[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的法蘭直徑測(cè)量裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610107298.5
• 申請(qǐng)日: 2016-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN105588517A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊慶華;韓洪志;賈咪咪;荀一;王成龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/08
• 分類號(hào): G01B11/08
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械零件直徑測(cè)量裝置，更具體的說，涉及一種基于機(jī)器視覺 的法蘭直徑測(cè)量裝置，屬于工業(yè)制造零件測(cè)量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)械產(chǎn)品越來越多，機(jī)加工件外表為圓狀的零件 也隨著增多，特別是批量生產(chǎn)的零件，如圓型法蘭、圓錐輥?zhàn)?、圓錐臺(tái)等零件， 目前的測(cè)量方法可分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量，以接觸式測(cè)量為主。接觸 式測(cè)量是由人工使用各種量具接觸測(cè)量，不僅存在勞動(dòng)力大、效率低下的問題， 而且工作人員在長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的工作中極容易出現(xiàn)疏漏，從而影響直徑測(cè)量的 最終結(jié)果，特別是需要全檢時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重阻礙了快速批量生產(chǎn)的要求；非 接觸式測(cè)量如機(jī)器視覺測(cè)量，在工業(yè)相機(jī)分辨率一定的條件下，對(duì)于尺寸較小 的零件工業(yè)相機(jī)可以對(duì)零件整體進(jìn)行圖像拍攝，獲得足夠多的像素點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高精 度測(cè)量，但對(duì)于尺寸大的零件，如果對(duì)零件整體進(jìn)行圖像拍攝，由于硬件條件 限制，在工業(yè)相機(jī)分辨率一定的條件下不能獲得足夠多的像素點(diǎn)，達(dá)不到高精 度測(cè)量，因此對(duì)于尺寸大的零件的測(cè)量需要一種快速、高精度、高效率的檢測(cè) 方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服傳統(tǒng)測(cè)量方法在法蘭直徑測(cè)量過程中效率低下，以及普通的機(jī)器 視覺測(cè)量對(duì)大尺寸法蘭測(cè)量精度低等問題，本發(fā)明提出了一種能夠快速、高精 度、高效率的基于機(jī)器視覺的法蘭直徑測(cè)量裝置。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種基于機(jī)器視覺的法蘭直徑測(cè)量裝置，包括支架系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、工業(yè) 相機(jī)和光源系統(tǒng)，所述支架系統(tǒng)包括支架底板、水平支架和豎直支架，所述豎 直支架固定在所述支架底板上，所述水平支架安裝在豎直支架的上端，所述旋 轉(zhuǎn)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定在水平支架上，工業(yè)相機(jī)固定在相機(jī)固定板， 相機(jī)固定板固定在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，工業(yè)相機(jī)相對(duì)于轉(zhuǎn)軸偏置且偏置距離可 調(diào)；所述支架底板上安裝光源系統(tǒng)，所述光源系統(tǒng)上設(shè)有供待測(cè)量法蘭放置的 測(cè)量工位，所述工業(yè)相機(jī)位于所述測(cè)量工位的上方，待測(cè)量法蘭的內(nèi)外圈圓弧 的弧段位于所述工業(yè)相機(jī)的成像范圍內(nèi)。

進(jìn)一步，所述支架系統(tǒng)還包括用于定位待測(cè)量法蘭的V形口限位塊，所述 V形口限位塊位于所述測(cè)量工位的側(cè)邊。

再進(jìn)一步，所述光源系統(tǒng)為一塊背光板，所述背光板固定在支架底板上， 所述背光板的中心位于旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸中心線上；所述測(cè)量工位位于在所述背光 板上，所述待測(cè)量法蘭位于所述背光板的中央。

更進(jìn)一步，所述支架系統(tǒng)中，水平支架和豎直支架用螺栓連接且水平支架 可相對(duì)豎直支架上下移動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同高度零件的工業(yè)攝像機(jī)的物距調(diào)整。

所述測(cè)量裝置還包括法蘭直徑測(cè)量模塊，所述法蘭直徑測(cè)量模塊包括用于 控制工業(yè)相機(jī)在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下繞著電機(jī)軸按照設(shè)定間隔周期性轉(zhuǎn)動(dòng)并在轉(zhuǎn) 動(dòng)后拍攝一副圖像，獲得法蘭內(nèi)外圈圓弧上不同弧段的圖像的間隔拍攝控制單 元，用于將圖像進(jìn)行處理并利用最小二乘法擬合獲得圓弧半徑的圓弧半徑測(cè)量 單元，用于綜合分析所有圓弧半徑值且去除最大值和最小值求取平均值獲得法 蘭的直徑的法蘭直徑計(jì)算單元。

本發(fā)明的有益效果在于：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、生產(chǎn)成本低、靈活性強(qiáng)、高精 度、高效率；2、工業(yè)相機(jī)可以偏置距離和高度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)不同大小零件的測(cè) 量；本發(fā)明通過不同位置弧段的半徑測(cè)量，實(shí)現(xiàn)零件直徑的高精度測(cè)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明所述裝置的旋轉(zhuǎn)電機(jī)與工業(yè)相機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明所述裝置的待檢測(cè)法蘭、背光板和V形口限位塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明所述裝置工業(yè)相機(jī)拍攝部分圓弧段圖像。

圖5是本發(fā)明的處理流程示意圖。

圖中，1-旋轉(zhuǎn)電機(jī)、2-相機(jī)固定板、3-工業(yè)相機(jī)、4-待測(cè)量法蘭、5-背光板、 6-水平支架、7-豎直支架、8-V形口限位塊、9-支架底板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：