活塞环外观表面缺陷检测

摘要：产品质量是企业永恒的注意，是企业得以生存发展最重要的条件。针对金属环成形尺寸误差和外形缺陷，使用人工抽检效率低，不能对全部工件进行检测，大量存在未检出残次品交于客户的问题，研究了一种基于 Halcon的金属成形工件尺寸与外形缺陷检测的方案。

关键词：金属环，Halcon，缺陷检测

1 选题背景及其意义

活塞环是用于嵌入活塞槽沟内部的金属环，是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环，它被装配到剖面与其相应的环形槽内。往复和旋转运动的活塞环，依靠气体或液体的压力差，在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。活塞环作用包括密封、调节机油（控油）、导热（传热）、导向（支承）四个作用。活塞环的工作表面不得有刻痕、擦伤、剥落，外圆柱面和上下端面应有—定的光洁度。

活塞环缺陷检测系统由图像采集、图像数据处理、缺陷分析等部分组成[1]。活塞环是发动机中的一个关键零件,它工作于高温高压的恶劣环境中,为了确保其使用可靠性,除了选用优良的材质外,加工工艺及工艺装备是非常重要的[2]。

传统地，外观检查和质量控制是通过人类专家来完成。虽然人类在很多情况下可以把这项工作做的比机器更好，但是它们的速度比机器更慢，并且很快就会感觉疲倦。机器视觉技术融合了图像处理、模式识别、精密测量等技术，具有非接触，定位柔性好，采样周期短，信息量大，成本低，稳定性好，精度高，智能化等特性而被广泛应用于工业生产作业[3]。在这种高要求的情况下，机器视觉可以有效的取代人工检测。

使用机器视觉实现自动化测量，从而无需操作人员的参与，减少了人工成本；另外，最主要的是机器视觉使得生产效率提高，缩短了生产周期，减少了设备折旧成本。在大批量工业生产过程中，用人工视觉检测产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测的方式可以提高生产效率和生产的自动化程度。

本课题的目的旨在基于活塞环表面缺陷检测需求，通过数据采集与分析，软件开发与算法编程，实现活塞环几种典型缺陷的检测。学习检测的相关知识的同时，锻炼自己在实验设计、图像处理等方面的技能，也让我对活塞环的缺陷及其避免有所了解。

2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）

如今机器视觉技术在国外尤其是欧洲汽车工业的应用已经十分普遍，典型的案例也不胜枚举，基本上涵盖了所有汽车终端零件及工艺制造流程：汽车零件生产线、车体识别，各种汽车零部件精度的视觉检测系统、齿轮缺陷检测、发动机总装检测、火花塞检测、汽车装配、灯光检测等[4]。目前，机器视觉在宫内汽车制造业的普及率还不是很高，特别是在中国汽车工业的应用还处于起步阶段，随着国内外汽车厂家竞争的加剧，机器视觉系统在中国的发展会更加快速。

在现代自动化生产过程，机器视觉系统已广泛应用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。机器视觉系统的特点是可以提高生产的柔性和自动化程度[5]。在一些不适合于人作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来代替人工视觉，同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。机器视觉已成功应用于工业检测领域，大幅度地提高了产品的质量和可靠性，保证了生产的速度[6]。

3 研究内容