永磁鐵氧體磁瓦廣泛應(yīng)用于汽車、家電、消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)、通訊產(chǎn)品等終端消費(fèi)品，是這些產(chǎn)品的重要零部件——電機(jī)的組成部分。比如汽車的燃料泵電機(jī)、空調(diào)的壓縮機(jī)電機(jī)、計(jì)算機(jī)的光驅(qū)電機(jī)、電動(dòng)工具的動(dòng)力電機(jī)等均采用其作為轉(zhuǎn)子或定子。
在永磁鐵氧體磁瓦的生產(chǎn)加工過(guò)程中，由于原料、工藝、設(shè)備狀況、人為等因素的影響，磁瓦表面會(huì)產(chǎn)生一些缺陷，如裂紋、崩爛、欠磨等。這些缺陷對(duì)磁瓦的效能會(huì)產(chǎn)生很大的影響，關(guān)系到電動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。
為避免造成無(wú)法預(yù)料的后果，對(duì)于功能面含有缺陷的磁瓦，必須通過(guò)檢測(cè)予以剔除。目前磁瓦生產(chǎn)廠家基本還是靠人工目視檢測(cè)，這種檢測(cè)方法效率低，每人每分鐘平均只能檢測(cè) 30 片；工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，必須持續(xù)地集中注意力， 導(dǎo)致疲勞后容易產(chǎn)生漏檢、錯(cuò)檢，在精度和穩(wěn)定性上均難以保證；同時(shí)磁瓦生產(chǎn)車間噪音污染嚴(yán)重，給員工的身體健康也帶來(lái)了隱患。
在永磁鐵氧體磁瓦的生產(chǎn)加工過(guò)程中，由于原料、工藝、設(shè)備狀況、人為等因素的影響，磁瓦表面會(huì)產(chǎn)生一些缺陷，如裂紋、崩爛、欠磨等。這些缺陷對(duì)磁瓦的效能會(huì)產(chǎn)生很大的影響，關(guān)系到電動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。
為避免造成無(wú)法預(yù)料的后果，對(duì)于功能面含有缺陷的磁瓦，必須通過(guò)檢測(cè)予以剔除。目前磁瓦生產(chǎn)廠家基本還是靠人工目視檢測(cè)，這種檢測(cè)方法效率低，每人每分鐘平均只能檢測(cè) 30 片；工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，必須持續(xù)地集中注意力， 導(dǎo)致疲勞后容易產(chǎn)生漏檢、錯(cuò)檢，在精度和穩(wěn)定性上均難以保證；同時(shí)磁瓦生產(chǎn)車間噪音污染嚴(yán)重，給員工的身體健康也帶來(lái)了隱患。
磁瓦內(nèi)表面缺陷分析
鐵氧體磁瓦是永磁鐵氧體產(chǎn)品中技術(shù)含量較高的一個(gè)系列品種，它是以 SrO或 BaO 及 Fe2O3為原料，通過(guò)陶瓷工藝方法制造而成。其生產(chǎn)流程為：配料→預(yù)燒→破碎→球磨→成型→燒結(jié)→磨加工→檢測(cè)和包裝。在磁瓦的生產(chǎn)過(guò)程中，由于原料、加工工藝、設(shè)備狀況、人為等因素的影響，磁瓦表面會(huì)產(chǎn)生一些缺陷。
這些缺陷包括：裂紋、壓痕、崩爛、掉角、欠磨、起級(jí)、尺寸不合格、倒角不合格等，呈現(xiàn)出復(fù)雜性和多樣性。
磁瓦生產(chǎn)過(guò)程中的成型工序是保證磁瓦最終質(zhì)量的極為重要的條件之一，在這一過(guò)程中，模具質(zhì)量的好壞、成型磁場(chǎng)的大小及分布、漿料本身的特性等，對(duì)坯件都有不同程度的影響。磁瓦坯件的燒結(jié)工序是決定磁瓦產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。燒結(jié)溫度、爐膛內(nèi)各部位的溫度分布、燒結(jié)時(shí)的進(jìn)板速度如控制不合理，將產(chǎn)生裂紋等缺陷。磨加工是磁瓦生產(chǎn)過(guò)程的最后一道精加工工序，磨加工過(guò)程中的砂輪鍍砂質(zhì)量、一次切削磨加工量、進(jìn)給速度以及冷卻水的用量， 對(duì)磁瓦磨加工質(zhì)量起著重要作用，如控制不當(dāng)，容易造成磨加工面的裂紋，甚至磨加工面邊角的崩裂，導(dǎo)致磁瓦缺邊掉角。
