專利名稱：維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料硬度檢測(cè)系統(tǒng)及方法，尤其是關(guān)于一種維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)及 方法。
背景技術(shù)：
維氏硬度(Vickers-HardnessJH)是表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量材料的維氏 硬度通常是將相對(duì)面夾角為136°的方錐形金剛石壓入材料表面，保持規(guī)定時(shí)間后，測(cè)量壓 痕對(duì)角線長(zhǎng)度，再按公式來計(jì)算硬度的大小。目前，測(cè)試人員在使用維氏硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)測(cè)量材料的硬度時(shí)，是依靠目視確定壓 痕位置，再通過標(biāo)尺測(cè)量讀出壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度。目視會(huì)造成眼睛疲勞，導(dǎo)致測(cè)量得到的數(shù) 據(jù)存在不確定性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)，可以客觀地確定壓痕位置，提 高維氏硬度檢測(cè)的精確度。此外，還有必要提供一種維氏硬度檢測(cè)方法，可以客觀地確定壓痕位置，提高維氏 硬度檢測(cè)的精確度。本發(fā)明提供一種維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行于計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)與硬度檢測(cè) 機(jī)臺(tái)相連接。該硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)通過工業(yè)光學(xué)鏡頭和電荷耦合裝置采集待測(cè)材料表面的壓痕 圖像，并將該壓痕圖像傳送至計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)利用所述維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)分析得到壓痕 圖像中兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)的位置，根據(jù)該四個(gè)角點(diǎn)計(jì)算兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度， 再根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度計(jì)算出待測(cè)材料的維氏硬度，輸出測(cè)試結(jié)果至與計(jì)算機(jī)相連 接的顯示裝置。本發(fā)明還提供一種維氏硬度檢測(cè)方法該方法包括(a)通過硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)的工業(yè) 光學(xué)鏡頭和電荷耦合裝置采集待測(cè)材料表面的壓痕圖像，并將該壓痕圖像傳送至與硬度檢 測(cè)機(jī)臺(tái)相連接的計(jì)算機(jī)；及(b)通過計(jì)算機(jī)分析得到壓痕圖像中兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角 點(diǎn)的位置，根據(jù)該四個(gè)角點(diǎn)計(jì)算兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，再根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度計(jì) 算出待測(cè)材料的維氏硬度，輸出測(cè)試結(jié)果至與計(jì)算機(jī)相連接的顯示裝置。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)及方法可以準(zhǔn)確地確定材料表 面的壓痕位置，提高硬度檢測(cè)的精確度。


圖1是本發(fā)明維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)較佳實(shí)施例的功能模塊圖。圖2是本發(fā)明維氏硬度檢測(cè)方法較佳實(shí)施例的總流程圖。圖3是圖2中步驟查找兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)的具體流程圖。圖4是壓痕圖像中兩條壓痕對(duì)角線的示意圖。
圖5是圖4的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式為方便理解，對(duì)文中出現(xiàn)的部分術(shù)語(yǔ)作如下解釋
角點(diǎn)兩條直線構(gòu)成角時(shí)的交點(diǎn)。如圖1所示，是本發(fā)明維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)較佳實(shí)施例的功能模塊圖。硬度檢測(cè)機(jī) 臺(tái)10與計(jì)算機(jī)20相連接，該計(jì)算機(jī)20還連接有一臺(tái)顯示裝置30。所述維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng) 40安裝并運(yùn)行于該計(jì)算機(jī)20。硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10的Z軸上安裝有一個(gè)電荷耦合裝置(Charge Coupled Device, (XD) 11，該CXD 11前方安裝有一工業(yè)光學(xué)鏡頭(圖中未示出)。