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    中航電測AOI自動光學識別設備實現應變計檢測的革命性變革

      中航電測作為國內最大的電阻應變計生產商和全球應變計供應的重要生產基地,產能問題一直制約著公司高端產品市場的快速擴張,產品外觀缺陷識別成為該產品核心工藝制造流程的瓶頸。
      中航電測智能裝備事業部依托“西北工大-中航電測機器視覺與智能識別聯合實驗室”的研發成果,實現了基于AOI模式的電阻應變計外觀缺陷智能識別與分選,研制成功的AOI自動光學識別設備對電阻應變計的檢測方式進行了革命性變革,將用人最多、耗時最長的工序全部用自動化機器操作完成,識別效率從依靠人工的每版1個小時提升到全自動化檢測的每版5分鐘。整個檢測過程從裝入安裝應變片的吸盤組件并關閉遮光罩開始,循環執行步進運動、光源點亮、相機曝光采樣、數據處理,完成全程工作步驟并生成報告,充分體現了智能裝備的力量!
      AOI自動光學識別設備采用透射式數字顯微模組進行小區域成像,用超高精密運動平臺拖動樣件,步進式運動,通過對圖像的拼接,從而實現對樣件高精度、全范圍測量。后端應用高性能智能數字圖像處理相關技術,對圖像進行分析自動識別零件的各種缺陷,為零件生產后期處理,生產工藝改進提供支撐。該設備主要由XY兩軸電動精密運動平臺、ABZ三軸手動相機調整部件、相機固定龍門座、光學隔振平臺和折疊遮光罩組成。
      整個設備長寬高約為1000mm×700mm×1300mm;重約180kg。總體結構示意如圖。

      超精密XY運動平臺由精密滾動導軌支撐,步進電機通過精密絲杠驅動,以最大加速度與減速度,實現檢測點動要求。導軌選型過程中,針對X軸運動平臺負載主要為真空吸盤、Y軸負載為真空吸盤及X軸運動平臺,按照其負載,行程,行走平面度,直線度及運動速度等要求進行綜合考量。在絲桿選型中,考慮到工況速度較高,負載較小,根據THK精密滾珠絲杠的軸徑與導程的標準組合,結合電機轉速進行最終選擇。

      由于該AOI設備的運動精度很高,且應用于生產線中會受到相鄰工位搬運、切斷設備的干擾,因此采用了光學隔震平臺來有效隔離地面擾動。選用的三維空氣彈簧式除振臺以潔凈和高剛度為開發概念完成的蜂窩狀工作臺在內部的蜂窩狀材料上采用蜂窩狀鋼骨,此外,在成形前加工了蜂窩狀工作臺的上下面,因此,內部無切削油、切屑殘留,非常潔凈;除振部采用全方位對應的空氣彈簧,實現了高水平的除振性能。
       在零件缺陷自動智能識別的計算方法上,在完成對零件的精確定位后,使用自適應二值化算法區分前景與背景(不同材質)和Canny算子進行邊緣檢測,依據Hough變化對邊緣圖形進行坐標定位;以多點差值計算進行亞像素填充,提升定位、分割精度;使用最大卷積響應與多元回歸算法進行模板匹配。

    (中航電測 王小妮 路新科)

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