CN116990391A - 一种轴承检测系统及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轴承检测系统及检测方法，包括：处理器模块适于控制超声波发射模块向轴承发出超声波，超声波接收模块适于接收轴承反射的超声波；处理器模块适于根据超声波接收模块接收的超声波数据，构建轴承的三维模型，确定轴承的位置信息；处理器模块适于根据轴承的位置信息控制驱动模块带动摄像头模块移动至轴承的正上方；处理器模块适于控制摄像头模块从轴承的正上方拍摄轴承的图像；处理器模块适于根据图像中识别的轴承数据以及超声波接收模块接收的超声波获取完整的轴承图像，根据完整的轴承图像对轴承上的瑕疵进行识别；实现了轴承图像的完成识别和构建，避免高光在轴承检测过程中产生的影响，便于提高轴承检测的精度和效率。

Description

一种轴承检测系统及检测方法
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体涉及一种轴承检测系统及检测方法。
背景技术
轴承在生产过程中会存在一些瑕疵，例如淬火颜色缺陷、肉眼不可见的缺陷等，瑕疵可以通过视觉识别等方式进行检测，但是可能会因为轴承上的淬火、油的原因会反光，导致拍摄的图像中存在高光，高光影响用算法难以补偿，没有参数用于校正，双目深度相机可以修正一定的参数，但是双目深度相机受环境影响较大精度较低，用于粗略的模型建设，无法精确的进行轴承的检测识别瑕疵。
因此，基于上述技术问题需要设计一种新的轴承检测系统及检测方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴承检测系统及检测方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轴承检测系统，包括：
处理器模块，以及与所述处理器模块电性连接的驱动模块、摄像头模块、若干超声波发射模块和若干超声波接收模块；
所述处理器模块适于控制所述超声波发射模块向轴承发出超声波，所述超声波接收模块适于接收轴承反射的超声波；
所述处理器模块适于根据超声波接收模块接收的超声波数据，构建轴承的三维模型，确定轴承的位置信息；
所述处理器模块适于根据轴承的位置信息控制所述驱动模块带动所述摄像头模块移动至轴承的正上方；
所述处理器模块适于控制所述摄像头模块从轴承的正上方拍摄轴承的图像；
所述处理器模块适于根据图像中识别的轴承数据以及超声波接收模块接收的超声波获取完整的轴承图像，根据完整的轴承图像对轴承上的瑕疵进行识别。
进一步，所述超声波发射模块适于从轴承上方的两侧向轴承发射超声波；
所述超声波接收模块适于从轴承的四周接收轴承反射的超声波。
进一步，所述处理器模块适于控制所述超声波发射模块向轴承发出超声波，即
超声波发射模块平均分布在轴承上方的两侧，并且所有超声波发射模块均与所述处理器模块电性连接；
将位于轴承同一侧的超声波发射模块分为一组，即将所有的超声波发射模块分为两组；
在需要进行轴承检测时，处理器模块首先控制超声波发射模块发出超声波，超声波在接触轴承后会进行反射，反射的超声波会被各个超声波接收模块进行接收，当超声波接收模块接收的数据在不断发生变化时，判断轴承未移动至检测位置，当数据不再变化时判断轴承移动至检测位置，此时开始进行检测。
进一步，在开始进行检测后，处理器模块控制每一组中的超声波发射模块逐一单独发射超声波，在每一个超声波发射模块发射超声波时对应记录每一个超声波接收模块接收的数据，获取每一个超声波发射模块发射超声波后超声波接收模块接收的数据；
在每一个超声波发射模块均发射超声波后，处理器模块控制两组超声波发射模块中对称的一组超声波发射模块同时发射超声波，通过对称的一组超声波接收模块接收数据，通过该组超声波接收模块接收的数据判断此时轴承的中线位置。
