視覺檢測方法在機械產品內部構件狀態檢測中的應用

白亞軍 劉剛

摘 要：視覺系統可以快速、準確和高可重復性地自動完成諸如部件測量和檢查的工作，這樣就可以幫助制造商提高產品質量和生產力。視覺系統在制造過程中的每一步都可以生成有價值的監測數據，這同時也可以幫助控制工程師擴展過程診斷的功能。文章以視覺檢測方法為切入點，在概述視覺檢測方法的基本內涵和現實意義的基礎上，重點探討了視覺檢測方法在機械產品內部構件狀態檢測中的應用，旨在說明視覺檢測方法在機械產品領域的重要性，以期為機械產品內部構件狀態檢測提供參考。

關鍵詞：視覺檢測；機械產品；內部結構狀態；應用

引言

隨著社會經濟的發展，機械制造也的檢測技術也隨之發展壯大，視覺檢測方法作為現代檢測手段，應用在機械產品內部結構狀態檢測中，實現產品內部構件狀態的自動檢測，對于自動檢測復雜機械產品內部構件的狀態具有普遍意義，已越來越引起工程技術人員的重視。如何在機械產品內部構件狀態檢測中應用視覺檢測方法是當前機械產品內部構件檢測關注的焦點。因此，研究視覺檢測方法在機械產品內部構件狀態檢測中的應用具有十分重要的現實意義。鑒于此，作者對機械產品內部構件狀態檢測中應用視覺檢測的策略進行了初步探討。

1 概述視覺檢測方法的基本內涵和現實意義

目前，機器視覺系統已經得到了廣泛的應用。要了解視覺檢測方法在機械產品內部構件狀態檢測中的應用，了解視覺檢測的基本內涵和現實意義至關重要。文章將分別闡述視覺檢測方法的基本內涵和現實意義，其具體內容如下：

1.1 視覺檢測方法的基本內涵

視覺檢測就是用機器代替人眼來做測量和判斷。從視覺檢測的結構上看，其典型結構主要有三部分組成，即照明、鏡頭和相機。視覺檢測是指通過機器視覺產品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。

1.2 視覺檢測方法的現實意義

視覺檢測在提高生產的柔性和自動化程度方面具有重要的意義。在生產生活中，利用視覺檢測方法，可以檢測缺陷和防止缺陷產品被配送。機器視覺檢測和傳統的人工視覺檢測相比，憑借其工作效率高和精度高的優勢，對于一些不適合人工作業的危險工作環境，可以起到代替人工視覺的作用。在實現信息集成方面，機器視覺檢測易于實現信息集成，是實現計算機集成制造的基礎技術。在檢測過程中，屬于非接觸測量，也就是說不用接觸即可完成測量。與此同時，較寬的光譜響應范圍，擴大了被檢區域，擴展了人眼的視覺范圍。而機器視覺檢測能夠長期穩定工作，保證測量、分析和任務識別，則在節省大量勞動力資源方面具有不可估量的意義。因此，在機械產品內部構件狀態檢測中，應用視覺檢測方法進行檢測勢在必行。

2 機械產品內部構件狀態檢測中應用視覺檢測的策略

視覺檢測系統的構成，如圖1所示。為進一步提高機械產品內部構件狀態檢測中應用視覺檢測的水平，在了解視覺檢測的基本內容好人現實意義的基礎上，機械產品內部構件狀態檢測中應用視覺檢測的策略，可以從以下幾個方面入手，文章將逐一進行分析：

圖1 視覺檢測系統的構成

2.1 圖像部件對機械產品內部狀態的檢測

圖像部件對機械產品內部狀態的檢測的原理是：攝像機捕捉被檢測物體的電子圖像，然后將其發送到處理器進行分析。電子圖像被轉換成數字，表示圖像最小的部分，即像素。圖像顯示的像素數量稱作分辨率。圖像的分辨率越高，包含的像素數量越多，進行檢測時，圖像的像素數量越多，檢測結果越準確。由于原始射線圖像非常模糊，因此通常有必要對圖像進行預處理，在對圖像預處理方法的選擇上，主要有濾波降噪、目標背景分割、直方圖修正三種。

2.2 攝像機對機械產品內部狀態的檢測

視覺檢測系統的攝像機有三個變量需要調整，以優化捕捉到的圖像。它們是光圈、對比度和快門速度。在機械產品內部構件檢測中，攝像機把光學圖象信號轉變為電信號，以便于存儲或者傳輸。在應用視覺檢測過程中，提取預處理后的檢測圖像中的相應關鍵零部件位置處的像素灰度值，根據是否超出設置的誤差范圍判斷零件的有無或嚴重的錯位，以此來檢測機械產品內部零件是否合格。

2.3 照明部件對機械產品內部狀態的檢測

在照明部件對機械產品內部狀態的檢測方面，正確的照明對幫助創建有效檢測所需的對比度很關鍵。在機械產品內部構件檢測中，當對一件產品的正確系統設置進行評估時，照明光源的好壞對系統最終的測量精度有很大的影響，因此需要花費相當多的時間用來確定檢測所需的最佳照明。在具體做法上，照明解決方案的類型、幾何形狀、顏色和強度應當提供盡可能強的對比。

2.4 軟件工具對機械產品內部狀態的檢測

視覺檢測系統使用軟件處理圖像，軟件采用算法工具幫助分析圖像。計算機視覺檢測技術作為新興檢測技術，完成所需要的檢測，能較好地滿足現代制造業的發展需求。在機械產品內部狀態的檢測中，常用的軟件工具包括，搜索工具，邊界工具，特征分析工具，過程工具，視覺打印工具等，這些軟件工具的使用能識別出元器件漏裝及錯位等故障，進而為機械產品內部狀態檢測提供一種新穎、方便和可靠的解決方案。

3 結束語

總之，視覺檢測方法在機械產品內部構件狀態檢測中的應用是一項綜合的系統工程，具有長期性和復雜性。在應用視覺檢測方法進行機械產品內部狀態檢測時，應把握好圖像部件對機械產品內部狀態的檢測、攝像機對機械產品內部狀態的檢測、照明部件對機械產品內部狀態的檢測、軟件工具對機械產品內部狀態的檢測四個方面的內容，積極探索視覺檢測方法在機械產品內部構件狀態檢測中的應用策略，只有這樣，才能不斷提高機械產品內部構件狀態檢測中應用視覺檢測的水平，促進機械產品內部構件狀態檢測工作的高效開展。

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作者簡介：白亞軍（1980，10-），男，籍貫：河北省定州市，學歷：本科，研究方向：內燃機檢測技術、機械產品安全檢測、機械安全設備設計、電氣產品測試。