[发明专利]一种基于线阵相机的在位砂轮快速全场检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于线阵相机的在位砂轮快速全场检测方法及系统，利用线阵相机的工作原理，通过传动机构，既具有单级驱动传动，控制系统逻辑简单，又能快速、精确获取砂轮的全场表面二维形貌，如单颗磨粒的面积、粒径、磨粒之间的间距、砂轮磨粒的密度分布、全场单颗磨粒的坐标、判断磨粒是否脱落、及脱落坐标等二维信息。本发明特别适用于砂轮的在位检测，完成自动对焦、标定、图像获取、分析统计等操作，使用方便。而且所述的系统轻便，机动性强。本发明也可用于其他可运动的待检测对象；本发明所述的系统中，离线检测平台可实施为独立结构，可替换为其他可运动的待检测对象，即可实现对其他对象的表面二维形貌的全场检测。

技术领域

本发明涉及砂轮表面二维形貌检测领域，更具体地说，涉及一种基于线阵相机的在位砂轮快速全场检测方法，以及一种基于线阵相机的在位砂轮快速全场检测系统。

背景技术

砂轮的二维形貌检测方法，可获得砂轮的各种二维形貌用于指导生产。现有技术中，公开了不同实现原理的砂轮表面二维形貌检测方法，主要如下：

1、触针法

触针法通常还分为电感式和电容式，工作时，触针随着砂轮形貌上下运动，导致电感传感器的电感量变化，电路将这变化转化为变化的电压，最后由记录仪显示形貌。触针法虽然简单直观，但是速度慢，不能实现在位检测，容易对物体造成划伤，触针容易磨损，测量精度受到针尖半径的限制，且难以获得X-Y轴的二维信息。

2、印迹法

印迹法，又名滚动复印法。具体原理是：缓慢转动砂轮，并且移动复写纸和玻璃板，玻璃板上得到砂轮表面形貌。通过采用点算法可以求出磨粒的密度分布。但印迹法不能进行在位检测，对检测砂轮的操作工人技术要求很高，工作强度很大，测量精度低。

3、激光功率谱法

当激光投射到砂轮表面时，其反射光在衍射场上，呈现砂轮表面形貌的激光功率谱图像，检测激光功率谱图像，就可测定砂轮表面的特性及参数。激光功率谱法，分辨率低，采样面积小，获得的磨粒面积和粒径，是采样面积中磨粒的平均面积与粒径，但并不能获得单颗磨粒粒径、面积，获取的磨粒之间的间距，是采样面积中，磨粒的平均间距。

4、光电检测法

通过透镜使两光源聚焦，并重合落在砂轮表面，磨粒切刃小棱面反射光经过矩形光栅射入光电倍增管，形成矩形波，根据矩形波得出刃距和消耗面长度。但光电检测法分辨率低，采样面积小，费时，随意性大；获得的磨粒面积和粒径，都是采样面积中磨粒的平均面积与粒径，并不能获得单颗磨粒粒径、面积，获取的磨粒之间的间距，是采样面积中磨粒的平均间距。

5、液压法

旋转的砂轮将磨削液带入砂轮和压力传感器之间的间隙，并产生液压，这个压力通过压力传感器转化为电信号，分析电信号，即可实现形貌的检测。但液压法无法获得完整的砂轮二维形貌信息。

6、声发射法

砂轮在磨削过程中释放出的弹性波经AE传感器转化为电信号，经过放大，滤波，取包络后，用双阈值判别法进行比较，判别是否钝化。但声发射法无法获得完整的砂轮二维形貌信息。。

砂轮的表面形貌二维信息检测方法除了以上的几种具有代表的方法之外，还有其它的检测方法，通过对各种测量方法的分析对比，各种检测方法都有各自的优点，也存在各自的问题，如检测速度太慢，快速性得不到满足，不能获得完整全场X-Y轴二维信息，磨粒密度不易计算。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以快速获取砂轮完整全场X-Y轴二维形貌信息的一种基于线阵相机的在位砂轮快速全场检测方法及系统。

本发明的技术方案如下：