磁瓦表面缺陷检测与分拣方法与流程

本发明涉及磁瓦表面缺陷检测与分拣方法。

背景技术：

磁性材料，如铁氧体磁性材料、铷铁硼磁性材料等，在成型和磨削过程中都会产生各种类型的缺陷，如裂纹，掉块，波纹等，影响产品质量。所以在生产加工过程中，必须对每块磁瓦进行检查是否存在缺陷。目前一般仍采用人工目检的方法，劳动强度大，分拣速度慢，容易出错。开发一种磁性材料表面缺陷自动检测识别技术，是磁性材料生产企业的必然需求与趋势。

针对磁瓦表面缺陷检测，目前普遍采用机器视觉的方法。该技术针对磁瓦表面不同的缺陷，进行光源和打光方式的设计，使得相关缺陷和基体之间对光线呈现不同的反射，采用工业相机进行拍摄，获取磁瓦表面灰度图像，如果磁瓦表面有相关缺陷，在图像上则会显示出不同的灰度。设计相关算法，利用图像灰度不同，进行相关缺陷检测与识别。

(1)由于生产现场的因素，磁瓦在清洗后，空气中的粉尘会粘附在磁瓦表面，干燥后便会形成水渍，水渍在拍摄的灰度图像上和裂纹相似，对裂纹的检测产生干扰；

(2)磁瓦在磨削过程中，会在表面形成条状的划痕，容易被误判成缺陷；

(3)由于磁瓦有很多个面，每个面上都可能存在缺陷，因此要对每个面进行检查，因此需要设置多个检查工位，成本高，检测效率低，同时还会提高整体误检率；

(4)由于磁瓦表面存在弧面，对于弧面上的缺陷，由于位置的不同，在灰度图像上呈现出的灰度不同，造成漏判；

(5)磁瓦表面存在一些非常细小的空洞或者裂纹，采用当前技术不能进行有效检测。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种磁瓦表面缺陷检测与分拣方法，不受磁瓦表面形状的影响，有效的排除磁瓦表面水渍和磨痕对检测的干扰，对各种细微的缺陷进行有效的检测。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种磁瓦表面缺陷检测与分拣方法，包括以下步骤：

1)在各工位对应激光头扫描线前面设置一个光电传感器，光电传感器感应到磁瓦到来发送信号给plc，对plc指令解析，给采集的磁瓦进行编号；

2)提取磁瓦表面轮廓信息数据，去除输送皮带无效数据；磁瓦包含多个面的形状，对提取的磁瓦表面轮廓信息数据进行相关的数据计算处理，将磁瓦轮廓各面彼此分割出来，形成多个区域，对每个区域的有效数据进行阈值分割，提取缺陷特征，然后针对这些缺陷特征以及参考磁瓦各面特征情况不同，设定不同的特征参数，形成各面缺陷判定准则，从而利用各面缺陷判定准则识别磁瓦缺陷；

3)在每个工位距离检测装置一定位置处，安装磁瓦剔除机构，在磁瓦剔除机构前面安装一个光电传感器，每片磁瓦经过检测后，发送带有磁瓦编号的检测结果，以指令形式给plc，plc通过解析结果指令将磁瓦编号的检测结果根据编号存储起来，当检测后的磁瓦经过磁瓦剔除机构附近的光电传感器，该处光电传感器发送信号给plc，plc根据该处光电传感器所给的编号获取对应编号磁瓦的检测结果，如果检测结果表示磁瓦有缺陷，则控制磁瓦剔除机构快速剔除该磁瓦，检测结果显示合格，则剔除机构不动作。

磁瓦两端倒角的阈值为2-2.7，磁瓦正面的阈值为0.6-1。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明采用高精度激光轮廓仪对磁瓦进行扫描，获取磁瓦表面高度信息，不受磁瓦表面形状的影响，能够有效的排除磁瓦表面水渍和磨痕对检测的干扰，对各种细微的缺陷都能进行有效的检测。同时通过一次扫描即可获得磁瓦所有需检测面的信息，进行高效检测。

附图说明

图1为本发明检测方法流程图；

图2为本发明检测与分拣系统流程示意图；

图3为本发明检测与分拣系统流程示意图。

具体实施方式

激光轮廓仪的原理为激光三角法，由光源发出的一束激光照射在待测物体平面上，通过反射最后在检测器上成像。当物体表面的位置发生改变时，其所成的像在检测器上也发生相应的位移。通过像移和实际位移之间的关系式，真实的物体位移可以由对像移的检测和计算得到。

