[發(fā)明專利]一種金屬陶瓷零件識(shí)別及表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910595816.6
• 申請(qǐng)日: 2019-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110389127B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宣銀;葉子健;周彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/84
• 分類號(hào): G01N21/84;G01N21/95;G01N21/88;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/62;G06T7/90
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬陶瓷零件識(shí)別及表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括檢測(cè)裝置和與檢測(cè)裝置相連的上位機(jī)，檢測(cè)裝置工作桌面、支架、環(huán)形光源、工業(yè)相機(jī)，底座通過(guò)型材固定架安裝有豎直型材，豎直型材通過(guò)光源調(diào)節(jié)桿安裝有環(huán)形光源，豎直型材上安裝有位于光源調(diào)節(jié)桿上方的水平型材，水平型材上安裝有位于環(huán)形光源正上方的工業(yè)相機(jī)，被測(cè)零件置于工作桌面且位于環(huán)形光源正下方；工業(yè)相機(jī)與上位機(jī)相連，在上位機(jī)中有一套集成算法的交互軟件，該軟件可利用相機(jī)回傳圖像進(jìn)行零件識(shí)別和表面缺陷檢測(cè)。本發(fā)明能夠使用機(jī)器視覺(jué)的方法對(duì)金屬陶瓷零件進(jìn)行快速準(zhǔn)確識(shí)別，并檢測(cè)其表面的擦傷、劃痕和凹痕缺陷，可以很好適應(yīng)平移、旋轉(zhuǎn)、尺度和光照變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器視覺(jué)識(shí)別和檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬陶瓷零件識(shí)別及表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

中國(guó)制造發(fā)展非常迅速，具有產(chǎn)量大、品種廣的特點(diǎn)。因此，在零件表面存在瑕疵缺陷是往往不可避免的。使用金屬陶瓷材料制成的零件由于熔點(diǎn)高、重量輕、硬度大，常用于飛機(jī)導(dǎo)彈的關(guān)鍵部位。在此類零件的生產(chǎn)制造過(guò)程中，識(shí)別出零件并及時(shí)發(fā)現(xiàn)其表面存在的瑕疵缺陷能夠避免將不良零件用于整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的裝配中，從而消除因零件本身制造問(wèn)題產(chǎn)生的系統(tǒng)故障。

傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方法受限于人的主觀評(píng)價(jià)和精力，存在不穩(wěn)定、不可靠和速度慢的缺點(diǎn)。并且金屬陶瓷表面相對(duì)粗糙，使用渦流、超聲等無(wú)損檢測(cè)方法會(huì)存在靈敏度不高，檢測(cè)精度不佳等問(wèn)題，因此無(wú)法很好地運(yùn)用到基于此種材料的零件表面缺陷檢測(cè)中，更不能實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的識(shí)別。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種金屬陶瓷零件識(shí)別及表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)和方法，能利用機(jī)器視覺(jué)的方法獲取大量金屬陶瓷零件表面信息，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行零件的識(shí)別以及表面缺陷的檢測(cè)，具有高效、穩(wěn)定、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。配合傳送帶等自動(dòng)零件運(yùn)輸方式，還能實(shí)現(xiàn)識(shí)別檢測(cè)的自動(dòng)化，提升工業(yè)制造水平。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一、一種金屬陶瓷零件識(shí)別及表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)

本發(fā)明包括檢測(cè)裝置和與檢測(cè)裝置相連的上位機(jī)，檢測(cè)裝置包括工作桌面、支架、環(huán)形光源和工業(yè)相機(jī)，支架主要由豎直型材、水平型材、型材固定架和底座組成，底座置于工作桌面，底座通過(guò)型材固定架安裝有豎直型材，豎直型材通過(guò)光源調(diào)節(jié)桿安裝有環(huán)形光源，豎直型材通過(guò)六角螺栓和六角螺母安裝有位于光源調(diào)節(jié)桿上方的水平型材，水平型材通過(guò)相機(jī)連接片安裝有位于環(huán)形光源正上方的工業(yè)相機(jī)，被測(cè)零件置于工作桌面且位于環(huán)形光源正下方；工業(yè)相機(jī)與上位機(jī)相連，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)電纜實(shí)現(xiàn)工業(yè)相機(jī)與上位機(jī)的通訊。

根據(jù)檢測(cè)環(huán)境的不同進(jìn)行相應(yīng)機(jī)構(gòu)位置的調(diào)節(jié)，保證相機(jī)采集到高質(zhì)量原始圖像。通過(guò)調(diào)節(jié)水平型材位置控制工業(yè)相機(jī)高度以適應(yīng)檢測(cè)視場(chǎng)和現(xiàn)場(chǎng)的需求；通過(guò)調(diào)節(jié)光源調(diào)節(jié)桿高度使得環(huán)形光源在不進(jìn)入視場(chǎng)前提下保證被測(cè)零件周圍光強(qiáng)的均勻性。

二、采用上述金屬陶瓷零件識(shí)別及表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法

包括以下步驟：

步驟1：在工業(yè)相機(jī)視場(chǎng)大小不滿足被檢測(cè)要求時(shí)，利用雙圓圖和霍夫圓檢測(cè)并進(jìn)行距離映射的方法對(duì)工業(yè)相機(jī)的視場(chǎng)大小進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定，通過(guò)上位機(jī)控制工業(yè)相機(jī)采集被測(cè)零件的原始圖像；通過(guò)調(diào)節(jié)工業(yè)相機(jī)鏡頭光圈或通過(guò)上位機(jī)對(duì)原始圖像進(jìn)行亮度處理，以保證原始圖像不會(huì)過(guò)曝或過(guò)暗；

步驟2：從原始圖像中提取主體目標(biāo)后得到主體目標(biāo)灰度圖像，主體目標(biāo)為原始圖像中的被測(cè)零件；

步驟3：對(duì)主體目標(biāo)灰度圖像中的被測(cè)零件進(jìn)行零件識(shí)別；

步驟4：對(duì)主體目標(biāo)灰度圖像進(jìn)行零件表面缺陷檢測(cè)，缺陷檢測(cè)包括擦傷缺陷檢測(cè)、劃痕缺陷檢測(cè)和凹痕缺陷。