基于機(jī)器視覺技術(shù)的連接器缺陷特征檢測

連接器是電腦、數(shù)碼產(chǎn)品、電視等不可缺少的部件，主要由塑料本體、金手指與金屬外殼組成。 本文檢測對(duì)象為未裝配金屬外殼的半成品，注塑成型的塑料本體在生產(chǎn)中不可避免會(huì)有少量外表面刮傷，金手指由自動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)插入本體內(nèi)部，裝配時(shí)難免出現(xiàn)漏針、堵孔、缺針、翹針、本體刮傷等質(zhì)量問題。 人工目檢方法，容易出現(xiàn)視覺疲勞，造成誤檢及漏檢，且人工檢測需要投入人力、物力及場地。 因此，連接器采用非接觸式自動(dòng)檢測，并取代人工檢測，而基于圖像處理技術(shù)的機(jī)器視覺檢測尤其適合。

01、缺陷類型

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際統(tǒng)計(jì),連接器缺陷特征主要包括： ①?漏針：本體槽內(nèi)無針，金屬物缺失； ②?堵孔：本體槽內(nèi)填充有異物，針被遮擋； ③?缺針：個(gè)別本體槽無針； ④?翹針：針彈起高度超過允許值； ⑤?本體刮傷：本體端面受機(jī)械損傷。

02、缺陷檢測

連接器被送至檢測區(qū)域作短暫停留后，傳感器發(fā)送信號(hào)至檢測程序，開始檢測。同時(shí)將檢測合格的器件放在包裝的槽中，對(duì)于不合格的器件，啟動(dòng)剔除裝置進(jìn)行剔除，就不會(huì)進(jìn)行包裝。 檢測原理如下：在照明系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的幫助下獲取圖像，把獲取到的電子連接器圖像信號(hào)傳輸?shù)絇C機(jī)，在PC上進(jìn)行圖像處理與檢測，完成缺陷檢測任務(wù)，將檢測結(jié)果在顯示器上進(jìn)行顯示，并傳動(dòng)給執(zhí)行單元執(zhí)行相應(yīng)的操作。

03、檢測系統(tǒng)

由于缺陷位置包括端面及針，為能照射到連接器槽里的針，并凸顯表面的缺陷，連接器圖像采集系統(tǒng)硬件主要包括攝像機(jī)、鏡頭、圖像采集卡、光源及工控機(jī)等。 軟件部位為矩視智能低代碼平臺(tái)，檢測軟件包含視覺系統(tǒng)所需要的各種功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)非接觸、準(zhǔn)確、快捷的自動(dòng)化測量任務(wù)。

硬件設(shè)備選擇

CCD 攝像機(jī)

CCD攝像機(jī)是按照芯片類型進(jìn)行分類的，其可分為線陣CCD和面陣CCD。其中線陣CCD攝像機(jī)的成像元件是線陣的CCD探測器，因?yàn)槊看沃荒芘臄z物體的一個(gè)條狀部分，如果要想實(shí)現(xiàn)物體成像，必須使攝像頭和物體之間經(jīng)過相對(duì)運(yùn)動(dòng)完成物體掃描，并把每次拍攝到的結(jié)果拼接起來才能得到完整的拍攝圖像。 這就需要滿足兩個(gè)基本條件: 一是在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中光源的強(qiáng)度不能發(fā)生變化，二是攝像頭和物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度一定是均勻的。 然而面陣的CCD攝像機(jī)利用的是二維的CCD芯片，拍攝一次就可以實(shí)現(xiàn)成像。 對(duì)于獲取二維圖像來說，線陣CCD就必須要配合掃描運(yùn)動(dòng)了，而且為了能夠?qū)Ρ粶y件上每一像素點(diǎn)所相對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行確定，還需要用到光柵等器件來進(jìn)行配合以記錄掃描的每一行的線陣CCD坐標(biāo)。 這樣的話就會(huì)出現(xiàn)以下缺點(diǎn)：圖像獲取時(shí)間長，測量效率低；圖像精確度會(huì)隨著掃描精確度的影響而降低，最終影響到測量的精度；系統(tǒng)也因?yàn)樵黾恿藪呙柽\(yùn)動(dòng)以及相應(yīng)位置的反饋環(huán)節(jié)，從而加大了復(fù)雜性以及使用成本。 因?yàn)樵诒鞠到y(tǒng)中，相機(jī)和被測連接器的位置是相對(duì)固定的，對(duì)于選取線陣CCD來說是不合適的， 所以在本系統(tǒng)中選擇了面陣CCD。

光源

在實(shí)際進(jìn)行圖像獲取時(shí)，采用了前光照的照射方式：

在測試系統(tǒng)中，即使背照方式可以提高圖像對(duì)比度，更好地獲取圖像的質(zhì)量，但由于被測零件的非直軸性，所以只能采用光源正照方式，這就對(duì)圖像特征提取和邊緣檢測算法設(shè)定了較高的要求。

系統(tǒng)軟件

通過使用AI深度學(xué)習(xí)檢測技術(shù)，提供非接觸式檢測，精確地呈現(xiàn)連接器Pin針的變形、偏斜等重要信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)連接器缺陷，有效剔除不合格產(chǎn)品。 ● 檢測主角 連接器 ●連接器檢測的復(fù)雜性 Pin針數(shù)量多、缺陷形態(tài)多變、檢測區(qū)域背景復(fù)雜。 ●檢測原理 根據(jù)上傳圖片，對(duì)給出缺陷進(jìn)行了歸納分類并打標(biāo)簽處理，針對(duì)不同的缺陷類別檢測需求給出了相應(yīng)的AI處理方案； 使用標(biāo)注工具，將缺陷類型根據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)注； 使用矩視低代碼平臺(tái)中【訓(xùn)練】和【測試】功能模塊，進(jìn)入深度學(xué)習(xí)階段，實(shí)現(xiàn)檢測需求。 使用前VS使用后

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第1排第5個(gè)向右偏斜

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第1排第11個(gè)向下輕微偏斜

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第1排右數(shù)第5個(gè)向左下方偏斜

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第1排第9個(gè)向上偏斜第2排第8、9個(gè)向上偏斜

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第2排倒數(shù)第1個(gè)向左上方偏斜

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第1排第13個(gè)向上方偏斜第2排第13個(gè)向上方偏斜 根據(jù)連接器的實(shí)際檢測需求，選擇合適的硬件設(shè)備及檢測軟件，研究連接器缺陷特征檢測技術(shù)，以數(shù)字圖像處理為基礎(chǔ)，開發(fā)了機(jī)器視覺自動(dòng)檢測系統(tǒng)，降低人力成本，大大提高生產(chǎn)效率，并使檢測正確率得到保證。 檢測結(jié)果表明，本文提出的檢測方法穩(wěn)定性高，無誤檢，是一種可行的連接器檢測方法。 ?

編輯：黃飛

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