PEU涂胶胶条视觉检查单元开发开题报告

1. 研究目的与意义

涂胶是指将胶浆按照一定的要求涂覆到目标物体表面上的工艺。涂胶在很多领域是一个很重要的工序，胶体的好坏直接影响到产品的质量，甚至影响到使用者的人身安全，因此涂胶检测对于产品的质量保证是至关重要的。近年来，机器人技术发展迅速，大量的工业机器人投入到各个生产加工行业中，涂胶自动化己逐渐成为一种趋势。机器人涂胶是指机器人持胶枪在目标物体的固定位置上涂胶，决定涂胶质量好坏的主要参数包括涂胶的位置、宽度及连续性信息。涂胶的宽度和连续性误差主要是由于胶枪头的出胶量和机器人运动涂胶的速度不匹配造成的，而涂胶位置的误差主要是机器人涂胶轨迹示教误差、目标物体的变形和机器人夹具安装误差造成的。 传统的涂胶质量检测方法包括人工检测和离线视觉检测：人工检测是在涂胶完毕后，由质检工作人员根据自身的经验，在荧光灯下通过专用工具对涂胶产品进行测量，与标准参数进行比较并得出检验结果；离线视觉检测则是在自动化生产线上安装相机，采集涂胶图片，再经图像处理得到涂胶的质量参数并进行比较。以上两种检测方法均有较为明显的缺点：前者依靠质检人员的技术水平、工作经验及当时的生理和心理状态，无法对数据进行量化，具有很大的不确定性，无法达到现代化生产中质量统一的标准，造成漏检率高、效率低等问题，并且无法及时保存数据；后者属于成品检验的一种，当检测发现涂胶存在质量问题时，由于机器人己经完成了对目标物体的涂胶，只能更换目标物体，对其重新涂胶，劣质的涂胶产品若不能重新利用，则大大增加了涂胶成本。近年来，离线视觉检测己经逐渐替代人工检测方法，在大型生产企业中占据着主要地位。 决定涂胶质量好坏的主要参数包括胶的宽度、位置及连续性信息，关键的一步是从图片的背景中分割出涂胶，然后再对其测量。由于目标物体的形状不规则，内部凹凸不平，造成了局部的吸光不均衡，在采集到的图像中产生了不规则的黒色条纹和胶条反光现象，黑色条纹的灰度分布与涂胶相近，且与涂胶有相交重叠的部分。涂胶反光现象主要是由于目标物体的不平整性使得涂胶和相机与光源的角度偏差造成内部的反光。黑色条纹和反光所出现的位置、形状的不确定性严重影响涂胶边缘的提取，造成检测错误率大大增加。随着经济与科技的发展，涂胶行业也在不断更新技术，与时俱进，而传统的涂胶质量检测技术己经无法满足现阶段对其高准确性、高效的检测需求。基于视觉的涂胶检测方法面临着由于目标物体的不平整产生的黑色条纹和反光造成的涂胶检测错误率高的问题，因此需要开发一种涂胶质量在线检测方法，以提高产品的涂胶检测率和出厂合格率，同时降低生产成本。

随着制造业工艺的不断进步和对产品质量需求的不断提高，涂胶检测技术己经广泛地应用于各大制造企业中。涂胶质量检测的好坏直接影响到厂商的信誉、产品的性能及使用者的人身安全。近年来，图像处理技术曰新月异，发展迅速，是目前较为主流的目标检测方法。将基于视觉的涂胶在线检测技术进入到涂胶检测中，具有重要的理论意义和实际意义。

2. 研究内容和预期目标

本课题重点研究开发在生产线涂胶单元完成涂胶后对涂胶胶条的3D视觉检测，通过检测胶条的3D尺寸，实现对涂胶质量的监控。本课题对涂胶胶条视觉检查单元的缺陷视觉检测部分视重点的研究开发。主要工作包括视觉系统的选型、视觉检测软件的编程、调试和优化、视觉检查环境的构建、视觉摄像头的私服移动机构和定位控制。

通过对产品的结构特征和胶条视觉检查工艺的分析，采用模块化的设计理念，开发相应的视觉硬件系统、视觉检查软件分析系统、摄像头的精密移载定位系统，满足胶条快速、高质量的检查，从设备总体方案论证、软件编程技术，软硬件联调联试技术、基于PC的伺服控制技术等多方面提高和锻炼学生的设计能力和综合知识的应用能力，锻炼学生解决实际工程问题的能力。

3. 研究的方法与步骤

本文在分析研究机器人三维涂胶检测技术国内外研宄现状、总结现存问题的基础上，提出针对不同情况的三维涂胶检测方法。

主要工作有：对相机标定原理、单目结构光三维恢复原理、双目结构光三维恢复原理进行了分析。

在此基础上设计了针对不同情况下的基于多组单目与多目相机的线结构光三维涂胶检测系统。

4. 参考文献

（1）谭浩强《c语言程序设计》 清华大学出版社

（2）图像处理、分析与机器视觉（基于labview) 清华大学出版社

（3）j.特拉维斯《labview大学实用教程（第三版）》 电子工业出版社

5. 计划与进度安排

2022.12.31—2022.1.31 消化已有资料，查阅相关文献资料。

2022.2.1—2022.3.31 初步设计，包括相机的选型实验，精密移载台设计。

2022.4.1—2022.4.20 详细设计，实体建模，设计计算。