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原文传递一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置及检测方法

专利名称：	一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置及检测方法
摘要：	一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置及检测方法，属于滚珠轴承检测技术领域。本发明为了解决现有技术不能实现对航空轴承总成的检测，现有的检测装置和检测方法达不到航空轴层滚珠高精度的要求；本发明包括光源模块，包括由红、绿、蓝三色可变灯珠构成的LED点阵，光源模块的输出光线垂直照射在被测航空轴承上；定位模块，包括激光阵列板，激光阵列板发出的激光光束垂直照射在被测航空轴承上形成定位光斑点阵；图像采集模块和控制模块；本发明实现了航空轴承总成的快速，精准的检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨理工大学
发明人：	薛萍;江亚丽;王宏民
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910307331.2
公开号：	CN109916915A
代理机构：	北京中济纬天专利代理有限公司
代理人：	杨乐
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号
主权项：	1.一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置，其特征在于：包括：光源模块，包括由红、绿、蓝三色可变灯珠构成的LED点阵，光源模块的输出光线垂直照射在被测航空轴承上；定位模块，包括激光阵列板，激光阵列板发出的激光光束垂直照射在被测航空轴承上形成定位光斑点阵；图像采集模块，包括图像采集器和旋转平台，图像采集器采集位于旋转平台上的航空轴承的图像；控制模块，包括主控单元和图像测算单元，主控单元的控制输出端连接光源模块的LED灯珠、定位模块的激光阵列和图像采集模块，图像测算模块根据图像定位信息和图像采集器采集的图形对轴承滚珠的尺寸进行检测。 2.根据权利要求1所述一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置，其特征在于：所述光源模块包括灯板、扩散板和第一分光镜，灯板的板面与扩散板的板面平行，所述LED点阵安装在灯板上，灯板上的LED点阵发出的光线经扩散板照射在第一分光镜上，光线经第一分光镜形成垂直光线。 3.根据权利要求2所述一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置，其特征在于：所述扩散板靠近灯板一侧凹陷形成弧形凹陷。 4.根据权利要求2所述一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置，其特征在于：所述灯板与扩散板之间设有腔体，腔体的侧壁为锯齿螺纹结构。 5.根据权利要求1所述一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置，其特征在于：所述被测航空轴承的一侧设有反光镜，反光镜位于光源光线相对的一侧。 6.根据权利要求1所述一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置，其特征在于：所述定位模块包括第二分光镜，激光阵列发出的光线经第二分光镜后垂直照射在被测航空轴承上形成定位光斑。 7.根据权利要求1所述一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置，其特征在于：所述基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测装置包括固定支架，图像采集器安装在固定支架上，固定支架上安装有粗准焦螺旋和细准焦螺旋。 8.一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、制备光源模块，控制模块根据航空轴承的滚珠的尺寸，控制模块控制LED点阵上的LED灯珠发光，构建所需的光照环境；步骤二、定位模块发出定位光斑，图形采集模块获取光斑点阵图像并对航空轴承滚珠定位，进而确定定位的航空轴承滚珠的实际半径尺寸；步骤三、控制模块发送控制指令使转动平台转动，图像采集模块完成对整个轴承的采集；步骤四、将采集的图像进行预处理，通过CNN神经网络对航空轴承的滚珠圆弧进行训练后识别轴承滚珠的圆弧；步骤五、通过最小二乘法计算所述滚珠半径，并重构圆；步骤六、将检测航空轴承滚珠半径尺寸与邻近半径尺寸划分成若干区间，并对每个区间进行评分，对实际测量的尺寸评分进行分类。 9.根据权利要求8所述一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测方法，其特征在于：步骤一所述光源模块结构的设计方法包括：制备灯板：将LED灯珠安装在灯板上形成LED点阵，相邻LED灯珠之间的间隔与灯珠直径的比值范围为0.2-0.5；制备扩散板：根据单粒灯珠的配光曲线成类朗伯体发光特性，通过光学仿真得到扩散板上弧形凹陷的尺寸；在灯板与扩散板之间搭建空心腔体，腔体内壁为锯齿螺旋结构。 10.根据权利要求8所述一种基于可控光源的航空轴承滚珠视觉检测方法，其特征在于：步骤二所述确定定位的航空轴承滚珠的实际半径尺寸的方法为：根据光斑点阵中每个光斑中心在采集图像中的坐标，确定图像中任意相邻两个光斑中心坐标点之间的距离d2；根据已知相邻激光的距离d1，求出通过K求得滚珠的实际半径尺寸。
所属类别：	发明专利