專利名稱：基于機器視覺技術(shù)的濾紙缺陷檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于機器視覺技術(shù)的濾紙缺陷檢測系統(tǒng)及，用于對濾紙缺陷的在線檢測處理。
背景技術(shù)：
棉質(zhì)纖維的濾紙常作為濾芯的主要材料，是過濾器的關(guān)鍵部件。這種濾紙的表面有無數(shù)小孔可供液態(tài)粒子或氣態(tài)粒子通過，而體積相對較大的固態(tài)粒子則不能通過。濾紙的這種性質(zhì)應(yīng)用于混合在一起的液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)分離及混合在一起的氣態(tài)、固態(tài)物質(zhì)分離， 所以濾紙質(zhì)量好壞直接影響過濾器的質(zhì)量。針對濾紙材料的缺陷，如通孔、薄區(qū)(非透通，但是屬于非正常厚度)、爛邊、污點、破裂、色差、缺失、拉絲、斜紋、破洞等，基本都采用人眼判斷法，或無法判斷，不使用檢驗手段或免檢等。顯然，人眼判斷存在精度、效率低、漏檢率高等缺點?，F(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)缺陷檢測系統(tǒng)采用硅光電池檢測光信號，其缺點是分辨率低， 對于較小孔徑的缺陷識別能力差。同時，它的光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量差，光路不能調(diào)整，成像一致性較差。另外，采用硅光電池檢測光信號，需要增加信號檢測、轉(zhuǎn)換、放大和處理系統(tǒng)，電路的元器件數(shù)據(jù)龐大，電路板數(shù)量多，降低了系統(tǒng)的可靠性，設(shè)備穩(wěn)定性較差。機器視覺技術(shù)目前多運用于半導(dǎo)體和集成電路行業(yè)生產(chǎn)和檢測，國內(nèi)方面剛剛起步，基本都在視覺圖像處理、色差檢測方面。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種基于機器視覺技術(shù)的濾紙缺陷檢測系統(tǒng)，其能夠?qū)崟r在線穩(wěn)定準(zhǔn)確高效識別濾紙缺陷，自動定位坐標(biāo)進行缺陷標(biāo)志打印，自動進行報警，自動統(tǒng)計分析濾紙質(zhì)量，實時顯示檢測結(jié)果。本實用新型為實現(xiàn)其目的所采取的技術(shù)方案是基于機器視覺技術(shù)的濾紙缺陷檢測系統(tǒng)，包括機架、機器視覺裝置、工控機和缺陷標(biāo)志打印機；所述機器視覺裝置包括光源和若干臺高速相機；所述工控機包括內(nèi)置嵌入式圖像處理軟件的中央微處理器和顯示器； 所述缺陷標(biāo)志打印機包括編碼器和若干個缺陷標(biāo)志打印機；所述高速相機、編碼器、顯示器和缺陷標(biāo)志打印機均與工控機的中央微處理器相連接。所述光源采用LED或其他線性光源，設(shè)置在所述機架的面板下方；所述高速相機采用線陣或面陣CCD相機，固定在所述機架的上橫桿上，并通過相機上設(shè)置的接口與所述工控機通訊；所述工控機設(shè)置于機架的底板上；所述缺陷標(biāo)志打印機包括印章和氣缸，印章固定在氣缸活塞桿端頭，氣缸固定在所述機架的下橫梁上；所述編碼器設(shè)線速度檢測滾輪，設(shè)置在所要檢測的濾紙上側(cè)。本實用新型通過下述步驟對濾紙缺陷進行檢測1)、通過編碼器測量濾紙的行進距離，并將濾紙的行進距離發(fā)送給工控機；2)、工控機獲得濾紙的行進距離后，由工控機的中央微處理器控制高速相機進行
