基于labview的锁芯质量检测

文/郭力睿（重庆理工大学两江国际学院）

一、引言

（一）检测技术现状

传统的检测方法主要是人工利用简单的设备进行零件的尺寸与形位公差的测量。

在测量中由于检测人员的经验和检测设备的不同，使每一次的检测精度都不容易达到要求，并且检测人员的劳动强度大，检测时间长，不能实现在线检测，只能对部分产品进行检测[1]。

先进制造技术的迅猛发展对产品检测技术和检测手段提出了更高的要求，在线、动态、数控、自动化、综合参数测量已不可避免。近年来随着计算机技术、新型传感器技术的飞速发展，极大地推动了检测技术的发展和进步，使检测方法有了更多的方式，利用各种数控设备，在软件的控制下，可以将检测的整个过程实现自动化，各种检测过程中的检测速度与检测精度都有很大的提高，可以实现产品在线检测和100%检测。使检测人员从繁重的检测过程中解放出来，节约了人力成本和节省了检测的时间。

（二）机器视觉

视觉检测就是检测被测目标时，把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的检测方法，其目的是从图像中提取有用的信号，它是以现代光学为基础，融合电子学、计算机图像学、信息处理、计算机视觉等科学技术为一体的现代检测技术[2]。

机器视觉检测通常涉及指定零件的特征，如配件完整性、表面完好性和几何尺寸的测量等。机器视觉检测的工作过程大致为：首先，使用相机将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，图像系统对这些图像中包含的信息进行处理和计算；其次，计算机根据处理的结果作出判断或决策；最后将控制信号传送给执行机构。机器视觉的特点是自动化、客观、非接触和高精度，与一般意义上的图像处理系统相比,机器视觉强调的是精度和速度以及工业现场环境下的可靠性[3]。

（三）虚拟仪器技术

虚拟仪器是日益发展的计算机硬、软件和总线技术在向其他相关技术领域密集渗透的过程中，与测试技术、仪器仪表技术密切结合共同孕育出的一项全新的成果。

虚拟仪器强调“软件就是仪器”的新概念，它是在计算机为核心的硬件平台上，配以相应测试功能硬件作为I/O接口，利用仪器软件由用户自己定义、设计测试功能的一种计算机仪器系统，虚拟仪器具有数据采集、数据分析处理、结果输出显示三大基本功能。

LabVIEW是NI美国国家仪器公司的虚拟仪器软件开发平台，是目前最完善、应用最广泛的图形化软件开发集成环境，LabVIEW拥有丰富的工具包，编程效率高，大大缩短了系统的开发时间[4]。

二、锁芯质量检测设计方案

传统的检测主要依赖人，并主要靠手工方式完成。它既费时又耗资，使生产周期增长，生产成本增加。将虚拟仪器技术引入到的零件质量检测领域，以先进的传感技术为基础，将尺寸检测技术与质量控制通过虚拟仪器有机地结合在一起。在虚拟仪器的支持下，这类自动化检测系统可以自动地完成数据采集、处理、特征提取和识别、质量控制以及多种分析与计算。

本设计在labview平台上对一锁芯的质量进行了检测，并将检测数据和结果存入文档。

（一）前面板

如图1所示，前面板中包含了课程设计所要求的所有任务，直观地表现出了各部分所要求的功能与测试结果。

图1 锁芯质量检测设计

在图1中，该锁芯外径335.77，内径212.80（可连续检测同一个文件夹中的所有图像），根据自行设定的标准，判断出此锁芯不合格。

（二）程序框图

1.数据读取与转换（如图2所示）

图2 数据读取与转换

2.图像分析（如图3所示，即锁芯的各部位测量）

图3 锁芯各部位测量

图3和图4展示了利用NI视觉助手所产生的Labview程序。

图4 锁芯各部位测量

3.设定公差来判定锁芯合格与否

如图5所示，自行设定公差标准以判断被检测锁芯是否合格

图5 设定公差标准

4.数据存盘（如图6所示）

图6 数据存盘

三、总结

（1）使用视觉助手进行预处理，可以大大简化程序的设计。不过视觉助手生成VI时，会生成一些其实没必要的选项，使程序看起来很庞大、繁杂，可通过尝试将其删除，使程序更简洁。

（2）程序的设计要模块化，这样思路更清晰，程序界面更简洁，跟其他的语言一样，Labview这种图形化编程语言也要注意模块化编程。

（3）文件夹的位置改变，或者从例程中拷贝出某个子VI时，要注意在自己的程序中修改相应的路径，这个问题导致我耗费了大量的时间，做程序一定要细心。

本设计在labview平台上，借助于NI对锁芯进行了测量实验，有效获得了锁芯的内、外径大小；锁芯中圆孔位置与直径测量，并可连续测量多幅图片；同时自行设定了公差标准以判断产品是否合格；最后将测量数据存盘，完成了设计的初衷。