基于机器视觉的金属零件光洁表面微缺陷检测装置及方法

摘要

本发明涉及一种基于机器视觉的金属零件光洁表面微缺陷检测装置及方法，装置包括成像定位调节机构和处理单元，成像定位调节机构包括底板、导杆、固定支架、滑动支架、步进电机、CCD相机、远心镜头和平行光源，进行CCD相机成像和同轴照明的初步调节；处理单元里置有电连接的图像采集卡、工控机、设备控制卡和报警器，用于图像的采集、传输、存储、处理、显示和报警。方法包括同轴照明调节和图像处理，其中同轴照明调节由工控机软件触发设备控制卡驱动步进电机，调节平行光源旋转的角度，直至满足同轴照明条件，图像处理包括被测零件内表面缺陷检测、被测零件表面外边缘大、小缺陷的分别检测，实时显示处理图像并对结果进行判定。

主权项

一种基于机器视觉的金属零件光洁表面微缺陷检测装置，包括电连接的成像定位调节机构(1)和处理单元(2)，该处理单元(2)里置有电连接的图像采集卡(2a)、工控机(2b)、设备控制卡(2c)和报警器(2d)，用于图像的采集、传输、存储、处理、显示和报警：该成像定位调节机构(1)是框架式结构，包括底板(16)、导杆(14)、固定支架(11)、滑动支架(12)、步进电机(22)，用于CCD相机(32)和平行光源(21)在可调平面内的定位，其中，固定支架(11)和滑动支架(12)分别为长方形固定支架，在底板(16)的中间位置安装有检测平台(17)，在检测平台(17)上置有被测零件(18)，其特征在于：在底板(16)的四个边角位置通过导杆安装座(15)安装有四根柱状的导杆(14)，该四根柱状导杆(14)的上端与顶端固定支架(11)的四个边角端嵌合固定，在滑动支架(12)和固定支架(11)中间的位置安装有螺杆轴(25)，螺杆轴(25)的上端通过调节螺母(26)安装在固定支架(11)上，螺杆轴(25)的下端通过轴套(27)和卡簧(28)固定在滑动支架(12)上；在滑动支架(12)上两边分别装有相机槽型滑动板(33)和光源槽型滑动板(23)，在滑动支架(12)的一边，CCD相机(32)和远心镜头(29)通过C型接口机械连接，并通过螺栓安装在相机安装板(30)上，相机安装板(30)通过紧固旋钮(31)安装在相机槽型滑动板(33)上，通过紧固旋钮(31)调整CCD相机(32)在X‑Y平面内的角度；在滑动支架(12)的另一边，平行光源(21)通过光源夹具(20)安装在光源槽型滑动板(23)上，光源夹具(20)的一端安装有步进电机(22)，用于步进电机(22)调节平行光源(21)在安装平面内的角度，通过光源槽型滑动板(23)上安装固定的限位开关(19)，限定平行光源(21)在X‑Y平面内的角度调整范围；在成像定位调节机构(1)上，手动进行成像和同轴照明初步调节的部件安装定位：首先准备一标准被测零件(18)放置在检测平台(17)上，根据标准被测零件(18)的位置，旋动调节螺母(26)调整螺杆轴(25)在Y轴方向的位移，带动滑动支架(12)在Y轴上移动，通过调节螺母(26)调节好滑动支架(12)的位置后，滑动支架(12)的四个边角通过支架紧定螺钉(13)固定连接在四个导杆(14)上，沿X轴向移动相机槽型滑动板(33)至滑动支架(12)的一边，调节CCD相机(32)在X‑Y平面内的角度，至CCD相机(32)能够清晰成像为止，使相机槽型滑动板(33)通过紧固旋钮(31)固定连接在滑动支架(12)上，再沿X轴向移动光源槽型滑动板(23)至滑动支架(12)另一边，调节光源槽型滑动 板(23)与相机槽型滑动板(33)关于标准被测零件(18)中心法线位置对称，使光源槽型滑动板(23)通过滑动板紧定螺钉(24)固定连接在滑动支架(12)上，实现同轴照明初步调节的部件安装定位。