[發(fā)明專利]計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)檢測(cè)微小軸承表面缺陷的方法及其裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710066671.8
• 申請(qǐng)日: 2007-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101221134A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳廉清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N21/89
• 分類號(hào): G01N21/89;B07C5/342
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)微小軸承表面的缺陷進(jìn)行檢測(cè)的方法及為實(shí)現(xiàn)該方法所發(fā)明的一種裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著技術(shù)水平提高，對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求也大為提高，由于微小軸承的產(chǎn)量很大，而表面上的壓坑、劃傷其大小、深度與分布位置都是隨機(jī)的，目前企業(yè)通常采用人工目測(cè)的方法來(lái)完成此項(xiàng)工作，不僅用工量大、效率低，且漏檢率高，影響產(chǎn)品出廠質(zhì)量，常有用戶退換的事情發(fā)生，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，而且給用戶帶來(lái)負(fù)面影響。而采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)做非接觸檢測(cè)，是解決這一問(wèn)題的最好途徑。

基于CCD圖像識(shí)別技術(shù)的微小軸承表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是光學(xué)、數(shù)字圖像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)多學(xué)科高新技術(shù)的綜合。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)作為一種檢測(cè)手段已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視，它是一種以計(jì)算機(jī)視覺(jué)方法為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用圖像處理、精密測(cè)量以及模式識(shí)別、人工智能等技術(shù)的非接觸檢測(cè)方法。其基本原理是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)得到的被測(cè)目標(biāo)圖像進(jìn)行分析，從而得到所需要的測(cè)量信息，并根據(jù)已有的先驗(yàn)知識(shí)，判斷被測(cè)目標(biāo)是否符合規(guī)范。

由于計(jì)算機(jī)視覺(jué)對(duì)光譜的敏感范圍廣、測(cè)量精度高、檢測(cè)結(jié)果比較穩(wěn)定，因此在許多領(lǐng)域內(nèi)對(duì)提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品精度等方面做出了重大貢獻(xiàn)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)最為廣泛的是那些重復(fù)性檢測(cè)相同部件或產(chǎn)品的場(chǎng)合。早在上世紀(jì)八十年代，國(guó)外就對(duì)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究并得到了迅速發(fā)展，美國(guó)就有100多家公司躋身于視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)市場(chǎng)，并在美國(guó)制造業(yè)中廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)每三套視覺(jué)系統(tǒng)中，有兩套是工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，而在需要視覺(jué)檢測(cè)的生產(chǎn)系統(tǒng)中，八十年代末已有至少25％完全被視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)所取代。到上世紀(jì)末，已有90％完全被視覺(jué)系統(tǒng)所取代。日本已將計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)成功用于印刷電路板的質(zhì)量檢測(cè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)：1982年美國(guó)共安裝6301套工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)，而日本則更多。到1990美國(guó)安裝數(shù)超過(guò)10萬(wàn)套，日本超過(guò)了55.7萬(wàn)套。在市場(chǎng)售銷金額方面，在美國(guó)1984年達(dá)6億美元，到1994年達(dá)12億美元?？傊?，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)都得到迅速的發(fā)展。

國(guó)內(nèi)的視覺(jué)檢測(cè)研究從上世紀(jì)九十年代才開(kāi)始得到重視，最近幾年有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)一些大學(xué)及研究機(jī)構(gòu)先后開(kāi)發(fā)了一些計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)。十幾年來(lái)，視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，在理論研究和應(yīng)用研究方面的新成果不斷涌現(xiàn)。

盡管計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)在許多領(lǐng)域應(yīng)用，但將其應(yīng)用于微小軸承的表面缺陷檢測(cè)，國(guó)內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)報(bào)道。

采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)可使微小軸承表面缺陷檢測(cè)工序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，使缺陷識(shí)別率、不合格產(chǎn)品的去除率達(dá)到較高水平，提高出廠產(chǎn)品的總體質(zhì)量，盡可能避免實(shí)際損失，提高企業(yè)的信譽(yù)度和現(xiàn)代化水平。

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題就是克服軸承表明缺陷采用人工檢測(cè)所引起的效率低和可靠性差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種可靠、方便實(shí)用、可用于微小軸承表面缺陷檢測(cè)的方法。

本發(fā)明所解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種可靠、方便實(shí)用、可用于微小軸承表面缺陷檢測(cè)的裝置。

本發(fā)明所解決的技術(shù)方案，其工作原理和過(guò)程如下所述：1、微小軸承表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)在線工作于生產(chǎn)流水線中，被檢測(cè)軸承按照一定的節(jié)拍在輸送帶上運(yùn)動(dòng)；2、在進(jìn)入檢測(cè)工序時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)已經(jīng)調(diào)整好位置的CCD攝像頭，采用與生產(chǎn)線同步的節(jié)奏抓取軸承表面圖像；3、通過(guò)圖像采集卡，把所采集圖像傳送到計(jì)算機(jī)中由專用軟件進(jìn)行圖像處理；4、分析比較處理結(jié)果，將帶有缺陷的軸承由分揀機(jī)構(gòu)自動(dòng)剔除，合格軸承則繼續(xù)進(jìn)行另一表面的檢測(cè)。

與現(xiàn)有人工檢測(cè)方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：將計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)靈活地運(yùn)用到軸承生產(chǎn)自動(dòng)線，提高了自動(dòng)化程度和效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。該方法可以廣泛適用于其他微小零件的形狀檢測(cè)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)易于維護(hù)，設(shè)備投入低，實(shí)用性高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)檢測(cè)微小軸承表面缺陷的裝置主要由拍攝軸承表面圖像的數(shù)字?jǐn)z像頭(1)、照明軸承的光源(2)、焦闌鏡頭(3)、固定數(shù)字?jǐn)z像頭和光源的支架(7)、包括剔除機(jī)構(gòu)的微小軸承輸送裝置(5)、防止外界光線干擾的暗箱(6)以及對(duì)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施控制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成。

工作原理和過(guò)程：微小軸承表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)在線工作于生產(chǎn)流水線中，將需檢測(cè)的微小軸承(4)放在自動(dòng)輸送線(5)上，自動(dòng)線根據(jù)一定的節(jié)拍要求(本發(fā)明為4秒)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微小軸承移動(dòng)到數(shù)字?jǐn)z像頭(1)正下方時(shí)，通過(guò)傳感器控制使數(shù)字?jǐn)z像頭(1)拍攝微小軸承表面圖像；冷光源(2)通過(guò)焦闌鏡頭(3)將光線改變成平行光，使光線垂直照射到軸承表面，從而最大程度地減少暗角；為了不受外界環(huán)境光源等影響，用暗箱(6)將軸承與外界光源隔絕；通過(guò)圖像采集卡，把采集到的圖像傳送到計(jì)算機(jī)中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有缺陷的軸承時(shí)，灰度會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)圖像灰度值由專用軟件進(jìn)行自動(dòng)分析比較處理；根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)分類，剔除機(jī)構(gòu)將帶有缺陷的軸承自動(dòng)剔除，否則，軸承翻轉(zhuǎn)180°進(jìn)行另一表面的檢測(cè)。