(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111646332.3 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 武汉科技大 学 地址 430081 湖北省武汉市青山区和平大 道947号 申请人 襄阳博亚精工装备股份有限公司 (72)发明人 王蕾　郭钰瑶　张泽琳　刘翔　 夏绪辉　李文喜　刘玉波　赵林昌　 严旭果　陈宝通　王瞳　曹建华　 张欢　 (74)专利代理 机构 北京金智普华知识产权代理 有限公司 1 1401 代理人 张晓博 (51)Int.Cl. G01N 21/95(2006.01)G01N 21/88(2006.01) B08B 1/00(2006.01) B08B 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种精冲模具表面异物在线检测与清除系 统、 方法及装置 (57)摘要 本发明属于精冲设备检测技术领域， 公开了 一种精冲模 具表面异物在线检测与清除系统、 方 法及装置， 图像数据采集模块利用工业相机进行 上下模具表 面图像数据的采集； 图像采集控制模 块控制数据采集模块的启停； 图像数据处理模块 对采集的模 具表面图像进行预处理、 分割以及纹 理特征提取； 同时用于控制异物清除模块的启 停； 异物清除控制模块进行异物清除。 本发明提 供了一种精冲模具表面异物在线检测与清除系 统， 能够进行精冲模具表面异物的快速检测与清 除， 通过计算机提取所得图像数据的缺陷特征并 对其进行异物识别与检测， 避免了模具损伤， 以 及资源的浪费。 本发明通过多角度组合光、 工业 相机同时对上 下精冲模具进行检测， 更加全面。 权利要求书3页 说明书11页 附图6页 CN 114371179 A 2022.04.19 CN 114371179 A 1.一种精冲模具表面异物在线检测与清除方法， 其特征在于， 所述精冲模具表面异物 在线检测与清除方法包括： 步骤一， 进行上下模具表面图像采集； 对采集的上下模具表面图像进行预处理； 采用全 局阈值对预处 理后的上 下模具表面图像进行处 理， 确定异 物所在的区域即图像缺陷区域； 步骤二， 对提取的图像缺陷区域计算灰度图像得到共生矩阵； 通过计算共生矩阵得到 矩阵的部分特 征值即缺陷图像的纹 理特征； 步骤三， 通过最小距离判别函数基于提取的缺陷 图像的纹理特征判断模具表面图像是 否存在异 物， 若不存在异 物， 则继续冲压； 当存在残留异 物时， 则转向步骤四； 步骤四， 控制喷吹装置进行二 次喷吹， 并于喷吹结束后， 利用工业相机再次采集模具表 面图像数据， 并基于采集的图像判断模 具表面异物是否清除完成； 若异物还存在， 则控制警 报器进行报警。 2.如权利要求1所述精冲模具表面异物在线检测与清除方法， 其特征在于， 步骤一中， 所述进行 上下模具表面图像采集包括： 相机位置控制器根据模具确定相机和 组合光源位置及角度； 当金属材料冲压结束后， 位移传感器通过上下模具台位移距离确定冲压结束并发送电信号给相机控制器， 控制工业 相机在零件与废料被喷吹后进行 上下模具表面图像采集。 3.如权利要求1所述精冲模具表面异物在线检测与清除方法， 其特征在于， 所述进行上 下模具表面图像采集还包括： 根据喷吹装置的喷吹时间控制 工业相机进行延时拍摄， 获取 上下模具表面图像。 4.如权利要求1所述精冲模具表面异物在线检测与清除方法， 其特征在于， 所述步骤一 中， 对采集的上 下模具表面进行 预处理包括： 采用BM3D算法对采集到的上下模具光照图进行降噪处理， 并通过sigmoid函数对图像 进行对比度亮度调节， 如下： f(x)＝1/(1+e ‑x)； 当x趋近于负无穷时， y趋 近于0； 当x趋近于正无穷时， y趋 近于1； 当x＝1/2时， y＝0 。 5.如权利要求1所述精冲模具表面异物在线检测与清除方法， 其特征在于， 所述步骤二 缺陷图像的纹 理特征提取包括： (1)选取θ 为0度， 45度， 90度， 13 5度4个方向计算灰度共生矩阵， 如下： p＝(i， j， δ， θ )＝{[(x， y)， (x+Δx， y+Δy)]|f(x， y)＝i， f(x+Δx， y+Δy)＝j； x＝0， 1，…， Nx‑1； y＝0， 1， …， Ny‑1}； 其中： i， j＝0， 1， ...， L ‑1； x， y表示图像中的像素坐标； L表示图像的灰度级数； Nx， Ny分 别表示图像的行列数； (2)采用能量、 对比度、 相关度、 熵进行图像纹 理特征的提取： 能量： 对比度：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114371179 A 2相关度： 熵： (3)对灰度共生矩阵各个方向的特征值进行均值和方差的计算， 得到4个均值和4个方 差， 即得到缺陷图像的特 征。 6.一种精冲模具表面异物在线检测与清除系统， 其特征在于， 所述精冲模具表面异物 在线检测与清除系统包括： 图像数据采集模块， 与图像采集控制模块连接， 用于利用工业相机进行上下模具表面 图像数据的采集； 图像采集控制模块， 与精冲模具、 图像数据采集模块连接， 用于控制数据采集模块的启 停； 图像数据处理模块， 与图像数据采集模块、 异物清除控制模块连接； 包括像预处理单 元、 图像分割单元、 图像纹理特征提取单元； 用于对采集的模具表面图像进行预处理、 分割 以及纹理特征提取； 同时用于控制异 物清除模块的启停； 异物清除控制模块， 与图像数据处理模块以及图像采集控制模块连接； 用于进行异物 清除。 7.如权利要求6所述精冲模具表面异物在线检测与清除系统， 其特征在于， 所述图像数 据处理模块包括： 图像预处 理单元， 用于对 采集到的模具表面 光照图进行降噪处 理和对比度亮度调节； 图像分割单 元， 用于对预处 理后的模具图像进行分割， 提取缺陷区域图像； 图像纹理特征提取单元， 用于对提取的缺陷图像区域进行纹 理特征的提取。 8.一种应用于如权利要求1 ‑5任意一项所述精冲模具表面异物在线检测与清除方法的 精冲模具表面异物在线检测与清除装置， 其特征在于， 所述精冲模具表面异物在线检测与 清除装置设置有： 图像采集装置、 图像采集控制装置、 计算机以及异 物清除控制装置； 图像采集装置由工业相机、 组合 光源、 位移传感器、 滑台、 伸缩支 架以及导轨组成； 图像采集控制装置由相机控制器、 位移传感器和相机位置控制器组成； 异物清除控制装置由喷吹装置以及警报器组成。 9.如权利要求8所述精冲模具表面异物在线检测与清除装置， 其特征在于， 所述精冲模 具表面异 物在线检测与清除方法装置还 包括： 所述工业相机固定在伸缩支架上， 所述伸缩支架设置在滑台的旋转接头上； 所述滑台 与导轨之间采用滑动连接， 所述导轨固定于精冲机两侧内壁上； 所述工业相 机前方固定有权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114371179 A 3