基于计算机控制的自动化视觉检测技术

时间：2022-09-30 13:03:00 计算机应用论文我要投稿

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基于计算机控制的自动化视觉检测技术

　　摘要：作为一种新兴的检测技术，视觉检测技术是从自动化视觉研究发展起来的;以视觉传感器为基础的检测系统具有较强的抗干扰能力，检测效率较高，而且组成简单，能够很好的在生产现场进行在线、非接触检测与监控。本文对自动化视觉技术的工作原理、系统组成和在制造业方面的运用进行研究。

　　关键词：计算机自动化视觉检测制造业

　　在精密测试技术领域，自动化视觉技术具有最大的发展潜力，它将电子学、图像处理、光学探测和计算机自动化技术综合起来进行运用，在工业检测中引入机器视觉，能够快速测量物品平面或三维位置尺寸，其主要特点有：柔性好、速度快和非接触性，在现代制造业中有着非常广阔的应用前景。

　　目前，国内视觉检测领域所需要的视觉检测设备大多是进口的，国内生产的设备缺乏较高的检验精度和较强的实时性;但是进口设备大大增加了检测成本，不少中小企业无力承担。面对国内检测需求日益增加的情况，积极进行成本较低，精度较高的检测设备的开发，成为一个亟需解决的问题，需要引起重视。

　　1 检测系统的工作原理

　　自动化视觉检测系统工作流程分为三个部分，分别是图像信息获取、图像信息处理以及机电系统执行检测结果。如果系统有需求，能够借助人机界面对参数进行实时的设置与调整。当被检测对象移动到特定的位置时，位置传感器就会发现它，会将探测到被检测物体的电脉冲信号发送给PLC控制器，经过计算，PLC控制器将物体移动到CCD相机采集位置的时间的出来，然后将触发信号准确的发送给图像采集卡，采集卡检测到此信号后，会要求CCD相机立即进行图像采集。被采集到的物体图像会以BMP文件的形式发送到工控机，运用专门的分析工具软件分析处理图像，分析检测对象是否与设计要求相符合，执行机会依据合格或者不合格的信号对被检测物体进行相应处理。经过这样的反复的工作，系统对被检测物体进行队列连续处理。如(图1)。

　　2 自动化视觉检测系统的组成

　　在工业检测领域，计算机自动化检测系统可以在尺寸测量、工件定位、特征检测、图形图像以及字符识别等方面进行运用。自动化视觉检测系统按照功能模块可以划分为，图像信息获取模块、图像信息处理模块、人机交互模块、机电执行模块以及系统控制模块五部分。其中处于核心位置的是系统控制模块，系统控制不论是在被检测物体位置信息的触发，还是机电执行模块所需检测结果信息的获取等等各个方面，都必须参与其中，否则无法完成;而人际交互模块更是与核心模块有着之间联系，通过与其直接通信，以便实时更新检测系统参数以及执行指令等。

　　3 自动化视觉检测技术在制造业上的应用

　　3.1 应用于汽车车身检测的视觉检测技术

　　现代汽车制造业的生产周期日益缩短，生产日益集团化，原材料和零部件供应呈现大宗化，而这正是给运用自动化视觉检测技术提供了客观环境。该系统包括三维视觉传感器系统、电器控制与接口系统、机械及定位系统、标定系统以及计算机自动化等部分，其测量步骤如下：首先在电气控制系统下初步定位运送车身;然后借助专门的控制系统准确定位待测位置;借着用计算机自动化进行检查点图像的采集与处理;最后，将被监测点的坐标参数计算出来。检测系统应该能够实时控制单光条、多光条、双目立体视觉以及十字叉丝等传感器的动作;按照要求顺序，全部视觉传感器进行测量，然后转换测量结果，将其放置于测量坐标中;经过自动识别，能够地装配结果进行判断。这一视觉检测方法具有非得用地、效率高、自动化、精度好的特点，能够很好的满足汽车工作的需求。

　　3.2 为智能焊接的实现解决核心难题

　　在焊接领域，对智能焊接机器人的研究已经成为关注的重点，智能焊接机器人要求能够识别环境目标，对焊接参数进行调整，并实时精确跟踪轨迹。比如在潜艇、大型轮船的制造中，焊接是十分重要的环节，焊接质量直接关系到后续的制造环节以及潜艇、轮船的强度和安全性。智能焊接机器人在红外摄像仪、高速摄像机以及CCD摄像机等高精度图像传感设备的辅助下，采用智能化图像处理方法能够进行图像焊接，检测焊接空间位置，规划焊炬姿态，对焊接熔池特征参数进行实时提取，对焊接组织、机构和性能进行预测等，能够在很多人类难以进行作业的场合完成焊接工作，在焊接过程中，通过数个光电接收阵列对检测组建进行多维视觉传感，并综合处理所获取的信息。目前国外KUKA，Motoman，GMF，Adept等厂家已经开发出智能焊接机器人，其装配了自动化视觉检测功能，并且已经广泛应用于潜艇与航天器的生产中。

　　3.3 提高手机生产检测速度

　　随着手机设计精密程度的日益提高，人工检验已经难以适应大规模生产，这是因为其需要的测量投影仪较多，检测速度慢。而采用自动化视觉检测系统能够自动检测电路板组建中的连接器以及内部零件等，检测速度快、测量结果准确，具有较强的扩展性和较高的性价比。检测系统主要就是测量计算机自动化接口电路板组件中各个连接器特定位置的几何尺寸，这里面包括连接器内部零件的尺寸、间距以及连机器与PCB底板的相对位置;另外还要对连接器与标准是否相符以及内部零件被损坏与否。系统可以将质量检验的效率大大提升，而且也能够使产品质量得到保障，实现降低检验成本的目的。

　　4 结语

　　作为一种新兴的检测技术，自动化视觉检测技术对我国自动化视觉检测产品的发展起到了很大的推动作用，使其不断向更高层次迈进，同时也为我国制造业的发展做出了贡献，具有广阔的发展前景。

　　参考文献：

　　[1]伍健.基于PDE和全变分滤波方法的研究及在多种噪声中的应用[D].天津大学，2012.

　　[2]杨晓.视觉测量图像压缩技术研究[D].天津大学，2012.

　　[3]潘刚.基于语义的图像显示适配技术研究[D].天津大学，2002.

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