进一步，所述处理器模块适于根据每一个超声波发射模块发射超声波后超声波接收模块接收的数据，以及判断的轴承的中线位置，构建轴承的三维模型。
进一步，所述处理器模块适于根据轴承的三维模型确定轴承的位置，处理器模块适于根据轴承的位置控制驱动模块带动摄像头模块移动，使得摄像头模块移动至轴承的正上方。
进一步，所述处理器模块适于在摄像头模块移动至轴承正上方时拍摄若干轴承的图像。
进一步，所述处理器模块适于识别每一张图像中轴承的图像数据。
进一步，所述处理器模块适于根据轴承的三维模型，在每一张图像中结合识别的图像数据，进行图像信息补全，以确定出每一张图像中轴承的图像。
进一步，所述处理器模块适于根据所有图像中轴承的图像获取完整的轴承图像，所述处理器模块适于根据完整的轴承图像进行轴承检测。
另一方面，本发明还提供一种采用上述轴承检测系统的检测方法，包括：
通过超声波发射模块向轴承发出超声波，并通过超声波接收模块接收轴承反射的超声波；
通过处理器模块根据超声波接收模块接收的超声波数据，构建轴承的三维模型，确定轴承的位置信息；
根据轴承的位置信息控制驱动模块带动摄像头模块移动至轴承的正上方；
控制摄像头模块从轴承的正上方拍摄轴承的图像；
处理器模块根据图像中识别的轴承数据以及超声波接收模块接收的超声波获取完整的轴承图像，根据完整的轴承图像对轴承上的瑕疵进行识别。
本发明的有益效果是，本发明通过处理器模块，以及与所述处理器模块电性连接的驱动模块、摄像头模块、若干超声波发射模块和若干超声波接收模块；所述处理器模块适于控制所述超声波发射模块向轴承发出超声波，所述超声波接收模块适于接收轴承反射的超声波；所述处理器模块适于根据超声波接收模块接收的超声波数据，构建轴承的三维模型，确定轴承的位置信息；所述处理器模块适于根据轴承的位置信息控制所述驱动模块带动所述摄像头模块移动至轴承的正上方；所述处理器模块适于控制所述摄像头模块从轴承的正上方拍摄轴承的图像；所述处理器模块适于根据图像中识别的轴承数据以及超声波接收模块接收的超声波获取完整的轴承图像，根据完整的轴承图像对轴承上的瑕疵进行识别；实现了轴承图像的完成识别和构建，避免高光在轴承检测过程中产生的影响，便于提高轴承检测的精度和效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种轴承检测系统的原理框图；
图2是本发明的一种轴承检测系统的工作流程图；
图3是本发明的三维模型构建流程图；
图4是本发明的超声波发射模块和超声波接收模块原理框图；
图5是本发明的图像补全流程图；
图6是本发明的三维模型构建数据采集流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，如图1至图6所示，本实施例1提供了一种轴承检测系统，包括：处理器模块，以及与所述处理器模块电性连接的驱动模块、摄像头模块、若干超声波发射模块和若干超声波接收模块；超声波发射模块可以是超声波传感器；所述处理器模块适于控制所述超声波发射模块向轴承发出超声波，所述超声波接收模块适于接收轴承反射的超声波；所述处理器模块适于根据超声波接收模块接收的超声波数据，构建轴承的三维模型，确定轴承的位置信息；所述处理器模块适于根据轴承的位置信息控制所述驱动模块带动所述摄像头模块移动至轴承的正上方；所述处理器模块适于控制所述摄像头模块从轴承的正上方拍摄轴承的图像；所述处理器模块适于根据图像中识别的轴承数据以及超声波接收模块接收的超声波获取完整的轴承图像，根据完整的轴承图像对轴承上的瑕疵进行识别；实现了轴承图像的完成识别和构建，避免高光在轴承检测过程中产生的影响，便于提高轴承检测的精度和效率。
