智能化零件检测与筛选系统的设计

　　在现代制造业自动化生产中，零件的检测是机加工中重要的一环。当前这些工作一般由人工完成，存在着劳动强度大、效率低及因疲劳造成的检测精度不稳定等问题。

　　为了实现零件检测与筛选的自动化，基于机器视觉的非接触检测技术与自 动化控 制技术 得 到 发展[1 -2]。当前研究存在两种情况: ( 1) 集中于零件视觉检测方面的研究，而未涉及到自动筛选[3 -6]; ( 2)在 VC ++ 环境下实现零件检测筛选，但 Matlab 强大的图像处理功能未能体现[7 -9]。作者提出的智能化零件检测与筛选系统结合零件检测结果仅有两种状态( 合格与不合格) ，利用 Matlab 图像处理功能和灵活方便的单片机技术，实现了零件的自动检测并筛选不合格零件。

　　智能化零件检测与筛选系统实物如图1 所示。该系统由图像采集部分、软件部分、筛选机构和电控盒等4 个部分组成。

　　1 图像采集部分

　　USB 接口的摄像头用来获取零件图像，相当于眼的功能，如图2 所示。光源补偿箱可减少外界光线变化对图像采集的影响。自动传送机构由可调速电动机和传送带构成，其功能是使零件匀速运行到检测区。

　　2 筛选机构及电控盒

　　筛选机构 ( 如图3 所示) 由电磁拉杆和释放弹簧组成，快速筛选不合格零件并恢复到初始状态。电控盒由单片机、接触器、开关电源等组成，用于接收光电开关、音频的信号及向键盘、电磁拉杆发送信号。

　　3 软件部分

　　系统软件包括两部分，分别为零件视觉检测软件和零件筛选软件。前者在 Matlab 环境中开发，实现PC 机对图像的采集、处理、判断及信号发出; 后者用于使单片机接收光电开关、音频的信号及向键盘、电磁拉杆发送信号。

　　3. 1 零件视觉检测软件

　　该软件用于通过计算机获取零件的检测尺寸，主要具有标定处理、批量处理及数据汇总 3 个重要功能，其中标定样件尺寸和最大极限尺寸、最小极限尺寸默认值分别为 20. 00、18. 00、17. 98 mm，可根据实际情况进行修改，其初始界面如图4 所示。

　　3. 1. 1 标定处理

　　图像尺寸和实际尺寸须进行单位换算即摄像机标定。将标定样件放置在传送带上，在对应的标定样件尺寸文本框中填写相应的尺寸，然后点击 “标定处理”功能键，程序将自动计算出图像像素和实际尺寸的换算关系。此处采用的标定样件尺寸为Φ20. 00 mm。标定处理的作用是获取该工况下的图像像素和实际尺寸的换算关系并存入程序中，便于 “批量处理”时实现零件自动检测，可事先完成。