一种回转体线扫描自模板缺陷检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种回转体线扫描自模板缺陷检测装置，属于回转体缺陷检测技术领域。
【背景技术】
[0002]回转体经常遇到的一种工件形式，其一般具有内外表面和上下表面，一般由车削、模削等方法加工而成，在工件加工、运输过程中，很容易出现各种各样的表面划伤、缺损等缺陷，机器视觉方式是检测缺陷的较理想的方式，因此被广泛的运用在产品自动化检测中。
[0003]对于回转体的视觉系统而言，有以下一些困难:一是回转体如果存在镜面反射，由于其柱状特性，柱面各处对光的反射强弱不同，造成视觉图像明暗差异较大，甚至造成某些区域过曝光，而某些区域欠曝光的情形;二是回转体一般由车削、模削等方法加工而成，表面存在加工纹理，给缺陷检测带来了很大的干扰;三是回转体的外表面可视性好，而内表面可视性差，尤其是一些小的工件，不允许其内部容纳一套视觉装置；四是即使可以通过图像传感器采集到工件图像，其缺陷检测算法也很复杂。
[0004]本项目发明的回转体线扫描自模板缺陷检测装置很好地解决了以上回转体视觉检测的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的克服现有技术问题提供一种回转体线扫描自模板缺陷检测装置，实现回转体工件表面缺陷的可靠检出。
[0006]一种回转体线扫描自模板缺陷检测装置，其特征在于，是一套回转体缺陷检测的线阵图像传感器视觉系统硬件装置，包括回转体、外表面检测反射镜、内表面检测反射镜、外表面检测反射镜固定座、内表面检测反射镜固定座、同轴光源、半透半反镜固定外壳、半透半反镜子、线阵图像传感器。
[0007]外表面检测反射镜置于回转体外，与回转体的中心转轴成45°夹角；内表面检测反射镜置于回转体内，与回转体的中心转轴成45°夹角，外表面检测反射镜与内表面检测反射镜垂直;外表面检测反射镜与内表面检测反射镜分别由外表面检测反射镜固定座、内表面检测反射镜固定座支撑固定；
[0008]半透半反镜子倾斜置于半透半反镜固定外壳内，半透半反镜固定外壳的两端开口，回转体、外表面检测反射镜、内表面检测反射镜在半透半反镜固定外壳一端口外，在半透半反镜固定外壳另一端口为线阵图像传感器；同轴光源的光能够照射到半透半反镜，半透半反镜的反射光能够反射到外表面检测反射镜、内表面检测反射镜，外表面检测反射镜、内表面检测反射镜的反射光能够透过半透半反镜达到线阵图像传感器。
[0009]利用上述装置进行检测的方法:
[0010]回转体由机械手或机器人抓取并围绕自身轴进行旋转，回转体外表面线形图像通过45°外表面检测反射镜反射并成像到线阵图像传感器上，同样，回转体内表面线形图像通过45°内表面检测反射镜反射并同样成像到线阵图像传感器上，回转体下表面线形图像则直接成像至线阵图像传感器上；回转体旋转360°后，线阵传感器即可采集到回转体整个外表面、下表面和内表面的图像，此时，回转体外表面、下表面、内表面的图像均展开成一个平面矩形图像，在矩形图像的扫描方向，由于加工条件的一致性、照明条件的一致性和采像条件的一致性，当工件表面没有缺陷时，在图像上也体现出了一致性。
[0011]将线阵传感器采集的图像采用计算机对扫描方向垂直的多行图像叠加作为模板，比对每行图像的实际情况，当发现某行图像与模板不一致时，表面该行所对应的工件位置出现缺陷。
[0012]以上是采用检测装置(视觉检测系统)不动，回转体旋转的方式，也可以采用回转体不动，检测装置(视觉检测系统)作旋转运动。
[0013]本发明的积极效果在于:
[0014]1.采用线扫描方式检测回转体表面缺陷，由于光照条件的一致性，可使最终的图像质量得到改善，避免了回转体工件图像明暗差异大的缺点。
[0015]2.本视觉检测装置采用线扫描方式成像后，图像在扫描方向有很好的抑制性，通过计算机对图像叠加后，可生成标准图像模板，以该模板与实际每行图像进行比对，可通过简单的计算判断工件是否有缺陷，较之一般的缺陷检测图像处理算法效率高，可靠性好。
[0016]3.图像扫描方向和工件加工方向(如车削)一致，避免了工件加工纹理对图像处理参数的影响。
[0017]4.采用大景深的镜头，可一次检测工件的外表面，内表面和一个底面，进一步提高了效率。
【附图说明】
[0018]图1为本发明回转体线扫描自模板缺陷检测装置示意图。
[0019](I)回转体、(2)外表面检测反射镜、(3)内表面检测反射镜、(4)外表面检测反射镜固定座、(5)内表面检测反射镜固定座、(6)同轴光源、(7)半透半反镜固定外壳、(8)半透半反镜子、(9)线阵图像传感器。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
