基于齿轮的齿形缺陷检测方法技术

本发明专利技术涉及齿轮缺陷检测技术领域，具体涉及一种基于齿轮的齿形缺陷检测方法，该方法包括：获取齿轮灰度图像，并获取图像上的圆形边缘和轮齿边缘，计算轮齿边缘上各像素点到圆形边缘中圆心点的距离得到像素点的指示距离，构成指示距离序列；获取轮齿点间隔点，根据轮齿点间隔中像素点的指示距离计算齿形缺陷程度；根据齿形缺陷程判断轮齿是否存在缺陷；若存在缺陷，则获取指示距离序列中各元素与其相邻元素的差值构成距离差值序列；根据距离差值序列中元素之和的取值，确定齿轮是否存在形状缺陷；若存在，则根据指示距离序列中元素计算齿形评价指标，根据齿形评价指标判断齿轮是否存在位置缺陷。本发明专利技术能够实现检测全程自动化且效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
基于齿轮的齿形缺陷检测方法


[0001]本专利技术涉及齿轮缺陷检测
，具体涉及一种基于齿轮的齿形缺陷检测方法。

技术介绍

[0002]在我国，齿轮工业在近年来得到了快速发展,已成为我国机械基础件中规模最大的行业。齿轮是机械装备的重要基础零件，几乎所有的机械装备的主要传动部件都是齿轮传动。齿轮在工业生产中担当着至关重要的角色，其质量好坏决定了机械装备能否正常运转。其中齿形若存在缺陷，齿轮在转动时会出现卡顿的情况，容易对机械设备造成损伤，因此对齿轮的质量检测极其重要，因齿轮的精度要求比较高，现阶段的齿轮检测大多数是通过专门的仪器和量具对齿轮进行检测，效率过于低下且操作繁琐。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于齿轮的齿形缺陷检测方法，所采用的技术方案具体如下：获取齿轮灰度图像，利用边缘检测提取齿轮灰度图像上的边缘信息得到圆形边缘和轮齿边缘；获取圆形边缘的圆心点，计算轮齿边缘上各像素点到所述圆心点的距离得到像素点的指示距离；从轮齿边缘上任一像素点开始按照设定方向依次获取轮齿边缘上各个像素点的指示距离，构成指示距离序列；获取指示距离序列中各元素与其首次相等的元素之间的元素对应的像素点记为轮齿点间隔；并计算在轮齿边缘上各轮齿点间隔中所有像素点的指示距离的均值；根据所述均值与轮齿边缘上所有像素点的指示距离均值的差值，得到齿形缺陷程度；若齿形缺陷程度小于程度阈值，则齿轮的齿形没有缺陷；若齿形缺陷程度大于程度阈值，则齿轮的齿形有缺陷；获取指示距离序列中各元素与其相邻元素的差值，构成距离差值序列；将距离差值序列均分为多个子序列，若每个子序列中元素的和均为第一数值，则齿轮的齿形存在位置缺陷；若存在子序列中元素的和不等于第一数值，则获取指示距离序列中的最小值，并获取与最小值取值相同的元素记为最小值元素，根据指示距离序列中各最小值元素之间的像素点数量，计算齿形评价指标；若齿形评价指标大于评价阈值，则齿轮的齿形具有位置缺陷和形状缺陷，若齿形评价指标小于评价阈值，则齿轮的齿形具有形状缺陷。
[0004]优选地，所述获取圆形边缘区域的圆心点具体为：计算圆形边缘上任一像素点与圆形边缘上其他像素点的距离，获取距离最长的两个点连接得到的线段为第一线段；选取除所述任一像素点之外的圆形边缘上的一像素点，计算该像素点与圆心边缘上其他像素点的距离，获取距离最长的两个点连接得到的线段为第二线段；所述第一线段和第二线段的交点为圆形边缘区域的圆心点。
[0005]优选地，所述齿形缺陷程度的获取方法具体为：
其中，表示轮齿点间隔中像素点的数量为时对应的齿形缺陷程度，n为轮齿边缘上像素点的总数量，为轮齿点间隔中像素点的数量，表示第j个轮齿点间隔中像素点的数量，表示轮齿边缘线上第k个像素点的指示距离，表示轮齿边缘线上第o个像素点的指示距离。
[0006]优选地，所述获取指示距离序列中各元素与其相邻元素的差值具体为：获取指示距离序列中当前元素与下一元素的差值。
[0007]优选地，所述齿形评价指标的获取方法具体为：获取指示距离序列中的最小值，并获取与最小值取值相同且位置上连续的元素记为最小值元素，将所有最小值元素构成第一序列；获取指示距离序列中第二小的数值，并获取与第二小的数值相同且位置上连续的元素记为第二小值元素，将所有第二小值元素构成第二序列；以此类推，最终得到b个序列；根据所述b个序列中元素数量的均值，得到齿形评价指标。
[0008]优选地，所述齿形评价指标的计算公式为：其中，X表示齿形评价指标，表示第a序列中元素的数量，b表示序列的数量。
[0009]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：本专利技术通过计算轮齿边缘线上各像素点到内部圆形区域中圆心点的距离得到指示距离，基于在同一个轮齿上互相对称的像素点的指示距离相等，获取轮齿点间隔，根据轮齿点间隔中像素点的指示距离均值和轮齿边缘线上所有像素点的指示距离均值计算齿形缺陷程度，进行判断齿轮是否存在缺陷。并且根据齿轮上各轮齿的形状和结构特征进一步判断齿轮的缺陷类型。本专利技术能够对齿轮的缺陷类型进行精准地分类，能够实现检测全程自动化且效率更高。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0011]图1是本专利技术的一种基于齿轮的齿形缺陷检测方法的方法流程图。
