機器視覺(jué)測試系統

(5)金屬板表面自動(dòng)探傷系統

在對表面質(zhì)量要求很高的特殊大型金屬板進(jìn)行檢測時(shí)，原始的檢測方法是采用人工目視或用百分表加探針進(jìn)行檢測，該方法不僅易受主觀(guān)因素的影響，而且可能給被測表面帶來(lái)新的劃傷。金屬板表面自動(dòng)探傷系統利用機器視覺(jué)測試技術(shù)對金屬表面缺陷進(jìn)行自動(dòng)檢查，可在生產(chǎn)過(guò)程中高速、準確地進(jìn)行檢測，同時(shí)由于該系統采用非接觸式測量，避免了產(chǎn)生新劃傷的可能。該系統采用激光器作為光源，通過(guò)針孔濾波器濾除激光束周?chē)碾s散光，采用擴束鏡和準直鏡使激光束變?yōu)槠叫泄獠⒁?5度的入射角均勻照射在被測金屬板表面上。金屬板放在檢驗臺上，檢驗臺可在x、y、z三個(gè)方向上移動(dòng)，攝像機采用TCD142D型2048線(xiàn)陣CCD，鏡頭采用普通照相機鏡頭，CCD接口電路采用單片機系統。PC主機主要完成圖像預處理及缺陷的分類(lèi)或劃痕的深度運算等，并可將檢測到的缺陷或劃痕圖像在顯示器上顯示。CCD接口電路和PC機之間通過(guò)RS.232口進(jìn)行雙向通訊，構成人機交互式數據采集與處理。該系統主要利用線(xiàn)陣CCD的自?huà)呙杼匦耘c被檢鋼板在x方向的移動(dòng)相結合，提取金屬板表面的三維圖像信息。

(6)汽車(chē)車(chē)身輪廓尺寸精度檢測系統

英國ROV

(7)奧迪白車(chē)身表面質(zhì)量檢測系統

奧迪公司最近研制成功了一種能夠對白車(chē)身表面缺陷進(jìn)行全自動(dòng)檢測的系統，取名為“智能控制白車(chē)身表面質(zhì)量檢測系統”。該檢測系統綜合采用了投影光柵直接相位采集、高速數字圖象處理、表面缺陷圖象模式自動(dòng)識別、智能化質(zhì)量判斷、自適應系統學(xué)習技術(shù)、高速數字信息網(wǎng)絡(luò )、松散化自調節軟硬件結構以及機器人系統控制技術(shù)，可以在傳動(dòng)速度為5m/min的生產(chǎn)線(xiàn)上，對焊裝完畢的白車(chē)身進(jìn)行100％的在線(xiàn)檢測。整車(chē)檢驗時(shí)間為1分20秒。通過(guò)自動(dòng)測試與分析，將過(guò)去靠肉眼無(wú)法分辨的表面缺陷直接標記在車(chē)身上，使白車(chē)身進(jìn)入噴漆工序之前即可對缺陷處進(jìn)行打磨，節省了表面噴涂過(guò)程中的打磨工序，既節約了大量制造成本，同時(shí)又提高了車(chē)身的表面質(zhì)量。

此外，在許多其它方法難以檢測的場(chǎng)合，利用機器視覺(jué)系統可以有效地實(shí)現。機器視覺(jué)的應用正越來(lái)越多地代替人去完成許多工作，這無(wú)疑在很大程度上提高了生產(chǎn)自動(dòng)化水平和檢測系統的智能水平。

5.機器視覺(jué)系統與CMM的集成

隨著(zhù)國際市場(chǎng)競爭的加劇，各國的制造企業(yè)越來(lái)越清楚地認識到，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，是決定企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)成敗的關(guān)鍵。隨著(zhù)市場(chǎng)環(huán)境的多樣化，企業(yè)對龐大的與質(zhì)量有關(guān)的數據的采集、處理和傳遞提出了更高的要求，更具柔性和自動(dòng)化的CAQ系統呈現出以下發(fā)展趨勢：①在必要的情況下，CAQ系統可以100％地檢測產(chǎn)品，而不像現在普遍采用的抽樣檢測；②將檢測規劃集成到加工過(guò)程中，形成閉環(huán)反饋控制系統，在檢測時(shí)確定產(chǎn)品相對于標準尺寸的偏差，并在線(xiàn)糾正，因此，可獲得近100％的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；③機器視覺(jué)和先進(jìn)的圖像處理技術(shù)、逆向工程技術(shù)已廣泛地應用于自動(dòng)化檢測，因此，可完成智能化、柔性、快速和低成本的檢測目標。④適用于不同產(chǎn)品結構的檢測技術(shù)可將新的產(chǎn)品技術(shù)要求直接從CAD/CAM數據庫傳輸到檢測系統中，不需要操作人員編制特殊的程序。

機器視覺(jué)和逆向工程等技術(shù)的發(fā)展及其與CMM的集成，可以進(jìn)一步提高CMM的測量效率。對于具有原始CAD模型的測量對象，可以利用機器視覺(jué)系統，迅速識別對象物的形狀及其在測量平臺的位置和狀態(tài)，完成機器坐標系、工件坐標系、攝像機坐標系三者之間的轉換，幫助CMM實(shí)現檢測路徑自動(dòng)形成與測量結果判斷。機器視覺(jué)系統將采集到的信息傳輸到計算機，同時(shí)計算機控制視覺(jué)系統的操作，另一方面計算機將生成的檢測規劃傳輸到CMM控制器中，由該控制器控制CMM測量，再將測量結果反饋回主控計算機，形成閉環(huán)反饋檢測系統。

為了生成檢測規則，利用CAD/CAM數據庫中所存在的信息，將機器視覺(jué)得到的圖像數據與CAD數據進(jìn)行匹配，自動(dòng)確定工件位置，選定檢測項目、檢測點(diǎn)和檢測路徑；確定測量點(diǎn)的方法是：為盡可能減少測量誤差，事先對測量對象均以等間隔指定測量點(diǎn)；最后生成CMM的測量指令傳輸到CMM控制器上，開(kāi)始測量。對于不存在原始CAD模型的測量對象，可以采用逆向工程技術(shù)，即通過(guò)對機器視覺(jué)系統所采集到的測量點(diǎn)的三維坐標進(jìn)行處理，重建該物體的CAD模型。

6.結語(yǔ)

機器視覺(jué)測試系統能夠大幅降低檢驗成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，加快生產(chǎn)速度和提高生產(chǎn)效率。作為高精度、非接觸的測量方案，視覺(jué)系統涉及到光學(xué)和圖像處理算法，本身就是高度專(zhuān)業(yè)化的產(chǎn)品，在整個(gè)測量控制系統中，往往要與運動(dòng)控制系統配合完成位置和進(jìn)給控制。另外，生產(chǎn)線(xiàn)上對多工序進(jìn)行同步連續檢測時(shí)，必須使視覺(jué)系統具備分布式聯(lián)網(wǎng)能力。機器視覺(jué)與運動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò )通訊等先進(jìn)技術(shù)的結合正在改變工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的