[發明專利]基于機器視覺的發動機連桿尺寸測量裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 201711476835.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107957245A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 袁海平;臧躍東;丁平峰
• 申請（專利權）人: 江蘇宏寶鍛造股份有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司32261
• 代理人: 胡思棉

技術領域

本發明涉及一種基于機器視覺的用于測量發動機連桿尺寸的測量裝置及其移動式測量方法。

背景技術

隨著工業制造工藝及精密零件尺寸的提高，很多零件需要部分抽檢甚至全檢，工人們必須投入大量人力和時間來測試產品尺寸。發動機連桿內孔距長度一般100mm以上，在利用傳統測量設備來實現產品尺寸檢測的過程中，一般需要人為來建立測量基準，且只有放置于平臺上方才可使用量具檢測。由于每個人建立的坐標和取點、線方式不一樣，造成測量誤差，測量完成后再整理所有數據報表到公司指定模版中，既耽誤時間又花費力氣。而其他的如三座標測量儀的成本高且速度慢。另專用測量模具受本身的制造精度影響，且長時間使用帶來磨損，同時主要人工操作。

如果用機器視覺檢測技術進行在線式的長度測量，例如中國公開CN102607421A所公開的一種大視野影像測量方法與設備，以及中國公開號CN203100678U公開了一種對高精度尺寸測量的線掃描視覺測量系統。但是目前市場上用的遠心鏡頭只能在視場范圍內量測尺寸，大于視場的產品將無法量測尺寸，即使量測也只能接助于影像測量儀的原理和主體結構來抓取圖像邊緣邊緣點云，再轉入世界坐標系進行擬合測量，同時產品必須在擺正的情況下才可以進行量測。為保證比較精確的測量效果，需要采用大口徑的雙側遠心鏡頭，而雙側遠心鏡頭隨著口徑的加大，鏡頭中心與邊緣部分的光學偏振比較大，很難保證測量的精確性，而且大于視場的產品將無法量測尺寸(一般高級度的雙側遠心鏡頭測量口徑/視野在1英吋CCD尺寸＝長12.8mm×寬9.6mm)。

同時，隨著發動機連桿制造工藝的發展，不同尺寸的發動機連桿需要大量在生產線上被制造，如果在生產流水線的傳輸帶上就能測量出連桿的長度尺寸，將大大提高連桿的生產效率，但是生產線上的連桿被傳輸時有可能在移動的過程中發生左右偏擺情況，所拍的照片無法精確讀取圖像位移值，亟待需要結構簡單、更高效地測量方法和跟適合的測量裝置以滿足連桿生產尺寸測量需求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于機器視覺的用于測量發動機連桿尺寸的測量裝置及其移動式測量方法，不僅測量可靠、精度高，而且自動化程度高、測量效率高，測量尺寸范圍大且適應性強。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種用于測量發動機連桿尺寸的測量裝置，包括：

一檢測裝置，其包括一帶標尺的雙側遠心鏡頭和一光學成像器，所述雙側遠心鏡頭通過C型接口機械連接于所述光學成像器的鏡頭；

一絲桿滑臺，所述檢測裝置通過支架螺栓固定于所述絲桿滑臺上，所述絲桿滑臺包括一伺服電機，通過所述伺服電機運轉帶動所述檢測裝置從所述絲桿滑臺的一初始位置直線軸向移動到另一終點位置；

一傳輸裝置，其包括一傳輸帶和一變頻馬達，通過所述變頻馬達間歇運轉，將待測連桿逐個傳送；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；

其中所述絲桿滑臺相鄰設置于所述傳輸裝置以使得所述檢測裝置正對所述傳輸裝置的上方設置并間隔拍攝所述初始位置下的拍攝區域，所述傳輸裝置運載被測連桿的一端經過所述初始位置時，所述檢測裝置得以獲取被測連桿一端部的圖像并傳輸至所述控制裝置，同時所述控制裝置發送停止信號至所述可編程控制器以停止所述變頻馬達的運轉，通過所述絲桿滑臺的移動到所述終點位置對被測連桿的另一端部獲取圖像，所述工控機通過采集所述檢測裝置獲取的兩個端部圖像結合所述檢測裝置的位移數據進行運算處理，從而得到被測連桿長度。

優選地，所述絲桿滑臺包括底板和蓋板，所述底板的一端固定連接有所述伺服電機，在所述底板內設有傳動絲桿，所述伺服電機輸出軸通過聯軸器連接到傳動絲桿上并帶動絲桿轉動，在底板表面設有一條橫向移動的導軌，所述導軌與所述傳動絲桿并行延伸，在所述導軌上設有一滑塊，所述絲桿滑臺底部與滑塊固定連接，在所述絲桿滑臺中部設有一螺母，所述螺母套在傳動絲桿上并由傳動絲桿轉動帶動所述絲桿滑臺來回移動。

優選地，所述伺服電機為高精度伺服電機安裝在所述絲桿滑臺的尾部，每圈脈沖數設置為50000脈沖，絲桿導程選擇5mm/轉，滑臺運動的精度為5/50000＝0.0001mm。

優選地，所述支架設置于所述滑塊上用于導向裝配所述光學成像器，所述檢測裝置的所述雙側遠心鏡頭和所述光學成像器的工作距離和焦距可調，根據被測連桿的型號所確定的標準尺寸，再人工調整好合適的工作距離和焦距，從而保證了樣品圖像的采集質量,可以保持物體成像的不變形。