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零件缺陷的目视检测:方法、挑战和机遇

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使用管道镜对零件进行远程视觉检测

毛刺和气孔是影响工业零件加工过程中产品质量的重要因素。 通过检测发现这些缺陷至关重要,这有助于确保不会将有缺陷的产品交付给客户。

尽管在设计和制造阶段已努力减少毛刺和其他缺陷,但仍难以完全杜绝缺陷的发生。 因此,即使是微小的缺陷也要进行检测,这是帮助确保产品质量的重要过程。

在此,我们将介绍零件缺陷检测的目视检测方法,深入探讨管道镜检测以及如何利用前沿技术和工艺改进管道镜检测。

检测部件缺陷的常用目视检测方法

以下检测方法通常用于检测部件生产过程中的缺陷。让我们来探讨一下这些方法的优势和局限性:

1. 直接目视检测

这种检测方法是用肉眼直接目测零件表面。受过专门训练的检测人员会根据自己的经验判断缺陷,因此,这是一种灵活检测各种样品的方法。 另一个好处是这种方法不像安装特殊设备那样需要初始投资成本。唯一的成本就是劳动力。

缺点是很难保持稳定的检测质量,因为对好坏的判断存在差异。 检测人员的技能水平不同,而这会影响判断。 另一个主要的局限性是无法在能见度低的区域(如零件内部)进行检测。

2. 使用工业显微镜进行检测

使用工业显微镜进行检测是无损检测肉眼无法分辨的微小缺陷的出色方法。 工业显微镜可与相机和图像分析软件配合使用,以便检测缺陷并进行分析和验证。

显微镜的局限性在于,在某些情况下,显微镜载物台的尺寸可能不足以放置样品,而这就需要对样品进行加工,使其与载物台相匹配。 使用显微镜进行目视检测也可能面临与直接目视检测类似的质量一致性问题,因为评估取决于操作员的技能水平。 具有定制载物台和直观软件工作流程的显微镜可以帮助应对这些挑战。

3. 使用相机进行自动检测

用这种方法进行检测,相机会捕捉样品,然后通过图像处理和分析确定缺陷。 与操作员进行的检测不同,自动化检测能够尽可能减少人为错误。 这可以提高检测质量。自动化检测还能提高分析量,从而提高检测效率。

缺点如下:设备价格昂贵,需要一定的维护费用,因此引进门槛较高。

4. 使用管道镜检测

上述检测方法主要用于目视检测。 因此,它们可能不适合检测产品内部等深层位置。 这就需要使用管道镜进行远程视觉检测。管道镜是一种光学工具,可插入目标区域,实时传输目标物体的图像。

管道镜检测的一个主要优点是,它可以对难以接近和难以进入的地方进行无损观察。各种技能水平的检测人员都可以进行管道镜检查。 此外,只要保养得当,管道镜设备的维护成本很低,因此引进和操作的门槛很低。

不过,要想获得足够的检测质量,就必须选择适合检测任务的管道镜。

为缺陷检测选择合适管道镜的4个考虑因素

管道镜检测是一种出色的产品内部检查方法。 要充分利用其性能,则必须确保为样品选择合适的管道镜。 虽然管道镜的厚度和长度必须合适,但在有些情况下,仅凭这些因素不足以按照预期观察产品。

以下是管道镜需要具备的四个关键性能特征:

1. 插入性能

插入性能表示将工业管道镜移动到观察部位的难易程度。 要确定插入性能,需要综合评估几个因素:远端、弯曲部分和插入管。请继续阅读,了解每个因素。

2. 远端长度

由于管道镜的结构,远端不能弯曲。如果过长,则容易卡在观察部位,导致操作性变差。选择远端较短的管道镜可提高插入性能。

3. 插入管的硬度

硬度是另一个需要评估的因素。 如果插入管的底部过软,则推入时力量可能无法正常传递,从而难以达到所需的深度。

如果插入管过硬,则容易卡住。 如果插入管的底部较硬,顶部较软,则插入性能就会提高。 如果插入管从顶部到低部都较硬,则插入性能就会变差。

总之,应选择远端短、弯曲部分短、插入硬度适中的管道镜,以提高插入性能。

4. 观察性能

管道镜性能的另一个重要方面是观察性能。这是指镜头的性能,例如景深和视角。

镜头的景深取决于其焦距。 顾名思义,远焦镜头是指聚焦在离镜头较远部分的镜头。相反,近焦镜头是指聚焦在靠近镜头部分的镜头。要进行正确的观察,目标物体和观察深度必须匹配。否则,物体就会模糊不清。

镜头的视角也很重要。根据目标物体,使用广角镜头和远焦镜头。广角镜头的视场较大。 它们适合在观察整个样品的同时,一次性观察多个缺陷区域。远焦镜头可以放大物体,进行更细致的检测。

使用窄视角和宽视角管道镜检测管道

视频管道镜的管道图像,(左)窄视角为40度,(右)宽视角为120度,使用的是远焦镜头。 图像是从相同距离拍摄的。

简而言之,根据目标对象选择观察深度和视角,可以提高检测质量。

什么情况下使用管道镜可以有效地检测缺陷?

管道镜检测通常能有效检测肉眼无法看到的缺陷。例如,裂纹和其他发生在压铸件等铸件的复杂结构内部的铸造缺陷。在这种情况下,可以无损检测缺陷的管道镜检测就非常适合。

使用视频管道镜拍摄的铸件内部残留物

铸件内部残留物。使用工业视频管道镜拍摄的图像。

管道镜还经常用于观察汽车和其他车辆液压部件交叉处出现的毛刺。这些部件的交叉点空间狭窄,观察距离短。因此,选择观察性能与应用相匹配的镜头非常重要。

管道镜检测的挑战和机遇

如上所述,使用管道镜进行检测是无损检测样品缺陷的一种有用的方法。然而,作为一种由操作人员执行的检测,它会带来人为错误的风险,如变化和疏忽。另一个挑战是检测缺陷所需的时间,这取决于检测人员的技能水平。

近年来,出现了一种利用人工智能(AI)来诊断产品是否合格的方法。这种方法被称为AI检测,其事先输入许多缺陷产品的图像,这样AI就能自行学习缺陷的特征,像熟练的检测人员一样做出判断,并检测出缺陷。

AI检测的一个主要优势是,它可以消除人工、操作员主导的检测中存在的疏忽和变化问题。 另外,它还能进行实时诊断。 利用AI等新兴视觉检测技术有助于进一步简化缺陷检测流程。

零件缺陷视觉检测的关键要点

在提高产品质量的过程中,除了传统的检测方法外,还需要采用各种先进的技术。通过全面了解现有的视觉检测技术并致力于不断改进,各行业可以强化其质量控制机制,并坚持卓越的产品交付标准。

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Marketing Specialist, Remote Visual Inspection and XRF Analyzers

Ryojiro Doi is a marketing specialist at Evident. He has more than 10 years of experience in sales of remote visual inspection and handheld XRF analyzer equipment. Ryojiro played an important role in starting up the inside sales team in Japan, and he is currently involved in various promotional activities in areas of remote visual inspection and nondestructive elemental analysis.

四月 30, 2024
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