CN202075755U - 一种工件表面微裂纹视觉检测装置 - Google Patents

一种工件表面微裂纹视觉检测装置 Download PDF

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李鹏阳
钟国威
同世隆
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Abstract

本实用新型公开了一种工件表面微裂纹视觉检测装置，包括依次连接的图像采集装置、图像预处理模块、特征处理模块和统计分析模块，其中，图像采集装置安装在图像采集平台上且用于拍摄工件表面图像，图像预处理模块用于对拍摄得到的工件表面图像进行光线不均匀校正、去噪滤波处理以及图像增强，特征处理模块用于图像裂纹分割、误分割点去除以及裂纹特征提取，统计分析模块用于裂纹报警、裂纹分析以及得出裂纹检测报告。本实用新型基于机器视觉来监测工件表面微裂纹，并能对图像进行处理后判断并识别工件表面裂纹，以实现自动化生产应用。

Description

一种工件表面微裂纹视觉检测装置
技术领域
本实用新型属于自动化检测设备技术领域，具体涉及一种工件表面微裂纹视觉检测装置。
背景技术
工件表面无损检测是以不损害被检工件未来用途和功能为前提，测量和评价缺陷，评估完整性、性能和成分，测量几何特征，而对工件进行的检测。常规的工件表面裂纹检测技术主要有：射线检测、涡流检测、磁粉检测。
第一种射线探伤法(RT法)，能比较直观地对缺陷定性和定量，底片可长期保存。此方法已广泛应用于锅炉压力容器压力管道的检验。但对于微裂纹检测，却受到微裂纹本身取向及其宽度和深度的影响，加之透照、暗室处理等诸多环节因素，其过程处理稍有不当，结果将事倍功半，检测灵敏度降低，甚至无法检出。
第二种是涡流检测，给一个线圈通入交流电，在一定条件下通过的电流是不变的。如果把线圈靠近被测工件，像船在水中那样，工件内会感应出涡流，受涡流影响，线圈电流会发生变化。由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同，所以线圈电流变化的大小能反映有无缺陷。涡流检测时线圈不需与被测物直接接触，可进行高速检测，易于实现自动化，但不适用于形状复杂的零件，而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷，检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。
第三种是磁粉探伤法(MT法)，磁粉探伤和渗透探伤中的荧光与非荧光，在于观察缺陷的方式不一样，在黑光灯(紫外线灯)下观察的叫荧光法，在日光下观察的叫非荧光法。在观察方法一样的情况下，磁粉探伤的优点是灵敏度高，可检测表面及近表面的缺陷，缺点是只能用于铁磁性材料。渗透探伤的优点是可以检测所有的非多孔性材料，缺点是要检出的缺陷必须在工件表面开口，埋藏缺陷是检测不出来的。
上述三种方法都有一个共同的缺点是都要通过人眼识别工件表面裂纹，不便于实现自动化生产应用。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种工件表面微裂纹视觉检测装置，其基于机器视觉来监测工件表面微裂纹，并能对图像进行处理后判断并识别工件表面裂纹，以实现自动化生产应用。
本实用新型所采用的技术方案是，一种工件表面微裂纹视觉检测装置，包括依次连接的图像采集装置、图像预处理模块、特征处理模块和统计分析模块，其中，图像采集装置安装在图像采集平台上且用于拍摄工件表面图像，图像预处理模块用于对拍摄得到的工件表面图像进行光线不均匀校正、去噪滤波处理以及图像增强，特征处理模块用于图像裂纹分割、误分割点去除以及裂纹特征提取，统计分析模块用于裂纹报警、裂纹分析以及得出裂纹检测报告。
其中，图像采集平台包括底座，底座上固定安装有第一套筒，在底座上且位于第一套筒的内腔安装有能轴向转动的第一丝杠，第一套筒和第一丝杠均为竖直方向且同轴线，第一丝杠的顶部连接有用于控制该第一丝杠转动的第一手柄，第一丝杠上安装有能在该第一丝杠转动时沿其竖直移动的第一丝母，第一套筒的外侧套装有横梁，第一套筒的侧壁上开有竖直槽，第一丝母和横梁通过第一螺钉相连接，第一螺钉位于竖直槽内；
横梁上固定有第二套筒，第二套筒的内腔安装有能轴向转动的第二丝杠，第二丝杠和第二套筒均为水平方向且同轴线，第二丝杠的一端部连接有用于控制该第二丝杠转动的第二手柄，第二丝杠上安装有能在该第二丝杠转动时沿其水平移动的第二丝母，第二套筒的外侧套装有支架，支架上开有用于安装图像采集装置的安装孔，第二套筒的侧壁上开有水平槽，第二丝母和支架通过第二螺钉相连接，第二螺钉位于水平槽内。
图像采集装置包括显微镜，以及位于显微镜上方相应位置的CCD摄像头。
本实用新型的有益效果是，工件表面裂纹的判断结果无需人工识别，其利用及其视觉装置采集图像，再通过软件对图像进行处理后自动判断并识别工件表面裂纹，因此，有利于提高***的自动化。本实用新型中的图像采集平台通过两个手柄分别带动两个丝杠转动，实现图像采集装置的上下和左右移动，并可通过横梁相对第一套筒的转动，以及支架相对套筒的转动，能够适当地调节图像采集装置的位置，以使采集的图像比较清晰。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中的图像采集平台的结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图。
其中，1.底座，2.第一套筒，3.第一丝杠，4.第一丝母，5.端盖，6.第一手柄，7.支架，8.安装孔，9.第二套筒，10.横梁，11.第一螺钉，12.竖直槽，13.水平槽，14.第二丝杠，15.第二丝母，16.第二手柄，17.图像采集装置，18.图像预处理模块，19.特征处理模块，20.统计分析模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1、图2和图3所示，本实用新型一种工件表面微裂纹视觉检测装置，包括依次连接的图像采集装置17、图像预处理模块18、特征处理模块19和统计分析模块20，其中，图像采集装置17用于拍摄工件表面图像，图像预处理模块18用于对拍摄得到的工件表面图像进行光线不均匀校正、去噪滤波处理以及图像增强，特征处理模块19用于图像裂纹分割、误分割点去除以及裂纹特征提取，统计分析模块20用于裂纹报警、裂纹分析以及得出裂纹检测报告。
图像采集装置17包括显微镜，以及位于该显微镜上方相应位置的CCD摄像头。图像采集装置17安装在图像采集平台上，图像采集平台包括底座1，底座1上固定安装有第一套筒2，在底座1上、且位于第一套筒2的内腔安装有第一丝杠3，第一丝杠3能轴向转动，第一套筒2和第一丝杠3均为竖直方向且同轴线，第一丝杠3的顶部连接有第一手柄6，第一手柄6用于控制该第一丝杠3转动，在第一套筒2的内腔中、且在第一丝杠3上安装有第一丝母4，第一丝母4能在第一丝杠3转动时沿第一丝杠3竖直移动。第一套筒2的顶端设置有端盖5，第一套筒2的外侧套装有横梁10，第一套筒2的侧壁上开有竖直槽12，第一丝母4和横梁10通过第一螺钉11相连接，第一螺钉11位于竖直槽12内。
横梁10上固定有第二套筒9，第二套筒9的内腔安装有第二丝杠14，第二丝杠14能轴向转动，第二丝杠14和第二套筒9均为水平方向且同轴线，第二丝杠14的一端部连接有第二手柄16，第二手柄16用于控制第二丝杠14转动，在第二套筒9内、且在第二丝杠14上安装有第二丝母15，第二丝母15能在第二丝杠14转动时沿第二丝杠14水平移动，第二套筒9的外侧套装有支架7，支架7上开有安装孔8，图像采集装置17能通过安装孔8固定，第二套筒9的侧壁上开有水平槽13，第二丝母15和支架7通过第二螺钉相连接，第二螺钉位于水平槽13内。
本实用新型的工作过程为：首先将显微镜和CCD摄像头通过安装孔8安装在支架7上，再通过调节第一手柄6、第二手柄16、横梁10相对第一套筒2的转动、支架7相对第二套筒9的转动，使显微镜和被拍摄工件的相对位置适当；使用显微镜和CCD摄像头拍摄工件表面图像，图像预处理模块18对拍摄得到的工件表面图像进行光线不均匀校正、去噪滤波处理以及图像增强，继而特征处理模块19进行图像裂纹分割、误分割点去除以及裂纹特征提取，最后统计分析模块20判断是否有裂纹，如果无裂纹则停止；判断有裂纹，则发出裂纹报警，对裂纹特征进行统计，打印裂纹统计报告。

