建立不等径弹簧机械视觉量测系统之研究.PDFVIP

建立不等徑彈簧 機械視覺量測系統之研究 許光城／國立高雄應用科技大學 機械工程系教授 湯逢成‧李國維／國立高雄應用科技大學 機械與精密工程所研究生 林錦 ／國立高雄應用科技大學 應用工程科學所研究生 隨著時代的進步 ，電腦的處理速度日益增強 ，以機器視覺 （Machine V ision）為基礎的自動 偵測及控制技術逐漸地被廣用於工業上相關之生產製造 、製程監控以及品質的管控 。 本研究旨在建立一套汽車用壓縮彈簧的三維視覺量測系統 。該壓縮彈簧常用於汽車懸吊系 統 ，基於功能的要求需要形成不規則的螺旋線 、無單一之中心線與外徑 ，所以其品質檢測需 要考量的因素比一般常見的等徑壓縮彈簧複雜許多 。一般市售的逆向量測產品 ，例如接觸式 探針量測 、雷射掃描與光柵投影非接觸式量測 ，雖能夠達到量測的效果 ，但仍需要花費較長 時間與較高成本來建立 。本研究則提出一種新的量測方法 ，並建立一套低成本的量測裝置 ， 來探討不規則彈簧之量測技術 。 展 發 術 技 本研究以Visual Basic 6.0來撰寫人機介面 ，並利用單顆CCD攝影機 ，搭配自行設計的三軸機 構來進行逆向量測 。利用CCD攝影機具固定焦距的特徵 ，配合影像處理與影像辨識技術 ，來 達到對於物件的定位 ，而取得其量測之相對座標 ，將其點資料連接成其彈簧之螺旋線 ，最後 可掃出整體彈簧 。然後 ，使用Polyworks與Atos量測 (光柵量測設備)之資料進行比對 ，可得 最大上偏差值為3.3㎜ ，最大下偏差為-2.7㎜的彈簧模型 。 關鍵字：CCD、機械視覺、彈簧、逆向工程 1. 前言 本研究整體流程將會使用Atos(光柵投影量 測)、智泰科技雷射掃描（雷射掃描量測）與自行 近年來隨著電腦的處理速度日益增強，影像 所設計之系統(CCD對焦量測)，分別對不等徑彈 處理[1]已成為各行各業應用的工具之一，其中逆 簧進行量測，其量測數據都是以點資料型態來建 向量測研究[2]大部分的研究都以非接觸式量測系 立，其流程如圖： 統為主。 在逆向工程量測的方式中，可分為接觸式 光柵投影 *. ST L 量測[3]與非接觸式量測[4,5]，針對特定量測對 量測 CA D資料 象時，使用自由度可預測之機構結合非接觸式量 測媒介[6,7]、或接觸式量測媒介[8]進行特定目標 量測方式 雷射掃描 *. asc Polyworks 顯示誤差彩 考量與訂定 量測 點資料 進行資料比對 圖分析結果 量測之作法，於業界十分常見，一般接觸式量測 方式較適用於形狀較為簡單的幾何形狀物體，並 CCD對焦