CN114199895A - 一种电感缺陷视觉检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供一种可以避免人工检测的低效率，减少摄像头模组从而降低使用成本，以及有效消除拍摄干扰项从而提高检测准确率的一种电感缺陷视觉检测方法。它包括至少一个检测相机1、至少三个夹持工位以及应用于检测相机1采集图像数据后进行视觉比对分析的视觉检测系统，至少一个检测相机1垂直向下对准待测电感2，至少三个夹持工位分别位于待测电感2的左右两侧和下方，通过依次将待测电感2不同尾线放置于三个夹持工位中，已达到翻转待测电感2的目的，从而通过检测相机1拍摄待测电感2不同面的图像，进行电感缺陷的检测。本发明可应用于电感的外观检测领域。
Description
技术领域
本发明涉及电感外观缺陷检测领域，尤其涉及一种电感缺陷视觉检测方法。
背景技术
随着电子信息产业的蓬勃发展，对高频电感元件的需求越来越大，磁性材料作为高频电感元件的重要组成部分，广泛应用于3C电子、机械、家用电器、汽车、医疗器械以及各种涉及电机、电磁应用的领域等，是当今社会消费设备和工业制造领域必不可少的原材料配件。电感元件的结构类似变压器，但只有一个绕组，是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件，其本身具有一定的电感，只阻碍电流的变化。最简单的电感器为磁环线圈，线圈通常指呈环形的导线绕组，即导线一根一根绕起来，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯，最常见的线圈应用有：马达、电感、变压器和环形天线等。电感又可分为固定电感和可变电感，固定电感线圈简称电感或线圈。
传统的绕线磁环外观缺陷一直是采用人工检测，由于磁环尺寸很小，其表面的瑕疵在人工检测时很容易出现漏检、错检的现象。故而人工检测方法，不适应现代高速自动化的生产线的检测要求。现有技术中通常借助光学设备进行检测，基本采用CCD摄像头和LED光源结合的方式进行视觉识别，针对电感需要检测的多个面分别设置CCD摄像头用于拍摄后进行数据对比分析，这种方式需要在检测工位上设置多个不同角度的CCD摄像头和光源，使得检测设备结构复杂，使用、安装和维护成本也大大提高，与此同时，部分电感在完成绕线后存在多跟尾线、小绕组等妨碍拍摄成像质量的干扰项，极大程度地影响了数据对比分析的准确性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种可以避免人工检测的低效率，减少摄像头模组从而降低使用成本，以及有效消除拍摄干扰项从而提高检测准确率的一种电感缺陷视觉检测方法。
本发明所采用的技术方案是：本发明所述的检测方法包括至少一个检测相机、至少三个夹持工位以及应用于所述检测相机采集图像数据后进行视觉比对分析的视觉检测系统，至少一个所述检测相机垂直向下对准待测电感，至少三个所述夹持工位分别位于待测电感的左右两侧和下方，具体检测方法如下：
a.待测电感放置于所述检测相机下方，所述检测相机校正镜头，获取待测电感的位置参数和图像信息；
b.根据待测电感的位置信息建立坐标关系，并提取待测电感尾线的边缘图像信息；
c.对待测电感尾线进行标定（如1线、2线、3线、4线......）；
d.根据步骤c的标定顺序，依次将待测电感的尾线放置于位于所述检测相机左右两侧的夹持工位中进行定位，剩余尾线统一被放置于下方的所述夹持工位中，所述检测相机进行拍摄取样；
e.视觉检测系统对所述检测相机收集的图像信息进行收集和进行灰度处理、照片增强处理等处理，并与预设的无缺陷图像进行比对，记录结果；
重复a-e的步骤，完成后续的视觉检测工序。
进一步地，至少三个所述夹持工位分别为左工位、右工位和下工位，所述方法d针对待测电感的四个表面进行拍摄，具体步骤如下：
d1.检测第一面：将1线拉直夹持在所述左工位中，2线拉直夹持在所述右工位中，剩余尾线向下拉直夹持在所述下工位中，并触发所述检测相机拍照。通过图像采集、深度学习工具、角点检测、块状物、图像预处理和点与直线的距离检测，判断磁环外观有无缺陷；
d2.检测第二面：将2线从所述右工位中转移至所述左工位中拉直并夹持，将3线从所述下工位中上提至所述右工位中拉直并夹持，最后将1线从所述左工位中下拉至所述下工位中，与剩余线一并夹持在所述下工位中，待测电感翻面，并触发所述检测相机拍照。通过图像采集，深度学习工具，图像预处理和块状物，判断磁环外观有无缺陷；
