[发明专利]一种检测气门杆正反面的方法及系统

说明书

本发明公开了一种检测气门杆正反面的方法及系统，采用线激光照射待检测气门杆的其中一端面，用工业相机采集待检测气门杆端面上的激光光条图像，利用正面因凸起圆柱存在而形成多段光条图像的原理进行正反面判断，并且通过计算机对工业相机传输来的图像信息分析处理，提取激光光条中心线，进行模糊直线融合，最终计算融合后中心线的连通域占比检测出气门杆的正反面。本发明能够对气门杆的正反面进行精确、高效地自动检测，具有鲁棒性强、准确率高、成本低的优点，有效解决了因气门杆反面加工粗糙或不工整而造成的误检问题。

技术领域

本发明涉及汽车发动机生产装配流水线上的检测设备，尤其涉及一种检测气门杆正反面的方法及系统。

背景技术

气门是发动机中重要的零件之一，如图1所示，气门包括气门杆部和气门盘部。在发动机工作过程中，气门各个部分的工作环境和状态并不一样，对气门各部分的性能要求也不一样，锥头部分要求耐高温和冲击，而杆部却要求有高的韧性，头部又要耐磨。用同一种材料生产制造而成的整体气门往往不能同时满足这些要求。为了满足各个区域不同性能要求，因此目前的气门通常采用不同材料焊接而成。如图2所示，气门杆部、气门盘部焊接之后，成为气门。

为了保证焊接质量，气门杆部焊接部分设有一个凸起的小圆柱，称为正面，气门杆另一端是平头称为反面。焊接前需保证气门杆正面和气门盘部焊接，然而生产过程中，不可避免的会出现气门杆正反面反置，若不做处理，会出现将气门杆反面和气门盘部焊接的情况，造成气门缺陷。由于工件加工速度和传送速度都很快，因此也不能采用人工检测的方式，所以急需一种稳定精确的检测装置解决此问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种检测气门杆正反面的方法及系统，能够对气门杆的正反面进行精确、高效、稳定地自动检测，尤其能够解决因气门杆反面加工粗糙或不工整而造成的误检问题。

一种检测气门杆正反面的方法，包括以下步骤：

(1)用线激光器照射特定位置的待检测气门杆的其中一端面；

(2)用工业相机采集待检测气门杆端面上的激光光条图像，其中工业相机镜头中心线与激光线路形成一夹角，夹角范围满足当激光照射到待检测气门杆的正面凸起时，工业相机能够采集到正面因凸起存在而形成的多段光条图像；

(3)工业相机将采集到的图像数据传输至计算机；

(4)计算机通过软件系统对图像信息进行处理，提取获得激光光条中心线；

(5)选定激光光条中心线中的两条直线，并通过多个维度进行综合判断两条直线是否可以融合，对能融合的直线进行融合得到融合后中心线；

(6)计算融合后中心线的连通域，若相互断裂的子连通域占总连通域比值大于设定阈值，则照射端面为反面，否则为正面。

进一步地，所述线激光器、待检测气门杆和工业相机均设置于同一检测台面上。

进一步地，所述线激光器的照射方向与待检测气门杆的长度方向一致，且线激光器所发射的光线可经过气门杆端面上凸起圆柱所对应的区域。

进一步地，所述工业相机镜头中心线与线激光器投射的激光中心线路的夹角范围为20°～60°。

更进一步地，上述步骤(4)中提取激光光条中心线的方法为：先对图像信息进行高斯滤波处理，之后基于Hessian矩阵的光条中心提取方法提取图像中的光条中心点亚像素坐标，将获得的光条中心点连接成线得到激光光条中心线。

上述光条中心点亚像素坐标获取方法为：首先设定感兴趣区域ROI，通过Hessian矩阵得到图像的可能边缘的法线方向；然后在法线方向利用泰勒展开得到亚像素坐标；最后进行计算，若图像一阶导数为零的点位于当前像素内，且Hessian矩阵最大特征值对应的特征向量的二阶导数大于指定阈值，则该点坐标即为光条中心点亚像素坐标。