所述硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10將一 個(gè)相對(duì)面夾角為136°的方錐形金剛石壓入待測(cè)材料的表面，維持一定時(shí)間后從待測(cè)材料 表面移除該金剛石，通過該工業(yè)光學(xué)鏡頭和該CCD 11采集待測(cè)材料表面的壓痕圖像，并將 該壓痕圖像傳送至計(jì)算機(jī)20。計(jì)算機(jī)20通過維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)40分析得到壓痕圖像中兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè) 角點(diǎn)的位置，根據(jù)該四個(gè)角點(diǎn)計(jì)算兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，再利用公式計(jì)算出待測(cè)材料的 維氏硬度，輸出測(cè)試結(jié)果至顯示裝置30。顯示裝置30用于顯示硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10獲取的壓痕圖像及測(cè)試結(jié)果。該顯示裝置 30 可以為液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)或陰極射線管(Cathode Ray Tube, CRT)顯示器。維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)40包括初始化模塊41、讀取模塊42、判斷模塊43、提示模塊 44、計(jì)算模塊45、查找模塊46及輸出模塊47。初始化模塊41用于初始化硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10，包括初始化CXD 11及所述工業(yè)光學(xué)
fe頭。讀取模塊42用于讀取硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10輸出的待測(cè)材料表面的壓痕圖像。判斷模塊43用于判斷壓痕圖像中的兩條壓痕對(duì)角線是否分別為水平、垂直方向。提示模塊44用于當(dāng)判斷模塊43判斷壓痕圖像中的兩條壓痕對(duì)角線不為水平、垂 直方向時(shí)，提示用戶調(diào)整CCD 11及所述工業(yè)光學(xué)鏡頭，直到硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10輸出的壓痕圖 像中的兩條壓痕對(duì)角線分別為水平、垂直方向。計(jì)算模塊45用于根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線的參考長(zhǎng)度及該參考長(zhǎng)度在所述壓痕圖像 中所占的像素?cái)?shù)目計(jì)算得到像素的參考解析度。在本實(shí)施例中，像素的解析度指的是一個(gè) 像素在圖像中水平或垂直方向所占的長(zhǎng)度。參考長(zhǎng)度指的是標(biāo)準(zhǔn)壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度。查找模塊46用于分析壓痕圖像中像素的梯度值，并根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線四個(gè)角 點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系查找出兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)，如圖4中所示的P1、P2、P3及P4。在 本實(shí)施例中，如前所述，菱形的兩條相互垂直的壓痕對(duì)角線一條為水平方向、一條為垂直方 向，從理論上講，兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)值存在如下關(guān)系水平壓痕對(duì)角線兩個(gè) 角點(diǎn)的縱坐標(biāo)相等，垂直壓痕對(duì)角線兩個(gè)角點(diǎn)的橫坐標(biāo)相等。查找模塊46計(jì)算壓痕圖像中 各個(gè)像素的梯度值，分析梯度值較大的像素，直到找到四個(gè)像素，該四個(gè)像素的坐標(biāo)值近似 滿足兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)值的上述理論關(guān)系，即為兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角 點(diǎn)。像素的梯度值越大說明該像素越接近圖像中的邊界點(diǎn)。
在實(shí)際測(cè)量中，由于材料表面不可能絕對(duì)光滑等影響因素，得到的壓痕圖像中除 壓痕對(duì)角線外還會(huì)存在其它雜點(diǎn)，所以找到的兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)不可能完全滿足 上述理論關(guān)系，存在一定誤差。
