金属镀层工件表面缺陷自动检测系统的研究

摘要

质量是影响企业生存和发展的核心要素之一.在生产过程中对产品的质量进行检测,并将检测所获得的信息用于自动控制是实现这一目标的重要手段.该课题的研究对象是金属镀层工件表面上的多种随机缺陷,目的是把有缺陷的工件检测出来,分选出来,从而实现质量检测的目的.由于金属镀层表面对光的反射特性比较强,强反射复杂表面上随机缺陷的自动检测是一项重要的研究课题,也具有一定的技术难度.在该课题前一阶段的研究中,在研究工件表面照度与缺陷检测难易程度的关系时,提出了缺陷显现力的概念;在照明光源的选择和图像处理方法上也做出了一定的研究.该论文继续研究照明技术和图像处理方法,针对各种缺陷的自身特点提出了不同的算法,在前人研究的基础上,结合CCD光电检测技术、计算机图像处理技术与自动控制技术,初步设计了金属镀层工件表面缺陷的面阵CCD自动检测系统.高性能的自动检测系统是进行现代工业生产控制的主要研究内容之一,该文围绕金属镀层工件表面缺陷自动检测技术研究,主要完成以下工作:1、研究了金属镀层工件表面缺陷的特征,发现缺陷的显现程度与光源照明系统、工件到光源和CCD的距离等都有关系;2、研究并制作了不同光源,通过比较发现圆台形LED均匀散射光光源能提高缺陷的显现力,并探讨了光源到工件的距离和照度对缺陷图像的影响;3、初步设计了对金属镀层工件表面缺陷进行全面检测所需要的翻转机构以及对工件检测结果进行自动处理的分选机构;4、针对金属镀层工件表面涉及到的不同缺陷,如砂眼、掉角、和划痕等提出相应的检测方法,在实验的基础上研究了阈值分割的算法,解决了该课题所需要的去除圆周、圆度判断和判断最大直线长度的算法;5、对大量实验数据进行分析,并提出了缺陷判断方法的改进措施.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2计算机视觉和表面检测技术现状

1.3本课题的技术要求和方案选择

第二章系统设计原理和缺陷显现力

2.1系统设计原理

2.2缺陷显现力

第三章系统硬件设计

3.1 CCD及采集卡的选择和设定

3.1.1 CCD的选择

3.1.2 CCD快门和光圈的设定

3.1.3工件与镜头垂直距离的设定

3.1.4图像采集卡的选择

3.2光源的设计

3.2.1平面LED阵列散射光光源

3.2.2圆台形LED阵列光源

3.2.3光源制作过程中应注意的问题

3.2.4光源到工件的距离和照度对缺陷图像的影响

3.3翻转机构

3.4分选机构

第四章系统软件设计

4.1编程思想和软件流程

4.2系统将用到的几种常用的图像处理方法

4.2.1图像的二值化处理中的阈值分割

4.2.2图像平滑的算法

4.2.3图像的形态学变换

4.3本系统各种缺陷的检测方法算法

4.3.1砂眼(针孔)缺陷的检测方法

4.3.2掉角和崩角缺陷的检测方法

4.3.3关于麻坑缺陷的检测方法

4.3.4关于刀痕的检测方法

4.3.5关于划痕和裂纹的检测方法

4.3.6去除圆周的算法和圆度判断的算法

4.4算法小结

第五章实验数据分析

全文总结

参考文献

论文情况

致谢