由¥工、1產(chǎn)品或者零部件的復(fù)雜性使得其需要測量的尺寸的 參數(shù)很多，傳統(tǒng)的人工測量難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求和短時間內(nèi) 測量多個尺寸參數(shù)的要求。本文結(jié)合拉鉚釘生產(chǎn)現(xiàn)狀及其外形輪 廓#點，以工件外形邊緣的投影圖像作為被測邊緣，基于計算機 視覺在線測量技術(shù)，采用多攝像機組合測量的方式，開發(fā)了拉鉚 釘在線視覺測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)將計算機視覺和數(shù)字圖像處理技術(shù) 應(yīng)用于拉鉚釘?shù)拇笈繖z測，對拉鉚釘?shù)母鱾€尺寸參數(shù)進行自動 在線測量，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各參數(shù)檢驗合格標(biāo)準，自動完成對 拉鉚釘?shù)脑诰€篩選，并統(tǒng)計出檢測數(shù)量、不合格數(shù)、合格率等測 量數(shù)據(jù)。該檢測技術(shù)不僅可實現(xiàn)拉鉚釘?shù)脑诰€檢測，而且測量速 度快、精度高，代表了工業(yè)產(chǎn)品及其零部件在線檢測的發(fā)展方向， 具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間。
二、系統(tǒng)方案設(shè)計
系ki鉚釘多參數(shù)實時在線視覺檢測系統(tǒng)的主要任務(wù)與技術(shù) 指標(biāo)，可將整套系統(tǒng)分成圖像傳感器模塊、圖像處理模塊、無線 傳輸模塊、自動化定位模塊及系統(tǒng)控制管理主機。其體系結(jié)構(gòu)如 圖1所示。 __
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三、拉鉚釘多參數(shù)實時在線視覺檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
(一）圖像傳感器模塊。圖像傳感器模塊由高性能的ARM9 處理器、卨速總線和CMOS圖像傳感器構(gòu)成，使用多個視覺傳感器 進行同步采集和處理，直接將參數(shù)檢測結(jié)果傳送至圖像處理模塊。 其所有參數(shù)采集、處理和檢測結(jié)果傳輸過程少于10ms。圖像傳感 器提供了良好的人機界面和豐富的底層控制方式,可對CMOS的曝 光時間、白平衡、亮度獲取等成像操作進行控制，并內(nèi)置圖像處 理和幾何檢測算法，可直接得出檢測所需如深度、角度等參數(shù)值。 每個圖像傳感器還配備有自動化位置侍服機構(gòu)，可以進行精度為 20微米的上下微距調(diào)節(jié)。
(二）圖像處理模塊。圖像處理模塊由大容量的數(shù)據(jù)存儲器 SDRAM和程序存儲器NAND FLASH、DSP處理器組成。前者為圖像 的快速處理提供硬件基礎(chǔ)，后者對釆集的圖像進行底層處理，如 圖像濾波、圖像增強、邊緣檢測等，以便處理程序從圖像中抽取 諸如角點、邊緣、線條、邊界以及色彩等關(guān)于場景的基本特征。 同時，DSP通過編程對CMOS的曝光時間、白平衡、亮度獲取等成 像操作進行控制。
(三）無線傳輸模塊。為了便于檢測組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸、共享 與協(xié)調(diào)控制，本文設(shè)計了與圖像處理單元搭配的以太網(wǎng)接口和基 于ZIGBEE技術(shù)的無線傳輸模塊。
(四）自動化定位模塊。自動化精確定位機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)針對 T12-T24型號的拉鉚釘?shù)木_定位。整個機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)拉鉚釘?shù)?型號自適應(yīng)、自動進料和位置校正。整個定位系統(tǒng)可靠性高，可 保證在20ros內(nèi)完成所有的機械動作,使用壽命可達500萬次以上。
(五）系統(tǒng)控制管理主機。系統(tǒng)控制管理主機為以上各個模 塊的正常運行提供保障。工件由自動傳輸機構(gòu)傳送給定位機構(gòu)， 由定位機構(gòu)固定在待測位置，在背向光源照明F，閣像采集裝置 采集到圖像，由圖像處理器將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號保存在計算機內(nèi)， 通過相關(guān)的軟件算法對圖像數(shù)字信號進行處理，從而得到所需要 的各種目標(biāo)圖像特征值，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)模式識別、圖像分析、 參數(shù)計算等功能，最后用得到的結(jié)果來控制自動分選機構(gòu)做出判 斷，對合格品和不合格品進行分類。并且通過人機界面實現(xiàn)人機 交互。同時，系統(tǒng)外接打印機，可對測量數(shù)據(jù)進行打印《>
四、實驗
拉鉚釘多參數(shù)實時在線視覺檢測系統(tǒng)已研制成為生產(chǎn)檢測裝 備在工廠試用，如圖2所示，運用此設(shè)備后，檢測質(zhì)量和檢測效 率得到明顯提高。其檢測速度高達1800件/小時，準確率達98% 以上，檢測精度達到10微米；整個檢測系統(tǒng)屬于全自動在線檢測 系統(tǒng)，可實現(xiàn)T12-T24五個型號22個規(guī)格的拉鉚釘?shù)娜砍叽鐓?數(shù)用視覺傳感器集群進行實時在線檢測，殘次品自動剔除。T16-20 型號的拉鉚釘實際檢測數(shù)據(jù)如下圖，4#數(shù)據(jù)是一個不合格產(chǎn)品， 能準確識別和分檢。裝備的正確運轉(zhuǎn)，證實工件多參數(shù)視覺傳感 器集群測量技術(shù)與方法切實可行。
五、總結(jié)
拉鉚釘多參數(shù)實時在線視覺檢測系統(tǒng)，解決了拉鉚釘生產(chǎn)過程 中要求實時在線檢測工件的多種參數(shù)，自動質(zhì)量控制的行業(yè)性難 題。系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場能夠?qū)崿F(xiàn)多參數(shù)精準、髙速的實時在線測 量，并自動完成對拉鉚釕的在線篩選，統(tǒng)計出檢測數(shù)量、不合格數(shù)、 合格率等檢測數(shù)據(jù)。檢測精度為0.01mm，檢測速度為每分鐘1800 件以上。提高了生產(chǎn)工人的工作效率，降低了勞動強度，也大大降 低了生產(chǎn)成本。高速量化了拉鉚釘技術(shù)指標(biāo)，提升企業(yè)競爭力。
