[发明专利]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

说明书

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%。

技术领域

本发明属于透明材料的缺陷智能检测技术领域，涉及的是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，具体涉及一种基于机器视觉、打光技术和图像处理的透明玻璃材料缺陷检测方法。

背景技术

现阶段，以玻璃为主的平板型透明材料作为原材料得到了越来越广泛应用。为了使透明材料更适用于各种工作环境，材料制造企业转向生产多种不同颜色、不同透光度以及表面形态的板材，由此大大增加了材料缺陷产生的概率，常见的缺陷有表面划痕、内部裂纹、砂砾和气泡。在生产透明材料板材的过程中产生的缺陷仅依靠人眼很难对缺陷大小进行精确和快速的判断，使用传统的人工检测方法容易产生更多的误检、漏检和低效率现象。设计一种高效的自动缺陷检测方法尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，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，本发明提供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，用于机器视觉在线检测系统。通过图像采集和图像处理技术实现实时检测平板透明材料的内部缺陷和表面缺陷，并将检测结果信息提供给主控制器，为生产管理系统提供依据。透明材料的常见缺陷主要有：表面划痕、内部裂纹、砂砾和气泡，材料生产部门依据不同的缺陷标准判断产品合格率，以满足不同的使用需求。

本发明通过以下技术方案予以实现。

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、工业镜头、工业光源、步进电机和暗箱，其中：

所述暗箱的底部根据输送带的输送方向分别设置有进料口和出料口，输送带贯穿暗箱的进料口和出料口延伸至暗箱的外部，待测透明板材放置于输送带上；

在所述暗箱中：

横跨输送带的上方设置有门字形吊架，所述工业光源设置于门字形吊架立柱的根部，工业光源设置为线光源，光束方向与待测透明板材的表面平行，光束从待测透明板材的侧面射入；

吊架上位于横梁的一端设置有水平移动滚珠丝杠滑台，横梁上设置有与水平移动滚珠丝杠滑台相配合的水平丝杠，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上设置有用于驱动水平丝杠转动的水平移动步进电机，水平移动步进电机通过水平移动滚珠丝杠滑台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，垂直移动滚珠丝杠滑台上设置有垂直移动步进电机，垂直丝杠的上端安装于垂直移动滚珠丝杠滑台上，垂直丝杠的下端固定安装有工业相机，工业镜头设置于工业相机的下方，垂直移动步进电机通过垂直移动滚珠丝杠滑台和垂直丝杠驱动工业相机沿竖直方向往复运动。

进一步地，所述暗箱的材质为黑色POM塑料，暗箱的内表面磨砂处理。

进一步地，所述工业光源设置为线光源，工业光源的光照宽度大于待测透明板材的厚度。

进一步地，所述工业相机将采集的光信号转换为电信号，工业相机通过信号线将电信号输入计算机中，计算机通过控制箱控制步进电机、输送带和工业相机工作或者停止。

进一步地，所述工业相机选用黑白相机，像素范围为500万-2000万；工业镜头焦距范围为9mm-25mm。