注塑内饰件缺陷视觉检测与工艺参数自适应调控方法与流程

本发明涉及智能制造领域，具体涉及注塑内饰件缺陷视觉检测与工艺参数自适应调控方法。

背景技术：

1、在汽车内饰仿皮纹或木纹纹理饰板的注塑成型中，熔接痕作为熔体汇合形成的强度薄弱结合线，当其恰好落在纹理沟槽的凹谷底部时，沟槽侧壁形成的阴影与纹理自身的视觉干扰会将其完全遮盖。常规视觉检测系统受限于此类视觉盲区，几乎无法将隐蔽的熔接痕与正常纹理区分开，导致零件表面看似完好，实则埋藏着强度缺陷隐患。

2、现有注塑机虽可通过压力或温度传感器捕捉熔体汇合处的特征异常，间接给出可能存在熔接不良的风险预警，但这种间接信号无法提供缺陷是否存在、具体位置及严重程度的直接证据；现场处置因此陷入两难：若无视预警，存在将强度隐患件放行至整车装配的风险；若仅凭间接信号便盲目调整模温、注射速度等参数，又可能在并无真实缺陷时破坏原本合格的纹理外观，引发新的批量外观缺陷；如何穿透纹理视觉盲区，判别隐蔽熔接缺陷并据此实现定向工艺补偿，成为本领域亟待解决的问题。

3、为此，本发明提供注塑内饰件缺陷视觉检测与工艺参数自适应调控方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在提供注塑内饰件缺陷视觉检测与工艺参数自适应调控方法，以解决上述背景问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：注塑内饰件缺陷视觉检测与工艺参数自适应调控方法，包括：。

3、采集注塑填充阶段熔接迹线处的多点压力响应序列，进行分时段能量特征分离得到衰减度量向量，根据衰减度量向量进行偏差融合分析，得到熔接薄弱指数并生成熔接薄弱指数分布；

4、获取内饰板纹理表面的灰度图像，依据纹理设计图纸划分出由沟谷遮蔽形成的视觉屏蔽区域；将视觉屏蔽区域与熔接薄弱指数分布进行空间位置配准识别隐蔽缺陷候选区；

5、对隐蔽缺陷候选区施加辅助照明并采集显现图像，进行条状特征增强处理得到梯度幅值图像，筛选候选条状异常特征并获取几何形态描述子，根据候选条状异常特征的几何形态描述子进行形态偏离分析，判断是否存在真实熔接缺陷；

6、若存在，则提取真实熔接缺陷处对应衰减度量向量的衰减程度，并追溯对应模具温控单元与注射速度曲线段，依据预先构建的响应曲面模型生成温度补正指令和注射速度调整指令。

7、进一步地，进行分时段能量特征分离的过程为：

8、根据压力响应序列识别冲击熔合段和冷却松弛段；

9、在冲击熔合段将压力响应序列中每个采样点的压力值扣除型腔基准压力得到标准压力响应序列，将标准压力响应序列中每个采样点对应的压力值求取平方值并进行时间积分，得到冲击熔合能量值；

10、在冷却松弛段内，对标准压力响应序列中每个采样点对应的压力值求取平方值，对所得到的平方值序列采用一阶指数衰减模型进行最小二乘拟合，得到松弛衰减率；

11、将同一测量位置的冲击熔合能量值和松弛衰减率组合为二维的衰减度量向量。

12、进一步地，识别冲击熔合段和冷却松弛段的过程为：

13、对压力响应序列求取一阶导数得到压力变化率曲线，并搜索正向极大值点，将正向极大值点对应的时刻标记为冲击熔合段的开始时刻；

14、从冲击熔合段的开始时刻起，当监测到压力响应序列中的压力值在连续预设数量的采样点内保持下降且无任何回升波动时，将首次满足持续下降条件的采样点所对应的时刻确定为冲击熔合段的终止时刻；

15、将冲击熔合段的终止时刻作为冷却松弛段的开始时刻，并将压力值持续衰减至注塑工艺设定的型腔基准压力的时刻作为冷却松弛段的终止时刻。

16、进一步地，生成熔接薄弱指数的过程为：

17、基于每个测量位置的衰减度量向量采用径向基函数的空间插值法，获得每一条熔接迹线上任意空间位置的衰减度量向量，并设定理想衰减向量；

18、将衰减度量向量与理想衰减向量进行比对得到第一偏差值与第二偏差值，将第一偏差值与第二偏差值进行结合得到熔接薄弱指数。

19、进一步地，划分出由沟谷遮蔽形成的视觉屏蔽区域的过程为：

20、依据纹理设计图纸读取纹理沟槽设计走向与设计深度，将设计走向作为纹理沟槽的走势，并结合与平行光源照明方向的空间夹角，利用几何光线模型计算遮蔽宽度；

21、基于工业相机内、外参数，将遮蔽宽度投影至灰度图像得到遮蔽像素带，获取纹理沟槽的中心线投影至灰度图像得到中心线像素序列；以遮蔽像素带与中心线像素序列的并集作为纹理沟槽的视觉屏蔽子区域，获取所有视觉屏蔽子区域的并集构成视觉屏蔽区域。

