一种气弹簧杆表面缺陷检测系统及其检测方法与流程

本发明涉及自动检测设备技术领域，尤其涉及一种气弹簧杆的表面缺陷检测系统及其检测方法。

背景技术：

气弹簧(gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。它在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。高质量的气弹簧产品应具有良好的密封性(不滴漏) 、内阻小(压缩力小)且有足够的回弹力、适宜的回弹速度、足够的锁紧力等。因此对其弹簧杆质量要求很高。

在工业生产线上，为了满足生产速度和产品质量的要求，需要配合生产线上的各个流程做好外观、尺寸等性能指标的检测。现有的检测方法为人工手动检测。对于气弹簧杆这种参数多、外观缺陷不明显的对象来说，人工检测气弹簧杆表面缺陷是通过手摸、目视、光照反射、光照投影等方法进行检查。

上述手工检测的方法的整体检测效率较低，而且对于各个工人的工作强度较大。检测工人容易受到其他外界因素，例如疲劳等的影响，容易出现漏检误检的现象，检查精确度不高，对最终的产品质量造成影响。尤其是在大批量的工业生产过程中，检测速度和精确度都很难满足要求。

因此，现有技术还有待发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种气弹簧杆的表面缺陷检测系统及其检测方法，旨在解决现有的人工检测方式检测效率低，精确度不高，工人工作强度大的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种气弹簧杆表面缺陷检测系统，包括机架及上位机控制系统，其中，还包括：一同轴环形光源，所述同轴环形光源固定在所述机架上，以待检测气弹簧杆工位为中心设置；若干用于采集图像信息的工业相机，所述工业相机沿所述同轴环形光源的圆周方向均匀设置，通过一相机连接块固定在所述机架上；

所述同轴环形光源均匀照射所述工业相机的图像采集区域，所述工业相机采集气弹簧杆的圆周表面图像；

一推料机构，所述推料机构用于将气弹簧杆工件推入和推出所述工业相机形成的气弹簧杆表面检测工位。

所述的气弹簧杆表面缺陷检测系统，其中，所述工业相机设置为4个，每个工业相机间隔90°，沿待检测气弹簧杆的表面圆周方向设置。

所述的气弹簧杆表面缺陷检测系统，其中，所述推料机构步进式推进待检测气弹簧杆工件穿过所述气弹簧杆表面检测工位。

所述的气弹簧杆表面缺陷检测系统，其中，所述工业相机的图像采集区域的轴向方向长度为10mm。

所述的气弹簧杆表面缺陷检测系统，其中，所述同轴环形光源通过螺栓固定在一同轴光源固定块上；所述同轴光源固定块通过光源连接块固定在所述机架的预定位置上。

一种应用如上所述的气弹簧杆表面缺陷检测系统的气弹簧杆表面检测方法，其中，所述方法包括：

A、通过所述工业相机采集标准气弹簧杆工件的圆周表面图像作为模板，存储到上位机控制系统中；

B、通过工业相机采集待检测气弹簧杆工件的圆周表面图像，并上传至所述上位机控制系统中；

C、通过所述上位机控制系统对所述圆周表面图像进行预处理；

D、基于预定的图像匹配算法，判断预处理后的圆周表面图像和模板的匹配程度是否满足预定的要求。

所述的气弹簧杆表面检测方法，其中，所述步骤B具体包括：

推料机构每次将待检测气弹簧杆工件推进10mm，所述工业相机每隔10mm获取一次待检测气弹簧杆工件的圆周表面图像，直至待检测气弹簧杆的圆周表面图像全部获取完毕。

有益效果：本发明提供的一种气弹簧杆的表面缺陷检测系统及其检测方法，利用机器视觉检测技术，实现了对生产线上的气弹簧杆杆表面缺陷的非接触无损在线自动检测，整个检测过程为自动化操作过程，检测效率高，检测的精度和稳定性均能够得到很好的保障，相对于传统的人工检测，节省了空间，减少了设备成本，提高了工作效率和精确度，能够很好的适应大批量的工业生产过程。

