基于機(jī)器視覺(jué)的汽車碳刷表面檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、本課題所研究的對(duì)象是汽車上面用到的各種電機(jī)碳刷，碳刷的性能優(yōu)劣將直接影響到各種電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和效率，正是因?yàn)樘妓⑹墙^大部分直流電機(jī)不可或缺的關(guān)鍵部件，對(duì)碳刷生產(chǎn)過(guò)程中的在線檢測(cè)準(zhǔn)確性和高效率必須要得到有力的保證。
　　在各種工業(yè)場(chǎng)合特別是汽車微電機(jī)上，碳刷是必不可少的重要零部件，使用特別廣泛。因此，一旦碳刷存在表面缺陷問(wèn)題則會(huì)帶來(lái)輕則停機(jī)重則傷及人身安全的重大事故。為確保有效降低安全事故的發(fā)生，必須在碳刷生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格把控碳刷質(zhì)

2、量，做到準(zhǔn)確檢測(cè)并剔除不良碳刷。
　　經(jīng)對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外碳刷表面缺陷檢測(cè)方法的優(yōu)劣勢(shì)，最后給出一套實(shí)時(shí)、非接觸高效準(zhǔn)確檢測(cè)碳刷表面質(zhì)量的解決方案。該解決方案是基于智能機(jī)器視覺(jué)的快速發(fā)展而設(shè)計(jì)的，其優(yōu)點(diǎn)是非接觸、快速、準(zhǔn)確，同時(shí)在應(yīng)用的電子環(huán)境中具有較強(qiáng)的抗干擾能力，所以在各種工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
　　為實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)準(zhǔn)確快速檢測(cè)碳刷表面缺陷的效果，本文主要做了以下幾方面的工作：
　　首先通過(guò)對(duì)比人工肉眼檢測(cè)、傳統(tǒng)在線

3、檢測(cè)、智能視覺(jué)系統(tǒng)非接觸檢測(cè)各自特點(diǎn)，分析了人工肉眼檢測(cè)和傳統(tǒng)在線檢測(cè)的缺點(diǎn)和不足，同時(shí)提出了采用智能視覺(jué)系統(tǒng)配合改進(jìn)硬件裝置實(shí)現(xiàn)非接觸在線100％高效檢測(cè)碳刷的全自動(dòng)方案。
　　根據(jù)碳刷表面裂痕檢測(cè)系統(tǒng)的指標(biāo)要求，主要包括精度要求、錯(cuò)檢率和漏檢率要求以及效率要求等，對(duì)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行全面設(shè)計(jì)和選型，基于系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性考量來(lái)對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)零部件進(jìn)行合理分析與選擇，針對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)拍照過(guò)程中存在的相機(jī)微動(dòng)情況對(duì)相機(jī)固定支架

4、架設(shè)方式進(jìn)行了改進(jìn)；針對(duì)振動(dòng)理料送料裝置存在卡料且送料慢問(wèn)題增加了直線送料器，從而保證自動(dòng)送料的穩(wěn)定和快速；在機(jī)械翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)配合下實(shí)現(xiàn)碳刷正反面的裂痕檢測(cè)；
　　根據(jù)碳刷表面裂痕的特點(diǎn)和客戶對(duì)自動(dòng)檢測(cè)裝置的性能要求，對(duì)智能機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中涉及到的幾個(gè)關(guān)鍵部件如重點(diǎn)對(duì)智能相機(jī)、光源控制器、鏡頭、光源架設(shè)方式等進(jìn)行詳細(xì)分析與對(duì)比選擇，最終將視覺(jué)系統(tǒng)中每個(gè)關(guān)鍵部件合理地確定下來(lái)。基于以上硬件系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)的選型確定后，對(duì)整個(gè)碳刷表面裂痕缺陷

5、檢測(cè)自動(dòng)線的控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)該系統(tǒng)的控制器以及外設(shè)電氣部分也予以對(duì)比擇優(yōu)選擇。為保障整個(gè)碳刷表面裂痕檢測(cè)裝置的運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，同時(shí)設(shè)計(jì)了碳刷良品和不良品自動(dòng)分揀機(jī)構(gòu)；本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處除了首次在碳刷行業(yè)引入智能視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行非接觸100%檢測(cè)，還引入監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)整套自動(dòng)檢測(cè)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
　　最后，根據(jù)碳刷表面裂痕缺陷的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了采用快速檢測(cè)碳刷表面裂痕缺陷的算法和處理軟件。
　　本

6、碳刷表面實(shí)時(shí)檢測(cè)方案已付諸實(shí)施，設(shè)計(jì)安裝調(diào)試完成了自動(dòng)在線檢測(cè)裝置，給一家碳刷行業(yè)龍頭企業(yè)的生產(chǎn)線上使用本檢測(cè)系統(tǒng)已取得了良好的效果，可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確判定出碳刷表面有肉眼能看得到的所有裂痕，裝置運(yùn)行時(shí)檢測(cè)速率有50只/分鐘，比之前耗人耗時(shí)且品質(zhì)無(wú)法保證的情況有了根本性改觀。
　　目前國(guó)內(nèi)碳刷企業(yè)采用機(jī)器視覺(jué)在線檢測(cè)表面缺陷的尚比較少，因此本裝置具有較廣泛的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)本裝置通過(guò)更改檢測(cè)算法后亦可推廣應(yīng)用于其他精密五金產(chǎn)品的在線檢測(cè)中