明涂层可以施加在底涂层上。第一涂层一般被检查均匀性、瑕疵和异物。针对瑕疵、平坦性、均匀性、污垢、腔、焊道和金属中的负或正凹陷，分析底漆涂层。顶涂层产生高反射表面，其针对诸如平坦性、白色斑点、条纹、漩涡痕和其它瑕疵被检查。如果瑕疵被识别后，工人们试图当场把它抛光掉，或车体必须被从组装线拖到另一位置以进行漆修复。提供良好的照明解决方案可以帮助在车厂中的工人提早并且有效地检测缺陷。然而，光沐浴车体的当前方法未被发现是理想的，并且工人有时依靠他们的手而不是眼睛来检测车体上的缺陷。
技术实现思路
本专利技术由权利要求限定。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于样品中的表面缺陷的人工视觉检查的缺陷检查系统，包括：用于照亮样品表面的包括在平面内形成的光源阵列的照明系统，其中光源阵列限定在平面内向着样本的光照方向的范围，该范围覆盖至少90度；和控制器，其用于控制光源以在序列中操作，使得在序列中利用在单个入射方向的最大光源强度来照亮样品的每个点，并随着时间的推移，提供最大光源强度所在的方向改变以覆盖所述范围。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于样品中的表面缺陷的自动检查的缺陷检查系统，包括：用于照亮样品表面的包括在平面内形成的光源阵列的照明系统，包括一个平面，其中光源阵列限定在平面内向着样本的光照方向的范围，该范围覆盖至少90度；和控制器，其用于控制光源以在序列中操作，使得在序列中利用在单个入射方向的最大光源强度来照亮样品的每个点，并随着时间的推移，提供最大光源强度所在的方向改变以覆盖所述范围；至少一个相机；用于控制相机在光源操作序列期间拍摄连续图像的控制器；和用于处理图像以导出至少一个差别图像的处理器，其中，差别图像高亮由原本平滑表面上的随机定位的表面缺陷引起的阴影位置的变化，并且基于差别图像提供缺陷检测。在两个方面，样品优选包括板材，或具有板表面的对象，其旨在具有平滑表面（其可以是平面或平滑弯曲的表面），但是可能具有随机定位的表面缺陷，表面的平滑性在该缺陷处被破坏。照明系统导致由这些表面缺陷形成阴影。然后可容易地识别由光照方向的变化而导致的阴影位置的变化。可以在人工视觉检查系统中视觉地识别它们，或者可以通过图像处理基于识别在捕获的图像的差别来识别它们。这些图像差别源自于阴影被投射的方向的变化。在自动化方法中，一个或多个差别图像可用于检测缺陷。缺陷的外观针对序列内的不同照明条件而变化，而无缺陷的表面具有在图像中的小得多的变化。因此，通过与阈值比较一个或多个差别图像，可以自动地检测缺陷。在两个方面，本专利技术提供了其中将表面缺陷投射的阴影的位置用来识别那些表面缺陷的系统。通过提供主光照的移动方向，投射的阴影将随着时间的推移而移动，这使得缺陷更容易人工地或使用相机来识别。光源的平面可形成围绕待分析的样品的台架（以已知方式），而光源都被向内定向以照亮样本。然而，不是简单地一次并在同一强度照亮所有的光源以利用光充斥样品，而是提供定向照明，其随时间的推移而演变。以这种方式，在样品上的所有位置由具有主方向的照明照亮，在该主方向中，强度比所有其它方向的强度更高，并且这个主方向随时间的推移而演变。已发现凭借在特定方向或方向范围中的定向照明更容易地观察到缺陷。本专利技术使得缺陷（例如在车体表面上）的可见性能够被改进，从而工人可以更容易和更高效地找到缺陷。角的范围将取决于样品的性质。对于单一平坦表面，90度的范围可以是合适的。对于更3维的对象，例如具有侧面和顶部或底部，较大的范围是适当的，如至少135度或甚至至少180度（其对应于台架从地平面向上围绕对象）。控制器可以适于控制光源阵列以顺序打开一个光源到设定亮度并且关闭或调暗其它光源。这提供了最基本的方法，其中，在任何时间由激活的光源照亮的样品的部分接收仅或主要来自一个方向的直射光（因为该光源是点源或准直源）。然而，这可能导致长的检查过程。因此，在优选的布置中，控制器适于控制光源阵列改变光源的输出的强度，使得每个光源在序列中的相应时间点具有比其它更大的强度。该方法可以提供在照明分布中的平滑动态变化。通过在不同时间具有来自不同的角度的主照明来改进缺陷的可检测性。光源强度的变化可跟随序列。该序列使不同的缺陷在不同时间变得从一般背景可见，并且增加检测缺陷的几率。