CN111812065A - 一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法，分为标定和检测两个步骤；标定为在相机的整个拍摄区域划定相机的感兴趣区域ROI，并对该感兴趣区域进行分割，得到n个小的感兴趣区域ROI，然后采用多个不同透光率的标定塑料板进行标定，获得不同透光率下每个小的感兴趣区域ROI的标定灰度值记录待用；检测时，相机拍摄得到感兴趣的小ROI处灰度值；并根据得到的灰度值结合标定步骤获得的标定灰度值计算该处的透光率。通过将塑料板划分为多个感兴趣区域，并通过相机分别对各个区域进行透光率的检测，有效提高了检测的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及塑料焊接装置领域，具体是一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法。
背景技术
目前，激光在塑料焊接生产中获得了广泛的运用，其具体过程为通过激光束产生的热量使塑料接触面熔化，进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起。使用激光焊接对塑料焊件进行焊接时，塑料的透光率对焊接的质量至关重要。
因此在焊接前需要对塑料进行透光率的检测，中国发明专利CN110031434A公开了一种激光透光率测试装置及其测试方法，其装置包括：激光光源，用于发射指定波长的激光光束；光学组件，包括与激光光源相对设置的反射镜片、与反射镜片相对设置的衰减片，用于将激光光束的能量密度减弱至预设检测范围内；装载装置，与衰减片正对设置，且用于放置待测试透光率的被测物；光检测装置，用于激光光束的能量密度，并计算被测物的透光率。
上述专利提供的装置使用了与焊接光源相同波长的激光光源，发光特性与焊接光源相同，测得的塑料产品的透光率对后续的焊接流程更具有参考意义。同时，该激光透光率测试装置的测试方式简单快捷，可以快速获得塑料产品的透光率。
但仍存在如下缺点：该装置要求激光光源与焊接光源波长相同，限制了装置的应用范围，并且现有测试方式仅针对整块塑料进行检测，难以发现其中存在的微小瑕疵，影响焊接质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法，以解决现有技术中存在的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法，分为标定和检测两个步骤：
标定，在相机的整个拍摄区域划定相机的感兴趣区域ROI，并对该感兴趣区域进行分割，得到n个小的感兴趣区域ROI，然后采用多个不同透光率的标定塑料板进行标定，获得不同透光率下每个小的感兴趣区域ROI的标定灰度值记录待用；
检测：分割需要检测区域对应的ROI，选取其中感兴趣的小ROI位置，相机拍摄得到感兴趣的小ROI处灰度值；并根据得到的灰度值结合标定步骤获得的标定灰度值计算该处的透光率；
进一步的，所述标定步骤中，取n为25，具体标定步骤如下：
1)打开光源，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G1.1-G1.25；
2)放置固定透光率的标定板(比如80％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G2.1-G2.25；
3)放置固定透光率的标定板(比如60％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G3.1-G3.25依次类推；
4)放置固定透光率的标定板(比如40％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G4.1-G4.25依次类推；
5)放置固定透光率的标定板(比如20％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G5.1-G5.25依次类推；
6、全遮挡，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G6.1-G6.25；
进一步的，检测步骤中，当选取一个点计算时，透光率计算步骤如下：
1)选取n个小的感兴趣区域中的一个位置，相机拍照获取其灰度值；
2)然后将该位置的灰度值与标定步骤中获得的对应位置处标定灰度值进行比较，得到其透光率的区间；然后根据如下公式精确计算透光率T：
当检测位置3时，拍照获取其灰度值为G3，假设G4.3<G3<G3.3那则透光率在40％-60％之间，再通过公式计算精确透光率值T：
或者，检测步骤中，当选取多个点计算时，透光率计算步骤如下：
1)选取n个小的感兴趣区域中的多个个位置，相机拍照分别获取其灰度值，此处取位置3、4、9、14；
2)然后将多个位置的灰度值与标定步骤中获得的对应位置处标定灰度值进行比较，得到其透光率的区间，然后根据如下公式精确计算透光率T：
假如G4.3<G3<G3.3那则透光率在40％-60％之间，再通过公式计算精确透光率值T：
然后依次类推，分别计算位置4、9、14处透光率，并取上述透光率的平均值作为测试塑料板的透光率；
进一步的，所述检测步骤还包括报警步骤，可设置透光率合格阈值，当检测的透光率小于该阈值时，则通过与相机连接的报警器进行报警，提醒塑料板为次品；
本发明的有益效果是：通过将塑料板划分为多个感兴趣区域，并通过相机分别对各个区域进行透光率的检测，有效提高了检测的精确度。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法，包括两个部分，首先在相机的整个拍摄区域划定相机的感兴趣区域ROI，并对该感兴趣区域进行分割，得到n个小的感兴趣区域ROI，比如n取25，然后进行标定；
标定分为如下步骤：
1、打开光源，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G1.1-G1.25；
