Tài liệu bao gồm file PDF và file ppt BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ THÔNG MINH (ME6615) THE VISION INSPECTION SYSTEM FOR ROCKER ARM CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Tổng quan về hệ thống kiểm tra ngoại quan sản phẩm. Kiểm tra chất lượng là hoạt động theo dõi, đo lường thu thập thông tin về chất lượng nhằm đánh giá tình hình thực hiện các mục tiêu và nhiệm vụ kế hoạch chất lượng đã đề ra trong mọi quá trình, mọi hoạt động và các kết quả thực hiện các chỉ tiêu chất lượng trong thực tế so với các yêu cầu, tiêu chuẩn đó đặt ra. Mục đích của kiểm tra chất lượng: + Phát hiện nhưng sai lệch trong quá trình thực hiện mục tiêu, nhiệm vụ chất lượng, tìm ra nguyên nhân và xóa bỏ, ngăn ngừa sai lệch đó. + Đảm bảo quá trình thực hiện đúng yêu cầu, sản xuất những sản phẩm đúng tiêu chuẩn đề ra. + Đánh giá được mức độ phù hợp của sản phẩm về các thông số kỹ thuật so với tiêu chuẩn bản thiết kế và các yêu cầu của hợp đồng mua bán. + Xác định những sản phẩm kém chất lượng, xác định nguyên nhân và loại bỏ. Kiểm tra ngoại quan sản phẩm thuộc quy trình kiểm tra chất lượng. Tuy nhiên, phương pháp này người kiểm tra không cần sử dụng đến công cụ dụng cụ đo lường. Kiểm tra ngoại quan là quy trình kiểm tra bằng mắt thường có thể phát hiện ra sai lệch của sản phẩm so với bản mẫu. Đây là phương pháp rất quan trọng trong sản xuất.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện Cơ Khí BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ THÔNG MINH (ME6615) THE VISION INSPECTION SYSTEM FOR ROCKER ARM TRẦN VĂN HUY MSHV: 20202328M Chuyên ngành Kỹ thuật Cơ điện tử Giảng viên hướng dẫn: Bộ môn: Viện: TS Nguyễn Hồng Hải Cơ điện tử Cơ khí HÀ NỘI, 01/2021 Mục lục CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Tổng quan hệ thống kiểm tra ngoại quan sản phẩm Mục tiêu a Giới thiệu rocker arm b Mục tiêu CHƯƠNG KIỂM TRA LỖI LỆCH TRỤC, LỖI VÁT MÉP Lỗi lệch trục Lỗi vát mép Thuật toán RANSAC a Khái niệm b Tổng quan e Ưu nhược điểm f Ứng dụng g Phát triển cải tiến CHƯƠNG KỂM TRA LỖI XƯỚC TRÊN BỀ MẶT VÀ CẠNH Lỗi xước bề mặt cạnh Thuật toán YOLO a Khái niệm b Cách thức hoạt động CHƯƠNG KIỂM TRA LỖI NHÁM BÊN TRONG LỖ TRỤC CHÍNH VÀ LỖ CON LĂN 26 Lỗi nhám bên lỗ trục lỗ lăn Thuật toán autoencoder a Khái niệm b Kiến trúc c Ứng dụng CHƯƠNG KẾT LUẬN Danh mục hình ảnh Hình 1.1 Kiểm tra ngoại quan mắt Hình 1.2 Hệ thống kiểm tra nhãn sản phẩm Hình 1.3 Hệ thống kiểm tra mực nước chai Hình 1.4 Hệ thống kiểm tra chất lượng Hình 1.5 Cị mổ Hình 2.1 Lỗ trục Hình 2.2 Qui trình kiểm tra lỗi lệch trục Hình 2.3 Cơng thức tính giá trị hai đường tròn Hình 2.4 Kiểm tra lỗi lệch trục Hình 2.5 Kiểm tra lỗi lệch trục lỗ gen Hình 2.6 Kiểm tra vát mép lỗ trục Hình 2.7 Kiểm tra lỗi vát mép lỗ lăn Hình 2.8 Kiểm tra lỗi vát mép lỗ gen Hình 2.9 Ví