专利名称：计算机视觉技术检测微小轴承表面缺陷的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机视觉检测领域，具体涉及通过计算机视觉技术对微 小轴承表面的缺陷进行检测的方法及为实现该方法所发明的一种装置。
背景技术：
近年来，随着技术水平提高，对产品表面质量的要求也大为提高，由 于微小轴承的产量很大，而表面上的压坑、划伤其大小、深度与分布位置 都是随机的，目前企业通常采用人工目测的方法来完成此项工作，不仅用 工量大、效率低，且漏检率高，影响产品出厂质量，常有用户退换的事情 发生，不仅造成经济损失，而且给用户带来负面影响。而采用计算机视觉 检测技术做非接触检测，是解决这一问题的最好途径。
基于CCD图像识别技术的微小轴承表面缺陷自动检测技术是光学、数 字图像技术、计算机技术、软件技术以及自动化技术多学科高新技术的综 合。
计算机视觉作为一种检测手段已经越来越引起人们的重视，它是一种 以计算机视觉方法为基础，综合运用图像处理、精密测量以及模式识别、 人工智能等技术的非接触检测方法。其基本原理是通过对计算机视觉系统 得到的被测目标图像进行分析，从而得到所需要的测量信息，并根据己有 的先验知识，判断被测目标是否符合规范。
由于计算机视觉对光谱的敏感范围广、测量精度高、检测结果比较稳 定，因此在许多领域内对提高生产效率、保证产品质量、提高产品精度等 方面做出了重大贡献。应用计算机视觉检测技术最为广泛的是那些重复性检测相同部件或产品的场合。早在上世纪八十年代，国外就对视觉检测技
术进行了广泛的研究并得到了迅速发展，美国就有100多家公司跻身于视
觉检测系统的经营市场，并在美国制造业中广泛应用。据统计，在美国每 三套视觉系统中，有两套是工业视觉检测系统，而在需要视觉检测的生产
系统中，八十年代末已有至少25%完全被视觉检测系统所取代。到上世纪 末，已有卯％完全被视觉系统所取代。日本己将计算机视觉系统成功用于 印刷电路板的质量检测。据统计1982年美国共安装6301套工业视觉系统， 而日本则更多。到1990美国安装数超过10万套，日本超过了 55.7万套。 在市场售销金额方面，在美国1984年达6亿美元，到1994年达12亿美元。 总之，在工业发达国家工业视觉系统都得到迅速的发展。
国内的视觉检测研究从上世纪九十年代才开始得到重视，最近几年有 了突飞猛进的发展。国内一些大学及研究机构先后开发了一些计算机视觉 检测系统。十几年来，视觉检测技术取得了很大的进展，在理论研究和应 用研究方面的新成果不断涌现。
尽管计算机视觉检测技术在许多领域应用，但将其应用于微小轴承的 表面缺陷检测，国内外尚未发现报道。
采用计算机视觉检测技术可使微小轴承表面缺陷检测工序实现自动 化，使缺陷识别率、不合格产品的去除率达到较高水平，提高出厂产品的 总体质量，尽可能避免实际损失，提高企业的信誉度和现代化水平。
本发明所要解决的问题就是克服轴承表明缺陷釆用人工检测所引起的 效率低和可靠性差的问题
发明内容
本发明所解决的第一个技术问题是提供一种可靠、方便实用、可用于 微小轴承表面缺陷检测的方法。
本发明所解决的第二个技术问题是提供一种可靠、方便实用、可用于 微小轴承表面缺陷检测的装置。
本发明所解决的技术方案，其工作原理和过程如下所述1、微小轴承 表面缺陷检测系统在线工作于生产流水线中，被检测轴承按照一定的节拍 在输送带上运动；2、在进入检测工序时，检测系统通过已经调整好位置的 CCD摄像头，釆用与生产线同步的节奏抓取轴承表面图像；3、通过图像釆 集卡，把所采集图像传送到计算机中由专用软件进行图像处理；4、分析比 较处理结果，将带有缺陷的轴承由分拣机构自动剔除，合格轴承则继续进 行另一表面的检测。
与现有人工检测方法相比，本发明的优点在于将计算机视觉技术灵 活地运用到轴承生产自动线，提高了自动化程度和效率，减轻了劳动强度。 该方法可以广泛适用于其他微小零件的形状检测。该装置结构简单，系统 易于维护，设备投入低，实用性高。
