基于机器视觉的空调截止阀缺陷检测系统的研制

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1、学兔兔www.xuetutu.com、I匐化基于机器视觉的空调截止阀缺陷检测系统的研制Thedevelopmentofcut-0竹valveinair-conditiondefectsinspectionsystembasedonmachinevision梁君，蒋庆，汤建斌，舒军辉LlANGJun，JIANGQing，1_ANGJian．bin，SHUJun．huj(中国计量学院计量测试工程学院，杭州310018)摘要：文中根据空调截止阀生产线检测要求，研制了基于机器视觉的截止阀缺陷检测系统，实现了截止阀挡圈、高度以及角度三个指标集成检测，并自

2、动分离出不合格品。着重介绍了检测系统的结构组成，并且介绍了模板匹配、图像分割、边缘检测等相关图像算法。经实验测试表明：该视觉系统精度高，稳定性好，有效地提高了截止阀检测生产线的工作效率。关键词：机器视觉；截止阀检测；视觉检测；图像处理中图分类号：TM571．2文献标识码：A文章编号：1009-0134(2014)11(I--)一0033—04Ooi：10．3969／3．issn．1009-0134．2014．11(上)．090引言截止阀视觉检测系统2013年我国空调年产量高达1．12亿台，空调截截止阀视觉检测系统设计参数如表1所示。止阀的年需求

3、量至少为空调年产量的2倍，那么每表1截止阀检测系统设计参数表年就至少要2．24亿个。其中截止阀挡圈缺件检测、参数名称具体要求接管高度检测以及接管角度检测是生产线中三个生产节拍29／个重要工艺指标。目前国内截止阀检测主要依靠人挡圈口径范围16mm~2Omm工方法，人工检测缺陷在于：人工成本高、效率挡圈误检率小于1‰低，无法满足自动化生产线需求；检测精度低、高度检测范围20mm~4Omm易出错，检测质量受人为因素影响⋯。挡圈因人为高度检测精度O．1mm角度检测范围30。～70。因素的误检已引发截止阀使用过程中的多起安全角度检测精度0．1。事故，对企

4、业和员工造成巨大损失和伤害，而接管高度和接管角度的不良品使其无法正常的安装系统结构采用八工位转盘的形式对截止阀进使用，造成了资源的浪费。行检测处理，每工位可同时放置一个产品。系统检测指标如图1所示。挡圈缺件检测是其中最结构如图2所示。转盘八个工位平均分配，每个重要的一项安全工艺指标，角度检测如图1中Oc所工位的功能如下：工位一、工位二是上料工位；示，工艺要求出厂标准允许误差值为±2。，高度工位三是判断有无工件工位，；工位四是检测工检测如图1中h所示，工艺要求出厂标准允许误差位；工位五、工位六、工位七是剔除工位，工位值为±2mm。文中视觉系统将对

5、挡圈、高度和角五剔除挡圈不良工件，工位六剔除高度不良工度三个指标集成到一个工序来完成】，有效地节件、工位七剔除角度不良工件；工位八是合格下省了人工成本，提高了生产效率。料工位。该系统主要包括控制单元、检测单元、驱动单元以及机械结构单元，系统硬件组成如图3所示。检测单元由一台工控机，一个光电传感器，Lf～两台CCD，两个光源及光源频闪控制器构成。由于所检测的挡圈位于阀口内部，照明过程中容图1截止阀检测工艺指标图易出现阀口内部不明亮均匀，存在阴影部分，给收稿日期：2014-08-07作者简介：梁君(1990一)，男，浙江乐清人，硕士研究生，主要从事

6、检测自动化、微机应用技术的科研工作。第36卷第11期2014-11(上)【33】学兔兔www.xuetutu.com务l匐似控制单元主要由一台欧姆龙CPIL系列的PLC组成，实现对驱动单元中的转盘电机、光源频闪控制器、报警灯、次品剔除气缸、下料气抓等部件的实时控制。其中检测节拍可以通过调节转盘转动速度从而达到生产要求。由于存在两台CCD拍摄，光源通过频闪控制器实现光源拍摄照明，避免光源间的互相影响。(a)系统整体结构2图像检测方法成像系统采集到的图像进行处理的流程图如图4所示。首先，注册检测对象的模板图像；在获取的模板图像中，提取出检测对象的检

7、测指标特性，包括挡圈的颜色特性，接管的边缘特性，并且设定相应的检测区域参数。在检测过程中，当获取检测图像时，首先将设定的定位区域参数对检测图像进行定位，然后再在相应的检测区域内进行检测处理。(b)转盘结构注册模板图像图2系统结构图在模板图像中提取检检测单元控制单元驱动单元测对象参数挡圈、角度]面篁匿司l设定检测区域范围检测高度检测弱PLC躅获取检测对象图像圆获取检测对象位置，在定位区域_J1_范围中对图像进行检测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．__J图3截止阀检测系统的硬件组成框图挡圈检测lI高度检测Il角度检测区域标定ll区域标定I

8、I区域标定图像采集以及后续处理带来误差。因此采用环形光源照明，该光源能360。均匀照射在被测物上，挡圈区域ll高度区域Il角度区域检测ll检测II检测