金屬連接器加工應用——裂痕和螺紋檢測
應用需求
這個項目需要機器視覺系統檢測出在加工金屬連接器的過程中出現了裂痕和缺少螺紋的次品。
視覺功能要求：
檢測并且排除出表面有裂痕的金屬連接器（360度檢測）
檢測出連接器上的螺紋是否存在
檢測速度要求達到每分鐘70-80個
圖一：帶有細小裂痕的次品連接器
硬件系統需求：
3套NetSight II 視覺檢測系統
5臺JAI CV-A11相機
鏡頭：Tamron標準35mm鏡頭
光源：RL3536 紅色環行LED 用于檢測裂痕
SL2507 紅色束射光 用于檢測螺紋
金屬連接器在生產傳送帶上經過一個軸承轉盤將連接器送入視覺檢測系統中，軸承轉盤的送料速度為每分鐘70-80個。
待檢工件進入視覺系統后，它與5個相機的夾角各為72度。當它進入到視覺系統中時，它將使一號PIP感應開關觸發感應信號使5臺相機同時拍照。
5臺相機分別連接到3套NetSight II視覺系統中，它們之間通過網絡連接來完成整個檢測。1號相機負責檢測裂痕和螺紋的缺損情況，2-5號相機只負責檢測裂痕。確保每臺相機和它相鄰相機的FOV重疊，以此保證360度的全方位檢測。
兩個紅色LED光源，一個為環行光源和一個束射光源。同時對待檢工件進行照明，束射光源安裝在環行光源的中間。
3套NetSight II視覺系統通過一個4口以太網交換機進行連接。用第一臺NetSight II 視覺系統做為整套檢測系統的服務器，它上的檢測界面同時接收另外兩臺NetSight II視覺檢測系統發出的檢測數據。從而通過3套NetSight II視覺系統來判斷所檢工件是否合格。
2個輸出信號將傳送給PLC來對檢測后的工件進行處理。第一個輸出信號來自第一臺NetSight II的Pass/Fail狀態指示信號，其他的信號來自系統中的二號PIP感應開關（控制合格產品繼續傳送和剔除不合格產品的機器動作）。PLC的輸出信號傳送給剔除機器臂，當待檢工件判斷為合格產品時，經過2號PIP感應開關后將繼續由傳送帶傳送。如果待檢工件經過檢測后判斷為不合格產品，則通過2號PIP感應開關時將會被剔除機器臂從傳送帶上剔除。
以下是幾種不合格連接器的照片：
圖二A：細小裂痕 圖二B：較大的裂痕
圖三A：螺紋數超出 圖三B：沒有螺紋
視覺系統安裝：
5臺相機分別與3套視覺系統連接：NetSight 1、NetSight 2、NetSight 3。 盡管每套NetSight視覺系統都能夠同時連接3個相機，但下面的配置對于此項目來說更加合理：
相機 1： NetSight 1
相機 2和相機 3： NetSight 2
相機 4和相機 5： NetSight 3
圖四：相機與NetSight II的連接配置
圖五：相機側面安裝示意圖
視覺應用軟件Sherlock
裂痕的檢測
為了檢測出金屬連接器表面的裂痕，我們運用了“陰影”技術對連接器的容易出現裂痕的重要部位進行特征突出分析處理。（裂痕的產生總是從連接器上下端面的邊界開始）“陰影”技術是通過紅色LED光源對待檢工件側面進行全方位垂直角度為45度的照射，光線使側面的邊緣線條突出顯示出來。
拍攝圖像首先通過二進制卷積處理使圖象中邊緣輪廓的灰度值轉化為白色像素。
圖六：連接邊緣輪廓基線
對于一個合格的工件，如圖六所示，邊緣輪廓的基線高度不會超出一定數量的像素。但是如果有裂痕產生時，會出現一個很高，很暗的垂直空穴。這個空穴能夠很容易的通過其大小尺寸識別出來，如下圖所示：
圖七：相機1拍攝的帶有較大裂痕的連接器照片
圖八：相機1拍攝的帶有細小裂痕的連接器照片
所有邊緣輪廓基線的高度作平均運算算出其平均高度值。在計算平均高度的同時也記錄了最大高度的值。
最后一步的運算是用最大高度值減去平均高度值，通過公差來判斷所檢工件是否存在裂痕。一般來說，一個合格的連接器其高度公差值在2到5個像素之間。
螺紋的檢測
螺紋的檢測只靠連接在NetSight 1上的一個相機來完成。為了檢測螺紋是否存在，需要用束射光對連接器的內側面進行照射。束射光源安裝在環行光源的中心位置，當束射光照射到工件的內側面時，如有螺紋存在相機將會拍攝到高對比度的圖像。
圖九：檢測螺紋是否存在
如果螺紋不存在，則工件的內側面將會呈現出暗黑色。這些后我們統計檢測區域中白色像素的個數，如果螺紋存在那么白色像素數量應該大于3500，如果螺紋不存在則這個數量應該小于2000。
