CN102401800A - 基于机器视觉的高压陶瓷电容器焊接质量在线检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明为一种基于机器视觉的高压陶瓷电容器焊接质量在线检测设备，解决已有检测设备操作劳动强度大，效率低的问题。工业镜头(2)安装在工业CCD数字相机(1)上，工业CCD数字相机(1)安装在相机支架(7)上，LED环形白光源(3)安装在相机附近合适位置，光源控制器(4)可控制光源，1394卡(5)安装在计算机(8)上，工业CCD数字相机(1)通过1394数据传输线(7)与计算机(8)相连接。检测的算法为：提取产品的一帧图像；截取图像中的一段；利用Canny算子对其进行处理，得到其边缘；再计算出两条引线的中心线；接着对对两条直线进行夹角判断和距离判断；通过与标准值比对，判断其质量合格与否。

Description

基于机器视觉的高压陶瓷电容器焊接质量在线检测设备

技术领域：

本发明涉及一种基于机器视觉的高压陶瓷电容器质量在线检测设备，属于电子元器件制造领域。

背景技术：

高压陶瓷电容器由电容芯片和两条引线通过自动焊接设备完成焊接，被广泛应用于电子产品等。这种高压陶瓷电容器虽然实现了自动化生产，但对其焊接质量的检测仍处于人工检测阶段，存在以下不足：

1.效率慢，难以满足生产要求。

2.检测采用人工操作，人为影响检测的精度。

3.高压陶瓷电容器尺寸较小，检测精度高，给工人操作带来不变，劳动强度大。

高压陶瓷电容器好的焊接质量主要体现在：第一，引线对称；第二，引线焊接到位

发明内容：

本发明的目的是提供一种可实现自动化检测，生产效率高的基于机器视觉的高压陶瓷电容器焊接质量在线检测设备。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种基于机器视觉的高压陶瓷电容器焊接质量在线检测设备，该设备由工业CCD数字相机1、工业镜头2、LED环形白光源3、光源控制器4、1394卡5、1394数据传输线6、相机支架7和计算机8组成，工业镜头2安装在工业CCD数字相机1上，工业CCD数字相机1安装在相机支架7上，LED环形白光源3安装在相机附近与光源控制器4连接，1394卡5安装在计算机8上，工业CCD数字相机1通过1394数据传输线6与计算机8相连接。

检测算法为：首先提取待检产品的一帧图像，截取图像中的一段，利用Canny算子对图像进行处理，得到相关边缘；再计算出两条引线的中心线；接着对对两条直线进行夹角判断和距离判断；通过与标准值比对，判断其质量合格与否。

检测算法和操作界面采用C#编程实现。

工业CCD数字相机采集待检测高压陶瓷电容器的图像，通过1394卡和1394数据传输线将图像存储于计算机中，在计算机中编写相关算法，通过分析所提取的图像即可判断焊接质量的好坏。具体的算法是：首先将高压陶瓷电容器焊接质量的好坏转换为对其各个边沿之间的尺寸要求；而后提取待检产品的一帧图像，截取图像中的一段，利用Canny算子对图像进行处理，得到相关边缘；再计算出两条引线的中心线；接着对对两条直线进行夹角判断和距离判断；通过与标准值比对，判断其质量合格与否。

本发明具有以下优点：

1.实现了高压陶瓷电容器质量的自动化检测，降低了劳动强度，提高了生产效率。

附图说明：

图1为基于机器视觉的高压陶瓷电容器质量在线检测设备结构示意图。

1工业CCD数字相机、2工业镜头、3LED环形白光源、4光源控制器、5为1394卡、6为1394数据传输线、7相机支架、8计算机。

图2为高压陶瓷电容器结构图。

图3为引线结构图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，但不能解释为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

基于机器视觉的高压陶瓷电容器质量在线检测设备的结构如图1所示。该设备由工业CCD数字相机1、工业镜头2、LED环形白光源3、光源控制器4、1394卡5、1394数据传输线6、相机支架7和计算机8所组成。

