在医疗器械组件上发现微尺度表面缺陷

AI视觉和精密光学如何在检测亚毫米级划痕方面实现100%准确率

2025年第一季度7分钟阅读
AI视觉系统检测1mm手术环上的微尺度划痕

挑战:微米级缺陷和镜面般的表面

医疗器械制造要求在微观尺度上达到完美。即使是最轻微的表面缺陷——划痕、毛刺或纹理变化——都可能影响生物相容性、灭菌或组件性能。

特别是,像1毫米宽的手术环和连接器这样的小型反光金属组件对检测挑战构成了完美风暴:

  • 镜面般的表面产生的眩光和反射会淹没标准相机
  • 亚毫米级划痕往往会根据视角或光线偏振而消失
  • 显微镜下的人工检测缓慢(每个环超过10秒)、疲劳且不一致
  • 培训新操作员识别边缘缺陷可能需要数周或数月

步骤1:正确设置光学和照明

没有AI模型能学习它看不到的东西。对于高反光表面,照明几何和放大倍数是决定性的。

Overview AI的工程师部署了OV80i视觉系统,配备100mm高放大倍数远心镜头同轴(在轴)照明

  • 1mm视野内的显微镜级清晰度
  • 无热点的均匀照明
  • 清晰可视化传统侧光无法看到的微划痕、凹坑和粗糙度

步骤2:使用AI分割,而不仅仅是分类

虽然分类器可以标记"好与坏"的零件,但分割更进一步——它精确定位图像中的缺陷像素。

  • 定量测量划痕长度或面积
  • 通过/失败阈值基于客观几何而非人为判断
  • 视觉叠加帮助操作员即时验证缺陷

步骤3:快速培训和部署

仅使用10张训练图像,Overview AI团队训练了一个分割配方,实现了:

< 3小时
总设置和培训时间
100%
准确率 (n=40)
眩光伪影

结果:显微镜级检测,工厂级速度

指标结果
组件1mm手术环
镜头/照明100mm远心镜头 + 同轴光
训练图像10
训练时间< 3小时
准确率100% (n = 40)

常见问题:微尺度检测和AI视觉

问:什么照明几何形状最适合反光金属零件?

答:同轴(在轴)照明通过将光线与相机轴对齐来最小化眩光。对于较粗糙的表面,环形照明或暗场照明可以补充设置。

问:OV80i能检测多小的缺陷?

答:该系统可以检测小于视野0.1%的缺陷,具体取决于镜头放大倍数和工作距离。

问:这与显微镜检测相比如何?

答:AI系统提供可比的分辨率,但自动化缺陷检测,实现具有一致结果的连续高通量检测。

结论

微尺度检测不必意味着缓慢、手动和不一致。通过远心光学在轴照明AI分割的正确组合,制造商可以直接在生产车间实现显微镜级精度。

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