劉紅寧，劉 佳

（石家莊學(xué)院 機(jī)電學(xué)院，河北 石家莊 050035）

0 引言

槍彈外觀檢驗(yàn)是槍彈生產(chǎn)的最后一道工序，是槍彈驗(yàn)收的重要項(xiàng)目.長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外槍彈生產(chǎn)企業(yè)的槍彈外觀檢驗(yàn)工作主要依靠人工檢驗(yàn)的方法，即目視檢查.由于槍彈的尺寸小，檢查數(shù)量多，檢查時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)槍彈的各種缺陷需要在強(qiáng)光下用肉眼判定，不僅容易造成檢驗(yàn)人員視覺(jué)疲勞，導(dǎo)致檢驗(yàn)工作效率較低，甚至出現(xiàn)錯(cuò)檢、漏檢，而且還會(huì)由于人為判定標(biāo)準(zhǔn)和判斷經(jīng)驗(yàn)的差異，導(dǎo)致槍彈外觀質(zhì)量一致性差[1].

基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)，以GJB5227—2004《槍彈外觀缺陷圖譜》為依據(jù)，搭建相應(yīng)的硬件環(huán)境，設(shè)計(jì)相應(yīng)的槍彈外觀缺陷識(shí)別軟件和機(jī)械伺服機(jī)構(gòu)，替代目前的人工檢選，從而杜絕人為因素對(duì)槍彈外觀缺陷檢驗(yàn)工作的影響，確保槍彈外觀檢查質(zhì)量的一致性，提高槍彈的檢驗(yàn)效率，同時(shí)為將來(lái)槍彈的自動(dòng)化檢選奠定基礎(chǔ).

槍彈外觀缺陷智能檢選技術(shù)的應(yīng)用將對(duì)槍彈外觀缺陷檢驗(yàn)工作帶來(lái)突破性進(jìn)展.對(duì)于提高槍彈生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化水平，改善工人的勞動(dòng)環(huán)境，提高槍彈生產(chǎn)效率，具有廣泛的示范意義和較高的實(shí)用價(jià)值.該技術(shù)投入使用后，無(wú)論全數(shù)檢查還是抽樣檢查，都可以大量節(jié)省人力，提高檢驗(yàn)水平.若應(yīng)用到半成品如彈殼、彈頭、底火的外觀檢查上，可以從源頭提高半成品的外觀質(zhì)量，減少檢驗(yàn)成本，從而獲得更為可觀的經(jīng)濟(jì)效益.

1 系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 總體方案

“槍彈外觀缺陷智能檢選系統(tǒng)”是以計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)為核心的機(jī)-電-計(jì)算機(jī)一體化的綜合系統(tǒng)，由機(jī)械伺服子系統(tǒng)、彈體表面缺陷檢測(cè)子系統(tǒng)、彈底表面缺陷檢測(cè)子系統(tǒng)、缺陷彈剔除子系統(tǒng)等組成.在中控計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下，完成槍彈外觀缺陷的檢選工作.系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示.

機(jī)械伺服子系統(tǒng)包括振動(dòng)供彈裝置和鏈?zhǔn)竭B續(xù)輸送伺服機(jī)構(gòu).振動(dòng)供彈裝置主要解決槍彈由無(wú)序狀態(tài)到有序排列的問(wèn)題.振動(dòng)供彈裝置要求運(yùn)行可靠，故障率低，供彈效率高，供彈速度達(dá)到每分鐘120發(fā)以上.鏈?zhǔn)竭B續(xù)輸送伺服機(jī)構(gòu)主要完成槍彈定位、移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)等動(dòng)作，滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)視覺(jué)缺陷識(shí)別的要求.鏈?zhǔn)竭B續(xù)輸送伺服機(jī)構(gòu)要求連續(xù)輸送，槍彈在直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)光耦控制圖像采集卡同步采集槍彈表面圖像.

