基于机器视觉的轮胎三角胶贴合质量检测系统研究
发布时间：2021-06-06 23:20
作为工业检测技术中的实用技术之一,机器视觉检测技术必定会在未来针对工业产品的检测上大放光彩,三角胶作为汽车轮胎内胎的重要组成部件之一,其质量优劣直接关系到汽车的多项性能指标是否达标。目前三角胶生产厂商在生产过程中多采用通过传统的人工检测方法,该方法存在劳力成本高、高误检率、低效率等极大影响企业生产效能的问题,更不符合“中国制造2025”智能制造的指导思想,因此本文结合实际生产情况设计了一套基于机器视觉技术的轮胎三角胶质量检测系统。主要内容和工作成果如下:（1）结合现有三角胶挤压贴合方式设计视觉检测系统,综合分析得出视觉模块采用激光三角测量法最为合适,其中测量模型则采用激光发生器垂直于被测面并与视觉传感器成40°夹角的方式,该方式可以减少因激光器斜置产生的误差。系统的软件与通讯模块则基于.NET Framework框架和OPC技术开发实现,特点是便捷、快速、鲁棒性强。（2）分析相机标定基本原理,提出一种基于张友正标定尺法的锯齿标定方法,即采用10.0mm锯齿标定尺来完成视觉传感系统的坐标标定,得到视觉传感模块的标定参数,通过实验得出该模型分辨率Z向分辨率为0.0284mm/pixel,X...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１轮胎内胎三角胶贴合处??
?第１章绪论???被测—鮮成—图像采Ｉ普匿??目标—像系统￣样量化￣??〒?ｔ?Ｉ??光源?＾??图１．２典型机器视觉应用系统??机器视觉技术是非接触式的、高效的、高精度的、自动化的技术，可应用于??大批量生产环境中并实现检测、识别、测量等功能，其用于检测工作上比起传统??的检测技术有着更多先天性的优势，工业环境的多变及复杂导致大多时候的检??测方法与生产能力而言相差甚远，机器视觉技术可以替代这类低技术含量、低效??率的检测方式，提高产业经济效益与生产能力。??１．４轮胎三角胶视觉检测系统发展??１．４．１国内外视觉检测技术发展??国外对三角胶这类天然橡胶材料制品的自动检测技术研究发起较早，目前己??经应用于多个领域，例如钢材、木材、橡胶等材料上常有使用，早期的这种表面??检测技术一般用于钢材上面，后期随着计算机科学与信号处理技术的发展逐渐??扩展到各个领域。??１９９８年Ｓｔｅｆｆｅｎ?８１＾１＾＾出１８］等人就在对钢板的缺陷、纹理的识别上米用了先??进的二维图像捕获和处理技术，通过该方式让客户获得了产品的详细信息来制??定质量控制的策略。??２〇〇４年Ｃ．Ｖａｚ［９】等人利用视觉技术实现了一套用于木材生长环的识别与测量??的自动视觉检测系统，该系统解决了木村样品的对比度分布不规则的问题，使得??鉴别信息元素变得更加容易。另外还解决了环与环之间距离过近，宽度非常窄，??难以观察测量的问题，通过机器视觉高效快速的完成了对木材生长环的测量。??４??
?第２章轮胎三角胶检测系统分析???技术如今己经为大多数的数控系统支持ｆ３４］。但不论ＯＰＣ技术应用接口如何改变，??其通用的应用规范有：数据访问规范（Ｄａｔａ?Ａｃｃｅｓｓ）、数据交换规范（ＯＰＣ?Ｄａｔａ??Ｅｘｃｈａｎｇｅ?）、事件和报警标准（Ａｌａｒｍ?＆?Ｅｖｅｎｔ?）、历史数据访问标准（Ｄａｔａ?Ａｃｃｅｓｓ）、??数据交换标准（ＯＰＣ?Ｄａｔａ?Ｅｘｃｈａｎｇｅ）、事件和报警标准（Ａｌａｒｍ?＆?Ｅｖｅｎｔ）、历史??数据访问标准（ＨｉｓｔｏｒｉｃａｌＤａｔａＡｃｃｅｓ）、安全性标准（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）、过程数据的ＸＭＬ??标准（ＯＰＣ?ＸＭＬ－ＤＡ）?ｔ３５ｌ。由此软件开发工作不需要重复的编写，将更多的时??间成本运用在完善程序主体上，不仅节约了时间，提高了效率，还间接提高了软??件质量，同时满足了客户需求。本系统使用的是德国西门子公司生产的可编程逻??辑控制器（ＰＬＣ，Ｓ７－１２００），视觉模块、上位机和ＰＬＣ同时基于以太网以ＴＣＰ／ＩＰ??的方式连接于交换机上，使用ＯＰＣ技术通信即可使上位机应用程序与数控系统??做数据交换。系统通信示意图如图２．５所示。??实验平台连接方式如图２．６所示，图中３为ＤＰ／ＤＰ?Ｃｏｕｐｌｅｒ设备以保证能够??实现与三角胶生产厂家所用的ＤＰ设备的通信，线１、２分别为ＤＰ／ＤＰＣｏｕｐｌｅｒ连??接其他厂家生产的数控系统和ＰＬＣ。??视觉微??ｐｌｃ?？■—？交祕?？—？?ｃｍｍ＾??图２．５检测系统通信示意图??图２．６实验平台连接实物图??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]全钢载重子午线轮胎上三角胶配方设计研究[J]. 郭星,许建欣,谭建良,孙蕾. 轮胎工业. 2019(01)
