本發(fā)明屬于工件表面檢測的技術領域，具體涉及一種用于檢測圓柱體工件表面缺陷的機器視覺裝置及檢測方法。

背景技術：

圓柱體工件進行表面缺陷檢測時，由于整個柱面無法一次成像，造成快速自動檢測的難點，目前已有的自動化圓柱體工件檢測裝置主要分為兩類：第一類是全景成像模塊，其中有的采用單個相機或多個相機通過連續(xù)采集多幅圖像進行拼接獲得全景圖像，有的采用折反射全景成像模塊，用一個相機和鏡面組組成，通過折射、反射獲得待測圓柱體工件的全景成像，這類系統(tǒng)對光學系統(tǒng)要求較高，視場角的變化，會導致畸變變化，因此對不同大小的元件需要設計一一對應的光學系統(tǒng)，不夠靈活，且價格相對昂貴；第二類裝置通過相機和被測工件相對位置的變化，采集多幅圖像，從而得到完整的柱面圖像，其中有的裝置將工件一端立于旋轉(zhuǎn)平臺中心旋轉(zhuǎn)360°，有的裝置夾住工件兩端旋轉(zhuǎn)工件，相機在固定位置對工件連續(xù)采圖獲得完整柱面成像，這類裝置需至少抵住工件一個端面進行旋轉(zhuǎn)，導致檢測柱面時無法同時檢測兩端面。而上述兩類裝置每次只能檢測一個圓柱體工件，效率較低，無法完全取代人工。因此，需要提供一種新的圓柱體工件表面缺陷檢測裝置來解決上述問題。

上述論述內(nèi)容目的在于向讀者介紹可能與下面將被描述或主張的本發(fā)明的各個方面相關的技術的各個方面，相信該論述內(nèi)容有助于為讀者提供背景信息，以有利于更好地理解本發(fā)明的各個方面，因此，應了解是以這個角度來閱讀這些論述，而不是承認現(xiàn)有技術。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術中的不足而提供一種用于檢測圓柱體工件表面缺陷的機器視覺裝置和檢測方法，其基于機器視覺，可快速檢測圓柱體工件柱面和端面的表面缺陷。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

提供一種用于檢測圓柱體工件表面缺陷的機器視覺裝置，包括滾動傳送模塊、柱面成像模塊及端面成像模塊，所述滾動傳送模塊包括用于圓柱體工件滾動的斜面，所述柱面成像模塊包括柱面高速成像相機，所述柱面高速成像相機放置于斜面上方且取景方向垂直于斜面，所述端面成像模塊包括兩個端面高速成像相機，所述兩個端面高速成像相機分別置于斜面兩側(cè)且取景方向相對。

作為進一步的改進，所述柱面成像模塊包括柱面光源，柱面光源的照射方向朝向所述斜面。

作為進一步的改進，所述端面成像模塊包括兩組端面光源，兩組端面光源分別置于斜面兩側(cè)且照射方向相對。

作為進一步的改進，還包括傳送帶，所述傳送帶的輸出端設置在所述斜面的上端。

作為進一步的改進，所述傳送帶的輸出端與斜面之間設置有工件分隔模塊，所述工件分隔模塊包括活動推桿、分隔片、凸輪及動力裝置，所述活動推桿下端在自重或復位元件的作用下頂在所述凸輪的曲面上，所述分隔片連接在活動推桿的上端，所述動力裝置驅(qū)動凸輪轉(zhuǎn)動，當所述凸輪轉(zhuǎn)動時，所述活動推桿帶動所述分隔片打開或關閉傳送帶輸出端與斜面之間的輸送通道。

作為進一步的改進，所述斜面的傾斜角度可調(diào)。

作為進一步的改進，所述滾動傳送模塊包括設置在斜面上的靜電吸附裝置。

作為進一步的改進，所述滾動傳送模塊包括設置在斜面上的低壓吸附裝置。

作為進一步的改進，所述低壓吸附裝置包括抽氣泵、真空層及透氣薄膜，所述透氣薄膜與斜面的上表面形成所述真空層，真空層與抽氣泵的抽氣口連接。

本發(fā)明還提供了一種采用上述機器視覺裝置進行圓柱體工件表面缺陷檢測的方法，其特征在于，使圓柱體工件在軸線保持水平的狀態(tài)下從斜面上滾落，滾落過程中，柱面高速成像相機連續(xù)采集圓柱體工件柱面圖像，端面高速成像相機連續(xù)采集圓柱體工件兩端面圖像，根據(jù)柱面和端面圖像檢測圓柱體工件柱面和端面的表面缺陷。

