[发明专利]多尺寸多结构工件的荧光磁粉表面缺陷成像检测系统

说明书

本发明公开了一种多尺寸多结构工件的荧光磁粉表面缺陷成像检测系统，该系统包括检测床身、工件对中夹持装置、工件运动机构、磁悬液喷淋与回收装置、磁化装置、紫外光源、自动检测控制单元、图像采集设备及其多自由度运动机构、图像处理单元；工件对中夹持装置用于固定工件并保持其轴线与采集设备光心垂直方向一致；自动检测控制单元用于控制不同类型工件检测方式；磁悬液喷淋与回收装置、磁化装置用于形成表面缺陷磁痕；工件旋转运动机构、紫外光源、图像采集设备相互配合以获取工件不同位置和不同表面图像，并送入图像处理单元获取缺陷信息。本发明可解决不同结构、不同几何尺寸工件的磁粉成像检测问题，检测更安全快速、精确直观。

技术领域

本发明涉及磁粉无损检测技术，具体涉及一种多尺寸多结构工件的荧光磁粉表面缺陷成像检测系统。

背景技术

磁粉检测技术是指在不破坏检测工件的条件下识别出铁磁性工件表面和近表面中的缺陷，如裂纹、发纹、气孔、夹杂、折叠等，具有很高的检测灵敏度，且能直接显示缺陷的形状、位置等信息，检测结果直观，检测成本低廉。

传统的荧光磁粉检测依靠工人人工操作完成，工人的劳动强度大，检测经验也不同，精神状态易受工作环境影响，导致检测效率不高，检测结果的一致性较差，且不可避免存在错检、漏检的现象。此外，检测所使用的光源对人体皮肤有一定的刺激性，长期暴露在该环境中容易引发皮肤病，影响工人健康。

为了克服这些缺点，研究者结合将自动控制技术、图像处理技术应用到磁粉检测系统当中，通过上位机对工件位置与喷淋操作进行控制，利用CCD等图像采集设备获取检测工件表面缺陷图像，并进行分析与处理，从而对铁磁性工件表面缺陷进行定性和定量分析；然而，这类设备主要是针对火车轮等单一对象进行检测的，对不同几何尺寸、含有不规则结构如存在曲面与台阶面的工件适应性低。

发明内容

本发明的目的是提供一种多尺寸多结构工件的荧光磁粉表面缺陷成像检测系统，以解决不同结合尺寸、存在曲面与台阶面等结构工件的磁粉检测的技术问题，达到铁磁性工件表面缺陷尺寸与位置等参数的定量目的。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多尺寸多结构工件的荧光磁粉表面缺陷成像检测系统，包括检测床身、工件对中夹持装置、工件运动机构、磁悬液喷淋与回收装置、磁化装置、紫外光源、自动检测控制单元、图像采集设备、多自由度运动机构和图像处理单元，其中：

工件运动机构包括第一工件旋转运动机构、第二工件旋转运动机构、工件平移运动机构，第一工件旋转运动机构固定于检测床身的检测槽内，第二工件旋转运动机构随工件平移运动机构进行平移运动，以适应不同尺寸的工件，磁化装置包括磁化线圈和导电铜网，图像采集设备包括相机与激光位移传感器，多自由度运动机构包括电动垂直位移台、电动水平位移台、电动旋转台和龙门架脚轮；

磁化装置提供周向、纵向、复合磁化方式及退磁功能，工件对中夹持装置设置在磁化装置的导电铜网上，由可调卡盘构成，与图像采集设备的激光位移传感器配合使得检测工件的轴线与相机光心垂直一致；

磁化装置与工件对中夹持装置设置在第一工件旋转运动机构与第二工件旋转运动机构的内侧，上述各部件轴线一致；第二工件旋转运动机构位于工件平移运动机构的上方，工件平移运动机构根据检测工件的尺寸调节第一工件旋转运动机构与第二工件旋转运动机构的间隔距离；

工件运动机构设置在检测床身的检测槽内，磁悬液喷淋与回收装置设置于检测槽的一侧，喷淋范围覆盖工件平移运动机构的整个行程，适应不同长度检测工件的喷淋；

图像采集设备位于工件运动机构正上方，其周围安装有紫外光源，图像采集设备的激光位移传感器位于相机的一侧，相机通过连杆与多自由度运动机构的电动旋转台连接，电动旋转台由第三电机驱动旋转；电动旋转台通过连杆固定于电动垂直位移台的底部，电动垂直位移台由第二电机驱动进行上下垂直运动；电动垂直位移台设置在电动水平位移台上，电动水平位移台由第一电机驱动进行水平位移运动，电动水平位移台固定于龙门架上，龙门架通过龙门架脚轮控制移动；