[發明專利]一種密封圈厚度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201910298214.4
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110044279B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 雷自力;王杰;劉曉軍;趙麗
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

本發明屬于厚度測量技術領域，并具體公開了一種密封圈厚度測量裝置及方法，其包括光源模塊、內外徑定焦成像模塊、高度定焦成像模塊和計算模塊，光源模塊包括調角器、水平安裝在調角器上方的背光源以及垂直安裝在背光源一側的條形光源；內外徑定焦成像模塊設于背光源的正上方，其用于獲取密封圈的正投影圖；高度定焦成像模塊設于背光源的另一側，并與條形光源相對，且其軸線與內外徑定焦成像模塊的軸線垂直，該高度定焦成像模塊用于獲取密封圈的側投影圖；計算模塊用于根據正投影圖和側投影圖計算獲得密封圈的厚度。本發明具有測量精度高、操作簡單、效率高等優點，可實現密封圈厚度的快速、精確測量。

技術領域

本發明屬于厚度測量技術領域，更具體地，涉及一種密封圈厚度測量裝置及方法。

背景技術

密封圈在給水排水，暖通空調，消防、制藥、船舶、等管道系統、汽車﹑摩托車﹑各種機械﹑家用電器﹑電子﹑玩具﹑運動器材﹑氣動元件及衛浴等諸多領域均有著廣泛的應用。為了保證生產的密封圈滿足所需工藝參數條件，在實際生產過程中需對其厚度進行測量，以及時發現不合格產品并調整對應的生產工藝，保證產品的合格率。

目前，對于密封圈厚度的測量一直沒有行之有效的辦法。由于密封圈屬于彈性材質，常用的游標卡尺、千分尺等測量設備，在測量過程中容易造成密封圈接觸變形，導致測量結果不準確、重復性差；光學影像測量設備適應于在平面視場內測量密封圈的內外徑，而厚度尺寸分布在整個密封圈的圓周側邊，在測量時難以穩定放置，且圓周分布視場景深很大；當前的光學影像測量設備調焦、人工采樣點確定操作十分麻煩，而且只能測量局部厚度，誤差較大，對于測量大直徑密封圈則更為困難。

因此，需要開發一種測量精度高、操作便捷的密封圈厚度測量裝置和方法。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種密封圈厚度測量裝置及方法，其利用兩組定焦成像模塊獲取待測密封圈的正面投影圖和側投影圖，并通過數據處理與計算獲得密封圈的厚度值，解決了普通光學影像測量設備測量景深的局限，具有測量精度高、操作簡單、效率高等優點，易于實現生產在線大批量快速測量，尤其適用于O型密封圈厚度的測量。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提出了一種密封圈厚度測量裝置，其包括光源模塊、內外徑定焦成像模塊、高度定焦成像模塊和計算模塊，其中：

所述光源模塊包括調角器、水平安裝在調角器上方的背光源以及垂直安裝在背光源一側的條形光源，該調角器用于調節所述背光源的位置，該背光源用于為內外徑定焦成像模塊的成像提供照明，且其上方用于放置待測量的密封圈，該條形光源用于為高度定焦成像模塊的成像提供照明；

所述內外徑定焦成像模塊設于背光源的正上方，其用于獲取密封圈的正投影圖，并將正投影圖傳輸至計算模塊中；所述高度定焦成像模塊設于背光源的另一側，并與所述條形光源相對，且其軸線與內外徑定焦成像模塊的軸線垂直，該高度定焦成像模塊用于獲取密封圈的側投影圖，并將側投影圖傳輸至計算模塊中；

所述計算模塊用于根據正投影圖和側投影圖計算獲得所述密封圈的厚度。

作為進一步優選的，所述內外徑定焦成像模塊包括彼此相連的第一定焦鏡頭和第一CCD，該第一定焦鏡頭用于密封圈正投影圖的成像，并由第一CCD采集。

作為進一步優選的，所述高度定焦成像模塊包括彼此相連的第二定焦鏡頭和第二CCD，該第二定焦鏡頭用于密封圈側投影圖的成像，并由第二CCD采集。

作為進一步優選的，所述計算模塊采用如下方式根據正投影圖和側投影圖計算獲得所述密封圈的厚度：

首先，利用標定量塊對高度定焦成像模塊和內外徑定焦成像模塊進行標定以獲得兩者間的標定關系；

然后，對正投影圖和側投影圖進行圖像處理，并結合高度定焦成像模塊和內外徑定焦成像模塊兩者間的標定關系計算獲得待測密封圈的厚度值。