dụ RANSAC tìm đường thẳng 2D Hình 2.10 Các ngoại lệ Hình 2.11 Sơ đồ thuật toán RANSAC Hình 3.1 Các hướng chụp ảnh Hình 3.2 Quá trình chia nhỏ ảnh Hình 3.3 Q trình đào tạo mơ hình Hình 3.4 Quá trình phát lỗi xước Hình 3.5 Kết phát lỗi xước Hình 3.6 Mạng YOLO Hình 3.7 Chia lưới YOLO Hình 3.8 Cơng thức tính IoU Hình 3.9 Cơng thức tính L classification Hình 3.10 Ví dụ YOLO Hình 3.11 Một kiến trúc mơ hình mạng YOLO Hình 4.1 Lỗi nhám bên lỗ trục Hình 4.2 Chụp ảnh bên lỗ Hình 4.3 Cắt ảnh lỗ trục Hình 4.4 Kết kiểm tra ảnh lỗi Hình 4.5 Kết kiểm tra ảnh không lỗi Hình 4.6 Mơ hình autoencoder CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Tổng quan hệ thống kiểm tra ngoại quan sản phẩm Kiểm tra chất lượng hoạt động theo dõi, đo lường thu thập thơng tin chất lượng nhằm đánh giá tình hình thực mục tiêu nhiệm vụ kế hoạch chất lượng đề trình, hoạt động kết thực tiêu chất lượng thực tế so với yêu cầu, tiêu chuẩn đặt Mục đích kiểm tra chất lượng: + Phát sai lệch trình thực mục tiêu, nhiệm vụ chất lượng, tìm ngun nhân xóa bỏ, ngăn ngừa sai lệch + Đảm bảo q trình thực yêu cầu, sản xuất sản phẩm tiêu chuẩn đề + Đánh giá mức độ phù hợp sản phẩm thông số kỹ thuật so với tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu hợp đồng mua bán + Xác định sản phẩm chất lượng, xác định nguyên nhân loại bỏ Kiểm tra ngoại quan sản phẩm thuộc quy trình kiểm tra chất lượng Tuy nhiên, phương pháp người kiểm tra không cần sử dụng đến công cụ dụng cụ đo lường Kiểm tra ngoại quan quy trình kiểm tra mắt thường phát sai lệch sản phẩm so với mẫu Đây phương pháp quan trọng sản xuất Hình 1.1 Kiểm tra ngoại quan mắt Trong sản xuất công nghiệp, kiểm tra ngoại quan sản phẩm người có số hạn chế: số lượng sản phẩm lớn nên phải thuê nhiều người, nhiều chi phí Đôi việc nhầm lẫn công nhân mệt mỏi cảm xúc không tốt hay xảy ra, suất mà thấp Để giải hạn chế đó, hệ thơng kiểm tra ngoại quan tự động nghiên cứu ứng dụng nhà máy Hình 1.2 Hệ thống kiểm tra nhãn sản phẩm Hình 1.3 Hệ thống kiểm tra mực nước chai Mơ hình hệ thống kiểm tra ngoại quan sản phẩm gồm thành phần bản: hệ thống cấp phôi, hệ thống chiếu sáng, hệ thống camera chụp ảnh, hệ thống xử lý hình ảnh, hệ thống cấu chấp hành Hệ thống cấp phôi giúp đưa sản phẩm vào kiểm tra, đảm bảo vị trí hướng sản phẩm trình kiểm tra Hệ thống cấp phôi băng truyền, robot gắp sản phẩm Hệ thống chiếu sáng đèn chiếu sáng đảm bảo trì ổn định độ sáng Hệ thống camera làm nhiệm vụ chụp ảnh, gồm nhiều camera chụp góc độ khác sản phẩm Hệ thống xử lý hình ảnh nhận hình ảnh từ hệ thống camera, thơng qua q trình xử lý để phân loại sản phẩm đầu vào đạt yêu cầu đặt hay khơng Từ đó, hệ thống xử lý đưa định xuống hệ thống cấu chấp hành Nếu sản phẩm không đạt yêu cầu loại bỏ Hình 1.4 Hệ thống kiểm tra chất lượng Mục tiêu a Giới thiệu rocker arm Cò mổ (tiếng Anh: rocker arm, rocker) thiết bị địn bẩy trong cơ cấu phân phối khí của động đốt trong, có nhiệm vụ truyền chuyển động hướng tâm từ cam thành chuyển động thẳng tại xupap để mở xupap Một đầu cò mổ nâng lên – hạ xuống bởi vấu cam trực tiếp gián tiếp (thơng qua con đội xupap và đũa đẩy) Đầu cịn lại cò mổ tác động lên thân xupap Khi vấu cam (thùy cam) nâng đầu cò mổ, đầu lại, tác động đòn bẩy, ép xuống thân xupap làm mở xupap Khi đầu bên ngồi cị mổ trở lại vị trí ban đầu trục cam quay, đầu bên cò mổ nâng lên tạo điều kiện cho lị xo xupap đóng xupap Hình 1.5 Cò mổ Một số loại động cam đỉnh sử dụng cị mổ ngắn vấu cam đẩy xuống (chứ khơng phải nâng lên) cị mổ để mở xupap Đối với loại cò mổ này, điểm tựa đòn bẩy cị mổ nằm đầu thay giữa; đó, cam tác động ví trí cò mổ Đầu đối diện lại tác động mở xupap Những loại cò mổ đặc biệt phổ biến trên động cam kép (DOHC) thường sử dụng thay cho đội xupap tác động trực tiếp b Mục tiêu Các lỗi thường ngoại quan gặp trình sản xuất rocker arm: lỗi xước bề mặt cạnh, lỗi nhám bên lỗ, lỗi vát mép lỗi lệch trục Hiện tại, để phát loại bỏ lỗi này, nhà máy sử dụng người để kiểm tra Mục tiêu đề tài phát triển hệ thống kiểm tra ngoại quan sản phẩm rocker arm để thay người với tính sau: Phát lỗi xước bề mặt cạnh rocker arm Phát lỗi nhám bên lỗ trục Phát lỗi vát mép lỗ trục lỗ ren rocker arm Phát lỗi lệch trục lỗ trục lỗ ren rocker arm CHƯƠNG KIỂM TRA LỖI LỆCH TRỤC, LỖI VÁT MÉP Lỗi lệch trục Hình 2.6 Lỗ trục Qui trình kiểm tra lỗi lệch trục: Hình 2.7 Qui trình kiểm tra lỗi lệch trục Chụp ảnh với hướng camera vng góc lỗ trục cần kiểm tra Thơng qua thuật tốn để tìm đường trịn bên lỗ đường trịn viền bên ngồi bề mặt Các thuật tốn làm mờ, làm sắc cạnh, tìm đường bao để loại bỏ nhiễu làm nối bật cạnh hai đường trịn cần tìm Sử dụng thuật tốn RANSAC để tìm hai đường trịn từ cạnh tách phía Sau tìm hai đường trịn, tính tốn thơng số độ lệch tâm hai đường tròn e, khoảng cách lớn ∆ R max , khoảng cách nhỏ ∆ R khoảng cách trung bình∆ R mid Từ so sánh với giá trị ∆ R true để phát lỗi lệch trục shaft Hình 2.8 Cơng thức tính giá trị hai đường trịn Áp dụng qui trình kiểm tra lỗi lệch trục lỗ trục lỗ gen Hình 2.9 Kiểm tra lỗi lệch trục Hình 2.10 Kiểm tra lỗi lệch trục lỗ gen Lỗi vát mép Lỗi vát mép gồm hai loại lệch vát mép vát mép sâu, kiểm tra lỗi vát mép ba lỗ: lỗ trục chính, lỗ gen lỗ lăn Thuật toán để kiểm tra lỗi vát mép tương tự thuật toán kiểm tra lỗi lệch trục Đầu tiên chụp ảnh vng góc với bề mặt vát mép Tiếp theo tìm đường trịn trịn ngồi viền vát mép Từ tính tốn thơng số tương quan hai đường trịn: độ lệch tâm, khoảng cách lớn nhất, khoảng cách nhỏ nhất, khoảng cách trung bình Cuối so sánh với giá trị để kết luận vát mép đạt yêu cầu hay sản phẩm lỗi Hình 2.11 Kiểm tra vát mép lỗ trục Hình 2.12 Kiểm tra lỗi vát mép lỗ lăn