基于LabVIEW的軟管接頭可視化檢測系統(tǒng)

郭春裕 汪蒙蒙 陳永良

摘? 要：針對軟管接頭的檢測速度慢、自動化水平低、檢測精度低等問題，提出一種基于機(jī)器視覺的可視化檢測系統(tǒng)的設(shè)計方案，實現(xiàn)軟管接頭的自動檢測功能。文章將機(jī)器視覺技術(shù)的優(yōu)越性同軟管接頭幾何參數(shù)的檢測密切結(jié)合起來，研究軟管接頭檢測的可視化檢測方法，達(dá)到軟管接頭檢測速度快、精度高的目的。系統(tǒng)的檢測效果與傳統(tǒng)的檢測方法相比，具有明顯的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：軟管接頭;機(jī)器視覺檢測;幾何參數(shù)

中圖分類號：TP23? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）24-0020-03

Abstract： In order to solve the problems of slow detection speed， low automation level and low detection accuracy of hose joint， a visual detection system based on machine vision is proposed to realize the automatic detection function of hose joint. In this paper， the superiority of machine vision technology is closely combined with the detection of geometric parameters of hose joint， and the visual detection method of hose joint is studied in order to achieve the purpose of fast detection speed and high precision of hose joint detection. Compared with the traditional detection method， the detection effect of the system has obvious advantages.

Keywords： hose joint; machine vision inspection; geometric parameters

引言

目前，大多數(shù)軟管接頭生產(chǎn)企業(yè)對軟管接頭逐個手工檢測，勞動強(qiáng)度大、效率低、差錯率高，所以研制符合標(biāo)準(zhǔn)要求的高效、經(jīng)濟(jì)、方便的軟管接頭快速檢測系統(tǒng)，能幫助軟管接頭企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，增強(qiáng)在國內(nèi)外市場上的競爭力。隨著機(jī)器視覺的應(yīng)用，為軟管接頭快速檢測提供了先進(jìn)技術(shù)。

1 系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)由CCD相機(jī)、PLC和工控機(jī)來控制系統(tǒng)實現(xiàn)軟管接頭尺寸的自動檢測。檢測系統(tǒng)原理示意圖如圖1所示。

機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)硬件包括：下料裝置、傳送裝置、光源、工業(yè)CCD相機(jī)、光學(xué)鏡頭、圖像采集卡、工控機(jī)、PLC控制系統(tǒng)以及剔除氣缸。通過LabVIEW完成視覺檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計開發(fā)。

視覺檢測系統(tǒng)的工作過程：下料裝置主要由傾斜滑臺、伸縮氣缸、氣吸裝置組成，通過傾斜滑臺使得軟管接頭在斜面上緩慢下滑并利用PLC控制氣吸裝置和氣缸，實現(xiàn)單個軟管接頭工件下料至傳送裝置，傳送裝置將需要檢測的軟管接頭工件傳送到工作臺上，照明光源發(fā)出光照射在圖像采集區(qū)域，工業(yè)CCD相機(jī)通過光學(xué)鏡頭把被測工件轉(zhuǎn)化成圖像信息，經(jīng)過LabVIEW編程生成的圖像處理軟件對其進(jìn)行分析處理和檢測并判斷是否合格，合格品進(jìn)入合格品箱，不合格品剔除進(jìn)入廢品箱。可視化檢測硬件系統(tǒng)的組成如圖2所示。

2 圖像采集及處理

2.1 圖像采集

圖像采集裝置主要由工業(yè)CCD相機(jī)、LED光源、擋光板等組成。檢測時，被測軟管接頭自動定位在工位，光源發(fā)出的平行光線照射在接頭上，接頭圖形投射在工業(yè)CCD相機(jī)上形成原始圖像，同時調(diào)整光源角度、相機(jī)焦距以及光圈大小，使被測軟管接頭在工業(yè)CCD相機(jī)上形成清晰的原始圖像，通過圖像采集卡將圖像傳輸?shù)焦た貦C(jī)中，采集的原始圖像如圖3所示。

2.2 圖像處理

得到彩色原始圖像后，轉(zhuǎn)換成灰度圖像，圖像常被各種隨機(jī)噪聲污染，需要進(jìn)行中值濾波去噪，經(jīng)過閾值、邊緣檢測、去邊框孤立的暗點等處理后前面板及處理后的二值圖像如圖4所示。

3 測量及人機(jī)界面顯示

3.1 測量尺寸

通過IVA Mask from Roi設(shè)置感興趣區(qū)域（ROI）為經(jīng)過圖像處理的二值圖像中左右軟管接頭區(qū)域，對感興趣區(qū)域進(jìn)行平滑濾波，分別檢測左右軟管接頭的波峰和波谷，對數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘擬合，顯示在XY圖中，如圖5所示，最后計算出軟管接頭大徑、軟管接頭小徑、軟管接頭中徑及軟管接頭螺距的值。判斷被測軟管接頭工件是否合格，合格品進(jìn)入合格品箱，不合格品剔除進(jìn)入廢品箱。

3.2 人機(jī)界面顯示

利用LabVIEW開發(fā)軟件，達(dá)到在特征參數(shù)設(shè)置后，自動完成軟管接頭的快速檢測，并且對信號進(jìn)行采集和處理。最后通過軟件編寫的算法測量軟管接頭的一系列長度參數(shù)，人機(jī)界面如圖6所示。

通過檢測系統(tǒng)，可以精確測量出軟管接頭大徑、軟管接頭小徑、軟管接頭中徑以及軟管接頭螺距。

圖6是單個軟管接頭工件的檢測結(jié)果，為了驗證系統(tǒng)的可靠性，將軟件檢測的尺寸與實際測得的結(jié)果進(jìn)行對比分析，并取多個軟管接頭標(biāo)準(zhǔn)件（軟管接頭大徑為10mm）進(jìn)行實驗，實驗數(shù)據(jù)如表1所示。

軟管接頭尺寸參數(shù)的檢測結(jié)果如表1所示。

本系統(tǒng)要求軟管接頭工件檢測精度達(dá)到0.16mm，從表可知，4份軟管接頭標(biāo)準(zhǔn)件樣品尺寸誤差均在允許范圍內(nèi)，因此該檢測系統(tǒng)可靠有效。

4 結(jié)束語

軟管接頭可視化檢測裝置，利用CCD工業(yè)相機(jī)結(jié)合LabVIEW對軟管接頭進(jìn)行可視化在線檢測，縮短了檢測的時間，提高了檢測精度和生產(chǎn)效率，為軟管接頭企業(yè)降低了生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)：

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