[發(fā)明專利]基于機(jī)器視覺(jué)的微型音膜同心度在線檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110296553.2
• 申請(qǐng)日: 2011-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102353349A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝云;劉家曉;蔡浩聰;王成群;林奇鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/27
• 分類號(hào): G01B11/27;B07C5/342
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種基于機(jī)器視覺(jué)的微型音膜同心度在線檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，屬于基于機(jī)器視覺(jué)的微型音膜同心度在線檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法的創(chuàng)新技術(shù)。

背景技術(shù)

作為全球電聲器件生產(chǎn)加工中心和出口大國(guó)，我國(guó)已經(jīng)成為能自行研制和掌握電聲器件部件到成品的全部生產(chǎn)技術(shù)，形成了電聲器件生產(chǎn)工業(yè)體系和完善的產(chǎn)業(yè)鏈。近年電聲器件需求不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，其性能也不斷優(yōu)化，新型電聲器件(NXT、數(shù)字式、硅集成等)產(chǎn)品層出不窮。微型化、薄型化、高保真化、片式化、低功耗、高功率、多功能、組件化成為電聲器件新的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)產(chǎn)品的安全性、綠色化也是影響其發(fā)展前途和市場(chǎng)的重要因素。特別是小型揚(yáng)聲器在消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信、計(jì)算機(jī)、汽車電子等的需求量大增，還有各種小型的音響設(shè)備，如隨身聽(tīng)、智能手機(jī)、平板電腦等產(chǎn)品設(shè)備的需求不斷增加，市場(chǎng)廣闊，需求量大。因此，其產(chǎn)品的生產(chǎn)加工及其檢測(cè)就成為了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的一大因素。

揚(yáng)聲器作為電聲整機(jī)設(shè)備的核心部件，其工作頻率、低頻共振點(diǎn)、失真等性能指標(biāo)是決定整機(jī)質(zhì)量的關(guān)鍵，并且一旦形成，無(wú)法通過(guò)其他元件進(jìn)行調(diào)整。但揚(yáng)聲器的生產(chǎn)和裝配，仍然主要以手工、半自動(dòng)化操作為主。目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟的音膜音質(zhì)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，仍使用人工視覺(jué)與機(jī)械光學(xué)儀器相結(jié)合的方法，尤其是尚未有生產(chǎn)線上在線檢測(cè)的設(shè)備。各個(gè)揚(yáng)聲器生產(chǎn)廠家基本采用影像測(cè)試儀來(lái)提取音膜的振膜和音圈的內(nèi)外圓邊緣，進(jìn)行同心度的間接測(cè)量。這種在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行的單個(gè)測(cè)試的檢測(cè)方法，無(wú)法滿足對(duì)生產(chǎn)線上每片音膜進(jìn)行逐一檢測(cè)的要求。所以，揚(yáng)聲器生產(chǎn)廠家現(xiàn)行的檢測(cè)辦法是分批次抽樣檢測(cè)，或者只對(duì)模具進(jìn)行檢測(cè)。這種檢測(cè)方式成本高、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。人工勞動(dòng)的方式嚴(yán)重影響了音膜檢測(cè)的工作效率，不但浪費(fèi)了勞動(dòng)力資源，增加了檢測(cè)成本，而且不能從根本上保證音膜的檢測(cè)質(zhì)量。

機(jī)器視覺(jué)是一門(mén)多學(xué)科交叉在一起的綜合技術(shù)，其中包括數(shù)字圖像處理技術(shù)、機(jī)械工程技術(shù)、控制技術(shù)、光學(xué)工程、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等。作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，檢測(cè)技術(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。在現(xiàn)代流水線生產(chǎn)過(guò)程中，每個(gè)產(chǎn)品都要經(jīng)過(guò)各種各樣內(nèi)容不同的檢測(cè)，只有合格的產(chǎn)品才能投放到市場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種實(shí)現(xiàn)音膜同心度的自動(dòng)化在線檢測(cè)，可顯著提高生產(chǎn)效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量的基于機(jī)器視覺(jué)的微型音膜同心度在線檢測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明具有非接觸性、實(shí)時(shí)性、高效率等諸多優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種方便實(shí)用的的基于機(jī)器視覺(jué)的微型音膜同心度在線檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明的基于機(jī)器視覺(jué)的微型音膜同心度在線檢測(cè)系統(tǒng)，包括有光學(xué)成像子系統(tǒng)、數(shù)字圖像處理子系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)、音膜剔除子系統(tǒng)、圖像采集卡、運(yùn)動(dòng)控制卡，其中光學(xué)成像子系統(tǒng)的信號(hào)通過(guò)接口送到圖像采集卡，圖像采集卡采集到一幀音膜灰度圖像數(shù)據(jù)送出到數(shù)字圖像處理子系統(tǒng)進(jìn)行處理和判斷，數(shù)字圖像處理子系統(tǒng)的信號(hào)輸出端與運(yùn)動(dòng)控制卡的信號(hào)輸入端連接，運(yùn)動(dòng)控制卡的信號(hào)端口分別與運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)、音膜剔除子系統(tǒng)連接，運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)與音膜剔除子系統(tǒng)由運(yùn)動(dòng)控制卡集中控制。

上述光學(xué)成像子系統(tǒng)包括有高分辨率CCD攝像機(jī)、鏡頭、LED光源，其中LED光源照射在音膜上，鏡頭裝設(shè)在CCD攝像機(jī)上，CCD攝像機(jī)裝設(shè)在能拍攝到音膜邊緣與振膜特征的位置上。

上述CCD攝像機(jī)采用具有中高分辨率的百萬(wàn)像素級(jí)帶IEEE1394b接口的高速相機(jī)，LED光源采用藍(lán)色LED光源，并采用白色作為背景。

上述運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)包括有步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、傳感器，其中傳感器的信號(hào)輸出端與運(yùn)動(dòng)控制卡的信號(hào)輸入端連接，運(yùn)動(dòng)控制卡的信號(hào)輸出端分別與驅(qū)動(dòng)CCD攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)前后上下位置移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)連接及與驅(qū)動(dòng)傳輸帶轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)連接。

上述音膜剔除子系統(tǒng)為噴氣剔除裝置，包括有壓縮機(jī)、電磁閥，壓縮機(jī)的出口通過(guò)管道與能吹除流水線上不合格產(chǎn)品的噴嘴連接，電磁閥裝設(shè)在壓縮機(jī)與噴嘴連接的管道上，運(yùn)動(dòng)控制卡的信號(hào)輸出端與控制管道能否通氣的電磁閥連接。

上述音膜剔除子系統(tǒng)中的壓縮機(jī)的出口壓力為0.6MPa，電磁閥的開(kāi)啟時(shí)間為200ms。

上述壓縮機(jī)與電磁閥連接的管道上還裝設(shè)有空氣過(guò)濾器。

本發(fā)明的基于機(jī)器視覺(jué)的微型音膜同心度在線檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，包括如下步驟：

1)配置好光學(xué)成像子系統(tǒng)中CCD攝像機(jī)的參數(shù)，并把CCD攝像機(jī)復(fù)位到固定點(diǎn)，當(dāng)傳感器檢測(cè)到音膜到位便進(jìn)行圖像采集；