一种钻刀刃面缺陷检测方法与流程

本发明涉及机器视觉检测，尤其是一种钻刀刃面缺陷检测方法。

背景技术：

1、0.2～2mm规格的微小工业钻刀作为微尺度孔加工的重要刀具，广泛应用于pcb印制电路板、半导体封装、精密电子元器件、医疗器械、航空航天及精密仪器等高端制造领域。由于微小钻刀尺寸小、加工精度要求高，其刃口质量直接影响产品的加工精度及使用性能，因此，在生产过程中通常需要对钻刀刀面进行缺陷检测及尺寸检测，以保证产品质量。

2、目前，针对微小钻刀刀面的检测主要采用机器视觉检测方式，通过工业相机采集刀面图像，并结合图像处理算法完成刃口缺陷、槽角、刀宽及刀面直径等参数的检测。

3、针对上述中的相关技术，发明人认为存在有如下缺陷：现有机器视觉检测方案通常针对不同检测项目分别进行定位和测量，各检测项目之间缺乏统一的几何测量基准，容易因刀面姿态变化、定位误差及轮廓提取误差影响检测结果的一致性；同时，现有刃口缺陷检测多直接依据实际轮廓进行分析，缺少理论模型作为检测基准，容易受到图像噪声及局部边缘波动的影响，导致微小缺陷检测的稳定性和精度不足。

技术实现思路

1、为了改善现有钻刀刃面检测过程中检测基准不统一、刃口缺陷检测稳定性不足的问题，本申请提供一种钻刀刃面缺陷检测方法。

2、本发明提供的一种钻刀刃面缺陷检测方法采用如下的技术方案：

3、一种钻刀刃面缺陷检测方法，包括以下步骤：

4、s1、采集钻刀刀面图像，对所述刀面图像进行边界提取，建立刀面的统一几何参考系，所述统一几何参考系包括刀面的方向基准、位置基准以及几何中心；

5、s2、依据所述统一几何参考系对所述刀面图像进行姿态归一化，并建立对应于刀面的标准检测区域，对所述标准检测区域进行刀面完整性检测；

6、s3、当刀面完整性检测结果满足预设条件时，依据所述标准检测区域建立理论刃口模型，并依据所述理论刃口模型限定实际刃口的检测范围，在所述检测范围内提取实际刃口轮廓；

7、s4、计算所述理论刃口模型与所述实际刃口轮廓之间的偏离数据，并依据所述偏离数据确定实际刃口相对于所述理论刃口模型的偏离程度，根据所述偏离程度获得刃口缺陷参数；

8、s5、以所述统一几何参考系作为公共检测基准，对槽角、刀宽、刀面直径及刀型参数进行分别测量；

9、s6、依据所述刃口缺陷参数及各测量参数输出钻刀检测结果。

10、优选的，所述统一几何参考系通过刀面边缘拟合获得所述方向基准，通过刀面轮廓对应的包围区域获得所述位置基准，并根据刀面交汇特征建立所述几何中心。

11、优选的，所述依据所述统一几何参考系对刀面图像进行姿态归一化，包括以下步骤：

12、依据所述方向基准计算刀面的姿态角；

13、依据所述姿态角对刀面图像进行旋转校正，使刀面转换至预设检测姿态。

14、优选的，所述刀面完整性检测包括：

15、提取刀面的连续轮廓；

16、依据所述连续轮廓的轮廓连续性和缺失区域面积判断是否存在超过预设阈值的缺损区域；

17、当存在缺损区域时，终止后续检测。

18、优选的，所述理论刃口模型依据刀面刃口拟合建立；

19、依据所述理论刃口模型建立局部检测区域，使所述实际刃口轮廓限定于理论刃口附近区域；

20、所述局部检测区域覆盖理论刃口及其预设范围内的实际刃口。

21、优选的，在所述局部检测区域内提取实际刃口轮廓；

22、计算所述实际刃口轮廓与所述理论刃口模型之间对应采样点位置的偏离值；

23、依据若干个所述偏离值构成刃口偏离数据。

24、优选的，依据所述刃口偏离数据获得刃口缺陷参数，所述刃口缺陷参数至少包括最大偏离值。

25、优选的，所述槽角通过所述统一几何参考系中的所述几何中心及刀面轮廓上的至少两个特征点建立测量基准线，并依据所述测量基准线之间的夹角获得。

26、优选的，所述刀宽依据主刀面的最小包围区域获得；

27、所述刀面直径依据刀面的最小包围圆获得；

28、所述刀型依据主刀面与副刀面的方向关系获得。

29、优选的，所述统一几何参考系贯穿刀面完整性检测、刃口缺陷检测、槽角检测、刀宽检测、刀面直径检测及刀型检测全过程，各检测参数共享所述统一几何参考系作为公共测量基准。

30、本发明的有益效果为：本发明通过建立统一几何参考系，实现了刀面姿态归一化及各检测项目共享同一测量基准，降低了因姿态变化及定位误差对检测结果的影响；通过建立理论刃口模型限定实际刃口检测范围，并结合实际刃口轮廓与理论刃口模型之间的偏离数据进行缺陷分析，提高了刃口缺陷检测的稳定性及一致性；同时，在统一几何参考系下完成槽角、刀宽、刀面直径及刀型等参数的测量，有利于减少重复定位带来的误差，提高钻刀刃面检测的自动化程度及检测可靠性。

1.一种钻刀刃面缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种钻刀刃面缺陷检测方法，其特征在于，所述统一几何参考系通过刀面边缘拟合获得所述方向基准，通过刀面轮廓对应的包围区域获得所述位置基准，并根据刀面交汇特征建立所述几何中心。

3.根据权利要求2所述的一种钻刀刃面缺陷检测方法，其特征在于，所述依据所述统一几何参考系对刀面图像进行姿态归一化，包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种钻刀刃面缺陷检测方法，其特征在于，所述刀面完整性检测包括：

5.根据权利要求1所述的一种钻刀刃面缺陷检测方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种钻刀刃面缺陷检测方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种钻刀刃面缺陷检测方法，其特征在于，依据所述刃口偏离数据获得刃口缺陷参数，所述刃口缺陷参数至少包括最大偏离值。

8.根据权利要求1所述的一种钻刀刃面缺陷检测方法，其特征在于，所述槽角通过所述统一几何参考系中的所述几何中心及刀面轮廓上的至少两个特征点建立测量基准线，并依据所述测量基准线之间的夹角获得。

9.根据权利要求1所述的一种钻刀刃面缺陷检测方法，其特征在于：

10.根据权利要求1所述的一种钻刀刃面缺陷检测方法，其特征在于，所述统一几何参考系贯穿刀面完整性检测、刃口缺陷检测、槽角检测、刀宽检测、刀面直径检测及刀型检测全过程，各检测参数共享所述统一几何参考系作为公共测量基准。