在本实施例中，可以设置一个支架，支架有四个立柱使得支架的顶部高于底面，支架顶部的底面上设置有驱动模块，驱动模块可以是两轴移动机构，摄像头模块设置在两轴移动机构上，超声波发射模块设置在支架顶部的底面上，便于朝轴承发射超声波，超声波接收模块设置在立柱的表面，可以接收轴承反射的超声波；轴承可以通过传送带进行输送，超声波发射模块可以沿传送带的输送方向排列，传送带在支架顶部底面的投影两侧均设置有数量相等的超声波发射模块，并且超声波发射模块靠近支架顶部的边沿设置，使得发射的超声波可以照射在轴承上，便于轴承的反射。
在本实施例中，可以预先将支架围成的空间中构建一个空间直角坐标系，记录每一个超声波发射模块和超声波接收模块的空间坐标；在支架上超声波发射模块对称设置，超声波接收模块对称设置，便于可以便捷的构建轴承的三维模型。
在本实施例中，所述超声波发射模块适于从轴承上方的两侧向轴承发射超声波；所述超声波接收模块适于从轴承的四周接收轴承反射的超声波；超声波发射模块和超声波接收模块的空间坐标已经被预先设置，根据超声波发射的速度和时间点、超声波发射模块的空间位置，以及超声波接收模块自身位置和接收到反射的超声波的时间，可以获取轴承边沿轮廓等位置的坐标，可以在空间直角坐标系中构建轴承的轮廓模型，便于构建轴承的三维模型。
在本实施例中，所述处理器模块适于控制所述超声波发射模块向轴承发出超声波，即超声波发射模块平均分布在轴承上方的两侧，并且所有超声波发射模块均与所述处理器模块电性连接；将位于轴承同一侧的超声波发射模块分为一组，即将所有的超声波发射模块分为两组；在需要进行轴承检测时，处理器模块首先控制超声波发射模块发出超声波，超声波在接触轴承后会进行反射，反射的超声波会被各个超声波接收模块进行接收，当超声波接收模块接收的数据在不断发生变化时，判断轴承未移动至检测位置，当数据不再变化时判断轴承移动至检测位置，此时开始进行检测；轴承有预设的检测位置，在传送带运送轴承至支架空间范围内时，处理器模块首先控制一个超声波发射模块发射超声波，根据超声波接收模块接收的超声波后获取的数据，当该数据不断变化时判断轴承还没有运输至检测位置，在数据不再变化时判断传送带已经停止，即轴承被传送至检测位置。
在本实施例中，在开始进行检测后，处理器模块控制每一组中的超声波发射模块逐一单独发射超声波，在每一个超声波发射模块发射超声波时对应记录每一个超声波接收模块接收的数据，获取每一个超声波发射模块发射超声波后超声波接收模块接收的数据；在每一个超声波发射模块均发射超声波后，处理器模块控制两组超声波发射模块中对称的一组超声波发射模块同时发射超声波，通过对称的一组超声波接收模块接收数据，超声波接收模块接收的超声波数据可以通过处理器模块处理后变换为轴承的空间数据，通过该组超声波接收模块接收的数据判断此时轴承的中线位置；在轴承达到检测位置时，处理器模块控制两组超声波发射模块中各超声波发射模块逐一交替发射超声波，并且在每个超声波发射模块发射超声波时记录每个超声波接收模块接收的数据，根据超声波发射模块的坐标以及超声波接收模块的坐标，结合超声波的速度以及接收到数据的时间，获取轴承的相应坐标数据；由于超声波发射模块和超声波接收模块是对称设置的，当轴承没有发生偏移时，两组超声波接收模块接收的数据应该以一根标准的中心轴对称，当一组对称的超声波接收模块接收的数据不对称时，此时判断轴承位置发生偏移，根据此时接收的数据可以判断出此时轴承的中线，以构建轴承的三维模型。
在本实施例中，所述处理器模块适于根据每一个超声波发射模块发射超声波后超声波接收模块接收的数据，以及判断的轴承的中线位置，构建轴承的三维模型。
