[發(fā)明專(zhuān)利]一種葉片刀紋及表面缺陷的視覺(jué)檢測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810776923.4
• 申請(qǐng)日: 2018-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109030498B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙歡;陳茜;李昊;丁漢
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/88
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/88
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 孔娜;曹葆青

本發(fā)明屬于智能檢測(cè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，其公開(kāi)了一種葉片刀紋及表面缺陷的視覺(jué)檢測(cè)裝置及方法，該方法包括以下步驟：(1)提供視覺(jué)檢測(cè)裝置，相機(jī)從不同角度或者在不同光源亮度下分別獲取待檢測(cè)葉片的圖像，并將檢測(cè)到的圖像傳輸給微處理器；(2)微處理器對(duì)接收到的圖像進(jìn)行處理，并將灰度范圍在最好成像閾值之間的圖像區(qū)域代替及補(bǔ)全微處理器自接收到的圖像中選取的模板圖像的反光最強(qiáng)的區(qū)域；(3)尋找并定位出葉片表面磨拋不完全的殘留刀紋區(qū)域或者產(chǎn)生磨拋缺陷的部位；(4)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)檢測(cè)出缺陷的圖像進(jìn)行分類(lèi)以判斷輸入的圖像對(duì)應(yīng)的缺陷是否可修復(fù)。本發(fā)明提高了檢測(cè)效率及和準(zhǔn)確性，自動(dòng)化程度較高，且降低了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能檢測(cè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種葉片刀紋及表面缺陷的視覺(jué)檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

葉片在發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等設(shè)備中直接參與能量轉(zhuǎn)換，關(guān)系到整體設(shè)備的使用性能和壽命。為保障氣體導(dǎo)流順暢，葉片表面多為自由曲面，這使得葉片的加工和檢測(cè)較為困難。此外，葉片作為關(guān)鍵零部件，葉片表面的加工質(zhì)量要求很高。目前，葉片的磨拋過(guò)程大多是人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，粉塵污染嚴(yán)重，磨拋設(shè)備轉(zhuǎn)速高容易發(fā)生事故，并且對(duì)工人師傅的經(jīng)驗(yàn)要求較高，所以本領(lǐng)域亟需開(kāi)發(fā)自動(dòng)的磨拋方法，作為智能制造過(guò)程，葉片磨拋質(zhì)量的檢測(cè)與反饋不可或缺。

葉片磨拋加工去除表面的銑削紋路，使得金屬葉片表面成像時(shí)，反光強(qiáng)烈，激光、結(jié)構(gòu)光等方式成像效果都比較差，無(wú)法獲得表面紋理或缺陷信息；而普通CCD相機(jī)成像測(cè)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)獲得的圖像中總存在強(qiáng)反光區(qū)域，影響檢測(cè)。相應(yīng)地，本領(lǐng)域存在著發(fā)展一種準(zhǔn)確性較好的葉片刀紋及表面缺陷的視覺(jué)檢測(cè)裝置及方法的技術(shù)需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種葉片表面及表面缺陷的視覺(jué)檢測(cè)裝置及方法，其基于葉片磨拋質(zhì)量的檢測(cè)方法，研究及設(shè)計(jì)了一種準(zhǔn)確性較好的葉片刀紋及表面缺陷的視覺(jué)檢測(cè)裝置及方法。所述視覺(jué)檢測(cè)裝置模擬了人工打磨時(shí)查看葉片表面銑削刀紋打磨情況的過(guò)程，針對(duì)金屬葉片反光嚴(yán)重人工查看時(shí)會(huì)多角度進(jìn)行查看，且使用多個(gè)光源交替亮暗模擬該過(guò)程，有效地解決了金屬葉片成像中強(qiáng)反光的影響，取代了人工作業(yè)，降低了成本，提高了準(zhǔn)確性，且能夠?yàn)樽詣?dòng)化加工提供了檢測(cè)數(shù)據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種葉片刀紋及表面缺陷的視覺(jué)檢測(cè)裝置，所述視覺(jué)檢測(cè)裝置包括臺(tái)架、設(shè)置在所述臺(tái)架上的橫梁、相機(jī)、多個(gè)光源、觸發(fā)機(jī)構(gòu)及微處理器，所述相機(jī)與多個(gè)所述光源分別間隔設(shè)置在所述橫梁上；所述觸發(fā)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述臺(tái)架的底部，其與所述相機(jī)相連接；所述微處理器電性連接于所述相機(jī)，所述相機(jī)及所述光源位于所述觸發(fā)機(jī)構(gòu)的上方；

所述觸發(fā)機(jī)構(gòu)用于承載待檢測(cè)的葉片及觸發(fā)所述相機(jī)開(kāi)始工作，且其位于所述相機(jī)的拍攝范圍內(nèi)；所述相機(jī)用于從不同角度或者在不同的光源亮暗度下對(duì)所述葉片進(jìn)行拍攝取像，并將獲得的圖像傳輸給所述微處理器；所述微處理器對(duì)接收到的圖像進(jìn)行處理，并用灰度范圍在最好成像閾值之間的圖像區(qū)域代替及補(bǔ)全所述微處理器自接收到的圖像中選取的模板圖像的反光最強(qiáng)的區(qū)域，以得到完整無(wú)反光的葉片表面圖像，進(jìn)而根據(jù)灰度值變換信息尋找并定位出葉片磨拋不完全的殘留刀紋區(qū)域或者產(chǎn)生磨拋缺陷的部位。

進(jìn)一步地，所述視覺(jué)檢測(cè)裝置還包括光源控制器，所述光源控制器連接于所述光源，其用于控制所述光源的開(kāi)關(guān)及亮度。

進(jìn)一步地，所述視覺(jué)檢測(cè)裝置還包括偏振片，所述偏振片連接于所述相機(jī)，且覆蓋所述相機(jī)的鏡頭，所述偏振片位于所述鏡頭朝向所述葉片的一側(cè)，以用于過(guò)濾掉垂直于所述葉片的刀紋方向的光，減少所述葉片的表面反光。

進(jìn)一步地，所述視覺(jué)檢測(cè)裝置還包括多個(gè)云臺(tái)，多個(gè)所述云臺(tái)間隔設(shè)置在所述橫梁上，所述相機(jī)及多個(gè)所述光源分別設(shè)置在所述云臺(tái)上；所述云臺(tái)通過(guò)自身的旋轉(zhuǎn)軸來(lái)實(shí)現(xiàn)方向角度的調(diào)整。

進(jìn)一步地，所述云臺(tái)為球形云臺(tái)，其通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)整所述光源的位姿，使得所述光源以不同的角度打光在所述葉片上；同時(shí)，所述相機(jī)的位姿也是通過(guò)對(duì)應(yīng)的所述云臺(tái)的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)整的。