本發(fā)明屬于應(yīng)變片，具體涉及一種應(yīng)變片缺陷檢測裝置及方法。
背景技術(shù)：
1、應(yīng)變片是一種能夠?qū)⒆陨硪蚴芰Χa(chǎn)生的形變轉(zhuǎn)化為電阻值變化的器件，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海裝備測試，以及材料測試、高鐵碰撞測試等領(lǐng)域。敏感柵是應(yīng)變片的核心組成部分，為了保證應(yīng)變片的檢測精度和可靠性，其生產(chǎn)過程中需要對應(yīng)變片的敏感柵進(jìn)行嚴(yán)格的形貌檢測、電特性測試。其中，應(yīng)變片敏感柵形貌缺陷檢測作為質(zhì)檢的首要環(huán)節(jié)，對應(yīng)變片的質(zhì)量起著決定性作用。
2、現(xiàn)有的應(yīng)變片陣列缺陷檢測，一般采用人工目視檢查的方式，以及簡單的接觸式測量工具進(jìn)行檢測。這些方法存在檢測效率低下、主觀性強(qiáng)、對微小缺陷檢測能力有限等不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種應(yīng)變片缺陷檢測裝置及方法，能夠?qū)?yīng)變片分別進(jìn)行宏觀缺陷和微觀缺陷的兩級檢測并進(jìn)行物理標(biāo)記，能夠有效地提高應(yīng)變片缺陷的檢測效率和檢測精度。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種應(yīng)變片缺陷檢測裝置，包括多級運(yùn)動平臺、工業(yè)相機(jī)、圖像處理單元、缺陷標(biāo)記模塊以及主控單元，所述主控單元分別與所述多級運(yùn)動平臺、工業(yè)相機(jī)、圖像處理單元和缺陷標(biāo)記模塊連接；
3、所述多級運(yùn)動平臺用于在所述主控單元的控制下移動待測應(yīng)變片陣列，包括第一運(yùn)動平臺和第二運(yùn)動平臺，所述第一運(yùn)動平臺設(shè)置在所述第二運(yùn)動平臺的下方，所述第二運(yùn)動平臺上設(shè)置有載物平臺，用于承載待測應(yīng)變片陣列，所述載物平臺上設(shè)置有定位標(biāo)記，用于確定應(yīng)變片陣列中各應(yīng)變片在載物平臺上的位置信息；
4、所述工業(yè)相機(jī)設(shè)置于多級運(yùn)動平臺的上方，用于在所述主控單元的控制下對應(yīng)變片陣列進(jìn)行圖像采集并將采集的圖像傳遞給圖像處理單元，所述工業(yè)相機(jī)包括第一工業(yè)相機(jī)和第二工業(yè)相機(jī)，所述第一工業(yè)相機(jī)為低倍率大視場相機(jī)，所述第二工業(yè)相機(jī)為高倍率小視場相機(jī)，所述第一工業(yè)相機(jī)用于掃描應(yīng)變片陣列，采集應(yīng)變片陣列中應(yīng)變片的圖像，所述第二工業(yè)相機(jī)用于掃描應(yīng)變片的敏感柵，采集應(yīng)變片的敏感柵的圖像；
5、所述圖像處理單元用于在所述主控單元的控制下對所述工業(yè)相機(jī)采集的圖像進(jìn)行圖像識別處理，確定存在宏觀缺陷或微觀缺陷的應(yīng)變片；
6、所述缺陷標(biāo)記模塊用于在所述主控單元的控制下對應(yīng)變片陣列中存在宏觀缺陷或微觀缺陷的應(yīng)變片進(jìn)行物理標(biāo)記。
7、優(yōu)選地，所述裝置還包括驅(qū)動控制單元，所述驅(qū)動控制單元分別與第一運(yùn)動平臺、第二運(yùn)動平臺和主控單元連接，用于根據(jù)主控單元的控制指令驅(qū)動第一運(yùn)動平臺和第二運(yùn)動平臺。
8、優(yōu)選地，所述裝置還包括第一相機(jī)支架和第二相機(jī)支架，分別用于支撐所述第一工業(yè)相機(jī)和所述第二工業(yè)相機(jī)，第一相機(jī)支架設(shè)置在多級運(yùn)動平臺的第一側(cè)邊，第二相機(jī)支架設(shè)置在與第一側(cè)邊相鄰的第二側(cè)邊，缺陷標(biāo)記模塊設(shè)置在多級運(yùn)動平臺的第三側(cè)邊。
