[发明专利]一种活塞杆表面显微缺陷的光学检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种活塞杆表面显微缺陷的光学检测系统，包括：相对且同轴设置的一对顶尖机构；带动所述顶尖机构相向或反向运动以顶持或松开活塞杆的第一线性驱动机构；获取活塞杆表面图像的线扫描相机；带动所述线扫描相机沿所述活塞杆轴向移动的第二线性驱动机构；带动所述线扫描相机垂直靠近或远离所述活塞杆的第三线性驱动机构；驱动所述活塞杆自转的旋转驱动机构。采用左右两个顶尖机构对活塞杆进行顶持，并通过旋转驱动机构带动活塞杆旋转，通过第二线性驱动机构带动线扫描相机轴向移动，从而实现活塞杆外表面各处的扫描，实现了活塞杆表面的清晰成像目的。

技术领域

本发明属于活塞杆表面检测技术领域，尤其涉及一种用于检测液压活塞杆表面显微缺陷的光学检测系统及方法。

背景技术

液压活塞杆是液压缸的重要组成，其表面需要经过精车、精磨、电镀、抛光以后，才能实现与液压缸套的完美配合，既能有足够的间隙可以沿着轴向移动，又能通过密封圈实现高压液压油的密封。

然而，活塞杆在制造过程中，不可避免会出现各种表面缺陷，比如：在电镀过程中，由于表面清洗不完全，残留的灰尘导致铬坑、麻点等缺陷，这些缺陷的尺寸，一般在10-500微米之间，这些显微缺陷，将成为液压油密封系统中的泄露通道，严重影响液压缸的性能。为此，在液压活塞杆的制造过程中，需要在电镀抛光后，对活塞杆的表面进行检测，确保表面的显微缺陷数量在一定的范围之内。

目前，活塞杆表面显微缺陷的检测，主要依赖人工检测。检测工人将强光打在活塞杆表面，进行活塞杆表面质量观察，如果发现有黑点或者弱反光的情况，即判定为缺陷，并人工标记下来，缺陷的尺寸则依赖经验判断。这种检测方法的缺点在于：1)强光在光洁的活塞杆表面强烈反射形成炫光，对人眼有一定的伤害，长期工作，导致工人视力下降；2)缺陷的尺寸、类型无法定量测量，难以指导加工工艺的改进；3)人工检测存在大量的漏检，导致活塞杆质量难以稳定。

为此，有必要发展一种基于机器视觉的液压活塞杆表面显微缺陷的光学检测方法及其系统。然而，常规的光学检测方法和系统在液压活塞杆表面显微缺陷检测中，面临着几方面的难题：1)活塞杆表面是精密加工的曲面，加工精度达到镜面级，光照在表面形成强烈反射，普通的面阵列CCD相机容易饱和，难以实现活塞杆表面的清晰成像；2)液压杆一般有900-2500mm长，直径在50-150mm之间，常规的显微缺陷检测方法，难以实现活塞杆圆柱面的清晰成像。

发明内容

针对上述难题，本发明提出了一种液压活塞杆表面显微缺陷的光学检测系统及方法。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

一种活塞杆表面显微缺陷的光学检测系统，包括：

相对且同轴设置的一对顶尖机构；

带动所述顶尖机构相向或反向运动以顶持或松开活塞杆的第一线性驱动机构；

获取活塞杆表面图像的线扫描相机；

带动所述线扫描相机沿所述活塞杆轴向移动的第二线性驱动机构；

带动所述线扫描相机垂直靠近或远离所述活塞杆的第三线性驱动机构；以及，

驱动所述活塞杆自转的旋转驱动机构。

进一步的，所述旋转驱动机构包括设置于所述活塞杆下方的一对摩擦轮组、驱动所述摩擦轮组旋转的驱动电机，一对所述摩擦轮组之间形成有容置所述活塞杆的容置腔。

进一步的，还包括设置于所述活塞杆底部两端的一对抬升机构，所述抬升机构包括支撑座和带动所述支座座上下移动的第一顶升缸，所述支撑座的顶部设有用于容置所述活塞杆的槽体。

进一步的，所述旋转驱动机构还包括驱动所述摩擦轮组上下移动以靠近或远离所述活塞杆的第二顶升缸。