作為進一步的改進，所述斜面的表面粗糙度可調(diào)。

本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明利用圓柱形工件的滾動代替轉(zhuǎn)動展示完整柱面，使檢測柱面與檢測端面可以同時進行，并使一副圖像中可以檢測多個工件；利用工件分隔模塊將緊密排布的工件分開固定間隔，以便于圖像處理；利用滾動傳送模塊中長度、傾斜角度、表面光潔度都可調(diào)整的工件滾動斜面保證工件純滾動運動，并利用靜電吸附裝置或低壓吸附裝置控制工件平穩(wěn)滾動，不跳動；利用調(diào)整滾動傳送模塊中工件滾動斜面的寬度或個數(shù)來增加同時檢測的工件數(shù)量，提高檢測效率；利用柱面成像系統(tǒng)和端面成像系統(tǒng)同時對柱面和端面成像檢測。本發(fā)明適用于檢測小型圓柱體工件的表面缺陷，能夠一次對多個圓柱體工件的柱面和兩端面成像并檢測其表面缺陷，提高檢測效率。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是用于檢測圓柱體工件表面缺陷的機器視覺裝置的結構示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的用于檢測圓柱體工件表面缺陷的機器視覺裝置，包括滾動傳送模塊4、柱面成像模塊5及端面成像模塊6，所述滾動傳送模塊4包括用于圓柱體工件滾動的斜面，所述柱面成像模塊5包括柱面光源和柱面高速成像相機，所述柱面高速成像相機放置于斜面上方且取景方向垂直于斜面，柱面光源的照射方向朝向所述斜面。柱面高速成像相機連續(xù)采集多個排列的滾動圓柱體工件柱面圖像，每一幀圖像內(nèi)包含一個到多個圓柱體工件。所述端面成像模塊6包括兩個端面高速成像相機和兩組端面光源，所述兩個端面高速成像相機分別置于斜面兩側(cè)且取景方向相對，兩組端面光源分別置于斜面兩側(cè)且照射方向相對。端面高速成像相機的取景方向平行于圓柱體工件端面方向布置，連續(xù)采集滾動圓柱體工件兩端面圖像，每一幀圖像內(nèi)包含一個到多個圓柱體工件。

作為進一步優(yōu)選的實施方式，還包括傳送帶1，所述傳送帶1的輸出端設置在所述斜面的上端，傳送帶1可連續(xù)輸送圓柱體工件，提高檢測效率。

作為進一步優(yōu)選的實施方式，所述傳送帶1的輸出端與斜面之間設置有工件分隔模塊3，所述工件分隔模塊3包括活動推桿31、分隔片、凸輪32及動力裝置，所述活動推桿31下端在自重或復位元件的作用下頂在所述凸輪32的曲面上，所述分隔片連接在活動推桿31的上端，所述動力裝置驅(qū)動凸輪32轉(zhuǎn)動，當所述凸輪32轉(zhuǎn)動時，所述活動推桿31帶動所述分隔片打開或關閉傳送帶1輸出端與斜面之間的輸送通道。分隔片上下運動分隔工件，將緊挨著的工件分開一定間隔以利于滾動和圖像處理。

作為進一步優(yōu)選的實施方式，所述斜面的傾斜角度可調(diào)。優(yōu)選的，斜面的長度、傾斜角度、斜面的材料和光潔度都可以調(diào)整，以保證圓柱體工件做無滑動的純滾動運動。所述滾動傳送模塊的滾動斜面寬度可以調(diào)整，這樣可以多排工件同時滾動以提高檢測效率。

作為進一步優(yōu)選的實施方式，所述滾動傳送模塊4包括設置在斜面上的靜電吸附裝置或低壓吸附裝置，通過調(diào)節(jié)靜電或者低氣壓以保證工件沿斜面無彈跳、平穩(wěn)、勻速地滾動。

作為進一步優(yōu)選的實施方式，所述低壓吸附裝置包括抽氣泵、真空層41及透氣薄膜42，透氣薄膜42為均勻透氣薄膜，所述透氣薄膜42與斜面的上表面形成所述真空層41，真空層41與抽氣泵的抽氣口連接。抽氣泵工作時，真空層被抽真空，透氣薄膜42產(chǎn)生負壓，對滾動的圓柱體工件產(chǎn)生吸力，使其可以盡量勻速地滾動。

本發(fā)明還提供了一種采用上述機器視覺裝置進行圓柱體工件表面缺陷檢測的方法，使圓柱體工件2在軸線保持水平的狀態(tài)下從斜面上滾落，滾落過程中，柱面高速成像相機連續(xù)采集圓柱體工件柱面圖像，端面高速成像相機連續(xù)采集圓柱體工件兩端面圖像，根據(jù)柱面和端面圖像檢測圓柱體工件柱面和端面的表面缺陷。所述斜面的表面粗糙度可調(diào)，這樣可以調(diào)節(jié)斜面與工件之間的摩擦系數(shù)，保證圓柱體工件做無滑動的純滾動運動，表面粗糙度的調(diào)整可通過調(diào)整斜面的光潔度、材料等手段實現(xiàn)。

本發(fā)明的工作原理：一列圓柱體工件經(jīng)傳送帶整齊、緊密排列運送至工件分隔模塊處，工件分隔模塊中的凸輪在連續(xù)轉(zhuǎn)動時帶動分隔板在傳送帶底部上下運動，使工件間產(chǎn)生一定間隔，滾動傳送模塊的斜面通過對傾斜角度、長度、表面光滑度的調(diào)節(jié)，保證工件純滾動運動，低壓或靜電吸附裝置對工件施以垂直于斜面的壓力以避免工件震動、跳動，保證工件在斜面上勻速滾動，柱面成像模塊垂直于工件滾動斜面，連續(xù)成像，每幀圖像中包含一個到多個工件，端面成像模塊包括兩組相同的成像模塊，分別對準圓柱體工件的兩個端面連續(xù)采圖，每幀圖像中包含一個到多個工件。經(jīng)圖像處理，可同時檢測每個工件的柱面和端面的表面缺陷。

上面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

總之，本發(fā)明雖然列舉了上述優(yōu)選實施方式，但是應該說明，雖然本領域的技術人員可以進行各種變化和改型，除非這樣的變化和改型偏離了本發(fā)明的范圍，否則都應該包括在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。