計算機視覺技術檢測微小軸承表面缺陷的方法及其裝置的製作方法

2023-12-01 05:59:46

專利名稱：計算機視覺技術檢測微小軸承表面缺陷的方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及計算機視覺檢測領域，具體涉及通過計算機視覺技術對微 小軸承表面的缺陷進行檢測的方法及為實現該方法所發明的一種裝置。
背景技術：
近年來，隨著技術水平提高，對產品表面質量的要求也大為提高，由 於微小軸承的產量很大，而表面上的壓坑、劃傷其大小、深度與分布位置 都是隨機的，目前企業通常採用人工目測的方法來完成此項工作，不僅用 工量大、效率低，且漏檢率高，影響產品出廠質量，常有用戶退換的事情 發生，不僅造成經濟損失，而且給用戶帶來負面影響。而採用計算機視覺 檢測技術做非接觸檢測，是解決這一問題的最好途徑。
基於CCD圖像識別技術的微小軸承表面缺陷自動檢測技術是光學、數 字圖像技術、計算機技術、軟體技術以及自動化技術多學科高新技術的綜 合。
計算機視覺作為一種檢測手段已經越來越引起人們的重視，它是一種 以計算機視覺方法為基礎，綜合運用圖像處理、精密測量以及模式識別、 人工智慧等技術的非接觸檢測方法。其基本原理是通過對計算機視覺系統 得到的被測目標圖像進行分析，從而得到所需要的測量信息，並根據己有 的先驗知識，判斷被測目標是否符合規範。
由於計算機視覺對光譜的敏感範圍廣、測量精度高、檢測結果比較穩 定，因此在許多領域內對提高生產效率、保證產品質量、提高產品精度等 方面做出了重大貢獻。應用計算機視覺檢測技術最為廣泛的是那些重複性檢測相同部件或產品的場合。早在上世紀八十年代，國外就對視覺檢測技
術進行了廣泛的研究並得到了迅速發展，美國就有100多家公司躋身於視
覺檢測系統的經營市場，並在美國製造業中廣泛應用。據統計，在美國每 三套視覺系統中，有兩套是工業視覺檢測系統，而在需要視覺檢測的生產
系統中，八十年代末已有至少25%完全被視覺檢測系統所取代。到上世紀 末，已有卯％完全被視覺系統所取代。日本己將計算機視覺系統成功用於 印刷電路板的質量檢測。據統計1982年美國共安裝6301套工業視覺系統， 而日本則更多。到1990美國安裝數超過10萬套，日本超過了 55.7萬套。 在市場售銷金額方面，在美國1984年達6億美元，到1994年達12億美元。 總之，在工業發達國家工業視覺系統都得到迅速的發展。
國內的視覺檢測研究從上世紀九十年代才開始得到重視，最近幾年有 了突飛猛進的發展。國內一些大學及研究機構先後開發了一些計算機視覺 檢測系統。十幾年來，視覺檢測技術取得了很大的進展，在理論研究和應 用研究方面的新成果不斷湧現。
儘管計算機視覺檢測技術在許多領域應用，但將其應用於微小軸承的 表面缺陷檢測，國內外尚未發現報導。
採用計算機視覺檢測技術可使微小軸承表面缺陷檢測工序實現自動 化，使缺陷識別率、不合格產品的去除率達到較高水平，提高出廠產品的 總體質量，儘可能避免實際損失，提高企業的信譽度和現代化水平。
本發明所要解決的問題就是克服軸承表明缺陷釆用人工檢測所引起的 效率低和可靠性差的問題
發明內容
本發明所解決的第一個技術問題是提供一種可靠、方便實用、可用於 微小軸承表面缺陷檢測的方法。
本發明所解決的第二個技術問題是提供一種可靠、方便實用、可用於 微小軸承表面缺陷檢測的裝置。
本發明所解決的技術方案，其工作原理和過程如下所述1、微小軸承 表面缺陷檢測系統在線工作於生產流水線中，被檢測軸承按照一定的節拍 在輸送帶上運動；2、在進入檢測工序時，檢測系統通過已經調整好位置的 CCD攝像頭，釆用與生產線同步的節奏抓取軸承表面圖像；3、通過圖像釆 集卡，把所採集圖像傳送到計算機中由專用軟體進行圖像處理；4、分析比 較處理結果，將帶有缺陷的軸承由分揀機構自動剔除，合格軸承則繼續進 行另一表面的檢測。
與現有人工檢測方法相比，本發明的優點在於將計算機視覺技術靈 活地運用到軸承生產自動線，提高了自動化程度和效率，減輕了勞動強度。 該方法可以廣泛適用於其他微小零件的形狀檢測。該裝置結構簡單，系統 易於維護，設備投入低，實用性高。


