توسعه یک سیستم نیمه هوشمند برای اندازه‌گیری خودکار پروفیل دوبعدی قطعات مبتنی بر بینایی ماشین و الگوریتم تشخیص لبه

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شریف، تهران

2 دانشگاه صنعتی شریف، تهران

3 دانشگاه صنعتی شریف، تهران

doi
10.48311/mme.2025.96913.0
چکیده

مسئله اندازه‌گیری ابعادی خودکار قطعات به دلیل نیاز به دستگاه‌های دقیق و پرهزینه، چالشی مهم در صنعت محسوب می‌شود. همچنین تخصص بالای اپراتور برای کار با این دستگاه‌ها ضروری است. در این پژوهش، یک روش خودکار نیمه‌هوشمند مبتنی بر بینایی ماشین با هدف کاهش زمان اندازه‌گیری و خطای انسانی برای اندازه‌گیری پروفیل قطعات توسعه یافته است. بدین منظور، دستگاه اندازه‌گیری تصویری دستی به یک دستگاه خودکار تبدیل شده است. الگوریتم ارائه شده شامل دو مرحله است. در ابتدا به کمک دوربین جانبی، قطعات روی میز بدون دخالت دست شناسایی و موقعیت‌یابی شده‌اند. سپس، مسیر حرکتی و تصویربرداری جزئی ایجاد شده تا اندازه‌گیری تصویری قطعات انجام شده و ابرنقاط دوبعدی به دست آید. داده‌های به ‌دست‌آمده از این مرحله برای انجام تحلیل‌های ابعادی استفاده شده است. علاوه بر این، به منظور بهبود کاربرپسندی و رفع محدودیت‌های نرم‌افزار اصلی دستگاه، یک رابط گرافیکی مبتنی بر ویندوز نیز توسعه یافته است. در پایان، برای صحت‌سنجی روش ارائه شده، اندازه‌گیری پروفیل دو بعدی گیج‌های استاندارد طولی، زاویه‌ای و رزوه، و همچنین یک نمونه چرخ‌زنجیر استاندارد ANSI 40A26  در شرایط کاری واقعی انجام شد. سیستم توسعه‌یافته دقت اندازه‌گیری متوسط در محدوده ۱۰ میکرومتر را به‌دست آورد و میانگین اختلاف ۱۵ میکرومتر نسبت به اندازه‌گیری CMM داشت. با این حال، سیستم فعلی محدود به اندازه‌گیری پروفیل‌های دوبعدی قطعات است. نتایج حاصل دقت روش ارائه شده را تأیید نمود و کارایی آن را به‌عنوان یک راهکار مقرون‌به‌صرفه برای بازرسی ابعادی خودکار نشان می‌دهد