A.Ashok Kumar, Soliton Automation Private Limited
开发一款稳定可靠的机器视觉系统,用于自动检测刹车鼓装置,该系统可以区分组件材质、光泽、颜色和阴影的不同,也可以识别装置上的差别之处。
使用NI的技术开发核心图像处理算法,通过大量采样集合对所开发的算法进行验证,克服列出的各种挑战,打造出高度可靠的视觉系统。
Anand Chinnaswamy - Soliton Automation Private Limited
P. Kannan - Soliton Automation Private Limited
A. Ashok Kumar - Soliton Automation Private Limited
我们的客户是一家汽车刹车鼓装置一级供应商,其客户遍布印度国内外。在过去,他们曾尝试用很多不同的视觉系统检测刹车鼓装置,但收效甚微。先前系统的主要问题在于依赖模式匹配,而实践表明,对于装置上复杂多样的变化效果,模式匹配并不足以应对。
要求检测的内容包括:
我们的客户正在寻找满足以下要求且具有成本效益的测试系统:
我们选择1280 x 960像素索尼FireWire数码相机,它具有多种可编程功能,可在应用软件中设置的参数超过12个,包括快门速度和滤镜等。我们使用NI的NI-IMAQ 1394驱动软件来连接相机。
我们的客户从一开始就非常清楚自己需要一款高度灵活的视觉系统。基于以往的经验,他们明白标准的可配置视觉系统是不合适的。看过NI Vision Development模块的演示后,他们坚定地认为这就是适合自己的应用的产品。
刹车检测系统包含安装夹具的旋转工作台,每个类型的刹车装置都有对应夹具。在夹具上手动安装刹车装置后,气动夹钳会固定住装置。对中装置则会确保成像前刹车片保持居中。
我们使用IEEE 1394高分辨率相机和对应的PCI板卡。针对不同刹车模型,我们的客户可以借助软件控制的自动变焦镜头充分发挥相机的高分辨率优势。我们还提供了偏振器来减少高反射组件的眩光影响,并且选择了能够通过软件控制强度的高频光源。
旋转工作台保证刹车装置的四个象限均能独自成像,以提高有效的分辨率。采集到的图片会传至电脑进行分析。定制软件利用多种技术分析图片,并根据刹车鼓的合格情况进行评分。
软件对于该系统的成功起着至关重要的作用。比如,有时可以观察到组件上存在变化效果,但“后台”应用却认为没有问题。另外,后台组件的在位与否或位置改变都会对零件的检测产生影响。刹车片位置的改变,虽然在一定程度上受到对中装置的限制,但依然会造成问题。
模式匹配算法无法可靠地应对上述状况,因此我们创建了自定义算法。例如,我们设计一个算法检测弹簧恢复。每次设计新算法或修改已有算法,我们都需要在数百个刹车装置图片上验证,以确保算法能可靠地处理整个采样集合。实践表明,要完成此项任务,带批处理功能的NI Vision Builder是不可或缺的工具。
尽管不能利用该方法开发并验证新算法,但我们意识到,由于存在之前提到的变化效果,这些算法也并非完全可靠。为确保该系统顺利工作,我们采用自适应技术反复改变算法中的某个参数,如临界值,直到找到目标特征为止。如果在迭代结束时仍未能找到该特征,我们可以判定该特征并不存在。根据采样集合中的图片,我们可以为迭代确定一个范围,从而减少所需的处理时间。我们必须在50到100的范围内以5为步长反复更改阈值,直到特定区域内仅剩单个粒子。
我们利用最新虚拟仪器和机器视觉技术,耗时10周开发了一个刹车全自动检测系统。虽然零件上有复杂多样的变化效果,我们依然能够利用自定义的自适应算法以确保测试的可靠性。我们基于NI产品的系统能让客户灵活地选择检测特征和检测标准。因此可以很方便地更换检测模型。
其他可配置机器视觉系统无法实现缺陷分析,而利用我们的系统,客户能使用各种缺陷的统计数据在原材料和上游加工处从源头上遏制问题。最后,我们的系统还可制作能够通过网络访问的定制化报告。
在此应用中,虚拟仪器软件的优势得到了充分展现。实践表明,NI LabVIEW开发平台和视觉开发工具的可编程功能对于系统的成功至关重要。
A.Ashok Kumar
Soliton Automation Private Limited
印度
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