CN105548186A - 一种浆层纸视觉检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浆层纸视觉检测方法,包括如下步骤:注册标准图像:相机在其视野范围内对待测产品的锌筒内壁进行一次拍照成像,视觉控制器控制第一相机对待测产品的锌筒底部进行一次拍照成像,标记为P1;并计算待测产品图像与标准图像的相似度;如果待测产品的图像与标准图像的相似度低于设定值,则判断待测产品为瑕疵产品;如果相似度大于设定值,视觉控制器对所获得的待测产品的图像做位置偏移修正,使得待测产品的图像中心与标准图像中心重叠;面积重心检测,检测无浆层纸、以及浆层纸太低、太高以及无碗底纸的缺陷;本发明可有效解决当前人工目测存在的效率低下、检测效果差以及目测标准不一样导致的产品稳定性差等问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池制备相关技术领域,尤其涉及一种浆层纸视觉检测方法。
背景技术
电池作为生活必备品,广泛应用在人们的日常生活中。电池性能的优劣直接影响着人们的生活品质以及电池品牌形象。浆层纸是氯化锌干电池中的隔膜材料,其由基纸上涂布氯化锌溶液浆料,经烘干后成为干膜而成,组装入电池锌筒中后吸收正极碳包中水分成凝胶,具有离子导电性。在电池生产工艺中,浆层纸必须要与电池相适用,以满足电池的充放电性能。
在电池生产工艺中,需要检测电池的锌筒中浆层纸的***情况,因为***浆层纸时,存在浆层纸错位、倾斜,锌筒碗底无碗底纸等缺陷。当前,普遍采用人工目测进行检测,人工目测存在的效率低下、检测效果差以及目测标准不一样导致的产品稳定性差等问题。目前,市场上尚未有直接有效的浆层纸视觉检测方法,快速检测浆层纸的高、低、是否错位等情况。
发明内容
为解决以上技术问题,本发明提出了一种浆层纸视觉检测方法。
本发明的技术方案为:
一种浆层纸视觉检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:注册标准图像:将合格的电池产品中包含锌筒内壁的图像注册为标准图像SP1;并将锌筒底部照片注册为标准图像SP2;
步骤S2:视觉控制器控制第二相机、第三相机、第四相机在其视野范围内对待测产品的锌筒内壁进行一次拍照成像,标记为P2,P3,P4,视觉控制器控制第一相机对待测产品的锌筒底部进行一次拍照成像,标记为P1;
步骤S3:对步骤S2中拍摄的图像P2,P3,P4,分别设定一搜索区域A,搜索区域A的范围大于锌筒碗口大小,视觉控制器在搜索区域A内寻找与注册的标准图像SP1最相似的图像,并计算待测产品图像与标准图像的相似度;对步骤S2中拍摄的图像P1,设定一搜索区域B,搜索区域B的范围大于锌筒碗底的大小,视觉控制器在搜索区域B内寻找与注册的标准图像SP2最相似的图像,并计算待测产品图像与标准图像的相似度;如果待测产品的图像与标准图像的相似度低于设定值,则判断待测产品为瑕疵产品;如果相似度大于设定值,则判断产品为初步合格产品,转步骤S4;
步骤S4:视觉控制器对所获得的待测产品的图像做位置偏移修正,使得待测产品的图像中心与标准图像中心重叠;
步骤S5:面积重心检测,设定一检测区域C1,调整检测区域C1中图像的二值化数值,通过面积重心检测,以检测无浆层纸的缺陷,以及浆层纸太低、太高的缺陷;
步骤S7:碗底纸检测,设定一检测区域D,调整检测区域D中图像的二值化数值,通过面积重心检测,用以检测无碗底纸的缺陷。
通过采用以上技术方案,先建立一组合格的标准图像,然后再利用4个相机,一个拍摄锌筒碗底照片,其余3个用于360度拍摄锌筒内壁照片,确保360度无死角。然后利用视觉控制器,在其视野范围内搜索待测产品图像中是否含有标准图像,如果相似度低于设定值,则认为是瑕疵产品,如果高于设定值,则利用图像处理,对图像做二值化处理,再进行浆层纸高低、错位、无碗底纸的检测。