計(jì)算模塊45還用于根據(jù)每一條壓痕對(duì)角線的兩個(gè)角點(diǎn)之間水平或垂直分布的像 素?cái)?shù)目及像素的參考解析度計(jì)算兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，并將兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度應(yīng)用 到公式計(jì)算得到待測(cè)材料的維氏硬度。輸出模塊47用于輸出測(cè)試結(jié)果至顯示裝置30。所述測(cè)試結(jié)果包括，但不限于，待 測(cè)材料名稱、編號(hào)、每條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度、兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度誤差、產(chǎn)生當(dāng)前硬度壓 痕的載荷及待測(cè)材料的維氏硬度等信息。如圖2所示，是本發(fā)明維氏硬度檢測(cè)方法實(shí)施例的總流程圖。步驟S101，給硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10上電，初始化模塊41初始化硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10，包括 初始化CCD 11及工業(yè)光學(xué)鏡頭。初始化完成后，硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10以一定載荷(例如1千 克力)將一個(gè)相對(duì)面夾角為136°的方錐形金剛石壓入待測(cè)材料的表面，維持一定時(shí)間后 從待測(cè)材料表面移除該金剛石。步驟S103，硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10通過工業(yè)光學(xué)鏡頭和該CXD 11采集待測(cè)材料表面的 壓痕圖像，讀取模塊42讀取硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)10輸出的待測(cè)材料表面的壓痕圖像。步驟S105，判斷模塊43判斷壓痕圖像中的兩條壓痕對(duì)角線是否分別為水平、垂直 方向。如果判斷模塊43判斷壓痕圖像中的兩條壓痕對(duì)角線不為水平、垂直方向，則流程進(jìn) 入步驟S107。步驟S107，提示模塊44提示用戶調(diào)整CXD 11及所述工業(yè)光學(xué)鏡頭。之后，流程轉(zhuǎn) 入步驟S103，直到維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)40采集的壓痕圖像中的兩條壓痕對(duì)角線分別為水平、 垂直方向，流程進(jìn)入步驟S109。步驟S109，計(jì)算模塊45用于根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線的參考長(zhǎng)度及該參考長(zhǎng)度在所 述壓痕圖像中所占的像素?cái)?shù)目計(jì)算得到像素的參考解析度。在本實(shí)施例中，像素的解析度 指的是一個(gè)像素在圖像中水平或垂直方向所占的長(zhǎng)度。參考長(zhǎng)度指的是標(biāo)準(zhǔn)壓痕對(duì)角線的 長(zhǎng)度。例如，兩條壓痕對(duì)角線的參考長(zhǎng)度均為100. 75 μ m，該參考長(zhǎng)度在所述壓痕圖像中所 占的像素?cái)?shù)目為307個(gè)，則像素的參考長(zhǎng)度，即每個(gè)像素在壓痕圖像中水平或垂直方向所 占的長(zhǎng)度為 100. 75 μ m/307 = 0. 328175896 μ m。步驟Slll，查找模塊46分析壓痕圖像中像素的梯度值，并根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線四 個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系查找兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)(具體說明請(qǐng)參見圖3)。如圖4中所示 的四個(gè)角點(diǎn)P1、P2、P3及P4。步驟S113，計(jì)算模塊45根據(jù)每一條壓痕對(duì)角線的兩個(gè)角點(diǎn)之間水平或垂直分布 的像素?cái)?shù)目及像素的參考解析度計(jì)算兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度。例如，計(jì)算模塊45根據(jù)垂直 線段ala3 (或a2a4)分布的像素?cái)?shù)目N及像素的參考解析度0. 328175896 μ m計(jì)算壓痕對(duì) 角線 P1P2 的長(zhǎng)度 dl = Ν*0· 328175896 μ m。步驟S115，計(jì)算模塊45將兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度應(yīng)用到公式計(jì)算得到待測(cè)材料 的維氏硬度。所述公式為HV = 1. 8544*(2p/(dl+d2))，其中，ρ為載荷，dl、d2分別為兩條 壓痕對(duì)角線P1P2、P3P4的長(zhǎng)度。步驟S117，輸出模塊47輸出測(cè)試結(jié)果至顯示裝置30。所述測(cè)試結(jié)果包括，但不限于，待測(cè)材料名稱、編號(hào)、每條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度、兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度誤差、產(chǎn)生當(dāng)前硬 度壓痕的載荷及待測(cè)材料的維氏硬度等信息。本實(shí)施例僅以一次檢測(cè)過程為例說明本發(fā)明，為了提高檢測(cè)的精度，進(jìn)一步減小 測(cè)量誤差，可以對(duì)同一種待測(cè)材料多次以不同載荷產(chǎn)生硬度壓痕進(jìn)行維氏硬度檢測(cè)。如圖3所示，是圖2中步驟Sl 15的具體流程圖。步驟S201，計(jì)算模塊45計(jì)算該壓痕圖像中各個(gè)像素的梯度值。步驟S203，讀取模塊42篩選出梯度值大于一個(gè)第一預(yù)設(shè)值的所有像素，視這些像 素為該壓痕圖像中的角點(diǎn)。用戶可以根據(jù)需要適當(dāng)設(shè)置該第一預(yù)設(shè)值，該第一預(yù)設(shè)值數(shù)值 越大，讀取模塊42篩選出的角點(diǎn)數(shù)越少，反之，該第一預(yù)設(shè)值數(shù)值越小，讀取模塊42篩選出 的角點(diǎn)數(shù)越多。步驟S205，讀取模塊42讀取一個(gè)第一角點(diǎn)。