在本实施例中，当确定轴承现在的中心线后构建三维模型后，可以再一次控制所有超声波发射模块发射超声波，记录此时所有超声波接收模块接收的数据，根据当前的中线判断对称的超声波接收模块接收的数据是否根据中线对称，不对称则判断轴承的相应位置存在瑕疵，可以对轴承的侧壁进行瑕疵检测，避免摄像模块无法拍摄到轴承的侧壁导致无法对轴承的侧壁进行检测；所有超声波发射模块发射超声波是为了避免轴承部分位置无法被相应的超声波发射模块发射的超声波照射。
在本实施例中，所述处理器模块适于根据轴承的三维模型确定轴承的位置，处理器模块适于根据轴承的位置控制驱动模块带动摄像头模块移动，使得摄像头模块移动至轴承的正上方。
在本实施例中，所述处理器模块适于在摄像头模块移动至轴承正上方时拍摄若干轴承的图像；在轴承正上方拍摄轴承的图像可以使得轴承的图像更加完整，便于从图中识别轴承。
在本实施例中，所述处理器模块适于识别每一张图像中轴承的图像数据，可以从图像中识别出轴承，并且根据空间直角坐标系获取图像中轴承的坐标位置，便于与三维模型进行交叉图像信息补全。
在本实施例中，所述处理器模块适于根据轴承的三维模型，在每一张图像中结合识别的图像数据，进行图像信息补全，以确定出每一张图像中轴承的图像；由于环境光的影响等在摄像头模块拍摄轴承图像时可能在图像的轴承表面存在高光区域，难以在高光区域中识别轴承的边沿或进行瑕疵的检测，因此需要进行多张图像的拍摄，多张图像的拍摄用于避免环境光源的频闪造成的高光区域；多张图像中也无法确定图像中的边沿能否被清晰的识别（例如环境光造成每一张图像中相同位置的边沿处均存在高光，此时直接的图像识别则无法判断轴承的边沿位置，导致难以精确的识别轴承），此时结合三维模型便可以精确的获取轴承的边沿，将三维模型与图像中识别的轴承进行重合，在图像中精确的划定轴承的边沿，避免高光区域对图像中轴承边沿识别造成的影响，并且在识别出所有图像中的轴承后，可以通过每一张图像中轴承的图像将高光部分填充，实现轴承完整图像的识别和确定。
在本实施例中，所述处理器模块适于根据所有图像中轴承的图像获取完整的轴承图像，所述处理器模块适于根据完整的轴承图像进行轴承检测，检测轴承表面的瑕疵。
实施例2，在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种采用实施例1中轴承检测系统的检测方法，包括：通过超声波发射模块向轴承发出超声波，并通过超声波接收模块接收轴承反射的超声波；通过处理器模块根据超声波接收模块接收的超声波数据，构建轴承的三维模型，确定轴承的位置信息；根据轴承的位置信息控制驱动模块带动摄像头模块移动至轴承的正上方；控制摄像头模块从轴承的正上方拍摄轴承的图像；处理器模块根据图像中识别的轴承数据以及超声波接收模块接收的超声波获取完整的轴承图像，根据完整的轴承图像对轴承上的瑕疵进行识别。
综上所述，本发明通过处理器模块，以及与所述处理器模块电性连接的驱动模块、摄像头模块、若干超声波发射模块和若干超声波接收模块；所述处理器模块适于控制所述超声波发射模块向轴承发出超声波，所述超声波接收模块适于接收轴承反射的超声波；所述处理器模块适于根据超声波接收模块接收的超声波数据，构建轴承的三维模型，确定轴承的位置信息；所述处理器模块适于根据轴承的位置信息控制所述驱动模块带动所述摄像头模块移动至轴承的正上方；所述处理器模块适于控制所述摄像头模块从轴承的正上方拍摄轴承的图像；所述处理器模块适于根据图像中识别的轴承数据以及超声波接收模块接收的超声波获取完整的轴承图像，根据完整的轴承图像对轴承上的瑕疵进行识别；实现了轴承图像的完成识别和构建，避免高光在轴承检测过程中产生的影响，便于提高轴承检测的精度和效率。
本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (11)

1.一种轴承检测系统，其特征在于，包括：
处理器模块，以及与所述处理器模块电性连接的驱动模块、摄像头模块、若干超声波发射模块和若干超声波接收模块；
