激光直接標(biāo)記二維條碼的質(zhì)量檢測與評價技術(shù)研究.pdf

1、加工機(jī)器能夠自動識別的產(chǎn)品標(biāo)識成為當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域信息化發(fā)展的迫切要求，現(xiàn)有的標(biāo)記加工方式大都比較隨意，且標(biāo)記的符號質(zhì)量較低、機(jī)器可識讀性較差。而激光直接標(biāo)記技術(shù)具有速度快、自動化程度高，且能夠在高溫、潮濕且存在化學(xué)腐蝕的惡劣工業(yè)環(huán)境而保持較高可識讀率等特點(diǎn)，本文選擇該技術(shù)進(jìn)行二維條碼的標(biāo)記，并針對該技術(shù)在我國存在缺乏加工工藝指導(dǎo)和質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)等問題的現(xiàn)狀，進(jìn)行了以下內(nèi)容的研究:
　　 設(shè)計(jì)了基于單一變量控制和正交試驗(yàn)的激光標(biāo)記條碼

2、試驗(yàn)。利用單一變量控制法分別分析了有效矢量步長、有效矢量步間延時、Q頻率、激光電流、標(biāo)記深度和標(biāo)記條碼表面粗糙度等對標(biāo)記條碼質(zhì)量指標(biāo)——對比度的影響。利用正交試驗(yàn)對標(biāo)記工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得出有效矢量步長為影響標(biāo)記條碼質(zhì)量的顯著因子以及在鋁合金表面標(biāo)記條碼質(zhì)量最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。
　　 建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測標(biāo)記激光標(biāo)記條碼對比度預(yù)測模型。利用訓(xùn)練樣本對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了訓(xùn)練，仿真結(jié)果表明該網(wǎng)絡(luò)對對比度的預(yù)測具有較高的精度，驗(yàn)證了對比度預(yù)

3、測模型的可行性與實(shí)踐中的有效性。利用該預(yù)測模型繪制了有效矢量步長、Q頻率和激光電流與對比度之間的變化趨勢曲線，可用于指導(dǎo)實(shí)際加工過程中參數(shù)的選擇，對于獲得高質(zhì)量的標(biāo)記條碼具有重要意義。
　　 設(shè)計(jì)了基于機(jī)器視覺的標(biāo)記條碼圖像采集系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)的軟硬件組成部分，分析了光照對標(biāo)記圖像識別的影響，選擇低角度LED光源作為系統(tǒng)照明。針對鋁合金激光標(biāo)記條碼特點(diǎn)設(shè)計(jì)了圖像預(yù)處理算法，首先利用大律法(OTSU)對條碼圖像進(jìn)行二值化;然后利用

4、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)法對圖像濾波;接著利用Canny算子對圖像邊緣檢測，再經(jīng)過水平、垂直投影初定位條碼區(qū)域，然后利用Hough變換將條碼圖像旋轉(zhuǎn)至水平位置，精確定位條碼。通過大量試驗(yàn)，證明了該算法的有效性。
　　 設(shè)計(jì)了一種適于激光標(biāo)記二維條碼圖像質(zhì)量評價的方法。質(zhì)量評價所需圖像使用相同的圖像采集系統(tǒng)和圖像預(yù)處理算法。根據(jù)標(biāo)記材料表面形狀不同，設(shè)定不同的質(zhì)量評價指標(biāo):標(biāo)記材料形狀為平面時，將對比度、畸變角、標(biāo)記增長和網(wǎng)格一致性等作為圖像質(zhì)