應用背景

隨著我國的制造技術的蓬勃發展，隨之客戶對于工件 的加工精度有著更高的要求，所以工件的檢測技術在工業生產領域中扮演著越來越重要的角色。工件在機床加工時，時常會遇到因刀具和夾具的加工誤差或者磨損等原因導致工件的精度與設定的標準值之間存在誤差。

如果不采用檢測手段單靠加工工藝或人工去使用卡尺進行檢測來保證工件整體精度的話，就會導致檢測精度不高、效率低。同時不合格的工件流入到組裝工序當中，就會導致一系列的經濟損失。因此，如何對工件快速進行高精度檢測是制造型企業迫切要解決的問題。

同心度作為檢測圓環類工件精度的重要參數。常用的同心度檢測方法：A.卡尺檢測：操作簡單，但是檢測精度和效率低；B.手動影像測量儀：具有強大的測量功能，但不能完成自動批量測量的任務；C.圓度測量儀：功能單一，速度低，而且價格比較昂貴；D.三坐標測量機：可達到高檢測精度，檢測方式為接觸式，且測量時間較長；E.機器視覺檢測：操作簡單、效率高、精度高、非接觸式檢測，可一鍵完成自動批量檢測。

所以正運動技術特此開發了機器視覺同心度檢測解決方案，可對圓環類工件進行同心度檢測。它在圓環類工件生產線上進行同心度檢測應用具有較好的應用性，同時也有著廣泛的市場應用場景。

上期課程，我們講述了在機器視覺方案中進行鋰電池條碼識別和文本對比的應用，本期課程我們將和大家一起分享如何去實現工件同心度檢測的應用。 ??

01檢測原理
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（一）檢測需求

1.測量工件內外圓的半徑。2.檢測內外圓的同心度，誤差不得超過0.02mm。3.在主界面上顯示檢測工件的內外圓結果和同心度檢測結果，并統計今日生產工件總數。

（二）軟件算法

1.首先對圖像進行標定和二值化處理。
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2.計算出工件的白色與黑色連通區域，接著篩選出圖像上內圓的白色連通區域，之后分別去計算白色與黑色連通區域的最小外接圓得出圓的中心坐標X、Y、半徑，并通過這些參數分別生成內外圓的測量區域，最后分別使用圓測量區域測量出圓。3.坐標轉換，將圖像上內外圓的X、Y、半徑的圖像坐標轉換成世界坐標。4.同心度計算（通過以下公示進行總的判斷）大圓圓心X-小圓圓心X>0.02 & 大圓圓心Y-小圓圓心Y>0.02

5.最后將檢測結果和統計今日生產工件總數顯示在主界面上。

（三）課前準備

1.電腦一臺，安裝ZDevelop3.10.06版本軟件

2.VPLC516E一臺

3.24V直流電源一個

4.網線若干

5.電線若干

02軟件實現

1. 打開ZDevelop軟件：新建名稱為“同心度檢測.zpj”項目→新建“HMI”文件→新建“main.bas”文件 (用于編寫界面響應函數) →新建“初始化.bas”文件 (用于初始化參數) →新建“標定.bas”文件 (用于像素坐標轉換成世界坐標) →新建“相機.bas”文件 (用于實現圖像采集功能) →文件添加到項目。

2.設計HMI界面。
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HMI主界面

HMI標定界面

3.關聯HMI主界面控件變量。

（1） 內圓面積篩選

最小面積：ga_filtration(0)

最大面積：ga_filtration(1)

（2） 測量圓參數

內環圓半寬：ga_circle_parm(0)

外環圓半寬：ga_circle_parm(1)

起始角度：ga_circle_parm(2)

終止角度：ga_circle_parm(3)

子區域數量：ga_circle_parm(5)

子區域寬度：ga_circle_parm(6)

終止角度：ga_circle_parm(3)

終止角度：ga_circle_parm(3)

終止角度：ga_circle_parm(3)

插值算法：ga_circle_parm(4)

濾波尺寸：ga_circle_parm(7)

內邊緣極性：ga_circle_parm(9)

外邊緣極性：ga_circle_parm(10)

對比度：ga_circle_parm(8)

邊緣位置：ga_circle_parm(11)

（3）同心度

ga_concen_x、ga_concen_y

（4）內圓坐標和半徑

table(10+coord_trafoma*3)~table(12+coord_trafoma*3)

（5） 外圓坐標和半徑

table(20+coord_trafoma*3)~table(22+coord_trafoma*3)

4.關聯HMI標定界面控件變量。

（1）標定參數

標定類型：ga_ca_param(0)

對比度：ga_ca_param(1)

極性：ga_ca_param(2)

間距：ga_ca_param(5)

最小面積：ga_ca_param(3)

最大面積：ga_ca_param(4)

（2）標定誤差

最小誤差：ca_min_err

最大誤差：ca_max_err

平均誤差：ca_avg_err

5. 本期課程代 碼主要實現的功能使用到的指令如下。

03操作演示

（一）操作步驟
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查看運行效果：將項目下載到控制器中→點擊標定（進行圖像坐標轉換成世界坐標）→使用本地圖片→單次采集→設置檢測參數（用于測量圓和同心度檢測）→點擊測試（查看檢測結果）→點擊切換世界坐標（查看工件內外圓測量的實際半徑尺寸結果）點擊運行（查看連續運行效果）→結束。

本次，正運動技術機器視覺運動控制一體機應用例程丨工件同心度檢測，就分享到這里。

　　審核編輯：湯梓紅