Описание разработанной автоматизированной системы

Общие сведения

Наименование разработки - «Программа для работы со сканированными рентгеновскими снимками точечных сварных соединений «RScan»». Свидетельство № 2011618837 Российской Федерации об официальной регистрации программы для ЭВМ / М. В. Овечкин ; заявитель и правообладатель Гос. образоват. учреждение Оренб. гос. ун-т. - № 2011617035 ; заявл. 21.09.2011 ; зарегистр. 14.10.2011. - 1 с. Далее - «R_Scan».

Дополнительным модулем программы является модуль «R-Detection», свидетельство № 2012661077 Российской Федерации об официальной регистрации программы для ЭВМ / М. В. Овечкин, А.А. Циркаев, Ю.И. Погребицкая ; заявитель и правообладатель Гос. образоват. учреждение Оренб. гос. ун-т. - № 2012618587; заявл. 11.10.2012; зарегистр. 6.12.2012. -1 с.

Для работы программы R_Scan необходимы аппаратные средства, представленные в таблице 4.1. Дополнительно поддерживается работа с принтером, плоттером и сканером. Среда работы программы - операционная система семейства Microsoft Windows 9x/NT/2000/XP/Vista/7/8. Для сохранения отчетов необходима программа MS Excel версии не ниже 2003.

Таблица 4.1 - Характеристика аппаратных средств для работы с программой

Параметр

Единица измерения

Минимальное значение

Частота центрального процессора

ГГц

1

Объем оперативной памяти

Мб

256

Свободное место на диске

Мб

5

Для запуска программы необходимо вызвать на исполнение файл «R_Scan.exe». Размер исполняемого файла - 1Мб.

При работе программы объем используемой оперативной памяти приблизительно равен шестикратному размеру обрабатываемого изображения, и, для изображения разрешением 5652х2174 пиксела (достаточное для распознавания с относительной погрешностью не более 3%) составляет порядка 240Мб.

4.3.2 Входные и выходные данные

Входными данными являются:

  • - рентгенчувствительные пленки или фосфорные CR-пластины, содержащие 101 снимок необходимой детали или её области и загруженные в сканер соответствующего типа;
  • - цифровые изображения рентгенограмм деталей или их областей в файлах формата «Bitmap Picture» (.bmp).

При использовании пленок или пластин, возможна загрузка снимков непосредственно со сканера, пропустив процедуру предварительной оцифровки снимков в формат «Bitmap Picture», за счет универсального TWAIN-драйвера, имеющегося в программе. Данный драйвер представляет собой протокол и интерфейс (API), определяющий взаимодействие между программами и устройствами захвата изображения, такими как сканеры и цифровые камеры и поддерживается большинством устройств данного типа [108].

Для цифровых изображений формата «Bitmap Picture» установлены следующие требования:

  • - глубина цвета: 24 бита (TrueColor, содержащий 256 уровней для каждой из трёх компонент модели RGB) [107];
  • - минимальный размер: 16х 16 пикселей;
  • - максимальный размер: 80 мегапикселей.

Изображение может содержать как саму контролируемую область, так и избыточную информацию (не относящиеся к контролируемой детали области, попавшие на снимок). В последнем случае необходимо в программе указать контролируемую область для одного или серии снимков. Примеры цифровых изображений рентгенограмм, которые могут служить в качестве входных данных, приведены на рисунке 4.5.

Выходными данными является информация о качестве сварных соединений, расположенных на контролируемой области, представленная на основании распознавания и анализа предоставленного изображения или их серии. При необходимости, возможно сохранение отчета о результатах контроля в файл формата Microsoft Excel.

Примеры цифровых изображений рентгенограмм, которые могут служить в качестве входных данных

Рисунок 4.5 - Примеры цифровых изображений рентгенограмм, которые могут служить в качестве входных данных

4.3.3 Выполнение программы

Функционал программы логически разделен на два типа инструментов, предназначенных либо для самостоятельного исследования соединений оператором, либо для работы в автоматизированном режимах.

4.3.3.1 Работа в режиме самостоятельного исследования соединений оператором

Рассмотрим работу оператора в режиме самостоятельного исследования соединений. После запуска программы необходимо открыть файл с изображением при помощи кнопки «открыть» панели инструментов (панель инструментов представлена на рисунке 4.6, диалоговое окно открытия файла - на рисунке 4.7) либо получить изображение со сканера, нажав кнопку «сканировать». Изображение автоматически будет открыто в размере 1:1 (рисунок 4.8);

Панель инструментов программы

Рисунок 4.6 - Панель инструментов программы

Диалоговое окно открытия изображений рентгенограмм

Рисунок 4.7 - Диалоговое окно открытия изображений рентгенограмм

Главное окно программы «R-Scan» с открытым изображением

Рисунок 4.8 - Главное окно программы «R-Scan» с открытым изображением

Оператору предоставляется возможность перемещения и масштабирования изображения при помощи перетаскивая и использования колеса мыши.

Инструменты для преобразования изображения представлены в таблице 4.2.

