[發明專利]基于棋盤格的傳動箱端面大尺寸形位公差檢測裝置與方法

在審

• 申請號: 201810766250.4
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108759676A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 成芳;李瑛;酈超杰;趙志林;姜超
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于棋盤格標準板的傳動箱端面大尺寸形位公差檢測裝置，其特征在于：包括底板、棋盤格標準板移動支撐部分、雙相機圖像采集部分和圖像處理部分；所述的棋盤格標準板移動支撐部分用于支撐和移動棋盤格標準板(10)，包括棋盤格標準板(10)、棋盤格支架(4)、棋盤格移動控制器(1)和導軌(2)；導軌(2)固定在底板上，導軌(2)上固定有棋盤格支架(4)，棋盤格支架(4)朝向拖拉機傳動箱端面延伸并在延伸的末端固定有棋盤格標準板(10)，棋盤格移動控制器(1)輸出端和導軌(2)，由棋盤格移動控制器(1)控制導軌(2)上棋盤格標準板(10)的水平移動；

所述的雙相機圖像采集部分用于控制兩個相機采集帶有拖拉機傳動箱端面定位銷孔和局部棋盤格標準板的圖像，包括相機光源豎直位置調節支架(7)和兩個相機光源組件；兩根相機光源豎直位置調節支架(7)豎直固定在底板上，兩根相機光源豎直位置調節支架(7)的上部之間和下部之間均裝設有一組相機光源組件，兩組相機光源組件結構相同均包括水平的水平位置調節支架(3)、相機位置調節機構(5)、光源位置調節機構(6)、相機(8)和環形光源(9)，水平位置調節支架(3)水平固定在兩根相機光源豎直位置調節支架(7)之間，相機(8)通過相機位置調節機構(5)安裝在水平位置調節支架(3)上，環形光源(9)通過光源位置調節機構(6)安裝在水平位置調節支架(3)上，相機(8)和環形光源(9)均朝向拖拉機傳動箱端面布置，且環形光源(9)相比相機(8)更靠近傳動箱端面；

所述的圖像處理部分用于處理和分析兩個相機所采集的圖像，并輸出拖拉機傳動箱端面上的兩個定位銷孔(11)間的形位公差檢測結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于棋盤格標準板的傳動箱端面大尺寸形位公差檢測裝置，其特征在于：所述的棋盤格標準板(10)在棋盤格移動控制器(1)控制下水平移動并貼合到拖拉機傳動箱端面，且棋盤格標準板(10)位于兩個定位銷孔之間，使得兩個定位銷孔位于棋盤格標準板(10)一條對角線兩端的角位置附近。

3.根據權利要求1所述的一種基于棋盤格標準板的傳動箱端面大尺寸形位公差檢測裝置，其特征在于：兩組相機光源組件的兩個相機(8)分別位于棋盤格標準板(10)上下方。

4.根據權利要求1所述的一種基于棋盤格標準板的傳動箱端面大尺寸形位公差檢測裝置，其特征在于：還包括位置傳感器，位于拖拉機傳動箱輸送的傳送帶上。

5.根據權利要求1所述的一種基于棋盤格標準板的傳動箱端面大尺寸形位公差檢測裝置，其特征在于：所述的棋盤格移動控制器(1)采用電機，導軌(2)為絲杠導軌模塊，電機的輸出端和絲杠導軌模塊的絲杠同軸連接，絲杠導軌模塊的導軌上的滑塊和棋盤格支架(4)底端固定連接。

6.根據權利要求1所述的一種基于棋盤格標準板的傳動箱端面大尺寸形位公差檢測裝置，其特征在于：一組相機光源組件中的所述相機(8)與光源(9)的光軸重合。

7.一種基于棋盤格標準板的傳動箱端面大尺寸形位公差檢測方法，其特征在于采用權利要求1-6任一所述裝置，包括以下步驟：

1)棋盤格移動控制器(1)控制帶動棋盤格標準板(10)沿導軌(2)前后移動，使帶動棋盤格標準板(10)貼合到傳動箱(12)端面；

2)控制觸發兩組相機光源組件的兩個相機(8)同步采集圖像，通過相機(8)采集兩個定位銷孔及其附近的棋盤格標準板(10)所在角的區域圖像；

3)對采集到的圖像進行處理提取公差。

8.根據權利要求7所述的一種基于棋盤格標準板的傳動箱端面大尺寸形位公差檢測方法，其特征在于：所述步驟3)中，將采集的圖像進行處理和分析獲得形位公差及尺寸公差，具體為：

3.1)濾波：對采集的圖像I進行雙邊濾波，獲得處理后的圖像；

3.2)二值化：再對圖像進行自適應閾值二值化，獲得黑白圖像；

3.3)邊緣檢測：采用canny算法對采集圖像進行邊緣粗定位，獲得粗邊緣；

3.4)亞像素邊緣檢測：采用Zernike矩對粗邊緣進行精確定位處理獲得亞像素級的邊緣；

3.5)求取測量參數：

采用以下公式計算出定位銷孔之間的豎直形位公差H、水平形位公差W和兩個定位銷孔直徑D₁、D₂；

其中，a表示棋盤格標準板中的正方形方格的邊長，w₁、w₂分別表示兩個定位銷孔的圓心到棋盤格標準板沿水平的距離，h₁、h₂分別表示兩個定位銷孔的圓心到棋盤格標準板沿豎直的距離，d₁、d₂分別表示圖像中兩個定位銷孔的直徑，h、w分別表示棋盤格標準板沿水平和豎直方向的尺寸，s表示圖像中棋盤格的兩個亞像素級角點間距離。