基于機器視覺的汽車碳刷表面檢測系統(tǒng)設計.pdf

1、本課題所研究的對象是汽車上面用到的各種電機碳刷，碳刷的性能優(yōu)劣將直接影響到各種電機的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和效率，正是因為碳刷是絕大部分直流電機不可或缺的關鍵部件，對碳刷生產(chǎn)過程中的在線檢測準確性和高效率必須要得到有力的保證。
　　在各種工業(yè)場合特別是汽車微電機上，碳刷是必不可少的重要零部件，使用特別廣泛。因此，一旦碳刷存在表面缺陷問題則會帶來輕則停機重則傷及人身安全的重大事故。為確保有效降低安全事故的發(fā)生，必須在碳刷生產(chǎn)過程中嚴格把控碳刷質(zhì)

2、量，做到準確檢測并剔除不良碳刷。
　　經(jīng)對比分析國內(nèi)外碳刷表面缺陷檢測方法的優(yōu)劣勢，最后給出一套實時、非接觸高效準確檢測碳刷表面質(zhì)量的解決方案。該解決方案是基于智能機器視覺的快速發(fā)展而設計的，其優(yōu)點是非接觸、快速、準確，同時在應用的電子環(huán)境中具有較強的抗干擾能力，所以在各種工業(yè)生產(chǎn)中應用越來越廣泛。
　　為實現(xiàn)機器視覺準確快速檢測碳刷表面缺陷的效果，本文主要做了以下幾方面的工作：
　　首先通過對比人工肉眼檢測、傳統(tǒng)在線

3、檢測、智能視覺系統(tǒng)非接觸檢測各自特點，分析了人工肉眼檢測和傳統(tǒng)在線檢測的缺點和不足，同時提出了采用智能視覺系統(tǒng)配合改進硬件裝置實現(xiàn)非接觸在線100％高效檢測碳刷的全自動方案。
　　根據(jù)碳刷表面裂痕檢測系統(tǒng)的指標要求，主要包括精度要求、錯檢率和漏檢率要求以及效率要求等，對整個檢測系統(tǒng)的硬件部分進行全面設計和選型，基于系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和可靠性考量來對每個環(huán)節(jié)零部件進行合理分析與選擇，針對視覺系統(tǒng)拍照過程中存在的相機微動情況對相機固定支架

4、架設方式進行了改進；針對振動理料送料裝置存在卡料且送料慢問題增加了直線送料器，從而保證自動送料的穩(wěn)定和快速；在機械翻轉(zhuǎn)機構配合下實現(xiàn)碳刷正反面的裂痕檢測；
　　根據(jù)碳刷表面裂痕的特點和客戶對自動檢測裝置的性能要求，對智能機器視覺系統(tǒng)中涉及到的幾個關鍵部件如重點對智能相機、光源控制器、鏡頭、光源架設方式等進行詳細分析與對比選擇，最終將視覺系統(tǒng)中每個關鍵部件合理地確定下來?；谝陨嫌布到y(tǒng)和光學系統(tǒng)的選型確定后，對整個碳刷表面裂痕缺陷

5、檢測自動線的控制系統(tǒng)進行詳細設計，同時對該系統(tǒng)的控制器以及外設電氣部分也予以對比擇優(yōu)選擇。為保障整個碳刷表面裂痕檢測裝置的運行穩(wěn)定，對檢測系統(tǒng)的保護裝置進行設計和優(yōu)化，同時設計了碳刷良品和不良品自動分揀機構；本設計的創(chuàng)新之處除了首次在碳刷行業(yè)引入智能視覺系統(tǒng)進行非接觸100%檢測，還引入監(jiān)控系統(tǒng)對整套自動檢測裝置進行實時監(jiān)控。
　　最后，根據(jù)碳刷表面裂痕缺陷的特點，設計了采用快速檢測碳刷表面裂痕缺陷的算法和處理軟件。
　　本

6、碳刷表面實時檢測方案已付諸實施，設計安裝調(diào)試完成了自動在線檢測裝置，給一家碳刷行業(yè)龍頭企業(yè)的生產(chǎn)線上使用本檢測系統(tǒng)已取得了良好的效果，可以實時準確判定出碳刷表面有肉眼能看得到的所有裂痕，裝置運行時檢測速率有50只/分鐘，比之前耗人耗時且品質(zhì)無法保證的情況有了根本性改觀。
　　目前國內(nèi)碳刷企業(yè)采用機器視覺在線檢測表面缺陷的尚比較少，因此本裝置具有較廣泛的應用價值，同時本裝置通過更改檢測算法后亦可推廣應用于其他精密五金產(chǎn)品的在線檢測中