[發(fā)明專利]基于機(jī)器視覺的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿尺寸測(cè)量裝置及其測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711476835.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN107957245A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁海平;臧躍東;丁平峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇宏寶鍛造股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02
• 代理公司: 蘇州潤(rùn)桐嘉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32261
• 代理人: 胡思棉

1.一種用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)連桿尺寸的測(cè)量裝置，其特征在于，包括：

一檢測(cè)裝置，其包括一帶標(biāo)尺的雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭和一光學(xué)成像器，所述雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭通過C型接口機(jī)械連接于所述光學(xué)成像器的鏡頭；

一絲桿滑臺(tái)，所述檢測(cè)裝置通過支架螺栓固定于所述絲桿滑臺(tái)上，所述絲桿滑臺(tái)包括一伺服電機(jī)，通過所述伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述檢測(cè)裝置從所述絲桿滑臺(tái)的一初始位置直線軸向移動(dòng)到另一終點(diǎn)位置；

一傳輸裝置，其包括一傳輸帶和一變頻馬達(dá)，通過所述變頻馬達(dá)間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，將待測(cè)連桿逐個(gè)傳送；以及

一控制裝置，所述控制裝置包括可編程控制器和工控機(jī)。

2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其中所述絲桿滑臺(tái)相鄰設(shè)置于所述傳輸裝置以使得所述檢測(cè)裝置正對(duì)所述傳輸裝置的上方設(shè)置并間隔拍攝所述初始位置下的拍攝區(qū)域，所述傳輸裝置運(yùn)載被測(cè)連桿的一端經(jīng)過所述初始位置時(shí)，所述檢測(cè)裝置得以獲取被測(cè)連桿一端部的圖像并傳輸至所述控制裝置，同時(shí)所述控制裝置發(fā)送停止信號(hào)至所述可編程控制器以停止所述變頻馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)，通過所述絲桿滑臺(tái)的移動(dòng)到所述終點(diǎn)位置對(duì)被測(cè)連桿的另一端部獲取圖像，所述工控機(jī)通過采集所述檢測(cè)裝置獲取的兩個(gè)端部圖像結(jié)合所述檢測(cè)裝置的位移數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，從而得到被測(cè)連桿長(zhǎng)度。

3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)量裝置，其中所述絲桿滑臺(tái)包括底板和蓋板，所述底板的一端固定連接有所述伺服電機(jī)，在所述底板內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)絲桿，所述伺服電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器連接到傳動(dòng)絲桿上并帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，在底板表面設(shè)有一條橫向移動(dòng)的導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌與所述傳動(dòng)絲桿并行延伸，在所述導(dǎo)軌上設(shè)有一滑塊，所述絲桿滑臺(tái)底部與滑塊固定連接，在所述絲桿滑臺(tái)中部設(shè)有一螺母，所述螺母套在傳動(dòng)絲桿上并由傳動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述絲桿滑臺(tái)來回移動(dòng)。

4.如權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置，其中所述伺服電機(jī)為高精度伺服電機(jī)安裝在所述絲桿滑臺(tái)的尾部，每圈脈沖數(shù)設(shè)置為50000脈沖，絲桿導(dǎo)程選擇5mm/轉(zhuǎn)，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的精度為0.0001mm。

5.如權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置，其中所述支架設(shè)置于所述滑塊上用于導(dǎo)向裝配所述光學(xué)成像器，所述檢測(cè)裝置的所述雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭和所述光學(xué)成像器的工作距離和焦距可調(diào)，人工根據(jù)被測(cè)連桿的型號(hào)所確定的標(biāo)準(zhǔn)尺寸調(diào)整好合適的工作距離和焦距。

6.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其中所述雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭為放大倍數(shù)為1X1的大景深鏡頭；其中所述光學(xué)成像器采用7100萬(wàn)像素，像素精度為0.001mm的高清面陣CCD相機(jī),通過采用10倍頻的像素分割技術(shù)，將所述面陣CCD相機(jī)拍攝精度提高到0.0001mm；所述光學(xué)成像器可通信地連接于所述工控機(jī)。

7.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其中所述工控機(jī)具有一圖像處理單元，用于對(duì)所述檢測(cè)裝置采集的被測(cè)連桿的圖像進(jìn)行預(yù)處理并獲取所述被測(cè)連桿的邊緣圖；其中所述圖像處理單元包括：濾波處理單元，用于對(duì)所述檢測(cè)裝置采集的所述被測(cè)連桿的圖像進(jìn)行濾波處理得到第一圖像；二維高斯處理單元，用于對(duì)所述第一圖像進(jìn)行二維高斯處理得到第二圖像；形態(tài)學(xué)操作單元，用于對(duì)所述第二圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)操作得到第三圖像；邊緣檢測(cè)單元，用于利用數(shù)字圖像亞像素邊緣定位算法從所述第三圖像獲取所述被測(cè)連桿的邊緣圖。

8.如權(quán)利要求7所述的測(cè)量裝置，其中所述工控機(jī)具有一比較判斷單元，用于將被測(cè)連桿的一端部外觀邊緣圖與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)連桿端部外觀尺寸進(jìn)行比較，以判斷被測(cè)連桿端部外觀是否匹配預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)連桿端部外觀；所述工控機(jī)具有一標(biāo)尺檢測(cè)單元，帶標(biāo)尺的雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭拍到的圖像中具有標(biāo)尺信息，所述標(biāo)尺檢測(cè)單元用于根據(jù)標(biāo)尺讀取采集的被測(cè)連桿的圖像中尺寸長(zhǎng)度；所述工控機(jī)具有一尺寸計(jì)算單元，用于根據(jù)被測(cè)連桿兩次采集的圖像計(jì)算圖像中尺寸長(zhǎng)度數(shù)據(jù)以及計(jì)算所述檢測(cè)裝置位移長(zhǎng)度，匯總后計(jì)算出被測(cè)連桿的尺寸長(zhǎng)度；所述工控機(jī)具有一結(jié)果記錄單元，用于將所述尺寸計(jì)算單元所計(jì)算的被測(cè)連桿的尺寸長(zhǎng)度存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。