根據(jù)企業(yè)提供的缺陷樣品和實(shí)際生產(chǎn)情況， 本文針對(duì)磁瓦內(nèi)表面常見(jiàn)的裂紋（包括深裂紋和淺裂紋）、崩爛、欠磨和壓痕四種缺陷進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別。
檢測(cè)原理
當(dāng)一組平行的光線入射到物體表面時(shí)會(huì)發(fā)生鏡面反射和漫反射，反射光和散射光的強(qiáng)度取決于物體表面的粗糙度和缺陷的情況。由于缺陷的存在，磁瓦表面的粗糙度和反射平面法線方向?qū)l(fā)生變化，從而導(dǎo)致反射光和散射光強(qiáng)度的變化，且由表面缺陷導(dǎo)致的光強(qiáng)變化將大于由表面粗糙度不同所引起的光強(qiáng)變化。由于反射光和散射光中都包含有缺陷的信息，因此可以通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)反射光和散射光強(qiáng)度的變化判斷出缺陷的變化。
在光源的照射下，表面質(zhì)量合格的磁瓦圖像呈現(xiàn)出的灰度分布相對(duì)均勻，而存在表面缺陷的圖像則存在灰度的突變，通過(guò)利用圖像處理算法即可從圖像中提取出缺陷， 進(jìn)而對(duì)缺陷的類型進(jìn)行識(shí)別。
硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
圖像采集硬件系統(tǒng)的主要功能是采集磁瓦圖像，并將圖像信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)所能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響最終檢測(cè)的結(jié)果。
一個(gè)好的硬件系統(tǒng)是獲取高質(zhì)量原始圖像的必要條件，從而能簡(jiǎn)化后續(xù)的圖像處理過(guò)程，得到高精度的檢測(cè)結(jié)果，大大提高檢測(cè)效率。為了獲取高質(zhì)量的磁瓦圖像，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)分辨率、檢測(cè)精度等要求合理選擇組成硬件系統(tǒng)的單元，包括攝像機(jī)、鏡頭等，然后在此基礎(chǔ)上根據(jù)磁瓦的特性和外觀特點(diǎn)，構(gòu)建出能夠適用于磁瓦的光源照明模塊。
光源照明模塊要具有如下特點(diǎn)：
(1) 要求盡可能突出磁瓦表面缺陷的特征量。如檢測(cè)裂紋缺陷，就要突出裂紋特征；檢測(cè)崩爛缺陷，就要突出崩爛特征。
(2) 增加對(duì)比度，突出背景與缺陷之間的區(qū)別。對(duì)比度越大，圖像質(zhì)量越好，就越容易將缺陷從背景中分離出來(lái)。
(3) 應(yīng)保證足夠的整體亮度。圖像傳感器有一定的光照度要求，并且如果亮度過(guò)小，將使圖像中出現(xiàn)噪聲的概率增大。
(4) 被檢測(cè)對(duì)象表面光照均勻。磁瓦表面缺陷出現(xiàn)的位置具有隨機(jī)性，不均勻的光源會(huì)導(dǎo)致圖像灰度信息失真，從而不能真實(shí)地反映磁瓦表面缺陷信息。為了能使缺陷有效地被檢測(cè)和識(shí)別， 需保證磁瓦表面光照均勻。
基于機(jī)器視覺(jué)的磁瓦表面缺陷檢測(cè)
針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器視覺(jué)算法檢測(cè)磁瓦缺陷類別較為單一，機(jī)器學(xué)習(xí)算法識(shí)別率低的問(wèn)題，提出基于深度學(xué)習(xí)進(jìn)行多類別磁瓦表面缺陷識(shí)別。
機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)主要由光源系統(tǒng)、圖像采集設(shè)備、圖像處理系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。
圖像采集設(shè)備與磁瓦是非接觸的，對(duì)磁瓦自身生產(chǎn)設(shè)備沒(méi)有影響，而且采用高幀率設(shè)備和高效圖像處理算法可以顯著提高檢測(cè)速率。
另外計(jì)算機(jī)可以對(duì)圖像處理后提取的缺陷進(jìn)行分類，既可以達(dá)到質(zhì)量檢測(cè)的目的，也可以對(duì)缺陷類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為改進(jìn)生產(chǎn)工藝提供幫助。