一种磁瓦表面缺陷检测与分拣方法包括输送装置、检测系统、剔除装置三个部分。输送装置主要限定待检磁瓦位置以及负责磁瓦传送，保证每片磁瓦以稳定的姿态经过激光扫描线；检测系统包含两个工位，分别负责磁瓦外弧面检测和内弧面检测，每个工位检测包括数据采集和数据处理两个部分；剔除装置包括外弧面检测剔除机构和内弧面检测剔除机构，分别由plc控制动作，本发明流程示意图如图2所示。

由于高精度轮廓仪激光线宽度小于磁瓦宽度，本发明设计一套扫描头夹持装置，可以自由调节激光头的角度和高度，保证两个扫描头的激光线平行以及对两激光线间距的调整，从而一次性完成整个磁瓦表面扫描。本发明的数据采集部分通过激光轮廓仪以软处理方式进行采集，即软件中自动识别磁瓦到来并采集数据，当输送机构将待检磁瓦以调整好的姿态经过激光扫描线时，轮廓仪对磁瓦表面进行快速扫描并获取磁瓦表面的高度信息，得到一个高度信息的二维数据表。

本发明的检测方法示意图如图1所示，数据处理部分包括有效数据提取，数据分割，特征提取及缺陷识别四个步骤。即先对原始数据进行分析，提取磁瓦表面轮廓数据，去除输送网带的无效数据；磁瓦内弧面或者外弧面都包含两端倒角、正面等好几个面，且每个面情况不同，各特征值不同，因此对磁瓦轮廓数据进行区域分割，然后对每个区域面采取不同的阈值，提取缺陷特征，磁瓦两端倒角的阈值一般在2-2.7范围之内，磁瓦正面的阈值一般在0.6-1范围之内，针对各面各种缺陷特征进行算法设计，形成缺陷判定准则，从而利用此制定的准则识别磁瓦缺陷，将检测结果给到plc,plc通过给定的指令结果控制剔除机构动作，进行分选。

设计合适的工装夹具，能够自由调节两个轮廓仪的位置和角度，这两个头命名为a头和b头，使a头和b头的激光扫描线平行且二者的间距小于一个磁瓦的长度，进行一次性扫描；使用皮带传送装置，快速稳定输送磁瓦；使用光电传感器，给磁瓦精确编号；使用转动剔除机构，对不合格磁瓦进行快速剔除操作；使用翻转机构对磁瓦进行翻转，翻转机构之前检测外弧面即工位一，翻转后检测内弧面，即工位二，具体结构示意图如下图3。

第一步：在各工位对应激光头扫描线(磁瓦最先进入的激光头扫描线)前面设置一个光电传感器，如图3中光电1与光电3，当磁瓦经过该传感器时，软件自动识别磁瓦并采集数据，同时光电1(光电3)感应到磁瓦到来发送信号给plc,plc进行编号并发送给电脑，软件通过对plc指令解析给采集的磁瓦进行编号。

第二步：针对采集的数据信息表，进行分析，快速提取磁瓦表面轮廓信息数据，去除输送皮带无效数据；磁瓦包含多个面的形状，对提取的磁瓦表面轮廓数据进行相关的数据计算处理，将磁瓦轮廓各面彼此分割出来，形成多个区域，对每个区域面内的有效数据的进行不同的阈值，提取缺陷特征，然后针对这些特征以及参考磁瓦各面特征情况不同，设定不同的特征参数形成各面缺陷判定准则，从而利用各自制定的准则识别磁瓦缺陷，

第三步：如图3所示，在每个工位距离检测装置一定位置处，安装磁瓦剔除机构，挨着剔除机构安装一个光电传感器，如光电2与光电4，每片磁瓦经过检测后，软件系统发送带有磁瓦编号的检测结果以指令形式给plc,plc通过解析结果指令将磁瓦的检测结果根据编号存储起来，当检测后的磁瓦经过剔除机构附近的光电2(光电4)，光电2(光电4)发送信号给plc,plc根据光电2(光电4)给的编号去获取对应编号磁瓦的检测结果，如果检测结果表示磁瓦有缺陷则控制剔除机构快速剔除该磁瓦，检测结果显示合格则剔除机构不动作，两个检测工位之间通过翻转机构连接。