圖1 槍彈外觀缺陷檢選系統(tǒng)構(gòu)成

計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別子系統(tǒng)包括彈體缺陷檢測(cè)和彈底缺陷檢測(cè)兩部分，實(shí)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)替代人工肉眼外觀檢選工作，是整個(gè)系統(tǒng)的核心.要求完成槍彈周向缺陷識(shí)別和彈底缺陷識(shí)別，將符合GJB5227—2004規(guī)定的產(chǎn)品缺陷的識(shí)別結(jié)果，上傳至中控子系統(tǒng)[2].

缺陷彈剔除子系統(tǒng)是槍彈外觀缺陷智能檢選系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu).根據(jù)中控子系統(tǒng)發(fā)出的指令，完成缺陷彈的剔除動(dòng)作.系統(tǒng)的工作流程如圖2所示.

系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，在中控子系統(tǒng)的控制下，首先由振動(dòng)料斗完成槍彈首尾相接的順序排列，并沿供彈槽以每分鐘120發(fā)的速度輸送到輸彈槽，在撥彈輪的控制下，槍彈均勻地布放在機(jī)械伺服機(jī)構(gòu)的輸送鏈上；輸送鏈帶動(dòng)槍彈，在直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)繞槍彈縱向軸線(xiàn)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).槍彈每前移一個(gè)位置，轉(zhuǎn)動(dòng)約60°，同時(shí)通過(guò)光耦觸發(fā)圖像采集卡進(jìn)行一次槍彈表面原始圖像的采集，有效采集范圍約70°.獲取的圖像被傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行一系列圖像處理，完成彈體缺陷的檢測(cè).槍彈每移動(dòng)6個(gè)位置，進(jìn)行一次彈底表面原始圖像的采集，采集的彈底圖像通過(guò)識(shí)別軟件識(shí)別，判定是否存在缺陷.槍彈彈體和彈底缺陷情況記錄在數(shù)組中，上傳至中控子系統(tǒng).中控子系統(tǒng)記錄缺陷情況并向剔除子系統(tǒng)發(fā)出動(dòng)作指令，完成缺陷彈的剔除動(dòng)作.至此，系統(tǒng)完成一個(gè)槍彈表面缺陷識(shí)別的循環(huán)[3].

槍彈外觀缺陷智能檢選系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)遵循模塊化設(shè)計(jì)思想，各子系統(tǒng)具有相對(duì)的獨(dú)立性，便于制造、安裝和日常維護(hù)，以及將來(lái)的升級(jí)換代，并滿(mǎn)足防震、防磁、防塵等有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)要求.

圖2 槍彈外觀缺陷檢選系統(tǒng)工作流程圖

1.2 機(jī)械伺服子系統(tǒng)

1.2.1 振動(dòng)供彈機(jī)構(gòu)

在電磁振動(dòng)器作用下，料斗作扭轉(zhuǎn)式上下振動(dòng)，使槍彈沿著螺旋軌道由低到高移動(dòng)，并自動(dòng)排列定向，直至上部出料口而進(jìn)入輸料槽，然后由送料機(jī)構(gòu)送至相應(yīng)工位，原理如圖3所示.

供彈機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程是通過(guò)電磁鐵的吸引和支承彈簧的反向復(fù)位作用，使料槽產(chǎn)生高速、高頻（50～100 次/s）、微幅（0.5～1 mm）振動(dòng)，使槍彈逐步向高處移動(dòng).電流值i=0時(shí)，料槽在支承彈簧作用下向右上方復(fù)位，槍彈依靠與軌道的摩擦而隨軌道向右上方運(yùn)動(dòng)，并逐漸被加速.i＞0時(shí)，料槽在電磁鐵的吸引下向左下方運(yùn)動(dòng)，槍彈由于受慣性作用而脫離軌道，繼續(xù)向右上方運(yùn)動(dòng)（滑移或跳躍）.下一循環(huán)，周而復(fù)始地實(shí)現(xiàn)槍彈在軌道上作由低到高的運(yùn)動(dòng).

