[发明专利]空心圆柱零件的非接触检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种空心圆柱零件的非接触检测系统，其特征在于该系统的构成包括：

传输部分：由控制器(17)和电控平移台(12)组成，所述的电控平移台(12)用于置放待测空心圆柱零件，以下简称为待测零件(A)，所述的控制器(17)与计算机(16)的输出端相连，所述的控制器(17)在所述的计算机(16)的控制下驱动所述的电控平移台(12)的运动，带动所述的待测零件(A)的运动；

照明部分：由第一平行光源(13-1)、第二平行光源(13-2)和带刻度的滑轨(10)构成，所述的滑轨(10)沿所述的电控平移台(12)运动方向置于所述的电控平移台(12)的一侧，第一平行光源(13-1)、第二平行光源(13-2)分别安装在第一光源支架(6-1)、第二光源支架(6-2)上，两光源支架分别通过第一底座(9-1)、第二底座(9-2)固定在所述的滑轨(10)上；

数据探测和处理部分：由线阵CCD(11)和计算机(16)构成，所述的线阵CCD(11)固定在CCD支架(18)上，该CCD支架(18)通过第三底座(9-3)固定在所述的滑轨(10)上，所述的第三底座(9-3)位于所述的第一底座(9-1)、第二底座(9-2)之间，所述的线阵CCD(11)的输出端与所述的计算机(16)输入端相连；

所述的计算机(16)控制所述的电控平移台(12)运载待测零件传输，第一平行光源(13-1)、第二平行光源(13-2)从上方倾斜对称照射所述的待测零件(A)，所述的CCD(11)接收所述的待测零件(A)的反射光，所述的计算机(16)控制CCD(11)采集数据，计算机(16)对输入的数据进行数据处理。

2.利用权利要求1所述的空心圆柱零件非接触检测系统进行检测方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步：准备

①将第一平行光源(13-1)、第二平行光源(13-2)在线阵CCD(11)的两侧对称地安装在带刻度的滑轨(10)上构成照明部分，将整个照明部分放置在所述的电控平移台(12)的一侧，所述的滑轨(10)与所述的电控平移台(12)的运动方向平行；

②调整照明部分到电控平移台(12)的距离，再微调所述的第一底座(9-1)、第二底座(9-2)和第三底座(9-3)，使所述的CCD(11)中心、第一平行光源(13-1)和第二平行光源(13-2)的光斑中心均对准所述的电控平移台(12)的中线；

③用游标卡尺和直尺抽样测出待测零件(A)的高度h和内圆直径a，计算出临界角θ₀＝arctan(h/a)，调整第一平行光源(13-1)和第二平行光源(13-2)的角度，将光源入射角调整成略小于θ₀的角度固定；

④根据和h计算出光源的狭缝宽上限将第一平行光源(13-1)和第二平行光源(13-2)的狭缝均调节到比小的宽度，此时光源出射窄带光斑；

⑤随机取一个待测零件(A)立放在所述的CCD(11)的正下方的电控平移台(12)的台面上，调节第一平行光源(13-1)和第二平行光源(13-2)之间的距离，使两个光源在所述的电控平移台(12)的运动方向上相对于CCD(11)对称放置，且两光源出射的窄带光斑在待测零件(A)的上表面重合；

⑥将待测零件(A)沿所述的电控平移台(12)的运动方向间隔地立放在电控平移台(12)上，开启CCD(11)、电控平移台(12)和计算机(16)的电源，使其工作，计算机(16)运行检测软件程序开始检测并初始化，将待测零件(A)标志端初始化为无效(EN＝0)，表示未扫描到待测零件(A)；

第二步：计算机(16)检测：

第1步，待测零件(A)随电控平移台(12)开启而开始运输过程；

第2步，CCD(11)摄像，计算机(16)采集行数据；

第3步，计算机(16)对采集到的一行数据先二值化，再腐蚀操作，对操作结果进行判断，若该行数据操作后全为0，则是背景，若不全为0，则是待测零件图像；

当是背景且EN＝0，则返回第2步，采集下一行数据；

当不是背景，则进入第4步；

当是背景且EN＝1，则进入第5步；

第4步，将采集到的行数据和相应的位置坐标存入二维数组，并将EN端置为有效(EN＝1)，之后再返回第2步，采集下一行数据，执行第3步，以此循环，直至获得一个待测零件(A)的全部行数据；

第5步，对二维数组中数据进行膨胀算法抵消第3步中腐蚀算法对图像边缘的影响，再用一维Prewitt算子提取边缘；

第6步，根据提取到的边缘在二维数组中的位置坐标用最小二乘法分别拟合出参数：内圆、外圆的圆心位置和内圆、外圆的半径，根据两圆心位置计算同心度，然后判断是否符合生产要求，合格进入第7步；不合格则进入第8步；

第7步，将所述的参数保存至硬盘，清空二维数组以便存储下一个待测零件数据，同时将EN端置为无效(EN＝0)，然后返回第2步，继续采集下一个待测零件的行数据；

第8步，保存所述的参数至硬盘并且报警停止程序，等待人为处理和命令。