手机U盘表面焊点缺陷自动检测系统研究
一种焊点缺陷检测方法的研究
（ ｅａｔ ｎ Ｏ ｏ ｐ ｔ ｃ ｎｅ＆ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ，Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｎｖｒ ｔ， ａｂｎ１０ ８ ， ｈｎ ） Ｄ ｐｒ ｍｅｔ ｆ ｍ ｕｅ Ｓ ｉ ｃ Ｃ ｒ ｅ ｅｈ ｏ ｇ ｏ ｅ ｏｇ ａｇＵ ｉ ｓｙ Ｈ ｒｉ ０ ０ Ｃ ｉａ ｌ ｉ ｅｉ ５
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｄ ａ ｓｗ ｔ ｈ ｅ ｅ ｔ ｎ ｏ ｅ ｅ ｔ ｔＢ ｏｄ ｒ ｉｉ ｔ ｎ Ｐ ｏ ｒ ｓ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｅ ｌ ｉ ｔ ｅ ｄ ｔｃ ｉ ｆｄ ｆｃ ｓ ａ ＧＡ ｓ ｌ ｅ ｏｎ ｓ ｉ Ｃ ｂ ａ ｄ ｈ ｏ
ｖ１４Ｎ． ｆ２ ０ １ ． ３
Ｊｎ２０ ｕ．０８
一
种 焊 点 缺 陷检 测 方 法 的 研 究
马 吉权 ， 宫 兵
（ 龙 江 大 学 计 算 机 科 学 与 技 术 学 院 ， 尔 滨 １０ ８ ） 黑 哈 ５０ ６ 摘 要 ： 用 基 于 ｘ 射 线 所 采 集 的 图像 检 测 Ｂ Ａ 器 件 焊 点 在 Ｐ Ｂ板 上 所 存 在 的 缺 陷． 绍 了采 用 基 利 Ｇ Ｃ 介
ａ ｄｄ ｓｒ ｅａ ｐ ｒａｈｔ ａ ｔ ｔ ｎｐｃｉｎｏ Ｇ ｏｄ ｒ ｏｎ ｄｆｃｓｂ ｓ ｇｓｅ ｎ ｅｃ ｂ ｎ ａｐｏｃ ｕｏ ｉ ｉｓｅｔ ｆ Ａ ｓｌｅ ｉｔ ｅ ｔ ｙｕｉ ｅｄ ｉ ｏ ｍａ ｃ ｏ Ｂ ｊ ｅ ｎ
ｉ ｌ ｇ ａ ｄ ｃ ｎ ｏ ｒ ｅ ｔａ ｔｎ ． ｆｌ ｎ ｎ ｏ ｔ ｕ ｘｒ ｃ ｉ ｇ Ｅｘ ｒｍｅ ｔｌ ｅ ｕ ｔ ｅ ｅ ｌ ｈ ｔ ｔ ｅ ｒ ｐ ｓ ｄ ｍ ｅｈ ｄ ｈ ｗｓ ｉ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｒ ｓ ｌｓ ｒ ｖ ａ ｔ ａ ｈ ｐ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏ ｓ ｏ
手机锂电池自动化焊接缺陷的检测与判定
随着手机普及，手机锂电池需要大批量焊接生产，同时还具备焊接质量要求高、速度快、精度高以及次品率低等特点。
对于这样高要求的大批量快速生产，人工焊接根本无法实现，所以需要专门自动化焊接设备来完成。
目前，厂家尽管采用自动化设备焊接手机锂电池，但由于批量大、速度快，还是很难避免出现一些焊接缺陷，如搭锡、虚焊及焊点成形不良等，这些缺陷轻则引起手机电池烧损或报废，影响手机正常使用；重则导致手机电池爆炸，引发人生安全事故。
因此，必须对手机锂电池自动化焊接缺陷进行检测与判定，消除安全隐患。
1 手机锂电池自动化焊接缺陷的检测方法及设备手机锂电池自动化焊接方法有很多种，如激光焊、锡焊以及超声波焊等，本文主要讨论自动化激光焊和自动化锡焊。
自动化激光焊通常会引起飞溅、裂纹与气孔等缺陷；自动化锡焊通常会引起搭锡、锡渣与虚焊等缺陷。
这些手机锂电池自动化焊接缺陷与普通金属材料焊接缺陷相比，包括以下几种特点：首先，批量大，需要快速检测；其次，很多缺陷尺寸较小，需要专门的设备精确检测；最后，检测难度大，由于是自动化设备焊接，焊接质量较稳定，绝大部分是合格品，不良品很少，但要能从大批量合格品中检测出少数不良品，难度较大。
综合考虑上述三个特点，要找出手机锂电池自动化焊接缺陷，仅凭肉眼无法完成，要采用机器视觉技术进行快速、稳定且精确的检测。
近年来专门用于检测手机锂电池焊接缺陷的设备种类较多，我们采用了天准全自动影像测量仪来检测自动化激光焊接成品的影像，采用Keyence的超高速轮廓测量仪来检测自动化锡焊成品的轮廓，并进行分析与判定。
2 手机锂电池自动化焊接缺陷检测及判定2.1 自动化激光焊飞溅、气孔检测与判定手机锂电池中电极片和电路板采用自动化设备激光焊接后，通过全自动影像测量仪检测，并采用影像测量系统分析，如图1所示。
焊接成品检测过程中，大部分焊点如图1（a）中合格品所示，5个激光焊点圆形规则，即圆度好；每个焊点直径大小几乎相同，焊点面积较均等；焊点余高几乎相同，达到标准；从外形来看，无虚焊，且质量高、成形美观。
