一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法与流程

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1.本发明属于钢珠缺陷检测技术领域，具体是一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法。

背景技术：

2.钢珠是重要的基础零部件，广泛应用于机械、电力、建材、矿山、冶金等领域，尤其是精密工业，是轴承的重要组成部分，因为在轴承的生产制造中需要使用大量的钢珠，为了保障生产的轴承能够符合设计要求，需要对钢珠进行检测，因为具有缺陷的钢珠是不能应用在轴承上的，因此需要对大量的钢珠进行检测，因此，为了实现对钢珠的快速检测，本发明提供了一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法。

技术实现要素：

3.为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，具体方法包括：
6.步骤一：基于轴承生产工艺流程设置检测室；检测室包括外壳、光源、检测框和图像采集装置；
7.步骤二：获取若干个组符合钢珠检测要求的标准钢珠，将标准钢珠输入到检测室内进行模拟检测；
8.步骤三：将钢珠传送到检测室内，通过检测框框住需要进行检测钢珠，通过图像采集装置进行图像采集，获得检测图像；
9.步骤四：将检测图像输入到缺陷检测模型和尺寸检测模型中，获得缺陷检测结果和尺寸检测结果；
10.步骤五：根据获得的缺陷检测结果和尺寸检测结果进行钢珠的分拣。
11.进一步地，基于轴承生产工艺流程设置检测室的方法包括：
12.获取对应的轴承生产工艺流程，标记满足检测要求的工艺步骤，标记为待选步骤；根据获得的待选步骤设置满足检测室设置条件的待选安装位置，从待选安装位置中选择一个标记为目标安装位置，在目标安装位置安装检测室。
13.进一步地，从待选安装位置中选择一个标记为目标安装位置的方法包括：
14.将待选安装位置标记为i，其中i＝1、2、
……
、n，n为正整数；获取在各个待选安装位置设置检测室时，对轴承生产工艺流程产生的延长时间，根据获得的延长时间匹配对应的影响值，将获得的影响值标记为yzi，获取在对应待选安装位置设置检测室所需要的安装成本，将获得的安装成本标记为cbi，设置成本转化系数，将获得的成本转化系数标记为α，根据优先值公式计算优先值，将计算的优先值按照从小到大的顺序进行排序，选择排序第一的优先值对应的待选安装位置为目标安装位置。
15.进一步地，优先值公式为qi＝yzi+α
×
cbi。
16.进一步地，将标准钢珠输入到检测室内进行模拟检测的方法包括：
17.将标准钢珠放入到检测框内，开启光源，通过图像采集装置采集检测框内钢珠的图像，获得标准模拟图像，通过获得的标准模拟图像分别训练设置缺陷检测模型和尺寸检测模型。
18.进一步地，根据获得的缺陷检测结果和尺寸检测结果进行钢珠的分拣的方法包括：
19.识别缺陷检测结果和尺寸检测结果中是否具有检测不合格的钢珠，当没有检测不合格的钢珠时，将检测框内的钢珠输送到下一工序，再次进行下一批次的钢珠检测；
20.当具有检测不合格的钢珠时，识别不合格钢珠在检测图像中的位置，标记为图像位置，根据获得的图像位置确定不合格钢珠在检测框内的位置，标记为分拣位置，汇总该批次检测的所有分拣位置，绘制分拣图，根据绘制的分拣图将检测框内对应的不合格钢珠进行分拣出来，当分拣完毕后，将检测框内的钢珠输送到下一工序，再次进行下一批次的钢珠检测。
21.进一步地，光源、检测框和图像采集装置均设置在外壳内，且外壳具备格挡外界光线的作用；检测框用于框住需要进行检测的钢珠，使得被框住的钢珠在检测框内均匀分布。