进一步,标准图像SP1为外切锌筒口的长方形。
进一步,标准图像SP2为外切锌筒底部的长方形。
进一步,锌筒内壁搜索区域A为一长方形区域,锌筒碗底搜索区域B为一长方形区域。
进一步,在步骤S3中,设定待测产品的图像与标准图像的相似度数值为60%,如果低于60%,则判断待测产品为瑕疵产品;如果相似度大于60%,则判断产品为初步合格产品,转步骤S4。
为进一步提高检测效率,在步骤S5中,在待测产品图像中,检测区域C1为锌铜内壁及碗底区域,调整检测区域C1中图像的二值化数值,使得浆层纸部分成像为白色,锌筒内壁为黑色;设定白色面积下限值和上限值,当浆层纸低于工艺下限时,***实际测得检测区域C1中的白色面积值会低于设定下限值,因此***判定为瑕疵产品,并输出信号给PLC;当浆层纸高于工艺上限时,***实际测得检测区域C1中的白色面积值会高于设定上限值,***判定为瑕疵产品。
为进一步提高检测效率,在步骤S5之后,还设置有步骤S6,设定一检测区域C2,调整检测区域C2中图像的二值化数值,通过面积重心检测,用以检测浆层纸太高、浆层纸错位缺陷。
具体地,在步骤S6中,在待测产品图像中,检测区域C2为锌铜内壁区域,调整检测区域C2中图像的二值化数值,使得浆层纸纸部分成像为白色,锌筒内壁为黑色;通过设定白色面积上限值,来判断浆层纸太高、浆层纸错位等缺陷;当***实际测得检测区域C2的白色面积值高于设定上限值时,***判定为瑕疵产品。
进一步,在步骤S7中,检测区域D为锌筒碗底区域,调整图像适当的二值化数值,通过设定白色面积上限值,来判断是否有碗底纸;当***实际测得检测区域D内的白色面积高于设定值时,***认为碗底无碗底纸,因而判定为瑕疵产品。
本发明的优点在于:本发明涉及的检测程序简单,使用方便,可快速检测碗底是否有碗底纸,浆层纸高低、错位等情况,本方法的推广,可有效解决当前人工目测存在的效率低下、检测效果差以及目测标准不一样导致的产品稳定性差等问题。
附图说明
图1是浆层纸视觉检测装置结构示意图;
图2是发明的检测流程图;
图3是电池锌筒部分结构图;
图4是电池锌筒部分标准图像SP1搜索区域A位置示意图;
图5是电池锌筒碗底部分标准图像SP2、搜索区域B位置示意图;
图6是检索区域C1的位置图;
图7是检索区域C2的位置图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合图示与具体实施例,进一步阐述本发明。
如图1所示,为浆层纸视觉检测装置结构示意图,装置包括外部PLC控制信号、检测工位1、剔除工位2、视觉控制器3、相机、光源5;所述相机为四个,分别与视觉控制器3相连,四个相机分别为第一相机41、第二相机42、第三相机43、第四相机44,其中第一相机位于检测工位1的正上方,用于检测锌筒底部底碗纸状况。第二相机42、第三相机43、第四相机44环绕检测工位1设置,且位于同一平面内,相邻相机之间的夹角为120度,形成360度无死角拍摄待测产品。三个相机的拍摄方向均与检测工位1上电池所在的轴线存在相同的夹角,通过从不同侧面拍摄待测产品,进而多角度检测锌筒中浆层纸***情况。外部PLC控制信号分别与视觉控制器及检测工位连接。为了增加相机的拍摄效果,检测工位1的上方设有红色环形光源5,光源5位于检测工位1与第一相机的轴线上。
如图2所示,本发明涉及的检测方法,具体如下:
步骤S1:注册标准图像:如图3、4、5所示,将合格的电池产品放置在检测工位1上,视觉控制器控制第二相机42、第三相机43、第四相机44从三个角度拍摄放置在检测工位1上合格的锌筒内壁照片,并将包含锌筒内壁的那部分图像注册为标准图像SP1;作为本发明的最佳实施方式,标准图像为外切锌筒口的长方形。第一相机41,用于拍摄锌筒底部照片,并将锌筒底部照片注册为标准图像SP2。