圖3 振動(dòng)供彈原理

1.2.2 槍彈輸送及圖像采集控制伺服機(jī)構(gòu)

伺服機(jī)構(gòu)需要完成槍彈的傳送、繞軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)、定位圖像采集等功能，考慮到傳送效率、工作可靠等因素，伺服機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案如下：

1）槍彈輸送方式.槍彈輸送效率是決定缺陷檢驗(yàn)效率的重要因素，要提高輸送效率，就要減少輸送過(guò)程的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié).因此，采用鏈?zhǔn)絺魉头绞捷斔蜆審?，在輸送鏈的連續(xù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中完成圖像采集、圖像識(shí)別、缺陷彈剔除等工作，同時(shí)，由于輸送方式簡(jiǎn)單，也提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和操作簡(jiǎn)單化.

2）輸送鏈的供彈匹配.槍彈經(jīng)供彈機(jī)構(gòu)排序后，需要按照輸送鏈的運(yùn)動(dòng)速度準(zhǔn)確地在每?jī)蓚€(gè)鏈軸之間放置一顆彈.為達(dá)到輸送鏈運(yùn)動(dòng)速度與槍彈放置節(jié)奏自動(dòng)同步，在輸送鏈的起始部位安裝撥彈機(jī)構(gòu)，利用撥彈輪控制槍彈的放置，合理設(shè)計(jì)撥彈輪與輸送鏈鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)比，可實(shí)現(xiàn)鏈輪每運(yùn)動(dòng)一個(gè)鏈接，撥彈輪向輸送鏈放置一顆槍彈，并且在不同轉(zhuǎn)速下可自動(dòng)匹配.

3）槍彈旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)方式.在槍彈的輸送過(guò)程中，需要使槍彈繞軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，以滿(mǎn)足槍彈外觀整周檢測(cè)的要求.由于槍彈輸送方式是連續(xù)運(yùn)動(dòng)，難以采用定軸轉(zhuǎn)動(dòng)方式，就利用輸送鏈直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的主運(yùn)動(dòng)，采用摩擦驅(qū)動(dòng)方式，利用輸送鏈鏈軸的滾動(dòng)驅(qū)動(dòng)槍彈繞軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，具體方式如圖4所示.

4）槍彈的圖像采集定位.為準(zhǔn)確控制相機(jī)拍攝時(shí)刻，在鏈輪擋環(huán)上均勻安裝觸發(fā)柱，通過(guò)光耦開(kāi)關(guān)控制相機(jī)的圖像采集觸發(fā)，輸送鏈每平移一個(gè)鏈節(jié)的距離，光耦開(kāi)關(guān)觸發(fā)一次.

1.3 計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別子系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別子系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分.硬件部分為槍彈機(jī)械控制部分、相機(jī)和鏡頭、光源、圖像采集卡等組成的整個(gè)平臺(tái)；軟件部分主要是程序的編寫(xiě)，包括槍彈缺陷圖像處理算法的研究、驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)，軟件界面、圖像采集平臺(tái)的搭建等.

計(jì)算機(jī)作為控制中心主要負(fù)責(zé)該檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，光耦開(kāi)關(guān)控制圖像采集卡實(shí)現(xiàn)槍彈表面原始圖像的采集，獲取的圖像被傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行一系列圖像處理，完成缺陷的檢測(cè).設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)工作原理如圖5所示[4].

2 機(jī)械伺服子系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 振動(dòng)式排序供彈裝置

振動(dòng)式排序供彈裝置的關(guān)鍵技術(shù)是異位彈剔除和彈體排序.異位彈是指沿料槽上行供彈過(guò)程中，未沿運(yùn)動(dòng)方向排列的槍彈.由于料斗內(nèi)槍彈數(shù)量較多，在上行的初始階段，槍彈排列雜亂無(wú)章，存在大量異位彈，為解決這一問(wèn)題，在料槽初始段設(shè)計(jì)了限位導(dǎo)板，用以剔除上下重疊的異位彈；在料槽分路段，設(shè)計(jì)了漏槽，以實(shí)現(xiàn)槍彈單列排序；在料槽后段，設(shè)計(jì)了排序槽，利用槍彈軸向型心與質(zhì)心不重合的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)槍彈前后排列的一致性，如圖6所示.

