[发明专利]伞齿轮全齿侧面缺陷多目检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于齿轮检测技术领域，特别是一种伞齿轮全齿侧面缺陷多目检测装置及其检测方法。

背景技术

伞齿轮的齿数多、齿面侧向各异、缺陷类型多样，如行星齿轮有14个齿、28个齿面，缺陷包括磕碰压伤、裂纹、充填不满、折叠、划痕、凹陷与凸起。如何能够实现伞齿轮全齿各异侧面缺陷实时在线检测是伞齿轮全齿侧面检验面临的最大困难。目前国内外可实现金属缺陷检测的技术很多，如涡流探伤、磁粉探伤、超声波探伤和射线探伤，这些技术局限于某些特定类型的缺陷检测，如表面裂纹检测，金属内部的探伤，且存在诸如放射性危害大、人为因素多，成本高以及操作不便的缺点。国内伞齿轮全齿侧面缺陷检测主要采用人工检测方式，耗时、费力、检验一致性差且难以满足大规模高速度齿轮生产的质量检验需要，而自动、快速且稳定的伞齿轮全齿测向缺陷检测方法在国内外尚不存在。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种伞齿轮全齿侧面缺陷多目检测装置及其检测方法，具有伞齿轮全齿侧面缺陷检测快速、高精度、识别率高、硬件成本低且操作与维护方便，并且自动化程度高和安全性高的优点。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种伞齿轮全齿侧面缺陷多目检测装置，包括底部为框架式的机架组1，在机架组1的顶部表面放置有齿轮固定装置2，齿轮固定装置2同机架组1上设置的角度分割系统3的旋转传动结构相连接，齿轮固定装置2顶部带有能适配轴套待测伞齿轮的凸起10，凸起10上方为框架式结构的摄相采集单元4，摄相采集单元4的内顶部设置有镜头正对凸起10的顶面相机11，摄相采集单元4的内顶部还设置有高光照明单元5，另外摄相采集单元4的内部设置有均匀环绕分布的七个侧面相机12，摄相采集单元4的上部同能上下移动的容器状高度调节系统7相连接，所述的高度调节系统7内部设置有风扇6，高度调节系统7同外部带有显示面板8的计算机13相连接，计算机13的输入端口同七个侧面相机12的输出端口和顶面相机11的输出端口相通信连接，计算机13内带有齿轮上表面检测模块和齿轮侧齿面检测模块，齿轮上表面检测模块能检测出齿轮相对于标准位置的旋转角度并判断上表面是否有缺陷，齿轮侧齿面检测模块根据齿轮的旋转角度从模板库中调取相应的模板图像，提取出模板图像中对应的齿面部分，然后结合对应的采集来的齿轮侧齿面的图像进行区域纹理量度判定齿轮侧齿面是否有缺陷。

所述的高光照明单元5为白色的环形LED光源，环形LED光源的倾斜角度能调。

所述的七个侧面相机12和顶面相机11均为黑白相机。

所述的伞齿轮全齿侧面缺陷多目检测装置的检测方法为：首先将待测伞齿轮14轴套入齿轮固定装置2顶部的凸起10，上下移动容器状高度调节系统7将七个侧面相机12的镜头朝向待测伞齿轮14的侧面，然后通过角度分割系统3的旋转传动结构旋转待测伞齿轮14至预设的旋转角度，开启高度调节系统7内部的风扇6，同时启动摄相采集单元4的高光照明单元5、七个侧面相机12以及顶面相机11，计算机13首先通过顶面相机11采集伞齿轮14的齿轮上表面的图像至显示面板8，随后启动齿轮上表面检测模块检测出伞齿轮14相对于标准位置的旋转角度，并根据采集来的齿轮上表面的图像判断齿轮上表面是否有缺陷，如果齿轮上表面有缺陷，在伞齿轮14的齿轮上表面标注出对应的缺陷位置，完成伞齿轮全齿侧面缺陷检测，如果齿轮上表面没有缺陷，计算机13通过七个侧面相机12同步采集伞齿轮14的齿轮侧齿面的图像至显示面板8，齿轮侧齿面检测模块根据齿轮的旋转角度从模板库中调取相应的模板图像，提取出模板图像中对应的齿面部分，然后结合对应的采集来的齿轮侧齿面的图像进行区域纹理量度判定齿轮侧齿面是否有缺陷，如果齿轮侧齿面没有缺陷，在伞齿轮14上标注出产品合格标志，完成伞齿轮全齿侧面缺陷检测，如果齿轮侧齿面有缺陷，在伞齿轮14的齿轮侧齿面标注出对应的缺陷位置，完成伞齿轮全齿侧面缺陷检测。

所述的区域纹理量度采用了基于灰度直方图的区域纹理统计方法，包括平滑度、三阶矩、熵以及粗糙度评价参数阈值。