【摘要】：為了實(shí)現(xiàn)對O形密封圈的尺寸測量與缺陷檢測,設(shè)計(jì)了雙工位自動測量系統(tǒng),研究了尺寸測量與缺陷檢測集成方法,以及圖像采集路徑規(guī)劃算法。針對利用機(jī)器視覺技術(shù)檢測O形密封圈表面缺陷時,存在成像一致性差的難題,研究了 O形密封圈曲面成像理論以及缺陷檢測方法。首先,針對O形密封圈曲面外形和尺寸跨度較大的特點(diǎn),提出構(gòu)建基于多視場協(xié)同測量原理的雙工位自動測量系統(tǒng)的方案,介紹了該系統(tǒng)集成方法。當(dāng)O形密封圈外輪廓尺寸大于大視場成像視野范圍時,規(guī)劃大視場序列圖像采集路徑,并開發(fā)了基于公共特征的圖像拼接算法。根據(jù)O形密封圈在大視場圖像中的位置信息,推導(dǎo)了小視場圖像自動采集的路徑規(guī)劃方法。為實(shí)現(xiàn)自動測量,建立空間測量坐標(biāo)與圖像坐標(biāo)之間的映射關(guān)系。然后,為了避免框架結(jié)構(gòu)的固有頻率與動力系統(tǒng)的頻率相近發(fā)生共振而影響測試精度,研究了框架結(jié)構(gòu)的有限元建模及計(jì)算模態(tài)分析方法,并通過模態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該仿真分析方法的有效性,為自動化設(shè)備上大量使用的該類型結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析提供了方法。建立O形密封圈在任意方向光源輻照條件下的成像亮度計(jì)算方法,提出利用三套相機(jī)-鏡頭組從三個不同的角度對O形密封圈表面缺陷成像檢測方案。最后,評定了 O形密封圈尺寸測量結(jié)果的不確定度,定量的說明了 O形密封圈尺寸測量結(jié)果的可靠程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提出的尺寸測量與缺陷檢測集成方法可以實(shí)現(xiàn)對O形密封圈自動測量,O形密封圈表面成像實(shí)驗(yàn)表明:理論亮度計(jì)算結(jié)果與實(shí)際亮度分布趨勢基本一致,所提缺陷檢測成像方案能可靠檢測出O形密封圈表面缺陷的位置。
[Abstract]:In order to realize the size measurement and defect detection of O-shaped seal ring, a dual-station automatic measuring system is designed, and the integrated method of dimension measurement and defect detection, as well as the algorithm of image acquisition path planning are studied. In order to solve the problem of poor imaging consistency when using machine vision technology to detect the surface defects of O-shaped seal rings, the theory of curved surface imaging of O-ring seals and the defect detection method are studied. Firstly, in view of the large surface shape and size span of O-shaped seal ring, a scheme of automatic measurement system based on the principle of multi-field cooperative measurement is proposed, and the integration method of the system is introduced. When the size of the outer contour of the O-ring is larger than that of the large field of view, the image acquisition path of the large field of view sequence is planned, and an image mosaic algorithm based on common features is developed. Based on the position information of O-ring in large field of view image, a path planning method for automatic acquisition of small field of view image is derived. In order to realize automatic measurement, the mapping relationship between spatial measurement coordinates and image coordinates is established. Then, in order to avoid resonance between the natural frequency of the frame structure and the frequency of the dynamic system, the finite element modeling and the computational modal analysis method of the frame structure are studied. The effectiveness of the simulation analysis method is verified by modal experiments, which provides a method for modal analysis of this type of structure which is widely used in automation equipment. The imaging luminance calculation method of O-shaped seal ring under any direction light irradiation is established. Three sets of camera lens sets are used to detect the surface defect of O-shaped seal ring from three different angles. Finally, the uncertainty of measurement results of O-ring size is evaluated, and the reliability of O-ring size measurement is quantitatively explained. The experimental results show that the integrated method of dimension measurement and defect detection can be used to automatically measure the surface of O-shaped seal rings. The experimental results show that the theoretical luminance calculation results are basically consistent with the actual luminance distribution trend. The proposed defect detection imaging scheme can reliably detect the surface defect position of O-shaped seal ring.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH136;TP391.41

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本文編號：2256308