مطابقت با استاندارد و برخورداری از هزین? تولید پائین دو مزیت رقابتی محصولاتی است که حضور موفقی در بازار دارند. چرخدنده ها به عنوان یکی از اصلی ترین و پرکاربردترین قطعات مورد استفاده در سیستم های انتقال قدرت و حرکت، نقش مهمّی را در صنعت ایفا می کنند. تأثیر دقت ابعادی چرخدنده بر میزان سروصدا، ارتعاشات و دوام آن انکارناپذیر است. اما همانند سایر قطعات مهندسی، کنترل ابعادی چرخدنده نیز مستلزم اندازه گیری و مقایس? نتایج حاصل با الزامات موجود در استاندارد است. از جمله خطاهای ابعادی چرخدنده می توان به خطاهای ضخامت دندانه، گام دایره ای و پروفیل دندانه اشاره کرد. از میان ابزارهای مرسوم برای اندازه گیری این خطاها می توان به کولیس مرکب، کمپراتور گام تک پروب یا دو پروب و دستگاه پروفایل- پروژکتور یا ماشین اندازه گیری مختصات اشاره کرد. در هنگام استفاده از این روش ها برای بازرسی هر پارامتر، اپراتور باید از مقدار اسمی آن آگاه باشد؛ همچنین برای اندازه گیری پارامترهای مختلف باید ابزارهای جداگانه ای مورد استفاده قرار گیرد و استفاده از این ابزارها مستلزم صرف زمان و بعضاً هزین? زیادی است. در این تحقیق بازرسی و مهندسی معکوس چرخدنده با استفاده از تکنیک پردازش تصویر و در سامانه ای به نام ماشین بینایی انجام شده است. بنابراین هدف این تحقیق، طراحی و ساخت سامانه ای برای اندازه گیری پارامترهای هندسی و خطاهای چرخدنده با استفاده از تکنولوژی بینایی ماشین است. این سامانه به صورتی کاملاً خودکار عمل می کند بطوریکه پس از انجام عملیات پیش پردازش مانند حذف نویز، بهبود کنتراست و کالیبراسیون تصویر با انجام عملیات پردازشی نظیر بخش بندی ، لبه یابی و محاسبات ریاضی، پارامترهای هندسی چرخدنده از جمله مرکز دوران، تعداد دندانه، قطر ادندوم، مدول، قطر دایر? گام، گام دایره ای و قطر دایر? مبنا را محاسبه می کند. سپس خطای ضخامت دندانه ها، انحرافات گام و انحرافات پروفیل را تعیین کرده و این اطلاعات را به صورت نمودار و فایل متنی در اختیار کاربر قرار می دهد. از جمله مزایای این روش اندازه گیری هزین? پائین، عدم نیاز به وارد کردن مقادیر اسمی استاندارد، سرعت و دقت بالا، عدم تأثیر خطای انسانی در نتایج اندازه گیری و بازرسی همزمان کلی? پارامترهای مورد نیاز در یک مرحله را می توان نام برد. اجزای مورد استفاده در این سامانه مشتمل بر یک دوربین تصویربرداری با حسگر ccd رنگی با نام تجاری canon powershot sx20is، لامپ led قرمز توان بالا برای روشن کردن صحنه، فیکسچر نگهدارند? دوربین، ساز? نورپردازی و موقعیت دهند? چرخدنده و یک رایانه شخصی با سیستم عاملwindows 7 و کتابخان? نرم افزاری labview برای برنامه نویسی می باشد. در محیط labview برنامه ها به صورت گرافیکی و به زبان g نوشته می شوند. قابلیت برنامه نویسی گرافیکی برای کاربردهای اتوماسیون صنعتی بسیار مناسب است زیرا برنامه های بسیار پیچیده ای را می توان در مدت زمان کوتاهی نوشت. در این تحقیق یک برنام? با کاربرد خاص به نام geardivis نوشته شده است که کار تحلیل و پردازش تصاویر چرخدنده های ساده و مارپیچ را انجام می دهد. پس از طراحی و پیاده سازی ماشین بینایی چرخدنده، از یک چرخدند? ساده و یک چرخدند? مارپیچ به عنوان قطعات نمونه در آزمایش سیستم استفاده شد. برای صحه گذاری نتایج اندازه گیری با روش پیشنهادی، از یک دستگاه cgmm برای اندازه گیری مجدد دو چرخدند? مذکور استفاده شد. مقایس? نتایج خروجی از اندازه گیری با روش پیشنهادی با مقادیر بدست آمده از اندازه گیری با cgmm نشان داد که تکنیک پردازش تصویر می تواند دقت قابل قبولی را ارائه نماید. حداکثر اختلاف نتایج اندازه گیری پروفیل با ماشین بینایی و دستگاه cgmm برای چرخدند? ساده حدود 6µm و برای چرخدند? مارپیچ حدود 12µm بدست آمد.

