机器视觉测试系统

(5)金属板表面自动探伤系统

在对表面质量要求很高的特殊大型金属板进行检测时，原始的检测方法是采用人工目视或用百分表加探针进行检测，该方法不仅易受主观因素的影响，而且可能给被测表面带来新的划伤。金属板表面自动探伤系统利用机器视觉测试技术对金属表面缺陷进行自动检查，可在生产过程中高速、准确地进行检测，同时由于该系统采用非接触式测量，避免了产生新划伤的可能。该系统采用激光器作为光源，通过针孔滤波器滤除激光束周围的杂散光，采用扩束镜和准直镜使激光束变为平行光并以45度的入射角均匀照射在被测金属板表面上。金属板放在检验台上，检验台可在x、y、z三个方向上移动，摄像机采用TCD142D型2048线阵CCD，镜头采用普通照相机镜头，CCD接口电路采用单片机系统。PC主机主要完成图像预处理及缺陷的分类或划痕的深度运算等，并可将检测到的缺陷或划痕图像在显示器上显示。CCD接口电路和PC机之间通过RS.232口进行双向通讯，构成人机交互式数据采集与处理。该系统主要利用线阵CCD的自扫描特性与被检钢板在x方向的移动相结合，提取金属板表面的三维图像信息。

(6)汽车车身轮廓尺寸精度检测系统

英国ROV

(7)奥迪白车身表面质量检测系统

奥迪公司最近研制成功了一种能够对白车身表面缺陷进行全自动检测的系统，取名为“智能控制白车身表面质量检测系统”。该检测系统综合采用了投影光栅直接相位采集、高速数字图象处理、表面缺陷图象模式自动识别、智能化质量判断、自适应系统学习技术、高速数字信息网络、松散化自调节软硬件结构以及机器人系统控制技术，可以在传动速度为5m/min的生产线上，对焊装完毕的白车身进行100％的在线检测。整车检验时间为1分20秒。通过自动测试与分析，将过去靠肉眼无法分辨的表面缺陷直接标记在车身上，使白车身进入喷漆工序之前即可对缺陷处进行打磨，节省了表面喷涂过程中的打磨工序，既节约了大量制造成本，同时又提高了车身的表面质量。

此外，在许多其它方法难以检测的场合，利用机器视觉系统可以有效地实现。机器视觉的应用正越来越多地代替人去完成许多工作，这无疑在很大程度上提高了生产自动化水平和检测系统的智能水平。

5.机器视觉系统与CMM的集成

随着国际市场竞争的加剧，各国的制造企业越来越清楚地认识到，产品质量的好坏，是决定企业生产和经营成败的关键。随着市场环境的多样化，企业对庞大的与质量有关的数据的采集、处理和传递提出了更高的要求，更具柔性和自动化的CAQ系统呈现出以下发展趋势：①在必要的情况下，CAQ系统可以100％地检测产品，而不像现在普遍采用的抽样检测；②将检测规划集成到加工过程中，形成闭环反馈控制系统，在检测时确定产品相对于标准尺寸的偏差，并在线纠正，因此，可获得近100％的优质产品；③机器视觉和先进的图像处理技术、逆向工程技术已广泛地应用于自动化检测，因此，可完成智能化、柔性、快速和低成本的检测目标。④适用于不同产品结构的检测技术可将新的产品技术要求直接从CAD/CAM数据库传输到检测系统中，不需要操作人员编制特殊的程序。

机器视觉和逆向工程等技术的发展及其与CMM的集成，可以进一步提高CMM的测量效率。对于具有原始CAD模型的测量对象，可以利用机器视觉系统，迅速识别对象物的形状及其在测量平台的位置和状态，完成机器坐标系、工件坐标系、摄像机坐标系三者之间的转换，帮助CMM实现检测路径自动形成与测量结果判断。机器视觉系统将采集到的信息传输到计算机，同时计算机控制视觉系统的操作，另一方面计算机将生成的检测规划传输到CMM控制器中，由该控制器控制CMM测量，再将测量结果反馈回主控计算机，形成闭环反馈检测系统。

为了生成检测规则，利用CAD/CAM数据库中所存在的信息，将机器视觉得到的图像数据与CAD数据进行匹配，自动确定工件位置，选定检测项目、检测点和检测路径；确定测量点的方法是：为尽可能减少测量误差，事先对测量对象均以等间隔指定测量点；最后生成CMM的测量指令传输到CMM控制器上，开始测量。对于不存在原始CAD模型的测量对象，可以采用逆向工程技术，即通过对机器视觉系统所采集到的测量点的三维坐标进行处理，重建该物体的CAD模型。

6.结语

机器视觉测试系统能够大幅降低检验成本，提高产品质量，加快生产速度和提高生产效率。作为高精度、非接触的测量方案，视觉系统涉及到光学和图像处理算法，本身就是高度专业化的产品，在整个测量控制系统中，往往要与运动控制系统配合完成位置和进给控制。另外，生产线上对多工序进行同步连续检测时，必须使视觉系统具备分布式联网能力。机器视觉与运动控制、网络通讯等先进技术的结合正在改变工业自动化生产的