技術特征：

1.一種基于圖像處理的圓錐滾子軸承端面識別系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集控制卡、圖像處理系統(tǒng)、圖像采集單元；所述的圖像采集單元包括工業(yè)相機、工業(yè)鏡頭、機器視覺光源、可控相機支架；

所述的圖像處理系統(tǒng)為工控機，其通過USB接口方式與圖像采集單元中的工業(yè)相機相連接，通過RS232方式與數(shù)據(jù)采集控制卡相連接，數(shù)據(jù)采集控制卡還通過控制電纜連接現(xiàn)場的PLC控制系統(tǒng)；

所述的圖像處理系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集控制卡接收到現(xiàn)場PLC的發(fā)送的軸承到位信號后，開始接收圖像采集單元采集的圖像信號，并將采集到的圖像通過圓錐滾子軸承端面識別方法檢測出軸承端面，最后將檢測結果-軸承正反端面信息和檢測完畢信號通過數(shù)據(jù)采集控制卡發(fā)送至PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)檢測結果決定是否控制翻面機構進行翻面。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于圖像處理的圓錐滾子軸承端面識別系統(tǒng)，其特征在于，所述的圖像采集單元采用機器視覺光源提供穩(wěn)定光照環(huán)境，采用工業(yè)鏡頭調整至最佳對焦位置，采用工業(yè)相機進行圖像采集，采用可控相機支架根據(jù)軸承型號的大小自動調整支架伸縮長度，使被測軸承圖像位于圖像中心位置。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于圖像處理的圓錐滾子軸承端面識別系統(tǒng)，其特征在于，所述的圖像采集單元中的可控相機支架上安裝有步進電機，所述步進電機通過絲杠連接相機支架，通過控制電纜與現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)相連接，在軸承生產(chǎn)線上更換下一規(guī)格軸承時，PLC控制系統(tǒng)控制可控相機支架的步進電機，帶動可控相機支架前后移動，調節(jié)相機固定架的伸縮長度。所述的可控相機支架上還安裝有機器視覺光源的光源固定架，隨著可控相機支架的伸縮，將相機和光源調整到最佳采集位置，使被測軸承圖像位于圖像中心位置。

4.一種基于圖像處理的圓錐滾子軸承端面識別系統(tǒng)中的錐滾子軸承端面識別方法，其特征在于,包括如下步驟：

步驟一、圖像預處理：將采集到的圖像通過圖像裁剪、灰度處理、二值化處理得到圖像預處理效果；

為提高后續(xù)圖像處理速度，將軸承外圍圖像進行裁剪；將裁剪后的彩色圖像進行灰度處理；為增強軸承圖像信息對灰度圖像進行中值濾波降噪，突出軸承的邊沿信息；為方便提取軸承圖像特征信息，采用局部自適應閾值的方式對圖像做二值化處理，以最大程度保留軸承輪廓信息；

步驟二、特征信號分析與提?。壕珳蚀_定軸承圓心和半徑；

為準確提取軸承圖像特征信號，需精準確定軸承圓心和半徑；以預處理后的二值圖像中心坐標點為搜索圓心，設置最大搜索半徑，形成搜索圓，從搜索圓上選取n個坐標點為搜索起始點，各自延搜索圓心方向搜索的第一個像素值突變點坐標設為(像素值由0變1的坐標點)，根據(jù)這n個像素值突變點的坐標，利用最小二乘法擬合求得軸承圓心(x_c,y_c)及圓心到軸承外圈的半徑R，則(x_c,y_c)和R之間的關系如式(1)所示；

${(x_i^1-x_c)}^2+{(y_i^1-y_c)}^2=R---\left(1\right)$

進一步地，軸承定位后，確定了軸承圖像的圓心和半徑，對以軸承圓心為起始點向上下左右四個方向做像素值檢測；由于二值圖像中僅存在像素值為0和1的像素點，所以可以將檢測到的一維像素值數(shù)組轉化為波形圖(X軸為坐標點距離圓心長度，Y軸為像素值)；各方波下降沿對應的X軸坐標為所對應圓環(huán)的半徑長度；基于圓錐滾子軸承的結構特點，通常根據(jù)測得的圖像外圓半徑長度和次外圓半徑長度之差作為特征值，外圓半徑為R₁，次外圓半徑為R₂，設ΔR為特征值，ΔR計算方法為四個方向測得的R₁平均值與四個方向測得的R₂平均值之差；

步驟三、將測得的數(shù)據(jù)存入特征數(shù)據(jù)庫：如果所檢測的圓錐滾子軸承規(guī)格為第一次檢測的規(guī)格，則需要將此軸承的A面和B面分別進行上述步驟一和步驟二的檢測，并將測得的特征值ΔR_A和ΔR_B存入特征數(shù)據(jù)庫；并設定各規(guī)格軸承的A、B端面的特征范圍寫入特征庫，為待測軸承的端面判定提供特征值的所屬區(qū)間；如果所檢測的圓錐滾子軸承規(guī)格不是第一次檢測，特征值已經(jīng)存在數(shù)據(jù)庫中，則跳過此步驟；

步驟四、端面判定：通過確認被測軸承的判定規(guī)格和尋找被測軸承所提取特征值的所屬區(qū)間，來判斷軸承A、B端面；

當軸承生產(chǎn)線上更換其他規(guī)格軸承時，從圖像處理系統(tǒng)的操作界面中選擇待測軸承規(guī)格，圖像處理系統(tǒng)通過確認被測軸承的判定規(guī)格和尋找被測軸承所提取特征值的所屬區(qū)間，來判斷軸承A、B端面，即：

then檢測端面為A面

then檢測端面為B面

其中P為待測軸承規(guī)格，P_i為圖像處理系統(tǒng)當前判定規(guī)格；分別是A面和B面特征值的最小值和最大值，ΔR為在線提取被測軸承的特征值。