[发明专利]一种合掌产品宽度在线检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合掌产品检测技术，具体涉及一种合掌产品宽度在线检测装置及方法。

背景技术

基于视觉检测的方法大量应用于钢铁生产(带钢、钢坯宽度、厚度测量)、线路板制作(自动焊接、焊接元件检测)、质量检测(各种产品大小的检测、良品与不良品检测，焊缝质量检测)等各种领域。

合掌是外包装产品的一个必须的生产过程，印刷外包装材料的企业，在印刷完成之后需要将包装材料进行合掌，合掌完成之后将产品交给生产企业(有些需要进行分切)，而在进行合掌的过程中，需要严格按照要求尺寸进行合掌工序，一般允许误差为0.2～0.5mm。

目前合掌产品宽度检测主要依靠人工测量和观察，生产过程中工人将钢尺、千分尺或游标卡尺与产品紧贴来进行测量，观察测量值来判断合掌的尺寸是否符合要求，如果不符合要求，需要调整设备，直至达到要求为止，这种方法具有以下不足：1)人工测量和人眼观察误差比较大，相对于0.2mm精度的要求，人眼很难分辨出来；2)这种尺寸检测往往给产品带来人为缺陷，合掌过程是连续生产过程，当工人将钢尺紧贴产品观察合掌尺寸时，钢尺与产品间会有摩擦，因此造成产品划伤而导致废品；3)合掌机由人来管理，需要间隔进行观察，一般每1000米测量三次，如果合掌机生产速度为60米/分钟，则要求工人每5分钟测量一次，12次/每小时，每个生产单元约测量50次，这样的测量频率相对于人工来讲是比较高的；4)按照每1000米测量三次计算，即检测间隔为3米，当出现不合格产品时，一次检测有可能浪费的产品将达到300米，这种浪费是巨大的；5)使用合掌机除了上料、调整张力外，还需要经常检查有无刮花、划伤现象以及上胶量不均匀等情况，要求操作员责任心强，注意力集中，但由于操作员的观察水平和责任心等原因导致合掌产品质量不合格；6)为了保证人工检测的可靠性，需要大量技术比较高的工人，由于人力资源及劳动力成本等原因为必然给生产企业带来成本增高。

随着科学技术的进步，应用图像处理技术、计算机视觉、机器视觉技术进行无损检测越来越广泛，如在钢铁生产过程中钢带、钢坯的宽度检测、烟叶检测、苹果检测、锅炉检测、玻璃检测、无纺布检测等，其中宽度检测主要应用在钢带宽度、刚体裂纹宽度、印刷电路线宽等方面。

赖建生等人通过调整光源主光线与测量平面成适当的角度，得到被测钢板与背景的反射光强分布曲线，实现钢带测宽的目的。童卫旗、陈宝模、罗新斌利用双相机对带钢进行测量，经过标定、修正即可比较精确测量出带钢的宽度；叶成龙等人采用激光测距仪实现对带钢的非接触式宽度测量；姜占平等人利用激光扫描技术和双CCD实现了钢板宽度检测；王植等人利用热红外和数字图像处理技术实现了一种钢坯在线检测系统；周根荣等人、孙燕峰等人应用DSP或单片机和线阵CCD实现外尺寸测量；秦广胜等人应用激光和CCD实现了一种钢板宽度的测量；赵维一等人应用线阵CCD及数字图像处理技术实现了叶丝宽度测量；Nishiyama S等人对裂纹宽度的测量摄影测量算法进行了研究；Luo Masiyang等人实现了基于视觉的锁孔边界提取和宽度测量；夏营威等人应用计算机视觉技术对烟丝宽度测量方法进行了研究；李运祥等对热轧带钢在线测宽中的图像分割算法进行了研究；Jelen V.和Karch P.应用图像处理方法实现了对连续金属片宽度的测量；Ashida Takashi等人实现了对焦炉裂缝的检测和宽度测量；熊邦书等人应用图像处理技术实现了线路板线宽的测量系统；Prasanna Pratee等人应用计算机视觉技术实现了桥面裂缝的检测与分析；Zhang Jing等人应用统计过程控制理论对高精度印刷电路板线宽检测算法进行了研究。这些研究工作的显著特点是：1、被测物属于刚性物质，走料过程中不会发生抖动的情况；2、被测物具有不透光特征。因此，可利用被检测材料的反光、透光、折光特性所形成的线条形状，应用数字信号处理算法与人工智能理论进行计算，从而测量出被检物体的宽度、高度、厚度等信息，达到检测的目的。