所述处理器模块适于控制所述超声波发射模块向轴承发出超声波，所述超声波接收模块适于接收轴承反射的超声波；
所述处理器模块适于根据超声波接收模块接收的超声波数据，构建轴承的三维模型，确定轴承的位置信息；
所述处理器模块适于根据轴承的位置信息控制所述驱动模块带动所述摄像头模块移动至轴承的正上方；
所述处理器模块适于控制所述摄像头模块从轴承的正上方拍摄轴承的图像；
所述处理器模块适于根据图像中识别的轴承数据以及超声波接收模块接收的超声波获取完整的轴承图像，根据完整的轴承图像对轴承上的瑕疵进行识别。
2.如权利要求1所述的轴承检测系统，其特征在于，
所述超声波发射模块适于从轴承上方的两侧向轴承发射超声波；
所述超声波接收模块适于从轴承的四周接收轴承反射的超声波。
3.如权利要求2所述的轴承检测系统，其特征在于，
所述处理器模块适于控制所述超声波发射模块向轴承发出超声波，即
超声波发射模块平均分布在轴承上方的两侧，并且所有超声波发射模块均与所述处理器模块电性连接；
将位于轴承同一侧的超声波发射模块分为一组，即将所有的超声波发射模块分为两组；
在需要进行轴承检测时，处理器模块首先控制超声波发射模块发出超声波，超声波在接触轴承后会进行反射，反射的超声波会被各个超声波接收模块进行接收，当超声波接收模块接收的数据在不断发生变化时，判断轴承未移动至检测位置，当数据不再变化时判断轴承移动至检测位置，此时开始进行检测。
4.如权利要求3所述的轴承检测系统，其特征在于，
在开始进行检测后，处理器模块控制每一组中的超声波发射模块逐一单独发射超声波，在每一个超声波发射模块发射超声波时对应记录每一个超声波接收模块接收的数据，获取每一个超声波发射模块发射超声波后超声波接收模块接收的数据；
在每一个超声波发射模块均发射超声波后，处理器模块控制两组超声波发射模块中对称的一组超声波发射模块同时发射超声波，通过对称的一组超声波接收模块接收数据，通过该组超声波接收模块接收的数据判断此时轴承的中线位置。
5.如权利要求4所述的轴承检测系统，其特征在于，
所述处理器模块适于根据每一个超声波发射模块发射超声波后超声波接收模块接收的数据，以及判断的轴承的中线位置，构建轴承的三维模型。
6.如权利要求5所述的轴承检测系统，其特征在于，
所述处理器模块适于根据轴承的三维模型确定轴承的位置，处理器模块适于根据轴承的位置控制驱动模块带动摄像头模块移动，使得摄像头模块移动至轴承的正上方。
7.如权利要求6所述的轴承检测系统，其特征在于，
所述处理器模块适于在摄像头模块移动至轴承正上方时拍摄若干轴承的图像。
8.如权利要求7所述的轴承检测系统，其特征在于，
所述处理器模块适于识别每一张图像中轴承的图像数据。
9.如权利要求8所述的轴承检测系统，其特征在于，
所述处理器模块适于根据轴承的三维模型，在每一张图像中结合识别的图像数据，进行图像信息补全，以确定出每一张图像中轴承的图像。
10.如权利要求9所述的轴承检测系统，其特征在于，
所述处理器模块适于根据所有图像中轴承的图像获取完整的轴承图像，所述处理器模块适于根据完整的轴承图像进行轴承检测。
11.一种采用如权利要求1所述轴承检测系统的检测方法，其特征在于，包括：
通过超声波发射模块向轴承发出超声波，并通过超声波接收模块接收轴承反射的超声波；
通过处理器模块根据超声波接收模块接收的超声波数据，构建轴承的三维模型，确定轴承的位置信息；
根据轴承的位置信息控制驱动模块带动摄像头模块移动至轴承的正上方；
控制摄像头模块从轴承的正上方拍摄轴承的图像；
处理器模块根据图像中识别的轴承数据以及超声波接收模块接收的超声波获取完整的轴承图像，根据完整的轴承图像对轴承上的瑕疵进行识别。
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