【摘要】：鋁及鋁合金具有比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、易加工等優(yōu)點(diǎn),在機(jī)械制造、船舶乃至航空宇航具有廣泛應(yīng)用。鋁板熱軋中間坯,因壓下量大,軋制過程中消除了鑄造組織缺陷,將鑄造組織轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺冃谓M織,這樣其延續(xù)產(chǎn)品在表面質(zhì)量、深加工和精度控制方面具有很大優(yōu)勢。近十幾年鋁合金厚板生產(chǎn)過程的自動化程度有了很大發(fā)展,但智能化還遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn),大多關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)依然依靠人工經(jīng)驗(yàn)。其中一項(xiàng)關(guān)鍵的問題是軋制過程中邊部雙鼓、頭尾出現(xiàn)的“鱷魚嘴”以及頭部的翹曲缺陷。目前工業(yè)上解決側(cè)邊雙鼓、頭尾“鱷魚嘴”和頭部翹曲等問題的方法是通過投入立輥輥邊和切除頭尾。但是因?yàn)闆]有有效的檢測手段,生產(chǎn)過程中頭尾的切除以及立輥的投入時(shí)機(jī)主要靠人工觀察和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)�；诖�,本文提出基于機(jī)器視覺的檢測與控制方法。對于頭尾缺陷,利用機(jī)器視覺中Blob分析方法對“鱷魚嘴”缺陷進(jìn)行提取和測量。分析過程中對比了固定閾值與動態(tài)閾值分割圖像優(yōu)缺點(diǎn),最后利用動態(tài)閾值的方法進(jìn)行圖像分割。圖像分割后,利用形態(tài)學(xué)的方法對特征區(qū)域進(jìn)行提取、變換最后得到“鱷魚嘴”缺陷的長度。對于頭部翹曲通過數(shù)字圖像處理的方法得到翹曲高度。最后,給出了控制板坯頭尾“鱷魚嘴”和頭部翹曲高度的方法。針對邊部缺陷,因?yàn)闆]有現(xiàn)場搭建環(huán)境采集圖像的條件,本文搭建了一雙目視覺系統(tǒng),利用鋁板折成板坯邊部雙鼓形狀進(jìn)行圖像采集。并利用搭建的平臺采集標(biāo)定板圖像,經(jīng)過標(biāo)定得到相機(jī)的焦距、畸變等內(nèi)參和兩個(gè)相機(jī)的相對位置,利用標(biāo)定好的相機(jī)生成缺陷試樣的深度圖像,由深度圖像計(jì)算得到試樣雙鼓缺陷深度。最后,提出了邊部雙鼓缺陷的控制方法。考慮到工業(yè)應(yīng)用,需要開發(fā)視覺檢測軟件。本文利用Qt框架和Halcon庫開發(fā)了頭部與邊部檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)具有如下功能:(1)離線檢測與測量頭部缺陷長度,判斷是否達(dá)到預(yù)設(shè)切頭尾數(shù)值;(2)雙目采集邊部圖像,計(jì)算得到深度圖像,利用深度圖像求得邊部凹陷距離。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;TG339
【圖文】：

圖 1-7 熱軋板坯圖像、二值圖像與變形曲線在高溫環(huán)境下完成的，而且溫度會影響產(chǎn)品的力具有方便、快速、準(zhǔn)確、非接觸和無損等[20]。機(jī)是利用紅外相機(jī)成像，得到拍攝物體溫度場的偽和溫度進(jìn)行標(biāo)定，測得物體的溫度。目前廣泛應(yīng)法。另一種測溫的方法就是借助測溫儀器測得溫的圖像，利用數(shù)字圖像處理的方法讀取測溫儀器材的數(shù)量，關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)成本以及企業(yè)的信材計(jì)數(shù)的方法主要有人工計(jì)數(shù)，光電傳感器計(jì)數(shù)法成本高、耗時(shí)耗力而且往往會記數(shù)錯(cuò)誤，準(zhǔn)確率或者粘連的情況會束手無策；而重量傳感器對于[21]

量制是在高溫環(huán)境下完成的，而且溫度會影響產(chǎn)品的力學(xué)測溫具有方便、快速、準(zhǔn)確、非接觸和無損等[20]。機(jī)器一種是利用紅外相機(jī)成像，得到拍攝物體溫度場的偽彩像素和溫度進(jìn)行標(biāo)定，測得物體的溫度。目前廣泛應(yīng)用種方法。另一種測溫的方法就是借助測溫儀器測得溫度儀器的圖像，利用數(shù)字圖像處理的方法讀取測溫儀器上數(shù)出棒材的數(shù)量，關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)成本以及企業(yè)的信譽(yù)。棒材計(jì)數(shù)的方法主要有人工計(jì)數(shù)，光電傳感器計(jì)數(shù)，方法成本高、耗時(shí)耗力而且往往會記數(shù)錯(cuò)誤，準(zhǔn)確率不多排或者粘連的情況會束手無策；而重量傳感器對于實(shí)而采用機(jī)器視覺的方法能有效解決以上問題[21]。如下圖部的圖像與用數(shù)字圖像處理的結(jié)果[22]，其中結(jié)果用藍(lán)色

開發(fā)了一套圖像處理庫。而且 MVTec 不斷與學(xué)術(shù)界合作，將新研究成果納入其中，使自己的技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先地位[29]。事實(shí)上，Halcon 是一個(gè)功能強(qiáng)大的圖像處理類庫，具有完整的能夠快速實(shí)子。其中 Halcon 包含了各類濾波、Blob 分析、形態(tài)學(xué)處理，匹配、相機(jī)標(biāo)R 識別以及多目視覺等。因此，只要涉及圖像處理的地方都可以用 Halcon 強(qiáng)圖像處理算子來解決，故而應(yīng)用范圍幾乎沒有限制，涵蓋醫(yī)學(xué)、遙感、宇航、汽車零件制造、電子元件與設(shè)備、冶金、機(jī)械等[30]。但是，Halcon 并不能用于實(shí)際工業(yè)應(yīng)用級的產(chǎn)品，因?yàn)樗鼪]有用戶界面，也供顯示的數(shù)據(jù)，這樣需要對它進(jìn)行二次開發(fā)，經(jīng)過三方軟件顯示處理結(jié)果，C，C#，Qt，VB 等。如下圖 2-6 所示為 HDevelop 界面，主要包含四個(gè)窗口（1）圖形窗口，負(fù)責(zé)處理過程中的圖像變量，區(qū)域變量顯示；（2）變量窗口，負(fù)責(zé)顯示圖像圖形變量和數(shù)據(jù)變量；（3）代碼窗口，用于編寫代碼；（4）算子窗口，用于查詢算子的參數(shù)等。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2766305