[發明專利]一種基于機器視覺的漆包線點焊質量檢測系統及檢測方法

在審

• 申請號: 202011048446.3
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112285114A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 曹彪;劉明;黃增好
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州市精源電子設備有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G06T7/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開一種基于機器視覺的漆包線點焊質量檢測系統及檢測方法，包括：點焊焊接系統、視覺系統和上位機系統；點焊焊接系統包括焊接電源和機頭，焊接電源可通過觸摸屏設置焊接參數，滿足不同焊接條件下的焊接需求；機頭可以調整焊接過程中電極頭與漆包線接觸時的壓力大小；視覺系統包括相機、鏡頭、光源、光電傳感器和信號傳輸線；上位機系統接收觸發信號，控制相機采集圖像，并基于訓練好的微細漆包線點焊質量檢測的CNN模型，輸入的圖像經過CNN模型可快速得到焊接質量檢測結果；在得到新樣本后，對卷積神經網絡進行增量學習，可在原來的基礎上識別新的類別或新的樣本信息。

技術領域

本發明屬于點焊質量檢測領域，具體涉及一種基于機器視覺的漆包線點焊質量檢測系統及檢測方法。

背景技術

一直以來，電聲器件與微細漆包線的點焊質量檢測多為人工檢測。即檢測人員用肉眼觀察焊后工件，根據經驗判別質量好壞。檢測工作人工成本高，且隨著工作時間的增長，人員疲勞導致易導致誤判。尤其是檢測這種微型器件，檢測人員須仔細觀察，并且現場生產節拍快，很難長時間集中精神與保持注意力。

機器視覺是利用人工視覺系統代替人眼完成視覺任務，其本質是模擬人類視覺感知并理解現實世界這一過程。機器視覺技術在工件的識別、表面質量檢測、尺寸測量、生產監控、和精確定位等方面應用廣泛，且發展非常迅速。

目前機器視覺在質量檢測檢測方面的應用主要是以合格產品為模板與生產線上的產品做對比，以此判別產品的質量。這種質量檢測方式要求合格產品的圖像高度一致，待測產品與合格產品模板對比后，便可輕松辨別質量好壞。而電聲器件與微細漆包線點焊過程中產生熱量，形成熔核。電聲器件的錫焊盤表面會被不同程度的熔化，因此采集到的焊后產品的圖像各不相同，同樣是質量良好的產品，圖像之間的差距可能會很大。因此需要一種基于機器視覺的新方法來滿足漆包線點焊質量檢測的需求。

發明內容

為了克服傳統人工微細漆包線點焊質量檢測的不足，本發明提供了一種基于機器視覺圖像處理的微細漆包線點焊質量檢測系統。該系統不僅可以快速地將焊點質量分類，而且檢測準確率高，可節省人力和時間成本，并且結合增量學習，能在保存舊樣本信息下，不斷地從新樣本中學習新知識。

本發明至少通過如下技術方案之一實現。

一種基于機器視覺的漆包線點焊質量檢測系統，包括：點焊焊接系統、視覺系統和上位機系統；

所述點焊焊接系統包括焊接電源和機頭，機頭與焊接電源的正負極通過焊接電纜連接，焊接電源通過其自帶的觸摸屏人機交互系統設置焊接參數，滿足不同焊接條件下的焊接需求；機頭調整焊接過程中電極頭與漆包線接觸時的壓力大小；

所述視覺系統包括相機、鏡頭、光源、光電傳感器和傳輸線纜；相機為滿足微型電聲器件與微細漆包線點焊圖像拍攝的工業相機，相機通過傳輸線纜傳輸圖像數據和接收上位機控制信號；鏡頭安裝在相機上，用來調整放大倍數、景深和視角；光源用來給待測產品打光，以獲得高質量的圖像；光電傳感器用來感知是否有待測產品進入圖像采集區域，當待測產品運動到光源下方，即被測物體運動到視野范圍內時，觸發光電傳感器產生觸發信號，并將觸發信號傳輸至上位機系統；

所述上位機系統包括上位機和顯示屏，用于接收光電傳感器的觸發信號，控制相機采集圖像；所述上位機中設有基于訓練好的微細漆包線點焊質量檢測的卷積神經網絡(CNN)模型，輸入上位機系統接收到的圖像經過CNN模型得到焊接質量檢測結果。

優選的，在漆包線點焊的生產過程中，若得到CNN模型中不存在的新類別或新樣本，對卷積神經網絡模型進行增量學習，在原CNN模型的基礎上識別新的類別或新的樣本信息。