硬質合金頂錘在線無損檢測的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學測量的技術領域，具體涉及一種硬質合金頂錘在線無損檢測的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]在超硬材料合成過程中，硬質合金頂錘是超硬材料合成中一項重要的材料，它起著傳遞高壓的角色。由于六面體合成壓機工作在高溫高壓環境下，因此在反復使用后會造成單個頂錘破裂現象，當帶傷的頂錘不被及時發現，再次使用時就可能造成其它五只頂錘由于一邊壓力缺失而形成擠錘現象，嚴重的將會發生粉碎性斷裂即產生爆炸。發生爆炸事故時會損壞其它部位頂錘及部件，甚至造成人身危害，給生產帶來了巨大經濟損失。因此，破裂頂錘的及時檢出就顯得至關重要。
[0003]目前，在超硬材料合成企業內都是采用一次合成結束后由合成工人拿著鋒利的鋸條在頂錘上來回滑動來檢測頂錘是否有裂紋，這種方法檢測時間長，而且常常受到技術工人人為因素影響，給生產帶來了安全隱患。由科研人員利用聲音、應力變化等提出了相應的檢測方法和裝置，可以有效消除人為因素的干擾，提高了檢測效率和可靠性。這方面的技術方案包括:中國發明專利申請“硬質合金頂錘的無損檢測方法”(公開號CN102147301A)提出了通過對硬質合金頂錘施加外載，模擬工況條件下受力，測量內部應力分布情況來檢測盒指導生產。中國實用新型專利申請“一種超硬材料合成中頂錘裂紋檢測裝置”(授權公告號CN204679404U)設計了一種新的頂錘裂紋檢測裝置，可以有效解決頂錘陰面裂紋不易發現等問題。
[0004]但是在實際生產中，現有的檢測裝置和方法經常會受到干擾，使得硬質合金頂錘無損檢測方法面臨著以下主要問題:
(I)圖像干擾因素多。在實際生產中，頂錘工作時不僅處于一個狹小的空間，而且還處于高溫高壓干擾大的環境中，這樣使得一般的檢測方法和技術容易受到干擾。
[0005](2)檢測速度和精度要求。由于生產工作有六個頂錘，而且檢測的損傷經常是裂紋，因此對于檢測與識別方法的速度有很高的要求，一般的目標檢測和識別方法不能同時滿足在線高速度和高精度的要求。
【發明內容】
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種硬質合金頂錘在線無損檢測的方法和裝置，其原理簡單、自動化程度高、檢測速度快、檢測精度高，可以實時的檢測頂錘工作面上的裂紋。
[0007]為了達到上述目的，本發明的技術方案是:一種硬質合金頂錘無損檢測裝置，包括終端處理單元、近紅外攝像單元、近紅外照明單元和報警單元，所述近紅外攝像單元、近紅外照明單元和報警單元均與終端處理單元相連接;所述近紅外照明單元包括激光器、激光器保護罩和移動平臺，激光器與終端處理單元相連接，激光器位于激光器保護罩內，激光器保護罩、近紅外攝像單元安裝在移動平臺上。
[0008]所述近紅外攝像單元包括近紅外相機、鏡頭和相機保護罩，近紅外相機與終端處理單元相連接，鏡頭安裝在近紅外相機上，鏡頭通過固定架固定在相機保護罩上，近紅外相機和鏡頭設置在相機保護罩內。
[0009]所訴移動平臺設置在金剛石加工平臺上，移動平臺由固定部分和旋轉部分組成，近紅外攝像單元安裝在固定部分上，激光器安裝在旋轉部分上。
[0010]所述近紅外攝像單元、激光器和激光器保護罩均至少設有3個，激光器保護罩固定在相機保護罩上。
[0011]所述近紅外攝像單元、激光器和激光器保護罩設有3個，激光器保護罩和相機保護罩均勻分布的固定在移動平臺的外圓周上。
[0012]其檢測方法的步驟為:
步驟一:當硬質合金頂錘一次合成結束后，將近紅外攝像單元和近紅外照明單元設置在頂錘內，打開近紅外相機和激光器，由終端處理單元提供觸發信號，啟動移動臺移動，近紅外攝像單元實現對頂錘六個工作面的掃描；
步驟二:利用激光器對頂錘的工作面進行照射，近紅外相機獲取頂錘照射工作面上的線結構光圖像，近紅外相機將采集的N幅頂錘工作面線結構光圖像傳送至終端處理單元；步驟三:通過設置閾值將頂錘工作面線結構光圖像進行分塊處理，終端處理單元采用加權中值濾波算法濾除線結構光圖像中的噪聲；
