本發(fā)明涉及視覺檢測，尤其涉及一種加工工件表面缺陷自動識別系統(tǒng)及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展，對工件表面質(zhì)量的要求日益提高，工件表面的缺陷，如凹陷、突起、裂紋等，不僅影響產(chǎn)品的美觀性，更關(guān)鍵的是可能對其性能和使用壽命產(chǎn)生嚴重影響，目前，工件表面缺陷檢測主要依賴于人工檢測和傳統(tǒng)的機器視覺檢測方法，人工檢測雖然準確度高，但效率低下，且易受人為因素影響，傳統(tǒng)的機器視覺檢測方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)自動化檢測，但其對于復(fù)雜表面缺陷的識別能力有限，識別效果會受到嚴重影響。

2、目前，申請?zhí)枮?01910101499.8的中國發(fā)明專利公開了一種料盤中的工件缺陷檢測識別方法，包括如下步驟，步驟1：對料盤上的工件進行圖像采集；步驟2：將采集的圖像進行二值化處理；步驟3：對二值化處理后的圖像進行斑點檢測算法，識別料盤中的每個工件的缺陷；步驟4：將識別判斷的結(jié)果轉(zhuǎn)換為可讀取數(shù)據(jù)信息輸出，料盤只需移動至拍攝位置便可自動完成料盤的區(qū)塊劃分和對每個劃分的區(qū)塊進行圖像采集，無需多次移動至不同的拍攝工位進行多次拍攝，減少硬件設(shè)備的布置降低制造成本。此種料盤中的工件缺陷檢測識別方法無法確認被檢測工件表面缺陷的具體位置并進行標記，且無法將缺陷位置投射在待檢測加工工件上。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有技術(shù)中無法對加工工件表面的缺陷進行表面缺陷對比識別和油污對比識別，且無法將缺陷位置投射在待檢測加工工件上，影響缺陷識別效果。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種加工工件表面缺陷自動識別系統(tǒng)，包括掃描模塊、對比測量模塊和投影模塊：

4、所述掃描模塊用于掃描標準加工工件和待檢測加工工件，得到標準數(shù)據(jù)和待檢測數(shù)據(jù)，配準標準加工工件和待檢測加工工件的掃描面并建立坐標系，所述標準數(shù)據(jù)和待檢測數(shù)據(jù)包括反射光強度數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)，分別建立標準加工工件和待檢測加工工件的坐標系與反射光強度數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，生成標準數(shù)據(jù)模型和待檢測數(shù)據(jù)模型；

5、所述對比測量模塊用于將標準數(shù)據(jù)模型和待檢測數(shù)據(jù)模型的反射光強度數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)進行對比，獲取對比結(jié)果，并判斷缺陷類型，計算所述對比結(jié)果在坐標系上的位置；

6、所述投影模塊通過激光將缺陷類型和位置投射在待檢測加工工件上。

7、優(yōu)選的，所述掃描模塊包括參數(shù)設(shè)定單元、數(shù)據(jù)獲取單元和模型構(gòu)建單元：

8、所述參數(shù)設(shè)定單元根據(jù)所掃描的標準加工工件和待檢測加工工件的尺寸和表面復(fù)雜程度選擇掃描參數(shù)；

9、所述數(shù)據(jù)獲取單元根據(jù)所設(shè)定的掃描參數(shù)對標準加工工件和待檢測加工工件進行掃描，得到多個標準面以及與標準面對應(yīng)的標準數(shù)據(jù)和待檢測面以及與待檢測面對應(yīng)的待檢測數(shù)據(jù)；

10、所述模型構(gòu)建單元將待檢測面和標準面相應(yīng)配準并建立坐標系，分別根據(jù)標準數(shù)據(jù)和待檢測數(shù)據(jù)建立與坐標系映射的標準數(shù)據(jù)模型和待檢測數(shù)據(jù)模型。

11、優(yōu)選的，所述對比測量模塊包括符號設(shè)定單元、缺陷對比單元和定位單元：

12、所述符號設(shè)定單元對不同的待檢測數(shù)據(jù)模型與標準數(shù)據(jù)模型對比的結(jié)果數(shù)值大小進行符號設(shè)定：

13、小于標準數(shù)據(jù)集中深度數(shù)據(jù)的位置標記為x，大于標準數(shù)據(jù)集中深度數(shù)據(jù)的位置標記為y，等于標準數(shù)據(jù)集中深度數(shù)據(jù)的位置標記為z；

14、與標準數(shù)據(jù)集中反射光強度數(shù)據(jù)不同的位置標記為a，與標準數(shù)據(jù)集中反射光強度數(shù)據(jù)相同的位置標記為b；

15、所述缺陷對比單元用于對比待檢測數(shù)據(jù)模型和標準數(shù)據(jù)模型，遍歷標準數(shù)據(jù)集和待檢測數(shù)據(jù)集的每一行和每一列，比較標準數(shù)據(jù)集和待檢測數(shù)據(jù)集中的相應(yīng)的反射光強度數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)，創(chuàng)建新數(shù)據(jù)集，新數(shù)據(jù)集與標準數(shù)據(jù)集和待檢測數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相同，數(shù)據(jù)類型為字符，根據(jù)所設(shè)定的符號，將比較結(jié)果填充到新數(shù)據(jù)集的相應(yīng)位置，得到缺陷數(shù)據(jù)模型；

