一种钢带冲孔连续加工的检测方法技术

本发明专利技术公开一种钢带冲孔连续加工的检测方法，其包括步骤：在冲孔钢带上方设置图像采集装置采集，确定图像采集装置采集与下方钢带上表面之间的焦距和物距；标定像素当量，以通过像素当量将钢带的实际尺寸与图像采集装置采集到的钢带表面图像中像素数目之间建立量化对应关系；当钢带暂停收卷操作时，图像采集装置采集开始获取冲孔钢带表面图像；由工控机对采集到的钢带表面图像进行识别，计算出钢带冲孔加工的加工测量值。本发明专利技术通过图像识别获取冲孔后钢带表面图像，通过图像识别计算出冲孔加工的加工测量值以实现冲孔钢带的自动检测，提高检测效率及准确性。

Method for detecting continuous punching process of steel strip

The invention discloses a method for detecting steel strip continuous punching machine, which comprises the following steps: setting the image acquisition device in steel punching above, determine the focal length and the distance between the surface of the image acquisition device and the bottom strip; calibration of pixel equivalent, by pixel will be established as the amount of quantitative correspondence between the number of pixels of the actual size of the steel strip with the image acquisition device to the strip surface image; when the strip coiling suspend operation, image acquisition device to obtain the surface image of steel punching; by the computer image surface of the strip of collected identification, calculation process measurement of the steel strip punching processing value. The invention obtains the surface image of the steel strip after punching through the image recognition, calculates the processing measuring value of the punching process through the image recognition to realize the automatic detection of the punched steel strip, and improves the detection efficiency and accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种钢带冲孔连续加工的检测方法
本专利技术涉及检测技术，尤其是涉及一种钢带冲孔连续加工的检测方法。
技术介绍
冲孔镀镍钢带是在冷轧白板钢带表面进行冲模冲孔，然后进行电化学镀镍得到的产品。它具有良好的电子导电能力和耐腐蚀性能，性价比高，适合大规模连续生产，被作为电池集流材料广泛使用。目前主要应用于MH-Ni电池、工具用镍镉电池、军工用烧结式电池及轨道交通用蓄电池极板制造等领域。冲孔镀镍钢带加工过程中的冲制（冲孔）工序是产品形成的关键环节，冲孔孔径、横向孔距和纵向孔距等关键技术指标受制条件限制。现有检测冲孔钢带的方式是采用人工抽检方式，生产现场工人通过手动取样，然后通过兆丰二次元影像设备进行离线检测。采用人工检测存在如下缺陷：①检测效率低且容易漏检；②由于冲孔钢带是成卷是连续生产，生产过程中无法进行取样，导致即使出现生产问题，也无法及时发现问题，故人工检测难于适用与目前冲孔钢带加工制造工艺相匹配。