2.2 槍彈輸送及圖像采集控制伺服機(jī)構(gòu)

2.2.1 鏈?zhǔn)竭B續(xù)輸送伺服機(jī)構(gòu)

鏈?zhǔn)竭B續(xù)輸送伺服機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)槍彈的連續(xù)輸送，輸送過(guò)程不涉及槍彈位置及姿態(tài)的轉(zhuǎn)換，工作方式簡(jiǎn)單可靠，易于控制.為滿(mǎn)足相機(jī)圖像采集視野、一次圖像采集處理槍彈數(shù)量、輸送鏈運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等方面的要求，需要對(duì)鏈?zhǔn)竭B續(xù)輸送伺服機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、尺寸、加工工藝及精度等方面進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì).

圖4 槍彈輸送及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方式

圖5 檢測(cè)系統(tǒng)工作原理框圖

1）輸送鏈及鏈輪

輸送鏈由一系列通過(guò)鏈節(jié)連接在一起的鏈軸組成.每個(gè)鏈軸兩端各通過(guò)兩個(gè)鏈節(jié)與相鄰鏈軸相連，如圖7所示，鏈節(jié)與鏈軸、鋼套與鏈軸之間均安裝有自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承（高力黃銅鑲嵌石墨），并且鏈軸、鏈節(jié)、鋼套、彈性擋圈之間在軸向均利用黃銅墊圈隔開(kāi)，以降低相互之間的摩擦.

圖6 振動(dòng)式排序供彈裝置

圖7 鏈軸及其連接形式

輸送鏈如圖8所示，槍彈放置于相鄰鏈軸形成的凹槽，隨著輸送鏈一起運(yùn)動(dòng).

輸送鏈通過(guò)鏈輪驅(qū)動(dòng)，4個(gè)鏈輪成對(duì)安裝，每根鏈軸兩端的鋼套與鏈輪配合，鏈輪外側(cè)安裝鏈輪擋環(huán)，對(duì)輸送鏈進(jìn)行軸向限位，如圖9所示.

鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)構(gòu)平穩(wěn)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵是鏈輪、鏈軸、鏈節(jié)的加工精度及安裝精度.鏈輪相鄰兩齒與鏈節(jié)兩孔的中心距要精確，且一致性要好，為達(dá)到這一要求，鏈輪與鏈節(jié)均通過(guò)線(xiàn)切割方式進(jìn)行加工，并且4個(gè)鏈輪一次切割成型.鏈輪與鏈輪軸之間采用鍵連接，為保證同一鏈輪軸上安裝的兩個(gè)鏈輪的齒對(duì)正，在鏈輪軸上開(kāi)一長(zhǎng)鍵槽，如圖10所示，在鍵槽兩端安裝鍵與鏈輪連接.鏈輪在軸向通過(guò)彈性擋圈定位.

鏈輪軸通過(guò)鏈輪軸支撐板、支撐板連接板進(jìn)行固定和支撐，如圖11所示.鏈輪軸支撐板做成分體，一方面是為了便于輸送鏈的安裝，另一方面是為了能夠根據(jù)需要調(diào)整鏈輪軸之間的軸距，以此調(diào)整輸送鏈的張緊程度[5].

2）鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)構(gòu)的支撐

由于輸送鏈較長(zhǎng)，兩個(gè)鏈輪之間的輸送鏈較重，在此情況下，張緊輸送鏈后會(huì)造成鏈軸和鏈節(jié)之間的相互作用力較大，導(dǎo)致鏈軸轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，無(wú)法通過(guò)摩擦方式驅(qū)動(dòng)鏈軸轉(zhuǎn)動(dòng).為此，在輸送鏈支撐板上分別安裝上、下托板，將輸送鏈的上、下部分分別進(jìn)行支撐，如圖12所示，使得在調(diào)整好兩個(gè)鏈輪軸的中心距后，輸送鏈的鏈軸、鏈節(jié)基本屬于自然連接狀態(tài)，以確保鏈軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活.

3）輸送鏈的驅(qū)動(dòng)

輸送鏈利用步進(jìn)電機(jī)通過(guò)同步帶傳動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng).為減小輸送鏈的鏈軸與鏈節(jié)之間的作用力，使上側(cè)輸送鏈由左向右運(yùn)動(dòng)，如圖13所示，輸送鏈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下側(cè)輸送鏈承受拉力，而上側(cè)輸送鏈處于相對(duì)放松狀態(tài).

