Перспективные направления повышения надежности сварных конструкций из титановых сплавов. Использование для очистки свариваемых заготовок высококонцентрированных источников энергии, страница 9

4) Комплекс позволяет полностью документировать процесс сварки для получения технологического паспорта каждой детали.

5) Перспективно использование в структуре системы управления и прогнозирования качества сварки нейросетевых моделей.

4.5. Автоматический контроль качества поверхности деталей

с помощью системы обработки изображений

Возможности человеческого зрения не позволяют осуществлять 100%-ный контроль штампуемых деталей, поэтому при проведении такого контроля визуальным способом качество его невысокое. Видеосистема в этом отношении не имеет ограничений.

Для решения таких задач предназначены высокопроизводительные видеосистемы нового поколения, которые позволяют, не прерывая технологический процесс, осуществлять «интеллектуальную» оценку плоских поверхностей. Работа таких систем основана на оптимальном контрастировании дефектов с помощью датчика.

Для анализа зоны с предполагаемыми дефектами видеокамерой делается контрастный снимок емкостью 8 бит (256 ступеней серого тона) на точку изображения. При светочувствительной шероховатой поверхности 512×512 фотоэлементов разрешающая способность камеры составляет (в зависимости от участка изображения) 0,1...0,5 мм. Изображение серого тона передается в память вычислительной машины, после чего съемка заканчивается. Следовательно, листовая деталь требуется для съемок лишь на короткое время и при использовании лампы-вспышки во время съемки может перемещаться. Таким образом, контроль можно проводить и на движущемся ленточном конвейере; при этом должно быть выполнено условие, чтобы детали с помощью соответствующих направляющих проверялись в одном и том же положении.

Для анализа изображения в сером тоне с помощью вычислительной машины используются характерные признаки – формы трещин или утонений, обусловленных процессом глубокой вытяжки. Алгоритм анализа основывается на морфологических изменениях изображений. При сравнении структур незначительные, но ярко выраженные особенности дефектов в горизонтальном направлении можно использовать для дифференциации помех и отражений на кромках. Изображение в сером тоне на первом этапе его обработки уплотняется до двоичного; при этом дефекты отделяются от их фона. При дальнейшей фильтрации еще оставшиеся фоны в изображении, вызванные шероховатой структурой поверхности листа, уменьшаются. Таким образом, при наличии в листе дефектов получают двоичное изображение трещины или утонения. Анализом соотношений близости отдельных точек изображения в результате обработки данных можно определить величину и местоположение дефектов. Результаты такого анализа дефектов для каждого листа отображаются на мониторе и передаются в качестве сигналов управления для отбраковки деталей с дефектами. При анализе дефектов можно дополнительно установить порог для предельнодопустимых дефектов.

Используемые технические средства вычислительной машины позволяют проводить анализ дефектов без увеличения продолжительности рабочего цикла. Возможности видеосистемы исследованы во время эксплуатационных испытаний. Для включения в производственный процесс необходимо оптимизировать датчик таким образом, чтобы его можно было настроить на самые различные зоны дефектов на отформованных по-разному листах для обеспечения оптимальной контрастности дефектов. Кроме того, система должна включаться в технологический процесс без интерфейса, чтобы к ней мог обращаться даже неквалифицированный персонал. При этом система должна быть гибкой настолько, чтобы оператор мог настраивать ее на контроль различных листовых деталей. Одновременно она должна иметь интеллект, чтобы можно было точно описать обнаруженные дефекты и, таким образом, сделать соответствующие выводы о причинах их возникновения.

Поиск оптимального положения датчика производится различными способами. Поскольку настройка системы должна производиться только в начале цикла контроля, т.е. перед включением линии прессов, то время не является лимитирующим фактором. Простейший способ заключается в том, чтобы подвести к различным заданным положениям датчик, определить соответственно «нормированную» контрастность и произвести настройку датчика для проведения контроля в выявленной лучшей позиции.