本发明涉及工业级表面视觉检测技术领域，具体设计一种基于机器视觉实现活塞杆表面缺陷自动化检测的系统。
背景技术：
活塞杆是工业机械及设备中的重要零部件之一，其作用通常为力学关键部件，且在使用中通常伴随有运动过程，因此其表面缺陷误差通常要求较为严格。
以减震器中使用的活塞杆为例，减振器活塞杆在生产过程中，会出现不同的缺陷，如点状压坑，点状麻坑，局部多黑点，线性划伤裂痕，不规格划伤裂痕，线状、点状磕碰伤，电镀泡状缺陷，电镀针孔缺陷，局部压痕、夹伤或磨削削边。传统生产工艺中，对于上述缺陷通常采用人工检测的方式进行缺陷筛选，由于人眼长时间工作容易导致疲劳，所以出现漏检的情况不可完全避免，随着人工成本的上升，产品成本也随之不断上升。
因此，通过机器视觉(工业摄像头)的方式进行检查的方案被提出。但由于被检测对象的复杂性，比如不同系列及不同型号的减震器，其采用的活塞杆结构形态以及尺寸都大不相同，为了提高检测设备的适应性，检测设备仍需改进。
技术实现要素：
本发明为了实现准确、快速、高效率的检测出有缺陷的活塞杆产品，替代现有的人工检测方式，并降低人工成本的目的，提供了一种以机器视觉原理为基础的半自动化活塞杆表面缺陷检测系统/设备。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：活塞杆表面缺陷自动化检测设备，包括控制器机柜及检测平台，其特征在于，所述控制器机柜包括控制器，所述控制器连接设置于检测平台的工业摄像机并实现对所述工业摄像机的控制；所述检测平台还包括灯光组件和活塞杆夹具，所述灯光组件以一定角度射向被活塞杆夹具固定的活塞杆表面，并经活塞杆表面反射后射向所述工业摄像机。
优选方案，所述活塞杆夹具包括用于固定特定型号活塞杆端部的爪形固定夹和/或锥形凸起，活塞杆夹具还包括第一及第二夹持调节组件，所述第一夹持调节组件用于爪形固定夹的张度以夹紧活塞杆，第二夹持调节组件用于调节相对设置的一对锥形凸起的相对距离，以实现对活塞杆的固定。
优选方案，所述工业摄像机设置于摄像机平台上，所述摄像机平台相对于检测平台活动连接，并具备沿设备竖直方向运动的自由度。
优选方案，活塞杆夹具还设置有用于驱动被固定的活塞杆绕其轴线旋转的驱动组件。
优选方案，所述驱动组件由伺服电机控制，所述伺服电机受控于控制器。
优选方案，所述控制器机柜顶端还设置有报警灯，所述报警灯与控制器相连接，用于在控制器检测到缺陷产品时发出灯光报警信号。
优选方案，所述活塞杆夹具设置有可标定活塞杆缺陷位置的定位标志和/或标尺，所述定位标志和/或标尺位于工业摄像机的摄像区域内。
优选方案，所述控制器机柜还设置有用于输出报警声信号的扬声器。
优选方案，所述检测平台设置有保护罩，并设置有用于检测保护罩是否处于正常关闭状态的状态检测单元，所述状态检测单元用于将所述保护罩的状态信息传输至控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过伺服机构带动(减振器)活塞杆做旋转运动，在运动的过程中通过线阵扫描视觉系统(工业摄像机)获取活塞杆外观图像，运用图像处理软件判断活塞杆是否有缺陷，并把最终结果显示在设备的屏幕上，并能实现参数的存储。整个过程直观、一目了然，产品一致性好、质量可靠。采用(PLC+人机)可编程序控制器对设备上的运动过程进行控制，通过伺服电机带动样品旋转，步进电机调节视觉部分的升降移动来满足检测不同型号的样品检测需求。实现了对不同型号产品的灵活适应。系统提供了丰富的硬件控制基础，可通过控制器软件设置，实现对产品缺陷检测停机，并实现产品缺陷的快速定位。
附图说明
图1为本发明的活塞杆表面缺陷自动化检测设备结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的优选实施例如下：
