[发明专利]一种基于计算机视觉的焊点缺陷检测系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种检测系统，尤其涉及一种基于计算机视觉的焊点缺陷检测系统。

背景技术

近年来，基于计算机视觉的检测技术在工业检测领域得到迅速发展，它将现代光学、计算机技术、图像处理与分析技术等现代科学，组成光机电一体化的综合检测系统，具有在线检测、实时分析与控制、精度高、连续工作等特点，能广泛用于各种特殊场合。点焊机主要用于电子行业的设备上，有较高的质量需求，因此，需要对焊点的质量进行检测。由于实际工艺的不成熟，以及人工操作的失误，往往会产生一些缺陷，比如焊料过多、焊料过少、松香焊、过热焊、冷焊、虚焊、不对称、松动、拉尖、桥接、针孔等。常见的缺陷主要有虚焊和焊穿。造成虚焊的原因一般有：两侧电极的压力过小导致焊件没有很好的贴紧，电流过小等。造成焊穿的主要原因是电流过大，直接导致焊件穿孔。

有学者通过预先对几种焊点建立相应的模板，采用特征匹配算法对焊点进行分类。有学者提出了一种焊点检测算法，通过对焊点定位，提取其形状和颜色、面积占有率、重心和像素的连通性等特征，并提取出三层特征对焊点缺陷进行正确判别，能很好地对焊点进行分类，但检测效率不高，同时会导致错判。有学者采用基于模式匹配及其参数自适应的PCB焊点检测，通过提取图像关键子区域的面积特征，对焊点建立特征矩阵模型，采用同类焊点最大相似度原则，设计模式匹配算法进行焊点检测，该算法检测速度快，但是阈值参数的人工设定，降低了检测效率。有学者采用神经网络对焊点缺陷进行分类检测，该算法的缺点是参数设置困难，结果稳定性差。有学者通过Log—Gabor滤波器、离散小波变换和离散余弦变换提取焊点特征，通过马氏距离对不同的焊点进行分类。文献[7]通过形态学方法将焊点图像提取出来，通过计算区域的重心，对图像进行X-Y方向的投影得到分割图像。有学者采用贝叶斯和支持向量机对焊点图像进行分类，图像的识别率提高，但是提取的特征过多，加大了计算复杂度。

发明内容

本发明的目的是针对传统检测方法的低效率，设计了一种基于计算机视觉的焊点缺陷检测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于计算机视觉的焊点缺陷检测系统主要由视频采集设备、控制单元、上位机(Pc)以及上位机检测软件构成。本焊点缺陷自动检测系统，主要是针对某电子产品上的焊点缺陷进行检测，其原材料为不锈钢，长为100mm，宽为40mm。经过点焊机焊接后，会在不锈钢金属上产生排列不规则的圆。

所述的视频采集设备由工业数字摄像机、光学镜头和光源构成。

所述的工业数字摄像机及镜头用于被测对象的图像采集，通过1394接口与上位机相连，将采集的图像数据传输给上位机供其处理。

所述的系统采用500万像素的工业面扫CCD，使得单个像素尺寸为0.04mm。

所述的光源用于照明并突出对象的特征，系统采用LED颗粒的同轴白色光源，采用正面打光的方式，使得背景亮度均匀，即像素灰度值保持一致。

所述的上位机是核心控制部分，负责摄像机图像的采集控制，上位机检测软件用于对采集到的图像进行处理，并输出信号给控制工作台，进行后续的操作。

所述的系统需要确保相机、镜头及光源由支架固定在产品上方，同时，确保其与产品水平面保持一致。

所述的上位机软件实现的焊点缺陷检测方法，主要实现焊点缺陷检测过程中的图像提取、距离变换、分水岭算法、圆拟合以及焊点缺陷判断等。

本发明的有益效果是：

基于计算机视觉的焊点缺陷检测系统实现了点焊机的自动缺陷检测，提高了检测速度，具有实用价值和一定的通用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是焊点缺陷检测软件流程。

具体实施方式