基于机器视觉的网络变压器芯片产品缺陷检测系统研究

来源 :四川轻化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ajdujun
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自动化缺陷检测技术能切实有效提高制造型企业的生产效率,是当今企业实现产业转型升级的重要手段和方法。这种转变对工业电子设备制造领域的中小企业发展尤为重要。目前,基于机器视觉的缺陷检测是实现自动化缺陷检测技术的热门研究渠道。本文以一种超薄千兆单口网络变压器芯片产品为载体,对其生产制造过程中存在的缺陷芯片产品提出基于机器视觉的自动缺陷检测技术进行剔除和分拣的系统研究。本次研究着力开发出一套高效、精准、稳定的超薄千兆单口网络变压器芯片产品自动缺陷检测平台。对此,本文研究内容主要围绕检测平台设计、视觉系统设定、图像分析处理、控制系统实现这四个方面进行研究。(1)检测平台设计:明确芯片产品缺陷检测要求,分析缺陷检测控制方案,完成缺陷检测控制平台三维模型的建立,加工制作非标准设计机构,选型缺陷检测控制系统硬件,装配缺陷检测实验平台。其中,实验平台共计46套组件,110个非标设计件。采用三菱FX2n系列PLC做控制,选用迈德威视MV-GED500C-T型CCD工业相机组做图像采集。(2)视觉系统设定:分析图像采集原理和相机针孔成像模型,研究镜头畸变模型并求解;使用Halcon软件做图像处理,利用HDevelop平台Calibration标定函数库完成CCD工业相机标定,求得CCD工业相机内外部参数;拟定“两次采集-两次判断”的方法对芯片产品做图像缺陷检测。(3)图像分析处理:采用中值滤波算法对芯片产品图像做滤波降噪预处理,运用直方图均衡化算法对滤波图像做增强处理,调用自动全局阈值分割法对预处理后的芯片产品图像进行图像目标分割,使用开运算图像缺陷特征形态学处理方法对芯片产品目标区域做先腐蚀后膨胀运算,以圆形结构元素完成特征识别提取并得出判断结果,芯片产品图像处理时间为131 ms。(4)控制系统实现:采用联合编程方法,使用Halcon软件HDevelop平台与基于C#语言Visual Studio 2015平台.Net架构的前端开发工具,编写缺陷检测控制系统代码,设计人机交互PC上位机控制界面;采用串口通信方式,使用RS-232接口,运用Visual Studio 2015平台编写基于C#语言的串口通信代码,实现PC上位机与三菱FX2n系列PLC的数据传输与信号交换;指定GX Works 2软件编写梯形图程序并仿真,梯形图程序录入PLC存储器并做缺陷检测系统实验测试。结果表明,缺陷检测精准率达95%,检测效率较人工提高38%,满足研究预期要求。
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