由¥工、1產(chǎn)品或者零部件的復雜性使得其需要測量的尺寸的 參數很多，傳統的人工測量難以滿(mǎn)足大規模生產(chǎn)需求和短時(shí)間內 測量多個(gè)尺寸參數的要求。本文結合拉鉚釘生產(chǎn)現狀及其外形輪 廓#點(diǎn)，以工件外形邊緣的投影圖像作為被測邊緣，基于計算機 視覺(jué)在線(xiàn)測量技術(shù)，采用多攝像機組合測量的方式，開(kāi)發(fā)了拉鉚 釘在線(xiàn)視覺(jué)測量系統。該系統將計算機視覺(jué)和數字圖像處理技術(shù) 應用于拉鉚釘的大批量檢測，對拉鉚釘的各個(gè)尺寸參數進(jìn)行自動(dòng) 在線(xiàn)測量，并根據預先設定的各參數檢驗合格標準，自動(dòng)完成對 拉鉚釘的在線(xiàn)篩選，并統計出檢測數量、不合格數、合格率等測 量數據。該檢測技術(shù)不僅可實(shí)現拉鉚釘的在線(xiàn)檢測，而且測量速 度快、精度高，代表了工業(yè)產(chǎn)品及其零部件在線(xiàn)檢測的發(fā)展方向， 具有廣闊的發(fā)展和應用空間。
二、系統方案設計
系ki鉚釘多參數實(shí)時(shí)在線(xiàn)視覺(jué)檢測系統的主要任務(wù)與技術(shù) 指標，可將整套系統分成圖像傳感器模塊、圖像處理模塊、無(wú)線(xiàn) 傳輸模塊、自動(dòng)化定位模塊及系統控制管理主機。其體系結構如 圖1所示。 __
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三、拉鉚釘多參數實(shí)時(shí)在線(xiàn)視覺(jué)檢測系統的設計與實(shí)現
(一）圖像傳感器模塊。圖像傳感器模塊由高性能的ARM9 處理器、卨速總線(xiàn)和CMOS圖像傳感器構成，使用多個(gè)視覺(jué)傳感器 進(jìn)行同步采集和處理，直接將參數檢測結果傳送至圖像處理模塊。 其所有參數采集、處理和檢測結果傳輸過(guò)程少于10ms。圖像傳感 器提供了良好的人機界面和豐富的底層控制方式,可對CMOS的曝 光時(shí)間、白平衡、亮度獲取等成像操作進(jìn)行控制，并內置圖像處 理和幾何檢測算法，可直接得出檢測所需如深度、角度等參數值。 每個(gè)圖像傳感器還配備有自動(dòng)化位置侍服機構，可以進(jìn)行精度為 20微米的上下微距調節。
(二）圖像處理模塊。圖像處理模塊由大容量的數據存儲器 SDRAM和程序存儲器NAND FLASH、DSP處理器組成。前者為圖像 的快速處理提供硬件基礎，后者對釆集的圖像進(jìn)行底層處理，如 圖像濾波、圖像增強、邊緣檢測等，以便處理程序從圖像中抽取 諸如角點(diǎn)、邊緣、線(xiàn)條、邊界以及色彩等關(guān)于場(chǎng)景的基本特征。 同時(shí)，DSP通過(guò)編程對CMOS的曝光時(shí)間、白平衡、亮度獲取等成 像操作進(jìn)行控制。
(三）無(wú)線(xiàn)傳輸模塊。為了便于檢測組網(wǎng)和數據傳輸、共享 與協(xié)調控制，本文設計了與圖像處理單元搭配的以太網(wǎng)接口和基 于ZIGBEE技術(shù)的無(wú)線(xiàn)傳輸模塊。
(四）自動(dòng)化定位模塊。自動(dòng)化精確定位機構能夠實(shí)現針對 T12-T24型號的拉鉚釘的精確定位。整個(gè)機構能夠實(shí)現拉鉚釘的 型號自適應、自動(dòng)進(jìn)料和位置校正。整個(gè)定位系統可靠性高，可 保證在20ros內完成所有的機械動(dòng)作,使用壽命可達500萬(wàn)次以上。
(五）系統控制管理主機。系統控制管理主機為以上各個(gè)模 塊的正常運行提供保障。工件由自動(dòng)傳輸機構傳送給定位機構， 由定位機構固定在待測位置，在背向光源照明F，閣像采集裝置 采集到圖像，由圖像處理器將其轉化為數字信號保存在計算機內， 通過(guò)相關(guān)的軟件算法對圖像數字信號進(jìn)行處理，從而得到所需要 的各種目標圖像特征值，并在此基礎上實(shí)現模式識別、圖像分析、 參數計算等功能，最后用得到的結果來(lái)控制自動(dòng)分選機構做出判 斷，對合格品和不合格品進(jìn)行分類(lèi)。并且通過(guò)人機界面實(shí)現人機 交互。同時(shí)，系統外接打印機，可對測量數據進(jìn)行打印《>
四、實(shí)驗
拉鉚釘多參數實(shí)時(shí)在線(xiàn)視覺(jué)檢測系統已研制成為生產(chǎn)檢測裝 備在工廠(chǎng)試用，如圖2所示，運用此設備后，檢測質(zhì)量和檢測效 率得到明顯提高。其檢測速度高達1800件/小時(shí)，準確率達98% 以上，檢測精度達到10微米；整個(gè)檢測系統屬于全自動(dòng)在線(xiàn)檢測 系統，可實(shí)現T12-T24五個(gè)型號22個(gè)規格的拉鉚釘的全部尺寸參 數用視覺(jué)傳感器集群進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測，殘次品自動(dòng)剔除。T16-20 型號的拉鉚釘實(shí)際檢測數據如下圖，4#數據是一個(gè)不合格產(chǎn)品， 能準確識別和分檢。裝備的正確運轉，證實(shí)工件多參數視覺(jué)傳感 器集群測量技術(shù)與方法切實(shí)可行。
五、總結
拉鉚釘多參數實(shí)時(shí)在線(xiàn)視覺(jué)檢測系統，解決了拉鉚釘生產(chǎn)過(guò)程 中要求實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測工件的多種參數，自動(dòng)質(zhì)量控制的行業(yè)性難 題。系統在工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)能夠實(shí)現多參數精準、髙速的實(shí)時(shí)在線(xiàn)測 量，并自動(dòng)完成對拉鉚釕的在線(xiàn)篩選，統計出檢測數量、不合格數、 合格率等檢測數據。檢測精度為0.01mm，檢測速度為每分鐘1800 件以上。提高了生產(chǎn)工人的工作效率，降低了勞動(dòng)強度，也大大降 低了生產(chǎn)成本。高速量化了拉鉚釘技術(shù)指標，提升企業(yè)競爭力。
