不良品自動檢測一般基于機(jī)器視覺技術(shù)，也叫視覺檢測系統(tǒng)設(shè)備

在汽車零配件組裝生產(chǎn)線上，視覺檢測系統(tǒng)已經(jīng)是不可或缺的重要組成部分。

自動化裝配線具有批量生產(chǎn)，各道工序之間依賴性強(qiáng)，精度、穩(wěn)定性要求高的特點。因此，生產(chǎn)環(huán)境、被測對象的特征、可以預(yù)計及不可預(yù)計的偶然因素在很大程度上影響了視覺系統(tǒng)的設(shè)計方案，需要仔細(xì)分析和檢驗測量算法的合理性和精確性。

在實際設(shè)計過程中，一方面生產(chǎn)部門會提出標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品允許的誤差范圍，另一方面視覺系統(tǒng)有自身可以達(dá)到的精度水平。只有當(dāng)視覺系統(tǒng)所能達(dá)到的精度水平高于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的精度要求時，視覺檢測才是有效的。本文將以彈簧組件的尺寸檢測為例，研究分析視覺檢測中的精度問題，并提出相應(yīng)的解決方案。

背景

1、系統(tǒng)描述
視覺系統(tǒng)用于檢測彈簧組件的組裝質(zhì)量。整個檢測過程使用雙攝像鏡頭，成90°夾角設(shè)置于兩側(cè)。當(dāng)彈簧組件運動到鏡頭前，鏡頭從兩個方向同時采集圖像，經(jīng)專用視覺軟件計算得出測量數(shù)據(jù)，在LCD顯示屏上顯示產(chǎn)品質(zhì)量狀況為OK或NG，并給出各個參數(shù)的測量值。如果質(zhì)量為OK，繼續(xù)執(zhí)行之后的工序；如果為NG，工作站將報警并暫停工作等待處理

2、系統(tǒng)功能
視覺系統(tǒng)對各產(chǎn)品類型的主輔兩種彈簧組件的加工尺寸和組裝質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)控。主要指標(biāo)包括：彈簧的外徑、活塞的外徑以及同心度的測量。嚴(yán)格將各個指標(biāo)控制在質(zhì)量要求的誤差范圍內(nèi)，綜合評定產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，以達(dá)到質(zhì)量控制的功能。

視覺檢測系統(tǒng)設(shè)計

1搭建視覺檢測系統(tǒng)通常包括以下步驟
●搭建光學(xué)系統(tǒng)，獲取質(zhì)量良好的圖像。圖像要能夠突出被測對象的特征，方便對象提取，這是決定系統(tǒng)設(shè)計成敗的先決條件。
●圖像預(yù)處理。過濾圖像噪聲，通過二值化、邊緣銳化等圖像處理算法提取對象特征。
●位置調(diào)整和定標(biāo)。定位感興區(qū)域并進(jìn)行像素單位到毫米單位的轉(zhuǎn)換。
●檢測算法設(shè)計。針對具體應(yīng)用設(shè)計外觀尺寸測量、字符讀取、二維碼讀取等檢測算法，對特殊應(yīng)用場合編程設(shè)計軟件擴(kuò)展模塊。
●系統(tǒng)測試。對于大批量檢測任務(wù)，需要對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度進(jìn)行試生產(chǎn)測試。分析誤判、漏判等異常狀況，改進(jìn)前述步驟，統(tǒng)計視覺檢測的成功率，直至滿足生產(chǎn)要求為止。

2光源、鏡頭選取及成像效果
由于被測量是彈簧組件的外觀尺寸，所以采用LED背光源可以有效地突出被測物體的邊緣。另外，考慮到鏡頭、物體和光源組成的光學(xué)系統(tǒng)的安裝位置受機(jī)器上的預(yù)留空間限制，因此采用12mm焦距的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。被測物體最大長度在100mm左右，即要求取景視野要大于100mm，物距大致在200mm附近。調(diào)小光圈，抑制金屬表面的反光，微調(diào)鏡頭、物體和光源的相對距離，可以得到物體邊緣清晰的圖像。

3圖像預(yù)處理
對于外觀尺寸檢測，邊緣的清晰程度直接影響檢測的精度。為此該系統(tǒng)中采用3×3的邊緣銳化模板處理原始圖像。

4位置調(diào)整和定標(biāo)
由于每件產(chǎn)品出現(xiàn)在鏡頭前的位置會有微小變化，經(jīng)鏡頭放大后被測物可能偏出預(yù)設(shè)的ROI，所以需要相應(yīng)調(diào)整ROI的位置。首先在圖像中找到特征明顯且穩(wěn)定的一部分，如彈簧中部的3個螺紋，然后根據(jù)該部分的位置調(diào)整其他ROI的位置。下圖顯示了調(diào)整后的效果。

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