摘 要

机器视觉是一门利用计算机来模拟人类视觉和分析功能的技术，让计算机也可以像人类一样可以观察到物体、提取有用信息，并对信息处理分析。机器视觉技术可以应用到各行各业中，是实现产业智能化、自动化的一个关键技术。利用机器视觉技术进行缺陷检测，可以十分有效的代替人工检测，还可以弥补人工检测的不足。生产自动化、智能化已经是制造业的基本需求，将机器视觉技术应用到生产制造中已经是工业领域发展的方向和迫切的需求。本课题通过结合机器视觉以及PLC，利用机器视觉在缺陷检测方面的巨大优势以及PLC强大的控制功能，搭建一个可以识别钢板表面缺陷并实现自动分拣的缺陷检测平台。

本课题研究主要目标是机器视觉的图像处理、识别表面缺陷以及利用PLC控制三轴运动器实现自动分拣，将合格的钢板与存在表面缺陷的钢板分开放置。本课题的主要工作有利用OPENCV进行图像处理程序的编制，利用ProE进行缺陷检测平台的模型设计，利用Qt Creator设计系统界面，三轴运动器的控制程序设计。在缺陷检测平台的设计过程中，还对平台所需的部分重要硬件设施进行选型，对搭建的检测平台进行了经济性分析。

本课题搭建的缺陷检测系统可以识别钢板表面的缺陷，PLC控制的三轴运动器可以将合格钢板与存在表面缺陷的钢板分开放置，系统运行稳定，满足缺陷检测需求。系统界面设计简洁明了，方便使用。检测平台设计便于搭建，环境适应力强，可在多种环境下工作，硬件设备市场供应充足，经济性高。

关键词：机器视觉 缺陷检测 图像处理 PLC控制

Research on Steel Plate Defect Detection

Based on Machine Vision

ABSTRACT

Machine vision is a technology that uses computers to simulate human vision and analytic functions, allowing computers to observe objects, extract useful information, and analyze information processing. Machine vision technology can be applied to all walks of life and is a key technology to realize industrial intelligence and automation. The use of machine vision technology for defect detection can be very effective in replacing manual detection, and can also make up for the lack of manual detection. Production automation and intelligence are the basic needs of the manufacturing industry. The application of machine vision technology to manufacturing has become the development direction and urgent demand of the industrial field. By combining machine vision and PLC, this project utilizes the great advantages of machine vision in defect detection and the powerful control functions of PLC to build a defect detection platform that can identify surface defects of steel plates and realize automatic sorting.

The main objective of this research is to identify the surface defects of machine vision image processing and to realize automatic sorting by using PLC to control the three-axis motion device, and to separate the qualified steel plate from the steel plate with surface defects. The main work of this subject is to use OPENCV to prepare the image processing program, use ProE to design the defect detection platform, and use Qt Creator to design the system interface , the control program design of the three-axis motion device. In the design process of the defect detection platform, some important hardware facilities required by the platform were also selected, and the economic analysis of the built detection platform was carried out.

The defect detection system built by this subject can identify the defects on the surface of the steel plate. The PLC-controlled three-axis motion device can separate the qualified steel plate from the steel plate with surface defects, and the system runs stably to meet the defect detection requirements. The system interface design is simple and clear, and is convenient to use. The detection platform is easy to set up, has strong environmental adaptability, and can work in a variety of environments. The hardware equipment market is abundant and economical.

Keywords: machine vision; defect detection; image processing; PLC control

目录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 课题的背景及意义 1

1.1.1 机器视觉系统 2

1.1.2 机器视觉的应用 3

1.1.3 机器视觉的发展趋势 3

1.2 国内外研究进展 5

1.3 课题内容与技术路线 6

第二章 检测系统的设计 8

2.1 被检测物体分析 8

2.2 常见检测系统设计方法 9

2.2.1 基于MATLAB和单片机的检测系统 9

2.2.2 基于Lab View和PLC的检测系统 10

2.2.3 基于QT OPENCV和PLC的检测系统 10

2.3 机器视觉检测平台设计总体方案 11

2.4 本章小结 12

第三章 机器视觉检测平台硬件设计 13

3.1 硬件选型 13

3.1.1 工业相机选型 13

3.1.2 光源选型 15

3.1.3 PLC选型 17

3.1.4 压力传感器选型 18

3.2 逻辑控制电路设计 19

3.3 硬件布局 28

3.4 经济性分析 29

3.5 本章小结 30

第四章 机器视觉检测系统软件设计 31

4.1 图像处理 31

4.1.1 灰度化处理 32

4.1.2 边缘检测 33

4.1.3 轮廓提取 35

4.1.4 旋转摆正 36

4.1.5 目标区域提取 37

4.1.6 特征分析 37

4.2 系统界面设计 38

4.2.1 登陆界面设计 39

4.2.2 运行界面设计 41

4.3 本章小结 43

第五章 总结与展望 44

5.1 总结 44

5.2 展望 45

参考文献 46

致谢 48

附录 49

绪论

课题的背景及意义

机器视觉是一门利用计算机来模拟人类视觉和分析功能的技术，并通过计算机连接的外部硬件设备，让计算机也可以像人类一样不仅仅可以观察到物体，而且可以从客观事物的图像中提取有用信息，并对信息进行理解分析，最终运用到控制检测中去。实现这一功能的原理就是将现实生活中的物体转变为图像信息，然后将这些图像信息输入到计算机中，在计算机中还原现实中的物体从而使计算机观察到物体。基于机器视觉的检测系统可以替代肉眼进行检测^[1]。机器视觉技术的一大优点是快速获取图像信息，同时通过上位机PC机中的软件系统迅速分析并决断，还可以通过单片机和PLC等对执行机构进行控制，达到自动化的目的，原理如图1-1所示。

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：