荧光磁粉探伤自动化检测系统

2010-05-08刘佳

电子科技 2010年9期

刘佳

(西安工业大学电子信息工程学院，陕西西安 710032)

随着生产工艺的发展和检测要求的提高，无损检测被广泛应用于工业化生产和检测中，同时也进行了相关技术的研究。本系统通过采用无损检测方法，在荧光磁粉探伤的基础上，设计出对金属弹体实现自动化检测系统。通过合理安排检测系统的工作流程，及对图像处理过程中的算法分析、图像检测软件的设计。系统完全现实自动化，从而降低了人的主观判断对工件检测的影响，提高了检测的效率，减轻了劳动强度，保证了判别缺陷在数量、尺寸和位置上的一致性，提高检测的准确性和可靠性。

1 系统组成概述

荧光磁粉探伤自动化检测系统的工作原理，是在荧光磁粉无损探伤检测技术的基础上，由计算机系统控制进行全程自动化检测，同时配合摄像系统对检测工件进行实时图像采集，将采集到的图像传入计算机，对图像进行识别、分析和处理，找出有问题、瑕疵及不合格的工件，再进行复检。整体自动化检测系统结构框图如图 1所示。

图1 自动化检测系统的结构框图

2 系统结构设计

系统硬件部分使用计算机作为中心单元对系统进行中央控制，硬件部分包括荧光磁粉探伤机、系统光源、步进电机及驱动、CCD摄像机、图像采集卡等。由计算机发出操作指令，指令通过接口电路传输到电机驱动器，来驱动电机的运转，从而带动生产线运转传送工件，接着通过传感器判断工件运转到位后，由磁粉探伤机对工件进行磁化等相关处理。同时，配合紫外灯光源照射工件，由 CCD摄像机实时采集图像，获得被检测工件的全幅荧光图像，再将采集到的图像输入计算机，进行图像处理、尺寸标定及缺陷检测等技术处理。然后，再将图像分析的结果反馈给系统进行协调，磁粉探伤机会对工件进行退磁等处理，最终完成工件的整个检测过程。系统工作过程如图2所示。

图2 系统工作过程

2.1 荧光磁粉探伤机

本系统采用射阳诚益探伤设备厂生产的 CDG-500型微机控制交流磁粉探伤机，其工艺程序包括喷液磁化、退磁、下料等，基本满足了半自动化工业检测的需要，通过其他设备的辅助配合即可组成自动化的检测流程。

2.2 步进电机

步进电机作为控制执行元件，它是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转化成相应的角位移或线位移的控制电机。本检测系统选用的是常州亚美柯宝马电机生产的型号为 86BYG450C-02的步进电机，此电机为混合式步进电机，其混合了永磁式和反应式步进电机的优点，被广泛应用。

2.3 图像的采集与传输

2.3.1 图像采集系统

图像采集系统工作流程:由摄像机拍摄并输出采集到的图像信号，经图像采集卡进行相应的 A/D转换后，将数字图像存放在图像存储单元的一个或多个通道中，然后通过计算机发出指令对图像进行处理。

2.3.2 图像传输

本系统中的磁痕图像由 SONY DCR-SR87E数码摄像机拍摄采集，并通过专用 USB电缆与计算机连接进行图像传输，实现了高速率、高质量地传送视频及音频信号，其最大传输速率可以达到 400MB/s，从而实现图像数据的实时传输。

3 软件设计

本系统检测软件在 Microsoft Visual C++6.0环境下编程，采用面向对象的 C++语言，以 Microsoft Windows系统标准的多文档界面为主控界面，以Win32多线程编程技术为核心，实现实时监控和图像处理的穿插并行运行。

系统软件平台要达到的基本目标是:搭建出符合本检测系统工作流程的框架，使各组成部分得到协调，工作流畅；实现对数据接口、裂纹的自动识别、步进电机及驱动的控制，最终满足流水线生产的需要；图像处理部分基本实现图像处理中的相关算法，如直方图统计、图像分割算法、特征提取等；尽量提供简洁明了的人机操作界面，方便检测人员对软件的操作。软件设计流程图如图 3所示。