[发明专利]一种曲轴主轴颈与曲柄销表面缺陷视觉检测设备及方法

权利要求书

1.一种曲轴主轴颈与曲柄销表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，包括：

用于驱动被测曲柄转动的驱动端，所述驱动端设置于所述被测曲柄的一端；所述驱动端设有与所述被测曲柄一端连接的第一定位装置；

用于支撑所述被测曲柄转动的支撑端；所述支撑端设置于所述被测曲柄的另一端；所述支撑端设有与所述被测曲柄连接的第二定位装置；

用于采集曲轴主轴颈和曲柄销待测表面图像的图像采集装置，所述图像采集装置设置于所述曲轴主轴颈与所述曲柄销的正上方；

所述第一定位装置、所述第二定位装置分别从两端定位并夹紧所述被测曲柄，所述驱动端驱动所述被测曲柄转动，所述图像采集装置随被测曲柄转动依次获取设定角度所对应的待测曲轴主轴颈、曲柄销局部表面图像，得到待测曲轴主轴颈、曲柄销旋转一周的若干图像；并将得到的若干图像按照获取顺序拼接得到待测表面的图像，从而能获得待测表面完整的缺陷形貌；

所述驱动端包括：

为所述被测曲柄转动提供动力的第一动力装置；

第一转轴；所述第一转轴的一端与所述第一动力装置连接，所述第一动力装置驱动所述第一转轴转动；

第一调节盘；所述第一调节盘一侧与所述第一转轴的另一端连接，所述第一调节盘的另一侧面与所述第一定位装置连接，所述第一转轴转动带动所述第一调节盘及所述第一定位装置转动；且所述第一定位装置能沿所述第一调节盘侧面移动，从而调节所述第一定位装置与所述第一转轴的距离；

所述第一定位装置为第一顶尖，所述第一顶尖的顶针端顶入曲轴的孔中；所述第一顶尖的另一端通过第一滑块与所述第一调节盘连接，所述第一滑块能沿所述第一调节盘侧面的任意位置移动；

所述支撑端包括：

第二转轴；所述第二转轴的一端通过轴承连接于设备基座上；

第二调节盘；所述第二调节盘一侧面与所述第二转轴的另一端连接；所述第二调节盘的另一侧面与所述第二定位装置连接；且所述第二定位装置能沿所述第二调节盘侧面移动，从而调节所述第二定位装置与所述第二转轴的距离；

所述第二定位装置为第二顶尖，其中，所述第二顶尖的顶针端顶入曲轴的孔中；所述第二顶尖的另一端通过第二滑块与所述第二调节盘连接，所述第二滑块能沿所述第二调节盘侧面的任意位置移动；

曲轴主轴颈轴线与曲轴两端连线平行且有偏心，在测量过程中调整顶尖使第一顶尖与第一转轴之间、第二顶尖与第二转轴之间的距离等于主轴颈轴线与待测曲柄销轴线之间的距离，调整好顶尖位置后，装夹被测曲轴使待测曲柄销轴线相对于主轴颈轴线的方向与顶尖调节方向相反，用双顶尖定位并夹紧被测曲轴；由于两端顶尖连线与主轴颈同轴，上述调整完距离和方向后即能保证待测曲柄销与转轴同轴。

2.根据权利要求1所述的曲轴主轴颈与曲柄销表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置控制所述图像采集装置当所述被测曲柄每转动1°时获取一张图像。

3.根据权利要求1所述的曲轴主轴颈与曲柄销表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，还包括图像处理装置，采用图像处理分析拼接后待测表面的图像是否存在缺陷以及确定缺陷位置。

4.一种曲轴主轴颈与曲柄销表面缺陷视觉检测方法，其特征在于，采用上述权利要求1-3任一项所述的曲轴主轴颈与曲柄销表面缺陷视觉检测设备进行。

5.根据权利要求4所述的曲轴主轴颈与曲柄销表面缺陷视觉检测方法，其特征在于，包括：

将图像采集装置安装于待测曲轴主轴颈、曲轴曲柄销的正上方；通过驱动端驱动被测曲柄转动；所述图像采集装置随被测曲柄曲轴转动依次获取设定角度所对应的待测曲轴主轴颈、曲轴曲柄销局部表面图像，得到待测曲轴主轴颈、曲轴曲柄销旋转一周的若干图像；

截取每张图像的中间最清晰的宽度为πD/360的带状区域，其中D指待测曲轴主轴颈、曲轴曲柄销的直径；并按照获得顺序将所有带状区域拼接成宽度为πD的图像，即待测曲轴主轴颈、曲轴曲柄销圆柱形表面的展平图像；

对得到展平图像进行中值滤波去除图像中的噪声，之后对图像进行灰度处理，得到表面各个区域的灰度值；对图像采集装置获取的图像进行校准，即获取多个无缺陷表面并记录无缺陷表面的灰度值；根据缺陷的形貌及颜色定义缺陷阈值；当测得的某一表面区域的灰度值与无缺陷表面的平均灰度值偏差大于缺陷阈值时，则该区域为缺陷区域。

6.根据权利要求5所述的曲轴主轴颈与曲柄销表面缺陷视觉检测方法，其特征在于，平面图像上的点(x’,y’)与圆柱表面图像点(x,y)的对应关系为：

其中R为圆柱半径，α为圆心角，α＝π/180rad。