在機(jī)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(cè)中主要面臨著：
1）產(chǎn)品型號(hào)多，材質(zhì)和色彩差異性大，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)適應(yīng)性要求高；
2）檢測(cè)項(xiàng)目多，各項(xiàng)目對(duì)應(yīng)光源的波長(zhǎng)及拍攝角度要求不同，需解決各光源與各個(gè)相機(jī)之間的相互干擾；
3）運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)需考慮避免與各個(gè)相機(jī)及光源產(chǎn)生干涉；
4）工件的位置變動(dòng)會(huì)影響其他相機(jī)及檢測(cè)項(xiàng)，需統(tǒng)籌考慮；
5）顯示、統(tǒng)計(jì)內(nèi)容及界面需滿足客戶的個(gè)性化要求。
整體機(jī)器視覺檢測(cè)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(cè)；
2）多臺(tái)臺(tái)CCD相機(jī)、多個(gè)同軸光源、條形光源等組成的成像系統(tǒng)；
3）由機(jī)械臂、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、剔除機(jī)構(gòu)、各類氣動(dòng)器件和電動(dòng)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(cè)平臺(tái)，首先機(jī)械臂將工件從來料傳送帶夾起，放置到旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)中，測(cè)試軟件控制光源1啟用，相機(jī)1拍照；然后光源1關(guān)閉，光源2、3同時(shí)啟用，相機(jī)2、3 同時(shí)拍照；接著旋轉(zhuǎn)載具旋轉(zhuǎn)特定的角度，啟用光源4，相機(jī)4拍照。待所有相機(jī)取像完成、并且視覺軟件對(duì)圖像處理完成后，視覺系統(tǒng)將檢測(cè)結(jié)果顯示在電腦屏幕上，同時(shí)刷新歷史記錄文檔，并將檢測(cè)結(jié)果傳送給PLC，PLC發(fā)送指令給機(jī)械臂，將工件放入成品傳送帶或者將NG品剔除，然后進(jìn)行下一個(gè)產(chǎn)品的檢測(cè)流程。整個(gè)測(cè)試流程非常緊湊，穩(wěn)定可靠。
由于產(chǎn)品數(shù)量多、檢測(cè)項(xiàng)目多，有效的做法是將所有的檢測(cè)內(nèi)容羅列出來，將其分為必測(cè)項(xiàng)目和可選測(cè)項(xiàng)目，根據(jù)項(xiàng)目的成像特性，選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試方式。本系統(tǒng)有效地應(yīng)用了逐次準(zhǔn)確定位、圖案匹配、灰度對(duì)比、斑點(diǎn)面積、斑點(diǎn)間距離、邊測(cè)量等工具和工具組合，確保完成所有必測(cè)項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上，再盡量完成可選測(cè)項(xiàng)目。
針對(duì)每個(gè)相機(jī)的必測(cè)項(xiàng)目，選擇合適的光源，逐個(gè)相機(jī)測(cè)試各檢測(cè)項(xiàng)目能否都滿足需要，確認(rèn)同一相機(jī)是否需要多個(gè)光源。在進(jìn)行各測(cè)試項(xiàng)目之前，必須首先確定該相機(jī)取像的定位方法，并且在測(cè)試驗(yàn)證過程中，如有更換光源或者改變光源照射角度、相機(jī)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(xiàng)，確定各個(gè)相機(jī)取像及測(cè)試的項(xiàng)目難度順序，在進(jìn)行放置工件的高度、角度、方向及相關(guān)治具的設(shè)計(jì)時(shí)，先考慮包含難度較高項(xiàng)目的相機(jī)取像效果，并作實(shí)際測(cè)試，完成該相機(jī)各項(xiàng)測(cè)試后，再按難度順序進(jìn)行下一個(gè)相機(jī)的測(cè)試，全部相機(jī)按順序測(cè)試完成后，再?gòu)念^開始檢測(cè)，直至所有的檢測(cè)項(xiàng)目取像都能滿足要求。
每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目都必須留有足夠的測(cè)試余量，加大工藝窗口，以應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)千差萬(wàn)別的實(shí)際狀況。在評(píng)估、驗(yàn)證及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施階段，需選用大量的OK樣品和NG樣品，驗(yàn)證算法和設(shè)備工作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
在目前的機(jī)加工車間，基于視覺外觀檢測(cè)系統(tǒng)，面對(duì)復(fù)雜零件的檢測(cè)，能夠高效、快速檢測(cè)復(fù)雜零件尺寸，極大提高生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平，對(duì)同類產(chǎn)品的檢測(cè)、檢驗(yàn)具有借鑒意義。
