光子学报
2023, 52(12): 1212001
江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏 无锡 214122
针对金属球面高反光及高曲率对表面微缺陷检测的不利影响，提出一种基于空间全角度光源和图像融合的检测方法。通过空间全角度光源系统提供不同照明方案扫描球面获得图像信息，利用图像融合对有效检测区域内微缺陷与背景的差异性进行累积，放大微缺陷与背景差异，提升微缺陷检测能力。实验结果表明，基于所提方法的检测装置对直径为20 mm、精度为G16的轴承钢球表面不同位置微缺陷的检测效果显著，解决了金属球面高反光引起的检测盲区问题，并对轴承钢球表面各种微缺陷具有良好的检测能力。
测量 空间全角度光源 钢球表面缺陷检测 图像融合 机器视觉 激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0212002
天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072
针对现有的钢球表面质量视觉检测仪缺陷球漏检问题，本文提出照明系统优化方案。该方案通过建立LED漫反射穹顶光源的数学模型，分析影响钢球表面照度均匀性的因素，分别针对光源遮挡屏形状、导轨透光率，运用Lighttools 光学仿真软件模拟了其对照度均匀性的影响。根据分析结果，更新检测仪原有的照明系统，将检测仪投入工业现场进行实际分拣测试。实验结果表明，改进的照明系统将设备的钢球缺陷球漏检率降低至0.02%，提升了检测精度，光源的优化设计符合理论推导和仿真预期结果。
钢球表面质量 视觉检测 照度均匀性 计算机仿真 steel ball surface quality visual inspection illumination uniformity computer simulation
1 浙江科技学院理学院, 浙江 杭州 310023
2 杭州先临三维科技股份有限公司, 浙江 杭州 311215
提出了一种基于双波长干涉数字相位测量的钢球表面缺陷检测方法。采用波前匹配照明光路对钢球进行照明成像，理论分析表明当入射光波前曲率半径与钢球表面曲率半径相等时，钢球将获得最大空间角的有效照明，其照明空间角取决于物镜的数值孔径。用双波长干涉和数字相位处理得到等效波长包裹相位，从而增大包裹相位的测量量程，避免相位解包裹处理，用相位掩模标定法对等效波长中的倾斜因子和二次球面波相位畸变进行校正，得到了高精度的钢球表面三维数据。通过实验对钢球表面的缺陷和粗糙度进行了检测与分析，实验结果证实了该方法的有效性。
测量 双波长干涉 钢球检测 数字相位测量 相位解包裹
