基于计算机视觉的微小轴承外表面缺陷检测研究

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(20058100014)“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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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