機器視覺原理與案例詳解
工控幫教研組編著
電子工業(yè)出版社
2020.7
ISBN 978-7-121-39084-5

一、軸承高度測量

1、背景

??某汽車零配件制造商在生產過程中發(fā)現：因電機的裝配超出允許范圍，導致產品不合格。為了防止再次發(fā)生同類事件，以及基于提高產品質量的考慮，提出通過視覺檢測系統(tǒng)進行在線測量的需求，要求檢測精度為0.1mm，并對軸承裝配進行正、反檢測。

2、技術路線

??使用了COGNEX的In-Sight進行產品定位，該軟件可在最棘手的條件下提供準確和可重復的檢測，并采用一系列不依賴于像素網格的邊界曲線獲取物體的幾何形狀。
??這種技術不受特定灰度級別的限制，不管物體角度、大小、形狀如何變化，都能準確找到物體。
??產品檢測的示意圖如圖12-1所示。

圖12-1

3、系統(tǒng)設計

??視覺檢測系統(tǒng)的設計如圖12-2所示。

圖12-2

4、配置

相機的關鍵參數如下。

• 相機分辨率：1600×1200。
• 視野：22mm×16.5mm。
• 相機的安裝距離（相機背面到工件軸心）：310mm±50mm。
• 光源的安裝距離（光源正面到工件軸心）：170mm±100mm。

5、安裝要求

• 光照強度不能有較大變化。
• 光源和相機安裝在工件兩頭。
• 工件在當前工位中要與相機保持水平，產品相對于相機的傾斜角小于0.5°（傾斜角越小，測量值越準確）。

6、流程

7、程序解析

• 在測量范圍中需要設置實際的產品尺寸，并進行像素轉換，即“像素轉換=產品尺寸/像素數”。

• 在電子表格中的程序（上半部分、下半部分）分別如圖12-4和圖12-5所示。

  
  
  圖12-4
  
  
  圖12-5

8、測試效果

• 運行程序，效果如圖12-6所示。
• 在“選擇板”選項卡中，選擇“函數”→“圖案匹配”→FindPatMaxPatterns，應用FindPatMaxPatterns函數快速找到軸的端點；

• 在“選擇板”選項卡中，選擇“函數”→“邊”→FindLine，應用FindLine函數找到A、B兩個端面的位置，并計算它們之間的像素距離：185.238pix，如圖12-7所示。

  
  
  圖12-6

圖12-7

• 為了驗證檢測的穩(wěn)定性，可通過多次拍照獲取當前A、B端面像素距離的數據變化

• 通過多次測量，可得到A、B兩個端面的像素距離（單位：pix）的最大值為185.497，最小值為184.801，如圖12-9所示。

  
  
  圖12-9
• 因此，只要工件處于穩(wěn)定狀態(tài)，則檢測誤差為1pix，可以滿足客戶的精度要求，即0.1mm。

9、相機的像素與最大分辨率的對應關系