手机中板视觉检测装置设计及检测方法研究

摘要

随着社会主义市场经济的大力发展，产品间的优胜劣汰愈演愈烈，质量问题就成了生产者在竞争中的关键砝码。传统的产品质量检测主要是依靠人工手检，鉴于这种方法工作效率低、准确度不高、稳定性不好等问题，机器视觉检测技术得到了广泛应用。本文以手机内部核心部件——中板为研究对象，针对手机中板螺母的焊接问题，设计了专门的焊接夹具；为完成中板质量检测任务，结合图像处理的理论知识，提出将机器视觉检测技术应用到手机中板检测中。
　　本文在对视觉检测和图像处理技术做了深入的理论研究后，针对手机中板的几项检测任务合理规划了检测流程，并通过 Pro-E设计出了整个视觉检测设备各部分的机械结构，包括机械传动机构、图像采集机构、反馈执行机构等。简明介绍了手机中板的作用及结构特征，阐述了中板螺母在激光焊接过程中工装夹具的设计和使用方法。考虑到加工周期问题，又在此基础上配套设计出一种新型仿弹夹辅助上螺母夹具。通过 ANSYS分析手机中板夹紧工作状态，得到中板的应力和变形。就手机中板焊接螺母中心距检测为例，使用Matlab对采集到的中板图像进行了一系列处理，包括加权平均法图像灰度化、中值滤波平滑噪声、大律法执行图像二值化操作、Canny边缘检测算子拟合中板轮廓，然后采用改进的Hough变换法提取出了手机中板焊接螺母的圆心。最后综合系统标定参数，将螺母中心距的像素尺寸转换成了空间尺寸，并将其结果与实际人工测量值进行了比较。
　　使用结果表明，手机中板螺母上料夹具和螺母焊接夹具方案切实可行、适用于批量生产，在保证焊接精度和质量的同时缩短了焊接周期。螺母中心距的检测结果说明，本文视觉检测系统的检测精度和检测速度完全能够满足使用需求，降低了工人劳动强度、提高了产品生产效率，具有重要的工程实用价值。

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第1章 绪论

1. 1 课题研究的背景和意义

1. 2 机器视觉检测系统的研究现状

1. 3 图像处理技术的研究现状

1. 4 机器视觉检测的发展趋势

1. 5 课题来源及研究内容

第2章 机器视觉检测系统研究

2. 1 机器视觉检测系统概述

2. 2 机器视觉检测系统的特征

2. 3 机器视觉检测系统组成

2. 4 本章小结

第3章 手机中板视觉检测系统的总体方案设计

3. 1 检测系统的总体方案

3. 2 手机中板视觉检测系统机械平台搭建

3. 3 手机中板视觉检测系统软件设计

3. 4 手机中板视觉检测系统整体设计

3. 5 本章小结

第4章 检测对象的螺母焊接夹具设计及分析

4. 1 检测对象手机中板焊接要求

4. 2 手机中板螺母焊接夹具设计

4. 3 手机中板夹紧工作状态的有限元分析

4. 4 夹具使用结果分析

4. 5 本章小结

第5章 手机中板检测图像处理

5. 1 数字图像处理概述

5. 2 中板图像灰度化

5. 3 中板图像噪声处理

5. 4 中板图像分割

5. 5 中板边缘检测

5. 6 本章小结

第6章 手机中板检测结果分析

6. 1 中板检测系统标定

6. 2 焊接螺母圆心定位分析

6. 3 实验结果分析

6. 4 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