[发明专利]一种基于机器视觉的齿轮点蚀检测系统

说明书

本发明属于齿轮表面缺陷检测领域，涉及一种基于机器视觉的齿轮点蚀检测系统，主要包括视觉检测模块、图像处理模块、光照模块、齿轮夹具模块、以及用于安装上述模块的工作台，其中，光照模块具的核心是光源，视觉检测模块的核心是CCD工业相机，齿轮夹具通过三爪卡盘对齿轮进行定位安装，三者相结合获取齿轮各个齿面的点蚀图像信息；图像处理模块实现从采集到的图像信息中分割出有效工作齿面部分，得到其中的点蚀部分像素数量与工作齿面部分的像素数量之比，从而得到点蚀率评估齿轮的点蚀等级。整个装置实现了自动化和齿轮点蚀评估的量化，有效的提高了对于点蚀检测的效率和精度。

技术领域

本发明属于齿轮表面缺陷检测领域，涉及一种基于机器视觉的齿轮点蚀检测系统。

背景技术

齿轮是设备中传递运动和动力的基本组成部分,它的工作情况关系着整个机械设备的运作。于是，齿轮的测量工作便成为研究与生产齿轮的过程中极为关键的环节。传统的接触式齿轮测量方法精度较低，工作量繁重。在齿轮的测量工作中，点蚀的测定也是很重要的一部分内容。齿轮的点蚀是齿轮最常见的几种损坏形式之一，是齿轮材料接触疲劳强度的重要指标，指齿轮长期负载工作下，齿轮接触表面上产生疲劳剥落，进一步出现点状小坑。

对于齿轮点蚀这一失效形式，传统方法是通过肉眼进行观察，其中的微小不易观察的点蚀则是需要先进行一些抛光处理后再把齿轮放到放大镜或者显微镜下进行观测。这些传统的观测方法较为繁琐，效率和精度都不高，在实际的测量工作中缺乏专门用于齿轮点蚀的检测装置，对于点蚀缺乏一种定量评估的手段。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的齿轮点蚀检测系统，先通过视觉检测模块得到齿轮的齿面照片，再进一步由图像处理模块进行处理得到齿轮点蚀结果并进行定量评估。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于机器视觉的齿轮点蚀检测系统，包括视觉检测模块、图像处理模块、光照模块、齿轮夹具模块、以及用于安装上述模块的工作台；所述齿轮夹具模块用于夹持固定齿轮，所述视觉检测模块用于获取齿轮各个齿面的点蚀图像信息，所述图像处理模块用于从点蚀图像信息中提取有效工作齿面并通过阈值分割手段得到其中的点蚀部分，所述光照模块用于在视觉检测模块获取点蚀图像信息的过程中提供光源。

可选地，所述光照模块与齿轮的转轴设置同一平面内。

可选地，所述光照模块包括固定设置在工作台上的第一滑轨，滑动设置在第一滑轨内的光源夹具以及设置在光源夹具上且由其夹持的光源。

可选地，所述光照模块还包括第二滑轨，所述第二滑轨的一端滑动设置在第一滑轨上，所述光源夹具滑动设置在第二滑轨上。

可选地，所述齿轮夹具模块包括固定设置在工作台上的第三滑轨，以及滑动设置在第三滑轨内的齿轮夹具。

可选地，所述齿轮夹具包括旋转电机以及三爪卡盘，所述三爪卡盘设置在旋转电机的输出轴上，齿轮由三爪卡盘夹持设置，由旋转电机的输出轴扭矩带动转动。

可选地，所述视觉检测模块为包括固定设置在工作台上的第四滑轨、以及滑动设置在第四滑轨上的CCD相机。

可选地，所述视觉检测模块还包括第五滑轨，所述第五滑轨的一端滑动设置在第四滑轨内，所述CCD相机通过第一旋转块及第一转轴设置在第五滑轨上。

可选地，所述图像处理模块对点蚀图像信息的处理包括以下步骤：

使用Hough变换和Radon变换对齿面倾斜进行校正；

将RGB颜色转换到YcrCb颜色空间中，产生聚类的二值矩阵；

对图像进行聚类，利用Canny微分算子对图像进行边缘检测；

对图像进行二值化处理，将灰度值处于20-100之间的像素点置一，其余置零；