机器视觉原理与案例详解
工控帮教研组编著
电子工业出版社
2020.7
ISBN 978-7-121-39084-5
一、轴承高度测量
1、背景
某汽车零配件制造商在生产过程中发现：因电机的装配超出允许范围，导致产品不合格。为了防止再次发生同类事件，以及基于提高产品质量的考虑，提出通过视觉检测系统进行在线测量的需求，要求检测精度为0.1mm，并对轴承装配进行正、反检测。
2、技术路线
使用了COGNEX的In-Sight进行产品定位，该软件可在最棘手的条件下提供准确和可重复的检测，并采用一系列不依赖于像素网格的边界曲线获取物体的几何形状。
这种技术不受特定灰度级别的限制，不管物体角度、大小、形状如何变化，都能准确找到物体。
产品检测的示意图如图12-1所示。
图12-1
3、系统设计
视觉检测系统的设计如图12-2所示。
图12-2
4、配置
相机的关键参数如下。
- 相机分辨率：1600×1200。
- 视野：22mm×16.5mm。
- 相机的安装距离（相机背面到工件轴心）：310mm±50mm。
- 光源的安装距离（光源正面到工件轴心）：170mm±100mm。
5、安装要求
- 光照强度不能有较大变化。
- 光源和相机安装在工件两头。
- 工件在当前工位中要与相机保持水平，产品相对于相机的倾斜角小于0.5°（倾斜角越小，测量值越准确）。
6、流程
7、程序解析
- 在测量范围中需要设置实际的产品尺寸，并进行像素转换，即“像素转换=产品尺寸/像素数”。
-
在电子表格中的程序（上半部分、下半部分）分别如图12-4和图12-5所示。
图12-4
图12-5
8、测试效果
- 运行程序，效果如图12-6所示。
- 在“选择板”选项卡中，选择“函数”→“图案匹配”→FindPatMaxPatterns，应用FindPatMaxPatterns函数快速找到轴的端点；
-
在“选择板”选项卡中，选择“函数”→“边”→FindLine，应用FindLine函数找到A、B两个端面的位置，并计算它们之间的像素距离：185.238pix，如图12-7所示。
图12-6
图12-7
- 为了验证检测的稳定性，可通过多次拍照获取当前A、B端面像素距离的数据变化
-
通过多次测量，可得到A、B两个端面的像素距离（单位：pix）的最大值为185.497，最小值为184.801，如图12-9所示。
图12-9 - 因此，只要工件处于稳定状态，则检测误差为1pix，可以满足客户的精度要求，即0.1mm。
9、相机的像素与最大分辨率的对应关系
