【摘要】：磁性材料,是一種主要由釹鐵硼構成的新型磁材,由于其良好的磁性能,在電子工業(yè)、航天工業(yè)、機械工業(yè)等領域被廣泛使用,一般常見的應用設備有音響設備、磁共振成像設備、電腦光驅設備、磁力電機設備等。磁性材料在生產(chǎn)加工的過程中由于各種各樣的原因會在表面造成缺陷,嚴重影響其使用功能。首先,其外觀上的缺陷會使磁性材料表面磁性分布不均勻;其次,磁性材料在使用過程中極易被腐蝕,出現(xiàn)外觀缺陷導致鍍上的保護層被破壞則更容易出現(xiàn)腐蝕的情況,這就嚴重影響到磁性材料產(chǎn)品的使用壽命。目前國內外還沒有一套較完整的磁性材料檢測系統(tǒng)。本文從磁性材料檢測的實際需求出發(fā),設計了一種基于機器視覺的全自動光學檢測(Automatic Optical Inspection,AOI)系統(tǒng),本文的主要研究成果及相關的內容為:(1)由于工業(yè)生產(chǎn)線處于高速運動狀態(tài)、磁性材料邊緣有較明顯的圓弧倒角,導致普通圖像采集系統(tǒng)在高速狀態(tài)下采集到的圖像輪廓會有明顯的拖影,而且圖像邊緣倒角處容易出現(xiàn)陰影,掩蓋缺陷的真實信息,所以依據(jù)磁性材料的特點以及現(xiàn)場情況,本文科學的設計了一套機器視覺檢測系統(tǒng),利用面陣相機、遠心鏡頭、定焦鏡頭配合不同光源組成出高精度、適應性強的的光學檢測系統(tǒng)圖像采集系統(tǒng)。實驗表明,本論文所設計的光學采集系統(tǒng)可以在上料速度高達450個/min的情況下采集到磁性材料輪廓無拖影、邊緣倒角處無陰影的清晰圖像,能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求;(2)根據(jù)磁性材料表面缺陷的特點,設計了一種適用于磁性材料表面的算法來處理所采集到的圖像。首次將模板匹配與開運算等算法應用在磁性材料表面缺陷的檢測上來,通過調節(jié)模板生成角度、匹配相似度系數(shù)和開運算內核大小來達到高速、準確的算法效果;實驗結果表明,該算法可以檢測出面積最小為0.01平方毫米的缺陷,而且檢測時間小于133 ms,滿足工業(yè)在線生產(chǎn)的速度需求。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;TM271
【圖文】：

章 磁性材料表面缺陷自動光學檢測系統(tǒng)的性材料表面缺陷自動光學檢測分析視覺檢測系統(tǒng)應用在正常的生產(chǎn)線末的生產(chǎn)，在磁性材料進入下一道工序剔除，防止質量不合格的磁性材料流測指標為誤檢率低于 5 %，而漏檢率示，現(xiàn)場存在一定的噪聲和震動。

工件實物圖

檢測表面上尺寸，凹坑兩種缺陷，缺陷的具體形態(tài)如圖2-3 所示，檢測速度不能慢于生產(chǎn)線轉盤速度。圖 2-3 磁性材料表面缺陷圖2.2 系統(tǒng)總體設計方案2.2.1 系統(tǒng)功能分析磁性材料表面缺陷自動光學檢測設備是一種包含多學科領域，例如光學工程、機械工程、計算機軟件設計、計算機算法設計、機械工程等于一體的機器視覺檢測設備。該檢測系統(tǒng)采用在線檢測的方式，對所有產(chǎn)品進行在線分類。大致的工作流程是：磁性材料經(jīng)過上料傳送帶到達轉盤之后，傳感器將感知信號傳送給檢測系統(tǒng)的工控機，工控機控制不同工位上的光學原件(CCD 相機、鏡頭及光源)對工件進行光學成像，軟件對其進行識別處理判定，并觸發(fā)信號。待到下料工位時，分類機構根據(jù)傳送過來的觸發(fā)信號對磁性材料進行分類，防止存在缺陷的磁性材料流入到下一道加工工序。該在線檢測系統(tǒng)存在兩個基本指標：第一個是能夠采集清晰度比較高的圖像，不可以出現(xiàn)顯著的模糊或失真現(xiàn)象；第二個是軟件的檢測速度必須大于上料結構的上料速度，上料速度為 600 個/min，所以要求檢測速度必須小于 100 ms，即系統(tǒng)能夠在較短的時間內完成對于采集圖像的分析和判定。根據(jù)上述兩個基本指標的要求，結合現(xiàn)場的條件，即可能存在著較大的外界干擾，導致所采集的圖像不清晰以及材料表面的高反射性，所以針對尺寸缺陷，系統(tǒng)選取了遠心鏡頭和高亮平行背光源，針對凹陷缺陷，系統(tǒng)選取了定焦鏡頭和平板漫射環(huán)形光源，配合合適的 CCD 相機可以保證采集到圖像的高清晰度，此外，

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本文編號：2764350