基于機(jī)器視覺的通用視覺檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

韓孟初

摘要：為了解決人眼的疲勞性，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)檢、漏檢等問題。現(xiàn)設(shè)計(jì)一款通用型視覺檢測設(shè)備來代替人員檢測。又因產(chǎn)品多樣性，文設(shè)計(jì)了一款通用CCD檢測定性設(shè)備，主要用于檢測產(chǎn)品的漏裝零部件漏印刷等問題。該系統(tǒng)可快速添加不同型號的產(chǎn)品的不同檢測內(nèi)容，也可以快速切換已有不同產(chǎn)品型號。目前機(jī)器視覺在工業(yè)自動(dòng)化中是非常重要的存在。視覺系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡便，在檢測領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：機(jī)器視覺;圖像處理

1、引言

機(jī)器視覺是指用計(jì)算來模擬人的視覺功能，代替人眼的一門工業(yè)技術(shù)。目前機(jī)器視覺廣泛的應(yīng)用于工業(yè)檢測、醫(yī)學(xué)、遙感圖像處理、鑒別、件事系統(tǒng)等方面。當(dāng)今市場企業(yè)競爭強(qiáng)烈，代工廠企業(yè)最重要的就是品質(zhì)，如何能保證高品質(zhì)產(chǎn)品是我們的極其重要的方向。

在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中我們需要增加檢測工序來確保出貨產(chǎn)品的出貨質(zhì)量。CCD就是其中的一種。由于公司生產(chǎn)的連接器外形材質(zhì)各部相同，種類繁多，既要快速添加程式又要簡單操作，為此我們研制了通用型的CCD檢測設(shè)備，其中視覺檢測及通用程序就是核心的部分。

2、設(shè)備功能介紹

設(shè)備由2套光學(xué)系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)、電腦、電控盒、整形機(jī)構(gòu)、偵測機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)、機(jī)罩、卸料機(jī)構(gòu)組成。整形機(jī)構(gòu)：由整形板、調(diào)節(jié)桿等組成。操作工通過調(diào)節(jié)桿將整形板間距調(diào)至合適距離，調(diào)節(jié)板將產(chǎn)品整形。

光纖系統(tǒng)機(jī)構(gòu)：由光纖等組成，主要負(fù)責(zé)檢測到產(chǎn)品后通知相機(jī)準(zhǔn)備檢測

相機(jī)機(jī)構(gòu)：由相機(jī)、鏡頭、光源、棱鏡等組成，主要進(jìn)行產(chǎn)品的圖像采集工作相機(jī)采用500萬像素的高品質(zhì)相機(jī)，鏡頭采用的雙遠(yuǎn)心鏡頭。遠(yuǎn)心鏡頭的好處就是產(chǎn)品在鏡頭允許范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，圖像都能清晰呈現(xiàn)并且很清晰。光源采用耳朵是70度白色環(huán)形光源，該光源可在電連接器上方較遠(yuǎn)處打光，以及同軸光源，該光源可以把產(chǎn)品表面打的比較均勻。兩種光源能涵蓋大多數(shù)的產(chǎn)品檢測的輔助打光工作。

卸料機(jī)構(gòu)：由卸料氣缸、卸料板等組成，進(jìn)行不良品的卸料工作

產(chǎn)線操作人員將產(chǎn)品擺放在皮帶線上，產(chǎn)品有運(yùn)輸帶運(yùn)輸。將產(chǎn)品首先經(jīng)過整形工站由整形板調(diào)整位置，進(jìn)料檢測光纖偵測到產(chǎn)品開始記錄時(shí)間，到設(shè)定時(shí)間的位置通知相機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行拍照，將處理的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對，判斷產(chǎn)品的合格或不合格，當(dāng)產(chǎn)品移動(dòng)到不良品卸料處時(shí)，卸料氣缸將不良品卸至不良品盒子中，合格品有輸送帶送至流水線上流往下個(gè)工站繼續(xù)生產(chǎn)。

3、通用性介紹

目前產(chǎn)品檢測內(nèi)容多變：產(chǎn)品的尺寸、是否漏裝零件、是否錯(cuò)裝零件、零件是否裝到位等。產(chǎn)品外形輪廓各部相同：細(xì)長、長方體、圓柱體等各種形狀。所以在開發(fā)的時(shí)候編寫通用程序架構(gòu)就尤為重要。因?yàn)楫a(chǎn)品的多變性，要想快速、簡便增加檢測程式就變得尤為重要。主程序界面有一個(gè)程式維護(hù)的頁面，當(dāng)需要添加新的產(chǎn)品檢測的時(shí)候使用。

在視覺部分我們采用的是視覺系統(tǒng)，在開始獲取、分析、處理圖像之前，必須建立圖像處理系統(tǒng)。建立圖像處理系統(tǒng)的方法取決于圖像的環(huán)境以及分析處理的需要。在視覺系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中圖像處理是非常重要的部分。通用型定性檢測設(shè)備檢測產(chǎn)品的時(shí)候因?yàn)闊o載具定位所以在檢測產(chǎn)品的時(shí)候要建坐標(biāo)系才方便檢測產(chǎn)品。

定位產(chǎn)品需要建立坐標(biāo)系的原點(diǎn)以及坐標(biāo)系方向。一般以產(chǎn)品的外輪廓來定位取水平及垂直的兩個(gè)邊的交點(diǎn)為圓心，一條邊為方向，這樣產(chǎn)品擺放的時(shí)候歪斜一點(diǎn)也能進(jìn)準(zhǔn)定位產(chǎn)品的位置。

下圖為檢測程序的程序主界面及添加檢測產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)置界面。

總結(jié)：

在當(dāng)今社會(huì)，產(chǎn)品質(zhì)量對于生產(chǎn)企業(yè)的重要性不言而喻，而視覺系統(tǒng)在自動(dòng)化檢測技術(shù)和設(shè)備中又擔(dān)任主要角色。產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)生存和發(fā)展的根本，應(yīng)該引起足夠的重視。檢測是產(chǎn)品質(zhì)量的最重要的一關(guān)，機(jī)器視覺研究經(jīng)歷了近40年的過程，仍然在不端發(fā)展進(jìn)步。它不僅與眼睛有關(guān)，還和大腦的推理和學(xué)習(xí)有關(guān)。研究計(jì)算機(jī)視覺的目的是要實(shí)現(xiàn)對人類視覺的模擬和延伸。人力成本的上升也在，所以機(jī)器代替人工是未來的一大趨勢。

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