近年来我国大力发展装备制造业,对轴承产品的需求不断增加。轴承滚子作为轴承的关键零部件,其质量直接影响到轴承的工作性能、精度和使用寿命。因此,如何快速准确检测轴承滚子表面缺陷,是困扰所有厂家的难题。由于人工目测法效率低、稳定性差,无法满足企业生产要求,机器视觉无损检测技术逐渐被应用于工业检测。本文探讨了近年来基于机器视觉的轴承滚子表面缺陷检测技术的优劣势,结合结构光技术在缺陷检测领域的应用提出了基于线条纹结构光的轴承滚子视觉检测方案。由点光源到线条纹结构光源,弥补了传统光源视觉成像系统对缺陷特征反映不足的问题,实现轴承滚子表面缺陷检测。主要研究工作如下:第一,本文针对高反光曲面物体表面拍摄时,成像面窄、图像易过曝的问题,结合工厂检测需求及缺陷检测原理,提出了基于线条纹结构光的轴承滚子视觉检测方案,确定了相关检测要求及指标。第二,本文针对鼓形滚子在图像采集过程中,因抖动或偏移导致的图像模糊问题,设计了基于水平转台的轴承滚子滚动面展开装置,确保了轴承滚子在高速运动的状态下稳定成像。通过对相机、镜头、光源等硬件的主要参数进行分析并结合实际应用场景、装置成本和检测效率的问题,在满足检测要求的情况下,将成本控制在最小,确定本文实验装置的各硬件型号。第三,本文针对LED线光源或线激光搭配线阵相机对缺陷特征反映不足的问题,通过研究激光器调制信号、MEMS驱动信号、电机控制信号相关参数的适配,结合线阵相机实现线条纹结构光成像。对比分析线条纹结构光,线激光和LED线光源三种光源照明下,不同缺陷的形态特征。实验证明,本文设计的线条纹结构光在提高缺陷特征对比度方面具有较大优势,可以提高图像质量,保证了缺陷检测系统的准确率。第四,本文针对图像倾斜、噪声干扰、缺陷如何正确提取等问题,根据条纹图像的特点设计了基于Blob分析的逐级条纹缺陷检测算法。通过图像矫正、图像滤波、图像分割、形态学处理和Blob分析等算法有效检测出划伤、擦伤、生锈、凹坑四种缺陷,平均准确率高达95%以上,设计了可视化图形GUI界面用于检测结果统计并显示。实验结果表明:本文设计的缺陷检测系统在硬件装置和软件算法上都具有一定的优势,可以为当前轴承滚子缺陷检测提供实用的参考价值。