[發明專利]基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201910307331.2
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN109916915B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 薛萍;江亞麗;王宏民
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/95;G01B11/08
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊樂

1.一種基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測方法，其特征在于：通過基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測裝置實現，所述基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測裝置，包括：

光源模塊，包括由紅、綠、藍三色可變燈珠構成的LED點陣、燈板、擴散板和第一分光鏡，燈板的板面與擴散板的板面平行，所述LED點陣安裝在燈板上，燈板上的LED點陣發出的光線經擴散板照射在第一分光鏡上，光線經第一分光鏡形成垂直光線，所述垂直光線照射在被測航空軸承上；定位模塊，包括激光陣列板，激光陣列板發出的激光光束垂直照射在被測航空軸承上形成定位光斑點陣；圖像采集模塊，包括圖像采集器和旋轉平臺，圖像采集器采集位于旋轉平臺上的航空軸承的圖像；控制模塊，包括主控單元和圖像測算單元，主控單元的控制輸出端連接光源模塊的LED燈珠、定位模塊的激光陣列和圖像采集模塊，圖像測算模塊根據圖像定位信息和圖像采集器采集的圖形對軸承滾珠的尺寸進行檢測；

基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測方法包括如下步驟：

步驟一、制備光源模塊，控制模塊根據航空軸承的滾珠的尺寸，控制模塊控制LED點陣上的LED燈珠發光，構建所需的光照環境；

步驟二、定位模塊發出定位光斑，圖形采集模塊獲取光斑點陣圖像并對航空軸承滾珠定位，進而確定定位的航空軸承滾珠的實際半徑尺寸；

步驟三、控制模塊發送控制指令使轉動平臺轉動，圖像采集模塊完成對整個軸承的采集；

步驟四、將采集的圖像進行預處理，通過CNN神經網絡對航空軸承的滾珠圓弧進行訓練后識別軸承滾珠的圓弧；

步驟五、通過最小二乘法計算所述滾珠半徑，并重構圓；

步驟六、將檢測航空軸承滾珠半徑尺寸與鄰近半徑尺寸劃分成若干區間，并對每個區間進行評分，對實際測量的尺寸評分進行分類。

2.根據權利要求1所述一種基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測方法，其特征在于：步驟一所述光源模塊結構的設計方法包括：

制備燈板：將LED燈珠安裝在燈板上形成LED點陣，相鄰LED燈珠之間的間隔與燈珠直徑的比值范圍為0.2-0.5；

制備擴散板：根據單粒燈珠的配光曲線成類朗伯體發光特性，通過光學仿真得到擴散板上弧形凹陷的尺寸；

在燈板與擴散板之間搭建空心腔體，腔體內壁為鋸齒螺旋結構。

3.根據權利要求1所述一種基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測方法，其特征在于：步驟二所述確定定位的航空軸承滾珠的實際半徑尺寸的方法為：

根據光斑點陣中每個光斑中心在采集圖像中的坐標，確定圖像中任意相鄰兩個光斑中心坐標點之間的距離d2；

根據已知相鄰激光的距離d1，求出通過K求得滾珠的實際半徑尺寸。