22.进一步地，缺陷检测模型是基于cnn网络或dnn网络进行建立的。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置检测室，实现对钢珠的快速检测，并在设置的过程中充分考虑轴承的生产工艺，尽可能的降低对轴承生产的影响；通过在进行表面缺陷检测的同时进行尺寸和形变的检测，使得钢珠的缺陷检测更加的全面，避免因为仅仅进行了表面检测，导致在组装轴承时，影响轴承的组装，同时避免因为尺寸问题到影响轴承的使用。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
26.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.如图1所示，一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，具体方法包括：
28.步骤一：基于轴承生产工艺流程设置检测室；轴承生产工艺流程就是当前厂家采用的生产轴承的工艺流程，使用现有的生产设备和工艺进行生产的；检测室包括外壳、光源、检测框和图像采集装置，光源、检测框和图像采集装置均设置在外壳内，且外壳具备格
挡外界光线的作用；检测框用于框住需要进行检测的钢珠，使得被框住的钢珠在检测框内均匀分布，且通过移动带动钢珠移动，检测钢珠的全部表面；图像采集装置用于进行图像采集，具体的为使用现有的图像采集装置。
29.基于轴承生产工艺流程设置检测室的方法包括：
30.获取对应的轴承生产工艺流程，标记满足检测要求的工艺步骤，标记为待选步骤；因为只有当钢珠生产出来后才能进行检测，且需要在组装前进行检测，通过现有常识可以标记出在哪些的工艺步骤中可以补充检测室进行钢珠检测；根据获得的待选步骤设置满足检测室设置条件的待选安装位置，从待选安装位置中选择一个标记为目标安装位置，在目标安装位置安装检测室。
31.根据获得的待选步骤设置满足检测室设置条件的待选安装位置，就是在待选步骤内，将满足检测室设置条件的位置标记为待选安装位置，检测室设置条件是由专家组进行设置的，一般设置在传送装置上，将钢珠输送到检测室内进行检测，不能影响其他工作的运行。
32.从待选安装位置中选择一个标记为目标安装位置的方法包括：
33.将待选安装位置标记为i，其中i＝1、2、
……
、n，n为正整数；获取在各个待选安装位置设置检测室时，对轴承生产工艺流程产生的延长时间，通过现有的方法进行相应的延长时间估算，因为只需要确定对应的优先级即可，并不需要极高的精确度；根据获得的延长时间匹配对应的影响值，将获得的影响值标记为yzi，获取在对应待选安装位置设置检测室所需要的安装成本，如设置在没有传送装置的位置，还需要补充对应的传送装置进行连接，所产生的安装费用并不相同，将获得的安装成本标记为cbi，设置成本转化系数，由专家组进行设置，将获得的成本转化系数标记为α，根据公式qi＝yzi+α
×
cbi计算优先值，将计算的优先值按照从小到大的顺序进行排序，选择排序第一的优先值对应的待选安装位置为目标安装位置。
34.根据获得的延长时间匹配对应的影响值的方法包括：
35.获取可能就有的延长时间，通过人工的方式将具有的延长时间分割为若干个时间段，由专家组为每个时间段设置一个影响值，进行汇总后建立影响值匹配表，进行匹配后获得对应的影响值。
36.步骤二：获取若干个组符合钢珠检测要求的标准钢珠，将标准钢珠输入到检测室内进行模拟检测；
37.将标准钢珠输入到检测室内进行模拟检测的方法包括：