В процессе самостоятельного анализа оператором рентгенограмм, оператор проставляет на изображения сварных точек метки, обозначающие вид дефекта. Затем, метки переносятся на деталь (путем сопоставления изображения с деталью) для последующего принятия решения соответствующим контролирующим отделом об устранении дефектов, либо признания детали бракованной, и, в определенных случаях, необходимости внесения коррекций в технологический процесс изготовления детали.

Метки, свидетельствующие о наличии дефектов устанавливаются при помощи щелчка правой кнопкой мыши по центру дефекта и выбора символа, соответствующего обнаруженному оператором дефекту.

Фрагмент окна программы с изображением, на котором нанесены метки, представлен на рисунке 4.9. Размер меток задается пользователем в окне настроек программы.

Изображение с нанесенными метками

Рисунок 4.9 - Изображение с нанесенными метками

Таблица 4.2 - Инструменты, предназначенные для обработки изображения

Инструмент

Изображение на панели

Описание

Автоконтраст

автоконтраст

Устанавливает автоматические параметры яркости и контрастности изображения

Пастеризация

пастеризация

Уменьшает глубину цвета

Все фильтры

Все Фильтры

Последовательно задействует серию фильтров, улучшающих визуальное восприятие изображения (рисунок 4.7)

Переключение на исходное изображение

Г

поем, исходное

Показывает слой с исходным изображением. Пользователь в любой момент может переключаться между слоями с преобразованным и исходным изображениями

Регулировка яркости и контрастности

Контраст *

Яркость 4 ,

Изменяет уровни яркости и контрастности изображения

Отображение меток

X

! показ, метки

Включает или отключает видимость слоя с метками, установленными пользователем

Поиск границ

Не вынесен панель

на

Обрабатывает изображение фильтром выделения границ

Так же оператор может удалять или перемещать метки, вызвав контекстное меню установленной метки (рисунок 4.10).

Удалить метку Переместить

Рисунок 4.10 - Контекстное меню метки

Помимо возможностей нанесения меток, в контекстном меню изображения рентгенограммы присутствуют такие пункты как: «Линейка», «Указать», «Анализ». Пункт меню «Линейка» позволяет измерить расстояния в миллиметрах между частями изображения. Пример использования инструмента представлен на рисунке 4.11. Измеренное расстояние отображается на панели состояния снизу.

Пример использования инструмента «Линейка»

Рисунок 4.11- Пример использования инструмента «Линейка»

В правом верхнем углу главного окна программы расположен инструмент «лупа», динамически отображающий увеличенный размер области изображения под курсором мыши. В данном окне можно настроить вывод любого из слоев изображения. Пример использования инструмента представлен на рисунке 4.13.

Пример использования инструмента «лупа» - отображение в окне лупы области под курсором, обработанной инструментом «Все фильтры» (сверху) и «Поиск границ» (снизу)

Рисунок 4.13- Пример использования инструмента «лупа» - отображение в окне лупы области под курсором, обработанной инструментом «Все фильтры» (сверху) и «Поиск границ» (снизу)

4.3.3.2 Работа в режиме автоматизированного контроля

Для запуска режима автоматизированного контроля необходимо открыть изображение рентгенограммы контролируемой детали или изделия, предварительно установив в настройках программы область поиска точечных сварных соединений, и, подведя курсор мыши к началу области исследования, выбрать из контекстного меню команду «Анализ» (рисунок 4.8).

Программа автоматически в режиме реального времени, подготовит набор шаблонов в соответствии с параметрами, указанными в настройках программы (допустимые размеры литого ядра соединения, допустимые смещения ядер, размеры посадочной области соединений при использовании слоя подложки, нормативное расстояние между соседними точками и пр.).

После формирования набора шаблонов, будет произведен циклический поиск точечных соединений в пределах исследуемой области, а так же контроль качественных параметров соединений. В процессе контроля программа будет отмечать найденные соединения и визуализировать результат контроля параметров, подсвечивая области с корректными и дефектными соединениями.

Для соединений со смещениями, автоматически указывается направления смещения в виде стрелки, расположенной в левом верхнем углу подсвечиваемого соединения (рисунок 4.14).

Визуализация результатов контроля участка. Сверху - исходный участок; снизу - после автоматизированного контроля (зеленым отмечены корректные соединения; красным - соединения со смещениями)

Рисунок 4.14- Визуализация результатов контроля участка. Сверху - исходный участок; снизу - после автоматизированного контроля (зеленым отмечены корректные соединения; красным - соединения со смещениями)

Изображения с нанесенными метками может быть распечатано на листе или пленке или сохранено в файл. Последовательные виды примера рентгенограммы при обработке в программе RScan представлены в приложении Б.

Величины смещений для каждого из дефектных соединений записываются в отчет, который формируется в виде таблицы и может быть сохранен в файл формата MSExcel. Пример файла с отчетом представлен на рисунке 4.15.

Пример файла отчета, сформированного по результатам контроля

Рисунок 4.15 - Пример файла отчета, сформированного по результатам контроля

После автоматизированного контроля остаются доступны все прочие инструменты самостоятельного анализа соединений оператором для предоставления пользователю возможности проверки корректности контроля, внесения коррекций или дополнительного исследования областей.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >