一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统，它涉及电感检测技术领域。LED光源与CCD摄像头相配合，CCD摄像头接图像采集卡，图像采集卡与安装有图像处理软件的计算机系统连接，计算机系统接CRT显示器，计算机系统与控制电感的控制系统连接；所述计算机系统由图像处理单元、边缘定位单元、破损检测单元和松线检测单元组成，图像处理单元接边缘定位单元，边缘定位单元分别与破损检测单元、松线检测单元连接，破损检测单元、松线检测单元与控制系统连接。本实用新型实现生产、检测、包装一体化，检测稳定可靠，提高生产效率，降低工人的劳动强度，减少生产成本，易于推广使用。
【专利说明】
一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电感检测技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统。
【背景技术】
[0002]表面缺陷会直接影响产品质量和使用性能，因此，在电感质量检测系统中，表面缺陷的自动检测是一个不可缺少的环节，传统的接触式人工检测的方法不但繁琐、劳动强度大，而且检测速度较慢，不能消除人为的测量误差，在检测过程中还可能对物体的表面造成一定的损伤，这些都使得传统检测方法达不到较为理想的要求。
[0003]随着工业自动化程度的进一步加强，依靠传统的人工检测已无法满足生产自动化的速度要求，自动化在线检测已成为许多自动化生产厂家的迫切需求，电感线圈在加工生产过程中，容易产生松线、磁芯破损等一些外观缺陷，依靠人工检测根本无法满足自动化速度要求，降低生产效率。
[0004]为了解决上述问题，本领域的技术人员致力于开发一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统，结构设计合理，实现生产、检测、包装一体化，检测稳定可靠，提高生产效率，降低工人的劳动强度，减少生产成本，实用性强，易于推广使用。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统，包括LED光源、CXD摄像头、图像采集卡、计算机系统、CRT显示器、图像处理软件装置和控制系统，LED光源与CCD摄像头相配合，CCD摄像头接图像采集卡，图像采集卡与安装有图像处理软件装置的计算机系统连接，计算机系统接CRT显示器，计算机系统与控制电感的控制系统连接。
[0007]作为优选，所述计算机系统由图像处理单元、边缘定位单元、破损检测单元和松线检测单元组成，图像处理单元对图像采集卡获取的电感图片进行一些预处理，图像处理单元接边缘定位单元，边缘定位单元对图像中的电感位置进行定位，能准确的找到工件位置，方便后续处理程序的定位跟踪，边缘定位单元分别与破损检测单元、松线检测单元连接，能对电感的破损及松动进行检测，破损检测单元、松线检测单元与控制系统连接，所述破损检测单元包括ROI区域分割模块和Blob分析模块，ROI区域分割模块接Blob分析模块，所述松线检测单元包括阈值分割模块和边缘个数统计模块，阈值分割模块接边缘个数统计模块。
[0008]作为优选，所述的CXD摄像头采用costarSI_M310工业黑白相机，CXD摄像头采用能满足视场拍摄8mm-lOmm要求的computar MLM-3XMP光学镜头;所述的图像采集卡采用PC1-1409图像采集卡。
[0009]本实用新型的有益效果是:实现了电感生产、检测、包装一体化，大大增加生产效率，减小了工人的劳动强度，为企业缩减劳动力，减少生产成本，减少了由人工疲劳等主观因素带来的误检、漏检情况，防止不良品外流;系统实时的数据记录也为企业产品质量管理和生产情况跟踪提供了依据，方便企业管理人员知道车间的生产情况，及时发现问题，及时解决，避免浪费，对企业的发展具有重要意义。
[0010]以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的系统框图；
[0012]图2是本实用新型的电感生产整体流程图。
