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1、2005年2月农业机械学报第36卷第2期机器视觉识别技术在活塞装配中的应用岳晓峰韩立强于骏一【摘要】将机器视觉识别技术应用于活塞装配,研制开发的活塞装配机器视觉识别系统成功地解决了发动机生产厂在活塞装配中存在的漏装、反装和混装问题,保证了活塞装配质量,减轻了工人的劳动强度。关键词:活塞装配机器视觉识别混合中心矩函数中图分类号:TK416+.4;TP391.41文献标识码:AApplicationofMachineVisionRecognitionTechnologyinPistonAssembly1,212Yu
2、eXiaofengHanLiqiangYuJunyi(1.ChangchunUniversityofTechnology2.JilinUniversity)AbstractTheassemblequalityofpistonshassevereinfluenceontheperformanceofvehicleengine.Withtheaidofmachinevisionrecognitiontechnology,themissedassembling,reversedassemblingandmixedas
3、semblingofthepistonscouldbesuccessfullyavoided,itmakesthepistonassemblingqualitystableandlabourintensitylower.ThepistonmachinevisioninspectingsystemthatdevelopedbyauthorshasbeenappliedtoengineassemblyinanautomobilefactorysinceOct.2002.KeywordsPiston,Assembli
4、ng,Machinevisionrecognition,Mixedcentralmomentfunction引言在某大型轿车生产厂的一条装配高速汽油机的装配生产线上,要同时交叉装配5种不同型式的发动机。在将活塞组件装入缸孔中时,因工人操作失误会发生漏装、反装和混装等质量事故。为保证活塞装配质量,减轻工人劳动强度,工厂提出“用机器视觉图1活塞组件装配示意图Fig.1Schematicdiagramofpistonassembly识别技术检测活塞装配质量”的技术改造命题。(a)活塞组件(b)活塞与气缸的相对装配位置
5、1活塞装配视觉识别系统机型号和相应的活塞组件类别信息,并捕获随行夹图1为活塞组件装配示意图。图2是活塞装配具到位信号;当随行夹具送到4个缸孔与4个工业视觉识别系统的简图。在发动机装配线上,汽缸体CCD摄像机镜头相对中的位置时,液压止动器自动装夹在随行夹具上,在活塞装配工位机械手将4个抬起,随行夹具停止运动,控制系统随即操纵工业活塞组件装入缸孔后,随行夹具由传送装置输送至CCD摄像机对准已装活塞组件的缸孔采集图像信活塞装配检测工位,先由条码阅读器读取所装发动息并将其存储在计算机中。随后,液压止动器下降,收稿日期:
6、20040621岳晓峰长春工业大学机电工程学院讲师博士生(吉林大学),130012长春市韩立强长春工业大学机电工程学院教授博士生导师于骏一吉林大学机械科学与工程学院教授博士生导师,130025长春市第2期岳晓峰等:机器视觉识别技术在活塞装配中的应用89输送装置将随行夹具连同所装配的缸体送至缓冲工混装活塞采取相应的装配措施。位;与此同时,计算机对所采集到的缸孔活塞图像信图3列出了活塞装配机器视觉识别系统图像处息依次作漏装检测、反装检测和混装检测,操作者依理程序流程图。据扬声器警告和数码管的数字显示对漏装、反装和图
7、2活塞装配机器视觉识别系统简图Fig.2Schematicdiagramofpistonassemblingmachinevisionrecognitionsystem¹完成活塞组件装配工序后,用工业CCD摄像机摄取发动机缸孔的CCD图像。º依次对所摄得的4个缸孔的CCD图像作直方图。»对活塞装配是否存在漏装作出判别:缸孔图像直方图峰值点对应的灰度值小于100可判断该缸孔漏装活塞。图4漏装活塞缸孔与装配活塞后缸孔图像直方图Fig.4Imagehistogramofcylinderwithoutandwithpi
8、stonin(a)未装活塞的缸孔(b)装有活塞的缸孔2活塞装配机器视觉识别方法2.2活塞反装机器视觉识别方法2.1活塞漏装机器视觉识别方法为防止活塞顶面在缸孔中运动不至于与上方气图4a上图是未装活塞时摄像机摄取的缸孔图门相碰,设计师在活塞顶面的特定部位设有躲避坑像,下图是图像直方图;图4b上图是装了活塞后摄(参见图1a),将活塞组件装入缸体时应注意躲避坑取的缸孔图像,下图是图像的直方图
