[发明专利]基于机器视觉的滚针表面缺陷检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承滚针的检测方法和设备。 

背景技术

滚针轴承是机械行业中一个非常重要的零件，使用极其普遍。滚针的加工精度和质量关系到机械产品的使用性能和寿命，我国大多数轴承生产厂家在滚针表面缺陷的检测方面还是依靠机械式、光学式等测量仪器,手段比较落后。这种依靠人力的随机抽样检测方法检测效率低、精度低、易于引进人为误差，亟须改进。

《四川激光》1981刊登了广西壮族自治区机械工业研究所的论文“用激光检测滚针表面质量的自动分选仪”，该论文描述了用激光的方法检测滚针表面质量的自动分选仪。从激光器发出的激光， 经过透镜后会聚成所需大小的光斑照射到转动的滚针上。这时从滚针表面上反射的光便分为漫反射光和镜面反射光（正向反射光）。在此仪器中，仅使镜面反射光反射到硅光三极管上，而用合适的光阑（孔径3毫米）把漫反射光拦掉，也就是说，仅接收镜面反射光。随着滚针表面质量的不同，照射到硅光三极管上的镜面反射光强也不同，从而使光电管输出的光电流也不同，于是由自动控制系统对输出讯号进行处理之后，就能实现自动分选滚针的正、废品，并可自动的显示出来。该方法把轴承滚针的各种表面缺陷如伤痕、斑点、螺纹线等通过激光转化成电信号输出，是间接方法，很不直观，受表面粗糙度影响极大，检测的可靠性不高。且不能检测滚针形状（如倒角、圆角等），同时对检测滚针形状误差的检验工作不适用。

中国专利文献号CN101576509B，公开了名称为“一种基于机器视觉的小球表面缺陷自动检测方法及设备”，公开了一种基于机器视觉的小球表面缺陷自动检测方法及设备，该设备包括小球自动分布装置、摄像装置、自动下料装置和小球自动翻滚装置；小球自动装置通过传送机构在小球自动分布装置、摄像装置和自动下料装置之间自动循环流转，传送机构与PLC连接；PLC与计算机信号连接；其检测方法包括球体大小自动分级、小球的自动上料和自动阵列分布；相机捕获不断变换的球面图像，对有缺陷小球进行行列定位 ，剔除装置剔除缺陷小球和下料步骤。这种检测方法把小球翻滚摄像。然而，该方法及设备不能够用于检测滚针表面缺陷，因为，滚针不能像小球一样翻滚；这种检测设备把小球阵列分布，成组检测，虽可一次检测数个小球，但是间断工作，检测不连续，效率不高；这种检测设备的剔除装置采用负压剔除装置或磁吸式剔除装置，这两种装置的剔除可靠性不高，且负压剔除装置能耗大，磁吸式剔除装置会使零件磁化。因此该方法与设备不适用于滚针表面质量检测。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种能对滚针表面缺陷进行动态检测、连续检测、检测效率高、检测精确度高，适用于工业生产线在线检测的基于机器视觉的滚针表面缺陷检测方法。

本发明的第二目的在于提供一种能对滚针表面缺陷进行动态检测、连续检测、检测效率高、检测精确度高，适用于工业生产线在线检测的基于机器视觉的滚针表面缺陷检测装置。

为了达到上述第一目的，本发明的技术方案是：一种基于机器视觉的滚针表面缺陷检测方法，包括以下步骤：

a、将光源照射在滚针摩擦辊区域，

b、滚针在旋转的滚针摩擦辊上边绕自身轴线旋转、边轴向前行， 

c、由相机对运动到镜头视场区域、且旋转前行的滚针的圆周面进行实时拍照，

d、由计算机控制相机和筛选装置，

e、将相机所拍图像传输到计算机中进行处理，计算机根据滚针的表面信息对滚针是否合格进行判定和结果显示，筛选装置根据判定结果将滚针分开放置。

在a步骤中，所述光源采用同轴光源和弧度拱形光源，同轴光源位于弧度拱形光源的上方，弧度拱形光源位于滚针摩擦辊的上方，且弧度拱形光源的轴线与滚针摩擦辊的轴线及待测滚针的轴线同向。

在b步骤中，由自动上料部分将滚针输送到滚针摩擦辊上，滚针摩擦辊的摩擦力带动滚针绕自身轴线旋转，滚针依靠自动上料部分对滚针的推送力轴向前行，或依靠自动上料部分对滚针的推送力及滚针的重力分力轴向前行。

在c步骤中，所述相机所拍的视场长度控制在单根滚针长度的1.5~1.7倍。

在d步骤中，计算机上设定了相机曝光时间、帧率，还同时控制光源的亮度。