钢球表面缺陷机器视觉检测系统的研制

论文摘要

在现代工业自动化中,随着高精度、高速度、高质量要求的不断攀升,轴承的作用愈发突出,各类机电设备对其的依赖性日趋加剧。而钢球作为轴承的重要零件,其质量对轴承的精度、运动性能、使用寿命等都有至关重要的影响。实验统计表明:在轴承的失效形式中,由于钢球表面的缺陷而引起的裂纹、裂缝造成的轴承失效达65%。因此,必须对钢球质量进行严格检测,尤其是对裂纹、裂缝的检测。本文的主要研究内容是研发一种面向轴承企业应用、基于机器视觉的钢球表面缺陷检侧系统。本系统以NI公司的LabVIEW为软件开发环境,采用大恒图像DH-HV2001UC工业自动化摄像机、COMPUTAR公司的摄像头、NI公司PCI-6024E数据采集卡、LED光源、北京斯达微步公司的17HS001两相混合式步进电机、计算机等组建成视觉检测系统的硬件平台。视觉检测系统开发的主要模块为图像采集与处理、图像分割、图像识别与匹配、执行检测。由边缘提取和自动分割来获取动态采集的图像中感兴趣目标的信息,使之和标准图像生成的模板进行匹配,以面积为特征实现钢球表面缺陷区域的识别,决策系统决定是否执行检出模块。通过实际检验,机器视觉系统可较好地应用于钢球表面缺陷的检测系统,其可靠性、稳定性、检测精度均已达到要求,从而为系统在工业环境中的实际应用铺平了道路,具有很好的应用前景。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外钢球表面缺陷检查设备的研究开发现状
• 1.2.1 国外钢球表面缺陷自动检测设备典型分析
• 1.2.2 国内钢球表面缺陷自动检测设备的发展
• 1.3 本课题研究的目的和研究内容
• 第二章 数字图像处理技术、机器视觉理论和 LabVIEW 语言
• 2.1 数字图像处理技术概述
• 2.1.1 图像处理技术
• 2.1.2 数字图像处理系统
• 2.2 机器视觉系统概述
• 2.2.1 机器视觉技术
• 2.2.2 典型视觉检测系统的构成及应用
• 2.3 软件开发工具——LabVIEW 语言
• 2.3.1 虚拟仪器VI 的概念
• 2.3.2 应用软件系统的确定
• 2.3.3 LabVIEW 语言
• 2.3.4 实用工具软件包
• 2.4 本章小结
• 第三章 钢球表面缺陷视觉检测系统
• 3.1 系统概述
• 3.2 系统的总体设计要求和指标
• 3.3 系统的机械结构
• 3.4 系统照明和光学系统
• 3.5 系统软件体系设计
• 3.6 系统的操作界面
• 3.6.1 系统主界面
• 3.6.2 校正界面
• 3.6.3 参数配置界面
• 3.6.4 检测界面
• 3.7 本章小结
• 第四章 钢球表面缺陷检测结果和分析
• 4.1 钢球表面缺陷检测程序
• 4.2 钢球表面缺陷检测条件和实验数据
• 4.3 钢球表面缺陷图像的处理和分析
• 4.4 系统实际性能指标
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 详细摘要