技术实现思路
本专利技术提出一种钢带冲孔连续加工的检测方法，于对钢带暂停收卷操作时，通过图像识别获取冲孔后钢带表面图像，通过图像识别计算出冲孔加工的加工测量值以实现冲孔钢带的自动检测，提高检测效率及准确性。一种钢带冲孔连续加工的检测方法，其包括步骤：在冲孔钢带上方设置图像采集装置采集，确定图像采集装置采集与下方钢带上表面之间的焦距和物距；标定像素当量，以通过像素当量将钢带的实际尺寸与图像采集装置采集到的钢带表面图像中像素数目之间建立量化对应关系；当钢带暂停收卷操作时，图像采集装置采集开始获取冲孔钢带表面图像；由工控机对采集到的钢带表面图像进行识别，计算出钢带冲孔加工的加工测量值。其中，标定像素当量的步骤包括：将标定板水平放置在检测台上，确保标定板边与图像采集装置的成像屏幕的坐标轴平行；采集标定板图像，识别出标定板上的左右标记圆、上下标记圆，分别求取上下标记圆之间像素值及左右标记圆心之间像素值；用上下标记圆和左右标记圆的实际距离分别除以两者之间的像素值，获得在固定焦距和固定物距条件下的像素当量。其中，加工测量值包括钢带总宽度、钢带左边宽、钢带右边宽、冲孔圆直径、纵向孔距以及横向孔距。其中，图像采集装置包括用于采集钢板左侧边缘图像的左侧相机以及用于采集钢板右侧边缘图像的右侧相机。其中，计算钢带总宽度的步骤包括：分别以左/右侧边缘图像的图像中心点为起点，检测出左/右侧边界线，求得左/右侧边界线与左/右侧相机的中心点之间的第一距离；该第一距离再加上左侧相机的中心点与右侧相机的中心点之间的第二距离，得到总距离；该总距离乘以像素当量，得到钢带总宽度。其中，所述钢带冲孔连续加工的检测方法还可以对计算得到的钢带总宽的偏差进行校正，方法过程如下：（1）分别求取左侧边缘图像、右侧边缘图像中的边缘点Pd的左侧偏移量△y1和右侧偏移量△y2；（2）根据相机标校参数（每个像素对应的实际距离为u），计算出实际的偏移量△s1=△y1*u和△s2=△y1*u；（3）计算出实际的钢带宽度w=△s1+△s2+d0，其中d0为两个左右侧相机中心的校准距离。其中，计算冲孔圆直径的步骤包括：在钢带表面图像上随机选定搜索区域，截取搜索区域图像，阈值分割该搜索区域图像，筛选过滤得到冲孔斑点区域，对斑点进行拟合成冲孔的边缘，从而可以确定冲孔的圆心与直径，计算出冲孔面积和直径的平均值。其中，孔间距计算的步骤包括：根据搜索区域截取图像，阈值分割图像，得到斑点图像，找出距离搜索区域中心最近的那个圆形斑点P，以P作为基点，横向自动生成包括5个斑点的矩形，再以横向的5个斑点纵向自动生成可以包括5个斑点的矩形，然后分别对横向5个矩形区域和纵向的5个矩形区域根据形状提炼出圆形斑点，分别计算出横向和纵向斑点间平均距离。其中，所述钢带冲孔连续加工的检测方法还包括基于Blob算法分析钢带表面图像，判断冲孔中是否有无盲孔、连孔及披锋的缺陷。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术在冲孔钢带上方设置图像采集装置获取图像，通过现有技术的图像识别技术即可准确的检测冲孔钢带在冲制工序过程中的关键技术指标，相比现有技术的人工检测，提高了检测效率及检测精准度，为实现冲孔钢带自动化生产加工提供了实现条件。另外，本专利技术结构简单，操作简易，可广泛用于现代化生产制造加工，具有较佳的推广运用前景。附图说明图1是本专利技术的图像采集装置接入钢带加工控制系统的示意图；图2是本专利技术的流程示意图；图3是部分钢带表面图像的示意图；图4是右侧相机采集到包含钢带右侧边缘的表面图像的示意图。具体实施方式如图1所示，钢带加工产生线已有钢带加工控制系统，该钢带加工控制系统包括控制主机及收卷系统；而本专利技术提出的冲孔钢带的检测系统主要包括相连的工控机及图像采集装置，该工控机通过RS232接口与控制主机相连，并采用Modbus现场总线协议与控制主机通信。收卷系统在控制主机的控制下，在冲孔加工过程中每冲制一段钢卷后再进行收卷，收卷到一定程度时停止收卷。当收卷系统检测到进行收卷信号时，收卷系统开始工作将钢带进行收卷作业，此时工控机控制图像采集装置停止图像采集；当控制主机收到收卷系统发出的暂停收卷信号时，工控机控制图像采集装置开始采集冲孔钢带上表面的图像。图像采集装置获取到冲孔钢带上表面的图像后，图像由工控机或控制主机进行识别，测量冲孔钢带的加工参数，判断是否符合加工要求。