基于機器視覺的軸承滾子表面缺陷檢測系統(tǒng).pdf

1、《全國軸承行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》指出，軸承是當代機械設備中的一種核心基礎零部件，軸承工業(yè)作為國家基礎性以及戰(zhàn)略性的產業(yè)，對國民經濟發(fā)展與國防建設起著重要的支撐作用。在國民經濟中，滾動軸承素有“工業(yè)關節(jié)”之美稱，廣泛應用于汽車工業(yè)，軍事裝備，航空航天，儀器儀表等眾多領域。如今，伴隨著市場對高品質產品的需求日趨嚴格，而滾子作為軸承的重要部件，其質量對軸承的性能起著至關重要的影響，因此對軸承滾子表面缺陷的檢測尤為必要。
　　本課題采用

2、機器視覺的方法對軸承滾子表面缺陷進行檢測，使用線陣相機對滾子柱面掃描成像，使用面陣相機對滾子端面拍照采圖，并通過計算機對采集的圖像進行濾波去噪，圖像分割，邊緣檢測，特征提取，目標識別等圖像處理操作，判別滾子表面是否存有外觀缺陷，以及對表面缺陷進行分類。相比磁粉檢測，聲震檢測，光電檢測等主流傳統(tǒng)的無損方法有著檢測速度快，精度高，缺陷定位，缺陷類型識別等優(yōu)勢。主要研究工作如下:
　　1、分析了軸承工業(yè)國內發(fā)展及需求現狀，介紹了軸承滾子

3、表面缺陷產生的常見原因，論述并對比了當前國內外主流軸承滾子表面缺陷檢測方案及其相關技術的研究現狀并總結其優(yōu)劣性，提出了基于機器視覺的軸承滾子表面缺陷檢測的方案，確定了主要的技術參數與指標。
　　2、提出了采用雙螺桿、同步傳送帶作為軸承滾子柱（錐）面、端面檢測傳動機構的方案，設計了整個系統(tǒng)的機械結構完成了實驗平臺的構建。對傳動系統(tǒng)與視覺系統(tǒng)中的關鍵部件進行選型以及可行性分析，確保滾子傳動的連續(xù)性及平穩(wěn)性，增加結構的自由度，可根據需求

4、靈活調節(jié)以適應不同規(guī)格（形狀，尺寸）的檢測對象。
　　3、設計了視覺檢測系統(tǒng)與運動控制系統(tǒng)方案。根據電機的控制流程、傳感器的檢測方式與滾子的運動情況，在軸承滾子柱（錐）面檢測系統(tǒng)中采用線陣相機對其表面進行展開掃描并拼接成一張完整圖像，在端面檢測系統(tǒng)中則采用面陣相機對滾子端面拍照采圖，并將采集的圖像傳回上位機系統(tǒng)，為后續(xù)的圖像處理提供數據基礎。
　　4、設計了機器視覺條形光源與電磁推桿電機。區(qū)別于市場主流機器視覺條形光源，該光

5、源采用兩個雙凸柱面將點光源轉變成線光源，用于滾子柱面檢測，降低項目成本，提高最終成像的信噪比高，保證圖像處理的穩(wěn)定性。電磁推桿電機基于音圈電機原理，實現高頻往返運動，以保證檢測系統(tǒng)的實時性。
　　5、分析軸承滾子表面主要的缺陷（刻蝕、銹斑，欠磨，過磨、麻點等）特征，通過實驗比較多種處理方案，并根據系統(tǒng)實時效率要求，確立了圖像處理優(yōu)化方案。并設計了上位機軟件，集成了相機控制，與下位機通訊，圖像采集與傳輸、數據庫管理以及圖像處理等功能