Введение 3
1 Анализ дефектов оптических элементов автомобильных зеркал 5
2 Обзор существующих систем контроля 15
2.1 Виды контроля оптических элементов зеркал 15
2.2 Анализ систем бесконтактного контроля 21
3 Разработка структуры системы контроля 31
3.1 Требования предъявляемые к системе контроля 31
3.2 Структура системы контроля 32
4 Математические модели и алгоритмы функционирования системы
контроля 37
4.1 Бинаризация изображения 37
4.2 Поиск и оценка геометрических характеристик дефектов на
изображении 57
5 Проектирование аппаратной части системы контроля 75
Заключение 77
Список используемых источников
В современном автомобилестроении возрастает конкурентная борьба за конечного потребителя. В результате чего конструкция автомобилей становится все более сложной, а требования к деталям, узлам и элементам, входящим в ее состав, становятся более жесткими. Проблема контроля одна из наиболее актуальных в автомобилестроении.
В данной диссертационной работе будет рассмотрена проблема входного контроля зеркальных элементов зеркал заднего вида перед сборкой. Большинство методов контроля применяемых для ее решения на предприятиях относятся к неавтоматизированным методам.
Наиболее распространен метод визуального контроля. Это один из простейших методов контроля, который не требует применения сложных и дорогостоящих контрольных приборов. В случае входного контроля необходимо определить только наличие дефекта [28]. В ряде случаев требуется определить его местоположение на зеркале, а также геометрические параметры. Классификация дефекта непосредственно на контрольном посту входного контроля не производится. В связи с этим визуальный контроль считается достаточно эффективным методов контроля. Однако, он обладает существенными недостатками. В связи с тем, что контроль осуществляется человеком, имеет место влияние человеческого фактора. Человеку свойственны усталость, утомляемость, невнимательность и ряд других факторов психологического и эмоционального плана. Это выражается в субъективности результатов контроля и их низкой достоверности. Производительность при применении данного метода зависит от квалификации контролера и, как правило, она достаточно низкая, что обусловлено физическими особенностями каждого человека. Несколько улучшает положение применение простейших оптических устройств, но при этом сильно увеличивается утомляемость оператора, что приводит к снижению качества контроля и оказывает влияние на здоровье.
Основной путь развития современных систем контроля заключается в автоматизации данного процесса при помощи различного рода систем технического зрения. Данные системы представляют собой сложные технические комплексы, состоящие из оптических систем и соответствующего программного обеспечения к ним [13]. Основной недостаток данных систем - это их стоимость. Ряд таких систем также требуют создания специальных микроклиматических условий для проведения контроля, что также усложняет процесс их внедрения в производство. Следует отметить, что отечественных систем выпускаемых серийно на данный момент нет.
Разработка системы для проведения автоматизированного контроля оптических элементов автомобильных зеркал заднего вида в производственных условиях является весьма актуальной научно-технической задачей.
Цель магистерской диссертации заключается в разработке такой системы контроля оптических элементов зеркал заднего вида автомобиля, которая позволит автоматизировать процесс контроля, повысить его качество и производительность.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ дефектов оптических элементов автомобильных зеркал;
- провести анализ имеющихся технических решений;
- разработать структуру и функции системы контроля;
- разработать математические модели и алгоритмы
функционирования системы контроля;
- спроектировать аппаратную часть системы контроля.
Решению данных задач посвящены последующие разделы диссертации.
В ходе выполнения магистерской диссертации была разработана система контроля оптических элементов зеркал заднего вида автомобиля, позволяющая автоматизировать процесс контроля, повысить его качество и производительность.
Проведен анализ возможных дефектов оптических автомобильных зеркал и методов их контроля. На экспертном уровне произведена оценка существующих систем контроля. В результате выработаны основные требования к проектируемой системе контроля. Разработана функциональная схема системы контроля и структурная схема ее программного обеспечения. Данные схемы позволили задать алгоритмы управления и обработки данных в форме, которая наилучшим образом подходит для разработки программного обеспечения системы контроля. Разработаны алгоритмы и математические модели, позволяющие реализовать процедуру контроля, учитывающие требуемую точность и производительность системы контроля.
Спроектирована экспериментальная установка для контроля дефектов оптических элементов автомобильных зеркал, которая позволяет реализовать предлагаемый метод контроля. Так же она использовалась для отладки системы в реальном масштабе времени, проведения проверки и корректировки алгоритмов и программ системы контроля. С помощью данной установки были оценены основные технические характеристики системы и ее пригодность для использования в производственных условиях для проведения входного контроля.
Проектирование такого рода систем представляет собой сложную задачу, которая требует комплексного подхода к ее решению и основана на использовании методов обработки информации с использованием персонального компьютера. В данном случае можно считать задачу проектирования автоматизированной системы контроля оптических элементов автомобильных зеркал заднего вида решенной.