步骤S2:通过外部PLC控制信号的控制,***将生产线上的待检测产品传送到检测工位1上;视觉控制器控制第二相机42、第三相机43、第四相机44在其视野范围内对待测产品的锌筒内壁进行一次拍照成像,标记为P2,P3,P4,视觉控制器控制第一相机41对待测产品的锌筒底部进行一次拍照成像,标记为P1。
步骤S3:如图4所示,对步骤S2中拍摄的图像P2,P3,P4,分别设定一搜索区域A,搜索区域A的范围大于锌筒碗口大小,视觉控制器在搜索区域A内寻找与注册的标准图像最相似的图像,并计算待测产品图像与标准图像的相似度;作为本发明的最佳实施方式,锌筒内壁搜索区域A为一长方形区域;如图5所示,对步骤S2中拍摄的图像P1,设定一搜索区域B,搜索区域B的范围大于锌筒碗底的大小,视觉控制器在搜索区域B内寻找与注册的标准图像最相似的图像,并计算待测产品图像与标准图像的相似度;作为本发明的最佳实施方式,锌筒碗底搜索区域B为一长方形区域;
如果待测产品的图像与标准图像的相似度低于60%,则判断待测产品为瑕疵产品,并输出信号给PLC,同时***将产品传送至剔除工位2,由剔除工位进行剔除。如果相似度大于60%,则判断产品为初步合格产品,转步骤S4。
步骤S4:视觉控制器对所获得的待测产品的图像做位置偏移修正,使得待测产品的图像中心与标准图像中心重叠。
步骤S5:面积重心检测,用以检测无浆层纸的缺陷,以及浆层纸太低、太高等缺陷。
如图6所示,在待测产品图像中,设定一检测区域C1,检测区域C1为锌铜内壁及碗底区域,调整检测区域C1中图像的二值化数值,使得浆层纸部分成像为白色,锌筒内壁为黑色。设定白色面积下限值和上限值,当浆层纸低于工艺下限时,***实际测得检测区域C1中的白色面积值会低于设定下限值,因此***判定为瑕疵产品,并输出信号给PLC;当浆层纸高于工艺上限时,***实际测得检测区域C1中的白色面积值会高于设定上限值,因此***判定为瑕疵产品,并输出信号给PLC,同时***将产品传送至剔除工位2,由剔除工位进行剔除。
步骤S6:面积重心检测,用以检测浆层纸太高、浆层纸错位等缺陷。
如图7所示,在待测产品图像中,设定一检测区域C2,检测区域C2为锌铜内壁区域,调整检测区域C2中图像的二值化数值,使得浆层纸纸部分成像为白色,锌筒内壁为黑色。通过设定合适的白色面积上限值,来判断浆层纸太高、浆层纸错位等缺陷。当***实际测得检测区域C2的白色面积值高于设定上限值时,***判定为瑕疵产品,并输出信号给PLC,同时***将产品传送至剔除工位2,由剔除工位进行剔除。
步骤S7:碗底纸检测,用以检测无碗底纸的缺陷。
采用“面积重心”的检测方式,设定一检测区域D,检测区域D为锌筒碗底区域,调整图像适当的二值化数值,通过设定适当的白色面积上限值,来判断是否有碗底纸。当***实际测得检测区域D内的白色面积高于设定值时,***认为碗底无碗底纸,因而判定为瑕疵产品,并输出信号给PLC,同时***将产品传送至剔除工位2,由剔除工位进行剔除。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (9)
1.一种浆层纸视觉检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:注册标准图像:将合格的电池产品中包含锌筒内壁的图像注册为标准图像SP1;并将锌筒底部照片注册为标准图像SP2;
步骤S2:视觉控制器控制第二相机、第三相机、第四相机在其视野范围内对待测产品的锌筒内壁进行一次拍照成像,标记为P2,P3,P4,视觉控制器控制第一相机对待测产品的锌筒底部进行一次拍照成像,标记为P1;
