CN206095970U - 一种abs齿圈内面缺陷镜面反射检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种ABS齿圈内面缺陷镜面反射检测装置。本实用新型中的ABS齿圈放置在可旋转的定位轮上，镜面反射装置固定在反光镜固定件上。线阵CCD相机固定在相机支架上并与上反光镜同一高度，线阵CCD相机的扫描线宽大于待测ABS齿圈内面宽度，相机支架的高度根据相机的扫描范围固定并使ABS齿圈齿面在线阵CCD相机的扫描范围内，且相机高度始终固定，线阵CCD相机可沿相机支架上的滑动轨道前后移动实现相机对焦调节，线光源为ABS齿圈内面照明达到相机拍摄照明要求。本实用新型中的组合反射镜实现了ABS齿圈的内面扫描，最大程度还原了ABS齿圈内面的初始图样。

Description

一种ABS齿圈内面缺陷镜面反射检测装置

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，涉及一种基于线阵CCD图像处理技术的ABS齿圈内面缺陷镜面反射检测装置。

背景技术

随着汽车在我们日常生活中的广泛应用，汽车的安全性能也越来越受到人们的关注，汽车ABS***的可靠性成为人们日益关注的内容。汽车ABS***可靠性的高低，直接影响到汽车使用者的生命财产安全以及社会公共秩序。在ABS***当中，ABS齿圈是***输入信号的关键，因此对ABS齿圈缺陷的检测尤为重要。

ABS齿圈多采用铁磁性材料，如35号钢，45号钢，其表面大多采用镀锌或镀铬。生产工艺多采用机加工或粉末冶金烧结，其中加工顺序、模具尺寸、工艺参数、时间等因素都会造成ABS齿圈表面缺陷。因此，ABS齿圈缺陷类型多样，包括缺齿、划痕、压痕、锈迹、斑点、积液等多种缺陷。目前，工业上常用的检测方法例如机械法、投影法、齿感应检测法等多针对齿圈节距误差进行检测，上述检测方法可以检测出缺齿、划痕、压痕等缺陷，但是无法检测出锈迹斑点、积液等缺陷类型，不能有效检测ABS齿圈缺陷。除上述检测方法之外，市面上还有模拟汽车ABS***工作环境进行ABS齿圈检测的方法，能够有效检测ABS齿圈缺陷，但是检测设备成本高且损耗大，可以判断ABS齿圈是否有缺陷，但是无法确定缺陷类型。

随着计算机技术以及数学理论的发展，线阵CCD图像处理技术广泛应用在现代工业的各个领域，特别是检测领域。线阵CCD图像处理技术在ABS齿圈缺陷检测方面的应用，可以有效区分ABS齿圈内面缺陷类型并判断缺陷严重程度，不仅能够实现ABS齿圈内面缺陷检测的目的还可以筛选出缺陷可修复的齿圈进行修复，提高产品质量的同时减少生产厂家损失。

发明内容

针对涉及的背景技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种ABS齿圈内面缺陷在线检测装置。

本实用新型所解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型包括定位轮、线阵CCD相机、相机支架、滑动轨道、镜面反射装置固定件、镜面反射装置。

ABS齿圈放置在可旋转的定位轮上，镜面反射装置固定在镜面反射装置固定件上。所述的镜面反射装置包括上反光镜、下反光镜和线光源；线光源安装在两片水平对称的反光镜之间，并正对ABS齿圈内面，其中上反光镜斜向下与水平成45°安装；下反光镜斜向上与水平成45°安装。线阵CCD相机固定在相机支架上并正对ABS齿圈中央的镜面反射装置，与上反光镜同一高度，线阵CCD相机的扫描线宽大于待测ABS齿圈内面宽度，相机支架的高度根据相机的扫描范围固定并使ABS齿圈齿面在线阵CCD相机的扫描范围内，且相机高度始终固定，线阵CCD相机可沿相机支架上的滑动轨道前后移动实现相机对焦调节，线光源为ABS齿圈内面照明达到相机拍摄照明要求。