圖1為本發明檢測系統結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
採用計算機視覺技術檢測微小軸承表面缺陷的裝置主要由拍攝軸承表 面圖像的數字攝像頭(1)、照明軸承的光源(2)、焦闌鏡頭(3)、固定數字攝像頭和光源的支架(7)、包括剔除機構的微小軸承輸送裝置(5)、防 止外界光線幹擾的暗箱(6)以及對整個檢測系統實施控制的計算機控制系 統等組成。
工作原理和過程微小軸承表面缺陷檢測系統在線工作於生產流水線 中，將需檢測的微小軸承(4)放在自動輸送線(5)上，自動線根據一定 的節拍要求(本發明為4秒)運動，當微小軸承移動到數字攝像頭(1)正 下方時，通過傳感器控制使數字攝像頭(1)拍攝微小軸承表面圖像；冷光 源(2)通過焦闌鏡頭(3)將光線改變成平行光，使光線垂直照射到軸承 表面，從而最大程度地減少暗角；為了不受外界環境光源等影響，用暗箱 (6)將軸承與外界光源隔絕；通過圖像採集卡，把採集到的圖像傳送到計 算機中，當發現有缺陷的軸承時，灰度會發生變化，根據圖像灰度值由專 用軟體進行自動分析比較處理；根據檢測結果進行自動分類，剔除機構將 帶有缺陷的軸承自動剔除，否則，軸承翻轉180°進行另一表面的檢測。
權利要求
1. 一種將計算機視覺技術用於微小軸承表面缺陷檢測的方法與裝置，其特徵在於所述的方法採用圖像自動採集、表面缺陷自動識別和軸承自動剔除，步驟如下微小軸承表面缺陷檢測系統在線工作於生產流水線中，將需檢測的微小軸承放在自動輸送線(5)上，自動線根據一定的節拍要求運動，當微小軸承移動到數字攝像頭(1)正下方時，通過傳感器控制使數字攝像頭(1)拍攝微小軸承表面圖像；冷光源(2)通過焦闌鏡頭(3)將光線改變成平行光，使光線垂直照射到軸承表面，從而最大程度地減少暗角；為了不受外界環境光源等影響，用暗箱(6)將軸承與外界光源隔絕；通過圖像採集卡，把採集到的圖像傳送到計算機中，當發現有缺陷的軸承時，灰度會發生變化，根據圖像灰度值由專用軟體進行自動分析比較處理；根據檢測結果進行自動分類，剔除機構將帶有缺陷的軸承自動剔除，否則，軸承翻轉180°進行另一表面的檢測。
2、 根據權利要求1所述的一種方法，其特徵在於所述該裝置採用計算機視覺 技術自動抓取軸承表面的灰度圖像，根據圖像的灰度值來自動識別表面是否存 在劃痕或凹坑等缺陷。
3、 根據權利要求1所述的一種方法，其特徵在於該方法採用冷光源，並通過 焦闌鏡頭將光線改變成平行光，使光線垂直照射到軸承表面，使用暗箱屏蔽環 境光的幹擾。
4、 根據權利要求1所述的一種方法，其特徵在於該方法採用專門由軟體控制 的剔除機構，使剔除動作與生產節拍一致，以保證有缺陷軸承的及時剔除。
全文摘要
本發明涉及計算機視覺檢測領域。提供了一種通過計算機視覺技術對微小軸承表面的缺陷進行檢測的方法及裝置。該技術方案為微小軸承表面缺陷檢測系統在線工作於流水線中，將需檢測的微小軸承(4)放在自動線(5)上，當微小軸承移動到數字攝像頭下方時，通過傳感器控制使數字攝像頭(1)拍攝軸承表面圖像；冷光源(2)通過焦闌鏡頭(3)將光線改變成平行光，使光線垂直照射軸承表面；用暗箱(6)將軸承與外界光源隔絕；通過圖像採集卡，把採集到的灰度圖像傳送到計算機，根據圖像灰度變化由專用軟體進行自動分析軸承是否存在缺陷；剔除機構將帶有缺陷的軸承自動剔除。該裝置可方便與軸承生產線連接，結構簡單，易於維護，設備投入低。
文檔編號G01N21/89GK101221134SQ20071006667
公開日2008年7月16日 申請日期2007年1月10日 優先權日2007年1月10日
發明者陳廉清 申請人:寧波工程學院