9、優(yōu)選地，第一工業(yè)相機(jī)與所述多級運(yùn)動平臺之間的距離大于第二工業(yè)相機(jī)與所述多級運(yùn)動平臺之間的距離，所述第一工業(yè)相機(jī)的放大倍數(shù)為20～60倍，視場大小大于1cm×1cm，所述第二工業(yè)相機(jī)的放大倍數(shù)為200～500倍，視場大小小于2.5mm×2.5mm。
10、優(yōu)選地，第二運(yùn)動平臺與第一運(yùn)動平臺之間設(shè)置有空腔，用于放置真空吸附裝置，所述載物平臺上設(shè)置有通孔，用于配合真空吸附裝置將應(yīng)變片陣列吸附在所述載物平臺的上表面上。
11、本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種應(yīng)變片缺陷檢測方法，利用上述的裝置進(jìn)行應(yīng)變片缺陷檢測，所述方法包括：
12、步驟s11，控制第一運(yùn)動平臺移動至第一工業(yè)相機(jī)的視場范圍內(nèi)，采集應(yīng)變片陣列中各應(yīng)變片的圖像；
13、步驟s12，利用圖像處理單元對應(yīng)變片的圖像進(jìn)行圖像識別處理，并根據(jù)應(yīng)變片的圖像識別結(jié)果確定存在宏觀缺陷的應(yīng)變片；
14、步驟s13，控制多級運(yùn)動平臺移動至第二工業(yè)相機(jī)的視場范圍內(nèi)，采集應(yīng)變片陣列中不存在宏觀缺陷的應(yīng)變片的敏感柵的圖像；
15、步驟s14，利用圖像處理單元對敏感柵的圖像進(jìn)行圖像識別處理，并根據(jù)敏感柵的圖像識別結(jié)果確定存在微觀缺陷的應(yīng)變片；
16、步驟s15，控制缺陷標(biāo)記模塊對存在宏觀或微觀缺陷的應(yīng)變片進(jìn)行物理標(biāo)記。
17、優(yōu)選地，所述方法在步驟s11之前還包括：根據(jù)載物平臺上的定位標(biāo)記，確定待測應(yīng)變片陣列的各應(yīng)變片在載物平臺上的位置信息，并根據(jù)各應(yīng)變片的位置信息對各應(yīng)變片配置應(yīng)變片標(biāo)識。
18、優(yōu)選地，在步驟s12中，首先識別應(yīng)變片圖像中的各應(yīng)變片，記錄各應(yīng)變片的位置信息和應(yīng)變片標(biāo)識；然后對應(yīng)變片圖像進(jìn)行宏觀缺陷識別，識別存在宏觀缺陷的應(yīng)變片，并輸出對應(yīng)的應(yīng)變片標(biāo)識和對應(yīng)的位置信息；
19、在對應(yīng)變片圖像進(jìn)行宏觀缺陷識別時(shí)，對預(yù)處理后的單個(gè)應(yīng)變片的圖像提取灰度分布特征信息，將提取的特征信息輸入到已經(jīng)訓(xùn)練好的cnn模型中，輸出結(jié)果為應(yīng)變片的某一種宏觀缺陷的置信度。
20、優(yōu)選地，在步驟s14中，對采集的敏感柵的圖像進(jìn)行微觀缺陷識別，識別存在微觀缺陷的應(yīng)變片，并輸出存在微觀缺陷的應(yīng)變片的應(yīng)變片標(biāo)識和位置信息；
21、在對敏感柵的圖像進(jìn)行微觀缺陷識別時(shí)，對預(yù)處理后的敏感柵圖像進(jìn)行特征提取，將提取的特征信息輸入到已經(jīng)訓(xùn)練好的cnn模型中，輸出結(jié)果為某一種微觀缺陷的置信度。
22、優(yōu)選地，應(yīng)變片的宏觀缺陷的類型包括大面積粘連缺陷和大面積腐蝕缺陷中的至少一項(xiàng)；
23、應(yīng)變片的微觀缺陷的類型包括以下任意一項(xiàng)或任意多項(xiàng)的組合：敏感柵粘連、敏感柵斷柵、敏感柵形貌畸變和敏感柵間距異常。