38.将标准钢珠放入到检测框内，开启光源，通过图像采集装置采集检测框内钢珠的图像，获得标准模拟图像，因为光源照射在钢珠上将会在钢珠上形成光晕，通过形成的光晕形状和尺寸可以计算出以当前光晕为基准的钢球直径，通过多次测量即可判断对应钢珠的直径以及是否变形；通过获得的标准模拟图像分别训练设置缺陷检测模型和尺寸检测模型。
39.缺陷检测模型和尺寸检测模型均是基于cnn网络或dnn网络进行建立的，通过人工的方式设置对应的训练集进行训练，具体的建立和训练过程为本领域常识；缺陷检测模型用于检测钢珠的表面缺陷，在光照下将会更加的明显，便于识别；尺寸检测模型用于识别图像中钢珠上光晕的尺寸和形状，计算出对应的直径，并根据多次计算的同一钢珠的直径之
间的差值，判断钢珠的直径和形状是否具有问题。
40.在一个实施例中，对于尺寸检测模型可以不进行直径计算，获取标准钢珠具有的光晕轮廓和尺寸，进行汇总设置标准校核信息，获取进行钢珠在进行检测时的检测图像，识别对应的检测光晕轮廓和尺寸，标记为检测信息，将获得的检测信息与标准校核信息进行比较，进而判断是否具有尺寸异常问题；可以降低大量的计算内容，直接进行比对即可。
41.步骤三：将钢珠传送到检测室内，通过检测框框住需要进行检测钢珠，通过图像采集装置进行图像采集，获得检测图像；
42.步骤四：将检测图像输入到缺陷检测模型和尺寸检测模型中，获得缺陷检测结果和尺寸检测结果；
43.步骤五：根据获得的缺陷检测结果和尺寸检测结果进行钢珠的分拣。
44.根据获得的缺陷检测结果和尺寸检测结果进行钢珠的分拣的方法包括：
45.识别缺陷检测结果和尺寸检测结果中是否具有检测不合格的钢珠，当没有检测不合格的钢珠时，将检测框内的钢珠输送到下一工序，再次进行下一批次的钢珠检测；
46.当具有检测不合格的钢珠时，识别不合格钢珠在检测图像中的位置，标记为图像位置，根据获得的图像位置确定不合格钢珠在检测框内的位置，标记为分拣位置，汇总该批次检测的所有分拣位置，绘制分拣图，根据绘制的分拣图将检测框内对应的不合格钢珠进行分拣出来，当分拣完毕后，将检测框内的钢珠输送到下一工序，再次进行下一批次的钢珠检测。
47.在一个实施例中，根据绘制的分拣图将检测框内对应的不合格钢珠进行分拣出来的方法包括：
48.在检测室内设置吸附装置，所述吸附装置用于在接收到控制指令时，将对应的钢珠从检测框内吸附起来，放置到指定的回收盒内，具体的可以结合现有的吸附装置技术在检测室内进行设置，如利用磁力吸附、压差吸附等，识别分拣图中需要进行分拣的不合格钢珠位置，定位对应的坐标位置，控制吸附装置将对应坐标位置上的钢珠吸附起来，将吸附的钢珠移动到回收盒内，完成钢珠的分拣。对于回收盒，可以为设置在检测室内的一个盒子，还可以在盒子上连接对应的连接通道，使得盒子内的钢珠可以沿着连接通道移动出检测室，再设置对应的收纳装置或者分拣传送通道，将不合格钢珠收集起来。
49.通过在进行表面缺陷检测的同时进行尺寸和形变的检测，使得钢珠的缺陷检测更加的全面，避免因为仅仅进行了表面检测，导致在组装轴承时，影响轴承的组装，同时避免因为尺寸问题到影响轴承的使用。
50.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
51.本发明的工作原理：基于轴承生产工艺流程设置检测室；获取若干个组符合钢珠检测要求的标准钢珠，将标准钢珠输入到检测室内进行模拟检测；将钢珠传送到检测室内，通过检测框框住需要进行检测钢珠，通过图像采集装置进行图像采集，获得检测图像；将检测图像输入到缺陷检测模型和尺寸检测模型中，获得缺陷检测结果和尺寸检测结果；根据获得的缺陷检测结果和尺寸检测结果进行钢珠的分拣。
52.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发
明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

