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一应用设计:工业控制
基于机器视觉的弹簧组件外观检测
王黎萌 丁洪萍
美 国制造工程师协会 (SM E , 视觉系统用于检测弹簧组件的组 取对象特征。
SocietyofManufacturingEngineers) 装质量 。整个检测过程使用双摄像镜 ·位置调整和定标。定位感兴区域
机器视觉分会和美国机器人工业协会 头,成90。夹角设置于两侧。当弹簧组 并进行像素单位到毫米单位的转换。
(RIA,RoboticIndustriesAssociation) 件运动到镜头前,镜头从两个方向同时 ·检测算法设计。针对具体应用设
自动化视觉分会对机器视觉系统的定义 采集图像,经专用视觉软件计算得 出测 计外观尺寸测量、字符读取、二维码读
为;机器视觉系统是通过光学装置和非 量数据,在LCD显示屏上显示产品质量 取等检测算法,对特殊应用场合编程设
接触的传感器自动地接收和处理一个真 状况为OK或NG,并给出各个参数的测 计软件扩展模块 。
实物体的图像 ,以获得所需信息或用于 量值。如果质量为OK,继续执行之后 ·系统测试 。对于大批量检测任
控制机器人运动的装置。 的工序;如果为NG,工作站将报警并暂 务 ,需要对系统的稳定性和精度进行试
在汽车零配件组装生产线上,视觉检 停工作等待处理。 生产测试 。分析误判、漏判等异常状况,
测系统已经是不可或缺的重要组成部分。 2系统功能 改进前述步骤,统计视觉检测 的成功
自动化装配线具有批量生产,各道工序之 视觉系统对各产品类型的主辅两种 率,直至满足生产要求为止。
间依赖洼强,精度、稳定性要求高的特点。 弹簧组件的加工尺寸和组装质量进行实 2光源、镜头选取及成像效果
因此,生产环境、被测对象的特征、可以 时监控。主要指标包括:弹簧的外径、活 由于被测量是弹簧组件的外观尺
预计及不可预计的偶然因素在很大程度上 塞的外径以及同心度的测量。严格将各 寸,所以采用LED背光源可以有效地突
影响了视觉系统的设计方案,需要仔细分 个指标控制在质量要求的误差范围内, 出被测物体的边缘。另外,考虑到镜头、
析和检验测量算法的合理性和精确性。 最后综合评定产品质量的好坏,以达到 物体和光源组成的光学系统的安装位置
在实际设计过程中,一方面生产部 质量控制的功能。 受机器上的预 留空间限制 ,因此采用
门会提出标准产品允许的误差范围,另 12mm焦距的标准镜头。被测物体最大
一 方面视觉系统有 自身可以达到的精度 视觉检测系统设计 长度在100mm左右,即要求取景视野要
水平。只有当视觉系统所能达到的精度 l搭建视觉检测系统通常包括以下 大于 100mm,物距大致在200mm附近。
水平高于标准产品的精度要求时,视觉 步骤 调小光圈,抑制金属表面的反光,微调
检测才是有效的。本文将以弹簧组件的 ·搭建光学系统,获取质量 良好的 镜头、物体和光源的相对距离,可以得
尺寸检测为例,研究分析视觉检测中的 图像 。图像要能够突出被测对象的特 到物体边缘清晰的图像。
精度问题,并提出相应的解决方案。 征 ,方便对象提取 ,这是决定系统设计 3图像预处理
成败的先决条件。 对于外观尺寸检测,边缘的清晰程
背景 ·图像预处理。过滤图像噪声,通 度直接影响检测
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