CN111007075A - 一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车发动机精密件检测技术领域，尤其是涉及一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法，包括以下步骤：运用电动控制的传动机构带动线扫描相机移动并扫描缸体表面；编码器依据线扫描相机的移动速度发出脉冲给光源控制器；光源控制器每接收一个脉冲，会依次发出四个指令分别对应一、二、三、四通道角度光源，然后配合高速相机进行拍照；对产品扫描结束后，一、二、三、四通道角度光源所拍摄图像依次组合成四幅图像。本发明利于多角度光源技术，分别在多副图像中增强每一类缺陷的对比度，可大大简化检测的难度，本方法优势在于精度高、识别准确、稳定性好、成本低、设备占用空间少。

Description

一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机精密件检测技术领域，尤其涉及一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法。
背景技术
在汽车发动机精密件（凸轮轴、曲轴、缸体、缸盖等）的生产中，如轴表面划痕、裂纹、锈斑、崩边等，加工面表面缺陷检测对于发动机的品质影响很大，比如0.3mm直径的沙眼就会引起发动的异常或者噪声。所以发机机精密件的缺陷检测对于产品本身而言意义重大。
目前国内发机机精密件的缺陷检测，凸轮轴和曲轴难度最大所以大多数还依靠人工目视检查方式，这样的方式耗时太长，易疏漏。而缸体、缸盖有部分企业已经尝试运用机器视觉检测技术来完成，但传统技术检测识别率低，易出错。原因在于：（1）发机机精密件形状复杂，有平面、弧面、内切面、外切面等；（2）缺陷类型较多划痕、裂纹、掉角、崩边等，同一种缺陷状态也多样化，这就给检测带来很大难度；（3）要求检测精度高行标要求检测精度0.05mm，当拍摄图像对比度差，易误判。
传统的技术因为拍摄方式单一，视觉光源角度单一，针对发机机精密件的缺陷类型多，一种打光方式无法解决所有缺陷问题，这就需要不同角度的光源才能将不同类缺陷对比度拍摄出较理想效果，所以传统的技术方案如果要达到这个效果就需要每一种打光方式增加一个检测工位，配合一套CCD和特定的标准光源来完成图像的拍摄，这样成本大，耗时长，实用性差。
为此，我们提出一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法，包括以下步骤：
S1、运用电动控制的传动机构带动线扫描相机移动并扫描缸体表面；
S2、编码器依据线扫描相机的移动速度发出脉冲给光源控制器；
S3、光源控制器每接收一个脉冲，会依次发出四个指令分别对应一、二、三、四通道角度光源，然后配合高速相机进行拍照；
S4、对产品扫描结束后，一、二、三、四通道角度光源所拍摄图像依次组合成四幅图像；
S5、将四种图像数据输送至计算机内并进行分析；
S6、数据得出结论并对结果进行检测，判断产品是否合格。
在上述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法中，所述步骤S1中运用的相机为线扫描CCD相机。
在上述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法中，所述步骤S2中的光源控制器采用多角度四路控制高速切换光源及AOI频闪控制器。
在上述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法中，所述步骤S3中，拍摄时在同一位置针对不同缺陷的四种角度光源组合，依次频闪切换成像。
在上述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法中，所述步骤S4中，相机对应每一通道光源拍摄完毕，切换光源继续拍摄图像，每一次触发信号不是拍摄一次图像，而是配合四个通道光源拍摄四次图像，产品拍摄完成后图像抽行处理，得到四种光源的图像。
在上述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法中，所述步骤S5中，在不同的图像下，解析出不同类型的缺陷。
在上述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法中，所述步骤S6中，最终依据四种不同效果图像检测结论后，判断出产品OK或NG，在对图像分析检测通过后即流出产品，而在对图像分析不通过时，外部的报警装置进行报警并取下产品。
与现有技术相比，本一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法的优点在于：
1、本方法的优势在于，在一次拍摄过程中根据检测缺陷类型得到四种或更多不同光源效果的图像，将不同类型的缺陷分摊到四种图像中利用图像检测算法去分析图像；
2、在一次扫描过程过得到了多种图像效果的图像，对于高反光、弧面等复杂度较高的表面检测，特别是缺陷类型较多，很难在单一光源效果完成检测任务，利于多角度光源技术，分别在多副图像中增强每一类缺陷的对比度，可大大简化检测的难度。本方法优势在于精度高、识别准确、稳定性好、成本低、设备占用空间少。
附图说明
图1为本发明提出的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄流程图；