[2]探究计算机视觉发展前景及趋势[J]. 徐鑫. 电脑迷. 2018(12)
[3]传统相机标定算法综述[J]. 靳冲,张建勋,廖宁. 科学咨询（科技·管理）. 2018(01)
[4]基于单线激光雷达数据拼接的地面环境感知技术[J]. 许刘林,沈新民,周建钊,彭康,刘晴. 兵工自动化. 2017(09)
[5]基于单线激光雷达与视觉融合的负障碍检测算法[J]. 汪佩,郭剑辉,李伦波,赵春霞. 计算机工程. 2017(07)
[6]三角胶热敷贴工艺在315/80R22.5轮胎中的应用[J]. 王芳,何晨光,靳胜,申勇,郑世旭. 轮胎工业. 2016(09)
[7]基于OPC技术实现西门子数控系统的数据采集[J]. 王帅,胡毅,何平,安涛,张腾飞,郭安. 组合机床与自动化加工技术. 2016(04)
[8]橡胶密封圈几何尺寸图像检测技术研究[J]. 亓信同,范伟军,赵静. 计算机测量与控制. 2015(12)
[9]基于RSLogix5000软件的模块化设计[J]. 赵颖淼. 工业设计. 2015(09)
[10]面向焊缝跟踪的线激光检测技术研究[J]. 邹焱飚,龚国基. 应用激光. 2015(04)
博士论文
[1]基于计算机视觉的轮胎缺陷无损检测关键问题研究[D]. 张岩.青岛科技大学 2014
硕士论文
[1]基于线结构光的三维测量技术研究[D]. 王迪.西北农林科技大学 2019
[2]基于机器视觉的轮胎缺陷检测方法研究[D]. 贾梦思.沈阳工业大学 2018
[3]基于小波变换和中值滤波的图像去噪方法研究[D]. 胡娟.成都理工大学 2017
[4]基于三维线激光技术的路面车辙检测技术研究[D]. 李甜甜.长安大学 2016
[5]基于图像放缩算法的轮胎缺陷检测系统研究与实现[D]. 章玲.山东大学 2015
[6]灰度图像的直方图均衡化处理研究[D]. 陈永亮.安徽大学 2014
[7]铁轨表面缺陷的视觉检测算法研究[D]. 唐湘娜.湖南大学 2013
[8]双边滤波算法的快速实现及其在图像处理的应用[D]. 李俊峰.南方医科大学 2013
[9]轮胎断面图像处理关键技术的研究[D]. 肖玉霜.华南理工大学 2011
[10]非接触式轮胎不圆度检测技术研究[D]. 方磊.天津大学 2009
本文编号：3215347
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１轮胎内胎三角胶贴合处??
?第１章绪论???被测—鮮成—图像采Ｉ普匿??目标—像系统￣样量化￣??〒?ｔ?Ｉ??光源?＾??图１．２典型机器视觉应用系统??机器视觉技术是非接触式的、高效的、高精度的、自动化的技术，可应用于??大批量生产环境中并实现检测、识别、测量等功能，其用于检测工作上比起传统??的检测技术有着更多先天性的优势，工业环境的多变及复杂导致大多时候的检??测方法与生产能力而言相差甚远，机器视觉技术可以替代这类低技术含量、低效??率的检测方式，提高产业经济效益与生产能力。??１．４轮胎三角胶视觉检测系统发展??１．４．１国内外视觉检测技术发展??国外对三角胶这类天然橡胶材料制品的自动检测技术研究发起较早，目前己??经应用于多个领域，例如钢材、木材、橡胶等材料上常有使用，早期的这种表面??检测技术一般用于钢材上面，后期随着计算机科学与信号处理技术的发展逐渐??扩展到各个领域。??１９９８年Ｓｔｅｆｆｅｎ?８１＾１＾＾出１８］等人就在对钢板的缺陷、纹理的识别上米用了先??进的二维图像捕获和处理技术，通过该方式让客户获得了产品的详细信息来制??定质量控制的策略。??２〇〇４年Ｃ．Ｖａｚ［９】等人利用视觉技术实现了一套用于木材生长环的识别与测量??的自动视觉检测系统，该系统解决了木村样品的对比度分布不规则的问题，使得??鉴别信息元素变得更加容易。另外还解决了环与环之间距离过近，宽度非常窄，??难以观察测量的问题，通过机器视觉高效快速的完成了对木材生长环的测量。??４??