【具体实施方式】
[0013]参照图1-2，本【具体实施方式】采用以下技术方案:一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统，包括LED光源1、CXD摄像头2、图像采集卡3、计算机系统4、CRT显示器5、图像处理软件装置6和控制系统7，LED光源I与CXD摄像头2相配合，CXD摄像头2接图像采集卡3，图像采集卡3与安装有图像处理软件装置6的计算机系统4连接，计算机系统4接CRT显示器5，计算机系统4与控制电感8的控制系统7连接;所述计算机系统4由图像处理单元401、边缘定位单元402、破损检测单元403和松线检测单元404组成，图像处理单元401接边缘定位单元402，边缘定位单元402分别与破损检测单元403、松线检测单元404连接，破损检测单元403、松线检测单元404与控制系统7连接。
[0014]值得注意的是，所述的破损检测单元403包括ROI区域分割模块405和Blob分析模块406，R0I区域分割模块405接Blob分析模块406;松线检测单元404包括阈值分割模块407和边缘个数统计模块408，阈值分割模块407接边缘个数统计模块408。
[0015]此外，所述LED光源I采用蓝色方形漫反射光源，更好的突出缺陷特征，以达到最佳效果;所述CCD摄像头2采用CostarS1-M310工业黑白相机，主要用于采集电感图像，被测工件通过光学镜头聚焦在CCD敏感元件上，可以根据工件的大小和工作距离选配不同镜头，本系统采用computar MLM-3XMP镜头，满足视场8mm-10mm的要求;所述图像采集卡3采用PC1-1409图像采集卡，用于同步控制自动A/D转换以及在卡上存储大量数据的功能，通过计算机软件及同步脉冲触发，在驱动电器的同步控制下对CCD输出的视频信号进行A/D转换，转换成图像数据，然后通过PCI总线实时传递至计算机内存及显存，供计算机进行各种处理操作。
[0016]本【具体实施方式】采用机器视觉技术进行电感检测，机器视觉就是利用计算机模拟人眼的视觉功能，从图像或图像序列中提取信息，对客观世界的三维景物和物体进行形态和运动识别，替代人眼对产品质量进行定量检测是否合格并给出判断结果。
[0017]本【具体实施方式】的工作原理:电感缺陷自动检测系统是在电感生产流水线上增加视觉检测系统对电感质量进行实时检测监控，防止不良品流入下道工序:被测电感8按照一定的节拍在输送带上运动，已经调整好位置的CCD摄像头2结合图像采集卡3以及LED光源I的照射，按照与生产线同步的节奏实时抓取图像，其影像被投射到光学成像系统，经透镜放大聚焦在CCD的光敏阵列面上，CCD摄像头2将其接收的光学影像转换成视频信号输出到图像采集卡3，图像采集卡3再将视频信号转换成数字图像信息供计算机系统4处理和CRT显示器5显示，计算机系统4运用各种图像处理算法对数据进行图像分析，判断出其是否合格，然后将信号发送给控制系统7控制机械进行剔除动作。
[0018]计算机系统4中安装的图像处理软件装置6采用美国国家仪器(NI)公司研制的一种通用程序开发软件Vis1n Builder for Automated Inspect1n作为开发平台，由于它本身包含多种类型的图像处理、图像变换以及滤波、模型匹配和测量等基本函数功能，因此简化了程序开发，极大的缩短了开发周期，VBAI是一个可配置的机器视觉软件，可利用它完成原型创建、基准设定和应用程序配置等实际应用，VBAI无需编程即可升级到强大的编程环境(如LabVIEW)中，它带有内置式开发界面，因此可以迅速完成监视、指导与鉴定应用；VBAI还包括能够建立复杂的通过/失败判断，数字I/O设备控制以及通过串行设备进行通讯应用的功能。
[0019]计算机系统4中的图像处理单元401主要目的是对由图像采集卡获取的电感图片进行一些预处理，主要涉及的图像处理算法有中值滤波，中值滤波器的基本思想是用像素点邻域灰度值的中值来代替该像素点的灰度值，该方法在去除脉冲噪声、椒盐噪声的同时又能保留图像边缘细节;本系统采用3X3函数窗，计算以点[i，j]为中心的函数窗像素中值步骤如下:①按亮度值大小排列像素点；②选择排序像素集的中间值作为点[i，j ]的新值。通过中值滤波工具处理后电感磁芯两端的亮像素点得到了减弱，中间不需要检测的铜线进行了滤除，方便后续检测。
