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基本信息
- 項目名稱：
- 拉鉚釘多參數(shù)實時在線視覺檢測系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 拉鉚釘是大型結(jié)構(gòu)連接新工藝中的關(guān)鍵部件，拉鉚釘?shù)某叽鐓?shù)多、要求嚴(yán)格，批量生產(chǎn)中的質(zhì)量檢測是行業(yè)性難題。 設(shè)計的新裝備以先進(jìn)的集群式自動視覺檢測手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢測方式，極大的提高了檢測速度和檢測效率。
- 詳細(xì)介紹：
- 拉鉚釘是大型結(jié)構(gòu)連接新工藝中的關(guān)鍵部件，拉鉚釘?shù)某叽鐓?shù)多、要求嚴(yán)格，批量生產(chǎn)中的質(zhì)量檢測是行業(yè)性難題。研究設(shè)計拉鉚釘?shù)膶崟r在線檢測新技術(shù)、新裝備是先進(jìn)制造技術(shù)的迫切需求，是“十一五”科技支撐的重要主題。我們盈新團(tuán)隊順應(yīng)了國家的要求。以引進(jìn)吸收再創(chuàng)新的模式，綜合機(jī)器視覺技術(shù)、自動化技術(shù)和集群協(xié)作處理技術(shù)，研發(fā)了“拉鉚釘多參數(shù)實時在線視覺檢測系統(tǒng)” ，是完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和裝備。 設(shè)計的新裝備以先進(jìn)的集群式自動視覺檢測手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢測方式，極大的提高了檢測速度和檢測效率。其檢測速度高達(dá)1800件/小時，準(zhǔn)確率達(dá)99%，檢測精度達(dá)到10微米；整個檢測系統(tǒng)屬于全自動在線檢測系統(tǒng)，可在2秒鐘內(nèi)同時測出拉鉚釘?shù)?0個尺寸參數(shù)，同步處理圖像數(shù)據(jù)并綜合判定、分檢出合格與不合格產(chǎn)品，記錄質(zhì)量數(shù)據(jù)，完成產(chǎn)品質(zhì)量自動保障任務(wù)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 拉鉚釘是大型結(jié)構(gòu)連接新工藝中的關(guān)鍵部件，拉鉚釘?shù)某叽鐓?shù)多、要求嚴(yán)格，批量生產(chǎn)中的質(zhì)量檢測是行業(yè)性難題。研究設(shè)計拉鉚釘?shù)膶崟r在線檢測新技術(shù)、新裝備是先進(jìn)制造技術(shù)的迫切需求，是“十一五”科技支撐的重要主題。我們盈新團(tuán)隊順應(yīng)了國家的要求。以引進(jìn)吸收再創(chuàng)新的模式，綜合機(jī)器視覺技術(shù)、自動化技術(shù)和集群協(xié)作處理技術(shù)，研發(fā)了“拉鉚釘多參數(shù)實時在線視覺檢測系統(tǒng)” ，是完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和裝備。 設(shè)計的新裝備以先進(jìn)的集群式自動視覺檢測手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢測方式，極大的提高了檢測速度和檢測效率。其檢測速度高達(dá)1800件/小時，準(zhǔn)確率達(dá)99%，檢測精度達(dá)到10微米；整個檢測系統(tǒng)屬于全自動在線檢測系統(tǒng)，可在2秒鐘內(nèi)同時測出拉鉚釘?shù)?0個尺寸參數(shù)，同步處理圖像數(shù)據(jù)并綜合判定、分檢出合格與不合格產(chǎn)品，記錄質(zhì)量數(shù)據(jù)，完成產(chǎn)品質(zhì)量自動保障任務(wù)。 本作品的創(chuàng)新點主要包括： (1)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的集群式視覺測量技術(shù)，包含新型視覺傳感器硬件技術(shù)、圖像處理算法和集群式產(chǎn)品幾何參數(shù)測量算法等軟件技術(shù)。 (2)完全自動化的視覺檢測過程，無需人為干預(yù)，并設(shè)計分選控制裝置，尤其是精確定位的自動化機(jī)構(gòu)已取得專利成果的技術(shù)。 (3)開發(fā)了用于集群式視覺檢測的光源系統(tǒng)，采用LED傾角點光源，較好地解決了亮度、照明角度和重影問題，保證了視覺檢測的高精度。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- (1)使用具有300萬像素的CMOS圖像傳感器作為采集單元，檢測精度高于0.01mm。對目標(biāo)檢測速度達(dá)到40件/分。這樣檢測速度和精度的實時在線裝備在國內(nèi)還沒有同類產(chǎn)品。 (2)研制了具備“集群”功能的測量類視覺傳感器。研制成本僅同類產(chǎn)品價格的1/3?？蓪T釘?shù)?0個關(guān)鍵參數(shù)使用多個視覺傳感器進(jìn)行同步采集和處理，直接將參數(shù)檢測結(jié)果傳送至圖像處理單元。 (3)裝備的自動化機(jī)構(gòu)控制器使用高性能嵌入式處理器，配套大容量的SDRAM和NAND FLASH作為存儲器，并能記錄大量的檢測參數(shù)。 (4)設(shè)計了自動化拉鉚釘?shù)木_定位機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)針對T12-T24型號的拉鉚釘?shù)木_定位。整個機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)拉鉚釘?shù)男吞栕赃m應(yīng)、自動進(jìn)料和位置校正。整個定位系統(tǒng)可靠性高，可保證在20ms內(nèi)完成所有的機(jī)械動作，使用壽命可達(dá)500萬次以上。 (5)自制了傾角LED光板和屏蔽使勻光罩，在室光環(huán)境下，能有效消除環(huán)境光的各種干擾;在其照明下采集的圖像邊緣清晰、平滑、陰影擾動小，利于圖像處理。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- (1)作品已由綿陽市科技局組織鑒定，認(rèn)定是科技含量高，推廣價值大的新技術(shù)，新產(chǎn)品。正在申請綿陽市科技城和國家科技部兩級中小企業(yè)科技創(chuàng)新基金。 (2)在2009年校級《挑戰(zhàn)杯》作品打賽中，榮獲科技制作第一名。 (3)依托作品的技術(shù)和設(shè)計，由學(xué)?？苾x廠生產(chǎn)的《拉鉚釘多參數(shù)實時在線視覺檢測系統(tǒng)》裝備已經(jīng)正式銷售到南車集團(tuán)眉山車輛有限公司，完成了安裝調(diào)試，正在試運(yùn)行，有力證明了作品的價值。 (4)2009年6月于本校參與四川省大學(xué)生第十屆挑戰(zhàn)杯比賽獲得四川省一等獎。
作品所處階段
- 樣品已經(jīng)制作完成，進(jìn)行測試和改進(jìn)工作。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤 現(xiàn)場演示 圖片 錄像 樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- (1)作品是計算機(jī)視覺技術(shù)、自動化技術(shù)等綜合技術(shù)與裝備制造業(yè)生產(chǎn)線的直接結(jié)合，用于拉鉚釘?shù)纳a(chǎn)質(zhì)量保障和降低成本、提高效益、提升生產(chǎn)管理水平。 (2)作品能夠?qū)12-T24五個型號22個規(guī)格的拉鉚釘全部尺寸參數(shù)進(jìn)行精測，實時在線檢測記錄，殘次品自動剔除。使用該作品的南車集團(tuán)眉山車輛有限公司依托本作品建立了新的質(zhì)量保障體系，5月13日通過了美國采購方的檢驗，簽訂了國際供貨合同。 (3)結(jié)合實際需求進(jìn)行了大量的創(chuàng)新工作，提出了“適用于拉鉚釘視覺測量的精確定位機(jī)構(gòu)”（已申報通過）、 “適用于拉鉚釘多參數(shù)視覺測量的集群式智能攝像機(jī)”（正在申報） 等實用新型專利。 (4)作品是具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的軟/硬件平臺，可根據(jù)需求形成系列型的產(chǎn)品。不僅適用于國內(nèi)拉鉚釘生產(chǎn)企業(yè)，通過算法和視覺傳感器裁剪和定制，作品還適用于很多精密器件加工企業(yè)，如數(shù)控機(jī)床的刀具生產(chǎn)、微型機(jī)械加工制造等。具初步估計，作品的市場規(guī)模超過10億元人民幣，企業(yè)使用后提高質(zhì)量，降低成本，年直接經(jīng)濟(jì)效益超過數(shù)百萬元人民幣。