通过示例的方式，光源可以以正弦强度曲线被照亮，正弦强度曲线都具有相同的周期但不同的相位。这保持高水平的一般光照，从而样品的所有区域可以被检查，但主光照方向随时间的推移而演变。光源阵列可包括多个光源子阵列，每个子阵列在各自平面内形成，用于不同的子阵列的平面平行或接近平行，从而法线方向是在一条线（其可以是直的或弯曲的）上。例如，这可以定义一系列的照明台架。该系统优选地包括样品平台，其中样品平台相对于照明系统在垂直于平面的方向上可移动。该（或每个）光源阵列在它们的平面提供光照，但也可以提供沿移动轴线向前和向后的光照，从而被照亮的区域重叠。移动可以是连续的或逐步的。该系统可以包括车体镶板油漆工作检查系统。以举例的方式，汽车可以以相对慢的速度，例如5cm/s被推进通过检查区域。照明强度可以用大约6s的周期变化。然而，本专利技术可以应用于用于具有待检查的光滑表面的样品的任何检查系统。样品可以是板材，或被要求具有平滑表面光洁度的固体本体。本专利技术还提供一种对样品的表面提供照明以使能样品中的缺陷的视觉人工检查的方法，该方法包括：使用在平面内形成的光源阵列来照亮样品平面，其中光源阵列限定在平面内朝向样品的光照方向的范围，该范围覆盖至少90度​​；和控制光源以在序列中操作，使得在任何时间点，样品的每个被照亮点被来自光源阵列的直射光照亮，在该直射光中在单个入射方向提供最大光源强度，并且随着时间的推本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于样品中的表面缺陷（10）的人工视觉检查的缺陷检查系统，包括：用于照亮样品表面的照明系统（44），其包括在平面内形成的光源阵列，其中光源阵列限定在平面内向着样本的光照方向的范围，该范围覆盖至少90度；和控制器（46），其用于控制光源以在序列中操作，使得在序列中利用在单个入射方向的最大光源强度来照亮样品的每个点，并随着时间的推移，提供最大光源强度所在的方向改变以覆盖所述范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.02 EP 13195318.4;2013.10.24 CN PCT/CN2013/1.一种用于样品中的表面缺陷（10）的人工视觉检查的缺陷检查系统，包括：用于照亮样品表面的照明系统（44），其包括在平面内形成的光源阵列，其中光源阵列限定在平面内向着样本的光照方向的范围，该范围覆盖至少90度；和控制器（46），其用于控制光源以在序列中操作，使得在序列中利用在单个入射方向的最大光源强度来照亮样品的每个点，并随着时间的推移，提供最大光源强度所在的方向改变以覆盖所述范围。2.一种用于样品中的表面缺陷（10）的自动检查的缺陷检查系统，包括：用于照亮样品表面的包括平面内形成的光源阵列的照明系统（44），其中光源阵列限定在平面内向着样本的光照方向的范围，该范围覆盖至少90度；和控制器（46），其用于控制光源以在序列中操作，使得在序列中利用在单个入射方向的最大光源强度来照亮样品的每个点，并随着时间的推移，提供最大光源强度所在的方向改变以覆盖所述范围；至少一个相机；用于控制相机在光源操作序列期间拍摄连续图像的控制器；和用于处理图像以导出至少一个差别图像的处理器，其中差别图像高亮由原本平滑表面上的随机定位的表面缺陷引起的阴影位置的变化，并且基于差别图像提供缺陷检测。3.如权利要求1、2或3所述的系统，其中范围覆盖至少135度，更优选地至少180度。4.如任一前述权利要求所述的系统，其中控制器（46）适于控制光源阵列以顺序地完全打开一个光源并且关闭其它光源或将其它光源设置到最小强度。5.如权利要求1、2或3所述的系统，其中控制器（46）适于控制光源阵列以改变光源的输出的强度，使得每个光源在序列内的相应时间点具有比其它光源更大的强度。6.如权利要求5所述的系统，其中控制器（46）适于控制光源阵列以利用正弦强度曲线改变光源的强度，所有正弦强度曲线具有相同周期但是不同的相位。7.如任一前述权利要求所述的系统，其中光...

【专利技术属性】
技术研发人员：S蒯，MC贾伊格，W周，
申请(专利权)人：飞利浦灯具控股公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL