基于机器视觉的磁环表面缺陷检测系统的研究与实现

发布时间：2020-04-09 17:44

【摘要】：本论文的研究对象是微波炉磁控管中所用的磁环,磁环在生产时需要经过多种工艺,会使磁环表面产生掉块、裂纹等缺陷。目前,磁环表面缺陷检测主要依赖于人眼检测,其检测效率低、可靠性不高,且劳动力成本高。机器视觉是一种利用机器取代人眼进行物体的定位、识别、检测和测量的手段。利用机器视觉的方法可以实现自动化检测,提高生产效率及产品质量。本文针对微波炉用铁氧磁环表面缺陷检测的困境,设计了一种基于机器视觉的磁环表面缺陷检测系统,提高了磁环检测的效率和检测可靠性。本论文主要开展了以下工作:(1)针对检测对象磁环进行缺陷分析,并基于检测目标设计了整体硬件方案,采用了8个工位的设计方法,对磁环倒角面、非倒角面、内圆满及外圆面进行检测。根据实验效果在不同的工位选择了平行平面光源、环形光源和穹顶光源,设计了各个工位的视觉选型方案。(2)研究了在图像处理过程中运用到的预处理方法,运用图像增强、滤波、图像分割和图像形态学处理对磁环原始图像进行预处理,提高了图像质量,便于磁环缺陷提取。(3)根据磁环的缺陷特征,提取了缺陷的灰度特征、纹理特征和形状特征,采用主成分分析的方法选择对缺陷特征贡献较高的特征向量,并用支持向量机的方法对磁环缺陷进行分类,最终实现了对掉块、杂质、裂纹和印记四种缺陷的分类,分类准确率达到95%以上。(4)设计了系统软件部分,软件部分包括相机图像采集、图像处理及缺陷识别、人机交互界面三个模块,最终实现了磁环表面缺陷检测系统的整体流程。本系统对磁环表面检测的效果已达到生产厂家要求的实时性要求和检测精度,缺陷分类的正确率达到95%以上,节省了劳动力,提高了生产效率。
【图文】：

第二章 磁环表面缺陷检测系统硬件设计及选型2.1 磁环表面缺陷种类及检测目标2.1.1 磁环表面缺陷种类磁环在制造过程中主要经过了磁粉压模、真空烧结、机加工、电镀、检测及分类等过程，在制造过程中，原材料选取不当、磁粉压模时的模具磨损、真空烧结时的温度不匀等原因会导致磁环表面产生缺陷[15]。缺陷类型有倒角缺陷、裂纹缺陷、粘膜缺陷、压坑缺陷和印记等，，是否判为不合格磁环依据缺陷面积和深度确定。微波炉磁环为环状物，每个面在制作过程中都有可能受到损坏，所以每个面都必须进行检测。图 2-1 为微波炉磁环。

图 2-6 翻转机构觉器件包括光源、镜头、相机、计磁环区分，选择合适的光源和打光适当的打光方式能够使磁环缺陷与；物体所成的像通过镜头进入相机将电信号转换为数字信号，数字信 CCD/CMOS 相机与图像采集卡已一行对光线敏感的光电探测器组成电探测器，CMOS 传感器具有随机域读出方式，对某些应用有较大优
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM925.5;TP391.41

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本文编号：2621064