2.2.2 撥彈機(jī)構(gòu)

圖8 輸送鏈

圖9 鏈輪及輸送鏈

圖10 鏈輪軸

圖11 鏈輪軸支撐方式

圖12 輸送鏈的支撐

圖13 輸送鏈的驅(qū)動(dòng)

撥彈機(jī)構(gòu)用于控制從供彈機(jī)構(gòu)傳過(guò)來(lái)的槍彈向輸送鏈的放置節(jié)奏，輸送鏈每向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)鏈節(jié)，撥彈機(jī)構(gòu)向輸送鏈放置一顆槍彈，而且恰好放置于相鄰兩個(gè)鏈軸的溝槽內(nèi).為實(shí)現(xiàn)撥彈速度與輸送鏈運(yùn)動(dòng)速度的實(shí)時(shí)自動(dòng)匹配，將撥彈輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)與鏈輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)帶傳動(dòng)和尺寸傳動(dòng)進(jìn)行匹配，使得鏈輪每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，撥彈輪也轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒.撥彈機(jī)構(gòu)如圖14所示，鏈輪的齒數(shù)是撥彈輪齒數(shù)的2倍，為實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作要求，所設(shè)計(jì)的帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為1:1，齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2:1，輸彈槽的位置和傾斜角度均可調(diào)[6].

上述鏈?zhǔn)捷斔退欧到y(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖15所示.

2.2.3 槍彈旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)及圖像采集控制

1）槍彈摩擦旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)

槍彈外觀缺陷識(shí)別分為彈體和彈底兩大部分，對(duì)于彈體缺陷檢測(cè)，需要對(duì)彈體整周圖像采集并進(jìn)行圖像識(shí)別.由于輸送鏈為連續(xù)運(yùn)動(dòng)，就必須在槍彈的勻速輸送過(guò)程中完成槍彈的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng).

為實(shí)現(xiàn)上述功能，在輸送鏈的下方安裝摩擦條安裝板，如圖16所示，在摩擦條安裝板上固定彈性摩擦條，并調(diào)整摩擦條在豎直方向的高度，使得鏈軸與摩擦條接觸時(shí)二者之間有適當(dāng)?shù)哪Σ亮?，從而在輸送鏈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)鏈軸與摩擦條接觸后，在摩擦力作用下鏈軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)鏈軸支撐的槍彈進(jìn)行旋轉(zhuǎn).經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)支撐同一發(fā)槍彈的鏈軸同步滾動(dòng)時(shí)，槍彈能夠可靠旋轉(zhuǎn).

為防止摩擦條與鏈軸摩擦期間造成輸送鏈豎直方向的振動(dòng)，在摩擦區(qū)域的輸送鏈上方設(shè)置壓板，限制輸送鏈的跳動(dòng)，提高了輸送鏈的運(yùn)動(dòng)及槍彈旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，如圖16所示.

圖14 撥彈機(jī)構(gòu)

圖15 鏈?zhǔn)捷斔退欧到y(tǒng)

圖16 槍彈的摩擦驅(qū)動(dòng)

圖17 摩擦板結(jié)構(gòu)

摩擦安裝板的結(jié)構(gòu)如圖17所示，根據(jù)相機(jī)的視野大小和光源的光照效果，槍彈彈體的整周外觀需要圖像采集6次，因此，在摩擦安裝板的溝槽內(nèi)均勻安裝7條摩擦條，摩擦條的寬度即槍彈支撐位置彈體周長(zhǎng)的1/6.經(jīng)反復(fù)測(cè)量，槍彈重心位置的彈體直徑約9.9 mm，計(jì)算可得摩擦條寬度約為5.2 mm.雖然槍彈在相鄰兩個(gè)鏈軸的支撐長(zhǎng)度和位置不可準(zhǔn)確測(cè)量，存在一定的誤差，但經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)誤差大小在5°以?xún)?nèi).在上述設(shè)計(jì)和計(jì)算下，槍彈每次摩擦旋轉(zhuǎn)約60°，而槍彈在光源照射下，相機(jī)每次拍攝的圖像約覆蓋70°圓心角范圍的彈體，足夠滿(mǎn)足彈體整周拍攝的要求.

