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原文传递一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置及其检测方法

专利名称：	一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置及其检测方法
摘要：	一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置及其检测方法，属于透明材料的缺陷智能检测技术领域，解决检测透明板材内部缺陷和表面缺陷检测误检、漏检和效率低技术问题。解决方案为：本装置包括工业相机、工业镜头、工业光源和步进电机组成的检测系统，检测系统放置在暗箱中，光源安装在输送带和被测材料侧面，工业相机安装在被测材料上方垂直位置进行拍摄。检测系统采用计算机与工业相机实现以太网通信来获取图像，并采用“先二值化降噪，再高斯滤波，后再二值化增强”的方法对图像进行处理，获得轮廓信息。采用拍摄刻度尺进行比对的方式，计算出缺陷尺寸信息和缺陷面积。本发明能够节省人工，降低成本，提高检测准确率，尺寸检测误差范围为0.5‑5.0%。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	太原科技大学
发明人：	薛彬;李亚杰;吴志生;孟庆森;刘栋;茌文清
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910818712.7
公开号：	CN110487821A
代理机构：	太原市科瑞达专利代理有限公司
代理人：	赵禛
分类号：	G01N21/958(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	030024 山西省太原市万柏林区瓦流路66号
主权项：	1.一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置，它包括工业相机（1）、工业镜头（13）、工业光源（2）、步进电机和暗箱（12），其特征在于：所述暗箱（12）的底部根据输送带（10）的输送方向分别设置有进料口和出料口，输送带（10）贯穿暗箱（12）的进料口和出料口延伸至暗箱（12）的外部，待测透明板材（11）放置于输送带（10）上；在所述暗箱（12）中：横跨输送带（10）的上方设置有门字形吊架（3），所述工业光源（2）设置于门字形吊架（3）立柱的根部，工业光源（2）设置为线光源，光束方向与待测透明板材（11）的表面平行，光束从待测透明板材（11）的侧面射入；吊架（3）上位于横梁的一端设置有水平移动滚珠丝杠滑台（6），横梁上设置有与水平移动滚珠丝杠滑台（6）相配合的水平丝杠，水平丝杠上设置有垂直移动滚珠丝杠滑台底座，水平移动滚珠丝杠滑台（6）上设置有用于驱动水平丝杠转动的水平移动步进电机（4），水平移动步进电机（4）通过水平移动滚珠丝杠滑台（6）和水平丝杠驱动垂直移动滚珠丝杠滑台底座沿水平丝杠往复运动；垂直移动滚珠丝杠滑台底座上安装有垂直移动滚珠丝杠滑台（7），垂直移动滚珠丝杠滑台（7）上设置有垂直移动步进电机（5），垂直丝杠的上端安装于垂直移动滚珠丝杠滑台（5）上，垂直丝杠的下端固定安装有工业相机（1），工业镜头（13）设置于工业相机（1）的下方，垂直移动步进电机（5）通过垂直移动滚珠丝杠滑台（7）和垂直丝杠驱动工业相机（1）沿竖直方向往复运动。 2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置，其特征在于：所述暗箱（12）的材质为黑色POM塑料，暗箱（12）的内表面磨砂处理。 3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置，其特征在于：所述工业光源（2）设置为线光源，工业光源（2）的光照宽度大于待测透明板材（11）的厚度。 4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置，其特征在于：所述工业相机（1）将采集的光信号转换为电信号，工业相机（1）通过信号线将电信号输入计算机中。 5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置，其特征在于：所述工业相机（1）选用黑白相机，像素范围为500万-2000万；工业镜头（13）焦距范围为9mm-25mm。 6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置，其特征在于：所述工业相机（1）的物距范围是100mm-1000mm，视野范围是20-1700mm，曝光时间范围3ms-5ms。 7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置，其特征在于：所述输送带（10）为黑色。 8.一种如权利要求1所述的基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置的检测方法，其特征在于包括以下步骤： S1、安装好本装置后，通过水平移动步进电机（4）和垂直移动步进电机（5）调整工业相机（1）的位置，使工业相机（1）位于输送带（10）的上方；调试与工业镜头（13）的焦距，使输送带（10）能够在工业镜头（13）中清晰成像； S2、待测透明板材（11）放置在输送带（10）上，由暗箱（12）的进料口输送至暗箱（12）中，开启工业光源（（2）），使工业光源（2）的光束从待测透明板材（11）的侧面射入，遇待测透明板材（11）内的微观缺陷时发生折射或反射，向上折射或反射的光信息由工业相机（1）接收，向下折射或反射的光线由输送带（10）吸收； S3、工业相机（1）取像后通过千兆以太网将数字化的图像传给计算机（8），计算机（8）将所得图像进行图像处理并输出检测结果，其中缺陷尺寸测量采用在相同视野中拍摄刻度尺并与缺陷图像进行对比的方式。 9.根据权利要求8所述的一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤S2中微观缺陷为表面划痕、内部裂纹、砂砾和气泡，所述步骤S3中图像处理的步骤为：先二值化降噪，再高斯滤波，再二值化增强。 10.根据权利要求9所述的一种基于机器视觉的透明板材缺陷检测装置的检测方法，其特征在于：二值化降噪阈值选择范围为48，低通高斯滤波器选用15×15的滤波器模板，二值化增强阈值选择范围为50。
所属类别：	发明专利