一种基于图像的焊点检测方法与流程

本发明涉及焊点检测技术领域，具体而言，涉及一种基于图像的焊点检测方法。

背景技术：

在微点焊领域，焊接质量不合格包括虚焊、脱焊，前者造成无法保证电流的持久、稳定通过焊点，后者造成电流无法通过焊点。焊点检测技术是为了判断焊点的质量是否合格的技术，以避免虚焊、脱焊的出现，提高良品率。

现有焊点检测主要方法有两种：基于机器推力的物理检测方法；基于人肉眼识别的检测方法。现有焊点检测方法无法在保证合格的焊点完好的同时快速地将不合格的焊点从合格的焊点中分离出来的问题。

基于机器推力的物理检测方法，适用于体积较大、能承受较大推力的焊接物，对于微型设备由于很小的作用力就会将焊接物弄坏，非常不适合细小铜线与焊盘自动点焊焊接的情况。

基于人肉眼识别的检测方法虽然适用于微点焊设备的检测，检测时每次要目视焊点位置，需要集中精力完成，而且由于焊点细小，需要借助放大镜完成，长时间工作，操作者容易疲劳，不单对工作质量不好保证，而且对眼睛方面损害很大。不适合大规模、长时间的应用。

因此，需要一种方法，能够解决微小物体特别是细小铜线与焊盘自动点焊焊接的情况检测。现有焊点检测方法无法在保证合格的焊点完好的同时快速地将不合格的焊点从合格的焊点中分离出来的问题。

技术实现要素：

在本发明旨在提供一种基于图像的焊点检测方法，以解决现有焊点检测方法无法在保证合格的焊点完好的同时快速地将不合格的焊点从合格的焊点中分离出来的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种基于图像的焊点检测方法，该焊点检测方法借助焊点检测系统实现，包括数字照相机、点焊机、xy移动平台、控制系统以及报警系统；所述数字照相机、所述点焊机、所述报警系统、所述xy移动平台，都与所述控制系统电连接；

所述焊点检测方法包括以下步骤：

初始化步骤：在所述控制系统中设定所需要的参数；

拍摄焊接前图像：通过xy移动平台的移动，将工件移动到所述的数字照相机正下方，并进行拍照，并将其位置信息记录到所述控制系统中，同时分析出最佳焊点的位置，并将信息记录到所述控制系统中；

焊接步骤：通过xy移动平台的移动，根据控制系统里面存储的位置数据和焊点数据，将工件移动到所述的点焊机的正下方，并进行焊接；

拍摄焊接后图像：通过xy移动平台的移动，根据控制系统里面存储的位置数据和焊点数据，将工件移动到所述的数字照相机正下方，拍摄焊接后的图像，然后分析出真实焊点的中心位置，并将信息记录到所述控制系统中；

数据分析步骤：所述控制系统对接收到的焊接前焊点的中心位置、焊接后的焊点中心位置、焊点形状、焊点大小进行综合计算和比对，并根据分析结果判断所述焊点的质量是否合格；

分析结果输出步骤：若所述数据分析步骤判定所述焊点质量合格，则通过所述报警系统输出质量合格信号；若所述数据分析步骤判定所述焊点质量不合格，则通过所述报警系统输出质量不合格信号。

进一步地：

所述初始化步骤还包括在所述控制系统中设定焊点位置允许偏离的最大阈值、焊点大小允许偏离的最大阈值、焊点形状允许偏离的最大阈值；

所述数据分析步骤还包括通过所述控制系统对焊点数据做综合分析；

所述焊点检测方法还包括位于所述数据分析步骤后的报警步骤：当所述数据分析步骤中检测到焊点的位置、大小、形状不符合规定时，通过所述报警系统输出报警信号。

进一步地：

质量合格信号、质量不合格信号以及报警信号彼此不相同。

进一步地：

质量合格信号包括光信号。

进一步地：

质量不合格信号和报警信号均包括声音信号。

进一步地：

质量不合格信号还包括光信号。

进一步地：

所述数据分析步骤中，所述焊点中心点与焊接前预期的焊点中心点偏离超过位置允许偏离的最大阈值认为焊接不合格；焊点尺寸大于焊点大小允许偏离的阈值上限或小于允许偏离的下限，判定为不合格；焊点瑕疵超过指定形状阈值的判定为不合格。其余判断为合格。

进一步地：

焊点检测系统还包括打标设备。

焊点检测方法还包括位于数据分析步骤后的标记步骤：若数据分析步骤判定焊点质量不合格，则通过打标设备对不合格的焊点所连接的构件进行打标标记。

本发明实施例的有益效果是：

与现有的破坏性检测方法不同，本实施例中的焊点检测方法在检测过程中不会破坏质量合格的焊点，因此能够对所有焊点进行检测，避免了现有的破坏性检测方法的抽样检测时未被检测的存在质量问题的焊点未被剔除的情况。

因而，本实施例中的焊点检测方法能够快速地对焊点的质量进行检测。

综上所述，本实施例中的焊点检测方法能够在保证合格的焊点完好的同时快速地将不合格的焊点从合格的焊点中分离出来。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中的焊点检测系统的结构示意图；

图中：1为数字照相机，2为点焊机，3为控制系统，4为xy移动平台，5为触摸屏，6为焊盘。

图2为本发明实施例中的焊点检测方法的流程图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和表示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

