一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统，包括图像采集设备、控制系统、处理系统；所述焊点缺陷检测系统主要用于检测电子产品上的焊点缺陷检测，焊接对象为不锈钢上的排列不规则的焊点；所述图像采集设备用于采集被检测电子产品表面的图像，将采集到的图像经过数据传输给所述处理系统；所述处理系统与所述图像采集设备连接，接收采集到的图像并对其进行处理，识别判断出图像中焊点的缺陷；所述控制系统与所述图像采集设备以及处理系统连接，用于控制图像采集设备对图像进行采集，以及处理系统对图像的处理。本发明专利技术的该焊点缺陷检测系统相对于现有技术中的检测仪器，具有较高的检测效率以及检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统
本专利技术涉及缺陷检测
，特别是一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统。
技术介绍
点焊机主要用于电子行业的设备上，有较高的质量需求，因此，需要对焊点的质量进行检测。由于实际工艺的不成熟，以及人工操作的失误，往往会产生一些缺陷，比如焊料过多、焊料过少、松香焊、过热焊、冷焊、虚焊、不对称、松动、拉尖、桥接、针孔等。常见的缺陷主要有虚焊和焊穿。造成虚焊的原因一般有：两侧电极的压力过小导致焊件没有很好的贴紧，电流过小等。造成焊穿的主要原因是电流过大，直接导致焊件穿孔。现有技术中的提出的一些焊点缺陷检测以及分类算法大多存在检测效率低、误判率高；或算法参数需人为自主设定稳定性差，且计算复杂度较大。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统，使得对焊点的缺陷检测效率高且检测准确度也相对提高。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统，包括图像采集设备、控制系统、处理系统；所述焊点缺陷检测系统主要用于检测电子产品上的焊点缺陷检测，焊接对象为不锈钢上的排列不规则的焊点；所述不锈钢长为90，宽为40mm，经过点焊机焊接后产生焊点；所述图像采集设备用于采集被检测电子产品表面的图像，将采集到的图像经过数据传输给所述处理系统；所述处理系统与所述图像采集设备连接，接收采集到的图像并对其进行处理，识别判断出图像中焊点的缺陷；所述控制系统与所述图像采集设备以及处理系统连接，用于控制图像采集设备对图像进行采集，以及处理系统对图像的处理。优选地，所述图像采集设备包括工业摄像机、光学镜头以及光源；所述工业摄像机为参数可调的面阵排布的CCD传感器相机；所述光源用于进行光照补偿突出焊点的特征，采用LED颗粒的同轴白色光源，通过正面打光使得不锈钢背景亮度均匀；所述工业摄像机、镜头以及光源固定在产品的上方且镜头与产品水平面平行一致，其镜头与产品的距离可以调节。优选地，所述控制系统中包括有储存模块以及上位机，所述储存模块用于存储所述图像采集设备采集到的图片以及处理系统处理判断后的图像中焊点缺陷；所述上位机为核心控制部分，负责控制图像采集设备的动作以及接收所述处理系统的输出信号，进而控制操作台对检测出焊点缺陷的产品进行检出。优选地，所述处理系统包括图像平滑单元、图像变换单元、分割拟合单元、特征提取单元以及缺陷识别单元；所述图像平滑单元用于对图像进行去噪平滑最后得到二值图像；所述图像变换单元用于对二值图像进行像素点的距离变换得到灰度图像；所述分割拟合单元基于所述灰度图像建立灰梯度概率联合矩阵，依据所述灰梯度概率联合矩阵获取分割阈值将所述灰度图像进行分割得到焊点区域；所述特征提取单元用于对焊点区域进行特征提取得到表示所述焊点缺陷的特征向量；所述缺陷识别单元用于依据所述特征向量对焊点的缺陷进行分类识别。优选地，所述图像平滑单元对图像进行平滑去噪的具体过程为：首先通过卷积核与采集到的图像进行卷积来实现平滑图像，然后依据焊点的经验灰度值，基于最大类间方差法选择合适的阈值使得图像前景和背景之间的方差值最大，进而用该阈值进行去噪处理得到二值图像。优选地，所述依据所述灰梯度概率联合矩阵获取分割阈值将所述灰度图像进行分割得到焊点区域的具体过程为：(1)对所述灰度图像进行处理，分别得到对应的经归一化的灰度图像F(u,v)和归一化的梯度图像G(u,v)；基于此，建立灰梯度概率联合矩阵PC；(2)所述灰梯度联合矩阵PC为一个Nf×Ng的矩阵；计算寻找分割阀值(r,t)将矩阵分割，得到灰度值F(u,v)>r且梯度值G(u,v)>t的子矩阵，其中，r为图像灰度级的分割值，t为图像梯度级的分割级。对分割阀值进行求取的计算公式为：式中，所述(r,t)为分割阀值，所述pij为灰梯度概率联合矩阵PC中第i行第j列的元素值，通过可计算得到；cij代表着使得图像中灰度值F(u,v)＝i且梯度值G(u,v)＝j的像素点的个数；Nf为设定的最大的灰度级；Ng为设定的最大梯度级；r为对应图像灰度级的分割值，t为对应图像梯度级的分割级。(3)根据所述分割阀值分割得到的子矩阵对应像素点来对所述灰度图像进行分割得到离散焊点区域；(4)将所述离散焊点区域内的离散像素点依据最小二乘法进行拟合得到焊点区域。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出了一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统，通过对焊接产品表面的图像采集，并对图像进行一系列的处理，最后基于支持向量机的分类算法对所述图像中焊点区域的焊点缺陷进行识别，具有较高的检测效率以及检测精度。