機器視覺測試系統

(5)金屬板表面自動探傷系統

在對表面質量要求很高的特殊大型金屬板進行檢測時，原始的檢測方法是采用人工目視或用百分表加探針進行檢測，該方法不僅易受主觀因素的影響，而且可能給被測表面帶來新的劃傷。金屬板表面自動探傷系統利用機器視覺測試技術對金屬表面缺陷進行自動檢查，可在生產過程中高速、準確地進行檢測，同時由于該系統采用非接觸式測量，避免了產生新劃傷的可能。該系統采用激光器作為光源，通過針孔濾波器濾除激光束周圍的雜散光，采用擴束鏡和準直鏡使激光束變為平行光并以45度的入射角均勻照射在被測金屬板表面上。金屬板放在檢驗臺上，檢驗臺可在x、y、z三個方向上移動，攝像機采用TCD142D型2048線陣CCD，鏡頭采用普通照相機鏡頭，CCD接口電路采用單片機系統。PC主機主要完成圖像預處理及缺陷的分類或劃痕的深度運算等，并可將檢測到的缺陷或劃痕圖像在顯示器上顯示。CCD接口電路和PC機之間通過RS.232口進行雙向通訊，構成人機交互式數據采集與處理。該系統主要利用線陣CCD的自掃描特性與被檢鋼板在x方向的移動相結合，提取金屬板表面的三維圖像信息。

(6)汽車車身輪廓尺寸精度檢測系統

英國ROV

(7)奧迪白車身表面質量檢測系統

奧迪公司最近研制成功了一種能夠對白車身表面缺陷進行全自動檢測的系統，取名為“智能控制白車身表面質量檢測系統”。該檢測系統綜合采用了投影光柵直接相位采集、高速數字圖象處理、表面缺陷圖象模式自動識別、智能化質量判斷、自適應系統學習技術、高速數字信息網絡、松散化自調節軟硬件結構以及機器人系統控制技術，可以在傳動速度為5m/min的生產線上，對焊裝完畢的白車身進行100％的在線檢測。整車檢驗時間為1分20秒。通過自動測試與分析，將過去靠肉眼無法分辨的表面缺陷直接標記在車身上，使白車身進入噴漆工序之前即可對缺陷處進行打磨，節省了表面噴涂過程中的打磨工序，既節約了大量制造成本，同時又提高了車身的表面質量。

此外，在許多其它方法難以檢測的場合，利用機器視覺系統可以有效地實現。機器視覺的應用正越來越多地代替人去完成許多工作，這無疑在很大程度上提高了生產自動化水平和檢測系統的智能水平。

5.機器視覺系統與CMM的集成

隨著國際市場競爭的加劇，各國的制造企業越來越清楚地認識到，產品質量的好壞，是決定企業生產和經營成敗的關鍵。隨著市場環境的多樣化，企業對龐大的與質量有關的數據的采集、處理和傳遞提出了更高的要求，更具柔性和自動化的CAQ系統呈現出以下發展趨勢：①在必要的情況下，CAQ系統可以100％地檢測產品，而不像現在普遍采用的抽樣檢測；②將檢測規劃集成到加工過程中，形成閉環反饋控制系統，在檢測時確定產品相對于標準尺寸的偏差，并在線糾正，因此，可獲得近100％的優質產品；③機器視覺和先進的圖像處理技術、逆向工程技術已廣泛地應用于自動化檢測，因此，可完成智能化、柔性、快速和低成本的檢測目標。④適用于不同產品結構的檢測技術可將新的產品技術要求直接從CAD/CAM數據庫傳輸到檢測系統中，不需要操作人員編制特殊的程序。

機器視覺和逆向工程等技術的發展及其與CMM的集成，可以進一步提高CMM的測量效率。對于具有原始CAD模型的測量對象，可以利用機器視覺系統，迅速識別對象物的形狀及其在測量平臺的位置和狀態，完成機器坐標系、工件坐標系、攝像機坐標系三者之間的轉換，幫助CMM實現檢測路徑自動形成與測量結果判斷。機器視覺系統將采集到的信息傳輸到計算機，同時計算機控制視覺系統的操作，另一方面計算機將生成的檢測規劃傳輸到CMM控制器中，由該控制器控制CMM測量，再將測量結果反饋回主控計算機，形成閉環反饋檢測系統。

為了生成檢測規則，利用CAD/CAM數據庫中所存在的信息，將機器視覺得到的圖像數據與CAD數據進行匹配，自動確定工件位置，選定檢測項目、檢測點和檢測路徑；確定測量點的方法是：為盡可能減少測量誤差，事先對測量對象均以等間隔指定測量點；最后生成CMM的測量指令傳輸到CMM控制器上，開始測量。對于不存在原始CAD模型的測量對象，可以采用逆向工程技術，即通過對機器視覺系統所采集到的測量點的三維坐標進行處理，重建該物體的CAD模型。

6.結語

機器視覺測試系統能夠大幅降低檢驗成本，提高產品質量，加快生產速度和提高生產效率。作為高精度、非接觸的測量方案，視覺系統涉及到光學和圖像處理算法，本身就是高度專業化的產品，在整個測量控制系統中，往往要與運動控制系統配合完成位置和進給控制。另外，生產線上對多工序進行同步連續檢測時，必須使視覺系統具備分布式聯網能力。機器視覺與運動控制、網絡通訊等先進技術的結合正在改變工業自動化生產的