內螺紋自動檢測機台之設計研發

Design and Develop an Internal Thread Defect Auto-Inspection System

由於內螺紋 （internal thread） 特殊的結構與空間位置的限制，目前尚未發現以機器視覺為基礎的內螺紋檢測機制。本研究所發展之光學螺紋塞規（optical thread plug gauge, OTPG），可對內螺紋工件進行非接觸式的自動化檢測。OTPG 乃以內視鏡及電荷耦合元件 （charge coupled device, CCD） 組成取像光學模組，並透過觸發器與兩組馬達控制單元搭配，逐步拼貼連續拍攝到的部分螺紋影像，以重建出360度內螺紋壁的二維全周影像圖 （unwrapped image），接著，運用傅立葉轉換法 （Fourier transform, FT） 將影像還原，並配合統計管制圖之二值化法來突顯依附在內螺紋上的瑕疵，如：螺紋坡 （flank） 上凸起狀的刮痕 （scratch），以及螺峰 （crest） 或螺谷 （root） 上凹陷狀的崩塌 （collapse）或裂痕 （flaw）。

This paper has proposed and developed a novel optical thread pluggauge (OTPG) for internal thread inspection using machine vision. TheOTPG is composed of a rigid industrial endoscope, a charge-coupled devicecamera, and a two degree-of-freedom motion control unit. A sequence ofpartial wall images of an internal thread are retrieved and reconstructedinto a two-dimensional unwrapped image. Then, a digital imageprocessing and classification procedure is used to normalize, segment, anddetermine the quality of the internal thread. The proposed OTPGprovides an orientation-free and convenient method for detecting defectssuch as scratches, collapses, and flaws in an internal thread.