[发明专利]自动检测试样中铸造缺陷的方法

说明书

本发明涉及一种根据主要权利要求的前序部分(preamble)，自动检测试样中铸造缺陷的方法。

已知这种方法存在多种过程方式。在所附参考文献[12]-[14]中实现了本发明的公布(publication)，可以看作是最接近的现有技术。

借助X-射线透射检测实现铸件的定量检验。它的任务是寻找铸造缺陷，这些铸造缺陷处于部件内部，因而不能从外面用肉眼看出来。在铸件的制造过程中，当由于冷却液态金属发生凝固时，可能会产生收缩过程。在没有液态金属能够继续流动时，在工件内部产生空隙。除此之外，在铸造过程中存在其它铸造缺陷，如夹杂物和熔渣。图1.1表示一个例子。

多年来，在汽车工业中一直使用X-射线检测系统来实现铸件的自动、定量检验[1，6，10]。图1.2中所示的自动X-射线检测系统包括：

i)一用于操纵试样的控制器，

ii)一X-射线源，其通过中央投影产生试样的X-射线图像，

ii)一图像放大器，其将不可见的X-射线图像变换成可见图像，

iv)一CCD摄像机，其记录该可见的X-射线图像，以及

v)一图像处理计算机，其任务在于通过处理X-射线图像，对铸件或次品件中的试样进行自动分类。

根据传统的方法，在X-射线透射检验中，一般来说，记录对试样不同部位的单目投影。实际中所使用的检测方法[15，10，9，17]，是计算所记录的每个X-射线图像的参考图像。然后当X-射线图像与参考图像之间存在大的差别时，铸造缺陷被进行检测(参见图1.3)。在该方法的情形中，每个记录具有它自己的滤波器，它包括多个小窗口。该窗口的方向和尺寸按这种方式设置，使得在相应的记录位置，滤波器与试样的结构相匹配。这些方法的差别在于，用于计算参考图像的滤波类型的不同。传统方法的缺点为：

  —  滤波器的构造：为了检查铸件，通常在大约20个位置对  试样照射X-射线。必须为每个位置配制一个滤波器。实际上，这  种结构非常复杂，因为必须手工地实现。对非常复杂的铸件的滤波  器的设置可能持续到四个星期。由于所确定的滤波器与试样的结构  相匹配，所以逻辑上它们不能被用于不同结构的试样。

  —  万一定位不精确，则滤波失败：当所需要的与实际的试样  位置之间存在大的偏差时，不能进行无误差参考图像的测定，因为  不再满足所设置的滤波器与结构的匹配。在铸件朝编程位置运动的  过程中经常会发生这种问题，因为控制器的若于制动和加速行为可  能导致铸件滑动。

  —  不应用X-射线图像之间的一致性：这些方法在每个数字  化的X-射线图像中寻找材料缺陷，不考虑缺陷可能存在于多个投  影中这个事实。可以使用有关试样位置的信息来得到所记录的X-  射线图像之间的一致性，而一般可在每个控制器中得到试样的位置。  用这种方法，有可能发现在各个图像中所探测的缺陷是真正的铸造  缺陷，还是错误的检测。

X-射线图像序列的评价也是已知的。该方法基于检测者检查铸件寻找材料缺陷的方法。取代单独的图像，他考虑图像序列。试样在检测系统中移动，检测者的眼睛跟踪监视器上出现的细节。当眼睛能够在图像序列中跟踪到缺陷时，便探测到铸造缺陷。该方法允许人们不考虑铸件的构造结构而检查每个试样。

在这种情形中，使用一个滤波器检测来自试样的一系列X-射线图像的每个X-射线图像中假设的铸造缺陷。滤波器的结构取决于试样的构成结构和位置。所分割的假设铸造缺陷的数量不很低，在试图跟踪图像序列中的假定铸造缺陷的过程中，可以消除没有识别出真正的铸造缺陷的错误的检测。

已经在[12]中提出了这种方法，已经制定了两种途径[13，14]，来跟踪图像序列中假定的铸造缺陷：

  —  方法A：由于试样的旋转运动，去除了在图像序列中不形  成椭圆形轨迹的这些假设铸造缺陷[14]。

  —  方法B：借助外极性(epipolar)几何学[3]，在多个图  像中进行检测，看所形成的轨迹的点是否彼此一致[13]。

不过，在[14]中非椭圆形轨迹的识别不够可靠。此外，不能通过外极性条件来直接实现来自三个或四个图像的轨迹点的计算[13]。在某些情况下，不能定义多于两个视图中外极性直线的交叉点的测定[5]。因而铸造缺陷的检测是费时的，并且不可靠。

因而本发明基于增加可靠性并减小错误检测的目的。

根据本发明，通过在开始部分提到的方法来实现该目的，在权利要求1中给出其特征。