準(zhǔn)確、快速地探測零件表面缺陷，直接關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量，若不及時剔除不合格產(chǎn)品，將會帶來質(zhì)量隱患。但在以批量生產(chǎn)方式為特徵的汽車、摩托車、內(nèi)燃機等行業(yè)，識別和檢測重要零件關(guān)鍵部位的表面缺陷迄今還是以人工目測為主。由于考慮到工藝執(zhí)行過程中的復(fù)雜性(尤其在采用了*的分離大小頭的連桿漲斷工藝后)，還必須提出規(guī)范的評定標(biāo)準(zhǔn)。如，對連桿大小頭結(jié)合面可能存在的破損，就有如下具體規(guī)定：破口面積小于3mm2；破口任何一方向的線性長度小于2.5mm。只要符合其中一個條件，就將判定為不合格而被剔除。 根據(jù)零件的特點，破口可能出現(xiàn)的區(qū)域在結(jié)合面(線)的外側(cè)，其范圍呈“八”字形。在此情況下，依靠人工目測、估算的方式，不但效率低，勞動強度大，且無法準(zhǔn)確執(zhí)行上述標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。另一方面，即使采用其它常規(guī)測量方法，也難以達(dá)到上述目的。 圖像處理技術(shù)用于表面缺陷檢測的原理 圖像處理技術(shù)又稱“機器視覺”，乃是將被測對象的圖像作為信息的載體，從中提取有用的信息來達(dá)到測量的目的。它具有非接觸、高速度、測量范圍大、獲得的信息豐富等優(yōu)點。通過CCD(Charge Coupled Device)攝像頭與光學(xué)系統(tǒng)、處理系統(tǒng)的組合，可實現(xiàn)不同的檢測要求。對于上述工件表面缺陷的識別可采取圖1所示的反射方式。

如圖所示，本系統(tǒng)通過一個方形LED漫反射光源照亮待檢測的破口區(qū)域，光線照射到對象表面后，反射到攝像頭內(nèi)的光電耦合CCD組件上轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的電量信號。其中CCD組件可理解為一個由感光像素組成的點陣，CCD的每一個像素都一一對應(yīng)了被測對象的二維圖像特徵，即通過對“像素點成像結(jié)果”的分析可以間接分析對象的圖像特徵，比如通過對二值化圖像中的成像像素個數(shù)的計算，可以得到相應(yīng)對象的長度值和面積值。圖像處理系統(tǒng)根據(jù)電量信號將得到的圖像進(jìn)行二值化處理后，把二值圖像作為對象進(jìn)行進(jìn)一步的計算分析。

本圖像處理系統(tǒng)在實際使用中，對于灰度的二值化閾值和光源的設(shè)定采用比對的方法實現(xiàn)。比對的具體方法：用已知的樣件作為標(biāo)定(比對)的參照物，把已知的參照物測量值除以參照物對應(yīng)的像素值，即可得到像素與實際值之間的對應(yīng)比例值。通過調(diào)整光源亮度以及系統(tǒng)的二值化閾值，對灰度的二值化閾值進(jìn)行優(yōu)化，保證系統(tǒng)對對象邊界具有相對較高的分辨率，即優(yōu)化后的二值化閾值和光源可以使邊界的變化產(chǎn)生盡量大的像素值變化。

作為一種新穎而又實用的傳感技術(shù)，圖像檢測單元近年已實現(xiàn)產(chǎn)品化，一些的廠商，如日本的松下公司、德國的西門子公司等都推出了品種規(guī)格齊全的系列化產(chǎn)品，包括光源、攝像頭、圖像處理器等，這對圖像檢測技術(shù)的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了很有利的條件。與此同時，所頒布的相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不但規(guī)范了生產(chǎn)，而且為用戶在不同情形下選用合適的檢測單元及更快、更好地進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計提供了依據(jù)。

根據(jù)被測對象的特徵(工件、被測部位)，參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將能方便地選取合適的圖像檢測單元。以連桿為例，由于結(jié)合面的破口缺損面積不可能大于15×15 m m2，故從相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中取“視野”為20×21.4 m m2這一檔較合適。而相對每一檔的視野和景深，用戶又可選擇不同焦距的攝像機，如8、16、25和50等多種型號，每一種焦距又對應(yīng)表徵透鏡至被測表面距離al和表徵透鏡至CCD感光面距離ba等兩項參數(shù)。根據(jù)被測工件的情形，選焦距f=25mm的攝像頭，此時上述兩項參數(shù)分別為137mm和9mm。本例采用的是松下公司的小型圖像檢測單元，其中的核心部件CCD感光片的像素為512×480，在視野確定的情形下，據(jù)此就能求出所選檢測單元的測量分辨率：