一种曲面表面缺陷自动检测装置的制作方法

本实用新型涉及缺陷检测装置研究领域，特别涉及一种曲面表面缺陷自动检测装置。

背景技术：

目前，工业领域对小曲面表面缺陷的检测主要分为两种，一种是通过人工肉眼检测，这种检测极依赖检测人员的自身经验，费时费力。另一种是通过图像处理的方式进行检测，这种检测装置通常包括单个相机、工作台和上位机，相机设置在工作台的正面，与上位机连接，在检测时，待检测的工件放置在工作台上，相机对工件表面进行拍照，保证获得工件待检曲面的全部图像，然后将图像发送到上位机，进行后续的特征提取、缺陷识别等操作。但这种装置仅适用于检测平面表面缺陷，对曲面缺陷的检测效果欠佳，无法解决曲面上下弧面同时对焦清晰的问题，拍摄的图像只有一部分弧面区域满足检测要求，容易造成缺陷的漏检、误检。

为此，研究一种成像质量高、成本低、效率高、工作稳定的曲面表面缺陷自动检测装置，具有重要的实用价值。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种曲面表面缺陷自动检测装置，该装置操作容易、结构简单稳定、成本低。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种曲面表面缺陷自动检测装置，包括第一工业相机、第二工业相机，以及滑动台、底板座、上位机，第一工业相机、第二工业相机均对应固定在一三自由度相机支架上，三自由度相机支架固定在底板座上，滑动台设置在底板座上，且在底板座上的位置可调，第一工业相机、第二工业相机分别与上位机连接；在检测时，工件水平放置在滑动台上；第一工业相机安装高于工件的水平面20cm～30cm，并向下与水平面呈30°～45°夹角，第二工业相机安装低于工件的水平面20cm～30cm，并向上与水平面呈30°～45°夹角。通过第一工业相机和第二工业相机不同角度的拍摄，保证拍摄视野完整覆盖待检测曲面。

优选的，所述装置包括电机和电机控制器，所述电机通过联轴器与滑动台固定连接，电机通过电机控制器与上位机相连。上位机发送运动指令给电机控制器，电机控制器控制电机带动滑动台上的工件在相机拍摄视野的区域运动。

优选的，当相机的拍摄视野长度大于镜头的对焦区半径，通过上位机控制滑动台的运动，使工件在拍摄视野范围内进行多次拍摄，同时保证拍摄曲面的质量与完整性。

更进一步的，所述第一工业相机、第二工业相机均采用RJ45网络接口与上位机连接。

更进一步的，所述第一工业相机、第二工业相机均采用微焦距镜头。

优选的，所述装置包括光源和光源控制器，所述光源、光源控制器均固定在底板座上，光源控制器与上位机相连。采用这种结构，可以为相机提供照明，使拍摄的照片更清晰。

更进一步的，所述光源采用面光源，不单独对每个相机安装光源，而设置在第一工业相机、第二工业相机中间，避免光源之间的互相干扰，使得光线更为均匀。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型通过将相机固定在三自由度相机支架上，可以增加相机的拍摄范围，减少装置中相机的数量，节省成本。

2、本实用新型通过两台相机以不同的拍摄角度对工件进行采集图像，保证曲面弧形区域图像的清晰度和完整性。

3、本实用新型中，采用电机和电机控制器对滑动台的位置进行控制，调整工件的拍摄位置与次数，能适应不同尺度工件的拍摄需求，具有结构简单、便于维护、成像质量高的优点。

4、本实用新型中，只在两相机中间设置面光源，不对每个相机单独安装光源，避免了光源间对成像质量的互相干扰，从而使拍摄的图片更清晰。

附图说明

图1是本实施例装置的硬件结构示意图；

图2是本实施例装置的框架图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例一种曲面表面缺陷自动检测装置，包括两个带有微焦距镜头的工业相机、两个三自由度相机支架和两个光源、一个滑动台、一个底板座和一个电机。其中三自由度相机支架3和滑动台6固定在底板座9上，电机7通过联轴器与滑动台6固定连接。工件5水平放置在滑动台6之上，当工件5在AB位置时，由固定在相机支架3上的第一工业相机1采集图像，当工件5运动到BC位置时，由第二工业相机2采集图像，带光源控制器10的面光源4为相机提供光照。第一工业相机1和第二工业相机2均通过RJ45网络接口与PC机(上位机)连接，电机7与PC机连接。工件5的阴影部分为曲率较小的弧形面，为使拍摄视野覆盖接近半圆的弧面，将工业相机1安装高于工件5的水平面20cm，并向下与水平面呈30°夹角，工业相机2安装低于工件5的水平面20cm，并向上与水平面呈30°夹角，通过两个角度的工业相机对工件在位置AB和位置BC上的拍摄，保证拍摄视野完整覆盖待检测曲面。

当AB段长度大于镜头的清晰对焦区半径r，则在AB段内进行n次拍摄，取n＝AB/r，另使工件有100ms的静止拍摄时间。

检测的过程是PC机发送运动指令给电机控制器，控制电机带动滑动台上的工件在AB和BC区域运动，当检测到工件在AB区域停止运动，第一工业相机1采集图像并通过RJ45接口传回PC机，当检测到工件在BC区域停止运动，第二工业相机2采集图像并通过RJ45接口传回PC机，直至工件的AB和BC弧面均检测完毕。

图2示出本实施例装置按照功能，可以分为照明与成像部件、机械传动部件和PC机，其中照明与成像部件，包括面光源、光源控制器、工业相机和三自由度相机支架，每个相机对应固定在一三自由度相机支架上，三自由度相机支架、滑动台、光源、光源控制器均固定在底板座上，光源控制器通过电连接线与面光源连接，用于控制光源强度。机械传动部件，包括电机、电机控制器、滑动台和运动控制卡，电机通过联轴器与滑动台固定连接，电机控制器通过电连接线与电机连接，运动控制卡与电机控制器连接，运动控制卡通过PCI接口与PC机连接。

PC机中设有缺陷自动检测系统，用于根据采集的图像，识别出缺陷的位置和类别。照明与成像部件中的工业相机通过RJ45网络接口与PC机连接，采集在线图像；PC机通过运动控制模块与机械传动部件中的运动控制卡连接，控制电机起停、速度调整、方向变换等，带动滑动台上的工件运动。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。