[发明专利]一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法

说明书

本发明公开了一种检测回转体表面缺陷的装置，框架的一侧立框内固定有电机，电机的输出轴端部固定有夹具，工件通过夹具与电机输出轴同轴固定，框架的顶框设有相机，框架还设有光源A，光源A位于镜头下方，框架上还设有位于工件前侧的光源B、位于工件右侧的光源C、位于工件后侧的光源D和位于工件左侧的光源E，电机、相机、光源A、光源B、光源C、光源D和光源E均通过导线与控制器电连接。从上述结构可知，本发明的一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法，通过多角度拍摄对应位置的图像灰度值相减，求取不同方向的图像的视差，根据视差反应工件表面的方向性，进而区分表面划伤、磕碰等形状缺陷、表面腐蚀、氧化等物性缺陷和油渍反光、表面附着等伪缺陷。

技术领域

本发明涉及一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法的技术领域，具体涉及一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法。

背景技术

回转体是机加工零件的常见形式，如轴、轴承、盘、套等，在夹持、加工的过程中或加工后的运装过程中，难免会发生磕碰、夹伤、划擦等问题，使这类零件的表面产生各种缺陷，这些缺陷有时会影响到产品的使用或后续的加工，因此缺陷检测时经常是必须要实现的工序。

对于机加工件，常见的材料是金属材料，在缺陷的检测过程中会遇到几个难题，一是金属表面的反光问题，二是金属表面的机油、防腐蚀液等因素的干扰，因此会对图像采集和处理提出挑战，例如，如采用常用的面阵相机采像的话，由于金属有较强的镜面反射效果，如图1所示，在光源的照明下，有些区域已经“过曝光”，而有些区域处于“欠曝光”，无论是“过曝光”还是“欠曝光”，都会造成信号的缺失。

油污和防腐蚀液对于视觉系统也会造成很大的干扰，在图像采集之前可以清洗一次，但为了防止机加工件的氧化和腐蚀，防腐蚀液通常要保留，防腐蚀液在金属表面经常不会均匀分布，因此在光源的照明下也会形成不均匀的强反光，造成图像干扰。

另外，在缺陷识别过程中，为了保证图像处理算法的可靠性，还要保证缺陷特征明显，而且与其它干扰特征（如附着物、指纹、加持油迹等）有较大的区分度，也需要在光路和光源的角度出发，提高图像质量。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法，回转机构带动被检测的回转体零件做旋转动作，线阵相机位于旋转体的上方或其他方向，当旋转体旋转一周后，相机即可采集到旋转体的表面的展开图像；当旋转体旋转一周时，编码器给线阵相机以帧触发信号，同时给多角度光源以切换信号，使前上方、后上方、左上方、右上方和同轴五个方向的光源分别依次打开，以获取不同角度照明的图像；在镜头前面增加偏振片用于减小工件表面液体物质（如油渍、防腐蚀液等）的反光；通过多角度拍摄对应位置的图像灰度值相减，求取不同方向的图像的视差，根据视差反应工件表面的方向性，进而区分表面划伤、磕碰等形状缺陷、表面腐蚀、氧化等物性缺陷和油渍反光、表面附着等伪缺陷；不同方向上的光源照明角度也可以变化，可进一步获取金属表面在朗伯反射条件下的角度。

本发明所采取的技术方案是：

一种检测回转体表面缺陷的装置，包括框架，所述框架的一侧立框内固定有电机，所述电机的输出轴指向框架内，所述电机的输出轴端部固定有夹具，工件通过夹具与电机输出轴同轴固定，所述框架的顶框设有相机，所述相机的镜头朝向工件，所述框架还设有光源A，所述光源A位于镜头下方，所述框架上还设有位于工件前侧的光源B、位于工件右侧的光源C、位于工件后侧的光源D和位于工件左侧的光源E，所述光源A、光源B、光源C、光源D和光源E均位于工件的上方，并且光源A、光源B、光源C、光源D和光源E均照向工件，所述电机、相机、光源A、光源B、光源C、光源D和光源E均通过导线与控制器电连接。

本发明进一步改进方案是，所述电机背向输出轴的一端设有编码器，所述编码器与控制器通过导线电连接。

本发明更进一步改进方案是，所述相机通过光源A与框架的顶框连接。