[发明专利]一种曲轴轴肩清根的视觉检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业零件检测技术领域，特别是一种曲轴轴肩清根的视觉检测方法及装置。

背景技术

众所周知，对机械加工零件进行检测是现代制造业在生产线上的一个必要环节，所以提高检测效率、减少检测所用时间，是提高生产效率的重要途径。

本发明所述的工业用曲轴零件应用广且应用数量多，如常见的发动机、压力机用曲轴，其两个定位轴肩端面需要与两个轴承端面紧密配合，才满足产品要求。针对这类需要精密配合的曲轴零件，在完成粗加工后，还需进一步精加工，加工现场常称此工序为“清根处理”(以下简称“清根”)。清根的目的主要有两个方面：一是对曲轴曲面的精加工，以满足与轴承内圈的配合要求；二是去除根部突起、毛刺等加工冗余物料，通常是对轴肩根部进行一定量物料清除，以保证轴肩端面和轴承端面的紧密配合。

目前，工业现场对曲轴两个轴肩清根是否彻底的检测，常采用接触式的卡尺、三坐标测量机等设备完成，其存在着测量过程耗时长、效率低等缺点，且检测成本较高，例如接触式设备，其费用高、易磨损、寿命短，容易造成不必要设备开支，而曲轴应用广、生产量大，制造线在检测阶段常需要大量工人去完成，这在很大程度上增加了成本，也降低了生产效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种曲轴轴肩清根的视觉检测方法及装置，解决了现有技术中检测精度不高、检测时间长且检测成本高等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种曲轴轴肩清根的视觉检测方法，包括按顺序进行的如下步骤：

步骤[1]图像获取：将曲轴零件放置于V型铁载物台上，调整V型铁和相机光源位置，使零件处于摄像机获取范围且清晰的呈现在图像视野内，采集清晰、经背面白光源照射呈现黑色的曲轴零件轮廓图像；

步骤[2]图像边缘拟合：对步骤[1]中获取的图像进行边缘拟合，获得具有清晰边缘特征的曲轴零件图像；

步骤[3]图像直线特征识别处理：由步骤[2]所得的边缘拟合图像，采用直线检测方式检测其边缘直线特征，获取若干条直线，并将其中具有相似直线特征的多条直线拟合为一条直线，最终获得六条功能直线；

步骤[4]功能信息识别提取：采用下述方法提取直线和轴肩根部直线交点信息：

(1)利用斜率限制识别水平直线段和竖直直线段；

(2)在完成直线类型判断后，利用直线段端点坐标值获取直线在图像中的相对位置；

(3)计算并存储各直线位置信息和提取轴肩根部直线交点坐标；

步骤[5]轴肩根部清除量检测：步骤如下：

(1)定位上述所得四个功能点，根据所得六条功能直线的方程，将轴肩根部划分为四个功能区域，区域大小由自定义阈值决定；

(2)当处于背面白色光源的照射下，上述四个功能区域，如果具有一定清除量，则清除区域在图像中显示为白色，反之则全是表示实体的黑色；依次对四个功能区域内点象素值分析识别，存储其含有的白色像素点数目；

(3)判断所述白色像素点数，若上述步骤所得白色像素点数目为零或低于阈值1时即判定为轴肩根部清除量不合格；若白色像素点数目高于阈值1小于阈值2，判定轴肩根部清除量合格。

优选的，步骤[2]中对图像边缘进行拟合的具体步骤为：

(1)将灰度较大的中央实体部分设置为功能兴趣区域；

(2)将功能区域由时域转换到频域空间，获得图像在频域空间下的频谱图，由频谱信息可统计图像频率数据；

(3)取频率数据的平均值作为衡量标准，找到频率变化最剧烈的一系列点，这些点为图像前后景分割点，即实体边缘；

(4)保留频率突变的点，去除频率变化平缓的点，逆变换到时域空间，得到图像轮廓图像；

(5)拟合封闭轮廓图像：不相邻像素间通过最短像素距离连接封闭，对位于区域外的黑色像素点和存在的黑色连通域，采用面积阈值作为衡量标准，遍历图像中的边缘图像，连通域面积小于设定阈值时作为噪点区域处理，转为白色；

(6)区域内点转为黑色，获得具有清晰边缘特征的曲轴零件图像。

优选的，步骤[3]中对相似直线特征的多条直线拟合为一条直线的步骤为：

(1)识别直线特征，计算并存储所得直线端点坐标和直线斜率；