技术特征：

1.一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，其特征在于，具体方法包括：步骤一：基于轴承生产工艺流程设置检测室；检测室包括外壳、光源、检测框和图像采集装置；步骤二：获取若干个组符合钢珠检测要求的标准钢珠，将标准钢珠输入到检测室内进行模拟检测；步骤三：将钢珠传送到检测室内，通过检测框框住需要进行检测钢珠，通过图像采集装置进行图像采集，获得检测图像；步骤四：将检测图像输入到缺陷检测模型和尺寸检测模型中，获得缺陷检测结果和尺寸检测结果；步骤五：根据获得的缺陷检测结果和尺寸检测结果进行钢珠的分拣。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，其特征在于，基于轴承生产工艺流程设置检测室的方法包括：获取对应的轴承生产工艺流程，标记满足检测要求的工艺步骤，标记为待选步骤；根据获得的待选步骤设置满足检测室设置条件的待选安装位置，从待选安装位置中选择一个标记为目标安装位置，在目标安装位置安装检测室。3.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，其特征在于，从待选安装位置中选择一个标记为目标安装位置的方法包括：将待选安装位置标记为i，其中i＝1、2、
……
、n，n为正整数；获取在各个待选安装位置设置检测室时，对轴承生产工艺流程产生的延长时间，根据获得的延长时间匹配对应的影响值，将获得的影响值标记为yzi，获取在对应待选安装位置设置检测室所需要的安装成本，将获得的安装成本标记为cbi，设置成本转化系数，将获得的成本转化系数标记为α，根据优先值公式计算优先值，将计算的优先值按照从小到大的顺序进行排序，选择排序第一的优先值对应的待选安装位置为目标安装位置。4.根据权利要求3所述的一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，其特征在于，优先值公式为qi＝yzi+α
×
cbi。5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，其特征在于，将标准钢珠输入到检测室内进行模拟检测的方法包括：将标准钢珠放入到检测框内，开启光源，通过图像采集装置采集检测框内钢珠的图像，获得标准模拟图像，通过获得的标准模拟图像分别训练设置缺陷检测模型和尺寸检测模型。6.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，其特征在于，根据获得的缺陷检测结果和尺寸检测结果进行钢珠的分拣的方法包括：识别缺陷检测结果和尺寸检测结果中是否具有检测不合格的钢珠，当没有检测不合格的钢珠时，将检测框内的钢珠输送到下一工序，再次进行下一批次的钢珠检测；当具有检测不合格的钢珠时，识别不合格钢珠在检测图像中的位置，标记为图像位置，根据获得的图像位置确定不合格钢珠在检测框内的位置，标记为分拣位置，汇总该批次检测的所有分拣位置，绘制分拣图，根据绘制的分拣图将检测框内对应的不合格钢珠进行分拣出来，当分拣完毕后，将检测框内的钢珠输送到下一工序，再次进行下一批次的钢珠检测。
7.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，其特征在于，光源、检测框和图像采集装置均设置在外壳内，且外壳具备格挡外界光线的作用；检测框用于框住需要进行检测的钢珠，使得被框住的钢珠在检测框内均匀分布。8.根据权利要求5所述的一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，其特征在于，缺陷检测模型是基于cnn网络或dnn网络进行建立的。

技术总结

本发明公开了一种基于图像识别的轴承钢珠缺陷检测方法，属于钢珠缺陷检测技术领域，具体方法包括：步骤一：基于轴承生产工艺流程设置检测室；检测室包括外壳、光源、检测框和图像采集装置；步骤二：获取若干个组符合钢珠检测要求的标准钢珠，将标准钢珠输入到检测室内进行模拟检测；步骤三：将钢珠传送到检测室内，通过检测框框住需要进行检测钢珠，通过图像采集装置进行图像采集，获得检测图像；步骤四：将检测图像输入到缺陷检测模型和尺寸检测模型中，获得缺陷检测结果和尺寸检测结果；步骤五：根据获得的缺陷检测结果和尺寸检测结果进行钢珠的分拣；通过在进行表面缺陷检测的同时进行尺寸和形变的检测，使得钢珠的缺陷检测更加的全面。的全面。的全面。