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92工具技术

基于机器视觉的螺钉在线检测

林长青庄石廖俊必
四川大学深圳市普尔测量系统有限公司

摘要：介绍了一种基于机器视觉技术的非接触式螺钉在线检测系统。该系统利用CCD相机采集图像，经过
拉普拉斯锐化算子、中值滤波等图像处理，可获得清晰的螺钉轮廓图像，再利用机器视觉的相关几何运算测量出各
个螺钉几何参数，实现螺钉的在线检测。实验表明，该系统检测速度快、精度高，具有很好的推广应用价值。
关键词：图像处理，机器视觉，螺钉，在线检测

On—lineDetectionofScrewsBasedonMachineVisionTechnology

LinChangqingZhuangShiLiaoJunbi

Abstract：Akindofnon-contactedon-linedetectionsystemforSCIeWSbasedonmachinevisiontechnologywasintroduced．

Thescrew’SimagewasacquiredwithCCDcalnera，andthroughimageprocessingusingtheLaplaciankernelandthemedianfilter

andSOon，theclearedgecontourofscrewCanbeobtained，thengeometricparametersofsdewweremeasuredbyusingthegeo—
metricalalgorithmofthemachinevision．Thetestresultsindicatethatthedetectionsystemhasfasterinspectionspeedandhigher
calculationaccuracy，SOthathasagoodspreadingapplicationvalue．

Keywords：imageprocessing，machinevision，screw，on-linedetection

检测，而且测量速度快、精度高，代表了螺纹检测的
1引言
发展方向，具有广阔的发展和应用空间。
目前，国内大多数螺钉生产企业还只能采用抽
2系统结构与工作原理
检方式对螺钉进行尺寸检测，即抽取部分螺钉用卡
尺或光学放大仪测量其尺寸。对于有全检要求的螺非接触式螺钉在线检测系统的构成如图1所
钉，企业不得不使用大量人力进行手工筛选。对于示。首先，由震动顺料装置将待检测螺钉输送到排
大批量生产、尺寸较小的螺钉，人工检测相当困难和队等候区，由上料装置将待检测螺钉输送至特定的
繁琐，耗时费力，且存在许多技术漏洞，检测精度不像场位置并定位，位置传感器检测到待检螺钉已经
高，难以保证螺纹质量。就绪后，发送信号指示主控计算机启动CCD摄像机
针对螺钉尺寸检测现状，我们开发了基于机器采集螺钉头部的俯视图像和侧面图像，并通过图像
视觉的非接触式螺钉在线检测系统。该系统将机器采集卡输入计算机，然后由计算机按预先设定的图
视觉和数字图像处理技术应用于螺钉的大批量检
震动顺料装置lI图像显示装置
测，对螺钉的各个尺寸参数进行自动在线测量，并根
据预先设定的各参数检验合格标准，自动完成对螺l
钉的在线筛选，并统计出检测数量、不合格数、合格
率等检测数据。该检测技术不仅可实现螺钉的在线输送／定位装置}图像采集装置

图1螺钉检测系统示意图
收稿Et期：2007年8月

输入个别参数即可进行在线测量。该方法有效利用5廖世鹏，廖俊必等．直齿渐开线小模数齿轮m<1．0)齿形
了三坐标机精度高的特点，实现起来简单、高效。误差的三坐标图象测量法．四』Il大学学报，2007，39(4)：
164～168
参考文献6潘血涛，费贤举．基于VB的齿距偏差及其累积误差的数
据处理．精密制造与自动化，2005，(4)：54～59
1渐开线圆柱齿轮精度，GB／T10095—2001
第一作者：任丽芬，四川I大学制造学院测试技术与控制
2圆柱齿轮检验实施规范，GB／Z18620—2002
工程系，610065成都市
3标准齿轮，JJGlOO8—2006
4刘巽尔，渐开线圆柱齿轮．中国计划出版社，2004

2OO8年第42卷No493

像识别检测方法，经过图像处理获得对图像特征的
数字评估，得出最终检测结论，最后发送分选指令至(2)锐化图像边缘轮廓
自动分选装置，进行螺钉分选。螺纹尺寸测量的关键在于边缘轮廓的提取。根
根据检测要求，需要测量的螺钉尺寸参数(见图据检测要求，只要图像边缘轮廓清晰，可满足测量要
2)包括：螺钉头部直径D，头部厚度，螺纹长度求，同时又能实现在线检测的速度要求即可。因此，

2，螺纹外径D，螺纹内径d；同时，还需要测量螺钉只需将边缘锐化，而无需