一種用于缺陷檢測(cè)的硬件移植裝置和軟件移植方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軟件移植方法和裝置，主要涉及鋰電池薄膜在線涂布機(jī)模擬傳動(dòng)裝置、USB接口的CXD相機(jī)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)裝置、matlab2012機(jī)器視覺(jué)開(kāi)發(fā)軟件和軟件移植方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池涂布機(jī)在薄膜生產(chǎn)過(guò)程中存在表面缺陷，常規(guī)檢測(cè)方法要么配備2名操作人員，一名在涂布機(jī)前端入料，另一名在尾端采取人工視目進(jìn)行檢測(cè)，要么一名操作人員在前端入料和同時(shí)在尾端視目檢測(cè)，第一種方法增加人力成本，第二種方法難以同時(shí)兼顧產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。采用視目檢測(cè)時(shí)需要操作人員具有一定的專業(yè)知識(shí)且長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)的視覺(jué)疲勞會(huì)影響檢測(cè)準(zhǔn)確率。CCD機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)裝置可以在線檢測(cè)涂布機(jī)表面缺陷，減少人力成本、提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，但是所開(kāi)發(fā)的CCD裝置需要在工業(yè)環(huán)境中不斷調(diào)試、改進(jìn)；常用的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)軟件如Visual C++編程復(fù)雜，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間調(diào)試；生產(chǎn)過(guò)程中涂布機(jī)并非一直開(kāi)機(jī)；各種缺陷也并非一直出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的:提供一種模擬鋰電池薄膜生產(chǎn)的涂布機(jī)裝置，集成于該模擬系統(tǒng)的USB接口的CXD相機(jī)檢測(cè)裝置和matlab2012檢測(cè)應(yīng)用軟件。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下構(gòu)造電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的鋰電池薄膜生產(chǎn)的涂布機(jī)裝置、基于此裝置構(gòu)建CCD相機(jī)三維控制檢測(cè)系統(tǒng)，采用數(shù)字圖像信號(hào)處理專用軟件matlab2012實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)缺陷的檢測(cè)人機(jī)界面；將上述檢測(cè)裝置和軟件移植到工業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)缺陷檢測(cè)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種用于缺陷檢測(cè)的硬件移植裝置，包括鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線裝置、三維機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、聲光報(bào)警裝置；
[0006]所述鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線裝置包括型材構(gòu)建的機(jī)架，機(jī)架外框設(shè)置一根主動(dòng)軸和三根從動(dòng)軸，步進(jìn)電機(jī)固定于機(jī)架內(nèi)側(cè)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器和皮帶帶動(dòng)同步輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同步輪帶動(dòng)同步回轉(zhuǎn)履帶，同步回轉(zhuǎn)履帶帶動(dòng)外框主動(dòng)軸和其它三根從動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，四根軸帶動(dòng)附著于同步回轉(zhuǎn)履帶上的大幅面鋰電池薄膜和小幅面鋁膜所構(gòu)成的非連續(xù)性薄膜傳動(dòng)。
[0007]所述三維機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分X軸、Y軸和Z軸方向，三組調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)造相同，X軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在與履帶平行的機(jī)架外框，X軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)和型材構(gòu)成，步進(jìn)電機(jī)接聯(lián)軸器，聯(lián)軸器和支撐座連接絲桿的一端，絲桿另一端連接滾珠軸承和支撐座，絲桿上安裝滑塊，滑塊下方兩側(cè)各有兩個(gè)滾珠附著于第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌上，Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)一端連接于X軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滑塊位置，Y軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)一端連接于Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滑塊位置；自動(dòng)調(diào)焦CCD相機(jī)固定于Y軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滑塊上，相機(jī)數(shù)據(jù)線一端接自動(dòng)調(diào)焦CCD相機(jī)，另一端接電腦USB接口，LED燈安裝于Y軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滑塊上；
[0008]所述聲光報(bào)警裝置由支架安裝于鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線裝置一側(cè)邊，聲光報(bào)警裝置數(shù)據(jù)采集至控制電路，控制電路引出的通信接口連接計(jì)算機(jī)串口，電源線接口接電源。
