基于图像处理技术的钼丝垂直度检测

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线切割加工l1 是利用脉冲放电的原理对工件进行加工 ，几乎可加工任何硬度的导电金属材料 ，而且能够保证较高的加工精度与表面质量 ，-直受到广大用户的青睐.线切割机床在实际使用中钼丝与工作 台面是否垂直是-个相当重要的问题 ，直接影响到被加工零件或模具 的质量.目前 ，线切割机床钼丝垂直度 的调整主要有 3种方式 ：目视法、火花放电法 、接触感知法，其 中火花放电法[2 简便易行 ，但采用该法费时费力 ，须凭操作者肉眼观察反复调整 ，且受多种因素 的影响，其精度及可靠性均难 以控制，不能适应现代工业生产现场 自动检测的要求.而基于图像处理的计算机视觉技术广泛用于工件质量检测3 ]、纺织材料检测I5]、试剂浓度检测l6。 等.为此，本文通过分析研究国内外电火花加工的发展现状及调整装置 ，将图像处理技术l8 用于对钼丝垂直度的调整 ，不仅可靠性好 、准确率高 ，而且可大大提高调整精度和速度，能够适应现代制造业快速、有效的发展。

1 钼丝垂直度检测硬件系统综合考虑经济和效率的因素，本文设计采用 光源摄像头从不同的角度拍摄钼丝 (主要考虑互相垂 ：直的 2个方向)，通过图像采集卡将信号 图像采集到计算机中，然后进行计算机图像处理，结合 ：线切割加工精度要求 和图形分析 ，最终输 出处理结果.由图 1可知 ，采用 CCD的数字图像采集系暴口-----I r------------ 广-----匝.I： I i物体 ccD摄像头!： ；l- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -I I- - - - - - - - - - . 图像采集 图像处理 图像输出统结构 ，摄像头将物体反射 的光强度转换成 电信 图1 检测系统的硬件设备示意图号，通过图像采集卡获得数字信号，然后传输给 Fig.1 Sketch map of hardware in detection system计算机。

整个检测系统硬件设备包括摄像头及其固定装置、图像采集 卡和计算机 ，同时还有-些检测工具，如游标卡尺等.在测量过程中，考虑到应尽量减少外界因素的干扰，还须设计-个可以旋转 9O。的支架将摄像头固定在工作 台上.由于需要检测钼丝的垂直度 ，因此固定摄像头 的基准面尤其重要 ，设收稿 日期 ：2012-04-20. 联系人 ，Email：xlzhu###yzu.edu.cn。

引文格式：牛瑞霞，陈健，朱兴龙，等.基于图像处理技术的钼丝垂直度检测 [J].扬州大学学报：自然科学版，2O13，i6(1)38-41。

40 扬州大学学报(自然科学版) 第 l6卷Hough变换1 来实现 ，获得最终的钼丝斜线 ，结果如图 4(c)所示 ，可以通过它与标准对 比的结果来判断垂直度是否符合要求。

3 实验结果与分析本文图像采集通过 MV-1394图像采集卡调用函数来完成，实现摄像头到 内存 的可靠实时传送。

实验采用的康耐视 In-sight 5000系列智能相机在进行 In-sight线性扫描钼丝时，以逐条扫描的方式构建影像，将采集到的数据信息传输到数据采集卡上，再传送到计算机中来实现图像采集。

采集到的图像用 Visual C开发的基于上述算法的图像边缘提取软件 ，经过-系列的图像处理和变换得到最终的图像，并测出导丝机构上下的距离z-180 rnlTl，由Matlab编程得出斜线的斜率志--596，则所要调整的偏移量为 -l z/kl：l 180/(-596)l-0.302 mm。

取-组工件试样，分别从互相垂直的 2个方向进行图像采集 ，得到调整量并测 出加工后工件垂直度误差.经过多次实验并进行统计分析，将统计分析结果与采用传统的火花放电法调整钼丝后加工的垂直度误差进行 比较 ，参见表 1。

经比较分析 ，采用计算机识别处理 比采用传统的火花放电法调整钼丝后加工的工件精度显著提高，从 而进-步验证 了该方法的可行性.通过改变测量方法 ，调整精度进-步提高，同时由于线切割过程 中钼丝受到工件的切 削阻力而 出现抖动，这时表 1 2种调整方法测量结果对 比Tab.1 The contrast of measuring results by two adjustments火花放电调整测量结果/ram 工件厚度/rara图像处理调整测量结果/ram 工件厚度/mm人眼是无法观察到的，应用图像采集系统采集图像并将图像保存在计算机中，经过-系列的图像处理得出调整量 ，在实际应用 中大大提高了精度和效率.该检测系统不但可以保存数据 ，也可保存图像 ，遇到可疑之处还可重复检查，具有较高的应用价值。