一种活塞杆表面缺陷视觉检测设备的制作方法

本实用新型涉及金属零件的缺陷测量装置领域，具体说是一种活塞杆表面缺陷视觉检测设备。

背景技术：

活塞杆广泛应用于工程机械、液压气动、汽车制造等领域，为了保证相关设备具有良好的工作效率、安全、可靠，通常对活塞杆进行机械加工、镀铬、抛光等工艺，保证活塞杆符合要求。然而，由于原材料、杂质和电镀等方面的影响，经过上述工艺处理的活塞杆表面会出现材料商、划伤、磕碰伤、真空等缺陷，影响产品质量。生产过程中，需要将存在上述缺陷的活塞杆检测出来并进行处理，可以有效提高生产效率，并且避免事故的发生。

目前对于活塞杆缺陷的检测方法，大多数是使用人工目视，通过技术人员将活塞杆置于强光照射下，逐一进行观察。长时间观察同一事物，人眼极易产生视觉疲劳，影响产品检测效果，而且检测效率低，人工成本较高。因此，需要一种活塞杆表面缺陷进行自动检测的设备。

现有的自动检测活塞杆表面缺陷的设备，通常采用光学原理进行检测。中国专利申请号201110412256X(申请日为2011.12.13)的《全自动抛光、表面检测设备》公开了设备包括机架、位于机架上的传输线，依次设置于传输线上的代加工件上料区、抛光装置、待测件上料区、红外探伤装置、分料装置和下料装置，所述的红外探伤装置包括安装在机架上的环形光源承载装置和环形红外光源、摄像机和与摄像机连接的信息处理系统。采用环形光源和面相机可以实现生产过程自动化，无需人工目测，降低了废品率。本专利使用环形光源和面阵相机，拍摄图像时，照射光场在凸面作用下，会产生局部饱和现象；且活塞杆的曲面表面景深变化较大，面阵相机无法满足大景深要求，会造成成像模糊，从而影响表面缺陷在相机里的完好成像，产生漏检和错检现象。中国专利申请号201520333978X(申请日为2015.05.15)的《活塞杆表面缺陷检测装置》公开了检测装置包括水平输送单元、垂直运动单元、检测单元、显示单元，检测单元位于垂直运动单元的上方，检测单元包括若干台CCD摄像机，每台CCD摄像机配有一个光源，检测单元将拍摄到的图像传送至显示单元，该装置在减轻质检人员的工作强度的同时提高活塞杆表面缺陷的检出率。但是该专利技术中活塞杆运动的方向，以及使用的光源和相机，无法解决圆柱状杆件的曲面景深问题，容易漏检表面缺陷，重复性不好。因此，需要一种活塞杆表面缺陷检测设备，可以克服检测时的景深问题，检测的缺陷成像清晰。

技术实现要素：

为了解决现有的技术问题，本实用新型提供了一种活塞杆表面缺陷视觉检测设备，通过采用活塞杆旋转、半平行光源和高分辨CCD摄像机逐行扫描平台，实现活塞杆表面成像清晰，重复性好。

本实用新型的技术方案是：一种活塞杆表面缺陷视觉检测设备，包括工件输送带、下料斜坡、尺寸检测器、主动轮、表面检测装置、分料器；工件输送带与下料斜坡外侧相连，下料斜坡的内侧连接尺寸检测器外侧，尺寸检测器内侧和主动轮最外侧相连，主动轮左侧与分料器相连，主动轮的上方设有表面检测装置。所述表面检测装置包括连接在框架上的位于下方的半平行光源和上方的CCD摄像机。

优选地，所述主动轮共2个，沿内外方向分布并旋转，当2个主动轮同向转动时，位于2个主动轮上方中间位置的圆柱形活塞杆能绕圆柱轴匀速旋转。

优选地，所述半平行光源与圆柱形活塞杆的轴平行。

优选地，所述半平行光源设置在活塞杆的垂直上方。

优选地，所述CCD摄像机与圆柱形活塞杆的轴平行。

优选地，所述CCD摄像机的镜头法线与圆柱形活塞杆的半径重合。

优选地，所述CCD摄像机能沿圆柱轴方向对活塞杆进行逐行扫描。

本实用新型的活塞杆表面缺陷视觉检测设备工作时，待检测的圆柱形活塞杆经工件输送带进入下料斜坡进行排队，逐根进入尺寸检测器，尺寸检测完成后，将活塞杆输送到2个主动轮上方中间位置；2个主动轮在驱动器的作用下同向旋转，带动活塞杆绕轴线匀速旋转；半平行光源在活塞杆表面打出一条均匀的亮线，通过高分辨率的CCD摄像机对匀速旋转的活塞杆亮线位置处连续扫描，将线扫描图像送入计算机程序进行合成处理就可以得到展开的圆柱体表面图像；完成检测工作后，活塞杆进入分料器中，根据检测得到的圆柱体表面图像，在分料器中将质量合格的和表面有缺陷的活塞杆进行分选，完成活塞杆的表面缺陷视觉检测。

