基于机器视觉的齿轮缺陷检测系统 - 副本(1).docx

摘要

随着智能制造业的高速发展，工厂对各种工件生产的质量要求也有了大幅提升。齿轮作为一种重要的传动件，其生产质量将直接影响机械设备整体的运行情况。但在齿轮的生产过程中，时常由于各种因素使其端面出现明显划痕、缺料、齿轮与齿轮啮合处弧度不均和齿的高度不同等缺陷，从而导致该工件质量不达标。我了解过多个齿轮生产加工厂家，他们为了控制齿轮出厂质量，雇佣专门的质检员对工件进行人工质检。但人眼的识别能力有限，不同的人对工件表面缺陷的敏感程度也不相同，尤其在长时间的连续劳作情况下，人工质检的方法会使检测效率大打折扣，因此，人工质检方法已经不能满足当下的工厂发展需求，而自动化缺陷检测系统的设计则能解决很好的这一问题，对工厂的工件生产制造具有划时代的意义。

虽然在很多企业中，基于机器视觉的缺陷检测系统也很多，但是对齿轮与齿轮啮合处弧度不均和齿的高度不同的缺陷检测系统还很鲜见。基于此，设计了一套基于机器视觉的齿轮缺陷检测系统，模拟自动化流水线作业的形式对加工完成的齿轮进行缺陷检测，使用相机对传送带上的运动齿轮拍摄图像，并利用计算机对齿轮图像进行处理及识别。对于缺陷检测算法，将原始图像、高斯滤波图像，直方图均衡化图像，Canny边缘检测图像写入缺陷图像数据集，有效解决了神经网络模型数据集较少的问题，提高了算法的准确率。对于缺陷齿轮，则有上位机软件检测，并发送信号给STM32单片机控制剔除装置进行剔除。本系统的设计可以替代过去的人工质检，实现对齿轮缺陷的自动化检测与剔除。

系统主要由视觉采集模块，工件传送与剔除模块，控制器模块和PC终端上位机软件组成。在考虑实际应用环境、和检测目标后完成了系统的硬件选型，

主要包括视觉系统和控制处理系统。同时设计并搭建了硬件一体化装置，将硬件系统固定于亚克力板，并针对齿轮缺陷检测系统提出了可行的系统软件设计方案。

关键词：机器视觉、自动化缺陷检测、图像处理、神经网络

摘要

ABSTRACT

Withtherapiddevelopmentofintelligentmanufacturing,thequality

requirementsoffactoriesfortheproductionofvariousworkpieceshavealsobeengreatlyimproved.Asanimportanttransmissionpart,theproductionqualityofthe

gearwilldirectlyaffecttheoveralloperationofthemechanicalequipment,However.118.intheproductionprocessofgears,duetovariousfactors,defectssuchasrust,obvious载高清

scratches,lackofmaterial,unevenradianatthemeshingpositionbetweenthegear

andthegear,anddifferentheightsoftheteethareoftenfoundontheendface,whichleadstothesubstandardqualityofworkpiece.Ihavecometoknowalotofgear

manufacturers.Inordertocontrolthequalityofthegearstheyleavefactory,theyemployspecialqualityinspectorstoperformmanualqualityinspectionsonthe

workpieces.However,therecognitionabilityofthehumaneyeislimited,and

differentpeoplehavedifferentdegreesofsensitivitytothesurfacedefectsofthe

workpiece.Especiallyinthecaseoflong-termcontinuouswork,themanualqualityinspectionmethodwillgreatlyreducethedetectionefficiency.Therefore,themanualqua