一種活塞杆表面缺陷視覺檢測設備的製作方法

2023-11-12 05:30:02 6

本實用新型涉及金屬零件的缺陷測量裝置領域，具體說是一種活塞杆表面缺陷視覺檢測設備。

背景技術：

活塞杆廣泛應用於工程機械、液壓氣動、汽車製造等領域，為了保證相關設備具有良好的工作效率、安全、可靠，通常對活塞杆進行機械加工、鍍鉻、拋光等工藝，保證活塞杆符合要求。然而，由於原材料、雜質和電鍍等方面的影響，經過上述工藝處理的活塞杆表面會出現材料商、劃傷、磕碰傷、真空等缺陷，影響產品質量。生產過程中，需要將存在上述缺陷的活塞杆檢測出來並進行處理，可以有效提高生產效率，並且避免事故的發生。

目前對於活塞杆缺陷的檢測方法，大多數是使用人工目視，通過技術人員將活塞杆置於強光照射下，逐一進行觀察。長時間觀察同一事物，人眼極易產生視覺疲勞，影響產品檢測效果，而且檢測效率低，人工成本較高。因此，需要一種活塞杆表面缺陷進行自動檢測的設備。

現有的自動檢測活塞杆表面缺陷的設備，通常採用光學原理進行檢測。中國專利申請號201110412256X(申請日為2011.12.13)的《全自動拋光、表面檢測設備》公開了設備包括機架、位於機架上的傳輸線，依次設置於傳輸線上的代加工件上料區、拋光裝置、待測件上料區、紅外探傷裝置、分料裝置和下料裝置，所述的紅外探傷裝置包括安裝在機架上的環形光源承載裝置和環形紅外光源、攝像機和與攝像機連接的信息處理系統。採用環形光源和面相機可以實現生產過程自動化，無需人工目測，降低了廢品率。本專利使用環形光源和面陣相機，拍攝圖像時，照射光場在凸面作用下，會產生局部飽和現象；且活塞杆的曲面表面景深變化較大，面陣相機無法滿足大景深要求，會造成成像模糊，從而影響表面缺陷在相機裡的完好成像，產生漏檢和錯檢現象。中國專利申請號201520333978X(申請日為2015.05.15)的《活塞杆表面缺陷檢測裝置》公開了檢測裝置包括水平輸送單元、垂直運動單元、檢測單元、顯示單元，檢測單元位於垂直運動單元的上方，檢測單元包括若干臺CCD攝像機，每臺CCD攝像機配有一個光源，檢測單元將拍攝到的圖像傳送至顯示單元，該裝置在減輕質檢人員的工作強度的同時提高活塞杆表面缺陷的檢出率。但是該專利技術中活塞杆運動的方向，以及使用的光源和相機，無法解決圓柱狀杆件的曲面景深問題，容易漏檢表面缺陷，重複性不好。因此，需要一種活塞杆表面缺陷檢測設備，可以克服檢測時的景深問題，檢測的缺陷成像清晰。

技術實現要素：

為了解決現有的技術問題，本實用新型提供了一種活塞杆表面缺陷視覺檢測設備，通過採用活塞杆旋轉、半平行光源和高分辨CCD攝像機逐行掃描平臺，實現活塞杆表面成像清晰，重複性好。

本實用新型的技術方案是：一種活塞杆表面缺陷視覺檢測設備，包括工件輸送帶、下料斜坡、尺寸檢測器、主動輪、表面檢測裝置、分料器；工件輸送帶與下料斜坡外側相連，下料斜坡的內側連接尺寸檢測器外側，尺寸檢測器內側和主動輪最外側相連，主動輪左側與分料器相連，主動輪的上方設有表面檢測裝置。所述表面檢測裝置包括連接在框架上的位於下方的半平行光源和上方的CCD攝像機。

優選地，所述主動輪共2個，沿內外方向分布並旋轉，當2個主動輪同向轉動時，位於2個主動輪上方中間位置的圓柱形活塞杆能繞圓柱軸勻速旋轉。

優選地，所述半平行光源與圓柱形活塞杆的軸平行。

優選地，所述半平行光源設置在活塞杆的垂直上方。

優選地，所述CCD攝像機與圓柱形活塞杆的軸平行。

優選地，所述CCD攝像機的鏡頭法線與圓柱形活塞杆的半徑重合。

優選地，所述CCD攝像機能沿圓柱軸方向對活塞杆進行逐行掃描。

本實用新型的活塞杆表面缺陷視覺檢測設備工作時，待檢測的圓柱形活塞杆經工件輸送帶進入下料斜坡進行排隊，逐根進入尺寸檢測器，尺寸檢測完成後，將活塞杆輸送到2個主動輪上方中間位置；2個主動輪在驅動器的作用下同向旋轉，帶動活塞杆繞軸線勻速旋轉；半平行光源在活塞杆表面打出一條均勻的亮線，通過高解析度的CCD攝像機對勻速旋轉的活塞杆亮線位置處連續掃描，將線掃描圖像送入電腦程式進行合成處理就可以得到展開的圓柱體表面圖像；完成檢測工作後，活塞杆進入分料器中，根據檢測得到的圓柱體表面圖像，在分料器中將質量合格的和表面有缺陷的活塞杆進行分選，完成活塞杆的表面缺陷視覺檢測。

