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机器视觉多相机检测在零部件外观检测的应用

简介:
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  在机械制造行业,特别是汽车生产制造领域,复杂零部件例如冲压件、铸件、复杂模具工件等大量使用。

  汽车配件制造商在产品检测中主要面临着:

  1)产品型号多,材质和色彩差异性大,对检测系统适应性要求高;

  2)检测项目多,各项目对应光源的波长及拍摄角度要求不同,需解决各光源与各个相机之间的相互干扰;

  3)运动机构需考虑避免与各个相机及光源产生干涉;

  4)工件的位置变动会影响其他相机及检测项,需统筹考虑;

  5)显示、统计内容及界面需满足客户的个性化要求。

   整体[机器视觉](http://www.lrist.com)检测方案,由以下几部分构成:1)软件系统采用Visual c++开发,用于采集到的图像处理、显示、尺寸检测;2)多台台CCD相机、多个同轴光源、条形光源等组成的成像系统;3)由机械臂、旋转平台、剔除机构、各类气动器件和电动器件组成的执行系统。

  系统工作原理:当工件平放在检测平台,首先机械臂将工件从来料传送带夹起,放置到旋转检测台中,测试软件控制光源1启用,相机1拍照;然后光源1关闭,光源2、3同时启用,相机2、3 同时拍照;接着旋转载具旋转特定的角度,启用光源4,相机4拍照。待所有相机取像完成、并且视觉软件对图像处理完成后,视觉系统将检测结果显示在电脑屏幕上,同时刷新历史记录文档,并将检测结果传送给PLC,PLC发送指令给机械臂,将工件放入成品传送带或者将NG品剔除,然后进行下一个产品的检测流程。整个测试流程非常紧凑,稳定可靠。

  由于产品数量多、检测项目多,有效的做法是将所有的检测内容罗列出来,将其分为必测项目和可选测项目,根据项目的成像特性,选择对应的测试方式。本系统有效地应用了逐次精确定位、图案匹配、灰度对比、斑点面积、斑点间距离、边测量等工具和工具组合,确保完成所有必测项目,在此基础上,再尽量完成可选测项目。

  针对每个相机的必测项目,选择合适的光源,逐个相机测试各检测项目能否都满足需要,确认同一相机是否需要多个光源。在进行各测试项目之前,必须首先确定该相机取像的定位方法,并且在测试验证过程中,如有更换光源或者改变光源照射角度、相机取像角度等问题,都必须重新确认定位是否准确、稳定。

  根据上述第2项,确定各个相机取像及测试的项目难度顺序,在进行放置工件的高度、角度、方向及相关治具的设计时,先考虑包含难度最高项目的相机取像效果,并作实际测试,完成该相机各项测试后,再按难度顺序进行下一个相机的测试,全部相机按顺序测试完成后,再从头开始检测,直至所有的检测项目取像都能满足要求。

  每个测试项目都必须留有足够的测试余量,加大工艺窗口,以应对现场千差万别的实际状况。在评估、验证及现场实施阶段,需选用大量的OK样品和NG样品,验证算法和设备工作的准确性和稳定性。

  在目前的机加工车间,基于视觉外观检测系统,面对复杂零件的检测,能够高效、快速检测复杂零件尺寸,极大提高生产效率和自动化水平,对同类产品的检测、检验具有借鉴意义。

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