基于機(jī)器視覺的干電池缺陷并行檢測(cè)方法研究.pdf

1、干電池是生活中重要的日用消費(fèi)品，隨著需求增長(zhǎng)和自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展，干電池生產(chǎn)設(shè)備日益朝向高速化、自動(dòng)化方向發(fā)展。干電池各個(gè)工序的檢測(cè)是決定其產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于生產(chǎn)設(shè)備、工藝和環(huán)境等因素的影響，干電池在生產(chǎn)過程會(huì)出現(xiàn)鋅筒和漿層紙變形、漏裝碳棒、碳棒偏心等缺陷，這些缺陷會(huì)嚴(yán)重影響干電池的質(zhì)量。目前傳統(tǒng)檢測(cè)方式依賴于人工目測(cè)，不但檢測(cè)速度慢，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且不能消除主觀和視覺疲勞帶來的檢測(cè)誤差，難以滿足現(xiàn)代高速生產(chǎn)線的檢測(cè)要求。因此，如

2、何高效、準(zhǔn)確地檢測(cè)出干電池缺陷，不僅是企業(yè)提高干電池質(zhì)量和效率所急需解決的問題，而且具有重要的課題研究?jī)r(jià)值。
　　基于LabVIEW的機(jī)器視覺檢測(cè)方法有非接觸、高速度和高精度等特點(diǎn)。本文針對(duì)干電池生產(chǎn)線上三類缺陷:鋅筒、漿層紙和碳棒缺陷，展開機(jī)器視覺的多通道并行檢測(cè)研究，初步實(shí)現(xiàn)了并行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的搭建。
　　首先，本文對(duì)漿層紙裝配和插碳棒工位做檢測(cè)需求分析，制定實(shí)驗(yàn)裝置的技術(shù)要求及整體設(shè)計(jì)方案。并完成硬件部分圖像采集系統(tǒng)的

3、搭建，包括照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)、CMOS傳感器選型、光學(xué)鏡頭選型及安裝、PC控制計(jì)算機(jī)組件選型。
　　其次，本文在LabVIEW平臺(tái)上采用基于隊(duì)列狀態(tài)機(jī)的生產(chǎn)者/消費(fèi)者設(shè)計(jì)模式，通過生產(chǎn)者/消費(fèi)者隊(duì)列數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)多通道圖像采集。四個(gè)CMOS攝像頭并行采集的圖像數(shù)據(jù)和程序運(yùn)行狀態(tài)捆綁加入生產(chǎn)者/消費(fèi)者隊(duì)列中，通過隊(duì)列傳輸圖像數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)。該模式充分利用了控制計(jì)算機(jī)自動(dòng)多線程編程的硬件資源，也結(jié)合了生產(chǎn)者/消費(fèi)者設(shè)計(jì)模式的并行性，提高了程序

4、運(yùn)行效率。檢測(cè)裝置的軟件架構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，介紹了LabVIEW上的多通道圖像采集模塊、圖像處理模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)過程，并對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的主界面進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　最后，對(duì)整個(gè)程序的核心圖像處理模塊展開設(shè)計(jì)與優(yōu)化。研究了各種干電池圖像預(yù)處理和分割方法，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，中值濾波更適合干電池圖像消噪，線性灰度變換在增強(qiáng)干電池目標(biāo)信息對(duì)比度上效果更佳。研究了邊緣檢測(cè)方法，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)鋅筒、漿層紙和碳棒存在明顯邊緣特征，為缺陷識(shí)