采用上述摩擦方式驅(qū)動(dòng)槍彈旋轉(zhuǎn)，可在輸送鏈的勻速輸送過(guò)程中完成，沒(méi)有其余位置和動(dòng)作轉(zhuǎn)換，減少了系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高了可靠性和效率.另外，鏈軸的摩擦為間歇式，在兩次摩擦之間進(jìn)行拍攝，槍彈僅有水平移動(dòng)運(yùn)動(dòng)而沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，一方面槍彈運(yùn)動(dòng)方式單一，另一方面槍彈的傳送運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，有利于提高相機(jī)拍攝質(zhì)量，從而提高缺陷識(shí)別的可靠性.

2）相機(jī)拍攝時(shí)機(jī)控制

為準(zhǔn)確控制相機(jī)拍攝時(shí)機(jī)，在鏈輪擋環(huán)上均勻安裝觸發(fā)柱，通過(guò)光耦開(kāi)關(guān)控制相機(jī)的圖像采集觸發(fā)，如圖18所示，鏈輪轉(zhuǎn)過(guò)相鄰兩個(gè)觸發(fā)柱之間的轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)輸送鏈水平輸送一個(gè)鏈節(jié)，即輸送鏈每向前移動(dòng)一個(gè)鏈節(jié)的距離，相機(jī)觸發(fā)一次.擋環(huán)上觸發(fā)柱的安裝孔在數(shù)控上加工完成，保證足夠的精度.

圖18 光耦安裝方式

3 結(jié)論

“槍彈外觀缺陷智能檢選系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)了以計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)為核心的彈體表面缺陷和彈底表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)和缺陷彈自動(dòng)剔除的功能.本研究主要解決了機(jī)械伺服子系統(tǒng)中的以下問(wèn)題：

1）解決了供彈料斗的可靠性問(wèn)題.采用高效的振動(dòng)排序輸送供料方式，供彈速度可調(diào)，最高可達(dá)每分鐘160發(fā).利用電磁振動(dòng)作為槍彈移動(dòng)的動(dòng)力源，供彈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，動(dòng)作安全可靠，有效地消除了傳統(tǒng)供彈料斗的卡彈問(wèn)題.利用子彈軸向型心與重心不重合的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了翻轉(zhuǎn)式排序結(jié)構(gòu)，巧妙地解決了槍彈頭尾方向一致性的問(wèn)題.

2）解決了伺服機(jī)構(gòu)與視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)的匹配問(wèn)題.由于采樣鏡頭的視角和照明系統(tǒng)的限制，在槍彈外觀識(shí)別過(guò)程中，每次拍攝有效視場(chǎng)約70°左右，要想可靠地實(shí)現(xiàn)360°識(shí)別，每發(fā)槍彈表面需要采集6次.為了確保槍彈表面采集區(qū)域分布的均勻性和每次采集的圖像之間的連續(xù)性，必須對(duì)伺服機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確控制，并且必須和圖像采集相機(jī)的快門(mén)同步.經(jīng)過(guò)虛擬仿真和模擬樣機(jī)比對(duì)，最終選擇了鏈軸式伺服傳動(dòng)方案，采用連續(xù)直動(dòng)和可調(diào)諧間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的組合運(yùn)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了與視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)的匹配.

3）解決了連續(xù)視覺(jué)識(shí)別問(wèn)題.采用分度式采樣方式，通過(guò)數(shù)組循環(huán)傳遞的方法，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)視覺(jué)識(shí)別.由數(shù)組記錄槍彈表面缺陷情況，剔除裝置根據(jù)數(shù)組傳遞的信息，做出剔彈動(dòng)作.自主開(kāi)發(fā)的槍彈外觀缺陷識(shí)別軟件可以識(shí)別彈體和彈底的外觀缺陷，判斷標(biāo)準(zhǔn)符合GJB5227—2004的相關(guān)要求.