步驟S207，查找模塊46沿該第一角點(diǎn)的水平或垂直方向查找第二角點(diǎn)，該第二角 點(diǎn)與第一角點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值。從理論上講，兩條壓痕對(duì)角線的四 個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)值存在如下關(guān)系水平壓痕對(duì)角線兩個(gè)角點(diǎn)的縱坐標(biāo)相等，垂直壓痕對(duì)角線 兩個(gè)角點(diǎn)的橫坐標(biāo)相等。然而，在實(shí)際測(cè)量中，由于材料表面不可能絕對(duì)光滑等影響因素， 得到的壓痕圖像中除壓痕對(duì)角線外還會(huì)存在其它雜點(diǎn)，所以找到的兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè) 角點(diǎn)不可能完全滿足上述理論關(guān)系，存在一定誤差。所述第二預(yù)設(shè)值表示用戶設(shè)置的允許 的誤差范圍。步驟S209，判斷模塊43判斷是否找到與第一角點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第 二預(yù)設(shè)值的第二角點(diǎn)。如果判斷模塊43判斷未找到與第一角點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小 于第二預(yù)設(shè)值的第二角點(diǎn)，則流程返回步驟S205 ；如果判斷模塊43判斷找到與第一角點(diǎn)的 橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值的第二角點(diǎn)，則流程進(jìn)入步驟S211。步驟S211，計(jì)算模塊45計(jì)算該第一、第二角點(diǎn)的中心點(diǎn)。步驟S213，查找模塊46根據(jù)該中心點(diǎn)沿第一、第二角點(diǎn)連線的垂直方向查找第 三、第四角點(diǎn)，該第三、第四角點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值。步驟S215，判斷模塊43判斷是否找到橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值的第 三、第四角點(diǎn)。如果判斷模塊43判斷未找到橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值的第三、 第四角點(diǎn)，則流程返回步驟S205 ；如果判斷模塊43判斷找到橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二 預(yù)設(shè)值的第三、第四角點(diǎn)，例如圖4中的角點(diǎn)P1、P2、P3及P4，則流程進(jìn)入步驟S217。步驟S217，提示模塊44提示用戶是否需要手動(dòng)調(diào)整查找得到的上述四個(gè)角點(diǎn)。由 于上述查找得到的兩條壓痕線的四個(gè)角點(diǎn)存在一定誤差，為了進(jìn)一步提高檢測(cè)結(jié)果，用戶 可以在上述查找的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖謩?dòng)調(diào)整。如圖4所示，顯示裝置30上顯示的ala2、 a3a4、ala3、a2a4是查找兩條壓痕對(duì)角線四個(gè)角點(diǎn)過程中自動(dòng)生成的四條水平或垂直的邊 框線，分別與兩條壓痕對(duì)角線相交。如果用戶不需要手動(dòng)調(diào)整查找得到的上述四個(gè)角點(diǎn)，則 流程結(jié)束；如果用戶需要手動(dòng)調(diào)整查找得到的上述四個(gè)角點(diǎn)，則流程進(jìn)入步驟S219。步驟S219，查找模塊46將用戶選中的包括一個(gè)角點(diǎn)的局部圖像放大到一定倍數(shù) 顯示于顯示裝置30。例如，用戶選中圖4中的水平上邊框線ala2，查找模塊46將包括第一 角點(diǎn)Pl及水平上邊框線ala2的局部圖像放大500倍顯示，如圖5所示，放大后，水平上邊 框線ala2與第一條壓痕對(duì)角線的并不是相交于第一角點(diǎn)P1，而是相交于另外兩個(gè)點(diǎn)，該兩點(diǎn)與第一條壓痕對(duì)角線實(shí)際的角點(diǎn)ΡΓ形成一個(gè)三角區(qū)域Q，則用戶可以手動(dòng)調(diào)整水平上 邊框線ala2至其于角點(diǎn)ΡΓ相交，也就是調(diào)整第一角點(diǎn)Pl為P1’。其它角點(diǎn)的手動(dòng)調(diào)整過 程類似，在此不再贅述。步驟S221，查找模塊46根據(jù)用戶的手動(dòng)調(diào)整結(jié)果重新確定上述四個(gè)角點(diǎn)的位置。 于其它實(shí)施例中，圖3中也可以省略步驟S217至步驟S221。