在高解析度的CCD攝像機拍攝過程中，CCD攝像機一直與圓柱形活塞杆的軸保持平行，且由於活塞杆旋轉是依託其加工基準面外表面，使得活塞杆旋轉時跳動小。因此，線掃描圖像部位到CCD攝像機鏡頭距離基本一致，解決了大景深導致的成像模糊問題，而且克服了傳統檢測方法拍攝活塞杆表面亮度不均勻造成的檢測標準不統一的問題，重複性好。

採用上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

(1)採用活塞杆旋轉和高解析度CCD攝像機逐行掃描的方法，相當於將曲面的活塞杆表面展開成平面進行掃描，成像的重複性好。

(2)半平行光源對活塞杆進行照射，需要檢測的表面缺陷成像明顯，便於後續的電腦程式分析識別。

(3)活塞杆旋轉是依託其加工基準外表面，使得活塞杆旋轉時跳動小，與CCD攝像機鏡頭距離基本不變，避免了景深變化導致的成像模糊。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為主動輪的結構示意圖。

圖中，工件輸送帶1、下料斜坡2、尺寸檢測器3、主動輪4、分料器5、半平行光源6、CCD攝像機7、活塞杆8。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

參照圖1-2中，一種活塞杆表面缺陷視覺檢測設備，包括工件輸送帶1、下料斜坡2、尺寸檢測器3、主動輪4、表面檢測裝置、分料器5；工件輸送帶1與下料斜坡2外側相連，下料斜坡2的內側連接尺寸檢測器3外側，尺寸檢測器3內側和主動輪4最外側相連，主動輪4左側與分料器5相連，主動輪4的上方設有表面檢測裝置。所述表面檢測裝置包括連接在框架上的位於下方的半平行光源6和上方的CCD攝像機7。

主動輪4共兩個，沿內外方向分布並旋轉，當兩個主動輪4同向轉動時，位於兩個主動輪4上方中間位置的圓柱形活塞杆8能繞圓柱軸勻速旋轉。

半平行光源6與圓柱形活塞杆8的軸平行。

半平行光源6設置在活塞杆8的垂直上方。

CCD攝像機7與圓柱形活塞杆8的軸平行。

CCD攝像機7的鏡頭法線與圓柱形活塞杆8的半徑重合。

CCD攝像機7能沿圓柱軸方向對活塞杆8進行逐行掃描。

本實用新型的活塞杆表面缺陷視覺檢測設備工作時，待檢測的圓柱形活塞杆8經工件輸送帶1進入下料斜坡2進行排隊，逐根進入尺寸檢測器3，尺寸檢測完成後，將活塞杆8輸送到兩個主動輪4上方中間位置；兩個主動輪4在驅動器的作用下同向旋轉，帶動活塞杆8繞軸線勻速旋轉；半平行光源6在活塞杆8表面打出一條均勻的亮線，通過高解析度的CCD攝像機7對勻速旋轉的活塞杆亮線位置處逐行、連續掃描，將線掃描圖像送入電腦程式進行合成處理就可以得到展開的圓柱體表面圖像；完成檢測工作後，活塞杆8進入分料器5中，根據檢測得到的圓柱體表面圖像，在分料器5中將質量合格的和表面有缺陷的活塞杆8進行分選，完成活塞杆8的表面缺陷視覺檢測。

在高解析度的CCD攝像機7拍攝過程中，CCD攝像機7一直與圓柱形活塞杆8的軸保持平行，且由於活塞杆8旋轉是依託其加工基準面外表面，使得活塞杆8旋轉時跳動小。因此，線掃描圖像部位到CCD攝像機8鏡頭距離基本一致，解決了大景深導致的成像模糊問題，而且克服了傳統檢測方法拍攝活塞杆表面亮度不均勻造成的檢測標準不統一的問題，重複性好。

本實用新型採用活塞杆旋轉和高解析度CCD攝像機逐行掃描的方法，相當於將曲面的活塞杆表面展開成平面進行掃描，成像的重複性好。採用半平行光源對活塞杆進行照射，需要檢測的表面缺陷成像明顯，便於後續的電腦程式分析識別。此外，活塞杆旋轉是依託其加工基準外表面，使得活塞杆旋轉時跳動小，與CCD攝像機鏡頭距離基本不變，避免了景深變化導致的成像模糊，最終得到的活塞杆表面缺陷成像清晰。