零件检测技术方案

零件检测技术方案目标：一．零件表面光洁度检测二．零件高度差检测三．全检，速度达到1秒1个。总体方案：如图1所示，零件成型以后，通过分拣机构将零件置于传送带上，通过CCD工业相机检测零件的表面光洁度，不合格的零件被剔除；合格的零件继续留在传送带上接受3D扫描，3D扫描仪将零件的高度差反应到电脑上以检测零件的高度差，不合格者被剔除，留下来的即为合格的零件。方案详解：一．CCD工业相机1.CCD工业相机即计算机机器视觉技术，本方案将其用于零件表面的光洁度检测上，其原理如下图：零件分拣CCD工业相机3D扫描传送带1传送带2传送带3传送带1传送带2传送带3剔除不合格零件剔除不合格零件合格零件图1零件检测总体方案示意图如图2所示，一定的光照在被检测零件上，CCD摄像机获取零件的表面照片，通过图像采集卡将采集的图片输入到计算机中，通过计算机处理检测零件表面的光洁度是否合格，然后通过控制机够对结果做出相应的反应。对于本零件而言，由于零件表面是圆弧形的一圈，所以初步设定需要3台工业相机来并联检测一个零件，如图3所示。机器视觉技术目前已近是一门成熟的技术，所以在检测该零件上是具有一定的可行性的。具体到方案执行上可以通过两种方式实施，一是找专门研究机器视觉的团队合作开发，这样可大大提高实施进度；二是本团队深入学习掌握机器视觉技术，耗时较长。二.3D扫描仪3D扫描仪能对物体进行高速高密度测量，输出三维点云（PointCloud)供进一步后处理用。本方案利用3D扫描仪对零件进行高度差检测。3D扫描的方式有两种，一种是激光式扫描，一种是结构光式扫描。激光扫描技术成熟，但是由于扫描方式是点扫描，所以速度比较慢；结构光式扫描发展后于激光扫描，但是其扫描方式是面扫描，扫描速度大大提高。新兴的技术结构光式的扫描通过投影或者光栅投射同时多条光线，就可以采取物体的一个表面，只需要几个面的信息就可以完成扫描，最大的特点是扫描速度快，而且可编程实现。摄像头1摄像头3摄像头2零件外表面图3零件外表面光洁度检测图（俯视图）结构光扫描仪可以实现物体的三维模型重建，在本检测方案中，不需要对零件进行三维重建，只需要扫描零件的俯视面即可得到零件的高度差，所以扫描速度很快，可以达到5秒以下。工作原理如图4所示：如图4所示，位于传送带上的零件运行到3D扫描仪的正下方，零件需要停留5秒左右时间，3D扫描仪扫描零件的单面信息，之后将信息传送到计算机中，计算机得到信息后进行数据处理，得到零件的高度差并判断其是否满足预定要求，最后将需要执行的正确动作反馈到控制机构中。三．传送带以及分拣机构传送带以及分拣机构是为了进一步提高检测自动化而设计的机械结构设备。传送带的运行过程需要配合CCD工业相机以及3D扫描仪的工作周期，所以只有在机器视觉和3D扫描技术成功试验于被检测零件后才有进一步设计传送带的必要，当前阶段暂不需要考虑传送带的具体方案设计。分拣机构有两种类型，一种是用于检测前将零件放到不同的传送带上的分拣机构，该机构可以考虑人工操作，也可使用机械化分拣设备；另外一种是零件检测后执行检测是否合格的分拣设备，这种分拣机构需配合计算机执行操作，所以需要自动化机械分拣装置，具体使用何种自动化设备还需待机器视觉和3D扫描技术成功试验于被检测零件后进一步研究。附1：一个和本零件比较相似的CCD机器视觉检测，该检测主要用于零件的形状精度，和本方案中的表面检测仍有一定区别；（机器视觉概况及其在轴系部件测量中的应用）附2：一个比较成熟的结构光三维扫描仪，视频网址=s1.8-1-1.23D扫描仪扫描光线（同时发出n条）零件扫描数据工业计算机高度差h数据处理后反馈控制机构图43D扫描高度差检测原理示意图