d3.检测第三面：将3线从所述右工位中翻转移动至所述左工位中夹持、拉直，将4线从所述下工位中上提至所述右工位中夹持、拉直，将2线从所述左工位中往下拉至所述下工位中，与1线一并夹持，待测电感翻面，并触发所述检测相机拍照。通过图像采集，深度学习工具，图像预处理和块状物，判断磁环外观有无缺陷；
d4.检测第四面：将4线从所述右工位中翻转至所述左工位中夹持、拉直，将1线从所述下工位往上拉至所述右工位中夹持、拉直，将3线从所述左工位中下拉至所述下工位中，并与2线一并夹持在所述下工位中，并触发所述检测相机拍照。通过图像采集，深度学习工具，角点检测，块状物，图像预处理和点与直线的距离检测。
再进一步地，在所述检测相机正下方设置有捋线机构，待测电感被放置于所述检测相机和所述捋线机构之间，从上往下俯视，所述下工位位于所述捋线机构的下方，拍摄图像样品过程中，剩余尾线向下拉直，并绕过所述捋线机构后夹持于所述下工位中，从侧面观察剩余尾线呈L字型。
还进一步地，所述捋线机构为一根左右方向拉直的透明线。
更进一步地，在所述检测相机与待测电感之间设置有环形光源，在所述下工位下方设置有平面光源，所述环形光源从上往下照，所述平面光源从下往上照。
最后，在所述方法e中，所述视觉检测系统对待测电感的外观数据进行识别和比对，包括但不限于重点面的尺寸数据、Y字节距离数据、绕线数据、电感表面破损轮廓和破损面积数据等，根据预设在系统内的合格图像数值进行综合对比，并对不合格的位置进行标记和记录。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过所述检测相机替代人工检测，有效规避了肉眼检测效率低、错误率高等问题，通过所述视觉检测系统对待测电感需要检测的各个面进行全面的数据采集和综合分析比对，提高了检测精度；与一般的CCD检测设备相比，本发明简化了设备的结构，不需要在待测电感六个面都设置CCD拍摄相机，最少只需要一个所述检测相机进行图像采集，通过调整电感尾线的位置使得待测电感旋转翻面，进行拍摄，在保证了检测效果的前提下，有效降低了设备的使用成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明步骤d1的示意图；
图3是本发明步骤d2的示意图；
图4是本发明步骤d3的示意图；
图5是本发明步骤d4的示意图；
其中，A：1线、B：2线、C：3线、D：4线。
具体实施方式
如图1所述，本发明所公开的检测方法包括至少一个检测相机1、至少三个夹持工位以及应用于所述检测相机1采集图像数据后进行视觉比对分析的视觉检测系统，至少一个所述检测相机1垂直向下对准待测电感2，至少三个所述夹持工位分别位于待测电感2的左右两侧和下方，具体检测方法如下：
a.待测电感2放置于所述检测相机1下方，所述检测相机1校正镜头，获取待测电感2的位置参数和图像信息；
b.根据待测电感2的位置信息建立坐标关系，并提取待测电感2尾线的边缘图像信息；
c.对待测电感2尾线进行标定（如1线、2线、3线、4线......）；
d.根据步骤c的标定顺序，依次将待测电感2的尾线放置于位于所述检测相机1左右两侧的夹持工位中进行定位，剩余尾线统一被放置于下方的所述夹持工位中，所述检测相机1进行拍摄取样；
e.视觉检测系统对所述检测相机1收集的图像信息进行收集和进行灰度处理、照片增强处理等处理，并与预设的无缺陷图像进行比对，记录结果；
f.重复a-e的步骤，完成后续的视觉检测工序。
本发明与大部分的视觉检测设备不同，没有一味在设备上增设CCD摄像设备的数量，已达到拍摄电感不同面的图像信息，而是通过按一定次序旋转所述待测电感2的方式，针对性地拍取不同角度和不同面下的图像信息。在本发明中，至少三个所述夹持工位分别为左工位3、右工位4和下工位5，所述方法d针对待测电感2的四个表面进行拍摄，如图2、图3、图4和图5所示，具体步骤如下：
