[发明专利]一种螺栓外表面质量检测的成像和照明方法

说明书

本发明公开了一种螺栓外表面质量检测的成像和照明方法，包括如下步骤：1)对螺栓的侧壁检测时，采用暗场照明的方式照明螺栓的侧壁，相机以光轴垂直于螺栓侧壁的方式获取侧壁成像；2)对螺栓的端面检测时，将相机置于螺栓中心轴的延长线上，相机的光轴与螺栓的中心轴重叠，螺栓的端面和相机之间设置半反半透镜，在半反半透镜的侧边设置光源，光源发出的光线照射到半反半透镜、并反射到螺栓的端面；若螺栓的端面上设有凹槽，采用发散的光源，照亮凹槽内侧壁，将相机的光轴与螺栓的中心轴呈25～45°的夹角拍摄凹槽内侧壁。本发明通过成像和照明方法的改进和设计，实现了对螺栓外表面全方位高精度成像，可以满足高可靠性领域的螺栓检测需求。

技术领域

本发明涉及一种螺栓外表面质量检测的成像和照明方法，属于螺栓外表面的检测技术领域。

背景技术

螺栓螺杆是最常用的紧固零件，在各行各业都有广泛的应用。在许多要求高可靠性的应用领域，例如航空航天、铁路、汽车、核电站、桥梁等等行业，螺栓螺杆的品质检测就成为产品生产环节不可忽略的一个重要环节。

当前，机器视觉已经开始进入螺栓螺杆的检测领域，但基本都局限于对算法要求比较低的轮廓检测和尺寸测量。目前虽然也有关于螺栓螺杆缺陷检测的相关报道，但重点在于输送、夹持、旋转、分类等机械结构的设计，无法适用于高精密行业的检测要求。如申请号为201822274251.5的专利公开了一种螺栓检测系统，包括转动运输装置、头部检测装置和杆部检测装置，转动运输装置包括转盘、转轴和卡槽，头部检测装置包括头部检测相机，杆部检测装置包括杆部检测相机，虽然在一定程度上提高了检测效率，但由于螺栓干部和头部之间的过渡并非是直角过渡，头部也并非是简单的柱状，文中并没有介绍针对各部位照明和成像应该如何调节，是无法满足高精密行业的检测要求的。再如申请号为201810573052.6的专利公开了一种螺栓检测分选装置，包括机架、振动上料机构、换向装置、送料装置、第一定位装置、第二定位装置、第一相机检测装置和第二相机检测装置，能够将螺栓排列、换向后输送到第二工业相机对螺栓的两端进行检测，然后通过电磁驱动盘控制螺栓转动，第二工业相机对螺栓的周向进行检测，根据检测结果通过分选气缸进行剔料分选，提高了工作效率，但由于螺栓周向并非简单的等直径的柱状，文中并没有介绍针对各部位照明和成像应该如何调节，也是无法满足高精密行业的检测要求的。

汽车、飞机、桥梁等关键部位对螺栓的质量要求是非常高的，任何一个瑕疵都可能会导致安全事故，通过现有的检测设备无法满足高精密要求，通过人工检测，存在效率低、强度大的问题，且不同螺杆螺栓的外形特点不相同，如何获取品质优良的外观图像，以适用于高精密行业的检测要求，成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种螺栓外表面质量检测的成像和照明方法，通过成像和照明方法的改进和设计，可获得高精度的优质图像，以满足高可靠性领域的螺栓检测需求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种螺栓外表面质量检测的成像和照明方法，包括如下步骤：

1)对螺栓的侧壁检测时，采用暗场照明的方式照明螺栓的侧壁，相机以光轴(相机的光轴)垂直于螺栓侧壁的方式获取侧壁成像，也即相机安装在螺栓的侧面，且相机的光轴与螺栓的侧壁保持垂直；

2)对螺栓的端面检测时，将相机置于螺栓中心轴的延长线上，相机的光轴与螺栓的中心轴重叠，螺栓的端面和相机之间设置半反半透镜，在半反半透镜的侧边设置光源，光源发出的光线照射到半反半透镜、并反射到螺栓的端面；

若螺栓的端面上设有凹槽，采用发散的光源，照亮凹槽内侧壁，将相机的光轴与螺栓的中心轴呈25～45°的夹角拍摄凹槽内侧壁。

在检测时的工位、下料等方案，参照现有技术即可。本申请的关键在于通过对螺栓外侧各部位成像和照明的设计，获得优质成像，以实现螺栓外表面质量的高精度检测。