[0020]边缘定位单元402:由于工件每次采集到的图像存在微小的位置差异，所以必须对图像中的电感位置进行定位，本系统采用基于边缘查找的定位工具Find Straight Edge对X和y方向进行定位，就能准确的找到工件位置，方便后续处理程序的定位跟踪。
[0021]松线检测单元404:①ROI区域分割:电感破损表现为在电感两端露出磁芯部分容易出现缺角、凹坑等破损缺陷，由于表面破损的图像表现特征都是比较亮，即灰度值较亮，所以，磁芯表面破损的被检测区域即ROI区域应取电感磁芯两端表面区域内，不能超出该区域，否则背景亮像素会产生干扰。
[0022]②Blob分析:电感磁芯表面破损的判断依据是通过对图像进行阈值分割后对表面破损最大区域的面积检测，如果面积超过某个阈值，则认为该电感存在破损缺陷。在本系统中，采用Detect Objects工具进行缺陷斑点检测，能有效的检出破损缺陷进行标记。
[0023]破损检测单元403:①基于直方图分析的自动阈值分割:灰度直方图是数字图像处理中一个最简单、最有用的工具，是灰度值的函数，描述了一幅图像的灰度级内容及其分布，通过对电感图像进行直方图分析可知，电感磁芯和铜线及背景灰度值分布比较均匀，可以选择谷点作为分割的阈值，能较好的将电感两端磁芯与铜线和背景分离开来。
[0024]②边缘个数统计:松线缺陷表现为电感所绕铜线的末端易出现松动，与未松动的绕线区存在缝隙，可以通过在电感两端磁芯处进行边缘检测，如果为良品应只存在一个像素跳变点，如果出现I个以上时则说明存在松线情况；由于有比较小的松线情况常常会出现一端未出现缝隙，另一端有缝隙的情况，所以采用上、中、下三个位置用Find Edges工具进行像素跳变点个数检测。
[0025]本【具体实施方式】利用机器视觉技术非接触测量的方式成功解决了电感生产线上的自动外观检测难题，实现了生产、检测、包装的一体化生产流程，大大提高了生产效率，减少了人工成本，针对电感松线、破损缺陷的检测方法在实际检测中稳定、可靠，具有较高的工程应用价值和广阔的市场应用前景。
[0026]以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统，其特征在于:包括LED光源(I)、CCD摄像头(2)、图像采集卡(3)、计算机系统(4)、CRT显示器(5)、图像处理软件装置(6)和控制系统(7)，LED光源(I)与CCD摄像头(2)相配合，CCD摄像头(2)接图像采集卡(3)，图像采集卡(3)与安装有图像处理软件装置(6)的计算机系统(4)连接，计算机系统(4)接CRT显示器(5)，计算机系统(4)与控制电感(8)的控制系统(7)连接;所述计算机系统(4)由图像处理单元(401)、边缘定位单元(402)、破损检测单元(403)和松线检测单元(404)组成，图像处理单元(401)接边缘定位单元(402)，边缘定位单元(402)分别与破损检测单元(403)、松线检测单元(404)连接，破损检测单元(403)、松线检测单元(404)与控制系统(7)连接。2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统，其特征在于:所述的CCD摄像头(2)采用能满足视场拍摄8mm-10mm要求的computar MLM-3XMP光学镜头。3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的电感质量自动检测系统，其特征在于:所述的图像采集卡(3)采用PC1-1409图像采集卡。
【文档编号】G01N21/88GK205538710SQ201620095068
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】熊昕, 熊茂华
【申请人】广州番禺职业技术学院