技术方案 · 2026

注塑件缺陷视觉检测
成像与打光方案

黑色注塑件结构缺陷 · 光学成像优先 · 分缺陷独立工位

缺陷 1 / 3 / 4 可做  ·  缺陷 2 / 5 / 6 高难度、做不了

第一部分

项目概述

背景 · 核心原则 · 缺陷总览

背景与核心原则

被检对象为 黑色注塑件,缺陷多为 局部、小尺寸的结构性异常(缺料、断裂、变形、飞边等),而非大面积外观问题。

核心原则:光学优先
工业质检 80% 的成败在光学,不在算法。先让缺陷在图像里"物理上就明显",再谈识别。

采用 单工位 + 固定角度 + 专用光源,每个缺陷用最适合其物理本质的打光方式,各缺陷独立成像、不合并工位

难点 1 · 黑色高反光
反光与真实缺陷易混淆
难点 2 · 3D 复杂结构
非平面外观,换角度差异大
难点 3 · 缺陷小且局部
多为几毫米内的钩 / 柱 / 棱边
难点 4 · 环境不统一
须用工装 + 遮光罩控制

缺陷总览目标缺陷 · 6 处3 处可做 · 3 处高难度 / 不纳入

缺陷1
1钩尖缺料 / 断裂
边缘轮廓缺失
● 可做 · 背光剪影
缺陷3
3支架缺料 / 变形
底边 L 型带孔支架
● 可做 · 背光 / 黑底暗场
缺陷4
4卡扣变形 / 顶白
顶部凸起卡扣
● 可做 · 侧向背光 + 遮光
缺陷5,6
5·6棱边毛刺高度超差
判定毛刺高度是否超过规定距离
✕ 高难度 · 当前方案做不了
缺陷2
2boss 孔内圆弧白边
孔内圆弧边缘出现白色区域
✕ 高难度 · 无法稳定检测
SUMMARY
3 / 6
缺陷1 / 3 / 4可做
缺陷2 / 5 / 6不纳入
第二部分

缺陷分析与可行性

本质归类 · 可执行性结论

可执行性结论 缺陷本质 · 可行性 · 关键手段

缺陷 本质 可执行性 关键手段 说明
缺陷1钩尖缺料 / 断裂★★★ 很高背光剪影钩尖缺失一目了然,可量长度
缺陷3支架缺料 / 变形★★★ 高背光剪影 + 黑底暗场后方被遮挡时改暗场 + 黑背景
缺陷4卡扣变形 / 顶白★★ 中高侧向背光剪影 + 遮光罩须固定工装、隔绝车间杂光
缺陷5·6棱边毛刺高度是否超差✕ 高难度 · 做不了本期不纳入二维视觉检测范围二维投影无法可靠换算毛刺相对基准面的真实高度
缺陷2boss 孔内圆弧白边✕ 高难度 · 做不了本期不纳入视觉检测范围白边微小且易与孔内高光混淆,随光源、视角、姿态及表面状态变化,无法形成稳定特征

注:尺寸 / 工作距离为按图估算值(钩尖类缺陷约 0.5mm、卡扣变形约 1mm),待确认真实尺寸后锁定型号。

第三部分

成像与打光方案

三类打光原理 · 分缺陷工位配置

三类打光原理

按缺陷物理本质选择打光 · 共同目标:把缺陷投成高对比特征、避开黑件反光

🔦
背光轮廓
部件边缘朝相机,后方背光
特征成黑色剪影
缺陷 1 · 3
💡
低角度掠射暗场
光贴近表面 10°~30° 掠射
凸起 / 飞边散射成亮线
仅辅助显示毛刺 · 不能测高
🌫️
漫射 + 光度立体
柔光压高光,多向光算法向
形变 / 顶白显形
缺陷 4(3)

▶ 黑白工业相机 + 单色光(红 / 蓝)· 信噪比最佳 · 一工位可多光分次连拍

缺陷1 缺陷1 · 钩尖缺料 / 断裂 ● 可做

成像原理
钩尖朝相机,后方置背光板,钩尖成黑色剪影,缺失一目了然,可量长度。
视场 FOV
约 50 × 42 mm
工作距离 WD
约 200 mm
相机 / 镜头
500万黑白相机 + 25mm 定焦(量公差可升级 0.14× 远心镜头)
分辨率
≈ 0.02 mm/px,0.5mm 缺陷 ≈ 25 像素
打光方案
LED 背光板(约 100×100mm,红光 660nm),置于钩尖正后方。

缺陷3 缺陷3 · 支架缺料 / 变形 ● 可做

成像原理
L 型带孔支架在底边凸出,背光看剪影(孔 / 钩 / 边缘完整性);后方被本体遮挡时改低角度暗场 + 黑背景。
视场 FOV
约 80 × 68 mm
工作距离 WD
约 250 mm
相机 / 镜头
500万黑白相机 + 25mm 定焦
分辨率
≈ 0.033 mm/px,孔径 / 边缘特征够用
打光方案
首选 LED 背光板;退选 条形掠射暗场光(15°~30°)+ 黑绒背景。