[0021]实施例1
[0022]回转体线扫描自模板缺陷检测装置示意图件图1。包括(I)回转体、(2)外表面检测反射镜、(3)内表面检测反射镜、(4)外表面检测反射镜固定座、(5)内表面检测反射镜固定座、(6)同轴光源、(7)半透半反镜固定外壳、(8)半透半反镜子、(9)线阵图像传感器。
[0023]回转体由机械手或机器人抓取并围绕自身轴进行旋转，回转体外表面线形图像通过45°外表面检测反射镜反射并成像到线阵图像传感器上，同样，回转体内表面线形图像通过45°内表面检测反射镜反射并同样成像到线阵图像传感器上，回转体下表面线形图像则直接成像至线阵图像传感器上；回转体旋转360°后，线阵传感器即可采集到回转体整个外表面、下表面和内表面的图像，此时，回转体外表面、下表面、内表面的图像均展开成一个平面矩形图像，在矩形图像的扫描方向，由于加工条件的一致性、照明条件的一致性和采像条件的一致性，当工件表面没有缺陷时，在图像上也体现出了一致性。
[0024]同轴光源和半透半反镜子用于同轴照明。
[0025]将线阵传感器采集的图像采用计算机对扫描方向垂直的多行图像叠加作为模板，比对每行图像的实际情况，当发现某行图像与模板不一致时，表面该行所对应的工件位置出现缺陷。
[0026]将线阵传感器采集的图像采用计算机对扫描方向垂直的多行图像叠加作为模板，比对每行图像的实际情况，当发现某行图像与模板不一致时，表面该行所对应的工件位置出现缺陷。
[0027]以上是采用视觉检测系统不动，回转体旋转的方式，也可以采用回转体工件不动，视觉检测系统作旋转运动。
【主权项】
1.一种回转体线扫描自模板缺陷检测装置，其特征在于，是一套回转体缺陷检测的线阵图像传感器视觉系统硬件装置，包括回转体、外表面检测反射镜、内表面检测反射镜、夕卜表面检测反射镜固定座、内表面检测反射镜固定座、同轴光源、半透半反镜固定外壳、半透半反镜子、线阵图像传感器； 外表面检测反射镜置于回转体外，与回转体的中心转轴成45°夹角；内表面检测反射镜置于回转体内，与回转体的中心转轴成45°夹角，外表面检测反射镜与内表面检测反射镜垂直;外表面检测反射镜与内表面检测反射镜分别由外表面检测反射镜固定座、内表面检测反射镜固定座支撑固定； 半透半反镜子倾斜置于半透半反镜固定外壳内，半透半反镜固定外壳的两端开口，回转体、外表面检测反射镜、内表面检测反射镜在半透半反镜固定外壳一端口外，在半透半反镜固定外壳另一端口为线阵图像传感器；同轴光源的光能够照射到半透半反镜，半透半反镜的反射光能够反射到外表面检测反射镜、内表面检测反射镜，外表面检测反射镜、内表面检测反射镜的反射光能够透过半透半反镜达到线阵图像传感器。2.采用权利要求1的回转体线扫描自模板缺陷检测装置进行缺陷检测的方法，其特征在于，回转体由机械手或机器人抓取并围绕自身轴进行旋转，回转体外表面线形图像通过45°外表面检测反射镜反射并成像到线阵图像传感器上，同样，回转体内表面线形图像通过45°内表面检测反射镜反射并同样成像到线阵图像传感器上，回转体下表面线形图像则直接成像至线阵图像传感器上；回转体旋转360°后，线阵传感器即可采集到回转体整个外表面、下表面和内表面的图像，回转体外表面、下表面、内表面的图像均展开成一个平面矩形图像，在矩形图像的扫描方向，由于加工条件的一致性、照明条件的一致性和采像条件的一致性，当工件表面没有缺陷时，在图像上也体现出了 一致性。3.按照权利要求2的方法，其特征在于，将线阵传感器采集的图像采用计算机对扫描方向垂直的多行图像叠加作为模板，比对每行图像的实际情况，当发现某行图像与模板不一致时，表面该行所对应的工件位置出现缺陷。4.按照权利要求2或3的方法，其特征在于，将检测装置不动、回转体旋转的方式，替换为回转体不动、检测装置作旋转运动的方式。
【专利摘要】一种回转体线扫描自模板缺陷检测装置，属于回转体缺陷检测技术领域。包括回转体、外表面检测反射镜、内表面检测反射镜、同轴光源、半透半反镜固定外壳、半透半反镜子、线阵图像传感器。回转体围绕自身轴旋转，回转体外表面线形图像通过外表面检测反射镜反射并成像到线阵图像传感器上，内表面线形图像通过内表面检测反射镜反射并同样成像到线阵图像传感器上，下表面线形图像直接成像至线阵图像传感器上。旋转360°后，线阵传感器即可采集到回转体外表面、下表面和内表面的图像，由于采用线阵相机采集图像，且目标是回转体，因此在图像中的扫描方向，图像特征保持一致，当图像特征出现不一致情况时，表面回转体出现缺陷。
【IPC分类】G01N21/88
【公开号】CN105572134
【申请号】CN201510919435
【发明人】闫志鸿, 高吉军, 洪艮超, 皮冬冬
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月11日