基于机器视觉的螺栓几何形状检测方法研究.pdf

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1、第26卷第6期2013年11月机电产品开崖与刨新Development&InnovaUonofMachinery＆ElectricalProductsV01．26．No．6Nov．，2013文章编号：1002—6673(2013)06—103-03基于机器视觉的螺栓几何形状检测方法研究许昊，李维荣，程鹏(中机生产力促进中心，北京100044)摘要：螺栓的外形对保证其质量有着极其重要的作用，针对螺栓的外形结构特点，本文设计了螺栓的检测流程．并使用VC6．0开发了检测程序。根据螺栓的几何特征，选取面积、周长、质心、圆形度等判定参数，然后，介

2、绍了螺栓头部，螺纹外径、中径的测量方法。经验证，这些特征参数和检测算法能很好的辨别出螺栓的外形缺陷。关键词：机器视觉；螺栓检测；几何缺陷中图分类号：TP39文献标识码：Adoi：10．3969，j．issn．1002—6673．2013．06．039ResearchofBoltsGeometryDetectionMethodBasedonMachineVisionTechnologyXUHoo，LIWei-Rong，CHENGPeng(ChinaProductivityCenterforMachinery，Beijing100044，C

3、hina)Abstract：Theshapeofbolthas扎importantroleinensuringitsquality．Accordingtotheboltshapefeatures．anewdetectingprocessisde—signedandanewdetectingsoftwarewhichisbasedonVC6．0isdeveloped．Takingtheboltgeometriccharacteristicsintoconsideration，pa-rametersincludingarea，perimet

4、er，cancroidandSOon3reselectedascriteria．Atthesametime，thewaysofmeasuringboltheadandscrewdiameteraseintroduced．TheexperimentsindicatethattheseparametersanddetectionmethodsCanidentifytheboltshapedefectseffectively．Keywords：machinevision；boltdetection；geometrydefects0引言在全球工

5、业化高度发展的今天。螺纹连接作为传统的机械连接方式，因其具有结构简单，操作方便，成本低廉等特点，仍然作为主流联接方式而被广泛使用。六角头螺栓是螺纹连接中最常用的紧固件。应用量特别大，出现失效案例又很多，几何精度直接影响其力学性能和互换性，必须在成型加工过程中加以控制。目前，对螺栓外形【q的检测大多采用人工抽检。存在人为因素影响大，效率低下等问题，用光学方法进行自动检测的应用还不广泛。1螺栓外形检测的原理机器视觉是一种非接触的检测方法，它具有快捷、修稿日期：2013—10—14基金项目：国家技术科技重大专项课题(2013zx0400208

6、1)作者简介：许昊(1988一)，男，硕士研究生。研究方向：机电一体化。经济、灵活等优点。通过工业CCD或CMOS摄像头拍摄物体的清晰图像。然后采用计算机硬件及软件技术对图像信息进行辅助处理，提取几何特征值，与预期特征进行自动对比，进而完成零件的测量和筛选。图1是视觉检测系统的一般流程。图1视觉检测系统的一般漉程Fig．1ThegeneralprocessofvisualiilspectJonsystem本文所述的螺栓检测系统有以下几部分组成：①图像采集部分，包括三个CCD数字摄像机、光源等；②零件传送及筛选部分，包括步进电机，传送带等

7、，步进电机的运动和筛选模块的动作均采用PLC控制；③图像处理部分，主要对采集到的螺栓图像进行实时处理并进行特征提取。图2为螺栓检测的检测流程[21。螺栓在传送带上运动，依次经过三个摄像头的检测区域，触发拍照采集图像，然后将图像传送至计算机进行实时处理，与预设的参数进行比较，判定零件是否合格。根据判定结果发出筛选模块控制指令，实现合格与103·测试与控制·不合格产品的分离。圈——t亟圃藉H1f芦!竺像理一L丁=e*羹块-盘采·毫面圈·L一—臣卜匝图2蠼栓检测流程Fig．2Boltdetectionprocess2螺栓外形检测的关键参数常见

8、的螺栓几何缺陷包括尺寸超差、形状不规则、头部填充不满或者裂纹等，这些缺陷在采集的图像中主要表现为面积和边界等特征参数的变化。经过图像采集、处理得到所需的图像，用一些区域描绘子来描述图像中的区域特征【3】，如