[0009]一種用于缺陷檢測(cè)的軟件移植方法，包括如下步驟:
[0010]I)設(shè)置鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線裝置；
[0011]2)設(shè)置三維機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、CXD相機(jī)和LED光源；
[0012]3)設(shè)置聲光報(bào)警裝置；
[0013]4)軟件的選取和設(shè)計(jì)；
[0014]5)檢測(cè)裝置移植和軟件的移植。
[0015]進(jìn)一步，所述步驟I)中:所述鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線裝置包括型材構(gòu)建的機(jī)架，機(jī)架外框設(shè)置一根主動(dòng)軸和三根從動(dòng)軸，步進(jìn)電機(jī)固定于機(jī)架內(nèi)側(cè)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器和皮帶帶動(dòng)同步輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同步輪帶動(dòng)同步回轉(zhuǎn)履帶，同步回轉(zhuǎn)履帶帶動(dòng)外框主動(dòng)軸和其它三根從動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，四根軸帶動(dòng)附著于同步回轉(zhuǎn)履帶上的大幅面鋰電池薄膜和小幅面鋁膜所構(gòu)成的非連續(xù)性薄膜傳動(dòng)。
[0016]進(jìn)一步，所述步驟2)中:
[0017]所述三維機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分X軸、Y軸和Z軸方向，三組調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)造相同，X軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在與履帶平行的機(jī)架外框，X軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)和型材構(gòu)成，步進(jìn)電機(jī)接聯(lián)軸器，聯(lián)軸器和支撐座連接絲桿的一端，絲桿另一端連接滾珠軸承和支撐座，絲桿上安裝滑塊，滑塊下方兩側(cè)各有兩個(gè)滾珠附著于第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌上，Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)一端連接于X軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滑塊位置，Y軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)一端連接于Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滑塊位置；
[0018]自動(dòng)調(diào)焦CCD相機(jī)固定于Y軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滑塊上，相機(jī)數(shù)據(jù)線一端接自動(dòng)調(diào)焦CCD相機(jī)，另一端接電腦USB接口，LED燈安裝于Y軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滑塊上；
[0019]進(jìn)一步，所述步驟3)中:
[0020]所述聲光報(bào)警裝置由支架安裝于鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線裝置一側(cè)邊，聲光報(bào)警裝置數(shù)據(jù)采集至控制電路，控制電路引出的通信接口連接計(jì)算機(jī)串口，電源線接口接電源。
[0021]進(jìn)一步，所述步驟4)中:
[0022]選取Matlab2012軟件，所述Matlab2012包含視頻圖像處理工具箱，所述視頻圖像處理工具箱支持計(jì)算機(jī)USB接口，選擇USB接口的CCD相機(jī)并調(diào)用函數(shù)可以快速實(shí)現(xiàn)該軟件獲取薄膜缺陷圖像；所述Matlab2012包含數(shù)字圖像處理工具箱，可以調(diào)用函數(shù)快速實(shí)現(xiàn)各種圖像處理技術(shù)；所述Matlab2012支持計(jì)算機(jī)串口，可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警裝置的控制；Matlab2012所包含的圖形用戶界面可以實(shí)現(xiàn)軟件的人機(jī)界面。
[0023]進(jìn)一步，所述步驟4)中:
[0024]在實(shí)驗(yàn)室將缺陷薄膜置于靜態(tài)的模擬生產(chǎn)線裝置，通過(guò)C⑶相機(jī)獲取圖像，matlabGUI軟件讀取缺陷圖像，經(jīng)過(guò)預(yù)處理、去噪、特征提取，通過(guò)訓(xùn)練得到不同缺陷的特征值并保存在計(jì)算機(jī)模板庫(kù)中；
[0025]模擬生產(chǎn)線裝置動(dòng)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將所述的不同缺陷粘貼于薄膜上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上包含有缺陷和沒(méi)有缺陷薄膜，matlab軟件將每隔固定時(shí)間檢測(cè)圖像是否有缺陷，如果沒(méi)有缺陷，繼續(xù)讀取下一幀，如果有缺陷，則與模板庫(kù)中缺陷識(shí)別，將識(shí)別結(jié)果輸出至軟件界面，顯示缺陷種類，發(fā)送命令至串口，使報(bào)警裝置發(fā)出聲光報(bào)警并自動(dòng)關(guān)閉報(bào)警。
[0026]進(jìn)一步，所述步驟5)中:
[0027]根據(jù)工業(yè)環(huán)境涂布機(jī)生產(chǎn)線尾端鋰電池薄膜高度，制作實(shí)測(cè)框架，將三維機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、CCD相機(jī)和聲光報(bào)警裝置移植到實(shí)測(cè)框架，CCD相機(jī)數(shù)據(jù)線接計(jì)算機(jī)USB接口，聲光報(bào)警裝置數(shù)據(jù)線接計(jì)算機(jī)串口，軟件直接可安裝于企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]本發(fā)明不受企業(yè)生產(chǎn)線的影響，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)快速硬件和軟件實(shí)現(xiàn)并移植到企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，從而加快檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]圖1是鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線裝置框架圖；
