[实用新型]一种用于磁瓦检测的可调均匀成像光源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械工程照明技术领域，特别涉及一种用于磁瓦检测的可调均匀成像光源装置。

背景技术

磁瓦是一种铁氧体瓦状永磁材料，主要用在永磁电机上，其作用是代替励磁绕组产生磁场。由于具有结构简单、体积小、铜耗低、能耗小和使用可靠等优点，永磁电机在汽车、电动工具、电动玩具、家电、办公设备和计算机等领域应用广泛，这也使得磁瓦需求量巨大。目前，我国是最大的永磁铁氧体材料生产国家。

磁瓦是永磁电机的关键部件，其质量的好坏对永磁电机的性能有很大的影响。在出口产品中，甚至会有因个别磁瓦不合格而导致整批退货的风险。因此分拣出不合格磁瓦具有非常重要的意义。

永磁电机磁瓦生产工艺可以归纳为：预烧料制备、制粉、成型、烧结、磨加工、检分等几个步骤，很多因素都会导致磁瓦出现缺陷。在成型工序中，因为磁瓦为弧形，磁瓦模腔中磁场强度分布不均匀，以及磁粉装填不均匀导致磁粉密度不均匀，都会使磁瓦产生内应力；在烧结过程中又因收缩各向异性，使其内部应力进一步叠加而形成裂纹。磁瓦是硬度较高脆性较大的硬脆材料，在磨削过程中，由于挤压和应力释放，也会导致崩块、掉角等缺陷，也会出现偏磨欠磨等缺陷；在各生产输送过程中，由于碰撞、冲击、震动和挤压也会导致进一步发生崩裂等缺陷。

由于磁瓦种类规格繁多，形状差异很大，检测面多，产量很高，生产节拍很快，1分钟可达到120个，加之磁瓦本身缺陷种类（包括裂纹、崩烂、倒角、欠磨、起级、夹层和污渍等）很多，导致对磁瓦的在线自动检测方法迄今为止都没有取得实质性的进展，一直以来磁瓦生产厂家都还是以人工目视检测为主。这种检测方法由于动强度大，人眼容易疲劳，其精度差、效率低、误检和漏检率较高，质量控制受到人为因素的影响较大，且不稳定；同时，由于磁瓦形状不规则，尺寸较多，难于用人工进行尺寸检测，不能把尺寸不合格的磁瓦剔除，不能对磁瓦进行分等分级以提高生产效益。因此，对于磁瓦这种生产特征属于单件薄利、大批量生产的产品，迫切要求开发出快速、经济、无损、非抽样全面实时在线检测分捡设备，以达到在线高速检测，实现自动分捡以保证全优产品。

机器视觉检测技术正是这样一种先进的检测技术。随着计算机视觉、数字图像处理等信息技术的不断完善和发展，机器视觉检测已经成为工业自动化检测的主要方法。它具有快速、准确、可靠和非接触等突出优点，对提高产品检验的一致性、产品生产的安全性、降低工人劳动强度以及对实现企业的高效生产具有重要作用。

在机器视觉检测系统中，光源和照明是目前机器视觉应用系统成败的关键，好的光源照明应当具有以下特征：

1、尽可能突出目标的特征，在物体需要检测的部分与非检测部分之间尽可能产生明显的区别，增加对比度；

2、保证足够的亮度和稳定性；

3、物体位置的变化不应影响成像的质量。由于LED光源具有显色性好、发光强度高、衰减小和寿命长等优点，在机器视觉领域得到了越来越广泛的应用。

一般来说，一套视觉系统专为某型号产品设计，在光源配置、算法设计和机构设计等方面都存在特定性，并不适合一套机器检测多种产品。磁瓦规格种类很多，一个厂家就可能生产上100种，且磁瓦外形尺寸变化很大。为防止磁瓦在使用过程中出现崩块掉角损坏永磁电机的问题，磁瓦棱边均需要倒角。磁瓦端面就由一个大的弧形平面和若干个倒角面构成。由于倒角面的存在，倒角面与弧形平面对相同照射光的反射角度不同，使倒角面与平面对应的两个成像区域反射到镜头的光强不一样，导致这两个成像区域亮度不一致，一个区域亮度合适，另一个则太暗或太亮（即反光），无法进行图像识别。

要想降低成本，提高实时在线检查速度，最好是一次成像获取磁瓦倒角面与弧形平面的图像。通过大量实验，发现很难利用现成光源达到满意的效果。比如利用4块面光源从4个方向照明，并对每一块光源的照射角度进行调整，对弧度较小的磁瓦，也可以达到比较满意的效果，但由于需要对每一块光源的照射角度进行调整，需要一套计算机控制的调整机构，结构复杂；加之磁瓦规格众多，磁瓦是按订货要求分批次生产，对各个规格的磁瓦，光源所需调整角度不同，技术人员难于在短时间内现场调试获取光源所需的全部照射角度，控制难度较大；对于弧度较大的磁瓦，由于光源与照射面距离变化较大，往往会出现局部反光，很难达到满意的效果。