3拍照；3)、中央微處理器從高速相機讀取拍下的照片，拼接成圖片并與其設(shè)定的閾值比對，判斷是否有缺陷；4)、如果有缺陷，由中央微處理器控制缺陷標(biāo)志打印機，在濾紙相應(yīng)存在缺陷位置的區(qū)域上打下標(biāo)記；5)、中央微處理器實時記錄缺陷數(shù)據(jù)，自動進行報警，自動統(tǒng)計分析紙張質(zhì)量，實時顯示檢測結(jié)果。本實用新型工作流程該系統(tǒng)上電，啟動工控機，中央微處理器運行，打開光源，濾紙介質(zhì)開始走動，編碼器隨著濾紙的走動傳送行進距離給工控機，由中央微處理器控制高速相機進行拍照，實時讀取高速相機內(nèi)圖像數(shù)據(jù)，拼接成圖片并與其設(shè)定的閾值比對，判斷是否有缺陷，如濾紙出現(xiàn)通孔、薄區(qū)、爛邊、污點、破裂、色差、缺失、拉絲、斜紋、破洞等缺陷，由中央微處理器控制缺陷標(biāo)志打印機打印缺陷標(biāo)志對該區(qū)域濾紙進行缺陷標(biāo)識。本實用新型的有益效果利用機器視覺技術(shù)快速采集濾紙的圖像信息，實時在線穩(wěn)定準(zhǔn)確高效進行濾紙的缺陷識別，自動定位坐標(biāo)由缺陷標(biāo)志打印機打印缺陷標(biāo)志，該系統(tǒng)還設(shè)自動報警，自動統(tǒng)計分析濾紙質(zhì)量，實時顯示檢測結(jié)果，實現(xiàn)濾紙缺陷識別處理的自動化。
以下結(jié)合附圖和具作實施方式對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型主視結(jié)構(gòu)布置示意圖；圖2為本實用新型立體結(jié)構(gòu)布置示意圖；圖3為本實用新型在線檢測示意圖；圖4為本實用新型連接結(jié)構(gòu)框圖；圖5為本實用新型工作流程框圖。圖中1-高速相機，2-機架，3-氣缸，4-編碼器，5-線速度檢測滾輪，6-穩(wěn)壓電源， 7-顯示器，8-報警器，9-印章，10-光源，11-工控機，12-濾紙。
具體實施方式
如圖1-4所示，本實用新型包括機架2、機器視覺裝置、工控機11和缺陷標(biāo)志打印機；機器視覺裝置包括光源10和若干臺高速相機1 ；工控機11包括內(nèi)置嵌入式圖像處理軟件的中央微處理器、顯示器7 ；缺陷標(biāo)志打印機包括編碼器4和若干個缺陷標(biāo)志打印機。高速相機1、編碼器4、顯示器7和缺陷標(biāo)志打印機均與工控機11的中央微處理器相連接。光源采用LED或其他線性光源，設(shè)置在機架2的面板下方。高速相機1采用線陣或面陣CCD 相機，固定在機架2的上橫桿上，并通過高速相機上設(shè)置的接口與工控機通訊；工控機主機設(shè)置于機架2的底板上；缺陷標(biāo)志打印機包括印章9和氣缸3，印章9固定在氣缸活塞桿端頭，氣缸3固定在機架2的下橫梁上；編碼器4設(shè)線速度檢測滾輪5，設(shè)置在所要檢測的濾紙上側(cè)。整個系統(tǒng)通過穩(wěn)壓電源6供電。圖像在成像、數(shù)字化和傳輸?shù)倪^程中難免會有各種干擾，形成噪聲。這些噪聲使得圖像上的像素點灰度值不能正確反映空間物體對應(yīng)點的光強值，降低了圖像的質(zhì)量。攝像機產(chǎn)生的噪聲是成像系統(tǒng)中的主要噪聲之一，視頻信號數(shù)字化過程中產(chǎn)生的像素抖動誤差也是一種主要噪聲來源。中央微處理器內(nèi)置的嵌入式圖像處理軟件采用二維零均值離散高斯函數(shù)作平滑濾波去除噪聲和基于屋頂狀邊緣亞像素定位算法，提高被檢測物體特征的位置精度，獲得較高的檢測精度。圖像處理軟件通過分析圖像象素灰度矩陣信息，提取出圖像的獨立統(tǒng)計特征量， 建立起相應(yīng)的圖像統(tǒng)計特征模型空間，計算出各圖像類的相似系數(shù)矩陣，運用聚類分析的方法，實現(xiàn)對缺陷的識別，當(dāng)紙張缺陷大于設(shè)定的閾值時，輸出處理信號通過工控機控制缺陷標(biāo)志打印機在濾紙缺陷位置區(qū)域打上標(biāo)志。如圖5所示，濾紙缺陷的檢測方法包括下述步驟1)、通過編碼器測量濾紙的行進距離，并將濾紙的行進距離發(fā)送給工控機；2)、工控機獲得濾紙的行進距離后，由中央微處理器控制高速相機進行拍照；3)、中央微處理器從高速相機讀取拍下的照片，拼接成圖片并與其設(shè)定的閾值比對，判斷是否有缺陷；4)、如果有缺陷，中央微處理器控制缺陷標(biāo)志打印機，在濾紙相應(yīng)存在缺陷位置的區(qū)域上打下標(biāo)記。5)、中央微處理器實時記錄缺陷數(shù)據(jù)，自動進行報警，自動統(tǒng)計分析紙張質(zhì)量，實時顯示檢測結(jié)果。