[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

一種基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測裝置及檢測方法，屬于滾珠軸承檢測技術領域。本發明為了解決現有技術不能實現對航空軸承總成的檢測，現有的檢測裝置和檢測方法達不到航空軸層滾珠高精度的要求；本發明包括光源模塊，包括由紅、綠、藍三色可變燈珠構成的LED點陣，光源模塊的輸出光線垂直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；圖像采集模塊和控制模塊；本發明實現了航空軸承總成的快速，精準的檢測。

技術領域

本發明涉及一種軸承滾珠檢測裝置及方法，屬于滾珠軸承檢測技術領域，具體涉及一種基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測裝置及檢測方法。

背景技術

航空軸承是一種非常精密的機械元件，在航空軸承裝備過程中，由于裝備環節較多，裝備后的軸承存在缺珠、錯珠、壞珠的隱患。目前對于軸承的檢測只限于環節檢測，缺少終端總成檢測手段。

由于安裝完備的軸承被保持架遮擋，滾珠只能通過狹小的細縫獲得軸承滾珠圖像，但是在設計時發現軸承滾珠成像為曲面局部成像，成像的清晰度決定了圖像處理的難度、處理結果的準確度及處理結果的清晰度。所以基于對整個檢測系統的分析發現，通過提高相機分辨率和提高光源亮度雖然能夠在一定程度上提高圖像的質量，但是這種方法不僅會大大的提高成本，并且由于光線亮度太高，導致所得到的圖像邊緣特征不夠明顯，如圖7所示，每次調節相機焦距和物距都要手動標定，存在誤差很大，自動化程度低的問題。

發明內容

為了解決上述問題，本申請提出了一種基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測裝置，實現了航空軸承總成的快速，精準的檢測。

本申請的一種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，光源模塊的輸出光線垂直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。

進一步的，所述光源模塊包括燈板、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。

進一步的，所述擴散板靠近燈板一側凹陷形成弧形凹陷。

進一步的，所述燈板與擴散板之間設有腔體，腔體的側壁為鋸齒螺紋結構。

進一步的，所述被測航空軸承的一側設有反光鏡，反光鏡位于光源光線相對的一側。

進一步的，所述定位模塊包括第二分光鏡，激光陣列發出的光線經第二分光鏡后垂直照射在被測航空軸承上形成定位光斑。

進一步的，所述基于可控光源的航空軸承滾珠視覺檢測裝置包括固定支架，圖像采集器安裝在固定支架上，固定支架上安裝有粗準焦螺旋和細準焦螺旋。

一種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；