具体实施方式
[0012]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种基于齿轮的齿形缺陷检测方法，其具体实
施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0013]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0014]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种基于齿轮的齿形缺陷检测方法的具体方案。
[0015]本专利技术所针对的具体场景为：利用计算机视觉技术把加工好准备封装的齿轮进行其齿形的检测，并根据齿形的缺陷类型对齿轮进行分离，通过不同的传送带进行传输，保证同一封装带里的齿轮为同种状态的齿轮。在齿轮的齿形缺陷检测过程中，齿轮通过传送带传送过来至检测平台，通过检测平台检测之后根据其齿形的缺陷类型送至不同的传送带上从而实现对齿轮的分类处理。
[0016]实施例1：请参阅图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的一种基于齿轮的齿形缺陷检测方法的方法流程图，该方法包括以下步骤：步骤一，获取齿轮灰度图像，利用边缘检测提取齿轮灰度图像上的边缘信息得到圆形边缘和轮齿边缘；获取圆形边缘的圆心点，计算轮齿边缘上各像素点到所述圆心点的距离得到像素点的指示距离；从轮齿边缘上任一像素点开始按照设定方向依次获取轮齿边缘上各个像素点的指示距离，构成指示距离序列。
[0017]首先，本专利技术需要实现对齿轮的齿形缺陷检测以及分类处理，所以需要布置相应的检测平台以及传送装置，包括相机、采样平台、传送带。利用相机采集齿轮图像，对齿轮图像中的轮齿的形状以及位置进行检验并判断是否出现缺陷异常的情况，获得当前齿轮的实际状态，最后根据齿轮状态使其传输至不同的传送带上从而实现对齿轮的分类，将不同缺陷状态的齿轮进行区分，筛选出合格的齿轮进行封装提高产品的合格率。
[0018]通过相机获取齿轮图像，并将齿轮图像进行灰度化处理得到齿轮灰度图像，利用canny算法对齿轮灰度图像进行边缘检测，得到齿轮边缘图像，所述齿轮边缘图像上包括圆形边缘和轮齿边缘。需要说明的是，标准的齿轮内部为一个圆形区域，外轮廓的四周则均匀分布着一定规格的轮齿。通过形态学闭运算对获得的齿轮边缘图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于齿轮的齿形缺陷检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取齿轮灰度图像，利用边缘检测提取齿轮灰度图像上的边缘信息得到圆形边缘和轮齿边缘；获取圆形边缘的圆心点，计算轮齿边缘上各像素点到所述圆心点的距离得到像素点的指示距离；从轮齿边缘上任一像素点开始按照设定方向依次获取轮齿边缘上各个像素点的指示距离，构成指示距离序列；获取指示距离序列中各元素与其首次相等的元素之间的元素对应的像素点记为轮齿点间隔；并计算在轮齿边缘上各轮齿点间隔中所有像素点的指示距离的均值；根据所述均值与轮齿边缘上所有像素点的指示距离均值的差值，得到齿形缺陷程度；若齿形缺陷程度小于程度阈值，则齿轮的齿形没有缺陷；若齿形缺陷程度大于程度阈值，则齿轮的齿形有缺陷；获取指示距离序列中各元素与其相邻元素的差值，构成距离差值序列；将距离差值序列均分为多个子序列，若每个子序列中元素的和均为第一数值，则齿轮的齿形存在位置缺陷；若存在子序列中元素的和不等于第一数值，则获取指示距离序列中的最小值，并获取与最小值取值相同的元素记为最小值元素，根据指示距离序列中各最小值元素之间的像素点数量，计算齿形评价指标；若齿形评价指标大于评价阈值，则齿轮的齿形具有位置缺陷和形状缺陷，若齿形评价指标小于评价阈值，则齿轮的齿形具有形状缺陷。2.根据权利要求1所述的一种基于齿轮的齿形缺陷检测方法，其特征在于，所述获取圆形边缘区域的圆心点具体为：计算圆形边缘上任一像素点与圆形边缘上其他像素点的距离，获取距离最长的两个点连接得到的线段为第一线段；选...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷飞，
申请(专利权)人：南通兴拓精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：