[0032]圖2是X軸方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)圖(同Y軸或Z軸方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)圖);
[0033]圖3是CXD相機(jī)三維機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)圖；
[0034]圖4是鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線聲光報(bào)警裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖5是鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線檢測(cè)報(bào)警裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖6是待測(cè)缺陷圖像的識(shí)別流程圖；
[0037]圖7是工業(yè)環(huán)境下實(shí)際檢測(cè)框架結(jié)構(gòu)圖。
[0038]圖中:1、機(jī)架；2、從動(dòng)軸；3、大幅面鋰電池薄膜；4、小幅面鋁膜；5、同步回轉(zhuǎn)履帶；6、步進(jìn)電機(jī)；7、聯(lián)軸器；8、皮帶9、同步輪；10、主動(dòng)軸；11、X軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；12、滾珠軸承；13、支撐座；14、絲桿；15、滑塊；16、聯(lián)軸器；17、支撐座；18、步進(jìn)電機(jī)；19、滾珠；20、第一導(dǎo)軌；21、第二導(dǎo)軌；22、Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；23、Y軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；24、自動(dòng)調(diào)焦CXD相機(jī)；25、LED燈；26、聲光報(bào)警裝置；27、實(shí)測(cè)框架。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0040]本發(fā)明一種用于缺陷檢測(cè)的硬件移植裝置，集成于該模擬系統(tǒng)的USB接口的CCD相機(jī)檢測(cè)裝置和matlab2012檢測(cè)應(yīng)用軟件。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下構(gòu)造電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的鋰電池薄膜生產(chǎn)的涂布機(jī)裝置、基于此裝置構(gòu)建CCD相機(jī)三維控制檢測(cè)系統(tǒng)，采用數(shù)字圖像信號(hào)處理專用軟件matlab2012實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)缺陷的檢測(cè)人機(jī)界面；將上述檢測(cè)裝置和軟件移植到工業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)缺陷檢測(cè)。
[0041]本發(fā)明一種用于缺陷檢測(cè)的硬件移植裝置及其方法，包括如下步驟:
[0042]步驟1、鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線裝置
[0043]圖1中，一種鋰電池薄膜模擬生產(chǎn)線裝置，包括型材構(gòu)建的機(jī)架裝置1，機(jī)架外框有一根主動(dòng)軸10和三根從動(dòng)軸2。固定于機(jī)架內(nèi)側(cè)的步進(jìn)電機(jī)6，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器7和皮帶8帶動(dòng)同步輪9轉(zhuǎn)動(dòng)，同步輪帶動(dòng)同步回轉(zhuǎn)履帶5，同步回轉(zhuǎn)履帶帶動(dòng)外框主動(dòng)軸和其它三根從動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，四根軸帶動(dòng)附著于同步回轉(zhuǎn)履帶上的大幅面鋰電池薄膜3和小幅面鋁膜4所構(gòu)成的非連續(xù)性薄膜傳動(dòng)。電源適配器和步進(jìn)電機(jī)相連接，步進(jìn)電機(jī)可以控制薄膜的傳動(dòng)。
[0044]步驟2、三維機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、CXD相機(jī)和LED光源
[0045]圖2和圖3中，三維機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分X軸、Y軸和Z軸方向，三組調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)造相同。
[0046]X軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)11安裝在與履帶平行的機(jī)架外框。X軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)18和型材構(gòu)成，步進(jìn)電機(jī)接聯(lián)軸器16，聯(lián)軸器和支撐座17連接絲桿14的一端，絲桿另一端連接滾珠軸承12和支撐座13。絲桿上安裝滑塊15?；瑝K下方兩側(cè)各有兩個(gè)滾珠19附著于導(dǎo)軌20、21上。Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)22的步進(jìn)電機(jī)一端連接于X軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滑塊位置，Y軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23的步進(jìn)電機(jī)一端連接于Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的滑塊位置。
[0047]自動(dòng)調(diào)焦CCD相機(jī)24固定于Y軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)滑塊，相機(jī)數(shù)據(jù)線一端接CCD相機(jī)，另一端接電