电容器外观质量在线检测系统设计与实现

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随着世界的信息科技发展越来越迅速,作为电子产品中不可缺少的基础元件的电容器的需求也是飞速上涨。国内许多电容生产企业生产过程中由于其生产工艺的限制难免会出现表面有缺陷的电容,但却使用人工检测的方式去剔除。传统的人工检测方法的检测精度不高、效率低下,不能满足企业生产需要,不利于树立良好的现代化企业形象。因此需要开发基于机器视觉的电容器外观质量在线检测系统,来帮助企业降低人工成本,提高效率,实现自动化生产。  本文的研究对象为薄膜电容外观的字符区域不规整、露白和隆起和边缘凸起三种缺陷。本文的目的是研究机器视觉检测技术的基本构成和系统需求,设计出一套电容器外观质量在线检测系统,主要包含成像系统设计、缺陷检测算法设计和机械分离系统等模块,实现能检测分离的自动化系统。本文主要完成的工作如下:  (1)针对电容表面缺陷类型设计了检测系统的总体方案和机械分离控制的方案,讨论了系统的工作原理;  (2)学习机器视觉系统,设计并实现了成像系统,主要包括带偏振镜的LED光源及其照明方式、CCD工业相机(可编程)、信号触发器和工控板(图像处理单元);  (3)设计机械分离系统的硬件电路。主控制器是STM32,通过控制带旋转钩子的步进电机和电磁阀气缸压块配合信号触发器实现分离检测为有缺陷的电容;  (4)设计了表面缺陷检测的图像处理算法,主要包括预处理、颜色空间转换、阈值分割、边界追踪、最小外接矩形算法、旋转矫正、hough变换等方法;  (5)在VS2010环境中设计了基于OpenCV和MFC的上位机软件,完成对工业相机采集控制、图像算法决策、服务器与客户端的通信、人机交互界面。对机械分离系统进行软件设计,完成了根据电容的位置信息对工业相机进行触发、接收上位机指令、步进电机驱动控制等任务。  本课题设计的电容器外观质量在线检测系统,经过系统测试分析,可适应流水线速度为2m/s,准确地识别电容表面的缺陷并分离,检测的精度可达到99%,并且操作简单,为将来投入电容器生产商实现工业检测和分离一体的自动化打下坚实的基础。
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