步驟四:終端處理單元利用圖像融合方法將濾除噪聲后的線圖像拼接成一幅全景圖像；
步驟五:終端處理單元對全景圖像進行二值化，并對二值化后的圖像進行斷點連接，然后進行膨脹腐蝕操作得到平滑圖像；
步驟六:計算裂紋圖像面積，當裂紋的面積大于200像素時，終端處理單元激活報警單元，報警單元發出警報信號。
[0013]所述圖像融合方法具體為:將近紅外相機獲取的_萬線圖像8(1)，1=1，2，-_少中相鄰的圖像做減法得到N幅減法圖像G( i)=g( i )-g( i_l )-g( i+1)；將N幅減法圖像G( i)進行圖像融合得到頂錘工作面全景圖像。
[0014]與現有技術相比，本發明的優點在于:
(I)本發明的檢測和識別速度快，保證了高硬質合金頂錘在線檢測的速度要求。本發明不同于一般的檢測方法，不是直接對整幅圖像進行處理，而是采用分塊提取頂錘工作區域的方法，從而達到去除非工作區域對檢測結果的影響和節約算法時間的目的。
[0015](2)本發明的檢測精度高。頂錘裂紋在頂錘工作面上位置和長度不固定，頂錘損傷的形態復雜，同時還會受到灰塵、顆粒等雜質的干擾，因此如何有效地將頂錘工作面上所有裂紋同時檢測出來，并剔除灰塵等干擾是一個難點。本發明巧妙地利用灰塵、顆粒等與頂錘裂紋的近紅外光散射特性不同，通過設置閾值實現雜質干擾的快速剔除，解決了這個問題。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明硬質合金頂錘無損檢測裝置的原理圖。
[0017]圖2為本發明硬質合金頂錘無損檢測裝置的現場安裝示意圖。
[0018]圖3為本發明硬質合金頂錘無損檢測裝置近紅外圖像采集示意圖。
[0019]圖4為本發明硬質合金頂錘無損檢測裝置的近紅外單元圖像處理的流程圖。
[0020]圖5為本發明高硬質合金頂錘無損檢測裝置的近紅外單元圖像融合算法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面通過附圖和實施例具體描述一下本發明。
[0022]一種硬質合金頂錘無損檢測裝置，如圖1所示，包括終端處理單元1、近紅外攝像單元2、近紅外照明單元4和報警單元3，所述近紅外攝像單元2、近紅外照明單元4和報警單元3均與終端處理單元I相連接。
[0023]如圖2和圖3所示，近紅外照明單元4包括激光器41、激光器保護罩42和移動平臺43，激光器41與終端處理單元I相連接，激光器41位于激光器保護罩42內，激光器保護罩42、近紅外攝像單元2安裝在移動平臺43上。終端處理單元I通過程序控制激光器41的亮度和移動平臺43的移動。
[0024]一次加工完成后，移動平臺43放置在金剛石加工平臺上，終端處理單元I通過信號線控制移動平臺43的移動。移動平臺43由固定部分和旋轉部分組成，近紅外攝像單元2安裝在固定部分，激光器41安裝在旋轉部分上，通過終端處理單元I控制移動平臺43平移部分的工作，實現激光器41對待測頂錘5工作面的掃描。終端處理單元I和報警單元3安裝在操控平臺中，通過信號線與移動平臺43、激光器41和近紅外攝像單元2相連接。
[0025]近紅外攝像單元2包括近紅外相機21、鏡頭22和相機保護罩23，近紅外相機21與終端處理單元I相連接，鏡頭22安裝在近紅外相機21上，鏡頭22通過固定架固定在相機保護罩23上，近紅外相機21和鏡頭22設置在相機保護罩23內。受近紅外攝像單元2工作范圍及頂錘5空間的限制，為了滿足近紅外相機21和鏡頭22能夠完整的拍攝頂錘六個工作面為準，近紅外攝像單元2、激光器41和激光器保護罩42均至少設有3個，激光器保護罩42固定在相機保護罩23上。終端處理單元I驅動移動臺43平移，實現對頂錘5工作面的線掃描，通過近紅外攝像單元2拍攝頂錘5工作面線結構光圖像，將數據傳輸到終端處理單元I，從而實現對頂錘5工作面圖像的采集。
[0026]本實施例中，近紅外攝像單元2、激光器41和激光器保護罩42設有3個，激光器保護罩42和相機保護罩23均勻分布的固定在移動平臺43的外圓周上。
[0027]如圖4所