?第２章轮胎三角胶检测系统分析???技术如今己经为大多数的数控系统支持ｆ３４］。但不论ＯＰＣ技术应用接口如何改变，??其通用的应用规范有：数据访问规范（Ｄａｔａ?Ａｃｃｅｓｓ）、数据交换规范（ＯＰＣ?Ｄａｔａ??Ｅｘｃｈａｎｇｅ?）、事件和报警标准（Ａｌａｒｍ?＆?Ｅｖｅｎｔ?）、历史数据访问标准（Ｄａｔａ?Ａｃｃｅｓｓ）、??数据交换标准（ＯＰＣ?Ｄａｔａ?Ｅｘｃｈａｎｇｅ）、事件和报警标准（Ａｌａｒｍ?＆?Ｅｖｅｎｔ）、历史??数据访问标准（ＨｉｓｔｏｒｉｃａｌＤａｔａＡｃｃｅｓ）、安全性标准（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）、过程数据的ＸＭＬ??标准（ＯＰＣ?ＸＭＬ－ＤＡ）?ｔ３５ｌ。由此软件开发工作不需要重复的编写，将更多的时??间成本运用在完善程序主体上，不仅节约了时间，提高了效率，还间接提高了软??件质量，同时满足了客户需求。本系统使用的是德国西门子公司生产的可编程逻??辑控制器（ＰＬＣ，Ｓ７－１２００），视觉模块、上位机和ＰＬＣ同时基于以太网以ＴＣＰ／ＩＰ??的方式连接于交换机上，使用ＯＰＣ技术通信即可使上位机应用程序与数控系统??做数据交换。系统通信示意图如图２．５所示。??实验平台连接方式如图２．６所示，图中３为ＤＰ／ＤＰ?Ｃｏｕｐｌｅｒ设备以保证能够??实现与三角胶生产厂家所用的ＤＰ设备的通信，线１、２分别为ＤＰ／ＤＰＣｏｕｐｌｅｒ连??接其他厂家生产的数控系统和ＰＬＣ。??视觉微??ｐｌｃ?？■—？交祕?？—？?ｃｍｍ＾??图２．５检测系统通信示意图??图２．６实验平台连接实物图??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]全钢载重子午线轮胎上三角胶配方设计研究[J]. 郭星,许建欣,谭建良,孙蕾. 轮胎工业. 2019(01)
[2]探究计算机视觉发展前景及趋势[J]. 徐鑫. 电脑迷. 2018(12)
[3]传统相机标定算法综述[J]. 靳冲,张建勋,廖宁. 科学咨询（科技·管理）. 2018(01)
[4]基于单线激光雷达数据拼接的地面环境感知技术[J]. 许刘林,沈新民,周建钊,彭康,刘晴. 兵工自动化. 2017(09)
[5]基于单线激光雷达与视觉融合的负障碍检测算法[J]. 汪佩,郭剑辉,李伦波,赵春霞. 计算机工程. 2017(07)
[6]三角胶热敷贴工艺在315/80R22.5轮胎中的应用[J]. 王芳,何晨光,靳胜,申勇,郑世旭. 轮胎工业. 2016(09)
[7]基于OPC技术实现西门子数控系统的数据采集[J]. 王帅,胡毅,何平,安涛,张腾飞,郭安. 组合机床与自动化加工技术. 2016(04)
[8]橡胶密封圈几何尺寸图像检测技术研究[J]. 亓信同,范伟军,赵静. 计算机测量与控制. 2015(12)
[9]基于RSLogix5000软件的模块化设计[J]. 赵颖淼. 工业设计. 2015(09)
[10]面向焊缝跟踪的线激光检测技术研究[J]. 邹焱飚,龚国基. 应用激光. 2015(04)
博士论文
[1]基于计算机视觉的轮胎缺陷无损检测关键问题研究[D]. 张岩.青岛科技大学 2014
硕士论文
[1]基于线结构光的三维测量技术研究[D]. 王迪.西北农林科技大学 2019
[2]基于机器视觉的轮胎缺陷检测方法研究[D]. 贾梦思.沈阳工业大学 2018
[3]基于小波变换和中值滤波的图像去噪方法研究[D]. 胡娟.成都理工大学 2017
[4]基于三维线激光技术的路面车辙检测技术研究[D]. 李甜甜.长安大学 2016
[5]基于图像放缩算法的轮胎缺陷检测系统研究与实现[D]. 章玲.山东大学 2015
[6]灰度图像的直方图均衡化处理研究[D]. 陈永亮.安徽大学 2014
[7]铁轨表面缺陷的视觉检测算法研究[D]. 唐湘娜.湖南大学 2013
[8]双边滤波算法的快速实现及其在图像处理的应用[D]. 李俊峰.南方医科大学 2013
[9]轮胎断面图像处理关键技术的研究[D]. 肖玉霜.华南理工大学 2011
[10]非接触式轮胎不圆度检测技术研究[D]. 方磊.天津大学 2009
本文编号：3215347
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