2、放置固定透光率的标定板(比如80％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G2.1-G2.25；
3、放置固定透光率的标定板(比如60％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G3.1-G3.25依次类推；
4、放置固定透光率的标定板(比如40％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G4.1-G4.25依次类推；
5、放置固定透光率的标定板(比如20％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G5.1-G5.25依次类推；
6、全遮挡，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G6.1-G6.25；
标定结束，即可对塑料透光率进行检测，分为如下步骤：
1、分割需要检测区域对应的ROI，选取其中感兴趣的小ROI位置；
2、相机拍摄得到感兴趣的小ROI处灰度值；并根据得到的灰度值计算该处的透光率；
在一个具体实施例中，比如你要检测位置3透光率，将感兴趣区域分为25个，然后拍摄得到位置3的灰度值G3，然后将G3灰度值与标定步骤中获得的对应位置3处小ROI灰度值进行比较，得到其透光率的区间，然后根据如下方法精确计算透光率T：
假如G4.3<G3<G3.3那则透光率在40％-60％之间，再通过公式计算精确透光率值T：
在另一个实施例中，如果需要对待焊接的塑料多处位置进行检测，则通过上个实施例中的步骤，分别拍摄获得相应位置的灰度值，并将灰度值与标定步骤中获得的对应位置处小ROI灰度值进行比较，得到其透光率的区间，然后根据公式精确计算透光率T；
比如需要检测3、4、9、14，则分别计算相应位置处的透光率T，求平均值即可得到整块塑料的透光率，通过多点检测求平均值，可以有效减少测量过程中的误差，更准确的得知塑料的透光率。
在具体实施时，还可设置透光率的合格阈值，如果透光率低于某个值，则认为该塑料存在瑕疵，相机中控制器直接判断为次品，输出错误信号报警。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法，其特征在于，分为标定和检测两个步骤：
标定，在相机的整个拍摄区域划定相机的感兴趣区域ROI，并对该感兴趣区域进行分割，得到n个小的感兴趣区域ROI，然后采用多个不同透光率的标定塑料板进行标定，获得不同透光率下每个小的感兴趣区域ROI的标定灰度值记录待用；
检测：分割需要检测区域对应的ROI，选取其中感兴趣的小ROI位置，相机拍摄得到感兴趣的小ROI处灰度值；并根据得到的灰度值结合标定步骤获得的标定灰度值计算该处的透光率。
2.根据权利要求1所述的一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法，其特征在于，所述标定步骤中，取n为25，具体标定步骤如下：
1)打开光源，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G1.1-G1.25；
2)放置固定透光率的标定板(比如80％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G2.1-G2.25；
3)放置固定透光率的标定板(比如60％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G3.1-G3.25依次类推；
4)放置固定透光率的标定板(比如40％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G4.1-G4.25依次类推；
5)放置固定透光率的标定板(比如20％透光率)在光源上方，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G5.1-G5.25依次类推；
6、全遮挡，相机拍摄得到每个小ROI灰度值G6.1-G6.25。
3.根据权利要求2所述的一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法，其特征在于，检测步骤中，当选取一个点计算时，透光率计算步骤如下：
1)选取n个小的感兴趣区域中的一个位置，相机拍照获取其灰度值；
2)然后将该位置的灰度值与标定步骤中获得的对应位置处标定灰度值进行比较，得到其透光率的区间；然后根据如下公式精确计算透光率T：
当检测位置3时，拍照获取其灰度值为G3，假设G4.3<G3<G3.3那则透光率在40％-60％之间，再通过公式计算精确透光率值T：
4.根据权利要求2所述的一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法，其特征在于，检测步骤中，当选取多个点计算时，透光率计算步骤如下：
1)选取n个小的感兴趣区域中的多个个位置，相机拍照分别获取其灰度值，此处取位置3、4、9、14；
2)然后将多个位置的灰度值与标定步骤中获得的对应位置处标定灰度值进行比较，得到其透光率的区间，然后根据如下公式精确计算透光率T：
假如G4.3<G3<G3.3那则透光率在40％-60％之间，再通过公式计算精确透光率值T：
然后依次类推，分别计算位置4、9、14处透光率，并取上述透光率的平均值作为测试塑料板的透光率。
5.根据权利要求3或4所述的一种塑料激光焊接中材料透光率的检测方法，其特征在于：所述检测步骤还包括报警步骤，可设置透光率合格阈值，当检测的透光率小于该阈值时，则通过与相机连接的报警器进行报警，提醒塑料板为次品。
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