d1.检测第一面：这一面主要对所述待测电感2的外观缺陷、Y字节距离、有无叠线和有无散线进行检测，若果采用人工肉眼的方式进行检测的话，存在以下风险点：一、小磁环位置不固定，定位有影响，目前手动分线，无法做到将下方线完全夹住，拉直；二、Y字节的线在手动拉直的情况下，无法达到绷直的状态，直线搜索工具会产生直线抓偏，造成Y字的顶点位置有偏差；本发明的做法是将1线拉直夹持在所述左工位3中，2线拉直夹持在所述右工位4中，剩余尾线向下拉直夹持在所述下工位5中，此时所述待测电感2中的小磁环位于大磁环的正下方，所述检测相机1进行拍摄时不会出现在拍摄画面中，不会对图像进行干预，同时通过所述左工位3和所述右工位4的作用，保证了Y字节线始终处于直线姿态，消除Y字节定点的位置偏差；触发所述检测相机1拍照。通过图像采集、深度学习工具、角点检测、块状物、图像预处理和点与直线的距离检测，判断磁环外观有无缺陷；
d2.检测第二面：这一面主要检测通心线有无断裂、有无散线和有无叠线等缺陷，将2线从所述右工位4中转移至所述左工位3中拉直并夹持，将3线从所述下工位5中上提至所述右工位4中拉直并夹持，最后将1线从所述左工位3中下拉至所述下工位5中，与剩余线一并夹持在所述下工位5中，待测电感2翻面，并触发所述检测相机1拍照。通过图像采集，深度学习工具，图像预处理和块状物，判断磁环外观有无缺陷；
d3.检测第三面：这一面主要检测通心线有无断裂、有无散线和有无叠线等缺陷，将3线从所述右工位4中翻转移动至所述左工位3中夹持、拉直，将4线从所述下工位5中上提至所述右工位4中夹持、拉直，将2线从所述左工位3中往下拉至所述下工位5中，与1线一并夹持，待测电感2翻面，并触发所述检测相机1拍照。通过图像采集，深度学习工具，图像预处理和块状物，判断磁环外观有无缺陷；
d4.检测第四面：这一面主要对所述待测电感2的外观缺陷、Y字节距离、有无叠线和有无散线进行检测，传统肉眼检测的做法会导致以下风险：一、小磁环位置不固定，定位有影响，目前手动分线，无法做到将下方线完全夹住，拉直；二、Y字节的线在手动拉直的情况下，无法达到绷直的状态，直线搜索工具会产生直线抓偏，造成Y字的顶点位置有偏差；本步骤的做法是和d1步骤类似，将4线从所述右工位4中翻转至所述左工位3中夹持、拉直，将1线从所述下工位5往上拉至所述右工位4中夹持、拉直，将3线从所述左工位3中下拉至所述下工位5中，并与2线一并夹持在所述下工位5中，这样通过所述左工位3和所述右工位4的作用使得Y字节线始终保持在拉直的状态，消除了Y字节顶点的位置偏差，同时亦将小磁环翻转至大磁环下方，不会干扰所述检测相机1的拍摄；此时触发所述检测相机1拍照。通过图像采集，深度学习工具，角点检测，块状物，图像预处理和点与直线的距离检测。
在所述方法e中，所述视觉检测系统对待测电感2的外观数据进行识别和比对，包括但不限于重点面的尺寸数据、Y字节距离数据、绕线数据、电感表面破损轮廓和破损面积数据等，根据预设在系统内的合格图像数值进行综合对比，并对不合格的位置进行标记和记录。在本发明中，通过带有彩色镜头的所述检测相机1对所述待测电感2进行拍摄，所述待测电感2经过步骤d的翻转后，所述检测相机1对所述待测电感2的外观数据进行全面的拍摄收集，再通过特征提取算法、背景差算法、局部差异值图像增强算法提取步骤d中不同面的所述待测电感2的区域图像特征、背景差特征、局部差异值图像增强特征，生成相应的特征图，并与预设在系统内的合格产品图像进行对比，并将不合格的部分在特征图中标记和记录好。
在所述检测相机1正下方设置有捋线机构6，待测电感2被放置于所述检测相机1和所述捋线机构6之间，从上往下俯视，所述下工位5位于所述捋线机构6的下方，拍摄图像样品过程中，剩余尾线向下拉直，并绕过所述捋线机构6后夹持于所述下工位5中，从侧面观察剩余尾线呈L字型。所述捋线机构6为一根左右方向拉直的透明线。如果所述下工位5直接设置在所述待测电感2正下方，当所述检测相机1进行拍摄时，所述下工位5会在图像中形成黑影，不仅影响了成像的质量，还直接干扰了所述视觉检测系统的识别对比精确度。因此将所述下工位5与所述检测相机1和所述待测电感2的垂直线错位设置，并在所述待测电感2正下方设置了所述捋线机构6，所述捋线机构6采用透明线，按所述左工位3和所述右工位4的设置位置拉直，在进行拍摄时，将待测电感2的剩余线向下拉直后，绕过所述捋线机构6再夹持在所述下工位5中进行固定，由于所述捋线机构6采用透明线，因此不会在收集的图像中形成黑影，不会影响检测的精度。
