[發明專利]磁瓦表面微缺陷視覺檢測方法

有效

• 申請號: 201810095999.0
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108230324B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 李俊峰;胡浩;張滬強;周波
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/62;G06T7/155;G06T7/13;G06T7/64
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

本發明提供一種磁瓦表面微缺陷視覺檢測方法，讀取磁瓦圖像，檢測磁瓦圖像缺陷，獲取磁瓦圖像的缺陷區域K，判斷缺陷區域K的面積是否大于設定值1；檢測磁瓦圖像缺陷，獲取磁瓦圖像的第二類缺陷效果圖，判斷第二類缺陷效果圖的長度是否大于設定值2；檢測磁瓦圖像缺陷，獲取磁瓦圖像的邊緣檢測圖像Q'連通域像素的圓度，判斷邊緣檢測圖像Q'連通域像素的圓度是否大于設定值3，三個判斷過程可以判斷磁瓦是否屬于三種類型的缺陷，本發明磁瓦表面微缺陷視覺檢測方法對光照變化、磁瓦類型變化適應性強；能對磁瓦的各種不同類型的缺陷都進行檢測；本發明獲得的磁瓦的缺陷圖像比采用傳統方法獲得的磁瓦的缺陷圖像更為清晰準確。

技術領域

本發明涉及一種磁瓦表面微缺檢測方法，具體為一種磁瓦表面微缺陷視覺檢測方法。

背景技術

在磁瓦的生產制造過程中，由于原料成分、設備使用情況、加工工藝以及工人操作等因素的影響，在其表面不可避免地會出現一些加工缺陷，例如裂紋、崩爛、壓痕、砂眼以及漏磨等。缺陷的存在會對磁瓦的磁性能、使用壽命等帶來非常大的影響，有缺陷的磁瓦如果在風力發電、新能源汽車、航空航天等領域使用會產生巨大的安全隱患，甚至直接造成災難性后果。因此，在磁瓦出廠前必須對其進行質量檢測，將含有缺陷的磁瓦剔除出去。此外，隨著設備高性能、高精度、小型化的發展，對精密微磁瓦的需求日益迫切，對磁瓦的材料特性、表面質量、結構形狀、可靠性等方面的要求也越來越高；浙江省是磁性材料生產的大省，是磁性材料行業重點產業集群，產值約占全國的80％。根據浙江省磁性材料行業協會統計，擁有磁性材料生產企業300余家，主要分布在東陽、寧波、海寧、杭州四大區域，年產磁材53.38萬噸左右。而且，2015年我國用于微特電機的永磁鐵氧體濕壓磁瓦體產量就有23萬噸。可見，研究磁瓦表面缺陷檢測算法及開發相應在線高效檢測系統具有重要的應用價值和產業化前景。

磁瓦的缺陷特征一般是隨機發生的并且沒有規律可尋，根據我們到橫店東磁、寧波韻升、中科三環、江粉磁材等大型磁性材料生產企業的調研，目前均采用人工目測檢測缺陷。人工檢測方法主要依靠進行過一定培訓的質檢人員根據自身的經驗通過觀察、量具測量和觸摸等手段來進行磁瓦質量的判定，存在很多局限性和缺點：(1)由于工人的自身能力差異，存在一定的偶然性，評判的標準不一；(2)檢測速度非常慢，難以滿足目前的生產速度和要求。一般一個嫻熟的質檢人員檢測一個磁材需時三秒左右，而且還需進行下一輪復檢，而一般廠家要求5-6個/s。如果要提高檢測速度，只能設置多個工位，耗費大量的勞力；(3)檢測的結果易受質檢人員視覺疲勞、熟練水平、情緒波動等因素的影響，在精度和穩定性上都難以保證，從而導致誤判、漏判、錯判的情況發生；(4)人為的接觸也有一定的幾率損壞磁材，直接導致企業的經濟損失；(5)檢測人員長時間接觸磁性材料會對人身體產生頭暈、眼花、智力損壞、脫發等不良反應，一般兩年后就不能再從事該工作，企業招工非常困難。因此，如何快速精確檢驗小型磁瓦零件的表面缺陷成為急需解決的問題。

隨著“工業4.0”以及“中國制造2025”的提出，高效率、自動化、智能化的生產線將是未來制造業發展的重點。機器視覺檢測技術具有非接觸式的特點，可以自動、快速、高效地檢測出產品的表面缺陷，在產品缺陷檢測中的應用越來越廣泛。但是，截至目前，利用機器視覺的方法進行磁瓦缺陷檢測的研究還很少，市場上的磁瓦缺陷檢測設備更是鮮有報道。通過研究分析現有磁瓦缺陷檢測的研究成果，發現存在的主要技術難題如下：

(1)磁瓦的表面圖像具有形狀非平、顏色暗淡、對比度低等特點，且型號具有多樣性，造成算法適應性不強；

(2)成型、燒結和磨加工過程造成磁瓦表面具有復雜的紋理，影響缺陷及其特征的提取，造成誤判率高；

(3)小型磁瓦一些表面劃痕、裂紋非常細微，成像后的寬度可能還不到一個像素，容易受到干擾，很難檢測；

(4)算法缺乏通用性，大多數方法都是針對特定缺陷，而不能同時檢測所有類型或幾種類型的缺陷。而且大多處理時間較長，不適宜在線使用；

(5)光源復雜，不同的表面、不同的缺陷需不同的光照形式。