在高分辨率的CCD摄像机拍摄过程中，CCD摄像机一直与圆柱形活塞杆的轴保持平行，且由于活塞杆旋转是依托其加工基准面外表面，使得活塞杆旋转时跳动小。因此，线扫描图像部位到CCD摄像机镜头距离基本一致，解决了大景深导致的成像模糊问题，而且克服了传统检测方法拍摄活塞杆表面亮度不均匀造成的检测标准不统一的问题，重复性好。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

(1)采用活塞杆旋转和高分辨率CCD摄像机逐行扫描的方法，相当于将曲面的活塞杆表面展开成平面进行扫描，成像的重复性好。

(2)半平行光源对活塞杆进行照射，需要检测的表面缺陷成像明显，便于后续的计算机程序分析识别。

(3)活塞杆旋转是依托其加工基准外表面，使得活塞杆旋转时跳动小，与CCD摄像机镜头距离基本不变，避免了景深变化导致的成像模糊。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为主动轮的结构示意图。

图中，工件输送带1、下料斜坡2、尺寸检测器3、主动轮4、分料器5、半平行光源6、CCD摄像机7、活塞杆8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-2中，一种活塞杆表面缺陷视觉检测设备，包括工件输送带1、下料斜坡2、尺寸检测器3、主动轮4、表面检测装置、分料器5；工件输送带1与下料斜坡2外侧相连，下料斜坡2的内侧连接尺寸检测器3外侧，尺寸检测器3内侧和主动轮4最外侧相连，主动轮4左侧与分料器5相连，主动轮4的上方设有表面检测装置。所述表面检测装置包括连接在框架上的位于下方的半平行光源6和上方的CCD摄像机7。

主动轮4共两个，沿内外方向分布并旋转，当两个主动轮4同向转动时，位于两个主动轮4上方中间位置的圆柱形活塞杆8能绕圆柱轴匀速旋转。

半平行光源6与圆柱形活塞杆8的轴平行。

半平行光源6设置在活塞杆8的垂直上方。

CCD摄像机7与圆柱形活塞杆8的轴平行。

CCD摄像机7的镜头法线与圆柱形活塞杆8的半径重合。

CCD摄像机7能沿圆柱轴方向对活塞杆8进行逐行扫描。

本实用新型的活塞杆表面缺陷视觉检测设备工作时，待检测的圆柱形活塞杆8经工件输送带1进入下料斜坡2进行排队，逐根进入尺寸检测器3，尺寸检测完成后，将活塞杆8输送到两个主动轮4上方中间位置；两个主动轮4在驱动器的作用下同向旋转，带动活塞杆8绕轴线匀速旋转；半平行光源6在活塞杆8表面打出一条均匀的亮线，通过高分辨率的CCD摄像机7对匀速旋转的活塞杆亮线位置处逐行、连续扫描，将线扫描图像送入计算机程序进行合成处理就可以得到展开的圆柱体表面图像；完成检测工作后，活塞杆8进入分料器5中，根据检测得到的圆柱体表面图像，在分料器5中将质量合格的和表面有缺陷的活塞杆8进行分选，完成活塞杆8的表面缺陷视觉检测。

在高分辨率的CCD摄像机7拍摄过程中，CCD摄像机7一直与圆柱形活塞杆8的轴保持平行，且由于活塞杆8旋转是依托其加工基准面外表面，使得活塞杆8旋转时跳动小。因此，线扫描图像部位到CCD摄像机8镜头距离基本一致，解决了大景深导致的成像模糊问题，而且克服了传统检测方法拍摄活塞杆表面亮度不均匀造成的检测标准不统一的问题，重复性好。

本实用新型采用活塞杆旋转和高分辨率CCD摄像机逐行扫描的方法，相当于将曲面的活塞杆表面展开成平面进行扫描，成像的重复性好。采用半平行光源对活塞杆进行照射，需要检测的表面缺陷成像明显，便于后续的计算机程序分析识别。此外，活塞杆旋转是依托其加工基准外表面，使得活塞杆旋转时跳动小，与CCD摄像机镜头距离基本不变，避免了景深变化导致的成像模糊，最终得到的活塞杆表面缺陷成像清晰。