沖壓件表面缺陷圖像檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、隨著沖壓生產(chǎn)線自動化要求的提高，能否實現(xiàn)產(chǎn)品的自動檢測成為評判其自動化程度的一個重要指標。然而，目前沖壓產(chǎn)品的缺陷檢測還停留在人目檢測的階段，效率低、穩(wěn)定性差、成本高的人目檢測嚴重制約了沖壓生產(chǎn)線的自動化進程。機器視覺檢測技術(shù)作為一種新型的無損檢測技術(shù)，因具備高效、穩(wěn)定、精確、柔性高等特點而逐漸在工業(yè)生產(chǎn)的檢測領(lǐng)域得到推廣，也為沖壓產(chǎn)品的表面缺陷檢測提供新思路。但是，目前機器視覺檢測技術(shù)在沖壓產(chǎn)品的表面缺陷檢測領(lǐng)域的應用普遍局限在單一大

2、平面類產(chǎn)品上，對于具有復雜表面特征以及曲面特征的沖壓產(chǎn)品的應用并不廣泛。所以，本文以曲面沖壓件為檢測對象，研究開發(fā)一套基于機器視覺的沖壓產(chǎn)品表面缺陷檢測系統(tǒng)。
　　本文針對曲面類沖壓產(chǎn)品的表面缺陷類別及檢測要求，對機器視覺檢測系統(tǒng)做了以下研究工作:
　　1、為了滿足檢測精度要求，本文通過分析曲面沖壓件的表面缺陷形成機理及形貌，對各類缺陷進行特征描述并對其表面缺陷進行合理劃分，分別為:破裂、劃痕、壓痕，繼而明確了系統(tǒng)的檢測指標

3、。從檢測指標和系統(tǒng)性能要求出發(fā)，設(shè)計了檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，完成對相機和光學鏡頭、光源的選型并對檢測系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行校核:理論檢測精度為0.15mm。
　　2、為了解決曲面缺陷光照不均、圖像對比度低問題，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題，本文通過對幾種缺陷圖像的分析，設(shè)計了基于HALCON的圖像處理算法流程。針對破裂缺陷圖像存在不可避免的結(jié)構(gòu)陰影干

4、擾問題，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;針對劃痕圖像存在的干擾問題，本文先采用反銳化掩模增強，然后通過與傳統(tǒng)分割方法的對比，提出局部動態(tài)閾值分割方案，能實現(xiàn)較穩(wěn)定的分割效果;
　　4、針對檢測缺陷的判別問題，選擇缺陷區(qū)域的圓度、緊密度、偏心率以及歐幾里得長度等形狀特征作為分類的依據(jù)，提出基于多形狀特征的缺陷分類方法;
　　5、針對傳統(tǒng)缺陷特征測

5、量方法的不足，本文探討了沖壓表面缺陷特征的單相機視覺測量技術(shù)。采用HALCON的相機標定方法，快速獲取圖像坐標與世界三維坐標的對應關(guān)系，并實現(xiàn)缺陷特征的精確測量;
　　6、根據(jù)檢測算法，設(shè)計了系統(tǒng)軟件的檢測流程以及系統(tǒng)總體框架。利用HALCON與VC++進行聯(lián)合編程開發(fā)，設(shè)計系統(tǒng)軟件的人機友好界面，實現(xiàn)各類缺陷檢測模塊的調(diào)試、檢測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)開發(fā)的效率，縮短開發(fā)周期。
　　測試結(jié)果表