沖壓件表面缺陷圖像檢測(cè)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、隨著沖壓生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化要求的提高，能否實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)檢測(cè)成為評(píng)判其自動(dòng)化程度的一個(gè)重要指標(biāo)。然而，目前沖壓產(chǎn)品的缺陷檢測(cè)還停留在人目檢測(cè)的階段，效率低、穩(wěn)定性差、成本高的人目檢測(cè)嚴(yán)重制約了沖壓生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化進(jìn)程。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)作為一種新型的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，因具備高效、穩(wěn)定、精確、柔性高等特點(diǎn)而逐漸在工業(yè)生產(chǎn)的檢測(cè)領(lǐng)域得到推廣，也為沖壓產(chǎn)品的表面缺陷檢測(cè)提供新思路。但是，目前機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)在沖壓產(chǎn)品的表面缺陷檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用普遍局限在單一大

2、平面類(lèi)產(chǎn)品上，對(duì)于具有復(fù)雜表面特征以及曲面特征的沖壓產(chǎn)品的應(yīng)用并不廣泛。所以，本文以曲面沖壓件為檢測(cè)對(duì)象，研究開(kāi)發(fā)一套基于機(jī)器視覺(jué)的沖壓產(chǎn)品表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)。
　　本文針對(duì)曲面類(lèi)沖壓產(chǎn)品的表面缺陷類(lèi)別及檢測(cè)要求，對(duì)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)做了以下研究工作:
　　1、為了滿(mǎn)足檢測(cè)精度要求，本文通過(guò)分析曲面沖壓件的表面缺陷形成機(jī)理及形貌，對(duì)各類(lèi)缺陷進(jìn)行特征描述并對(duì)其表面缺陷進(jìn)行合理劃分，分別為:破裂、劃痕、壓痕，繼而明確了系統(tǒng)的檢測(cè)指標(biāo)

3、。從檢測(cè)指標(biāo)和系統(tǒng)性能要求出發(fā)，設(shè)計(jì)了檢測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，完成對(duì)相機(jī)和光學(xué)鏡頭、光源的選型并對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核:理論檢測(cè)精度為0.15mm。
　　2、為了解決曲面缺陷光照不均、圖像對(duì)比度低問(wèn)題，本文根據(jù)缺陷形貌分析和表面光反射特性，分別設(shè)計(jì)了不同缺陷的最佳照明方案;
　　3、為解決曲面缺陷分割存在的問(wèn)題，本文通過(guò)對(duì)幾種缺陷圖像的分析，設(shè)計(jì)了基于HALCON的圖像處理算法流程。針對(duì)破裂缺陷圖像存在不可避免的結(jié)構(gòu)陰影干

4、擾問(wèn)題，本文采用了交互式ROI構(gòu)建及基于灰度值亞像素精度匹配的圖像差減法分割方案，能穩(wěn)定的排除干擾，完整分割破裂缺陷區(qū)域;針對(duì)劃痕圖像存在的干擾問(wèn)題，本文先采用反銳化掩模增強(qiáng)，然后通過(guò)與傳統(tǒng)分割方法的對(duì)比，提出局部動(dòng)態(tài)閾值分割方案，能實(shí)現(xiàn)較穩(wěn)定的分割效果;
　　4、針對(duì)檢測(cè)缺陷的判別問(wèn)題，選擇缺陷區(qū)域的圓度、緊密度、偏心率以及歐幾里得長(zhǎng)度等形狀特征作為分類(lèi)的依據(jù)，提出基于多形狀特征的缺陷分類(lèi)方法;
　　5、針對(duì)傳統(tǒng)缺陷特征測(cè)

5、量方法的不足，本文探討了沖壓表面缺陷特征的單相機(jī)視覺(jué)測(cè)量技術(shù)。采用HALCON的相機(jī)標(biāo)定方法，快速獲取圖像坐標(biāo)與世界三維坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并實(shí)現(xiàn)缺陷特征的精確測(cè)量;
　　6、根據(jù)檢測(cè)算法，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件的檢測(cè)流程以及系統(tǒng)總體框架。利用HALCON與VC++進(jìn)行聯(lián)合編程開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的人機(jī)友好界面，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)缺陷檢測(cè)模塊的調(diào)試、檢測(cè)以及缺陷信息保存輸出功能。結(jié)果表明，此方法可以提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率，縮短開(kāi)發(fā)周期。
　　測(cè)試結(jié)果表