弹簧检测方案

一、 系统需求
1、检测弹簧的长度，精度0.10mm。
2、弹簧的尺寸20mm-50mm，检测速度：30-60个/分钟

二、 系统功能：
1、能够实时显示各弹簧的长度数据。
2、能统计检测数量，产品合格率统计，可用多种图形直观显示出来，以方便质量控制。
3、检测速度快，可以根据被检测产品的要求调整检测速度。可达到200ms/个。
4、可存储超过100种不同型号产品的标准样本，操作简单。
5、不良品报警信号输出。

三、 检测功能实现
我们采用加拿大DALSA Coreco集团IPD高性能多相机VA40机器视觉检测系统，该系统自带有功能强大的iNspect和Sherlock两种软件。在这套方案中我们采用Sherlcok进行检测。


图1：相机在背光下拍摄的弹簧图片

此时的图像是未经过软件处理的原始图像，可以看到弹簧在背光照明下外形非常清晰。这为准确检测提供可靠的基础。
我们对弹簧检测做了大量的实验，下面分别对不同位置的弹簧，不同弯曲度的弹簧如何检测进行了介绍。
1、 对不同位置的弹簧进行检测


图2：弹簧在水平位置时的检测图片
注：将检测图片调整到150%可以看到清晰的检测截图

由于弹簧本身可能存在一定的弯曲，所以我们采用弹簧质心附近的8条线段来测量弹簧的长度。检测时间和检测数据如图标示。从图中看到，检测时间（Run total）为180ms。检测的距离分别是0000到0007对应的289.86到290.36。注意：测的数据此时显示的只是像素的个数，并非实际距离。要得到实际距离只需添加一个像素对应实际距离的校正值即可。这个校正值根据现场的视野（FOV）大小便可算出。
实际流水线上弹簧的位置可能有偏转，发生偏转的弹簧通过定位仍能正确检测。如图：
图3：弹簧向左偏转时的检测图片



图4：弹簧向右偏转时的检测图片



2、对不同弯曲度的弹簧进行检测
图5：弹簧向下弯曲时的检测图片


图6：弹簧向上弯曲时的检测图片


我们采用的是黑白相机拍摄，而且采用蓝色背光照射，对于弹簧样品中存在某些颜色偏金黄色，某些偏银白色，某些颜色较亮，有某些颜色较暗，都能采集到清晰的图像进行检测。
我们还可以通过编写VB用户界面提供简捷、个性化的操作界面，方便操作员操作。通过个性化的界面对检测进行控制和监视，如图：
图7：用户界面示例


上面编写的用户界面只是示例，实际操作界面可以根据客户的需求做出相应的调整和优化。
从以上的图中可以看出本套系统的优势：准确、快速，操作简捷。加拿大DALSA Coreco公司提供的Sherlock软件能实现亚像素的识别，通过采用定位和模式匹配等算法，对产品进行准确检测。图中我们还可以看出检测1个产品的时间(即图片上的Run Total)在180ms左右（1秒=1000ms），真正做到了快速检测，从而能够极大的提高检测效率

四、 硬件组成
我们选用加拿大DALSA Coreco公司IPD的 VA40高性能视觉检测仪，它检测速度快,非常适合大量生产的产品在线检测。
名称 参数 数量
Camera/相机 30万像素 1
Lens/镜头 16mm 1
lighting/光源 蓝色背光 1
Cable/连接线 1.5m 1
Hardware/硬件 VA40 1
注：1、一套系统配1个相机、1个镜头、1个光源及1个光源电源

五、 软件模块
软件模块采用了DALSA Coreco公司IPD的Sherlock智能视觉处理软件。
特 点：
●应用调试只需在操作界面上完成，无须传统的程序调试带有大量可选择的高性能机器视觉运算和算法，包括图像处理运算、几何运算、测量和分析。
●全面的功能齐全的图形化用户界面可用于快速原型开发和建立视觉解决方案。
●灵活的界面允许您根据需要定制操作员界面OPC兼容接口允许与其他自动化/控制应用的数据共享。
●内容详细的调试和帮助支持
　　 整个Sherlock系列软件都采用了相同直观的界面，因此当您添加组件或产品升级时，无须额外培训。使用图形界面可以快速配置应用，无需编写任何代码。只需点击一系列运算符即可开发强大的视觉应用。