进一步说，所述的定位轮为圆台状镂空的空心圆柱结构，定位轮的边沿有三个缺口。

与背景技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中的齿面缺陷完整线扫描检测功能，ABS齿圈只需旋转一周就能够实现齿面的完整线扫描，且对ABS齿圈是否匀速旋转不作要求，降低工程难度，提高效率，并可以将ABS齿圈内面的所有缺陷全部检测到，不会产生漏检现象。

本实用新型中的定位轮为塔台式结构，塔台结构上的直径根据所需检测的不同型号的齿圈来确定，由外侧蜗杆进行传动，边沿的三个缺口在不影响定位的情况下方便取放齿圈，提高检测效率。

本实用新型中的线光源反射镜装置，通过反射使得检测ABS齿圈内面成为可能，运用高纯度硅晶制造的反射镜，利用全反射现象，反射损失可忽略不计，最大程度还原ABS齿圈内面的初始图样。

附图说明

图1是本实用新型的基于线阵CCD图像处理技术的ABS齿圈内面缺陷在线检测装置立体结构示意图。

图2是本实用新型的定位轮结构图。

图3a和图3b是本实用新型的镜面反射装置结构图。

图4本实用新型的工作原理图。

图5是本实用新型的图像处理***流程图。

图中：1底座、2滑动轨道、3相机支架、4线阵CCD相机、5相机镜头、6反射镜、7线光源、8 ABS齿圈、9定位轮、10固定块、11伺服电机、12滑块。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型基于线阵CCD图像处理技术，利用镜面反射原理的ABS齿圈内面缺陷在线检测装置，包括底座1、滑动轨道2、相机支架3、线阵CCD相机4、相机镜头5、反射镜6、线光源 7、ABS齿圈8、定位轮9、固定块10、伺服电机11、滑块12。其中相机镜头5是一倍近心镜头。伺服电机11与固定块10安装在一起并安装在底座1上，用于输出旋转驱动力。定位轮9通过伺服电机11的输出轴与其连接而转动。待测ABS齿圈8安装于定位轮9与伺服电机11的输出轴同步转动。线阵CCD相机4与相机镜头5安装在一起并正对反射镜放置，并使ABS齿圈8被反射的像处于线阵CCD相机4的拍摄范围当中，线阵CCD相机4与相机支架3以及滑块12安装在一起，滑块12与滑动轨道2相互配合使用，滑动轨道2安装在底座1上，滑块12在滑动轨道2上前后移动，用于线阵CCD相机4对焦，线阵CCD相机4高度固定不变。反射镜6放置在ABS齿圈的正中央，用于反射齿圈内面的图像，线光源定位在反射镜的中间部位，使得亮度符合拍摄所需的照明条件。镜面反射装置固定件置于机架连接的一根中心柱，并将定位轮9套在其上。由线光源7照亮ABS齿圈8内面，滑块12带动线阵CCD相机4在滑动轨道2上前后移动找到最佳对焦点实现对焦，伺服电机11带动蜗杆传动定位轮9转动，ABS齿圈8嵌入放置在定位轮9上，使得ABS齿圈8旋转，反光镜6静止，使反光镜6连续地呈现出整体ABS内面缺陷图像。线阵CCD相机4拍摄ABS齿圈8的灰度图像并经图像处理实现缺陷检测。

如图2所示，定位轮9为圆台状镂空的空心圆柱结构，定位轮的边沿有三个缺口，在不影响定位的情况下方便取放齿圈，提高效率。ABS齿圈8嵌入放置在定位轮9上，由定位轮9带动ABS齿圈8旋转。

如图3a所示，线光源7定位在反射镜6的中间部位，2片反光镜6各自朝向内侧，上下各一块进行连接，2片反光镜6都与水平成45°角。线光源7各安置在2片反光镜6之间的倾斜凹孔中；如图3b细节图所示线光源嵌入反射镜架内部，与水平面成一定角度照亮ABS齿圈8内面，调节光源亮度使ABS齿圈8的内面亮度达到线阵CCD相机4拍摄要求。

如图4所示，利用MSP430单片机控制伺服电机11，使得待测ABS齿圈8随伺服电机11的输出轴同步旋转，线阵CCD相机4拍摄图片并将数据传输到图像处理***进行数据处理，并将处理结果通过串口通讯电路传输到MSP430单片机，MSP430单片机获取结果并控制伺服电机停止工作，检测完成。在检测过程中，由于加速度的原因ABS齿圈8达到匀速旋转需要一定时间，当其达到匀速旋转时，MSP430单片机通过串口通讯电路控制图像处理***开始工作，在此时线阵CCD相机4采集到的图片传输到图像处理***才能真正被处理。

