基于機(jī)器視覺的外螺紋表面缺陷檢測技術(shù)研究.pdf

1、外螺紋是機(jī)械和汽車工業(yè)中最為廣泛使用的零部件之一,通常與內(nèi)螺紋搭配使用,起連接、傳動和緊固作用。外螺紋表面缺陷對于外螺紋總體性能的影響不可小覷。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)高效地剔除表面有缺陷的螺紋,以把發(fā)生安全事故的可能性降到最低。然而目前國內(nèi)外主流的外螺紋表面檢測方式均不完全適用于外螺紋表面缺陷的檢測。為了進(jìn)一步確保外螺紋的品質(zhì),特別是在有高品質(zhì)、高精度要求的船、車、航天產(chǎn)業(yè)中,開發(fā)一套適用于外螺紋表面質(zhì)量的在線、非接觸的檢測系統(tǒng)對于保障生產(chǎn)過程

2、中產(chǎn)品質(zhì)量是刻不容緩的。
　　機(jī)器視覺檢測方式相對于傳統(tǒng)檢測方式而言具有檢測速率快、非接觸、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢,在測量、定位、缺陷檢測等工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本研究中結(jié)合機(jī)器視覺和圖像處理技術(shù),開發(fā)了一套外螺紋表面缺陷的非接觸檢測系統(tǒng),包括圖像采集機(jī)構(gòu)和圖像處理機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的功能,本文進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　?、俑鶕?jù)機(jī)器視覺測量系統(tǒng)硬件選型的一般規(guī)律完成硬件選型,針對螺紋零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計了由兩個步進(jìn)電機(jī)控制

3、的運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu),采用線陣CCD相機(jī)實(shí)時采集外螺紋全周圖像,并將它傳送到缺陷處理機(jī)構(gòu)中;
　?、谠趫D像處理算法上,針對外螺紋表面圖像特點(diǎn),設(shè)計了適合外螺紋表面缺陷檢測的圖像處理算法,包括圖像平滑、圖像拼接、圖像頻域增強(qiáng)、圖像分割和圖像識別。對于采集的圖像,首先濾除圖像中的噪聲,然后選用合適的拼接算法重構(gòu)外螺紋的全周圖像,接著通過基于離散余弦變換的圖像增強(qiáng)方法剔除圖像中的主紋理信息,用二次曲率法來實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)時最佳閾值的確定,然后選用

4、統(tǒng)計過程控制二值化法和形態(tài)學(xué)開運(yùn)算進(jìn)行圖像分割,最后用最小矩形法統(tǒng)計二值化圖像的缺陷信息,研究并設(shè)計缺陷判定方法;
　?、巯鄼C(jī)標(biāo)定選用適合本研究系統(tǒng)的傳統(tǒng)相機(jī)標(biāo)定方法,根據(jù)需求用標(biāo)定板獲取相機(jī)采集圖像時的像素當(dāng)量,以便對缺陷定量分析;
　?、芊治鰧?shí)驗(yàn)結(jié)果,對實(shí)驗(yàn)過程中可能存在的誤差進(jìn)行分析,并提出如何最大程度上減小誤差的方法。
　　本研究設(shè)計的外螺紋表面缺陷檢測系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)外螺紋表面質(zhì)量準(zhǔn)確有效的檢測。大量實(shí)驗(yàn)表明,本文