機器視覺多相機檢測在外觀檢測的應(yīng)用方案

在機械制造行業(yè),特別是汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域,復(fù)雜零部件例如沖壓件、鑄件、復(fù)雜模具工件等大量使用。

汽車配件制造商在產(chǎn)品檢測中主要面臨著：

1）產(chǎn)品型號多，材質(zhì)和色彩差異性大，對檢測系統(tǒng)適應(yīng)性要求高；

2）檢測項目多，各項目對應(yīng)光源的波長及拍攝角度要求不同，需解決各光源與各個相機之間的相互干擾；

3）運動機構(gòu)需考慮避免與各個相機及光源產(chǎn)生干涉；

4）工件的位置變動會影響其他相機及檢測項，需統(tǒng)籌考慮；

5）顯示、統(tǒng)計內(nèi)容及界面需滿足客戶的個性化要求。

整體機器視覺檢測方案，由以下幾部分構(gòu)成：1）軟件系統(tǒng)采用Visual c++開發(fā)，用于采集到的圖像處理、顯示、尺寸檢測；2）多臺臺CCD相機、多個同軸光源、條形光源等組成的成像系統(tǒng)；3）由機械臂、旋轉(zhuǎn)平臺、剔除機構(gòu)、各類氣動器件和電動器件組成的執(zhí)行系統(tǒng)。

系統(tǒng)工作原理：當(dāng)工件平放在檢測平臺，首先機械臂將工件從來料傳送帶夾起，放置到旋轉(zhuǎn)檢測臺中，測試軟件控制光源1啟用，相機1拍照；然后光源1關(guān)閉，光源2、3同時啟用，相機2、3 同時拍照；接著旋轉(zhuǎn)載具旋轉(zhuǎn)特定的角度，啟用光源4，相機4拍照。待所有相機取像完成、并且視覺軟件對圖像處理完成后，視覺系統(tǒng)將檢測結(jié)果顯示在電腦屏幕上，同時刷新歷史記錄文檔，并將檢測結(jié)果傳送給PLC，PLC發(fā)送指令給機械臂，將工件放入成品傳送帶或者將NG品剔除，然后進行下一個產(chǎn)品的檢測流程。整個測試流程非常緊湊，穩(wěn)定可靠。

由于產(chǎn)品數(shù)量多、檢測項目多，有效的做法是將所有的檢測內(nèi)容羅列出來，將其分為必測項目和可選測項目，根據(jù)項目的成像特性，選擇對應(yīng)的測試方式。本系統(tǒng)有效地應(yīng)用了逐次精確定位、圖案匹配、灰度對比、斑點面積、斑點間距離、邊測量等工具和工具組合，確保完成所有必測項目，在此基礎(chǔ)上，再盡量完成可選測項目。

針對每個相機的必測項目，選擇合適的光源，逐個相機測試各檢測項目能否都滿足需要，確認(rèn)同一相機是否需要多個光源。在進行各測試項目之前，必須首先確定該相機取像的定位方法，并且在測試驗證過程中，如有更換光源或者改變光源照射角度、相機取像角度等問題，都必須重新確認(rèn)定位是否準(zhǔn)確、穩(wěn)定。

根據(jù)上述第2項，確定各個相機取像及測試的項目難度順序，在進行放置工件的高度、角度、方向及相關(guān)治具的設(shè)計時，先考慮包含難度最高項目的相機取像效果，并作實際測試，完成該相機各項測試后，再按難度順序進行下一個相機的測試，全部相機按順序測試完成后，再從頭開始檢測，直至所有的檢測項目取像都能滿足要求。

每個測試項目都必須留有足夠的測試余量，加大工藝窗口，以應(yīng)對現(xiàn)場千差萬別的實際狀況。在評估、驗證及現(xiàn)場實施階段，需選用大量的OK樣品和NG樣品，驗證算法和設(shè)備工作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

在目前的機加工車間，基于視覺外觀檢測系統(tǒng)，面對復(fù)雜零件的檢測，能夠高效、快速檢測復(fù)雜零件尺寸，極大提高生產(chǎn)效率和自動化水平，對同類產(chǎn)品的檢測、檢驗具有借鑒意義。