附图说明

图1为本发明具体实施例的气弹簧杆的表面缺陷检测系统的结构示意图。

图2为本发明具体实施例的气弹簧杆的表面缺陷其检测方法的方法流程图。

图3为本发明具体实施例的气弹簧杆的表面缺陷检测系统的推料机构的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种气弹簧杆的表面缺陷检测系统及其检测方法。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明具体实施例中，所述气弹簧杆多工位在线自动检测设备包括：机架10及上位机控制系统。

如图1所示，所述表面缺陷检测系统包括：同轴环形光源100，若干用于采集图像信息的工业相机200以及推料机构300。具体的，所述工业相机为工业级面阵CMOS相机。

所述同轴环形光源100固定在所述机架10上，以待检测气弹簧杆工件为中心设置。所述工业相机200沿所述同轴环形光源的圆周方向均匀设置，通过一相机连接块210固定在所述机架10上。

呈圆周方向设置的工业相机200采集在表面检测工位中的气弹簧杆的圆周表面图像。所述同轴环形光源100均匀照射所述工业相机的图像采集区域，以保证采集的图像质量，以便于后续的处理操作。

在实际运行过程中，所述推料机构300将气弹簧杆工件推入所述工业相机200形成的气弹簧杆表面检测工位。在检测完成后，推料机构300将气弹簧杆工件推出表面检测工位。

工业相机200与上位机控制系统连接，其采集获得的图像可以传输至上位机控制系统中。由上位机通过机器视觉检测技术（包括边缘检测、特征提取等），完成对气弹簧杆的表面缺陷检测，判断气弹簧杆是否合格。

具体的，如图1所示，所述工业相机200设置为4个。每个工业相机之间间隔90°，沿待检测气弹簧杆的表面圆周方向设置，从而360°的采集气弹簧杆工件的圆周表面图像。

在本发明的具体实施例中，由于气弹簧杆工件的轴向长度较长，所述推料机构步进式推进待检测气弹簧杆工件穿过所述气弹簧杆表面检测工位，工业相机每次仅采集一定宽度的圆周表面图像进行表面检测。更具体的，所述工业相机的图像采集区域的轴向方向长度为10mm。即所述推料机构每次均向前推进10mm，直至整个气弹簧杆工件的表面缺陷检测完毕。当然，若在某次检测过程中，上位机控制系统检测到气弹簧杆工件存在表面缺陷时，表明气弹簧杆工件存在表面缺陷，即可停止检测，由推料机构将气弹簧杆直接推出，不需要继续进行检测。

更具体的，所述同轴环形光源100通过螺栓固定在一同轴光源固定块102上。所述同轴光源固定块通过光源连接块固定在所述机架的预定位置上，均匀的照亮图像采集的区域以获得足够的清晰的图像信息。

在本发明的具体实施例中，如图3所示，所述推料机构300可以包括：推料导向滑轨310，推料滑块320，驱动电机340以及皮带传动装置330。推料滑块320与驱动电机340之间通过皮带传动装置330连接。在驱动电机340的驱动下，沿推料导向滑轨往复移动，推动气弹簧杆工件进入到预定的位置，执行对应的检测操作。上位机控制系统通过控制驱动电机340的运转，从而实现对于气弹簧杆工件位置的控制。

本发明还提供了一种应用如上所述的气弹簧杆表面缺陷检测系统的气弹簧杆表面检测方法。如图2所示，所述方法包括如下步骤：

S100、通过所述工业相机采集标准气弹簧杆工件的圆周表面图像作为模板，存储到上位机控制系统中。

S200、通过工业相机采集待检测气弹簧杆工件的圆周表面图像，并上传至所述上位机控制系统中。

S300、通过所述上位机控制系统对所述圆周表面图像进行预处理。

S400、基于预定的图像匹配算法，判断预处理后的圆周表面图像和模板的匹配程度是否满足预定的要求。

具体的，所述步骤S200具体包括：推料机构每次将待检测气弹簧杆工件推进10mm，所述工业相机每隔10mm获取一次待检测气弹簧杆工件的圆周表面图像，直至待检测气弹簧杆的圆周表面图像全部获取完毕。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。