基于机器视觉的手机电池表面缺陷检测
基 * 于机器视觉的手机电池表面缺陷检测
郑魁敬刘学超王萌萌®®
(①燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室，河北秦皇岛066004； ②燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室，河北秦皇岛066004)
Yanshan University, Qinhuangdao 066004, CHN )
Abstract: Aiming at the current manual detection of mobile phone battery surface quality, a software program for non-destructive testing system for battery surface defects is designed. First, the surface of the battery is subjected to pre-processing operations such as tilt correction, ROI ( Region Of Interest) extraction and character gray value modification. The adaptive threshold luminance based on gray density distribution and gray level difference is proposed to perform traversal o£ the sub-images of the ROI. The defective sub -images of the coincident regions are merged and the regions without obvious defects are filtered・ Then, SVM( support vector machine) multi-class classification method is used to extract the binary image pixel distribution regularities as training feature and identify the battery surface defect types. Finally, the visual interface of the software is developed to determine the optimal variable parameters of the scheme・ The recognition rate is as high as 95% by the experiment.
【CN209542486U】基于编码结构光视觉的电路板焊点瑕疵检测系统【专利】
(51)Int .Cl . G01N 21/956(2006 .01) G01B 11/24(2006 .01)
(10)授权公告号 CN 209542486 U (45)授权公告日 2019.10.25
( 54 )实用新型名称 基于 编码结 构光视觉的电 路板焊点瑕疵检
测系统 ( 57 )摘要
基于 编码结 构光视觉的电 路板焊点瑕疵检 测系统 ，该系统包括上位机、投影仪、第一摄像机 和第二摄像机 ，投影仪与上位机的输出端口连 接，用于将上位机生成的结构光编码投射到待测 电路板上，第一摄像机和第二摄像机均与上位机 的输入端口连接，用于接收待测电路板反射的结 构光及相移图 像 ；该 系统还包括检 测架 ，检 测架 上横向设置有 用于待测电 路板放置的检测平台 ， 投影仪安装在检测平台正上方的检测架上，第一 摄像机和第二摄像机分别安装在投影仪两侧的 检测架上。该系统采用格雷码与相移结合的编码 结构光技术 ，提高了电 路板三维重构的 精度 ；采 用人机交互部分实时反馈瑕疵信息 ，达到及时 、 可靠的检测要求 ，实现电 路板生产检测的智能 化。
