基于机器视觉的轴承滚子缺陷检测系统研究

发布时间：2021-01-23 13:11

　　随着中国工业在不断提高产品质量的要求下,对轴承的零部件进行更严格的检测是提高产品质量的关键环节。由于人工检测存在效率低和对经验性依赖强的原因,机器视觉检测开始被广泛应用于工业检测的环节。轴承作为工业生产的核心部件,因此使用视觉技术对轴承部件进行检测在提高生产效率的同时还能保证生产的安全性。本文分析目前使用机器视觉对轴承滚子缺陷检测方法存在的不足,结合工厂实际检测需求,提出使用单相机结合明暗场的机器视觉检测方法,进行轴承滚子缺陷检测系统的设计。最终设计出一套速度快检测率高的轴承滚子缺陷检测系统,解决目前检测效率低下的问题。经过实验证实该系统能对滚子表面缺陷进行快速准确的检测,对提高生产效率有一定的实际价值。首先根据滚子的形状特点和运动方式设计了基于双滚轴的滚子柱面展开装置,能够保证滚子在高速运动的情况下运行稳定,不会对图像采集造成干扰。通过与传感器与控制器的配合保证了只采集有效信息,减少系统对无用信息的处理,加快系统的处理速度。其次本文讨论了实际工业环境中常用光源的特点,分析滚子表面的光线特性,定制了专用的弧形光源并选择和设计了一套高效的视觉采集系统。根据滚子反光的特性设计了一套多光源多... 

【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

轴检测系统要求

第2章滚子检测系统分析与设计5中对表面缺陷进行了定义[31]。但是这些缺陷大多数不会出现在滚子的表面，所以本文提到的滚子缺陷是以工厂的实际需求为起点，对于各种缺陷没有明确的参数，只有人工定性检测的结果。最终归纳出滚子柱面比较典型的缺陷有磕伤、生锈、划伤三种，具体如图所示。a.磕伤b.生锈c.划伤图2.2缺陷类型缺陷的形成是在生产或者运输过程中由于膨胀挤压或摩擦造成的，生锈也有部分是生产原料的质量问题导致的。图a是磕伤缺陷，是由于滚子生产过程中与硬质物体强烈膨胀导致的，表现结果为有一定深度的条状凹坑。图b是生锈缺陷，是由于在存储和运输过程中产品与空气接触而导致产生锈斑，边缘位置的也有可能是生产原料生锈导致的，具体表现为成块状的不规则区域，在图像中表现为黑色。图c是划伤，这个是由于运输中与其他滚子相互接触摩擦导致的，只是表面的缺陷，在图像上表现为长条状的亮带。与磕伤相比没有明细的凹陷，而且长度或宽度要远远大于磕伤。这是本文研究目标的缺陷主要特征，根据这些物理特征结合图像处理实现对缺陷的检测。2.3缺陷检测原理在工业生产中对产品的表面进行缺陷检测时，主要是利用缺陷区域对光线的反射能力与正常区域有较大区别，在图像上表现的就是灰度值不同，从而对缺陷进行检测。比如钢板和轴承这种工业组件的缺陷检测，特别是滚子这种高反光材质的更加明显。由于滚子表面粗糙度达到um级别，成为了一个类镜面，所以对光线的反射十分敏感。因此可以根据区域性光线的强弱来分析缺陷的图像特征，再根据对特征的选择来对缺陷进行检测。图2.3缺陷局部放大图如图2.3所示，左边是截取出的带有磕伤缺陷的滚子区域图像，其中中间的黑色区域是明场和暗场的分割线，左边为暗场右边为明常具体的明暗场?

笥诳纳恕Ｕ馐潜疚难芯磕勘甑娜毕葜饕?卣鳎?根据这些物理特征结合图像处理实现对缺陷的检测。2.3缺陷检测原理在工业生产中对产品的表面进行缺陷检测时，主要是利用缺陷区域对光线的反射能力与正常区域有较大区别，在图像上表现的就是灰度值不同，从而对缺陷进行检测。比如钢板和轴承这种工业组件的缺陷检测，特别是滚子这种高反光材质的更加明显。由于滚子表面粗糙度达到um级别，成为了一个类镜面，所以对光线的反射十分敏感。因此可以根据区域性光线的强弱来分析缺陷的图像特征，再根据对特征的选择来对缺陷进行检测。图2.3缺陷局部放大图如图2.3所示，左边是截取出的带有磕伤缺陷的滚子区域图像，其中中间的黑色区域是明场和暗场的分割线，左边为暗场右边为明常具体的明暗场形成和设计在第3章光源部分详细介绍。右边是磕伤区域的放大图，可以看到磕伤部分对光线的反射能力明显强于周围正常区域，因此通过分析各个区域的图像信息就可以达到检测缺陷的目的。


本文编号：2995274