如图5所示，当线阵CCD相机4拍摄图片并将数据传输到图像处理***后，图像处理***经过包括二值化、滤波、去噪、消除除缺陷外的阴影部分、获取缺陷特征参数、判定是否合格的处理，完成一次完整图像处理过程。

ABS齿圈8内面缺陷的完整扫描检测具体是：线阵CCD相机4在ABS齿圈8旋转时能够进行线扫描，ABS齿圈只需旋转完成一圈，线阵CCD相机4通过反射镜6对ABS齿圈8内面实现一周的完整线扫描，可以获取ABS齿圈8内面的完整图像信息，实现对ABS齿圈8内面是否含有缺陷的完整扫描。本实用新型中的线阵CCD相机具有灵敏度高、动态范围大、性价比高的特点，可以实时传输光电变换信号且扫描速度快、频率响应高，可以实现动态在线测量，并能够在低照明度下工作，结构简单成本较低；相机高度根据定位轮高度确定，保证待测ABS齿圈在相机扫描范围之内，且高度确定后不再需要移动，对于不同型号的ABS齿圈可以通过软件设置像素范围。

线阵CCD图像处理技术来实现ABS齿圈内面灰度图像复现以及缺陷检测具体是：线阵CCD相机4，内置线阵图像传感器，调节线阵CCD相机4与反射镜6的照明角度及亮度，使ABS齿圈8内面反射的亮度达到线阵CCD相机4拍摄要求。线阵CCD相机4扫描线宽范围大于ABS齿圈的齿面宽度，因此不需要根据ABS齿圈宽度规格的变化而调整相机的高低；能够通过承载ABS齿圈8的定位轮9与线阵CCD相机4的初始位置关系的设计，保证在旋转扫描检测过程中待测ABS齿圈8内面的反射图像始终落在固定的CCD像素单元中。线阵CCD相机4在ABS齿圈8旋转时对ABS齿圈8内面成像进行线扫描，旋转一圈后获得ABS齿圈8内面一周的完整图像。线阵CCD相机4与计算机相连接，把通过线扫描获取的CCD图像数据传输给计算机，通过软件选取像素值范围，获取有效待测ABS齿圈8内面数据信息，去除无用数据，利用程序编译将线扫描所得图像拼接实现ABS齿圈8内面灰度图像的复现，并对图像经过包括二值化、滤波、去噪等处理，实现图像数据噪声的去除，剔除因为光照原因引起的阴影，把图像中的异常部分保留，并根据不同缺陷类型所对应的异常数据，归纳总结相应缺陷的图像特征，判断是哪种缺陷类型。

Claims (2)

1.一种ABS齿圈内面缺陷镜面反射检测装置，该装置包括定位轮、线阵CCD相机、相机支架、滑动轨道、镜面反射装置固定件、镜面反射装置，其特征在于：

ABS齿圈放置在可旋转的定位轮上，镜面反射装置固定在镜面反射装置固定件上；所述的镜面反射装置包括上反光镜、下反光镜和线光源；线光源安装在两片水平对称的反光镜之间，并正对ABS齿圈内面，其中上反光镜斜向下与水平成45°安装；下反光镜斜向上与水平成45°安装；线阵CCD相机固定在相机支架上并正对ABS齿圈中央的镜面反射装置，与上反光镜同一高度，线阵CCD相机的扫描线宽大于待测ABS齿圈内面宽度，相机支架的高度根据相机的扫描范围固定并使ABS齿圈齿面在线阵CCD相机的扫描范围内，且相机高度始终固定，线阵CCD相机可沿相机支架上的滑动轨道前后移动实现相机对焦调节，线光源为ABS齿圈内面照明达到相机拍摄照明要求。

2.根据权利要求1所述的一种ABS齿圈内面缺陷镜面反射检测装置，其特征在于：所述的定位轮为圆台状镂空的空心圆柱结构，定位轮的边沿有三个缺口。