基于機(jī)器視覺(jué)的外螺紋表面缺陷檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、外螺紋是機(jī)械和汽車(chē)工業(yè)中最為廣泛使用的零部件之一,通常與內(nèi)螺紋搭配使用,起連接、傳動(dòng)和緊固作用。外螺紋表面缺陷對(duì)于外螺紋總體性能的影響不可小覷。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)高效地剔除表面有缺陷的螺紋,以把發(fā)生安全事故的可能性降到最低。然而目前國(guó)內(nèi)外主流的外螺紋表面檢測(cè)方式均不完全適用于外螺紋表面缺陷的檢測(cè)。為了進(jìn)一步確保外螺紋的品質(zhì),特別是在有高品質(zhì)、高精度要求的船、車(chē)、航天產(chǎn)業(yè)中,開(kāi)發(fā)一套適用于外螺紋表面質(zhì)量的在線(xiàn)、非接觸的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于保障生產(chǎn)過(guò)程

2、中產(chǎn)品質(zhì)量是刻不容緩的。
　　機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方式相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)方式而言具有檢測(cè)速率快、非接觸、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),在測(cè)量、定位、缺陷檢測(cè)等工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本研究中結(jié)合機(jī)器視覺(jué)和圖像處理技術(shù),開(kāi)發(fā)了一套外螺紋表面缺陷的非接觸檢測(cè)系統(tǒng),包括圖像采集機(jī)構(gòu)和圖像處理機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的功能,本文進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　　①根據(jù)機(jī)器視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)硬件選型的一般規(guī)律完成硬件選型,針對(duì)螺紋零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制

3、的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),采用線(xiàn)陣CCD相機(jī)實(shí)時(shí)采集外螺紋全周圖像,并將它傳送到缺陷處理機(jī)構(gòu)中;
　　②在圖像處理算法上,針對(duì)外螺紋表面圖像特點(diǎn),設(shè)計(jì)了適合外螺紋表面缺陷檢測(cè)的圖像處理算法,包括圖像平滑、圖像拼接、圖像頻域增強(qiáng)、圖像分割和圖像識(shí)別。對(duì)于采集的圖像,首先濾除圖像中的噪聲,然后選用合適的拼接算法重構(gòu)外螺紋的全周圖像,接著通過(guò)基于離散余弦變換的圖像增強(qiáng)方法剔除圖像中的主紋理信息,用二次曲率法來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)時(shí)最佳閾值的確定,然后選用

4、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制二值化法和形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算進(jìn)行圖像分割,最后用最小矩形法統(tǒng)計(jì)二值化圖像的缺陷信息,研究并設(shè)計(jì)缺陷判定方法;
　?、巯鄼C(jī)標(biāo)定選用適合本研究系統(tǒng)的傳統(tǒng)相機(jī)標(biāo)定方法,根據(jù)需求用標(biāo)定板獲取相機(jī)采集圖像時(shí)的像素當(dāng)量,以便對(duì)缺陷定量分析;
　?、芊治鰧?shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能存在的誤差進(jìn)行分析,并提出如何最大程度上減小誤差的方法。
　　本研究設(shè)計(jì)的外螺紋表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)外螺紋表面質(zhì)量準(zhǔn)確有效的檢測(cè)。大量實(shí)驗(yàn)表明,本文