熒光磁粉探傷自動化檢測系統(tǒng)

劉 佳

(西安工業(yè)大學電子信息工程學院，陜西西安 710032)

隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展和檢測要求的提高，無損檢測被廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)和檢測中，同時也進行了相關(guān)技術(shù)的研究。本系統(tǒng)通過采用無損檢測方法，在熒光磁粉探傷的基礎(chǔ)上，設(shè)計出對金屬彈體實現(xiàn)自動化檢測系統(tǒng)。通過合理安排檢測系統(tǒng)的工作流程，及對圖像處理過程中的算法分析、圖像檢測軟件的設(shè)計。系統(tǒng)完全現(xiàn)實自動化，從而降低了人的主觀判斷對工件檢測的影響，提高了檢測的效率，減輕了勞動強度，保證了判別缺陷在數(shù)量、尺寸和位置上的一致性，提高檢測的準確性和可靠性。

1 系統(tǒng)組成概述

熒光磁粉探傷自動化檢測系統(tǒng)的工作原理，是在熒光磁粉無損探傷檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，由計算機系統(tǒng)控制進行全程自動化檢測，同時配合攝像系統(tǒng)對檢測工件進行實時圖像采集，將采集到的圖像傳入計算機，對圖像進行識別、分析和處理，找出有問題、瑕疵及不合格的工件，再進行復(fù)檢。整體自動化檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 1所示。

圖1 自動化檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)硬件部分使用計算機作為中心單元對系統(tǒng)進行中央控制，硬件部分包括熒光磁粉探傷機、系統(tǒng)光源、步進電機及驅(qū)動、CCD攝像機、圖像采集卡等。由計算機發(fā)出操作指令，指令通過接口電路傳輸?shù)诫姍C驅(qū)動器，來驅(qū)動電機的運轉(zhuǎn)，從而帶動生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)傳送工件，接著通過傳感器判斷工件運轉(zhuǎn)到位后，由磁粉探傷機對工件進行磁化等相關(guān)處理。同時，配合紫外燈光源照射工件，由 CCD攝像機實時采集圖像，獲得被檢測工件的全幅熒光圖像，再將采集到的圖像輸入計算機，進行圖像處理、尺寸標定及缺陷檢測等技術(shù)處理。然后，再將圖像分析的結(jié)果反饋給系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)，磁粉探傷機會對工件進行退磁等處理，最終完成工件的整個檢測過程。系統(tǒng)工作過程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)工作過程

2.1 熒光磁粉探傷機

本系統(tǒng)采用射陽誠益探傷設(shè)備廠生產(chǎn)的 CDG-500型微機控制交流磁粉探傷機，其工藝程序包括噴液磁化、退磁、下料等，基本滿足了半自動化工業(yè)檢測的需要，通過其他設(shè)備的輔助配合即可組成自動化的檢測流程。

2.2 步進電機

步進電機作為控制執(zhí)行元件，它是一種用電脈沖信號進行控制，并將電脈沖信號轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的角位移或線位移的控制電機。本檢測系統(tǒng)選用的是常州亞美柯寶馬電機生產(chǎn)的型號為 86BYG450C-02的步進電機，此電機為混合式步進電機，其混合了永磁式和反應(yīng)式步進電機的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用。

2.3 圖像的采集與傳輸

2.3.1 圖像采集系統(tǒng)

圖像采集系統(tǒng)工作流程:由攝像機拍攝并輸出采集到的圖像信號，經(jīng)圖像采集卡進行相應(yīng)的 A/D轉(zhuǎn)換后，將數(shù)字圖像存放在圖像存儲單元的一個或多個通道中，然后通過計算機發(fā)出指令對圖像進行處理。

2.3.2 圖像傳輸

本系統(tǒng)中的磁痕圖像由 SONY DCR-SR87E數(shù)碼攝像機拍攝采集，并通過專用 USB電纜與計算機連接進行圖像傳輸，實現(xiàn)了高速率、高質(zhì)量地傳送視頻及音頻信號，其最大傳輸速率可以達到 400MB/s，從而實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的實時傳輸。

3 軟件設(shè)計

本系統(tǒng)檢測軟件在 Microsoft Visual C++6.0環(huán)境下編程，采用面向?qū)ο蟮?C++語言，以 Microsoft Windows系統(tǒng)標準的多文檔界面為主控界面，以Win32多線程編程技術(shù)為核心，實現(xiàn)實時監(jiān)控和圖像處理的穿插并行運行。

系統(tǒng)軟件平臺要達到的基本目標是:搭建出符合本檢測系統(tǒng)工作流程的框架，使各組成部分得到協(xié)調(diào)，工作流暢；實現(xiàn)對數(shù)據(jù)接口、裂紋的自動識別、步進電機及驅(qū)動的控制，最終滿足流水線生產(chǎn)的需要；圖像處理部分基本實現(xiàn)圖像處理中的相關(guān)算法，如直方圖統(tǒng)計、圖像分割算法、特征提取等；盡量提供簡潔明了的人機操作界面，方便檢測人員對軟件的操作。軟件設(shè)計流程圖如圖 3所示。

圖3 軟件設(shè)計流程圖

4 結(jié)束語

熒光磁粉檢測作為無損檢測方法的一種，對于鐵磁性材料的檢測優(yōu)勢包括:檢測工藝簡單可靠、檢測系統(tǒng)靈敏度高等。

[1]劉貴民.無損檢測技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社，2006.

[2]葉代平，蘇李廣.磁粉檢測[M].北京:機械工業(yè)出版社，2004.

[3]賈永紅.數(shù)字圖像處理[M].武漢:武漢大學出版社，2003.

[4]黃明舉，蘇海濤，王素蓮，等.計算機在產(chǎn)品無損檢測中的應(yīng)用[J].標準化報道，1999(6):29-31.

[5]劉秀蘭，董艾，余癢.數(shù)字圖像處理技術(shù)在熒光磁粉探傷系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].北京工業(yè)大學學報，2008，34(2):145-149.