微小永磁器件坯料表面質(zhì)量的視覺(jué)檢測(cè)研究.pdf

1、本文針對(duì)目前釹鐵硼永磁器件生產(chǎn)工藝過(guò)程中由人工檢測(cè)微小磁件坯料外形尺寸及表面缺陷所帶來(lái)的問(wèn)題,應(yīng)用光機(jī)電一體化和計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù),研究了永磁器件坯料的尺寸與表面缺陷的視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)。首先分析了微小磁件坯料外形尺寸及表面缺陷檢測(cè)的相關(guān)需求以及非接觸檢測(cè)的可行性;然后對(duì)前人研究的表面特征檢測(cè)方法與技術(shù)進(jìn)行了綜述,由此理出了本文的技術(shù)解決思路與方案。對(duì)微小磁坯外形尺寸及表面缺陷視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì),系統(tǒng)由微小磁坯的有序排列輸送機(jī)構(gòu)

2、、待測(cè)表面的圖像在線(xiàn)采集子系統(tǒng)、視覺(jué)檢測(cè)分析判斷子系統(tǒng)、磁坯正廢品分選機(jī)構(gòu)以及協(xié)調(diào)各部分的控制子系統(tǒng)等組成。使被檢磁坯的有序傳送、圖像自動(dòng)采集、尺寸與表面缺陷識(shí)別計(jì)算和正廢品分揀之間有機(jī)集成并實(shí)現(xiàn)非接觸自動(dòng)檢測(cè)。綜合分析了照明光源、光學(xué)鏡頭、相機(jī)及圖像采集卡等的特性,最佳地確定了適合于微小磁件圖像檢測(cè)要求的圖像采集光源、鏡頭放大倍率及相機(jī)的像素值,以保證后續(xù)分析與測(cè)量計(jì)算的精度。
　　微小磁件坯料表面視覺(jué)檢測(cè)包括外形尺寸測(cè)量與表面

3、缺陷識(shí)別檢測(cè),檢測(cè)效果除受硬件性能及其匹配參數(shù)的影響外,最關(guān)鍵的因素是對(duì)在線(xiàn)采集圖像的處理及邊緣檢測(cè)、識(shí)別等算法的合理性和計(jì)算的精度等。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)精度要求,本文先對(duì)采集圖像進(jìn)行去噪、消影、增強(qiáng)等預(yù)處理,在比較分析直方圖方法、信息熵法及OTSU法等閾值分割方法基礎(chǔ)上,采用了雙峰一谷直方圖方法以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與背景的分離;分析了經(jīng)典的一階、二階微分檢測(cè)算子:Roberts算子、Log算子等原理特性后,采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行邊緣檢測(cè);研究了一

4、種改進(jìn)的CHT(隨機(jī)圓霍夫變換)算法,用于對(duì)所得到的被測(cè)件圖像邊緣進(jìn)行圖元識(shí)別及其邊緣幾何元素(圓)參數(shù)計(jì)算,再由系統(tǒng)的標(biāo)定值求得磁坯的尺寸參數(shù);構(gòu)造了一種基于單一連通封閉區(qū)域的搜索算法,進(jìn)行表面缺陷的識(shí)別;通過(guò)缺陷區(qū)域最大/最小長(zhǎng)徑極比、面積、周長(zhǎng)以及圓度等特征參數(shù)的計(jì)算,建立了正廢品分類(lèi)規(guī)則,實(shí)現(xiàn)了微小磁件坯料的正廢品判別與分揀。邊緣檢測(cè)、識(shí)別等算法都在MATLAB7.6環(huán)境中逐一編程實(shí)現(xiàn)并進(jìn)行了檢驗(yàn)驗(yàn)證。
　　最后采用VC+

5、+編制了微小磁坯圖像采集、預(yù)處理、分割、邊緣檢測(cè)與圖元識(shí)別、尺寸與缺陷計(jì)算等程序以及整個(gè)系統(tǒng)的控制、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和人機(jī)交互界面等軟件,并集成為一體形成了本文的“微小永磁器件坯料尺寸與表面缺陷的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)”。利用本系統(tǒng),對(duì)生產(chǎn)廠家提供的一批永磁器件坯料進(jìn)行了外形尺寸和表面缺陷的檢測(cè)試驗(yàn)。結(jié)果表明:本文研究的邊緣檢測(cè)、圖元識(shí)別、缺陷的單一連通封閉區(qū)域搜索算法及其缺陷判別算法,具有算法簡(jiǎn)單、魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn),能滿(mǎn)足實(shí)際的檢測(cè)精度、準(zhǔn)確度與實(shí)時(shí)