本实用新型专利技术实施例提供一种超声波焊缝光学检测装置，其用于检查围绕由热塑性部件形成的封套外围的焊接，特别是大批量生产的产品，包括一个工作台、一个摄像系统、一个传输摄像系统拍摄的图像的数据传输设备，以及一个处理单元，其连接到数据传输设备以接收图像并分析图像中可见的焊接缺陷以对焊接质量进行分类，并且判断出一个考虑到所述焊接缺陷的数量和大小的焊接质量分类。该工作台可适于选择性地定向该封套，使得摄像系统捕获封套外围的焊接边缘的图像。边缘的图像。边缘的图像。
【技术实现步骤摘要】
超声波焊缝光学检测装置
[0001]本技术涉及一种用于对超声焊缝进行光学检查的装置，特别是用于检查围绕形成包络的热塑性部件的周边的焊缝。
技术介绍
[0002]在热塑性塑料的超声波焊接中，要连接的两个组件一个在另一个之上放置在砧座上。喇叭向下移动并与最顶部的组件接触，将组件压在一起。振动通过组件之间的接触摩擦和聚合物链之间的分子间摩擦产生热量。在振动阶段之后，当熔化的材料凝固时以及来自喇叭的压力释放之前，力会保持不变。为了确保强度和环境耐受性的质量，需要控制许多过程变量，例如焊接能量、焊接力、插入速度、保持时间、振动频率和振幅。这些变量可以在制造运行之前的焊接检查之后设置，而后处理焊接检查可以确保制造产品的持续质量。
[0003]传统上，超声波焊接接头的检查涉及破坏性测试，例如需要获得最小负载的拉力测试。然而，熟练的检查员也可以通过目视检查以非破坏性的方式准确评估焊接质量。目视检查是一种常用的方法，因为它简单，并且不需要复杂的设备即可完成。在超声波焊接接头的目视检查过程中发现的最常见的表面不连续性是焊接不足和过度焊接等情况。虽然目视检查通常是保持可接受的焊接质量和防止焊接问题的有效方法，但它的缺点是正确执行可能非常耗时，因此不适合用于制造大批量产品，并且需要具有广泛培训和经验的检查员。
[0004]在机器视觉领域，模式识别技术在材料科学和制造中发挥着越来越重要的作用。例如，深度学习和人工神经网络在预测金属点焊焊接质量水平方面的成功表明，这种方法有可能解决上述缺点并区分超声波焊接接头中的正常和异常焊缝。此外，虽然神经网络和深度学习随着网络规模和学习能力的增加而得到越来越多的认可，但这项技术的缺点仍然存在，其中推理的黑盒性质是一个基本问题。在这方面，决策树、支持向量机和贝叶斯方法等机器学习算法可以提供与神经网络完全不同的学习和推理，并且通常提供比传统回归方法更高的预测精度，并且没有神经网络的缺点。
技术实现思路
[0005]应当理解，需要一种适用于制造大批量产品的最佳解决方案。此外，应当理解，虽然用于形成无线电跟踪标签(例如蓝牙低能量标签和超宽带(UWB)标签等)的聚合物封套的超声波焊接是本技术装置的一种应用，但本技术是更普遍适用，可用于检测任意两个部件之间的超声波焊缝。
[0006]本技术的一个目的是解决上述需要，或者更一般地，提供一种改进的用于超声波焊接的机器检查的系统。
[0007]根据本技术的一个方面，提供了一种用于对超声焊缝进行光学检查的装置，包括:
[0008]用于超声波焊接支撑工件的工作台；
[0009]摄像系统，用于捕捉工件周边的焊接边缘的图像；
[0010]传输相机系统拍摄的图像的数据传输设备，以及
[0011]处理单元耦合到数据发送装置以接收图像并分析图像中可见的焊接缺陷以对焊接质量进行分类，并确定考虑到焊接缺陷的数量和大小的焊接质量分类。
[0012]优选地，工作台适于选择性地定向工件。例如，工作台可以平移工件(如通过线性平移、旋转平移或组合的线性和旋转平移)以在照相机系统的不同照相机或照相机组前秘密地定向工件。
[0013]优选地，工作台被机动化以围绕分度轴以旋转方式分度以用于选择性地定向工件并且处理器协调分度和相机系统，并且相机系统的光轴是基本上与分度轴正交。
[0014]优选地，工作台包括步进电机，该步进电机被配置为使工作台围绕分度轴以预定的角度量旋转。
[0015]优选地，处理单元根据焊接质量分类和焊接质量的预定阈值水平确定合格或不合格的输出。
[0016]可选地，该设备还可以包括显示单元，用于显示处理单元的输出，包括焊接质量分类、合格或不合格的输出，和/或指示焊接缺陷位置的工件图像。或者，通过或失败输出可用于控制弹出设备，例如，该设备弹出因焊接异常而未通过检查的工件。
[0017]优选地，工作台包括用于接收工件的平坦表面。
[0018]优选地，相机系统捕获彩色图像。
[0019]优选地，使用选自以下之一的机器学习算法来分析图像：a)贝叶斯方法，b)决策树，c)支持向量机和d)人工神经网络。
[0020]本技术提供一种装置，该装置在操作使用中有效且高效地用于检查大批量生产的超声焊接工件，并且该装置具有使制造成本最小化的整体简单设计。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0022]图1是根据本技术的优选实施例的用于超声波焊接的光学检查的装置的示意图；
[0023]图2和图3是封套周边部分的示意图，分别显示欠焊和过焊；以及
[0024]图4和图5分别是图2和图3的示意图，标有检查结果，以在固体清洗中突出显示由本技术的装置识别出的缺陷位置。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术
的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0027]应当说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例或者实施例中的技术特征可以进行结合。
[0028]参考图1，成像式超声波焊缝检测装置包括成像单元10和处理单元11。成像单元10在本优选实施例中用于拍摄工件，例如，外壳22的形式，处理单元11用于控制成像单元10以协调其不同的操作并分析成像单元10所拍摄的图像以确定外壳22的包络线是否有焊缝缺陷。
[0029]成像单元10包括照相机系统16和具有表面13的工作台12，该表面13大体上是平面的并且在使用中是水平的，并且外壳22搁置在其上。工作台12可以围绕竖直的分度轴15旋转，从而允许将信封定向在不同的角位置。基座14中的步进电机可以设置在工作台12下方以驱动其旋转并且可以包括集成的微控制器。照相机系统16可以包括数字照相机17，例如固定在独立于工作台12的底座23上的CMOS数字照相机，以及用于照亮也独立于工作台12的外壳22的照明环2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声波焊缝光学检测装置，其特征在于，包括：工作台，用于支撑超声波焊接工件的；摄像系统，用于捕捉工件周边的焊接边缘的图像；数据传输装置，用于传输相机系统拍摄的图像；以及处理单元，其耦合到所述数据传输装置以接收所述图像并分析所述图像中可见的焊接缺陷以对焊接质量进行分类，并且判断出一个考虑到所述焊接缺陷的数量和大小的焊接质量分类。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述工作台适于选择性地定向所述工件。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，其中，所述工作台被机动化以旋转方式围绕分度轴分度，以选择性地定向所述工件，并且所述处理单元协调所述分度和所述相机系统，并且所述相机系统的光轴正交于所述分度轴。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，其中，所述工作台包括步进电机，所述步进电机被配置为使所...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜岳池，萨姆什瓦尔，
申请(专利权)人：香港工业人工智能及机械人研发中心FLAIR，
类型：新型
国别省市：
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