2 .根据权利要求1所述的基于编码结构光视觉的电路板焊点瑕疵检测系统，其特征在 于 ：所述上位机与电 路板生产线的 控 制器通讯连接 ，用于将瑕疵检 测结果反馈给电 路板生 产线的控制器。
3 .根据权利要求1所述的基于编码结构光视觉的电路板焊点瑕疵检测系统，其特征在 于 ：该系统还包括防干扰箱 ，检测架设置在防干扰箱内 ，防干扰箱的一侧开设有便于取拿待 测电 路板的开口 ，开口通过密封门密封。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )实 用新型专利
(21)申请号 201920165305 .6
(22)申请日 2019 .01 .30
基于射线检测的焊缝缺陷自动识别技术研究
基于射线检测的焊缝缺陷自动识别技术研究摘要：介绍了射线检测的基本原理，分析了射线检测技术实现自动化的难点，分析了焊缝检测图像的预处理过程和焊缝缺陷的特征提取方法，利用人工智能实现了射线检测中焊缝缺陷的自动识别，取得了良好的效果。
本文的研究可以为无损检测技术的应用提供参考，具有一定的现实意义。
关键词:无损检测；x射线检测；焊缝；缺陷；自动识别1射线探伤的基本原理x射线是一种穿透力很强的电磁波。
它通过穿透待测工件，检测透射光强分布，可以反映工件的内部结构信息。
通过人工或自动分析，可以识别缺陷的大小、尺寸和分布。
当工件内部存在缺陷时，由于缺陷往往与工件本身的材质不一致，所以X射线的衰减程度不同。
缺陷的投影尺寸和形状可以通过在工件的另一侧接收X射线的透射光并记录下来而反映在成像介质上。
x射线探伤技术常采用底片作为成像介质，可实现高分辨率，对气孔、夹渣等缺陷的高检出率，并能准确识别缺陷的性质、数量、大小和分布。
然而，对于方向性缺陷，如裂纹和分层，检测率与射线穿透的方向有关。
如果缺陷的方向与射线穿透的方向一致，则可能会错过检测。
随着现代生产技术的提高，所有应用中的检测效率都在提高。
提出了更高的要求，比如生产线，要求自动实时检测。
传统的胶片成像技术已经不能满足需求。
在此背景下，数字成像技术应运而生，为射线照相缺陷的自动识别奠定了基础。
2焊缝自动检测的难点焊缝检测是无损检测的一个重要应用场景，也是无损检测技术的优势应用领域之一。
焊接材料时，由于工艺技术、设备条件、应力变化、材料结构、尺寸和形状等因素的影响，焊缝中出现热裂纹是很常见的。
作为一种极其危险的缺陷类型，一旦在焊缝中发现裂纹，就必须进行修补。
在产品使用过程中，焊接件在高温、高压、腐蚀、疲劳、冲击等恶劣环境下容易产生冷裂纹。
考虑到焊接件的生产规模通常很大，并且需要实时在线检测，缺陷识别过程也必须自动化。
然而，焊缝缺陷的自动识别比较困难，主要是因为自动识别涉及到图像处理、信号分析、模式识别、人工智能等一系列技术。
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速 性 、 自动 化 程度 高 和可 靠性 高 等特 点 ， 已经在 国 内外
许 多领 域 获 得 广 泛 应 用 ” 。 ｌ 。 目前 的 一 些 检 测 设 备 主 要
图１ 系统 样 机 照 片
相机 选 择５ ｏ ０ 万像 素ＣＭＯＳ Ｉ￣ ｋ 相 机 ，镜 头选 择 ２ ５ ｍｍ定
有 良好的缺陷识别效果。
关键词 ：机器视 觉 ；缺陷检测 ；焊点定位 ；投影 直方 图 中图分类号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文献标识码 ：Ｂ 文章编 号 ：１ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ （ 下） －０ ０ ５ ９ － ０ ３
Ｏ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ４ （ 下） ． １ ７
Ｌ ｌ Ａｎ ｇ，Ｐ ＡＮ Ｑｉ ｎ ｇ。Ｖ Ｖ ＡＮ Ｘｉ ａ ｎ ｇ ． ｋ ｕ ｉ （ 广东工业大学 信息工程学 院，广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ）
摘 要 ：针 对手机ｕ 盘 加工生产中焊点缺 陷问题 ，研究基于机 器视 觉和图像处理 技术 的缺陷自动检测系
统 。使用 专用光 源与工业 相机进 行图像采 集 ；经过预 处理 、倾斜校 正 、阈值分 割 、质心 提取 等 图像处 理步骤 进行焊点 区域定 位 ；采用 水平投影 直方图和 连通 区域面积作 为特征 对焊点缺 陷 进行识 别。实 验表明 ，该系统 能对任意 角度摆 放的样品 中的焊点 区域进行准 确定位 ，且具
