CN110132992A - 一种光滑内壁微小缺陷视觉检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光滑内壁微小缺陷视觉检测装置，用于对内壁光滑且无盖的筒状被测件进行检测，包括透明传送带、相机和面积大于被测件截面积的显示屏以及计算机，显示屏置于透明传送带下方，相机位于透明传送带上方，用以采集经过透明传送带的被测件的内壁图像，所采集的图像送入计算机，由计算机进行内壁微小缺陷的识别。显示屏作为检测光源，进行感兴趣区域提取采集图像时，使显示屏显示全白色，进行缺陷识别采集图像时，使显示屏显示图案。

Description

一种光滑内壁微小缺陷视觉检测装置
技术领域
本发明涉及一种内壁微小缺陷视觉检测装置。
背景技术
在工业生产应用中，许多零件都具有光滑或半光滑内壁，诸如套筒内壁，钢管内壁等。随着该类零件应用需求的不断增加，已进入大批量生产装配的时代。考虑到在大批量生产过程中，难免会发生内壁磕伤、划伤等加工缺陷，因此，在该类零件正式投入使用之前，需要引入检测工序，以避免其影响工件最终使用性能，造成无法挽回的损失。以往检测往往通过人工检测实现。但是人工检测具有以下明显不足：(1)从生产工艺与成本的角度考虑，人工检测会给生产装配引入不必要的额外环节，不利于全自动生产装配的实现，同时也会增加人工成本；(2)从生产效率的角度考虑，人工检测速度较慢，无法实现在线检测；(3)从检测结果的角度考虑，人工检测可靠性无法保证，容易引入人为误差。
为实现内壁微小缺陷自动化检测，仍所存在如下两方面问题：首先，由于该类零件内壁形貌限制，且内壁口径大小不一，往往难以直接将检测系统放入其中直接检测；其次，该类缺陷往往尺度极小，很难通过正常手段实现高精度检测与识别。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种快速可靠的内壁缺陷高精度检测装置，以实现内壁结构的在线检测，从而提高生产效率，降低成本。技术方案如下：
一种光滑内壁微小缺陷视觉检测装置，用于对内壁光滑且无盖的筒状被测件进行检测，包括透明传送带、相机和面积大于被测件截面积的显示屏以及计算机，显示屏置于透明传送带下方，相机位于透明传送带上方，用以采集经过透明传送带的被测件的内壁图像，所采集的图像送入计算机，由计算机进行内壁微小缺陷的识别。显示屏作为检测光源，进行感兴趣区域提取采集图像时，使显示屏显示全白色，进行缺陷识别采集图像时，使显示屏显示图案。
优选地，所述的图案为条纹。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
(1)由于微小缺陷往往对内壁表面曲率有较大影响，因此通过这种反射图案变形方法可用来实现微小缺陷的高精度检测，且可以检测的缺陷的尺寸可以比较小，通过实验可以对 3μm的微小缺陷进行准确识别，突破了传统视觉方法的检测极限。
(2)图案经过内壁所成的虚像近乎可以认为位于同一个平面，因此与直接通过相机拍摄内壁相比，通过这种方法减小了对相机景深的要求。
(3)本方法结构简单，通过显示屏与相机配合即可实现高精度检测，同时可以方便的针对不同缺陷更换标准图案类型。
附图说明
图1是本发明所提到的零件内壁缺陷检测装置图。
图2本发明的检测装置的检测原理图。
图3在屏幕上位于套筒内壁的区域内显示图案示意图。
图4计算机图像处理流程图。
图中标号说明：1工业相机；2LCD屏幕；3透明传送带；4表面缺陷；5断裂(为表面缺陷在条纹中的体现形式)；9被测件。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进行说明。
如图1所示，本发明提供的内壁缺陷视觉检测系统主要由相机1，LCD屏幕2，透明传送带3组成。检测具体过程为：首先，被测件9由普通生产线传送带过渡到透明传送带3 上，然后，当零件随传送带通过相机下方时，透明传送带下方的显示屏上开始显示图案，同时相机快速采集图像。对相机采集得到被测件9的光滑内壁所反射的图案图像实时处理，判断内壁是否存在缺陷。
检测原理如图2所示，图中以镜面8来表示内壁中的一小块区域，当镜面不存在缺陷时，条纹6在镜面中所成的像如7所示。当镜面存在缺陷4时，条纹受缺陷4的影响，条纹镜像产生偏折5，因此，通过分析镜像是否存在偏折，可以间接判断镜面是否存在缺陷。在实际检测过程中，首先在屏幕2上显示白色的图片，通过相机1拍摄，并提取内壁感兴趣区域。接下来如图3所示，在屏幕上位于套筒内壁的区域内显示图案6，通过相机拍摄图案6在内壁所成虚像7，根据虚像7是否存在条纹弯折来判断套筒内壁是否存在缺陷，一般来说，当内壁存在缺陷，往往伴随着条纹的异常扭曲甚至断裂5。
计算机图像处理流程如图4所示：具体分为感兴趣区域提取与缺陷识别，在感兴趣区域提取过程中，LCD显示全白色，此时由于内壁部分颜色偏黑，因此可以通过二值化实现内壁区域标记，通过连通域处理后，将内壁区域设置为感兴趣区域，以便后续处理。得到感兴趣区域后，接下来在该区域内进行缺陷识别，此时LCD显示条纹，具体图像处理流程为：首先通过二值化标记出条纹位置，其次通过膨胀运算使缺陷位置处对应条纹发生断裂，接下来通过连通域处理将各个条纹区域区分开，最后通过分析各个连通区域面积是否存在异常即可判断是否存在条纹扭曲，从而判断是否存在缺陷。

Claims (2)

1.一种光滑内壁微小缺陷视觉检测装置，用于对内壁光滑且无盖的筒状被测件进行检测，包括透明传送带、相机和面积大于被测件截面积的显示屏以及计算机，显示屏置于透明传送带下方，相机位于透明传送带上方，用以采集经过透明传送带的被测件的内壁图像，所采集的图像送入计算机，由计算机进行内壁微小缺陷的识别。显示屏作为检测光源，进行感兴趣区域提取采集图像时，使显示屏显示全白色，进行缺陷识别采集图像时，使显示屏显示图案。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述的图案为条纹。
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