活塞杆表面缺陷自动化检测设备，包括控制器机柜及检测平台，所述控制器机柜包括控制器，所述控制器连接设置于检测平台的工业摄像机1并实现对所述工业摄像机的控制；所述检测平台还包括灯光组件2和活塞杆夹具，所述灯光组件以一定角度射向被活塞杆夹具固定的活塞杆5表面，并经活塞杆表面反射后射向所述工业摄像机。系统还包括显示设备3，所述显示设备用于系统状态及对缺陷进行突出显示等。
优选实施例方案，所述活塞杆夹具包括用于固定特定型号活塞杆端部的爪形固定夹和/或锥形凸起，活塞杆夹具还包括第一及第二夹持调节组件，所述第一夹持调节组件用于爪形固定夹的张度以夹紧活塞杆，第二夹持调节组件用于调节相对设置的一对锥形凸起的相对距离，以实现对活塞杆的固定。
优选实施例方案，所述工业摄像机设置于摄像机平台上，所述摄像机平台相对于检测平台活动连接，并具备沿设备竖直方向运动的自由度。通过对摄像机位置的调节，可实现对不同尺寸活塞杆的检测。
优选实施例方案，活塞杆夹具还设置有用于驱动被固定的活塞杆绕其轴线旋转的驱动组件。
优选实施例方案，所述驱动组件由伺服电机控制，所述伺服电机受控于控制器。受控于控制器的驱动组件可在缺陷出现时控制工件停止在工作人员容易观察的位置。
优选实施例方案，所述控制器机柜顶端还设置有报警灯4，所述报警灯与控制器相连接，用于在控制器检测到缺陷产品时发出灯光报警信号。
优选实施例方案，所述活塞杆夹具设置有可标定活塞杆缺陷位置的定位标志和/或标尺，所述定位标志和/或标尺位于工业摄像机的摄像区域内。控制器通过图像处理可实现对缺陷坐标的快速定位，如果结合硬件坐标，可辅助工作人员找出工件的具体缺陷位置。
优选实施例方案，所述控制器机柜还设置有用于输出报警声信号的扬声器。作为灯光报警信号的补充，二者结合可有利于工作人员快速处理缺陷产品。
优选实施例方案，所述检测平台设置有保护罩，并设置有用于检测保护罩是否处于正常关闭状态的状态检测单元，所述状态检测单元用于将所述保护罩的状态信息传输至控制器。通过控制器控制可实现保护罩必须处于关闭状态设备才工作，可有效提高系统的安全性能。
基于本发明的检测活塞杆表面缺陷检测系统，本实施例还提供了一种活塞杆表面缺陷检测方法：
第一，建立缺陷数据库。具体建库的方法是，提取足量的缺陷样品；对缺陷样品进行图像摄取及图像识别；对识别的图像单元(包含缺陷在内)进行归类；进而对归类好的图像单元进行数据特征提取，以获得缺陷特征数据，缺陷特征数据比如裂缝(缺陷)的宽度、长度及轴向等参数，凹坑(缺陷)的深度及面积等参数，划伤(缺陷)的长度及深度等参数。同时，系统还提供了新出现缺陷形式的录入功能，以对将来未知的缺陷进行命名及录入，以满足系统的进化需求。
第二，设置缺陷参数。具体做法是，根据缺陷数据库中缺陷本身的参数特征以及对产品的要求(比如优等品及良等品的区别)，设定缺陷的参数阈值。
第三，启动系统进行检测。具体做法是，快速逐一对产品进行全面检测，当发现缺陷时，系统自动报警。同时可以设置以下参数输出：①、保存能够显示所检测缺陷的照片，同时对照片进行标示处理，比如用不同颜色的显著标记将缺陷圈示出来；②、控制使检测系统暂停运转，使得缺陷产品的缺陷部位面向操作者，以便操作者能够快速定位缺陷，为了实现缺陷的快速定位，可以在检测系统的产品固定位置设置标尺，借助照片的标示及标尺使操作者能够快速定位软件识别出的缺陷，或者，软件在识别出缺陷时，同时启动对标尺的图像识别处理，以将标尺数据识别为具体的坐标数据输出，以便更快速准确得定位缺陷位置；③、作为对参数输出“②”的替代，系统可以设置缺陷产品分拣组件，用于将识别出的缺陷产品分拣到对应的缺陷区域。
结合系统的参数设定功能，系统还能同时完成多组参数(比如同时设定优等品参数范围及良等品参数范围)设定，结合产品分拣组件，对产品进行检测识别和分类处理。系统还设置有参数存储功能，以实现产品之间的切换。比如预先存储产品为A类活塞杆和B类活塞杆，当需要对这两类产品进行检测时，能够快速调取出对应产品的设定参数进行检测。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。