图1为本发明检测系统结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
采用计算机视觉技术检测微小轴承表面缺陷的装置主要由拍摄轴承表 面图像的数字摄像头(1)、照明轴承的光源(2)、焦阑镜头(3)、固定数字摄像头和光源的支架(7)、包括剔除机构的微小轴承输送装置(5)、防 止外界光线干扰的暗箱(6)以及对整个检测系统实施控制的计算机控制系 统等组成。
工作原理和过程微小轴承表面缺陷检测系统在线工作于生产流水线 中，将需检测的微小轴承(4)放在自动输送线(5)上，自动线根据一定 的节拍要求(本发明为4秒)运动，当微小轴承移动到数字摄像头(1)正 下方时，通过传感器控制使数字摄像头(1)拍摄微小轴承表面图像；冷光 源(2)通过焦阑镜头(3)将光线改变成平行光，使光线垂直照射到轴承 表面，从而最大程度地减少暗角；为了不受外界环境光源等影响，用暗箱 (6)将轴承与外界光源隔绝；通过图像采集卡，把采集到的图像传送到计 算机中，当发现有缺陷的轴承时，灰度会发生变化，根据图像灰度值由专 用软件进行自动分析比较处理；根据检测结果进行自动分类，剔除机构将 带有缺陷的轴承自动剔除，否则，轴承翻转180°进行另一表面的检测。
权利要求
1. 一种将计算机视觉技术用于微小轴承表面缺陷检测的方法与装置，其特征在于所述的方法采用图像自动采集、表面缺陷自动识别和轴承自动剔除，步骤如下微小轴承表面缺陷检测系统在线工作于生产流水线中，将需检测的微小轴承放在自动输送线(5)上，自动线根据一定的节拍要求运动，当微小轴承移动到数字摄像头(1)正下方时，通过传感器控制使数字摄像头(1)拍摄微小轴承表面图像；冷光源(2)通过焦阑镜头(3)将光线改变成平行光，使光线垂直照射到轴承表面，从而最大程度地减少暗角；为了不受外界环境光源等影响，用暗箱(6)将轴承与外界光源隔绝；通过图像采集卡，把采集到的图像传送到计算机中，当发现有缺陷的轴承时，灰度会发生变化，根据图像灰度值由专用软件进行自动分析比较处理；根据检测结果进行自动分类，剔除机构将带有缺陷的轴承自动剔除，否则，轴承翻转180°进行另一表面的检测。
2、 根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述该装置采用计算机视觉 技术自动抓取轴承表面的灰度图像，根据图像的灰度值来自动识别表面是否存 在划痕或凹坑等缺陷。
3、 根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于该方法采用冷光源，并通过 焦阑镜头将光线改变成平行光，使光线垂直照射到轴承表面，使用暗箱屏蔽环 境光的干扰。
4、 根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于该方法采用专门由软件控制 的剔除机构，使剔除动作与生产节拍一致，以保证有缺陷轴承的及时剔除。
全文摘要
本发明涉及计算机视觉检测领域。提供了一种通过计算机视觉技术对微小轴承表面的缺陷进行检测的方法及装置。该技术方案为微小轴承表面缺陷检测系统在线工作于流水线中，将需检测的微小轴承(4)放在自动线(5)上，当微小轴承移动到数字摄像头下方时，通过传感器控制使数字摄像头(1)拍摄轴承表面图像；冷光源(2)通过焦阑镜头(3)将光线改变成平行光，使光线垂直照射轴承表面；用暗箱(6)将轴承与外界光源隔绝；通过图像采集卡，把采集到的灰度图像传送到计算机，根据图像灰度变化由专用软件进行自动分析轴承是否存在缺陷；剔除机构将带有缺陷的轴承自动剔除。该装置可方便与轴承生产线连接，结构简单，易于维护，设备投入低。
文档编号G01N21/89GK101221134SQ20071006667
公开日2008年7月16日 申请日期2007年1月10日 优先权日2007年1月10日
发明者陈廉清 申请人:宁波工程学院