16、所述定位單元根據(jù)缺陷數(shù)據(jù)模型進行缺陷位置計算，生成缺陷位置信號。

17、優(yōu)選的，所述投影模塊包括缺陷位置分類單元和分區(qū)投影單元：

18、所述缺陷位置分類單元根據(jù)設(shè)定的符號和缺陷位置信號，區(qū)分不同的缺陷區(qū)域并生成多個不同類型的缺陷位置信號；

19、所述分區(qū)投影單元根據(jù)不同類型的缺陷位置信號，通過激光將不同類型的缺陷區(qū)域投射在待檢測加工工件上。

20、優(yōu)選的，所述參數(shù)設(shè)定單元的基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)定為：

21、固定掃描頻率為20hz，掃描間距d分為三檔，分別為0.1mm、0.25mm和0.5mm，在0.1mm-0.5mm范圍內(nèi)進行無級調(diào)節(jié)；

22、掃描速度v分為三檔，分別是2mm/s、5mm/s和12.5mm/s，在2mm/s-12.5mm/s范圍內(nèi)進行無極調(diào)節(jié)，與掃描間距d對應(yīng)成比例改變。

23、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)獲取單元使用激光點掃描儀、深度傳感器和光學(xué)傳感器掃描標準加工工件和待檢測加工工件的上下表面、左右表面和前后表面，分別以標準加工工件和待檢測加工工件的上下表面、左右表面和前后表面作為標準掃描面和待檢測掃描面，獲取各個標準掃描面和待檢測掃描面的掃描點處的深度數(shù)據(jù)和反射光數(shù)據(jù)，得到與多個標準面和多個待檢測面對應(yīng)的標準數(shù)據(jù)和待檢測數(shù)據(jù)。

24、優(yōu)選的，所述模型構(gòu)建單元分別配準待檢測掃描面和標準掃描面，得到基準點，以基準點為坐標原點建立坐標系，設(shè)定0.5*vmm為橫軸坐標間距，0.1mm作為縱軸坐標間距，建立標準加工工件和待檢測加工工件的坐標系與反射光強度數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，得到標準數(shù)據(jù)集和待檢測數(shù)據(jù)集。

25、優(yōu)選的，所述模型構(gòu)建單元分別配準待檢測掃描面和標準掃描面包括以下步驟：

26、步驟1，將標準面記為s，待檢測面記為t，分別進行一次分割，獲取分割后的標準面s1和標準面s2，獲取分割后的待檢測面t1和待檢測面t2；

27、步驟2，分別計算待檢測面t1和標準面s1對應(yīng)的標準數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)均值；

28、步驟3，分別計算待檢測面t2和標準面s2對應(yīng)的待檢測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)均值；

29、步驟4，分別比較標準面s1與待檢測面t1的數(shù)據(jù)均值，標準面s2與待檢測面t2的數(shù)據(jù)均值；

30、步驟5，如果標準面s1與待檢測面t1或標準面s2和待檢測面t2的數(shù)據(jù)均值相等，則表示標準面s1與待檢測面t1或標準面s2和待檢測面t2配準成功；

31、步驟6，如果標準面s1與待檢測面t1或標準面s2和待檢測面t2的數(shù)據(jù)均值不相等，則不相等的待檢測面存在缺陷，對存在缺陷的待檢測面和對應(yīng)的標準面進行二次分割，重復(fù)步驟2至步驟4，直到分割后兩個對應(yīng)部分的均值相等，將相等的區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)中間值定為基準點，配準標準面s和待檢測面t；

32、步驟7，如果重復(fù)步驟2至步驟4后出現(xiàn)標準面s1與待檢測面t1和標準面s2和待檢測面t2的數(shù)據(jù)均值都不相等的情況，則返回至上一次分割的狀態(tài)，將分割后區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)中間值定為基準點，配準標準面s和待檢測面t。

33、優(yōu)選的，所述定位單元根據(jù)缺陷數(shù)據(jù)集中的符號位置，計算各個符號對應(yīng)的坐標，其計算表達式為：

34、缺陷處橫坐標=0.05v*缺陷處數(shù)值橫向次序

35、缺陷處縱坐標=0.1*缺陷處數(shù)值縱向次序

36、得到：

37、缺陷處坐標（缺陷處橫坐標，缺陷處縱坐標）

38、輸出缺陷位置信號。

39、優(yōu)選的，所述缺陷位置分類單元根據(jù)缺陷位置信號中各個符號對應(yīng)的缺陷處坐標，對缺陷處坐標進行分類：

40、x處的坐標歸類為凸起位置坐標集，輸出為凸起位置坐標信號；

41、y處的坐標歸類為凹陷裂痕位置坐標集，輸出為凹陷裂痕位置坐標信號；

42、a處的坐標歸類為油污位置坐標集，輸出為油污位置坐標信號；

43、所述分區(qū)投影單元接收凸起位置坐標信號、凹陷裂痕位置坐標信號和油污位置坐標信號，調(diào)整激光波長，得到三種顏色的激光，根據(jù)坐標系將凸起位置、凹陷裂痕位置和油污位置分別投射到待加工工件表面

44、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過掃描標準加工工件和待檢測加工工件并配準，獲取帶有坐標信息、深度數(shù)據(jù)以及反射光強度數(shù)據(jù)的標準數(shù)據(jù)模型和待檢測數(shù)據(jù)模型，將標準數(shù)據(jù)模型和待檢測數(shù)據(jù)模型進行對比和標記，找出不同的缺陷類型和對應(yīng)的位置，通過激光將缺陷投射在待檢測加工工件上，達到缺陷類型識別和投射的目的。