一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术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，本发明专利技术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。

Device for detecting surface defect of revolving body and detection method thereof

The invention discloses a device for detecting surface defects of a revolving body. A motor is fixed in one side of the vertical frame of the frame, a fixture is fixed at the end of the output shaft of the motor, a workpiece is fixed coaxially with the output shaft of the motor through the fixture, a camera is arranged in the top frame, a light source A is located under the lens, and a fixture is arranged on the frame. The light source B at the front of the workpiece, the light source C at the right of the workpiece, the light source D at the back of the workpiece and the light source E at the left of the workpiece are all electrically connected with the controller through wires. From the above structure, it can be seen that the device of the present invention for detecting surface defects of revolving bodies and its detection method can obtain the parallax of images in different directions by subtracting the gray values of the images taken from the corresponding positions from multiple angles, reflect the orientation of the workpiece surface according to the parallax, and then distinguish surface scratches, bumps and other shape defects and tables. Surface corrosion, oxidation and other physical defects and oil stain reflection, surface attachment and other pseudo defects.

【技术实现步骤摘要】
一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法
本专利技术涉及一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法的
，具体涉及一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：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。本专利技术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。本专利技术进一步改进方案是，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。本专利技术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。本专利技术更进一步改进方案是，所述顶框的顶部两侧固定有支撑座，光源A的两侧通过水平横杆与支撑座连接，所述水平横杆的两端设有螺纹段，所述螺纹段并穿过支撑座所设的通孔，并且螺纹段上、位于支撑座两侧分别设有锁紧螺母，锁紧螺母将水平横杆与支撑座固定。本专利技术更进一步改进方案是，所述光源C和光源E分别通过“T”型支杆与框架的立框连接，所述“T”型支杆的横杆两端分别设有与立框的支撑柱匹配的滑套，所述滑套上设有螺纹孔，锁紧螺栓穿过螺纹孔将滑套与支撑柱固定；所述“T”型支杆的中间纵杆端部通过摆杆与光源C或光源E连接，所述摆杆面向“T”型支杆的一端和“T”型支杆的端部均设有匹配的轴孔，螺栓分别穿过轴孔后通过螺母锁紧固定，摆杆的另一端固定光源C或光源E。本专利技术更进一步改进方案是，所述光源B和光源D分别通过连接板与框架顶框两侧底部所设的立杆连接，所述连接板面向立杆的一端设有与立杆匹配的滑套，所述滑套上设有螺纹孔，锁紧螺栓穿过螺纹孔将滑套与立杆固定；所述滑套与连接板之间设有摆杆，所述摆杆面向滑套的一端和滑套与摆杆的连接端均设有匹配的轴孔，螺栓分别穿过轴孔后通过螺母锁紧固定，摆杆的另一端与连接板固定。本专利技术更进一步改进方案是，所述连接板上设有安装孔，所述光源B上的固定螺栓和光源D的固定螺栓分别穿过连接板的安装孔后通过螺母固定。本专利技术更进一步改进方案是，所述光源A、光源B、光源C、光源D和光源E各自至工件轴心之间的距离分别相等。本专利技术更进一步改进方案是，所述光源A、光源B和光源D的发光面分别与工件的照射面平行；所述光源C和光源E的发光面与工件的照射面所成的夹角相等。本专利技术更进一步改进方案是，所述相机为线阵相机，所述相机的镜头前设有偏振镜片。利用如上所述的一种检测回转体表面缺陷的装置的检测方法，包括以下步骤：1）将工件固定于夹具，是工件与电机的输出轴同轴心；2）分别通过水平横杆、滑套、摆杆以及连接板调节光源A、光源B、光源C、光源D和光源E，使光源A、光源B和光源D的发光面分别与工件的照射面平行，所述光源C和光源E的发光面与工件的照射面所成的夹角相等；并使光源A、光源B、光源C、光源D和光源E各自至工件轴心之间的距离分别相等；3）控制器控制电机起动，从而带动工件绕输出轴转动；4）然后控制器按照光源B、光源D、光源E、光源C和光源A（7）的顺序依次控制各光源的开启；5）当光源开启后，控制器根据编码器的信号控制相机，当编码器发出信号之后，控制器控制相机进行拍摄，当编码器发出转动完整一周的信号后，控制器控制相机停止拍摄；6）当相机完成了五种光源状态下的拍摄后，控制器分别显示各光源照射下的相片、以及光源B照射下照片和光源D照射下照片结合处理后的相片、光源C照射下照片和光源E照射下照片结合处理后的相片。本专利技术更进一步改进方案是，所述步骤6）中，相片处理的时候，通过对应位置的图像灰度值相减，求取不同方向的图像的视差。本专利技术的有益效果在于：第一、本专利技术的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。第二、本专利技术的一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法，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。第三、本专利技术的一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法，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。第四、本专利技术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。第五、本专利技术的一种检测回转体表面缺陷的装置及其检测方法，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测回转体表面缺陷的装置，其特征在于：包括框架（1），所述框架（1）的一侧立框内固定有电机（2），所述电机（2）的输出轴指向框架（1）内，所述电机（2）的输出轴端部固定有夹具（3），工件（4）通过夹具（3）与电机（2）输出轴同轴固定，所述框架（1）的顶框设有相机（5），所述相机（5）的镜头朝向工件（4），所述框架（1）还设有光源A（7），所述光源A（7）位于镜头下方，所述框架（1）上还设有位于工件（4）前侧的光源B（8）、位于工件（4）右侧的光源C（9）、位于工件（4）后侧的光源D（10）和位于工件（4）左侧的光源E（11），所述光源A（7）、光源B（8）、光源C（9）、光源D（10）和光源E（11）均位于工件（10）的上方，并且光源A（7）、光源B（8）、光源C（9）、光源D（10）和光源E（11）均照向工件（4），所述电机（2）、相机（5）、光源A（7）、光源B（8）、光源C（9）、光源D（10）和光源E（11）均通过导线与控制器（19）电连接。