22、进一步地，进行空间位置配准的过程为：

23、获取注塑模具型腔纹理表面的三维几何数据执行参数化展开，生成二维展开坐标网络；

24、将熔接薄弱指数分布映射至二维展开坐标网络形成薄弱指数图谱，并通过相机内、外参数将视觉屏蔽区域转换至二维展开坐标网络；

25、基于二维展开坐标网络提取待分析节点，并按照升序排列确定上四分位数；根据上四分位数识别薄弱偏高节点，将所有薄弱偏高节点所构成的连续区域，与视觉屏蔽区域求取交集，得到隐蔽缺陷候选区。

26、进一步地，进行形态偏离分析的过程为：

27、采集显现图像进行条状特征增强处理后，筛选得到候选条状异常特征；

28、提取各个候选条状异常特征的几何形态描述子，并提取纹理设计图纸中规则纹理的几何形态描述子，将候选条状异常特征的几何形态描述子与规则纹理的几何形态描述子进行形态偏离比对，判定为条状异常特征；若条状异常特征对应的空间位置处的熔接薄弱指数属于薄弱偏高节点，且位于隐蔽缺陷候选区内，则判定条状异常特征为真实熔接缺陷。

29、进一步地，筛选得到候选条状异常特征的方式为：

30、计算显现图像中每个像素的梯度方向和梯度幅值，采集每个像素的梯度方向与纹理沟槽主延伸方向之间的夹角，根据夹角识别顺纹理像素；

31、将顺纹理像素的梯度幅值保留，将顺纹理像素之外像素的梯度幅值置为零，得到方向滤波后的梯度幅值图像；

32、针对梯度幅值图像采用连通区域分析算法提取连通区域，并筛选出长度超过单个纹理沟槽周期长度的条状区域，作为候选条状异常特征。

33、进一步地，进行形态偏离比对的过程为：

34、方向偏离比对，获取候选条状异常特征主延伸方向与纹理沟槽主延伸方向的方向偏离夹角，获取熔接迹线预测走向与纹理沟槽主延伸方向的相交夹角，计算方向偏离夹角与相交夹角的绝对差值，若绝对差值小于或等于角度偏差容限，则满足方向偏离条件；

35、长度偏离比对，当候选条状异常特征连续跨越至少两条纹理沟槽时，则满足长度偏离条件；

36、宽度偏离比对，计算候选条状异常特征的宽度与纹理沟槽的设计宽度的差值，若差值超出纹理沟槽宽度公差范围，则满足宽度偏离条件。

37、进一步地，生成温度补正指令和注射速度调整指令的过程为：

38、提取真实熔接缺陷处对应衰减度量向量的衰减程度，作为期望补偿量，输入响应曲面模型中逆向求解得到温度变化量和注射速度变化量；

39、基于温度变化量生成针对模具温控单元的温度补正指令，基于注射速度变化量生成针对注塑机控制系统的注射速度调整指令。

40、本发明的有益效果如下：

41、1.采集注塑填充阶段熔接迹线处的多点压力响应序列，进行分时段能量特征分离得到衰减度量向量，根据衰减度量向量进行偏差融合分析，得到熔接薄弱指数并生成熔接薄弱指数分布；将熔体汇合时转瞬即逝的压力波动转化为沿整条熔接迹线连续分布的薄弱指数场，使原本不可见的内部强度隐患拥有了量化的空间风险分布图；获取内饰板纹理表面的灰度图像，依据纹理设计图纸划分出由沟谷遮蔽形成的视觉屏蔽区域；将视觉屏蔽区域与熔接薄弱指数分布进行空间位置配准识别隐蔽缺陷候选区；通过工艺数据与视觉信息的空间配准，打破了纹理沟谷阴影造成的视觉欺骗，从传感器泛泛的间接预警中圈定出被外观完好假象掩盖的真正高风险待查点。

42、2.对隐蔽缺陷候选区施加辅助照明并采集显现图像，进行条状特征增强处理得到梯度幅值图像，筛选候选条状异常特征并获取几何形态描述子，根据候选条状异常特征的几何形态描述子进行形态偏离分析，判断是否存在真实熔接缺陷；以主动改变光照的方式将视觉盲区内的隐蔽结构暴露出来，结合形态特征比对，把模棱两可的间接风险信号映射为缺陷是否存在的确凿直接证据；若存在，则提取真实熔接缺陷处对应衰减度量向量的衰减程度，并追溯对应模具温控单元与注射速度曲线段，依据预先构建的响应曲面模型生成温度补正指令和注射速度调整指令；在确认真实缺陷后，根据衰减程度定量追溯致因的局部模温和注射速度，实施靶向精准补偿，从而在根除熔接强度隐患的同时，完好保护当前合格的大面积纹理外观，杜绝盲目全局调整引发的批量外观次生缺陷。