手机Ｕ盘表 面焊点缺 陷 自动检测系统研究
Ｒｅｓ ｅａｒ ｃｈ ｏｎ ａｕｔ ｏｍ ａｔ ｉ ｃ ｄｅｔ ｅｃｔ ｉ ｏｎ ｓ ｙ ｓｔ ｅｍ ｏｆ ｍ ｏｂｉ ｌ ｅ ＵＳＢ ｆ ｌ ａｓｈ ｄｉ ｓｋ ｗ ｅｌ ｄ ｄｅｆ ｅｃｔ ｓ
李
昂 ，潘
晴 ，万 相奎
图２ 算法 流 程 图
焊 点 区域 内有 ５ 个焊 点 ，为 了识 别 出样 本 中 每个 焊 点 的 质 量情 况 ，对 单个 焊点 进行 分割 后逐 一进 行识 别 。在环
形 正面 光源 的照 射 下 ，焊 锡 部位 会发 生 反光 ，而没 何焊
２ ． １ 预处 理
手秽 Ｌ ｕ盘底 板 区域 与 背景 区域 灰度 级 对 比 明显 ，通
实 现均 匀照 明，并 可 以完全 消除 阴影 。
２ 算法设计
本 系 统 的 检 测 算 法 主要 分 为 三 个 步 骤 ： 颅 处 理 、 焊 点 区域 定位 和缺 陷识 别 。首先 通 过对 原始 图 像进 行预 处理 、倾 斜校 正 ，实 现焊 点 区域 定位 ；然 后 通过 二值 化 处理 、计 算连 通域 面 积和 水平 方 向投 影提 取 焊 点缺 陷特 征 ；最 后 使用 缺 陷特 征对 焊 点进 行 分类 ，从 而 识别 出有 缺 陷 的焊 点 。算法 流程 图如 图２ 所示。
１ 硬件平 台搭建
计算机视 觉系统通过 图像采集装 置，将被检测物 转换
为图像信 号，利用 图像 处理系 统根据像素 ，图像亮度 ，颜
色等 信息对 目标进 行特 征提取 ，再根据系统 的预设 条件输 出结 果 。本 系统硬件平 台 由工业相 机 、镜 头、光源 以及计 算机 四个 部分组 成 。实物样机 照片如 图１ 所示 。
１ ． １工业相机与镜头
根据 实 际需 求 ，为 实现 被 测物 整 体尺 寸 与局 部焊 点 同时 检测 ，根据 被 测物 尺 寸大 小 以及 相机 工作 距 离 等因 素 ，将 视 场 范 围选 定为 ５ ０ ｍｍ×３ ８ ｍ０ １ ４ －１ ０ － ２ ９
作者简介：李 昂 （ １ ９ ９ ０一）， 男，江西九江人 ，硕士研究生 ，研究 方向为计算机视觉和图像处理 。
第３ ７ 卷 第４ 期 ２ ０ １ ５ — ０ ４ （ 下） １ ５ ９ １
２ ． ３ 缺 陷识别
２ ． ３ ． １ 阈值分割
本 方法 对 正 常 、 桥接 和 缺焊 三 种 焊 点进 行 识 别 。
焦镜 头 。 工业 相 机 将 所 采 集 的 图像 通 过 Ｕ Ｓ Ｂ ３ ． ０ 接 口传
输至 计算 机 。
１ ． ２ 光源 照 明
计 算机 视 觉 中使用 光 源照 明的 目的 是使被 测 物 的重
要特 征 显现 ，并抑 制不 需 要 的特征 。本 系统 光源选 用 环
形碗 状 光源 ，用 于 检测 表 面焊 点 。碗 状 光源 照射 下，光 线 通过 半球 型的 内壁 多 次反射 ，可 以对 表面 不平 的物 体
０ 引言
随着 信 息技 术 的飞速 发 展 与迅 速普 及 ，大 量 数据 内 容 不 断增 加 。智 能移 动通 信 设 备的 存储 需求 变 得越 来 越 大 。 手机 ｕ盘 的 出现 极 大 的方 便 了智 能手 机 与 电脑 之 间 的 数据 共 享 。在 手机ｕ盘 的工 业 生 产过 程 中 容 易 出现焊 点质 量 缺 陷 。在传 统 质 量检 测过 程 中 ，质检 员使 用 高倍 显微 镜 对焊 点进 行 人 工检 测 ，这 种方 式 不仅 效 率低 下而 且准 确 率不 高 。 基。 － 机 器 视觉 的 在线 检 测方 法 由于 其非 接触 性 、快
锡 的部 位不 会 。为 了提 高 图像 的检 测 效果 和识 别速 度 ， 对 焊点 区域 的灰 度 图像进 行 值化 处理 ，使 图像 只含有
针 对 大尺 寸Ｐ Ｃ Ｂ 电路板 ，而对 于诸如手 机Ｕ 盘等 小尺 寸电 路板还 没有相 关的系统研 究 。本文 所设计 系统能克服传 统
人工检 测 的种 种弊端 ，实现 自动检 测 ，降低 了用人成 本。 本 系统使用低 成本ＣＭＯＳ 相机 ，降低 了系统整机 的制造 成 本 ，同时验证 了Ｃ ＭＯＳ 相机用 于 １ 二 、 Ｉ 检测 的可行性 。