[发明专利]用于弧面外观检测的机器视觉系统及检测方法

说明书

一种用于弧面外观检测的机器视觉系统及检测方法，其中系统包括线阵相机、成像镜头、图像采集模块、线性光源、控制计算机、XYO三轴运动平台和运动控制模块；所述成像镜头位于XYO三轴运动平台一侧，镜头朝向被检物的弧面；所述线阵相机将成像镜头传送过来的摸似图像转换成数字图像；线性光源直射被检物的检测位；所述图像采集模块电性连接所述的线阵相机与控制计算机；所述运动控制模块电性连接所述的控制计算机和XYO三轴运动平台。本发明提高了数据的准确性，从而实现运动与图像采集同步。

技术领域

本发明涉及一种用于弧面外观检测的机器视觉系统及检测方法。

技术背景

在外观缺陷检测领域中，许多检测系统要求相机在检测目标表面以同一速度通过同一拍照位时进行拍摄。如果检测目标表面运动不是同一速度，二者之间不能同步，将不可避免地产生误差。因此，实现弧面外观检测是外观检测领域的一个难点。

传统的检测平台大多以人工检测平台为主，工人通过使用点规、卡尺以及读数放大镜等，通过在各种光照情况下，利用肉眼观察检测物表面来对检测物的外观缺陷进行评估和测量，检测标准难以统一。在自动化领域中，有机器视觉系统采用面阵相机,但检测灵敏度无法达到要求。另外，在规则且属于同一个圆的弧面检测中，可以使用旋转轴使检测目标表面以同一速度通过同一拍照位，但无法适用于非规则曲线的弧面，而许多工业产品的表面为非规则弧面。

因此，以非规则曲线的弧面检测为目标来设计相关装置，实现检测目标表面以同一速度通过拍照位，完成非规则弧面外观检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有上述技术的缺陷，提供一种用于弧面外观检测的机器视觉系统及检测方法，能够精确保证检测目标表面以同一速度通过同一拍照位，确保线阵相机在每一移动位置都能采集到所需的数据，提高了数据的准确性，从而实现运动与图像采集同步。

本发明的技术方案是：提供一种用于弧面外观检测的机器视觉系统，包括：线阵相机、成像镜头、图像采集模块、线性光源、控制计算机、XYO三轴运动平台和运动控制模块；所述成像镜头位于XYO三轴运动平台一侧，镜头朝向被检物的弧面；所述线阵相机将成像镜头传送过来的模拟图像转换成数字图像；线性光源直射被检物的检测位；所述图像采集模块电性连接所述的线阵相机与控制计算机；所述运动控制模块电性连接所述的控制计算机和XYO三轴运动平台。

作为对本发明的改进，所述控制计算机用于计算运动轨迹数据，编辑运动控制模块程序和接收图像；所述运动轨迹数据计算过程为：将目标弧面转换为二维轨迹；在轨迹上根据检测精度等距取点,得到每点坐标x y；根据每点坐标在轨迹上的外切线得出实际旋转角C；根据每点坐标的实际旋转角C、拍摄位坐标Xc、Yc计算实际的XY行程；获得每点坐标的三轴位置；

公式为

运用插补功能，约束通过拍照位的表面速度一致；具体速度的计算由运动控制模块进行，以保证经过两点间的时间一致。

作为对本发明的改进，所述XYO三轴运动平台包括X向直线驱动机构、Y向直线驱动机构和旋转轴，在所述X向直线驱动机构上设有第一光栅尺，在所述X向直线驱动机构上设有与第一光栅尺垂直的第二光栅尺，在所述旋转轴设有编码器。

本发明还提供一种基于机器视觉系统的弧面外观检测方法，包括：

S1、XYO三轴运动平台的光栅尺和编码器，与运动控制模块、控制计算机、图像采集模块和线阵相机构成全闭环系统，用于实时反馈位置信息；

S2、运动控制模块在同步系统中读取光栅尺与编码器的位置信息，以及进行实时位置速度校正；

S3、相机拍摄与运动轨迹同时开始和结束；