Claims (3)

1.一种工件表面微裂纹视觉检测装置，其特征在于，包括依次连接的图像采集装置(17)、图像预处理模块(18)、特征处理模块(19)和统计分析模块(20)，其中，所述图像采集装置(17)安装在图像采集平台上且用于拍摄工件表面图像，所述图像预处理模块(18)用于对拍摄得到的工件表面图像进行光线不均匀校正、去噪滤波处理以及图像增强，所述特征处理模块(19)用于图像裂纹分割、误分割点去除以及裂纹特征提取，所述统计分析模块(20)用于裂纹报警、裂纹分析以及得出裂纹检测报告。
2.按照权利要求1所述的工件表面微裂纹视觉检测装置，其特征在于，所述图像采集平台包括底座(1)，所述底座(1)上固定安装有第一套筒(2)，在底座(1)上且位于所述第一套筒(2)的内腔安装有能轴向转动的第一丝杠(3)，所述第一套筒(2)和第一丝杠(3)均为竖直方向且同轴线，所述第一丝杠(3)的顶部连接有用于控制该第一丝杠(3)转动的第一手柄(6)，所述第一丝杠(3)上安装有能在该第一丝杠(3)转动时沿其竖直移动的第一丝母(4)，所述第一套筒(2)的外侧套装有横梁(10)，所述第一套筒(2)的侧壁上开有竖直槽(12)，所述第一丝母(4)和横梁(10)通过第一螺钉(11)相连接，所述第一螺钉(11)位于所述竖直槽(12)内；
所述横梁(10)上固定有第二套筒(9)，所述第二套筒(9)的内腔安装有能轴向转动的第二丝杠(14)，所述第二丝杠(14)和第二套筒(9)均为水平方向且同轴线，所述第二丝杠(14)的一端部连接有用于控制该第二丝杠(14)转动的第二手柄(16)，所述第二丝杠(14)上安装有能在该第二丝杠(14)转动时沿其水平移动的第二丝母(15)，所述第二套筒(9)的外侧套装有支架(7)，所述支架(7)上开有用于安装图像采集装置(17)的安装孔(8)，所述第二套筒(9)的侧壁上开有水平槽(13)，所述第二丝母(15)和所述支架(7)通过第二螺钉相连接，所述第二螺钉位于所述水平槽(13)内。
3.按照权利要求1或2所述的工件表面微裂纹视觉检测装置，其特征在于，所述图像采集装置(17)包括显微镜，以及位于所述显微镜上方相应位置的CCD摄像头。
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