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基于视觉测量技术的汽车零部件检测系统研究

严海磊  
【摘要】:随着科学技术的进步,人们对质量的要求越来越高。对于汽车行业而言,其零部件的质量将会直接影响到整车的性能,因此,对于汽车零部件精度的测量就显得尤为重要。常规的人工检测不仅会影响生产效率,而且也会带来一些不可靠的因素,直接影响产品的质量与成本。此外,许多检测的工序不仅仅要求对外观的测量,同时还需要获取准确的测量数据,比如零件的宽度、圆孔的直径以及基准点的坐标等等,并且还要对其数据进行跟踪。但是,这些工作很难靠人眼来快速完成,且利用传统的接触式测量方法容易对工件造成损伤,同时也不利于进行实时测量。而采用视觉测量的方法能够有效的解决上述问题,更重要的是通过视觉测量能够实现系统的自动化,以提高生产的效率。如今,在现代化汽车工业的进程中,视觉测量已成为生产过程中关键技术之一。通过应用视觉测量系统可以将生产线上不合格的产品剔除,以实现对产品质量的跟踪。 本文通过选取火花塞的测量为研究实体,延伸并探究了一种基于视觉测量技术的测量方法。众所周知,火花塞是发动机的重要组成部件,它主要由机械箱、绝缘体、中心电极以及接地电极几个部分组成。中心电极与接地电极之间的间隙是衡量火花塞打火效果的一项重要指标。因此,为了保证质量,火花塞在出厂前必须对该间隙的间距进行精密的测量,使其在标准的范围之内。同时,还需要对该火花塞进行跟踪。故传统的人工测量已跟不上现代化工业发展的步伐,由于视觉测量采用的是非接触式的在线测量,除了能够实时地测量到该间隙的几何参数外,还能对被测火花塞的质量进行跟踪。从而建立智能化的视觉测量系统,以提高测量精度与速度,降低劳动强度。 本文着重研究了视觉测量系统的方案以及其软硬件设计,同时对视觉图像的处理平台、图像边缘的检测算法以及处理平台与现场设备间的数据通讯这几个关键技术进行了深入分析,并且实现了视觉测量在火花塞检测系统中的应用。主要的内容有: 1、探讨系统的测量原理及测量流程,建立数学模型,以奠定火花塞在线视觉测量系统的理论基础,并以此指导后续方案的设计。 2、研究系统的设计方案。首先对火花塞在线测量系统做以简要概述,接着就本课题提出三个视觉测量系统的关键问题,即:选用何种视觉图像处理平台?选用何种图像检测算法?如何解决数字图像处理平台与PLC之间数据的交换?然后分别针对这三个问题一一地给出备选方案,通过比较分析,最终选择并确定恰当的方案。 3、对系统的硬件设计进行研究。首先提出一个以TMS320DM642 DSP芯片为核心的系统整体架构,并将其划分成若干模块,如:电源模块、存储模块、视频编解码模块、通讯模块等。然后结合设计方案分别对这几个模块的接口电路以及芯片的引脚分配进行详细的探讨。 4、对系统的软件设计进行研究。结合设计方案,并根据系统的测量流程探讨系统的主程序流程图以及各个中断子程序流程图,如:图像的采集、图像的处理、与外部设备的通信、系统自启动等。


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