同類課題研究水平概述
- 檢測技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。近幾十年來，制造業(yè)在新材料、新工藝、新設(shè)備等方面取得了巨大的進(jìn)步，許多傳統(tǒng)的檢測技術(shù)已不能適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的需要，表現(xiàn)在:現(xiàn)代制造產(chǎn)品種類有很大的擴(kuò)充，許多新型產(chǎn)品沒有相應(yīng)的檢測方法;現(xiàn)代制造強(qiáng)調(diào)快速、實時、在線和非接觸式檢測，這是許多傳統(tǒng)檢測手段無法提供的;現(xiàn)代產(chǎn)品的制造精度大大提高，要求相應(yīng)的高精度檢測方法。計算機(jī)視覺檢測技術(shù)具有非接觸、速度快、精度合適、現(xiàn)場抗干擾能力強(qiáng)等突出的優(yōu)點，能很好地滿足許多制造業(yè)的需求。 目前，國外的計算機(jī)視覺設(shè)備已得到了廣泛的應(yīng)用。隨著CCD器件技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，發(fā)達(dá)國家的計算機(jī)視覺工業(yè)檢測設(shè)備的功能在不斷完善，性能在不斷提高，與視覺技術(shù)相關(guān)的供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商也越來越多。計算機(jī)視覺設(shè)備的軟硬件開發(fā)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可分為兩大類:基于PC的系統(tǒng)和基于專用集成電路(ASIC)的系統(tǒng)，前者的主要供應(yīng)商有美國國家儀器(NationalInstruments，以下簡稱NI)公司和DataTranslation公司;此類系統(tǒng)的特點是應(yīng)用軟件的開發(fā)是基于通用計算機(jī)語言(如VC和VB)加上專門圖像處理工具的環(huán)境，因此具有很強(qiáng)的功能和編程靈活性，以及良好的開放性和人機(jī)界面，系統(tǒng)總體成本較低，適用不同用途的復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)。而基于ASIC的視覺開發(fā)系統(tǒng)的主要供應(yīng)商有日本的松下公司、美國的COGNEX公司和德國的西門子公司，此類系統(tǒng)的特點是圖像采集和處理系統(tǒng)集成在一起，體積小和掌握容易，并可通過PLC構(gòu)成測控網(wǎng)絡(luò)。 國內(nèi)的機(jī)器視覺技術(shù)研究起步于90年代，主要分為基于PC和基于PLC兩大類。由于在核心技術(shù)上取得的成果還不明顯，所以起市場產(chǎn)品多表現(xiàn)為PC主機(jī)+圖像采集卡+CCD鏡頭的方式，其應(yīng)用領(lǐng)域也只僅僅限于各種圖像識別算法的研究和演示，市場規(guī)模也比較小，還未形成視覺傳感器產(chǎn)品。國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)中使用的視覺傳感器和配套技術(shù)幾乎被國外公司壟斷。 在各個領(lǐng)域的工業(yè)生產(chǎn)中，計算機(jī)視覺檢測技術(shù)可以在降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)率等方面發(fā)揮重要的作用，因此計算機(jī)視覺技術(shù)的研究和推廣對促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義，特別是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的計算機(jī)視覺應(yīng)用技術(shù)的研究和推廣，以及高性價比的國產(chǎn)化設(shè)備的開發(fā)都有相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)效益和社會意義。
