基于機(jī)器視覺的工件同心度檢測(cè)應(yīng)用方案

應(yīng)用背景

隨著我國(guó)的制造技術(shù)的蓬勃發(fā)展，隨之客戶對(duì)于工件 的加工精度有著更高的要求，所以工件的檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中扮演著越來(lái)越重要的角色。工件在機(jī)床加工時(shí)，時(shí)常會(huì)遇到因刀具和夾具的加工誤差或者磨損等原因?qū)е鹿ぜ木扰c設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值之間存在誤差。

如果不采用檢測(cè)手段單靠加工工藝或人工去使用卡尺進(jìn)行檢測(cè)來(lái)保證工件整體精度的話，就會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)精度不高、效率低。同時(shí)不合格的工件流入到組裝工序當(dāng)中，就會(huì)導(dǎo)致一系列的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何對(duì)工件快速進(jìn)行高精度檢測(cè)是制造型企業(yè)迫切要解決的問題。

同心度作為檢測(cè)圓環(huán)類工件精度的重要參數(shù)。常用的同心度檢測(cè)方法：A.卡尺檢測(cè)：操作簡(jiǎn)單，但是檢測(cè)精度和效率低；B.手動(dòng)影像測(cè)量?jī)x：具有強(qiáng)大的測(cè)量功能，但不能完成自動(dòng)批量測(cè)量的任務(wù)；C.圓度測(cè)量?jī)x：功能單一，速度低，而且價(jià)格比較昂貴；D.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)：可達(dá)到高檢測(cè)精度，檢測(cè)方式為接觸式，且測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)；E.機(jī)器視覺檢測(cè)：操作簡(jiǎn)單、效率高、精度高、非接觸式檢測(cè)，可一鍵完成自動(dòng)批量檢測(cè)。

所以正運(yùn)動(dòng)技術(shù)特此開發(fā)了機(jī)器視覺同心度檢測(cè)解決方案，可對(duì)圓環(huán)類工件進(jìn)行同心度檢測(cè)。它在圓環(huán)類工件生產(chǎn)線上進(jìn)行同心度檢測(cè)應(yīng)用具有較好的應(yīng)用性，同時(shí)也有著廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。

上期課程，我們講述了在機(jī)器視覺方案中進(jìn)行鋰電池條碼識(shí)別和文本對(duì)比的應(yīng)用，本期課程我們將和大家一起分享如何去實(shí)現(xiàn)工件同心度檢測(cè)的應(yīng)用。 ??

01檢測(cè)原理
?

（一）檢測(cè)需求

1.測(cè)量工件內(nèi)外圓的半徑。2.檢測(cè)內(nèi)外圓的同心度，誤差不得超過0.02mm。3.在主界面上顯示檢測(cè)工件的內(nèi)外圓結(jié)果和同心度檢測(cè)結(jié)果，并統(tǒng)計(jì)今日生產(chǎn)工件總數(shù)。

（二）軟件算法

1.首先對(duì)圖像進(jìn)行標(biāo)定和二值化處理。
?

2.計(jì)算出工件的白色與黑色連通區(qū)域，接著篩選出圖像上內(nèi)圓的白色連通區(qū)域，之后分別去計(jì)算白色與黑色連通區(qū)域的最小外接圓得出圓的中心坐標(biāo)X、Y、半徑，并通過這些參數(shù)分別生成內(nèi)外圓的測(cè)量區(qū)域，最后分別使用圓測(cè)量區(qū)域測(cè)量出圓。3.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將圖像上內(nèi)外圓的X、Y、半徑的圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成世界坐標(biāo)。4.同心度計(jì)算（通過以下公示進(jìn)行總的判斷）大圓圓心X-小圓圓心X>0.02 & 大圓圓心Y-小圓圓心Y>0.02

5.最后將檢測(cè)結(jié)果和統(tǒng)計(jì)今日生產(chǎn)工件總數(shù)顯示在主界面上。

（三）課前準(zhǔn)備

1.電腦一臺(tái)，安裝ZDevelop3.10.06版本軟件

2.VPLC516E一臺(tái)

3.24V直流電源一個(gè)

4.網(wǎng)線若干

5.電線若干

02軟件實(shí)現(xiàn)

1. 打開ZDevelop軟件：新建名稱為“同心度檢測(cè).zpj”項(xiàng)目→新建“HMI”文件→新建“main.bas”文件 (用于編寫界面響應(yīng)函數(shù)) →新建“初始化.bas”文件 (用于初始化參數(shù)) →新建“標(biāo)定.bas”文件 (用于像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成世界坐標(biāo)) →新建“相機(jī).bas”文件 (用于實(shí)現(xiàn)圖像采集功能) →文件添加到項(xiàng)目。

2.設(shè)計(jì)HMI界面。
?

HMI主界面

HMI標(biāo)定界面

3.關(guān)聯(lián)HMI主界面控件變量。

（1） 內(nèi)圓面積篩選

最小面積：ga_filtration(0)

最大面積：ga_filtration(1)

（2） 測(cè)量圓參數(shù)

內(nèi)環(huán)圓半寬：ga_circle_parm(0)

外環(huán)圓半寬：ga_circle_parm(1)

起始角度：ga_circle_parm(2)

終止角度：ga_circle_parm(3)

子區(qū)域數(shù)量：ga_circle_parm(5)

子區(qū)域?qū)挾龋篻a_circle_parm(6)

終止角度：ga_circle_parm(3)

終止角度：ga_circle_parm(3)

終止角度：ga_circle_parm(3)

插值算法：ga_circle_parm(4)

濾波尺寸：ga_circle_parm(7)

內(nèi)邊緣極性：ga_circle_parm(9)

外邊緣極性：ga_circle_parm(10)

對(duì)比度：ga_circle_parm(8)

邊緣位置：ga_circle_parm(11)

（3）同心度

ga_concen_x、ga_concen_y

（4）內(nèi)圓坐標(biāo)和半徑

table(10+coord_trafoma*3)~table(12+coord_trafoma*3)

（5） 外圓坐標(biāo)和半徑

table(20+coord_trafoma*3)~table(22+coord_trafoma*3)

4.關(guān)聯(lián)HMI標(biāo)定界面控件變量。

（1）標(biāo)定參數(shù)

標(biāo)定類型：ga_ca_param(0)

對(duì)比度：ga_ca_param(1)

極性：ga_ca_param(2)

間距：ga_ca_param(5)

最小面積：ga_ca_param(3)

最大面積：ga_ca_param(4)

（2）標(biāo)定誤差

最小誤差：ca_min_err

最大誤差：ca_max_err

平均誤差：ca_avg_err

5. 本期課程代 碼主要實(shí)現(xiàn)的功能使用到的指令如下。

03操作演示

（一）操作步驟
?

查看運(yùn)行效果：將項(xiàng)目下載到控制器中→點(diǎn)擊標(biāo)定（進(jìn)行圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成世界坐標(biāo)）→使用本地圖片→單次采集→設(shè)置檢測(cè)參數(shù)（用于測(cè)量圓和同心度檢測(cè)）→點(diǎn)擊測(cè)試（查看檢測(cè)結(jié)果）→點(diǎn)擊切換世界坐標(biāo)（查看工件內(nèi)外圓測(cè)量的實(shí)際半徑尺寸結(jié)果）點(diǎn)擊運(yùn)行（查看連續(xù)運(yùn)行效果）→結(jié)束。

本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)應(yīng)用例程丨工件同心度檢測(cè)，就分享到這里。

　　審核編輯：湯梓紅