最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照以上較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本 發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)，運(yùn)行于計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)與硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)相連接，其特征在于所述硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)通過工業(yè)光學(xué)鏡頭和電荷耦合裝置采集待測(cè)材料表面的壓痕圖像，并將該壓痕圖像傳送至計(jì)算機(jī)；及該計(jì)算機(jī)利用所述維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)分析得到壓痕圖像中兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)的位置，根據(jù)該四個(gè)角點(diǎn)計(jì)算兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，再根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度計(jì)算出待測(cè)材料的維氏硬度，輸出測(cè)試結(jié)果至與計(jì)算機(jī)相連接的顯示裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 讀取模塊，用于讀取硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)輸出的壓痕圖像；判斷模塊，用于判斷壓痕圖像中的兩條壓痕對(duì)角線是否分別為水平、垂直方向； 提示模塊，用于當(dāng)判斷模塊判斷壓痕圖像中的兩條壓痕對(duì)角線不為水平、垂直方向時(shí)， 提示用戶調(diào)整工業(yè)光學(xué)鏡頭及電荷耦合裝置，直到硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)輸出的壓痕圖像中的兩條 壓痕對(duì)角線分別為水平、垂直方向；計(jì)算模塊，用于根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線的參考長(zhǎng)度及該參考長(zhǎng)度在所述壓痕圖像中所占 的像素?cái)?shù)目計(jì)算得到像素的參考解析度；及查找模塊，用于分析壓痕圖像中像素的梯度值，并根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線四個(gè)角點(diǎn)的坐 標(biāo)關(guān)系查找出兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)；及計(jì)算模塊，還用于根據(jù)每一條壓痕對(duì)角線的兩個(gè)角點(diǎn)之間水平或垂直分布的像素?cái)?shù)目 及像素的參考解析度計(jì)算兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，并根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度計(jì)算得到 待測(cè)材料的維氏硬度。
3.如權(quán)利要求2所述的維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括初始化模塊，用 于初始化硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)的工業(yè)光學(xué)鏡頭及電荷耦合裝置。
4.如權(quán)利要求2所述的維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括輸出模塊，用于 輸出測(cè)試結(jié)果至所述顯示裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試結(jié)果包括待測(cè)材料 名稱、編號(hào)、每條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度、兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度誤差、產(chǎn)生當(dāng)前硬度壓痕的載 荷及待測(cè)材料的維氏硬度。
6.一種維氏硬度檢測(cè)方法，其特征在于，該方法包括(a)通過硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)的工業(yè)光學(xué)鏡頭和電荷耦合裝置采集待測(cè)材料表面的壓痕圖 像，并將該壓痕圖像傳送至與硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)相連接的計(jì)算機(jī)；及(b)通過計(jì)算機(jī)分析得到壓痕圖像中兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)的位置，根據(jù)該四個(gè) 角點(diǎn)計(jì)算兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，再利用公式計(jì)算出待測(cè)材料的維氏硬度，輸出測(cè)試結(jié)果 至與計(jì)算機(jī)相連接的顯示裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的維氏硬度檢測(cè)方法，其特征在于，其中步驟(b)包括 (bl)讀取硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)輸出的壓痕圖像；(b2)判斷壓痕圖像中的兩條壓痕對(duì)角線是否分別為水平、垂直方向； (b3)當(dāng)判斷模塊判斷壓痕圖像中的兩條壓痕對(duì)角線不為水平、垂直方向時(shí)，提示用戶 調(diào)整工業(yè)光學(xué)鏡頭及電荷耦合裝置，直到硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)輸出的壓痕圖像中的兩條壓痕對(duì)角 