步骤S3:对步骤S2中拍摄的图像P2,P3,P4,分别设定一搜索区域A,搜索区域A的范围大于锌筒碗口大小,视觉控制器在搜索区域A内寻找与注册的标准图像SP1最相似的图像,并计算待测产品图像与标准图像的相似度;对步骤S2中拍摄的图像P1,设定一搜索区域B,搜索区域B的范围大于锌筒碗底的大小,视觉控制器在搜索区域B内寻找与注册的标准图像SP2最相似的图像,并计算待测产品图像与标准图像的相似度;如果待测产品的图像与标准图像的相似度低于设定值,则判断待测产品为瑕疵产品;如果相似度大于设定值,则判断产品为初步合格产品,转步骤S4;
步骤S4:视觉控制器对所获得的待测产品的图像做位置偏移修正,使得待测产品的图像中心与标准图像中心重叠;
步骤S5:面积重心检测,设定一检测区域C1,调整检测区域C1中图像的二值化数值,通过面积重心检测,以检测无浆层纸的缺陷,以及浆层纸太低、太高的缺陷;
步骤S7:碗底纸检测,设定一检测区域D,调整检测区域D中图像的二值化数值,通过面积重心检测,用以检测无碗底纸的缺陷。
2.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法,其特征在于,标准图像SP1为外切锌筒口的长方形。
3.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法,其特征在于,标准图像SP2为外切锌筒底部的长方形。
4.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法,其特征在于,锌筒内壁搜索区域A为一长方形区域,锌筒碗底搜索区域B为一长方形区域。
5.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法,其特征在于,在步骤S3中,设定待测产品的图像与标准图像的相似度数值为60%,如果低于60%,则判断待测产品为瑕疵产品;如果相似度大于60%,则判断产品为初步合格产品,转步骤S4。
6.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法,其特征在于,在步骤S5中,在待测产品图像中,检测区域C1为锌铜内壁及碗底区域,调整检测区域C1中图像的二值化数值,使得浆层纸部分成像为白色,锌筒内壁为黑色;设定白色面积下限值和上限值,当浆层纸低于工艺下限时,***实际测得检测区域C1中的白色面积值会低于设定下限值,因此***判定为瑕疵产品,并输出信号给PLC;当浆层纸高于工艺上限时,***实际测得检测区域C1中的白色面积值会高于设定上限值,***判定为瑕疵产品。
7.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法,其特征在于,在步骤S5之后,还设置有步骤S6,设定一检测区域C2,调整检测区域C2中图像的二值化数值,通过面积重心检测,用以检测浆层纸太高、浆层纸错位缺陷。
8.根据权利要求7所述的一种浆层纸视觉检测方法,其特征在于,在步骤S6中,在待测产品图像中,检测区域C2为锌铜内壁区域,调整检测区域C2中图像的二值化数值,使得浆层纸纸部分成像为白色,锌筒内壁为黑色;通过设定白色面积上限值,来判断浆层纸太高、浆层纸错位等缺陷;当***实际测得检测区域C2的白色面积值高于设定上限值时,***判定为瑕疵产品。
9.根据权利要求1所述的一种浆层纸视觉检测方法,其特征在于,在步骤S7中,检测区域D为锌筒碗底区域,调整图像适当的二值化数值,通过设定白色面积上限值,来判断是否有碗底纸;当***实际测得检测区域D内的白色面积高于设定值时,***认为碗底无碗底纸,因而判定为瑕疵产品。
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