24、根據(jù)本發(fā)明上述方面的應(yīng)變片缺陷檢測裝置及方法，通過控制工業(yè)相機(jī)與多級運(yùn)動平臺協(xié)同，對應(yīng)變片分別進(jìn)行宏觀缺陷和微觀缺陷的兩級檢測并進(jìn)行物理標(biāo)記，能夠有效地提高應(yīng)變片缺陷的檢測效率和檢測精度。
1.一種應(yīng)變片缺陷檢測裝置，其特征在于，包括多級運(yùn)動平臺、工業(yè)相機(jī)、圖像處理單元、缺陷標(biāo)記模塊以及主控單元，所述主控單元分別與所述多級運(yùn)動平臺、工業(yè)相機(jī)、圖像處理單元和缺陷標(biāo)記模塊連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括驅(qū)動控制單元，所述驅(qū)動控制單元分別與第一運(yùn)動平臺、第二運(yùn)動平臺和主控單元連接，用于根據(jù)主控單元的控制指令驅(qū)動第一運(yùn)動平臺和第二運(yùn)動平臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，還包括第一相機(jī)支架和第二相機(jī)支架，分別用于支撐所述第一工業(yè)相機(jī)和所述第二工業(yè)相機(jī)，第一相機(jī)支架設(shè)置在多級運(yùn)動平臺的第一側(cè)邊，第二相機(jī)支架設(shè)置在與第一側(cè)邊相鄰的第二側(cè)邊，缺陷標(biāo)記模塊設(shè)置在多級運(yùn)動平臺的第三側(cè)邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，第一工業(yè)相機(jī)與所述多級運(yùn)動平臺之間的距離大于第二工業(yè)相機(jī)與所述多級運(yùn)動平臺之間的距離，所述第一工業(yè)相機(jī)的放大倍數(shù)為20～60倍，視場大小大于1cm×1cm，所述第二工業(yè)相機(jī)的放大倍數(shù)為200～500倍，視場大小小于2.5mm×2.5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，第二運(yùn)動平臺與第一運(yùn)動平臺之間設(shè)置有空腔，用于放置真空吸附裝置，所述載物平臺上設(shè)置有通孔，用于配合真空吸附裝置將應(yīng)變片陣列吸附在所述載物平臺的上表面上。
6.一種應(yīng)變片缺陷檢測方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的裝置進(jìn)行應(yīng)變片缺陷檢測，所述方法包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法在步驟s11之前還包括：根據(jù)載物平臺上的定位標(biāo)記，確定待測應(yīng)變片陣列的各應(yīng)變片在載物平臺上的位置信息，并根據(jù)各應(yīng)變片的位置信息對各應(yīng)變片配置應(yīng)變片標(biāo)識。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在步驟s12中，首先識別應(yīng)變片圖像中的各應(yīng)變片，記錄各應(yīng)變片的位置信息和應(yīng)變片標(biāo)識；然后對應(yīng)變片圖像進(jìn)行宏觀缺陷識別，識別存在宏觀缺陷的應(yīng)變片，并輸出對應(yīng)的應(yīng)變片標(biāo)識和對應(yīng)的位置信息；
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，在步驟s14中，對采集的敏感柵的圖像進(jìn)行微觀缺陷識別，識別存在微觀缺陷的應(yīng)變片，并輸出存在微觀缺陷的應(yīng)變片的應(yīng)變片標(biāo)識和位置信息；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，應(yīng)變片的宏觀缺陷的類型包括大面積粘連缺陷和大面積腐蝕缺陷中的至少一項(xiàng)；