線分別為水平、垂直方向；(b4)根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線的參考長(zhǎng)度及該參考長(zhǎng)度在所述壓痕圖像中所占的像素?cái)?shù) 目計(jì)算得到像素的參考解析度；(b5)分析壓痕圖像中像素的梯度值，并根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線四個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系查找 出兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)；及(b6)根據(jù)每一條壓痕對(duì)角線的兩個(gè)角點(diǎn)之間水平或垂直分布的像素?cái)?shù)目及像素的參 考解析度計(jì)算兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，并根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度計(jì)算得到待測(cè)材料的 維氏硬度。
8.如權(quán)利要求6所述的維氏硬度檢測(cè)方法，其特征 在于，其中步驟(b5)包括 (cl)計(jì)算該壓痕圖像中各個(gè)像素的梯度值；(c2)篩選出梯度值大于一個(gè)第一預(yù)設(shè)值的所有像素，視這些像素為該壓痕圖像中的角占.(c3)讀取一個(gè)第一角點(diǎn)；(c4)沿該第一角點(diǎn)的水平或垂直方向查找第二角點(diǎn)，該第二角點(diǎn)與第一角點(diǎn)的橫坐標(biāo) 或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值；(c5)判斷是否找到與第一角點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值的第二角點(diǎn)， 如果未找到與第一角點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值的第二角點(diǎn)，則返回步驟 (c3)，如果找到與第一角點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值的第二角點(diǎn)，則進(jìn)入步 驟(c6)；(c6)計(jì)算該第一、第二角點(diǎn)的中心點(diǎn)；(c7)根據(jù)該中心點(diǎn)沿第一、第二角點(diǎn)連線的垂直方向查找第三、第四角點(diǎn)，該第三、第 四角點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值；及(c8)判斷是否找到橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值的第三、第四角點(diǎn)，如果未找 到橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)之差小于第二預(yù)設(shè)值的第三、第四角點(diǎn)，則返回步驟(c3)。
9.如權(quán)利要求6所述的維氏硬度檢測(cè)方法，其特征在于，其中步驟(b5)還包括 (c9)提示用戶手動(dòng)調(diào)整查找得到的上述四個(gè)角點(diǎn)；(clO)將用戶選中的包括一個(gè)角點(diǎn)的局部圖像放大到一定倍數(shù)顯示于顯示裝置；及 (cll)根據(jù)用戶的手動(dòng)調(diào)整結(jié)果重新確定上述四個(gè)角點(diǎn)的位置。
10.如權(quán)利要求7所述的維氏硬度檢測(cè)方法，其特征在于，所述測(cè)試結(jié)果包括待測(cè)材 料名稱、編號(hào)、每條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度、兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度誤差、產(chǎn)生當(dāng)前硬度壓痕的 載荷及待測(cè)材料的維氏硬度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行于計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)與硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)相連接。該硬度檢測(cè)機(jī)臺(tái)通過工業(yè)光學(xué)鏡頭和電荷耦合裝置采集待測(cè)材料表面的壓痕圖像，并將該壓痕圖像傳送至計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)利用所述維氏硬度檢測(cè)系統(tǒng)分析得到壓痕圖像中兩條壓痕對(duì)角線的四個(gè)角點(diǎn)的位置，根據(jù)該四個(gè)角點(diǎn)計(jì)算兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，再根據(jù)兩條壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度計(jì)算出待測(cè)材料的維氏硬度，輸出測(cè)試結(jié)果至與計(jì)算機(jī)相連接的顯示裝置。本發(fā)明還提供一種維氏硬度檢測(cè)方法。利用本發(fā)明，可以準(zhǔn)確地確定材料表面的壓痕位置，提高硬度檢測(cè)的精確度。
文檔編號(hào)G06T7/00GK101839832SQ200910300949
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者丁勇紅, 張旨光, 蔣理, 袁忠奎, 陳賢藝 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司