[发明专利]一种用于机器视觉检测微小直径球体表面瑕疵的照明光源

说明书

本发明公开了一种用于机器视觉检测微小直径球体表面瑕疵的照明光源，包括内部设有镜面腔体的壳体以及固定安装在壳体内的光源组件；所述光源组件包括设于镜面腔体内的PMMA白管组件以及同轴设于PMMA白管组件外并分别固定安装在镜面腔体顶部和底部的上COB环形光源和下COB环形光源；所述PMMA白管组件的底端和顶端分别设有位于壳体的底部和顶部的球体固定孔以及正对球体固定孔的检测孔；所述壳体上还设有电源模块，所述上COB环形光源和下COB环形光源均与电源模块电连接。本发明大大缩小了检测体积，同时大幅度提高被照明球体表面亮度，从而提高球体表面瑕疵检出精度。

技术领域

本发明涉及基于机器视觉的球体表面瑕疵检测技术领域，尤其涉及一种用于机器视觉检测微小直径球体表面瑕疵的照明光源。

背景技术

滚珠轴承是应用及其广泛的通用机械产品，其中滚珠为球体，其需求量极大，而其表面质量直接影响轴承质量。目前轴承所用滚珠大多选用钢球，相较于钢球，氮化硅陶瓷轴承球具有热膨胀系数小，摩擦系数小、无油自润滑、转数高、寿命长、绝缘等特性，在未来一段时间里必将在航空、航天等领域有广泛的应用前景。然而由于陶瓷材料的脆性，在陶瓷球制造和加工的各个阶段都有可能产生表面缺陷，处于表面和次表面的缺陷能显著降低陶瓷球的疲劳寿命。因此在生产过程中对陶瓷球的表面质量检测十分重要。

目前大多数厂家都是采用人工目检方式对球体表面进行检测，即利用显微镜，借助环境光拨动球体从而观察球体表面情况，当发现有缺陷瑕疵球后，人工剔选出来。这种利用人眼检测的方式有以下两个缺点：一、钢球或陶瓷球等抛光球体，表面高亮高反光，容易刺激眼睛，因而人的眼睛在显微镜下观察极易疲劳；二、通过人工手动拨动的方式检测，无法保证观察到的待测球体的表面为全部表面，因此准确性难以保证。

随着科学技术的发展，基于机器视觉的球体表面瑕疵检测系统越来越多的应用于工业检测中，利用机器代替人眼来做测量和判断，为了对球体进行全部扫描，因此需要对球体进行球面展开的装置。现有的自动化机器视觉检测系统通常由球面展开装置和显微图像检测装置两部分构成。目前针对小直径高亮高反光球体表面瑕疵视觉检测装置多使用圆顶光源，但圆顶光源直径往往大于100mm，且均匀照明功率较低，因此在视觉检测配合显微镜头进行拍摄时，采样图像亮度不高，从而导致球体表面瑕疵检出率较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种用于机器视觉检测微小直径球体表面瑕疵的照明光源，可配套专业的视觉显微镜头进行球体瑕疵检测，大大缩小了检测体积，同时大幅度提高被照明球体表面亮度，从而提高球体表面瑕疵检出精度。

实现本发明目的技术方案是：

一种用于机器视觉检测微小直径球体表面瑕疵的照明光源，包括内部设有镜面腔体的壳体以及固定安装在壳体内的光源组件；所述光源组件包括设于镜面腔体内的PMMA白管组件以及同轴设于PMMA白管组件外并分别固定安装在镜面腔体顶部和底部的上COB环形光源和下COB环形光源；所述PMMA白管组件的底端和顶端分别设有位于壳体的底部和顶部的球体固定孔以及正对球体固定孔的检测孔；所述壳体上还设有电源模块，所述上COB环形光源和下COB环形光源均与电源模块电连接。

进一步地，所述壳体上设有环绕上COB环形光源和下COB环形光源的水冷散热结构。

进一步地，所述壳体包括可拆卸固定连接的上壳体和下壳体，所述上壳体的两侧对称设有安装部，所述安装部上设有用于固定连接上壳体和下壳体的紧固件。

进一步地，所述水冷散热结构包括分别设于上壳体和下壳体并相互连通的第一水冷通道和第二水冷通道以及设于上壳体的进水口和出水口。

进一步地，所述PMMA白管组件与壳体之间设有密封组件，所述PMMA白管组件包括固定相连的上PMMA白管和下PMMA白管以及密封设于两者之间的光学窗口。