基于機(jī)器視覺的扣式電池表面缺陷在線檢測系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著扣式電池的使用越來越廣泛，用戶對(duì)它的表面質(zhì)量要求也越來越高。因此，在生產(chǎn)過程中進(jìn)行電池性能檢測的同時(shí)，還需要對(duì)電池的表面缺陷進(jìn)行檢測。目前大多數(shù)的電池生產(chǎn)廠家多采用人工目測，檢測準(zhǔn)確度差、效率低而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，已無法滿足現(xiàn)代工業(yè)制造的要求。
　　機(jī)器視覺技術(shù)作為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，具有效率高、非接觸、精度高、使用靈活、可靠等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景十分廣泛。本課題根據(jù)生產(chǎn)廠家的質(zhì)量檢測要求和扣式電池生產(chǎn)線的實(shí)際情況，開發(fā)設(shè)計(jì)了一套基于機(jī)器視

2、覺的扣式電池表面缺陷在線檢測系統(tǒng)。該檢測系統(tǒng)是在原有生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充，充分利用生產(chǎn)線的現(xiàn)有資源，在一定程度上節(jié)約了成本。系統(tǒng)以PLC作為控制器，以生產(chǎn)線傳送帶作為檢測傳送帶，以視覺處理器作為圖像處理模塊，分別對(duì)電池的正極、負(fù)極表面圖像進(jìn)行預(yù)處理、模板匹配、差減運(yùn)算等圖像處理環(huán)節(jié)，判斷兩極表面是否存在缺陷，PLC根據(jù)判定結(jié)果控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)不合格品進(jìn)行剔除。
　　本文首先設(shè)計(jì)了扣式電池表面缺陷檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，說明其工作流程，

3、并詳細(xì)闡述了其硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的選型及設(shè)計(jì)。然后以采集到的扣式電池表面圖像為研究對(duì)象，分析正、負(fù)極表面的圖像缺陷檢測要點(diǎn)，根據(jù)圖像的實(shí)際情況，進(jìn)行圖像灰度化、圖像濾波、頂帽變換、圖像線性拉伸、Otsu分割等圖像預(yù)處理，使圖像的視覺效果得到明顯改善。圖像采集過程中電池朝向和擺放位置是隨機(jī)的，在圖像缺陷檢測之前進(jìn)行配準(zhǔn)定位、校正方向、位置能夠大大地減小后續(xù)檢測誤差，本文以字符的傾斜角度作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)算法并進(jìn)行改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)比較。缺陷檢測算

4、法是檢測系統(tǒng)的核心，根據(jù)電池表面缺陷的特征，本文以模板匹配法作為初檢測算法，以圖像差減法作為最終檢測算法。初檢測階段能夠識(shí)別表面損傷嚴(yán)重的產(chǎn)品，最終檢測階段能夠檢測出字符區(qū)域帶微小缺陷的產(chǎn)品，同時(shí)保證了檢測效率和檢測準(zhǔn)確度。
　　最后，利用設(shè)計(jì)的缺陷檢測系統(tǒng)對(duì)某一型號(hào)扣式電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，論證該檢測系統(tǒng)的有效性、合理性，實(shí)驗(yàn)過程主要是:進(jìn)行視覺處理器的參數(shù)設(shè)定、相機(jī)設(shè)定、實(shí)驗(yàn)標(biāo)定、模板制作和場景編輯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)提出的