خطوط تولید صنایعی که با سرعتهای بسیار بالا کار می کنند مانند خطوط نورد مجتمع های تولید فولاد، جهت بازرسی ابعادی محصولات و کنترل تولید مستلزم استفاده از روش های غیرتماسی می باشند. سیستم بینایی به عنوان مناسب ترین ابزار در اندازه گیری غیر تماسی در کنترل ابعادی محسوب می شود. در این تحقیق اندازه گیری ابعادی میلگردهای نورد گرم با آج یکنواخت، بر اساس داده های بدست آمده در قالب تصویر با روش های داده برداری سه بعدی نوری و بر مبنای بینایی ماشین مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور دو روش اندازه گیری نوری جهت استخراج ابعاد سه بعدی مقطع عرضی میلگرد بکار گرفته شده است. این دو روش شامل، روش سه بعدی فعال (مثلث بندی با استفاده از نور ساختاریافته) و روش دوبعدی غیرفعال (با استفاده از نور پس زمینه) می باشند، که دارای دقت و سرعت اندازه گیری مناسبی هستند. به منظور پیاده سازی سیستم، میلگرد بر روی سازه ای قرار می گیرد بطوریکه سطح زیر میلگرد از دو قسمت مات وشفاف تشکیل شده است. نور لیزر صفحه ای بر مقطع عرضی میلگرد در قسمتی از صحنه که دارای سطح مات است، تابیده شده و نور پس زمینه نیز سطح زیر میلگرد در قسمت شفاف را روشن می کند. با روشن کردن نور پس زمینه در زیر قطعه ، قطعه به صورت تاریک در پس زمینه روشن نمایان می شود. با استفاده از یک دوربین ccd که در فاصله و زاویه مناسبی نسبت به منبع نور لیزر و همچنین قطعه قرار دارد، از پروفیل خطی لیزر روی میلگرد و لبه های میلگرد حاصل از نور پس زمینه تصویربرداری انجام می شود. سپس این تصاویر به کامپیوتر انتقال می یابد و عملیات پردازش تصویر بر اساس الگوریتمی جهت استخراج ویژگی های هندسی خط لیزر روی سطح میلگرد و لبه های میلگرد در قسمت نور پس زمینه از تصاویر انجام می شود. این عملیات شامل پردازش های سطح پائین مثل کاهش نویز و بهبود کنتراست، پردازشهای سطح متوسط مثل بخش بندی جهت توصیف و شناسایی اشیاء و پردازش های سطح بالا مثل تطبیق الگو و لبه یابی برای اندازه گیری ابعادی میلگرد می باشد. کالیبراسیون سیستم اندازه گیری جهت نگاشت مختصات پیکسلی تصاویر به مختصات جهان واقعی و همچنین تصحیح اعوجاج شعاعی و پرسپکتیو تصاویر به روش غیرمستقیم در دو مرحله انجام شده است. برای این منظور، ابتدا نگاشت مختصات تصویر به مختصات جهان واقعی در سطح مبنا انجام شده و سپس با برازش صفحه ای از نقاط صفحه لیزر، زاویه لیزر نسبت به سطح مبنا بدست آمده است. جهت استخراج بعد ارتفاعی قطعه، از تکنیک مثلث بندی استفاده شده است. تمامی مراحل عملیات پردازش تصویر در کتابخانه نرم افزاری labview انجام شده است. در نهایت نتایج پردازش تصویر قطعه و اندازه گیری ابعاد مورد نیاز آن در نرم افزار طراحی شده بدست آمده است که امکان کنترل کیفیت میلگرد و مقایس? ابعاد آن با استانداردهای تعریف شده برای سیستم را امکان پذیر می کند. نتایج اندازه گیری ابعاد میلگرد با روش پیشنهاد شده در این پروژه با نتایج اندازه گیری قطعه بوسیله دستگاه سایه نگار وکولیس دیجیتال مقایسه شده است که تطابق بسیار خوبی را نشان می دهد.