基于计算机视觉的微小轴承外表面缺陷检测研究

论文摘要

微小轴承在生产和装配过程中,少量轴承外表面会产生压坑、划伤等缺陷,且表面上的压坑、划伤其大小、深度与分布位置都是随机的。轴承企业目前普遍采用人工目测方法对轴承进行逐一检查,不仅工作量大、效率低,而且漏检率高,影响产品出厂质量。采用CCD图像识别技术对微小轴承进行非接触检测,是解决这一问题的有效途径。论文依托浙江省科技攻关项目(2007C31014)和宁波市工业科技攻关项目(2005B100014)“基于CCD图像识别技术的微小轴承表面缺陷检测系统研究”,设计开发了由CCD摄像机、光电传感器、图像采集卡及显示设备组成的微小轴承表面缺陷检测系统,综合运用计算机技术、传感器技术、通信技术及数字图像处理分析技术等实现信息的获取、传输、处理和控制,实现了微小轴承表面缺陷的在线检测。分析了计算机视觉检测中抑制噪声常用的滤波方法、边缘检测和图像的阈值分割技术及边缘检测算子等理论,通过实验及对检测时间和检测效果的综合比较,选择了适合本系统的Canny边缘检测算子。提出了三点定圆法来检测圆心坐标,在保证检测精度的情况下,该方法与常规Hough变换方法相比,减少了运算量,缩短了运算时间,使检测圆心的速度大大提高。在对轴承表面缺陷进行检测时,将轴承内圈和外圈作为一个整体,利用差影法进行检测,运算量小、耗时短,检测结果能满足要求。对轴承密封盖(有刻印文字部分)采用优化的图像匹配算法进行检测,通过轴承圆心实现快速粗定位,利用刻印文字对扇形区域灰度统计的影响,实现精确细定位,进行快速图像匹配,最后检测目标区域并判断轴承的质量。设计了由PLC、气动控制系统组成的微小轴承自动输送装置与剔除机构。通过实验可以看出:本系统的测量结果是令人满意的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 计算机视觉检测技术概述
• 1.2 计算机视觉检测技术研究现状与发展趋势
• 1.3 课题研究背景和意义
• 1.4 课题研究的主要内容
• 第二章 计算机视觉检测系统设计
• 2.1 检测系统的构成及工作原理
• 2.2 检测系统硬件选用
• 2.3 自动输送机构与自动剔除装置设计
• 第三章 图像采集、预处理及分割方法研究
• 3.1 图像采集
• 3.2 数字图像的平滑处理
• 3.3 边缘检测
• 3.4 图像分割
• 第四章 微小轴承检测系统软件开发
• 4.1 概述
• 4.2 轴承缺陷自动检测程序子系统
• 4.3 图像采集卡开发模块
• 4.4 系统输出显示和通信模块
• 第五章 轴承表面缺陷检测方法研究
• 5.1 轴承表面缺陷检测方法
• 5.2 实验方法
• 5.3 实验结果及分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