本实施例提供一种基于图像的焊点检测方法，该焊点检测方法借助焊点检测系统实现。

本实施例中的焊点检测系统包括数字照相机1，点焊机2，控制系统3，xy移动平台4，触摸屏5，焊盘6。

其中xy移动平台4由马达驱动，载着焊盘6可在水平方向同时沿着x轴或y轴移动。焊盘上可以有1个或多个待焊接的工件，焊盘6的位置及焊盘内的相对位置都会被控制系统3记录并读取；控制系统3可以随时控制xy移动平台4的移动，进而控制被焊接工件的移动。

点焊机2由焊头、焊接控制器、电源、电容等部分构成，焊接控制器接受控制系统3的指令，进行点焊焊接。根据需要的焊接电流精密控制充电程度，采用过流焊接的原理，工作时焊头内的两个电极利用电容放电，加压工件使焊点在两电极的压力下形成一定的接触电阻，而焊接电流从一电极流经另一电极时在两接触电阻点形成瞬间的热熔接，且焊接电流瞬间从另一电极沿两工件流至此电极形成回路，并且不会伤及被焊工件的内部结构。

当控制系统3控制xy移动平台4到数字照相机1下方时，数字照相机进行拍照。

触摸屏5是控制系统3的人机接口，操作员通过触摸屏5设置控制系统3的初始化参数以及报警方式等参数。

图2是本实施例中的焊点检测方法的流程图。请参照图2，本焊点检测方法包括以下步骤：

1、初始化步骤：在所述控制系统中设定所需要的参数，包括设定焊点位置允许偏离的最大阈值、焊点大小允许偏离的最大阈值、焊点形状允许偏离的最大阈值；

2、拍摄焊接前图像：通过xy移动平台的移动，将工件移动到所述的数字照相机正下方，并进行拍照，并将其位置信息记录到所述控制系统中，同时分析出最佳焊点的位置，并将信息记录到所述控制系统中。确定最佳焊点，具体步骤包括：

a)斑点检测的方法：通过颜色抽取铜丝的颜色，可以稳定的获得铜丝的位置，不受其他干扰的影响；

b)颜色二化处理：将选择的颜色处理为白色(255)，其他则为黑色(0)的彩色二值化处理，充分利用了彩色ccd的特性，可区别黑白ccd所难以做到的金色和银色的区分，并执行抽取。除了直观的鼠标点击方式的设定操作以外，还可通过数值指定进行个别设定。另外，抽取方法采用了分「色相」、「饱和度」、「明度」的hsv方式，可以根据照明亮度变化以及颜色不均匀等抽取状态的变化原因分别调整参数，实现更稳定的检测；

c)确定最佳焊点：根据铜丝位置和基盘的中心点，确定最佳焊点。

焊接步骤：通过xy移动平台的移动，根据控制系统里面存储的位置数据和焊点数据，将工件移动到所述的点焊机的正下方，并进行焊接；

拍摄焊接后图像：通过xy移动平台的移动，根据控制系统里面存储的位置数据和焊点数据，将工件移动到所述的数字照相机正下方，拍摄焊接后的图像，然后分析出真实焊点的中心位置，并将信息记录到所述控制系统中；

数据分析步骤：所述控制系统对接收到的焊接前焊点的中心位置、焊接后的焊点中心位置、焊点形状、焊点大小进行综合计算和比对，并根据分析结果判断所述焊点的质量是否合格；若焊点中心点与焊接前预期的焊点中心点偏离超过位置允许偏离的最大阈值认为焊接不合格；焊点尺寸大于焊点大小允许偏离的阈值上限或小于允许偏离的下限，判定为不合格；焊点瑕疵超过指定形状阈值的判定为不合格。其余判断为合格。其中瑕疵的检测方法为：对检测范围内任意的大小、段进行分割并检测平均浓度，以及根据指定方向移动，从浓度变化检测出缺陷。该处理可忽略背景、照明变动等的影响，稳定检测出缺陷。不仅只对缺陷部分进行波形显示，还将检测对象整体的缺陷强度与范围实现可视化，并可将各瑕疵分组，通过检测的个数、大小、面积的总和等各种结果执行判定。

分析结果输出步骤：若所述数据分析步骤判定所述焊点质量合格，则通过所述报警系统输出质量合格信号；若所述数据分析步骤判定所述焊点质量不合格，则通过所述报警系统输出质量不合格信号。

上述质量合格信号、质量不合格信号以及报警信号彼此不相同，以便操作者辨识。质量合格信号可包括光信号，如在报警系统中设置发光二极管，并发出绿光作为质量合格信号。为提醒操作者出现质量不合格的焊点，报警系统中可设置更加具有警示效果的声音信号发生装置，如扬声器，并在发现质量不合格的焊点时，发出声音信号作为警报。质量不合格信号还可包括发光的光信号，以区分质量合格信号的绿光信号。同样的，为避免操作者施力过大，破坏合格焊点，报警信号也包括声音信号。

为进一步对不合格的焊点进行标记，避免与质量合格焊点混在一起，焊点检测系统还包括打标设备。焊点检测方法还包括位于数据分析步骤后的标记步骤：若数据分析步骤判定焊点质量不合格，则通过打标设备对不合格的焊点所连接的构件进行打标标记。

分析结果输出步骤中，若所有数据分析步骤均判定焊点质量合格，则通过报警系统输出质量合格信号。若任意一个数据分析步骤判断焊点质量不合格，则通过报警系统输出质量不合格信号。

综上所述，本实施例中的焊点检测方法能够在保证合格的焊点完好的同时快速地将不合格的焊点从合格的焊点中分离出来。