缺陷4 缺陷4 · 卡扣变形 / 顶白 ● 可做

成像原理
相机水平看卡扣,卡扣后方置背光;正常卡扣轮廓规整,变形 / 顶白使剪影外形异常。变形仅朝相机时加一路掠射光兜底。
视场 FOV
约 40 × 34 mm
工作距离 WD
约 150 mm
相机 / 镜头
500万黑白相机 + 25mm 定焦
分辨率
≈ 0.016 mm/px,1mm 变形 ≈ 60 像素
打光方案
卡扣正后方小背光板 + 遮光罩隔绝车间杂光(成败关键)。

缺陷5·6 缺陷5·6 · 棱边毛刺高度超差 ✕ 高难度 · 当前方案做不了

实际判定目标
检测棱边毛刺相对基准面的真实高度,并判断是否超过规定距离;不是只判断毛刺有无。
二维视场 FOV
不适用(无法完成测高)
工作距离 WD
不提供二维方案参数
相机 / 镜头
普通单目二维相机无法取得真实高度信息
核心限制
图像长度是二维投影,不能等同于毛刺垂直高度
方案结论
掠射光只能辅助显示毛刺,不能可靠测量其真实高度。若必须测高,需另行验证激光三角、共焦位移或三维轮廓仪,不属于当前方案。

缺陷2 · boss 孔内圆弧白边 评估结论:高难度 · 无法稳定检测

无法稳定检测的原因
  • 检测目标是 boss 孔内 圆弧边缘出现的白边,与毛刺及高度测量无关
  • 白边尺寸小、位置位于孔内,容易与黑色塑料表面的 镜面高光混淆
  • 白边的可见宽度和亮度会随 光源角度、相机视角和产品姿态明显变化,缺少稳定可重复特征
  • 孔内空间狭小且存在遮挡,难以同时控制入射光和反射光,误检与漏检风险均较高
如需专项重新评估
  • 必须提供足量 OK / NG 实物,并明确圆弧对应的 物理缺陷和判定边界
  • 采用高重复定位工装,专项测试同轴光、偏振光及多角度分光成像
  • 只有重复试验证明 OK / NG 特征稳定可分离后才可重新讨论,当前不承诺可行
方案结论:当前条件下无法保证准确识别,本期明确不纳入检测范围。
第四部分

硬件与实施条件

硬件清单 · 识别前提 · 待确认事项

硬件基线 三工位通用 · 仅视场与背光尺寸不同

# 设备 推荐规格 用途
1工业黑白相机2/3" 500 万像素(2448×2048,3.45µm)黑件信噪比最佳;示例 Hikrobot MV-CU050 / Basler acA2440
2工业镜头25mm 定焦(缺陷1 可选 0.14× 远心)三工位通用,便于备货维护
3LED 背光板红光 660nm,尺寸按视场配缺陷 1 / 3 / 4 剪影成像
4条形掠射暗场光低角度 10°~30°,红 / 蓝光缺陷3退选方案、缺陷4表面形变辅助成像
5遮光罩 + 定位工装重复定位 ≤ ±0.5mm隔绝环境光、保证成像重复性(缺陷4 必备)
6光源控制器恒流 / 与相机频闪同步避免亮度波动,多光分次连拍

保证识别准确的前提条件 不满足则无法保证结果

01 · 重复定位工装
部件位置 / 角度重复精度 ≤ ±0.5mm
02 · 遮光 + 稳定光源
隔绝环境光;LED 恒流 / 频闪同步
03 · 背光 / 暗场为主
禁止顶光直照黑件,避开高反光
04 · 独立工位不合并
每缺陷独立视角,互不干扰
05 · 样本 + 公差
OK ≥30~50 / NG 每类 ≥10~20;明确 NG 公差
06 · 部件一致性
同颜色 / 同模 / 同批次,避免基准漂移

待确认事项 确认后即可锁定型号与清单

# 待确认 用途
1缺陷 1 钩尖区域实际尺寸锁定相机像素 / 镜头焦距 / 背光尺寸
2缺陷 3 支架实际尺寸同上
3缺陷 4 卡扣实际尺寸同上
4各缺陷"多小算 NG"的公差定检测阈值
5现场能否加装工装 / 遮光 / 多光源确认现场改造空间(影响缺陷4、2 可行性)
6节拍要求(每件检测时间)确认相机 / 光源 / 分光连拍方案

感谢聆听

注塑件缺陷视觉检测 · 成像与打光方案

缺陷 1 / 3 / 4 可做  ·  缺陷 2 / 5 / 6 高难度、当前方案做不了