微小永磁器件坯料表面質(zhì)量的視覺檢測研究.pdf

1、本文針對目前釹鐵硼永磁器件生產(chǎn)工藝過程中由人工檢測微小磁件坯料外形尺寸及表面缺陷所帶來的問題,應(yīng)用光機電一體化和計算機視覺技術(shù),研究了永磁器件坯料的尺寸與表面缺陷的視覺檢測技術(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的相關(guān)需求以及非接觸檢測的可行性;然后對前人研究的表面特征檢測方法與技術(shù)進行了綜述,由此理出了本文的技術(shù)解決思路與方案。對微小磁坯外形尺寸及表面缺陷視覺檢測系統(tǒng)進行了總體方案設(shè)計,系統(tǒng)由微小磁坯的有序排列輸送機構(gòu)

2、、待測表面的圖像在線采集子系統(tǒng)、視覺檢測分析判斷子系統(tǒng)、磁坯正廢品分選機構(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、圖像自動采集、尺寸與表面缺陷識別計算和正廢品分揀之間有機集成并實現(xiàn)非接觸自動檢測。綜合分析了照明光源、光學(xué)鏡頭、相機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要求的圖像采集光源、鏡頭放大倍率及相機的像素值,以保證后續(xù)分析與測量計算的精度。
　　微小磁件坯料表面視覺檢測包括外形尺寸測量與表面

3、缺陷識別檢測,檢測效果除受硬件性能及其匹配參數(shù)的影響外,最關(guān)鍵的因素是對在線采集圖像的處理及邊緣檢測、識別等算法的合理性和計算的精度等。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場檢測精度要求,本文先對采集圖像進行去噪、消影、增強等預(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)方法進行邊緣檢測;研究了一

4、種改進的CHT(隨機圓霍夫變換)算法,用于對所得到的被測件圖像邊緣進行圖元識別及其邊緣幾何元素(圓)參數(shù)計算,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,進行表面缺陷的識別;通過缺陷區(qū)域最大/最小長徑極比、面積、周長以及圓度等特征參數(shù)的計算,建立了正廢品分類規(guī)則,實現(xiàn)了微小磁件坯料的正廢品判別與分揀。邊緣檢測、識別等算法都在MATLAB7.6環(huán)境中逐一編程實現(xiàn)并進行了檢驗驗證。
　　最后采用VC+

5、+編制了微小磁坯圖像采集、預(yù)處理、分割、邊緣檢測與圖元識別、尺寸與缺陷計算等程序以及整個系統(tǒng)的控制、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和人機交互界面等軟件,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檢測系統(tǒng)”。利用本系統(tǒng),對生產(chǎn)廠家提供的一批永磁器件坯料進行了外形尺寸和表面缺陷的檢測試驗。結(jié)果表明:本文研究的邊緣檢測、圖元識別、缺陷的單一連通封閉區(qū)域搜索算法及其缺陷判別算法,具有算法簡單、魯棒性強等特點,能滿足實際的檢測精度、準(zhǔn)確度與實時