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案例速递 | 思谋ViMo在磁材缺陷智检中的应用

案例速递 | 思谋ViMo在磁材缺陷智检中的应用

案例速递

近期,思谋在宁波、成都两地相继成功落地了多个磁材智能缺陷检测项目,全面助力磁材和消费电子、新能源、节能家电等下游行业发展进入快车道。

思谋在深入研究小片、大片、柱状等不同形状磁材生产模式的基础上,依托思谋智能工业平台SMore ViMo中高速高精度的缺陷检测算法和高准确率的多分类算法,并融合强大的光学设计能力,快速为不同客户制定了磁材智能检测方案并进行评估与验证,缺陷漏检率低于0.01%,误检率低于5%,质检产能最高可达1500 件/分钟,有效帮助不同的客户提高产品良率和生产效率。

image.png△消费电子小磁材智能检测方案

1►项目痛点:缺陷检测难,误检率高

在磁材的生产制造过程中,经常会由于工艺原因导致磁片产生多种缺陷。以磁材中的钕铁硼永磁为例,由于生产需要经过配料 → 熔炼制锭→ 制粉 → 压型 → 烧结回火 → 磁性检测 → 切片 → 磨片 → 精加工 → 电镀 → 成品检测 → 充磁 → 终检检测多个工艺流程,很容易导致磁片产生多种缺陷,而缺陷会致使磁片消磁或在高强度工况下碎裂,进而造成事故,因此,如何更高速更精准地进行缺陷检测便显得尤为重要。在思谋近期落地的多个钕铁硼永磁检测项目中,客户均遇到了如下痛点问题:

1.缺陷检测和分类难

钕铁硼永磁属于金属件,由于工件表面光滑且高反光,通常会使图像出现大面积白斑,很难提取缺陷特征进行检测;同时,钕铁硼永磁表面的缺陷分布具有随机性和多样性,很难对缺陷进行精准的识别分类;钕铁硼永磁表面表面纹理分布无规律,缺陷大小不一,对于客户想了解的缺陷面积和个数计算成为困难。

2.尺寸精准量测难

钕铁硼永磁有大片、小片、柱状等多种不同形态,而且还存在长宽外的平行度、垂直度等多维度的测量,现有的视觉量测较为宽泛且量测指标较少,比如对于柱状磁材要检测内径是否足够大,不能偏小,现有的尺寸量测很难满足客户的要求。

3.传统算法适应力低且误检率高

产线上经常需要更换不同规格的钕铁硼永磁产品,目前产线上用到的视觉检测算法在每次更换物料时都需要更换对应的算法类型,造成不便性;同时,钕铁硼永磁的工件图像中夹杂较多的高光噪声,现有传统算法检测中经常会提取出很多虚假的目标缺陷,造成较高的误检率。

4.人工检测效率低

在这几个项目的产线中目前更多地使用人工检测,检测环节的人员数量在整个产线中占比近1/3,检测效率慢,尤其对于小片磁材检测更是需要借助放大镜和镊子,每天一个人仅能检测1000片左右,严重制约了现有产能,客户想通过引进更加高效的检测方案改变现状。

2►思谋方案:深度学习算法+先进光学成像方案 助力磁材高速高精智能检测

由于工业现场环境复杂,小的调整变动可能会导致到整个项目的改造,从而导致项目周期长,实施成本高。思谋通过实地调研客户现场环境,基于SMore ViMo智能工业平台,融合深度学习算法能力和光学设计能力,针对这几个客户面临的以上痛点问题,研制了高速高精的磁材智能检测软硬一体化系统设备,完美应对以上痛点问题的同时还提供了一系列附加优势,帮助客户很好地实现产线升级。

首先,该系统融合了思谋SMore ViMo平台中更加可靠、高效的智能视觉算法,即使在现有产线光照发生微小变化时,也能保证磁材缺陷被精准检测识别并做以分类。具体而言,主要表现在如下几点:

1.在处理缺陷检测和分类难问题时,系统中融合了思谋SMore  ViMo平台中的更加可靠的智能检测和分类算法,采取了目前最先进有效的Mixup,GridMask等数据增强方法,并将其与最优类间距分析方法相结合,完成了磁材外观的5大类12小类缺陷的分类识别,高效精准地识别开裂、掉角、划痕、鼓包 、刀丝 、镀层不良等,缺陷识别精度达到0.15mm,漏检率低于0.01%。同时,关于缺陷面积和个数计算难的问题,融合思谋SMore ViMo平台中的精细分割算法,可识别缺陷图像颗粒度低至4像素,对于钕铁硼永磁表面一些很小的缺陷面积和个数可做到精准识别,同时还根据客户的需求设置不同的阈值进行过滤。

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△多种磁材缺陷实现高效精准检测

2.针对尺寸精准量测难的问题,系统中搭载思谋SMore  ViMo平台中的高精度定位算法,并结合尺寸测量算法完成了磁材的多面检验和测量,并针对不同形状的磁材完成长、宽、直径、倒角、平行度、垂直度、同心度等多维度的尺寸量测,精度高达3um。

3.针对传统算法适应力低且误检率高的问题,通过借助思谋SMore ViMo平台中的通用型缺陷识别算法,将模型从其他已经标注过的图片源域适应到不需要标注的图片目标域,并相对地保持模型性能,客户更换不同规格产品时不需再更换特定的模型;同时,借助思谋独特的光学设计,融合不同的成像方案,可对磁片的多面同时成像,解决高反光带来的难采、误采图像问题,误检率低于5%。

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△先进光学成像方案实现多站点多面成像

此外,在项目中,思谋还提供了很多附加优势功能,帮助客户更好地解决了产线上检测效率低等问题。比如,通过将优秀的自动化设计能力和缺陷检测能力相融合,8工位自动上下料,检测产能最高可达1500 件/分钟,完美解决了人工检测效率低的问题;为了适应企业的数字化转型需求,磁材产线中的缺陷检测数据和结果分析将实时与企业已有的MES系统相连,帮助客户很好地实现了数据打通,提高监督和决策效率。

3►项目成果:从钕铁硼永磁检测单点突破 全面赋能低碳节能制造业发展

据磁性材料行业协会统计,2021年我国磁性材料产业实现销售总额和产量分别约为800亿元、130多万吨,分别较2020年同比增长约7%和5%,在新基建和双碳政策的双重背景下新能源汽车、储能、发电机、消费电子等都将持续地拉涨磁材需求,以钕铁硼为代表的第三代高性能稀土永磁材料更将会被广泛应用于低碳节能制造业领域。

思谋基于SMore ViMo智能工业平台的深度学习算法能力以及优秀的光学设计能力,质检产能最高可达1500 件/分钟,人力成本显著降低,真正地帮助磁材企业实现了降本增效的经营目标,实现最稳定、最精准、最高效的智能化检测升级。同时,将依托思谋强大的自主工业质检算法技术,该方案将来可以扩展应用至泛金属反光类工件的外观缺陷检测的任何行业领域。未来,思谋将立足于超级智脑—SMore ViMo智能工业平台,持续地深耕智能制造领域并助力低碳经济发展。

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王静
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