【摘要】：連續(xù)平壓機(jī)的國產(chǎn)化已經(jīng)促使刨花板的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動化,但是生產(chǎn)線末端的表面缺陷檢測環(huán)節(jié)仍為人工用肉眼辨識,該檢測手段存在諸多問題。一方面,長時間用肉眼察看易疲勞而出現(xiàn)誤檢、漏檢現(xiàn)象嚴(yán)重,導(dǎo)致出廠的刨花板質(zhì)量合格率不達(dá)標(biāo),買方會提出退貨或者賠款等要求,給刨花板生產(chǎn)廠家造成大量的經(jīng)濟(jì)損失。另一方面,現(xiàn)階段連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)線速度高達(dá)1500mm/s,人工肉眼辨識的時候,需將刨花板的速度降為0mm/s,大大降低刨花板的出廠速度。針對人工檢測存在低準(zhǔn)確度、低效率的弊端,國內(nèi)尚沒有對刨花板表面缺陷在線檢測系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā),挪威有一款叫做Argos刨花板表面缺陷檢測系統(tǒng),辨識率僅在65~70%左右,尚未達(dá)到在線生產(chǎn)應(yīng)用的階段。同時,由于刨花板的市場需求與刨花板生產(chǎn)質(zhì)量、效率的矛盾日益增加,為了適應(yīng)市場的變化,刨花板生產(chǎn)企業(yè)必須全面對刨花板表面質(zhì)量進(jìn)行檢測和控制,進(jìn)而生產(chǎn)出高效率、高精度的刨花板。因此,研發(fā)一款在線的刨花板表面缺陷檢測系統(tǒng)勢在必行。由于機(jī)器視覺具有穩(wěn)定性高、檢測高效、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),本文主要工作研究一款基于機(jī)器視覺的刨花板表面缺陷在線檢測系統(tǒng),可對刨花板缺陷板(表面帶有大刨花、膠斑、漏砂、松軟、油污、雜物)、底板、正常板材進(jìn)行快速、準(zhǔn)確識別,其研究成果如下:1、根據(jù)刨花板表面缺陷在線檢測的指標(biāo)與要求,設(shè)計了一種基于機(jī)器視覺技術(shù)的刨花板表面缺陷在線檢測系統(tǒng)方案,并對檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、流程、功能進(jìn)行詳細(xì)闡述。2、生產(chǎn)線上板材線速度高,導(dǎo)致圖像運(yùn)動模糊,影響識別準(zhǔn)確率,國際上尚無有效解決方案,因此提出了同步采集圖像方法,即通過凸輪等傳動裝置帶動相機(jī)周期性往復(fù)運(yùn)動,當(dāng)相機(jī)與刨花板同速、同向時進(jìn)行圖像采集,從而根除圖像運(yùn)動模糊。該研究對同步采集系統(tǒng)硬件搭建、控制方案及軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)介紹,并通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性較高、可獲取高清刨花板圖像。3、提出了一種快速切邊的方法獲取相機(jī)采集圖像的感興趣區(qū)域即僅包括刨花板的圖像。首先對采集的圖像用張正友標(biāo)定法消除由于廣角鏡頭造成圖像桶形失真的問題,得到校正后圖像;其次對圖像進(jìn)行預(yù)切邊,消除圖像中大量的背景,減少數(shù)據(jù)量;最后結(jié)合Canny算法、條件篩選、Hough變換的方法獲取圖像感興趣區(qū)域。測試結(jié)果表明,采集圖像的桶形失真可以得到校正且能獲取無畸變、信息完整的刨花板圖像。4、對刨花板圖像進(jìn)行缺陷檢測的相關(guān)研究。首先對刨花板圖像進(jìn)行分塊,利用提出的一種局部自適應(yīng)均值方差法對各區(qū)塊的圖像進(jìn)行分割,獲取分割后的圖像;通過形態(tài)學(xué)濾波的腐蝕、膨脹運(yùn)算對分割后的圖像進(jìn)行處理,刪除孤立點(diǎn),進(jìn)行圖像復(fù)原從而獲取完整缺陷區(qū)域;最后獲取缺陷區(qū)域面積屬性,進(jìn)而進(jìn)行缺陷判別。本研究提出的局部自適應(yīng)均值方差法可抑制噪聲和克服關(guān)照不均勻度,該分割方法可對缺陷進(jìn)行完整的分割,提出的缺陷檢測算法具有較高的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、實(shí)時性,可滿足在線缺陷檢測的要求。5、最后,以廣東豐林亞創(chuàng)(惠州)人造板有限公司為試點(diǎn),對研發(fā)的缺陷檢測系統(tǒng)進(jìn)行安裝、調(diào)試,通過缺陷檢測效果,在線進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,測試結(jié)果滿足企業(yè)需求。本課題所設(shè)計的基于機(jī)器視覺的刨花板表面缺陷在線檢測系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)刨花板表面圖像在線采集、快速分析、識別、結(jié)果輸出等功能,檢測時間1922ms,準(zhǔn)確率達(dá)到97.3%,滿足連續(xù)壓機(jī)刨花板生產(chǎn)線在線檢測要求。本項(xiàng)目自主研發(fā)的檢測系統(tǒng)可使廠家出廠的板材更加高效、高質(zhì)量,同時填補(bǔ)國內(nèi)刨花板表面缺陷在線檢測行業(yè)的空白,進(jìn)而促進(jìn)刨花板生產(chǎn)線全自動化發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS653
【圖文】：

圖 2.1 刨花板表面缺陷在線檢測系統(tǒng)Fig. 2.1 On-line Detection System for Surface Defects of Particleboard像采集光源設(shè)計花板表面缺陷在線檢測成功與否與獲取刨花板圖像的質(zhì)量有密切關(guān)系，而獲取刨花板圖像質(zhì)量的一個重要因素[58-59]。通過設(shè)計具有針對性、正確的使刨花板圖像中的缺陷信息與背景（正常部分）信息得到更好的區(qū)分度，上降低識別的難度，同時可以提高刨花板表面缺陷在線檢測系統(tǒng)的檢測精如果設(shè)計的光源系統(tǒng)不合理，采集的刨花板圖像中包含許多噪聲，會將缺給后續(xù)的缺陷判定帶來極大困難，因此光源系統(tǒng)設(shè)計的成敗是決定刨花板檢測系統(tǒng)成敗的首要因素。在基于機(jī)器視覺的缺陷檢測系統(tǒng)中，光源系統(tǒng)要，其主要包括光源的選擇，照明方式和照明亮度三個方面[60-61]�，F(xiàn)今主

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文花板表面，如同中箭頭方向所示，確保打光的 101102103104105515254551112131415..............................LLLLLLLNullLLLLLLL圖 2.2 陣列光源設(shè)計Fig.2.2 Design of array light source

3.1 同步控制系統(tǒng) I/O 分配表stribution Table of Synchronized Control S輸入點(diǎn) 功能 I0.1、I0.2 伺服電機(jī)高脈沖輸出 I0.4 打開廢板倉 I0.5 伺服電機(jī)方向輸出 I0.3 打開底板倉 采集，本文設(shè)計光耦電路觸發(fā)相機(jī)光耦電路 1 號引腳位置作為光耦的置作為輸出端，一旦觸發(fā)接近開關(guān)1

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本文編號：2774548