高亮回转面是指具有极强反光特性,几乎镜面反射,且能够清晰倒影出物体影像的光滑精密回转类零部件表面,如轴承钢球、滚柱、精密轴等回转类零部件。该类零部件在生产过程中可能会产生凹坑、划痕、擦伤、异物等表面缺陷,导致性能和寿命受到损害,甚至会导致严重事故,造成重大经济损失,因此表面缺陷的准确检测至关重要。目前主要采用视觉检测方法,而视觉检测时的光照方案直接影响缺陷检测准确性。针对这种情况,本文综合利用精密机械、光电技术和自动控制技术,研制出新型的基于空间光调制的自适应照明系统,为高亮回转表面缺陷视觉检测照明提供了有效的解决途径。同时,对所涉及的均匀准直光源、均匀照明条纹、自适应光强调制技术等方面进行了系统研究和实验验证。第一、在设计系统的照明方案的基础上,利用Tracepro软件对基于LED光源的准直与匀光系统进行了设计和仿真。首先在分析和对比目前普遍采用的LED准直透镜的设计方案的基础上设计了一款基于自由曲面的LED准直透镜结构,并利用Tracepro软件对该模型进行仿真,研究其光学特性,验证了这种自由曲面准直透镜的高效性和可行性。然后将匀光棒和复眼透镜两种常用的匀光方式进行对比和讨论,在Tracepro软件中采用布林运算建立复眼透镜的模型。最后采用设计的LED准直透镜和复眼透镜进行了照明光路的均匀性仿真,结果表明所设计的准直透镜和复眼透镜能够达到照明光路的均匀度要求。第二、为了适应不同形状和曲率半径的高亮回转面的缺陷检测对照明条纹的要求。首先进行了直条纹和圆条纹均匀算法设计,并且在Tracepro中验证了条纹选型的合理性以及均匀条纹算法的正确性,同时建立了光照系统的投影模型。然后以FPGA为控制核心进行DMD微镜状态的调控,从而实现投影条纹均匀光照效果。最后,开发了基于CCD反馈模式的自适应控制技术来实现中央条纹光强的控制。第三、采用设计的光路系统搭建了高亮回转表面缺陷视觉检测系统实验平台。首先验证了光源的均匀性,然后利用均匀照明条纹方法、基于FPGA的DMD控制技术和自适应光强调制技术实现照明,解决了高亮回转表面缺陷视觉检测中光晕的影响。实验验证了均匀条纹算法和光强自适应调制方法的可行性。本文实现了一种基于空间光调制的自适应条纹照明新方法,满足了不同曲率的高亮回转面的视觉检测的需求。该方法对于其它视觉检测的研究也具有重要的参考价值。