圆锥滚子轴承视觉检测研究

发布时间：2020-03-23 17:32

【摘要】： 轴承是机械行业中非常重要且应用十分广泛的机械部件,其生产批量大、精度要求高。目前,我国大多数轴承生产厂家在轴承尺寸检测方面还是依靠机械式、光学式等测量仪器,采用抽检方式进行。这种依靠人力的随机抽样检测方法检测效率低、易于引起人为误差;特别对于圆锥滚子轴承更存在滚动体的正反装问题,其检测也是靠人工肉眼进行的,容易引起视觉疲劳而漏检。虽然在测振全检时候能够检测出正反装问题,但由于滚动体反装在测振时会引起轴承内外圈的损伤,而使轴承内外圈报废,提高了废品率。针对这些问题,本文以机器视觉技术为基础,以图像处理技术为方法,开发了圆锥滚子轴承尺寸检测和滚动体反装识别检测系统。结合系统的检测功能和轴承的特点,利用图像采集、显示、处理和分析技术,完成了圆锥滚子轴承视觉检测系统的设计,包括系统的总体结构设计、硬件配置、图像处理方法比较分析、软件设计等。在设计过程中解决了图像采集系统的硬件设置与标定,自行设计了系统光源和照明方案,研究了数字图像处理方法与滚动体反装识别等关键问题。详细介绍了相关的图像处理技术,在图像预处理中,分析比较了几种不同的平滑滤波效果,发现中值滤波具有较好的边缘保持和适应性,因此文章选择快速中值滤波算法对轴承图像进行平滑处理,并利用直方图修正对图像进行修正;通过分析比较经典边缘检测算子和阈值分割算法的分割效果,选用背景校正阈值法提取轴承图像,对二值图像运用内梯度法提取轴承图像的边缘信息,并用最小二乘法拟合出轴承内外圈边缘;在滚动体反装识别方面使用了模板匹配方法,先区分轴承的正反面,再分别使用非均匀采样匹配和形状匹配方法,对正反面的滚动体反装进行识别。以LabVIEW为平台,利用其功能强大的图像处理软件包IMAQ Vision进行软件编程和程序调试,开发出了一套完整的圆锥滚子轴承视觉检测系统。实验证明系统对一个轴承的检测时间满足流水线要求,并且检测精度较高,说明本系统有较好的检测能力。
【图文】：

局部阈值

方法不同于全局阈值方法，全局阈值方法通过整幅图片的而将像素分类为目标或者背景；而局部阈值方法通过临近来分类目标和背景。使用局部阈值方法可以在光照不均匀景。方法计算局部像素强度值使用强度统计方法，例如曲面拟关系来判断该像素是背景还是目标，这种运算方法利用该值进行比较，判断该像素是目标与否。所示，使用一个自定义的窗口进行统计计算，窗口的默认的是窗口的大小必须近似等于图片中最小的目标大小。

背景校正,方法,背景修正,阈值法

背景目标=>=(,)(,)(,);(,)elseIijifIijTijIij景校正阈值法正法结合了局部和全局阈值分割概念，，其使用窗口局部阈值，，其思想是首先对每个像素点进行分析，判断此像素是否为目减去计算窗口的平均值，如果否则从计算窗口平均值中减去处理后得到背景修正图像，最后对经过背景修正后的图像进行此阈值法的运算方法。
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP274.4;TH133.3

【参考文献】