基于机器视觉的滚针轴承表面及滚针针数缺陷检测技术研究

摘要

在滚针轴承的生产装配过程中,其表面疵病和滚针缺失是常见的质量缺陷问题。传统的检测轴承质量缺陷主要靠人工检测,不仅效率很低而且可靠性也很差,常常出现误检漏检现象。随着机器视觉技术的出现与发展,其逐渐被应用于工业检测方面。机器视觉检测技术以其高速率、高准确度、可靠性好等优点弥补了人工检测的劣势,节省了人工劳动力并且实现了生产线的自动化,大大提高了企业的生产效率。在轴承检测方面机器视觉检测技术也有很多应用,总体来说还处在初步发展阶段,而本文正是针对滚针轴承缺陷检测的研究探索。
　　本文在研究了机器视觉和图像处理技术的基础上,设计出了一套滚针轴承表面及滚针针数缺陷检测系统。整个系统分两部分组成,即硬件平台和软件算法设计。硬件平台组成有LED环形光源和照明架设装置,镜头、CCD相机以及图像采集卡,输入图像储存在PC上位机中待软算法实现检测。软件检测算法设计如下,首先对轴承图像进行预处理,完成轴承的定位、分割以及滚针的拉伸展开。再次运用差影法的轴承内外环表面疵病检测和基于灰度投影的滚针缺失检测。设计中对差影法的模板学习做了改进,应用了多幅图形求取平均模板图像的方法使差影模板具有更强的自适应性,提高了差影法的准确率。灰度投影法检测缺针时,针对投影波形本文使用了形态学上的膨胀腐蚀操作对波形作进一步处理,使缺针部位更显著更利于检测的算法设计。这样的改进都使得系统的检测精度得以提升,适用性和可靠性得到提高。
　　实验结果也证明,本系统性能可靠、算法适应性强、检测精度高、检测速度快,同时运用MFC设计了更人性化的人机交互界面。后期经过进一步的改进可以实现对同类产品不同针数不同尺寸的滚针轴承进行集成统一检测,实现一机多用。

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第一章 绪论

1.1机器视觉概述

1.2国内外研究现状

1.3 课题的主要研究内容

第二章 滚针轴承表面及滚针针数缺陷检测系统总体方案设计

2.1 机器视觉系统组成及工作原理

2.2 滚针轴承表面及滚针针数缺陷检测系统的设计要求

2.3 滚针轴承表面及滚针针数缺陷检测系统组成和工作原理

2.4 检测系统的硬件设备

2.5 软件开发平台及总体结构设计介绍

2.6 软件交互界面设计

2.7 本章小结

第三章 滚针轴承表面及滚针针数缺陷检图像算法及实现

3.1轴承图像的预处理

3.2 轴承内外环表面的缺陷识别算法

3.3 轴承滚针针数的缺失检测算法

3.4 检测结果反馈

3.5 本章小结

第四章 实验验证

4.1 轴承检测系统的检测过程

4.2 实验验证分析

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 结论

5.2 研究展望

致谢

参考文献