待检测高压陶瓷电容器如图2所示。

待检测高压陶瓷电容器的引线如图3所示。

提取一帧图像，截取其中的一段，利用Canny算子进行边缘检测。

利用最小二乘法拟合相关直线型边缘。Canny算子所提取的边缘可能不是规则的线，而可能是一些离散的点。选择这些离散点的最密集处为中心，上下提取适当的像素距离，即可利用最小二乘法将这些离散的点拟合成直线。

采用最小二乘法拟合直线后，得到直线圆形边缘的交点，进一步求出圆心位置，以及整条引线的中心线位置，将检测出的两条中心线进行比较，判断其夹角、垂直距离得到其对称程度；同时将引线一头的圆心与芯片圆心进行间距计算，并将其值与标准值比较，得到其是否焊接到位。

以上采用的部分算法将调用halcon图像处理算子进行，如下所示：

         HOperatorSet.OpenFramegrabber(″DahengCAM″，1，1，0，

         0，0，0，″default″，-1，″rgb″，-1，″default″，

         ″default″，″default″，-1，-1，out hv_AcqHandle)；

         ho_Image.Dispose()；

         HOperatorSet.GrabImage(out ho_Image，hv_AcqHandle)；

         ho_GrayImage.Dispose()；

         HOperatorSet.Rgb1ToGray(ho_Image，outho_GrayImage)；

         ho_Rectangle.Dispose()；

         HOperatorSet.GenRectangle1(out ho_Rectangle，0，600，1236，1000)；

         ho_ImageReduced.Dispose()；

         HOperatorSet.ReduceDomain(ho_GrayImage，ho_Rectangle，out ho_ImageReduced)；

         ho_ImaAmpGrayHyst.Dispose()；

         ho_ImaDirGrayHyst.Dispose()；

         HOperatorSet.Edges mage(ho_ImageReduced，outho_ImaAmpGrayHyst，out ho_ImaDirGrayHyst，

         ″canny″，5，″nms″，20，50)；

         ho_RegionGray.Dispose()；

         HOperatorSet.Threshold(ho_ImaAmpGrayHyst，outho_RegionGray，1，255)；

         ho_EdgesGray.Dispose()；

         HOperatorSet.Skeleton(ho_RegionGray，outho_EdgesGray)；

         HOperatorSet.GetRegionPoints(ho_EdgesGray，outhv_Rows，out hv_Columns)；

以上算法演示了打开相机、抓取图像、彩色转换、划定区域、裁剪图像、Canny边缘检测、骨架提取以及点集坐标输出。

之后则是采用最小二乘法算法进行直线拟合，将上面输出点集进行分割，拟合多条直线，再计算出两条引线上孔心位置，求出两条引线间距离与夹角，与标准值比较得到判定结果。

本发明的相关算法及操作界面采用C#语言编程实现。

Claims (3)

1.一种基于机器视觉的高压陶瓷电容器焊接质量在线检测设备，其特征在于该设备由工业CCD数字相机(1)、工业镜头(2)、LED环形白光源(3)、光源控制器(4)、1394卡(5)、1394数据传输线(6)、相机支架(7)和计算机(8)组成，工业镜头(2)安装在工业CCD数字相机(1)上，工业CCD数字相机(1)安装在相机支架(7)上，LED环形白光源(3)安装在相机附近与光源控制器(4)连接，1394卡(5)安装在计算机(8)上，工业CCD数字相机(1)通过1394数据传输线(6)与计算机(8)相连接。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的高压陶瓷电容器焊接质量在线检测设备，其特征在于检测算法为：首先提取待检产品的一帧图像，截取图像中的一段，利用Canny算子对图像进行处理，得到相关边缘；再计算出两条引线的中心线；接着对对两条直线进行夹角判断和距离判断；通过与标准值比对，判断其质量合格与否。

3.如权利要求1所述的基于机器视觉的高压陶瓷电容器焊接质量在线检测设备，其特征在于检测算法和操作界面采用C#编程实现。

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