Harjateräksen ominaisuuksien mittaaminen konenäön avulla
Valo, Pauli (2014)
Valo, Pauli
Satakunnan ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014052610097
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014052610097
Tiivistelmä
Harjateräksen valmistukseen on tarkat standardit, joiden noudattamista viranomaistaho valvoo mittaamalla tuotannosta otettavia näytepaloja aika ajoin. Harjateräsvalmistajat mittaavat tuotteitaan varmistuakseen vaatimusten täyttymisestä. Pintos Oy:llä mittaukset on tehty tähän asti käsin muun muassa työntömitalla. Tähän kaivattiin automatisointia lähinnä mittaustoistettavuuden parantamiseksi.
Projekti aloitettiin tutkimalla erilaisia harjaterästangon mittaustapoja. Aluksi tutkittiin erilaisia mekaanisia tekniikoita, mutta konenäköjärjestelmän edut nousivat muiden tekniikoiden edelle. Suunniteltaessa konenäköjärjestelmää todettiin, että on hyödyllistä tehdä harjaterästangosta 3D-malli, josta pystytään laskemaan tarvittavat ominaisuudet. 3D-mallin tekemiseen päädyttiin, koska 2D-kuva ei sisällä tarpeeksi tietoa vaadittaviin mittauksiin. Myös kuvaustekniikan valinta oli haasteellista harjaterästangon muodon ja materiaalin vuoksi. Lopulta taustavaloa vasten eri kulmista otettujen kuvien yhdistäminen ja niistä 3D-mallin muodostaminen osoittautui hyväksi ratkaisuksi.
Idean toteuttamiskelpoisuus todettiin erilaisten testausversioiden avulla. Osa järjestelmän komponenteista, kuten kamera ja optiikka, ostettiin valmiina, mutta suurin osa suunniteltiin ja toteutettiin varta vasten tätä pilottijärjestelmää varten. Lopullinen harjateräksen ominaisuuksien mittaamiseen tehty pilottijärjestelmä koostuu telineestä, siihen integroidusta kamerasta, optiikasta, taustavalosta, askelmoottorista ja ohjauselektroniikasta sekä niitä ohjaavasta ohjelmistosta. Järjestelmä mittaa harjaterästangon harjakorkeuden, harjavälin, harjakulman, harjan nousukulman, harjan poikkipinta-alan sekä harjarivien välisen etäisyyden.
Projekti aloitettiin tutkimalla erilaisia harjaterästangon mittaustapoja. Aluksi tutkittiin erilaisia mekaanisia tekniikoita, mutta konenäköjärjestelmän edut nousivat muiden tekniikoiden edelle. Suunniteltaessa konenäköjärjestelmää todettiin, että on hyödyllistä tehdä harjaterästangosta 3D-malli, josta pystytään laskemaan tarvittavat ominaisuudet. 3D-mallin tekemiseen päädyttiin, koska 2D-kuva ei sisällä tarpeeksi tietoa vaadittaviin mittauksiin. Myös kuvaustekniikan valinta oli haasteellista harjaterästangon muodon ja materiaalin vuoksi. Lopulta taustavaloa vasten eri kulmista otettujen kuvien yhdistäminen ja niistä 3D-mallin muodostaminen osoittautui hyväksi ratkaisuksi.
Idean toteuttamiskelpoisuus todettiin erilaisten testausversioiden avulla. Osa järjestelmän komponenteista, kuten kamera ja optiikka, ostettiin valmiina, mutta suurin osa suunniteltiin ja toteutettiin varta vasten tätä pilottijärjestelmää varten. Lopullinen harjateräksen ominaisuuksien mittaamiseen tehty pilottijärjestelmä koostuu telineestä, siihen integroidusta kamerasta, optiikasta, taustavalosta, askelmoottorista ja ohjauselektroniikasta sekä niitä ohjaavasta ohjelmistosta. Järjestelmä mittaa harjaterästangon harjakorkeuden, harjavälin, harjakulman, harjan nousukulman, harjan poikkipinta-alan sekä harjarivien välisen etäisyyden.