[发明专利]基于机器视觉导引的微孔内污物自动清除系统及方法

说明书

本发明公开一种基于机器视觉导引的微孔内污物自动清除系统及方法，该系统包括检孔用显微摄像头、通针夹具、清洁通针、检针用显微摄像头、监控系统及运动机构。本发明采用机器视觉对微孔内附着污物的位置进行精确定位，使得清洁通针只在污物位置处执行清理动作，解决了人工清理时无法精确定位污物位置，难以将孔内污物从微孔壁上分离的问题，提高了微孔污物的清理效率和质量；本发明实现了微孔污物清理的自动化，解决了人工清理微孔时容易划伤孔壁和孔口表面的问题，延长了喷丝板的使用寿命。

技术领域

本发明涉及微孔内污物自动清洁领域，尤其涉及一种基于机器视觉导引的微孔内污物自动清除系统及方法。

背景技术

目前化纤行业普遍采用喷丝板作为出丝元件。若喷丝板上的微孔即喷丝孔发生堵塞或孔壁粘连有异物，则会产生飘丝、断丝等质量问题，因此喷丝孔的光洁程度对于最终产品质量至关重要。针对上述问题，传统方法是在喷丝板使用一段时间后，对其首先进行超声波清洗，再采用自动化或非自动化方式进行显微光学检测，判断超声波清洗完毕后的微孔是否堵塞或孔壁是否还有残余附着物等问题。若发现微孔堵塞或孔壁存在附着物，通常会使用国内或国外专用设备公司生产的自动检测设备，采用压缩空气对准微孔进行喷气清洁处理。然而对于曲率半径较大的异形孔或油性附着物，喷气处理方法一般无法彻底清洁孔壁附着物，此时仍需依靠熟练检测人员使用通针对微孔污物进行清洁处理。由于喷丝板微孔直径小于1mm，检测人员肉眼难以发现问题孔并将通针插入该孔中，同时清洁处理过程中，金属通针针尖上下或旋转刮擦孔壁时，很容易刮伤孔壁表面，造成喷丝板使用寿命大大缩短。其实上述问题不止存在于化纤行业，微电子行业中的细小焊孔内的污物清理存在同样的问题。

发明内容

本发明的目的在于通过一种基于机器视觉导引的微孔内污物自动清除系统及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于机器视觉导引的微孔内污物自动清除系统，其包括检孔用显微摄像头、通针夹具、清洁通针、检针用显微摄像头、监控系统以及运动机构；所述检孔用显微摄像头与监控系统、运动机构连接，用于在监控系统控制下，获得待清洁微孔的显微观测图像，并将所述显微观测图像输出给监控系统；所述通针夹具夹持所述清洁通针，与所述运动机构连接；所述检针用显微摄像头包括两组正交设置的摄像头，在所述监控系统控制下，获得所述清洁通针的图像，并输出给监控系统；所述监控系统用于对所述显微观测图像进行处理，获得微孔轮廓、微孔中心位置C_h及微孔的孔壁上附着污物的位置，对所述清洁通针的图像进行处理，获得所述清洁通针针尖的位置偏差，并根据所述微孔中心位置C_h、清洁通针针尖的位置偏差获得所述清洁通针进入微孔的位置坐标(X_c,Y_c)，根据所述微孔轮廓、微孔的孔壁上附着污物的位置获得所述清洁通针的清洁轨迹Tr，根据所述清洁通针进入微孔的位置坐标(X_c,Y_c)输出控制指令给运动机构；所述运动机构与监控系统连接，用于根据收到的所述控制指令，将通针夹具和清洁通针移动至所述清洁通针进入微孔的位置坐标(X_c,Y_c)所指位置，将所述清洁通针下探至微孔内，并在监控系统控制下，控制清洁通针沿所述清洁轨迹Tr移动至污物位置，再沿所述微孔轮廓运动，去除微孔内的污物。

特别地，所述基于机器视觉导引的微孔内污物自动清除系统还包括空气喷嘴；所述空气喷嘴与运动机构连接，用于在运动机构驱动下移动至所述微孔中心位置C_h，采用压缩空气对准该微孔进行喷气清洁处理，去除微孔内壁中从表面剥离且未被清洁通针带出的污物。

特别地，所述基于机器视觉导引的微孔内污物自动清除系统还包括压力传感器；所述压力传感器与运动机构连接，用于在清洁通针去除微孔内的污物时，实时测量清洁通针与微孔孔壁的接触力，输出给监控系统，监控系统根据微孔轮廓及所述接触力控制清洁通针沿微孔轮廓运动。