在金屬包裝領域，高密封性要求的成型一般采用電阻焊接的方式，即將已印刷完畢的彩印鐵圈圓，通過焊機將其兩端焊接成一體，進而根據(jù)客戶需求，實現(xiàn)各類形狀的加工，包裝產(chǎn)品，達到美觀、實用的目的。

近年來，以自動化、智能化為主要方向的高速自動化生產(chǎn)線及其關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)成為目前行業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向?；す藓附硬糠值娜毕輽z測技術(shù)也應運而生，將本來需要人工完成的檢測工作，轉(zhuǎn)變成由計算機完成，這不僅減少了人工成本，也讓檢測更加穩(wěn)定、高效。

常用焊縫檢測方法的優(yōu)勢與不足

電阻焊的工作原理是，利用焊接回路上存在的電流通過電阻產(chǎn)生熱效應，同時施加一定的壓力將金屬永久性融合。影響焊接效率及質(zhì)量的主要因素是焊機和焊接材料的性能。自1953年世界第一臺半自動電阻焊機問世以來，隨著電阻焊接的理論與電阻焊機設計的不斷發(fā)展，越來越多的新款和高速的電阻焊機被推向市場。電阻焊最早采用正弦波正負峰值觸發(fā)加熱使金屬板自熔粘結(jié)技術(shù)，近年來已發(fā)展到采用CPU（中央處理機）集中控制和分系統(tǒng)PC機過程控制，故障自診斷監(jiān)控，交流變頻調(diào)速技術(shù)，隨機要求靈活改變轉(zhuǎn)速，使整機結(jié)構(gòu)緊湊、操縱穩(wěn)定可靠。

焊接質(zhì)量的檢測對象主要包括焊縫幾何形狀、焊縫位置偏差以及焊縫缺陷。在實際生產(chǎn)中經(jīng)常需要快速檢測焊縫的各種特征，以便對焊縫的質(zhì)量進行評價。傳統(tǒng)檢測方法有焊縫外觀目測檢測法、焊縫撕裂試驗檢測法等，然而這些方法效率很低，不能達到精確檢驗的目的。近年來，國內(nèi)外開展多種新的檢測技術(shù)研究，主要集中在對可見光下焊縫的彩色圖像進行處理，以獲取焊縫的參數(shù)。但在可見光下圖像光照模型不穩(wěn)定，且焊縫圖像分割效果很差。如采用超聲波檢測技術(shù)，因工藝比較復雜，目前還停留在研究檢測方面，難適應高速生產(chǎn)要求，同時對檢測的精度控制還存在一定難度。主動紅外技術(shù)則不存在上述問題，通過必要的圖像處理能夠準確的提取焊縫特征，具有很好的效果和使用價值。

在國內(nèi)，焊縫的質(zhì)量監(jiān)測企業(yè)一般采用人工目視檢查方法進行檢測。當發(fā)現(xiàn)具有上述缺陷產(chǎn)品時，手工將缺陷產(chǎn)品從生產(chǎn)線上剔除。由于目視檢查方法易導致視覺疲勞，從而產(chǎn)生視覺誤差，此外還易受主觀因素的影響?？傊?，人工目視檢查方法效率低，檢測錯誤率高。在一些研究院，目前大多采用超聲波檢測。

在發(fā)達國家，焊縫在線系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展很快，很多企業(yè)已經(jīng)達到了相當高的水平，人們對無損檢測認識得比較早，在檢測設備的研制和使用上進行了大量的投入。一些企業(yè)利用紅外線檢測，超聲波監(jiān)測等技術(shù)，甚至有些公司開發(fā)了采用視頻圖像和溫度在線監(jiān)測的新的檢測方法。

基于機器視覺，發(fā)展多參量綜合監(jiān)測技術(shù)

縫焊是一個高度非線性、有多變量耦合作用和大量隨機不確定因素的過程，具有形核過程時間極短，處于封閉狀態(tài)無法觀測，特征信號提取困難等固有的特點，導致焊點質(zhì)量參數(shù)（熔核直徑、強度等）無法直接測量，只能通過一些點焊過程參數(shù)（焊接電流、電極間電壓、動態(tài)電阻、能量、熱膨脹電極位移等）進行間接推斷，極大地影響了焊縫質(zhì)量監(jiān)控的準確性和可靠性。經(jīng)過較長時間的探索和實踐，我們已獲得以下信息：發(fā)展多參量綜合監(jiān)測技術(shù)是提高點焊質(zhì)量監(jiān)控精度的有效途徑，即充分利用監(jiān)測信息，采用合理的建模手段，建立合理的多元非線性監(jiān)測模型并使該模型能在較寬條件內(nèi)提供準確、可靠的焊縫質(zhì)量信息，是質(zhì)量控制技術(shù)關(guān)鍵。

我們的方法是，設計基于機器視覺的金屬制罐焊縫缺陷檢測系統(tǒng)，通過對相機采集的原始圖預處理，提取焊縫核心區(qū)域，進而采用波形檢測算法對焊縫進行缺陷檢測。首先，針對焊縫缺陷在線檢測要求設計硬件結(jié)構(gòu)，同時搭建軟件整體框架。根據(jù)缺陷特征及成因，將缺陷類型分為焊渣、焊穿、虛焊與熔焊等多個類型。其次，對原始焊縫圖像預處理，采用幾何圖形算法對焊縫圖像旋轉(zhuǎn)，通過圖像質(zhì)心算法獲取焊縫水平位置并對其矯正，從而提取出準確的焊縫核心區(qū)域，減少部分偽缺陷信息的干擾。最后，針對焊縫缺陷類型特點，提出波形檢測算法用于缺陷判別，并通過標準差計算與一階差分計算，排除兩端焊縫干擾信息并檢測焊縫缺陷。

焊縫質(zhì)量判斷原理

像素比例判斷方法原理像素比例判斷算法（即長方條算法）主要通過兩條掃描線對圖像的焊縫兩旁進行掃描，從而確定焊縫及缺陷的大致位置。鎖定一個長方形框，計算其中的灰度比例。因為正常焊縫的形狀近似一個長方形框，因此在鎖定的長方形框中，低值灰度像素（即深顏色）比例較高。而在有缺陷的焊縫處，因形狀不太接近為一個長方形形狀，所以鎖定的長方形框中，必然包括了一部分高值灰度像素（淺顏色）點，因此低值灰度的比例就沒有正常焊縫圖像高。

圖像形狀判斷方法原理使用該方法，首先需要判斷圖像是否取自產(chǎn)品的兩端，以及判斷圖像位于焊接進入位置還是焊接出去位置，記錄其位置標記。對采集的焊縫圖像進行二值化轉(zhuǎn)換，對轉(zhuǎn)換后的圖像進行邊緣提取，提取出圖像中焊縫的形狀，通過八連通圖算法，判斷焊縫的形狀。當焊縫的形狀為規(guī)則圖形時，焊縫不存在缺陷，產(chǎn)品合格；當焊縫的形狀為不規(guī)則彎曲圖形時，則需要進一步判斷該圖像位于產(chǎn)品的位置。如中間部分的圖像規(guī)則，則為合格產(chǎn)品的焊縫圖像；否則為不合格產(chǎn)品。圖1為合格產(chǎn)品與不合格產(chǎn)品焊縫中間部分，圖2為合格產(chǎn)品與不合格產(chǎn)品焊縫兩端部分。

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