【技术特征摘要】
1.一种检测回转体表面缺陷的装置，其特征在于：包括框架（1），所述框架（1）的一侧立框内固定有电机（2），所述电机（2）的输出轴指向框架（1）内，所述电机（2）的输出轴端部固定有夹具（3），工件（4）通过夹具（3）与电机（2）输出轴同轴固定，所述框架（1）的顶框设有相机（5），所述相机（5）的镜头朝向工件（4），所述框架（1）还设有光源A（7），所述光源A（7）位于镜头下方，所述框架（1）上还设有位于工件（4）前侧的光源B（8）、位于工件（4）右侧的光源C（9）、位于工件（4）后侧的光源D（10）和位于工件（4）左侧的光源E（11），所述光源A（7）、光源B（8）、光源C（9）、光源D（10）和光源E（11）均位于工件（10）的上方，并且光源A（7）、光源B（8）、光源C（9）、光源D（10）和光源E（11）均照向工件（4），所述电机（2）、相机（5）、光源A（7）、光源B（8）、光源C（9）、光源D（10）和光源E（11）均通过导线与控制器（19）电连接。2.如权利要求1所述的一种检测回转体表面缺陷的装置，其特征在于：所述电机（2）背向输出轴的一端设有编码器（20），所述编码器（20）与控制器（19）通过导线电连接。3.如权利要求1所述的一种检测回转体表面缺陷的装置，其特征在于：所述相机（5）通过光源A（7）与框架（1）的顶框连接。4.如权利要求3所述的一种检测回转体表面缺陷的装置，其特征在于：所述顶框的顶部两侧固定有支撑座（13），光源A（7）的两侧通过水平横杆与支撑座（13）连接，所述水平横杆的两端设有螺纹段，所述螺纹段并穿过支撑座（13）所设的通孔，并且螺纹段上、位于支撑座（13）两侧分别设有锁紧螺母，锁紧螺母将水平横杆与支撑座（13）固定。5.利用如权利要求1所述的一种检测回转体表面缺陷的装置，其特征在于：所述光源C（9）和光源E（11）分别通过“T”型支杆（18）与框架（1）的立框连接，所述“T”型支杆（18）的横杆两端分别设有与立框的支撑柱匹配的滑套（15），所述滑套（15）上设有螺纹孔，锁紧螺栓穿过螺纹孔将滑套（15）与支撑柱固定；所述“T”型支杆（18）的中间纵杆端部通过摆杆（16）与光源C（9）或光源E（11）连接，所述摆杆（16）面向“T”型支杆（18）的一端和“T”型支杆（18）的端部均设有匹配的轴孔，螺栓分别穿过轴孔后通过螺母锁紧固定，摆杆（16）的另一端固定光源C（9）或光源E（11）。6.如权利要求1所述的一种检测回转体表面缺陷的装置，其特征在于：所述光源B（8）和光源D（10）分别通过连接板（17）与框架（1）顶框两侧底部所设的立杆（14）连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫志鸿，王力，
申请(专利权)人：江苏双环齿轮有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32