在所述检测相机1与待测电感2之间设置有环形光源7，在所述下工位5下方设置有平面光源8，所述环形光源7从上往下照，所述平面光源8从下往上照。通过所述环形光源7和所述平面光源8为所述检测相机1提供图像采集时所需的光源，提高本发明的成像质量，从而提高检测的精确度。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电感缺陷视觉检测方法，其特征在于：本检测方法包括至少一个检测相机（1）、至少三个夹持工位以及应用于所述检测相机（1）采集图像数据后进行视觉比对分析的视觉检测系统，至少一个所述检测相机（1）垂直向下对准待测电感（2），至少三个所述夹持工位分别位于待测电感（2）的左右两侧和下方，具体检测方法如下：
待测电感（2）放置于所述检测相机（1）下方，所述检测相机（1）校正镜头，获取待测电感（2）的位置参数和图像信息；
根据待测电感（2）的位置信息建立坐标关系，并提取待测电感（2）尾线的边缘图像信息；
对待测电感（2）尾线进行标定（如1线、2线、3线、4线......）；
根据步骤c的标定顺序，依次将待测电感（2）的尾线放置于位于所述检测相机（1）左右两侧的夹持工位中进行定位，剩余尾线统一被放置于下方的所述夹持工位中，所述检测相机（1）进行拍摄取样；
视觉检测系统对所述检测相机（1）收集的图像信息进行收集和进行灰度处理、照片增强处理等处理，并与预设的无缺陷图像进行比对，记录结果；
重复a-e的步骤，完成后续的视觉检测工序。
2.根据权利要求1所述的一种电感缺陷视觉检测方法，其特征在于：至少三个所述夹持工位分别为左工位（3）、右工位（4）和下工位（5），所述方法d针对待测电感（2）的四个表面进行拍摄，具体步骤如下：
d1.检测第一面：将1线拉直夹持在所述左工位（3）中，2线拉直夹持在所述右工位（4）中，剩余尾线向下拉直夹持在所述下工位（5）中，并触发所述检测相机（1）拍照。
3.通过图像采集、深度学习工具、角点检测、块状物、图像预处理和点与直线的距离检测，判断磁环外观有无缺陷；
d2.检测第二面：将2线从所述右工位（4）中转移至所述左工位（3）中拉直并夹持，将3线从所述下工位（5）中上提至所述右工位（4）中拉直并夹持，最后将1线从所述左工位（3）中下拉至所述下工位（5）中，与剩余线一并夹持在所述下工位（5）中，待测电感（2）翻面，并触发所述检测相机（1）拍照。
4.通过图像采集，深度学习工具，图像预处理和块状物，判断磁环外观有无缺陷；
d3.检测第三面：将3线从所述右工位（4）中翻转移动至所述左工位（3）中夹持、拉直，将4线从所述下工位（5）中上提至所述右工位（4）中夹持、拉直，将2线从所述左工位（3）中往下拉至所述下工位（5）中，与1线一并夹持，待测电感（2）翻面，并触发所述检测相机（1）拍照。
5.通过图像采集，深度学习工具，图像预处理和块状物，判断磁环外观有无缺陷；
d4.检测第四面：将4线从所述右工位（4）中翻转至所述左工位（3）中夹持、拉直，将1线从所述下工位（5）往上拉至所述右工位（4）中夹持、拉直，将3线从所述左工位（3）中下拉至所述下工位（5）中，并与2线一并夹持在所述下工位（5）中，并触发所述检测相机（1）拍照。
6.通过图像采集，深度学习工具，角点检测，块状物，图像预处理和点与直线的距离检测。
7.根据权利要求2所述的一种电感缺陷视觉检测方法，其特征在于：在所述检测相机（1）正下方设置有捋线机构（6），待测电感（2）被放置于所述检测相机（1）和所述捋线机构（6）之间，从上往下俯视，所述下工位（5）位于所述捋线机构（6）的下方，拍摄图像样品过程中，剩余尾线向下拉直，并绕过所述捋线机构（6）后夹持于所述下工位（5）中，从侧面观察剩余尾线呈L字型。
8.根据权利要求3所述的一种电感缺陷视觉检测方法，其特征在于：所述捋线机构（6）为一根左右方向拉直的透明线。
9.根据权利要求1所述的一种电感缺陷视觉检测方法，其特征在于：在所述检测相机（1）与待测电感（2）之间设置有环形光源（7），在所述下工位（5）下方设置有平面光源（8），所述环形光源（7）从上往下照，所述平面光源（8）从下往上照。
10.根据权利要求1所述的一种电感缺陷视觉检测方法，其特征在于：在所述方法e中，所述视觉检测系统对待测电感（2）的外观数据进行识别和比对，包括但不限于重点面的尺寸数据、Y字节距离数据、绕线数据、电感表面破损轮廓和破损面积数据等，根据预设在系统内的合格图像数值进行综合对比，并对不合格的位置进行标记和记录。
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