機器視覺(jué)在零部件，檢測技術(shù)方面的應用分析

在產(chǎn)品生產(chǎn)制造領(lǐng)域，外觀(guān)尺寸檢測是非常重要的一個(gè)環(huán)節，一個(gè)產(chǎn)品到達消費者手中之前，從最初的材料、零部件，到最后的成品，可能經(jīng)過(guò)了數百道不同的外觀(guān)尺寸檢測過(guò)程。

外觀(guān)尺寸檢測需要高昂的人工成本，偏偏檢測效率和效果不一定能讓人滿(mǎn)意。因此，越來(lái)越多工廠(chǎng)開(kāi)始使用視覺(jué)檢測設備來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品外觀(guān)尺寸檢測。

基于機器視覺(jué)檢測技術(shù)的尺寸測量方法具有成本低、高精度、高效率、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。其非接觸性、實(shí)時(shí)性、靈活性和準確性能有效解決傳統檢測方法存在的問(wèn)題。

同時(shí)，尺寸測量是機器視覺(jué)技術(shù)最常見(jiàn)的應用行業(yè)，特別是在自動(dòng)化制造行業(yè)，機器視覺(jué)用于測量工件的各種尺寸參數，如長(cháng)度測量、圓測量、角度測量、弧度測量，面積測量等，下面來(lái)談?wù)剻C器視覺(jué)中外觀(guān)尺寸測量檢測。

01 尺寸測量檢測的定義

尺寸檢測是以圖樣為依據，檢測產(chǎn)品尺寸是否在公差范圍之內，以發(fā)現形狀與尺寸的誤差。

此外，還可仔細檢測加工基準面位置的準確度、機械加工余量分布以及壁厚偏差等。

02 尺寸測量檢測的方法

產(chǎn)品的實(shí)際尺寸往往是不可缺少的，但由于物體表面的復雜性或客觀(guān)物理條件的限制，可能無(wú)法提供。機器視覺(jué)檢測技術(shù)可以很好地處理此類(lèi)問(wèn)題。

在傳統的自動(dòng)化生產(chǎn)中，尺寸檢測的典型方法是人工使用千分尺、游標卡尺、塞尺等肉眼去測量，但這樣的測量方法測量精度低、速度慢，不能滿(mǎn)足大規模自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。

基于機器視覺(jué)的尺寸測量方法其非接觸性、實(shí)時(shí)性、靈活性和精確性等特點(diǎn)可以有效地解決傳統檢測方法存在的問(wèn)題。另外，基于機器視覺(jué)的尺寸測量方法不但可以獲得尺寸參數，還可以根據測量結果及時(shí)給出反饋信息，修正加工參數，避免產(chǎn)生更多的次品，減少企業(yè)的損失。

測量工件的各種尺寸參數，如長(cháng)度測量、圓測量、角度測量、線(xiàn)弧測量、區域測量等，基于機器視覺(jué)的自動(dòng)檢測和判定系統，可以對多種型號的孔徑的內外側尺寸、橋寬、槽寬等參數進(jìn)行自動(dòng)測量和判定，檢測出工件相關(guān)區域的基本幾何特征。

因此，在提取出零件的邊緣或零件的角點(diǎn)之后，如何檢測工件的幾何特征、形狀參數、位置尺寸等是機器視覺(jué)系統軟件在后臺工作的主要內容。

基于工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)上對不同零部件尺寸的檢測，機器視覺(jué)的零部件尺寸檢測主要分為圖像采集、圖像分析處理、顯示結果及控制三個(gè)部分。

軟件實(shí)現工件尺寸檢測包括圖像采集、圖像處理、特征提取、尺寸計算以及結果輸出等，其基本流程如下所示。

圖像采集→圖像處理→特征提取→尺寸計算→輸出結果

03 尺寸測量檢測應用范圍

電子元器件，汽車(chē)零部件，手機零部件，螺絲螺母，五金件，磁性材料，塑料、陶瓷、紐扣等復合材料構件，鎂、鋁及其合金件等皆可使用機器視覺(jué)檢測技術(shù)檢測。

機器視覺(jué)檢測對比傳統產(chǎn)品檢測方式具有客觀(guān)性、非接觸性和高精度等特點(diǎn)。特別是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，在重復和機械性的工作中具有強大的應用價(jià)值，對生產(chǎn)制造商來(lái)說(shuō)產(chǎn)品質(zhì)量有保證，企業(yè)才能提高產(chǎn)品競爭力還能實(shí)現長(cháng)遠發(fā)展。

04 尺寸測量檢測案例展示

案例1

圓直徑、孔距檢測

檢測需求

1. 大孔直徑，4個(gè)小孔的直徑

2. 大孔到4個(gè)小孔的距離

3. 4個(gè)小孔有無(wú)開(kāi)孔，有無(wú)異物（絲錐）

4. 邊上2孔有無(wú)開(kāi)孔，有無(wú)異物（絲錐）

考慮到待檢測的孔徑、距離、有無(wú)開(kāi)孔、有無(wú)異物等，能夠建立在2D的基礎上很好的檢測出來(lái)，所以不需要建立3D傳感器系統，在這里我們使用2D檢測，以下是2D檢測的示意圖：

裝置示意圖

因為2D相機無(wú)法很好地處理待測物體吸光、高反光的特性，為了使相機從待測物體上采集到更有利于軟件處理的圖像信息，就必須找到恰當的打光方式，在這里我們經(jīng)過(guò)多次試驗，最后決定使用條形光源和環(huán)狀光源配合打光的方式來(lái)對待測物體進(jìn)行打光。

檢測效果圖

案例2

螺栓的重要尺寸測量  

由于螺栓需要同螺母或其他具有內螺紋的工件配合，螺牙的加工精度及公差就決定其配合精度，在螺栓的尺寸檢測中，其主要檢測螺紋的螺距，牙型角，中徑等尺寸。

案例3

連接器主要部位尺寸測量

隨著(zhù)連接器功能的不斷增加，其結構越來(lái)越復雜，體積也越來(lái)越微型化，連接器尺寸測量和外觀(guān)缺陷檢測工作的難度也在不斷增加。

傳統的人工檢測方式越來(lái)越無(wú)法應對連接器產(chǎn)品的質(zhì)量檢測要求，必須通過(guò)機器視覺(jué)自動(dòng)化檢測設備來(lái)確保檢測的精度、效率和準確率。