不良品自動檢測一般基于機器視覺技術，也叫視覺檢測系統(tǒng)設備

在汽車零配件組裝生產線上，視覺檢測系統(tǒng)已經(jīng)是不可或缺的重要組成部分。

自動化裝配線具有批量生產，各道工序之間依賴性強，精度、穩(wěn)定性要求高的特點。因此，生產環(huán)境、被測對象的特征、可以預計及不可預計的偶然因素在很大程度上影響了視覺系統(tǒng)的設計方案，需要仔細分析和檢驗測量算法的合理性和精確性。

在實際設計過程中，一方面生產部門會提出標準產品允許的誤差范圍，另一方面視覺系統(tǒng)有自身可以達到的精度水平。只有當視覺系統(tǒng)所能達到的精度水平高于標準產品的精度要求時，視覺檢測才是有效的。本文將以彈簧組件的尺寸檢測為例，研究分析視覺檢測中的精度問題，并提出相應的解決方案。

背景

1、系統(tǒng)描述
視覺系統(tǒng)用于檢測彈簧組件的組裝質量。整個檢測過程使用雙攝像鏡頭，成90°夾角設置于兩側。當彈簧組件運動到鏡頭前，鏡頭從兩個方向同時采集圖像，經(jīng)專用視覺軟件計算得出測量數(shù)據(jù)，在LCD顯示屏上顯示產品質量狀況為OK或NG，并給出各個參數(shù)的測量值。如果質量為OK，繼續(xù)執(zhí)行之后的工序；如果為NG，工作站將報警并暫停工作等待處理

2、系統(tǒng)功能
視覺系統(tǒng)對各產品類型的主輔兩種彈簧組件的加工尺寸和組裝質量進行實時監(jiān)控。主要指標包括：彈簧的外徑、活塞的外徑以及同心度的測量。嚴格將各個指標控制在質量要求的誤差范圍內，綜合評定產品質量的好壞，以達到質量控制的功能。

視覺檢測系統(tǒng)設計

1搭建視覺檢測系統(tǒng)通常包括以下步驟
●搭建光學系統(tǒng)，獲取質量良好的圖像。圖像要能夠突出被測對象的特征，方便對象提取，這是決定系統(tǒng)設計成敗的先決條件。
●圖像預處理。過濾圖像噪聲，通過二值化、邊緣銳化等圖像處理算法提取對象特征。
●位置調整和定標。定位感興區(qū)域并進行像素單位到毫米單位的轉換。
●檢測算法設計。針對具體應用設計外觀尺寸測量、字符讀取、二維碼讀取等檢測算法，對特殊應用場合編程設計軟件擴展模塊。
●系統(tǒng)測試。對于大批量檢測任務，需要對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度進行試生產測試。分析誤判、漏判等異常狀況，改進前述步驟，統(tǒng)計視覺檢測的成功率，直至滿足生產要求為止。

2光源、鏡頭選取及成像效果
由于被測量是彈簧組件的外觀尺寸，所以采用LED背光源可以有效地突出被測物體的邊緣。另外，考慮到鏡頭、物體和光源組成的光學系統(tǒng)的安裝位置受機器上的預留空間限制，因此采用12mm焦距的標準鏡頭。被測物體最大長度在100mm左右，即要求取景視野要大于100mm，物距大致在200mm附近。調小光圈，抑制金屬表面的反光，微調鏡頭、物體和光源的相對距離，可以得到物體邊緣清晰的圖像。

3圖像預處理
對于外觀尺寸檢測，邊緣的清晰程度直接影響檢測的精度。為此該系統(tǒng)中采用3×3的邊緣銳化模板處理原始圖像。

4位置調整和定標
由于每件產品出現(xiàn)在鏡頭前的位置會有微小變化，經(jīng)鏡頭放大后被測物可能偏出預設的ROI，所以需要相應調整ROI的位置。首先在圖像中找到特征明顯且穩(wěn)定的一部分，如彈簧中部的3個螺紋，然后根據(jù)該部分的位置調整其他ROI的位置。下圖顯示了調整后的效果。

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