基于机器视觉的火花塞垫圈缺陷检测系统设计

摘要

火花塞垫圈出现缺陷，会造成汽缸漏气、缺火，发动机抖、动力不足等后果，其中气缸漏气对发动机和人都是很危险的，因此对于该密封垫圈缺陷检测是非常重要的。
　　本文以火炬牌火花塞垫圈缺陷检测为背景，设计了基于机器视觉的垫圈缺陷检测系统。这种系统具有非接触性、高准确性、高速率等特点，主要包括视觉硬件部分和图像处理算法软件部分，两部分结合，实现垫圈正、反面表面图像的自动采集、传输、处理及结果反馈等功能。
　　首先，在分析了课题的来源及国内外技术发展现状的基础上，确定了两个工位检测的解决方案。根据具体需求计算相机、镜头参数，根据待检测工件外观性质选型光源并确定打光方式，选型工控机、图像采集卡和光电开关等器件，从而完成硬件系统设计。其次是根据整体图像及缺陷特征提出了图像处理思想，并根据该思想设计处理流程，介绍对比起到同种作用的多种算法，最终选取中值滤波、灰度拉伸、基于灰度匹配定位、最小二乘法拟合圆、掩膜、索贝尔算子分割斑点等完成整个图像处理。最后，介绍软件功能的实现，包含软件界面和基于OpenCV对以上设计算法实现。
　　本文对系统软、硬件研究设计过程进行了详细论述，对软件系统的各个部分进行调试并展示处理结果图像，最终提取出图像中的缺陷，大批量的工件测试证明该系统可行。

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1绪论

1.1课题的来源及意义

1.2火花塞垫圈检测及机器视觉在国内外现状

1.3本论文的主要工作及内容安排

2垫圈缺陷检测系统方案设计

2.1垫圈缺陷检测系统整体方案

2.2光学镜头

2.3工业相机选型

2.4光源及控制器选型

2.5其他器件选型

2.6系统工作参数设定

2.7本章小结

3垫圈缺陷图像处理思想及处理算法

3.1垫圈缺陷图像处理思想

3.2图像平滑

3.3图像增强

3.4 图像匹配定位

3.5 本章小结

4 目标区域内斑点分析

4.1目标圆拟合及圆环区域截取

4.2目标区域内斑点查找

4.3图像标定及斑点面积计算

4.4 本章小结

5垫圈缺陷检测系统软件实现

5.1 软件界面

5.2 图像处理功能实现

5.3 本章小结

6总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