其中，加工参数包括孔径值（即冲孔的直径，一般为1mm-2mm之间）、横向孔距值（即横向相邻两个冲孔的圆心之间的距离，一般为1mm-2mm之间）、纵向孔距值（即纵向相邻两个冲孔的圆心之间的水平距离，一般为2mm以上）、边宽值（即边缘冲孔的圆心与钢带边缘之间的距离，一般为2mm-60mm之间）、总宽值（即钢带左右边缘间距离，一般为80mm-400mm之间）。另外，各加工参数的公差一般为±0.10mm或者±0.15mm，除开总宽值的精度要求是0.03mm，其余项目检测精度要求达到0.015mm。由于冲孔加工生产过程连续不间断作业，对于图像采集装置成像的稳定性和可靠性要求极高，本申请采用德国balser公司生产的工业相机，相机的分辨率为3840*2748像素，数据传输采用的GigE千兆以太网接口，工控机上扩展了一个带4个千兆网卡接口的接口板与图像采集装置相连，图像采集装置采集的图像数据通过以太网网络传输给工控机。结合图2所示，在一个实施例中，本专利技术包括如下实现步骤：步骤S1.在钢带冲孔加工后且于收卷之前经过路径上设立检测台，在检测台上方设置图像采集装置采集，确定图像采集装置采集与下方钢带上表面之间的焦距和物距，且在检测台下方设置由工控机控制的照明系统，通过照明系统提供亮度稳定且光线均匀不闪烁的光源，以方便后续的图像处理。步骤S2.预先标定像素当量，通过像素当量将钢带的实际尺寸与图像采集装置采集（又称为相机或工业相机）图像中像素数目之间建立量化对应关系，以便将图像距离和被测对象的真实距离对应起来，实现参数的实际测试需要。本申请采用了标准件成像法对测量系统进行标定。具体标定过程为：①将标定板（标定板的尺寸5.6mm*5.6mm，标定板上均匀分布了若干精度1um小孔）水平放置在检测台（后续钢带也将通过该检测台，即标定时的检测台与时间检测钢带时所用的检测台为同意额）上，确保标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢带冲孔连续加工的检测方法，其特征在于，包括步骤：在冲孔钢带上方设置图像采集装置采集，确定图像采集装置采集与下方钢带上表面之间的焦距和物距；标定像素当量，以通过像素当量将钢带的实际尺寸与图像采集装置采集到的钢带表面图像中像素数目之间建立量化对应关系；当钢带暂停收卷操作时，图像采集装置采集开始获取冲孔钢带表面图像；由工控机对采集到的钢带表面图像进行识别，计算出钢带冲孔加工的加工测量值。

【技术特征摘要】
1.一种钢带冲孔连续加工的检测方法，其特征在于，包括步骤：在冲孔钢带上方设置图像采集装置采集，确定图像采集装置采集与下方钢带上表面之间的焦距和物距；标定像素当量，以通过像素当量将钢带的实际尺寸与图像采集装置采集到的钢带表面图像中像素数目之间建立量化对应关系；当钢带暂停收卷操作时，图像采集装置采集开始获取冲孔钢带表面图像；由工控机对采集到的钢带表面图像进行识别，计算出钢带冲孔加工的加工测量值。2.根据权利要求1所述钢带冲孔连续加工的检测方法，其特征在于，标定像素当量的步骤包括：将标定板水平放置在检测台上，确保标定板边与图像采集装置的成像屏幕的坐标轴平行；采集标定板图像，识别出标定板上的左右标记圆、上下标记圆，分别求取上下标记圆之间像素值及左右标记圆心之间像素值；用上下标记圆和左右标记圆的实际距离分别除以两者之间的像素值，获得在固定焦距和固定物距条件下的像素当量。3.根据权利要求1所述钢带冲孔连续加工的检测方法，其特征在于，加工测量值包括钢带总宽度、钢带左边宽、钢带右边宽、冲孔圆直径、纵向孔距以及横向孔距。4.根据权利要求3所述钢带冲孔连续加工的检测方法，其特征在于，图像采集装置包括用于采集钢板左侧边缘图像的左侧相机以及用于采集钢板右侧边缘图像的右侧相机。5.根据权利要求4所述钢带冲孔连续加工的检测方法，其特征在于，计算钢带总宽度的步骤包括：分别以左/右侧边缘图像的图像中心点为起点，检测出左/右侧边界线，求得左/右侧边界线与左/右侧相机的中心点之间的第一距离；该第一距离再加上左侧相机的中心点与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建奇，张自轩，朱冬，曹斌芳，李明昊，
申请(专利权)人：湖南文理学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43