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1为本专利技术一个优选实施例中所述焊点缺陷检测系统的功能模块连接图。具体实施方式结合以下应用场景对本专利技术作进一步描述。参见图1，本实施例中，提供了一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统，包括图像采集设备、控制系统、处理系统；所述焊点缺陷检测系统主要用于检测电子产品上的焊点缺陷检测，焊接对象为不锈钢上的排列不规则的焊点；所述不锈钢长为90，宽为40mm，经过点焊机焊接后产生焊点；所述图像采集设备用于采集被检测电子产品表面的图像，将采集到的图像经过数据传输给所述处理系统；所述处理系统与所述图像采集设备连接，接收采集到的图像并对其进行处理，识别判断出图像中焊点的缺陷；所述控制系统与所述图像采集设备以及处理系统连接，用于控制图像采集设备对图像进行采集，以及处理系统对图像的处理。本实施例中，所述图像采集设备包括工业摄像机、光学镜头以及光源；所述工业摄像机为参数可调的面阵排布的CCD传感器相机；所述光源用于进行光照补偿突出焊点的特征，采用LED颗粒的同轴白色光源，通过正面打光使得不锈钢背景亮度均匀；所述工业摄像机、镜头以及光源固定在产品的上方且镜头与产品水平面平行一致，其镜头与产品的距离可以调节。本实施例中，所述镜头与产品的距离受控制系统控制调节，控制系统对所述镜头与产品表面的距离进行计算，其计算公式为：式中，LC为相机镜头与产品表面的垂直距离；d为相机镜头的焦距；Q为相机镜头的最大光圈；θ为所述CCD相机内传感器的容许弥散圆直径；l为相机镜头的前景深。本实施例中，依据检测对象选择合适的拍摄相机镜头，根据镜头参数自适应的调节所述镜头与产品表面的距离，实现在硬件层保证图像采集时的高采集精度，使得采集到的图像的质量高。本实施例中，所述控制系统中包括有储存模块以及上位机，所述储存模块用于存储所述图像采集设备采集到的图片以及处理系统处理判断后的图像中焊点缺陷；所述上位机为核心控制部分，负责控制图像采集设备的动作以及接收所述处理系统的输出信号，进而控制操作台对检测出焊点缺陷的产品进行检出。本实施例中，所述处理系统包括图像平滑单元、图像变换单元、分割拟合单元、特征提取单元以及缺陷识别单元；所述图像平滑单元用于对图像进行去噪平滑最后得到二值图像；所述图像变换单元用于对二值图像进行像素点的距离变换得到灰度图像；所述分割拟合单元基于所述灰度图像建立灰梯度概率联合矩阵，依据所述灰梯度概率联合矩阵获取分割阈值将所述灰度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统，其特征在于，包括图像采集设备、控制系统、处理系统；所述焊点缺陷检测系统主要用于检测电子产品上的焊点缺陷检测，焊接对象为不锈钢上的排列不规则的焊点；所述不锈钢长为90，宽为40mm，经过点焊机焊接后产生焊点；所述图像采集设备用于采集被检测电子产品表面的图像，将采集到的图像经过数据传输给所述处理系统；所述处理系统与所述图像采集设备连接，接收采集到的图像并对其进行处理，识别判断出图像中焊点的缺陷；所述控制系统与所述图像采集设备以及处理系统连接，用于控制图像采集设备对图像进行采集，以及处理系统对图像的处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统，其特征在于，包括图像采集设备、控制系统、处理系统；所述焊点缺陷检测系统主要用于检测电子产品上的焊点缺陷检测，焊接对象为不锈钢上的排列不规则的焊点；所述不锈钢长为90，宽为40mm，经过点焊机焊接后产生焊点；所述图像采集设备用于采集被检测电子产品表面的图像，将采集到的图像经过数据传输给所述处理系统；所述处理系统与所述图像采集设备连接，接收采集到的图像并对其进行处理，识别判断出图像中焊点的缺陷；所述控制系统与所述图像采集设备以及处理系统连接，用于控制图像采集设备对图像进行采集，以及处理系统对图像的处理。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统，其特征在于，所述图像采集设备包括工业摄像机、光学镜头以及光源；所述工业摄像机为参数可调的面阵排布的CCD传感器相机；所述光源用于进行光照补偿突出焊点的特征，采用LED颗粒的同轴白色光源，通过正面打光使得不锈钢背景亮度均匀；所述工业摄像机、镜头以及光源固定在产品的上方且镜头与产品水平面平行一致，其镜头与产品的距离可以调节。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统，其特征在于，所述控制系统中包括有储存模块以及上位机，所述储存模块用于存储所述图像采集设备采集到的图片以及处理系统处理判断后的图像中焊点缺陷；所述上位机为核心控制部分，负责控制图像采集设备的动作以及接收所述处理系统的输出信号，进而控制操作台对检测出焊点缺陷的产品进行检出。4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的焊点缺陷检测系统，其特征在于，所述处理系统包括图像平滑单元、图像变换单元、分割拟合单元、特征提取单元以及缺陷识别单元；所述图像平滑单元用于对图像进行去噪平滑最后得到二值图像；所述图像变换单元用于对二值图像进行像素点的距离变换得到灰度图像；所述分割拟合单元基于所述灰度图像建...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱炎新，
申请(专利权)人：深圳汇创联合自动化控制有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44