论文部分内容阅读
在现代工业生产过程中,对产品的质量要求越发严格,尤其在锂电池生产方面。在锂电池生产过程中,极片分切刀的品质尤为重要,刀具上的缺陷可能导致锂电池极片产生波浪边、毛刺、掉粉等问题。为保障高质量生产,本文研发圆形刀刃质量检测系统,有效的杜绝了传统显微观察检测方式对人眼伤害高、准确率差、速度慢、可重复性差和结果不易统计等缺点,达到对圆形锂电池极片分切刀片进行之高效、精确的质量检测。根据刀具质量检测需求,本文在硬件设计、成像设计、算法设计、精度验证、软件设计等方面做了深入的研究:(1)根据圆形锂电池极片分切刀具检测需求,本文设计了刀具刃口在线检测系统硬件方案与软件方案,搭建了旋转平台,对焦对位滑轨系统。对刀具刃口缺陷检测,确定了对射式的打光方案,实验对比不同相机镜头并确定了相机镜头型号,并对图像与物理尺寸作了标定。(2)设计了自动对焦系统以保证系统对不同型号的刀具适配性,对目前常用的对焦清晰度函数进行了试验分析。提出了针对刀刃图像改进的图像清晰函数,并通过改进峰值搜索算法保证了自动对焦过程的快速性。(3)对于成像视野较少,拼接困难的问题,提出了浮动ROI区域的检测方案,同时为减少运算复杂度,在探讨了常用曲线相似度算法在刀具轮廓匹配的不足,本文提出改进线相似度轮廓线拼接定位算法,并验证了该算法的可靠性。(4)针对高精度检测的种种困难,本文深入研究了高斯拟合法、多项式插值、Zernike矩法等亚像素边缘检测。并采用带约束项的圆弧拟合算法对刀刃轮廓进行重构,优化了轮廓重构过程中出现的灰尘大量缺陷干扰。并通过实验验证了算法的精确性。最后本文完成了实验机器以及软件平台的搭建,大量实验表明本文所提出的算法在圆形刀具缺陷检测效果表现优秀。通过在企业的实际应用过程中表明:该系统具有较强的抗干扰能力,较高的精度并且检测速度达到了实时检测所需,能够有效的减轻工人负担。