本實用新型系統(tǒng)的在線檢測，能穩(wěn)定準(zhǔn)確高效檢測出濾紙缺陷，包含通孔、薄區(qū) (非透通，但是是屬于非正常厚度)、爛邊、污點、破裂、色差、缺失、拉絲、斜紋、破洞等，自動定位坐標(biāo)進行缺陷標(biāo)志打印，自動進行報警，實時顯示檢測結(jié)果，提高產(chǎn)品的品質(zhì)，替代人工檢測的不準(zhǔn)確性，實現(xiàn)自動化智能化的現(xiàn)代化生產(chǎn)。本實用新型依據(jù)被檢測產(chǎn)品的特性，采用二維零均值離散高斯函數(shù)作平滑濾波去除噪聲和基于屋頂狀邊緣亞像素定位算法，對產(chǎn)品進行其圖像的缺陷識別。高速相機對被檢測物料進行特征拾取，通過中央微處理器軟件處理后控制缺陷標(biāo)志打印機。本實用新型判斷與控制指標(biāo)a、超短時間0. 35秒內(nèi)檢測出缺陷是否存在；b、檢測精度 0.5mm;c、曝光量和增益多級可調(diào)；d、具有記錄、分類、統(tǒng)計、缺陷的存儲、查詢功能；e、具有快速啟動、檢測、停止、緊急停止等功能；f、底層驅(qū)動精確標(biāo)記功能；g、精度面積1mm2 線寬0. 25mm ；h、配備無污染高亮高壽命線性光源和人眼防炫界面；i、 配備工業(yè)級控制電腦人機友好界面。本實用新型可用于濾紙制造、濾紙的應(yīng)用行業(yè)，也可用于同類產(chǎn)品或其他產(chǎn)品行業(yè)，如布匹紡織、制罐業(yè)、造紙業(yè)、皮革、印染、玻璃、無紡布等產(chǎn)品領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.基于機器視覺技術(shù)的濾紙缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括機架、機器視覺裝置、工控機和缺陷標(biāo)志打印機；所述機器視覺裝置包括光源和若干臺高速相機；所述工控機包括內(nèi)置嵌入式圖像處理軟件的中央微處理器和顯示器；所述缺陷標(biāo)志打印機包括編碼器和若干個缺陷標(biāo)志打印機；所述高速相機、編碼器、顯示器和缺陷標(biāo)志打印機均與工控機的中央微處理器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺技術(shù)的濾紙缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于所述光源采用LED線性光源，設(shè)置在所述機架的面板下方；所述高速相機采用線陣或面陣CCD相機，固定在所述機架的上橫桿上，并通過相機上設(shè)置的接口與所述工控機通訊；所述工控機設(shè)置于機架的底板上；所述缺陷標(biāo)志打印機包括印章和氣缸，印章固定在氣缸活塞桿端頭， 氣缸固定在所述機架的下橫梁上；所述編碼器設(shè)線速度檢測滾輪，設(shè)置在所要檢測的濾紙上側(cè)。
專利摘要本實用新型涉及基于機器視覺技術(shù)的濾紙缺陷檢測系統(tǒng)，包括機架、機器視覺裝置、工控機和缺陷標(biāo)志打印機；所述機器視覺裝置包括光源和若干臺高速相機；所述工控機包括內(nèi)置嵌入式圖像處理軟件的中央微處理器和顯示器；所述缺陷標(biāo)志打印機包括編碼器和若干個缺陷標(biāo)志打印機。本實用新型依據(jù)被檢測產(chǎn)品的特性，采用二維零均值離散高斯函數(shù)作平滑濾波去除噪聲和基于屋頂狀邊緣亞像素定位算法，對產(chǎn)品進行其圖像的缺陷識別，高速相機對被檢測物料進行特征拾取，通過中央微處理器控制缺陷標(biāo)志打印機。本實用新型能實時在線穩(wěn)定準(zhǔn)確高效檢測出濾紙缺陷，自動定位坐標(biāo)進行缺陷標(biāo)志打印，自動報警，實時顯示檢測結(jié)果。
文檔編號G01N21/89GK202177587SQ201120287628
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者閆清泉 申請人:合肥望遠電子科技有限公司, 閆清泉