图2为本发明提出的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法的控制器与光源、相机时序图；
图3为本发明提出的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法的外部触发信号与四通道光源的时序图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法，包括以下步骤：
S1、运用电动控制的传动机构带动线扫描相机移动并扫描缸体表面；
S2、编码器依据线扫描相机的移动速度发出脉冲给光源控制器；
S3、光源控制器每接收一个脉冲，会依次发出四个指令分别对应一、二、三、四通道角度光源，然后配合高速相机进行拍照；
S4、对产品扫描结束后，一、二、三、四通道角度光源所拍摄图像依次组合成四幅图像；
S5、将四种图像数据输送至计算机内并进行分析；
S6、数据得出结论并对结果进行检测，判断产品是否合格。
其中，步骤S1中运用的相机为线扫描CCD相机，步骤S2中的光源控制器采用多角度四路控制高速切换光源及AOI频闪控制器。
参照图2-3，步骤S3中，拍摄时在同一位置针对不同缺陷的四种角度光源组合，依次频闪切换成像，这样在同一位置，通过AOI控制器与光源、相机之间的配合，它们之间配合的时序图，见图3，完成四通道光源的切换频闪。假定线阵相机行曝光时间为100us，那么此时的曝光至少是原来的四分之一，为了实现这个效果，这就需要光源的亮度比标准光源亮四倍以上，图2中的外部触发表达的含义是：持续12-24V输入有效，点亮光源：1为发光延时，2为发光时间，触发相机：3为同步延时（相机触发时刻），4为相机曝光时间。
其中，步骤S4中，相机对应每一通道光源拍摄完毕，切换光源继续拍摄图像，每一次触发信号不是拍摄一次图像，而是配合四个通道光源拍摄四次图像，产品拍摄完成后图像抽行处理，得到四种光源的图像，具体的，通道一只点亮正上方的1号光源形成明场光效果，可以解决表面黑点、锈斑等缺陷的识别；通道二点亮2、3、4号光源同时发亮，形成的暗场光效果，可以解决压痕、划伤、脏污、白点等缺陷的识别；通道三侧面的1、3号光源点亮形成的低角度明场光，可以解决凹凸点等缺陷识别；通道四2、3、4号光源点亮形成的低角度暗场光，可以解决划伤、压痕、擦伤、异色等缺陷对比度增强。
其中，步骤S5中，在不同的图像下，解析出不同类型的缺陷，具体的，步骤S6中，最终依据四种不同效果图像检测结论后，判断出产品OK或NG，在对图像分析检测通过后即流出产品，而在对图像分析不通过时，外部的报警装置进行报警并取下产品。
总上，利用多角度光源高速切换快速多次拍摄方式，在一次扫描过程过得到了多种图像效果的图像，对于高反光、弧面等复杂度较高的表面检测，特别是缺陷类型较多，很难在单一光源效果完成检测任务，利于多角度光源技术，分别在多副图像中增强每一类缺陷的对比度，可大大简化检测的难度。本方法优势在于精度高、识别准确、稳定性好、成本低、设备占用空间少。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、运用电动控制的传动机构带动线扫描相机移动并扫描缸体表面；
S2、编码器依据线扫描相机的移动速度发出脉冲给光源控制器；
S3、光源控制器每接收一个脉冲，会依次发出四个指令分别对应一、二、三、四通道角度光源，然后配合高速相机进行拍照；
S4、对产品扫描结束后，一、二、三、四通道角度光源所拍摄图像依次组合成四幅图像；
S5、将四种图像数据输送至计算机内并进行分析；
S6、数据得出结论并对结果进行检测，判断产品是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法，其特征在于，所述步骤S1中运用的相机为线扫描CCD相机。
3.根据权利要求1所述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法，其特征在于，所述步骤S2中的光源控制器采用多角度四路控制高速切换光源及AOI频闪控制器。
4.根据权利要求1所述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法，其特征在于，所述步骤S3中，拍摄时在同一位置针对不同缺陷的四种角度光源组合，依次频闪切换成像。
5.根据权利要求1所述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法，其特征在于，所述步骤S4中，相机对应每一通道光源拍摄完毕，切换光源继续拍摄图像，每一次触发信号不是拍摄一次图像，而是配合四个通道光源拍摄四次图像，产品拍摄完成后图像抽行处理，得到四种光源的图像。
6.根据权利要求1所述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法，其特征在于，所述步骤S5中，在不同的图像下，解析出不同类型的缺陷。
7.根据权利要求1所述的一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法，其特征在于，所述步骤S6中，最终依据四种不同效果图像检测结论后，判断出产品OK或NG，在对图像分析检测通过后即流出产品，而在对图像分析不通过时，外部的报警装置进行报警并取下产品。
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