本发明专利技术公开了一种基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置，装置由三坐标测量仪，光学系统，多工位辅助系统，计算机信息处理与控制系统组成；在被测量的气缸上画一些稀疏的点，利用三坐标测量仪进行定位并将CCD工业相机移动到气缸的正上方，标定整个系统，对气缸进行拍摄，实时将图像传输给计算机。本发明专利技术采用CCD工业相机进行检测，是一种检测速度极快的自动化检测设备具有测量精度高、测量效率高的特点，适用于大批量零件的逐次检测。
An Effective Device for Measuring Cylinder Size Based on CMM and CCD
【技术实现步骤摘要】
基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置
本专利技术涉及光电视觉测量
，尤其是气缸的二维尺寸测量领域，具体是基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置。
技术介绍
随着汽车生产过程自动化监测水平的发展和汽车质量的提高，越来越要求汽车零件加工和检测过程的自动化与智能化，以此来提高劳动生产效率，创造更大的经济效益；检验发动机气缸生产过程中的相关尺寸也成为提高汽车质量的一个重要环节。目前检验气缸相关尺寸的方法还停留在传统的手工借助千分尺、量缸表等仪器的阶段；尽管出现了一些测量仪器，如三坐标测量机，但是测量效率比较低，其主要通过测量多个点的位置坐标后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算求出待测尺寸及形位误差；传统测量方式和一般的测量仪器有很多有待改善之处，而如何设计出一种检测速度极快的自动化检测设备是本领域人员目前所研究的主要问题。
技术实现思路
鉴于以上
技术介绍
中的不足方面，本专利技术的目的在于提供一种基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置。为了实现上述效果，本专利技术设计的基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置，包括三坐标测量仪，光学系统，多工位辅助系统，计算机信息处理与控制系统。所述光学系统由连接在Z向主轴正下方的柔性联结器，与所述柔性联结器正下方相连的CCD工业相机，与所述CCD工业相机正下方相连的环形光源、固定环形光源的光源固定架及条形光源组成。所述多工位辅助系统处于光学系统的下方，由透光定位盘、垫块、精密回转台、伺服电机组成；所述透光定位盘上面设置有沿圆周方向依次分布的装料工位、备料工位、检测工位、卸料工位，所述垫块与透光定位盘均镶嵌在精密回转台上，该精密回转台由伺服电机驱动其旋转。所述计算机信息处理与控制系统由PLC控制器与具有存储和分析的高性能计算机组成并安装在工作平台上；所述CCD工业相机与伺服电机均与PLC控制器电连接，所述PLC控制器连接到具有存储和分析的高性能计算机。所述透光定位盘由高透光性的硬质玻璃材料构成；所述装料工位、备料工位、检测工位、卸料工位之间用遮光板分隔开；所述气缸的正下方安装有条形光源。如上所述，本专利技术所提供的有益效果是：在被测量的气缸上画一些稀疏的点，通过本专利技术所设计的基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置，将CCD工业相机移动到气缸的正上方，对整个系统进行定位和标定，并进行气缸轮廓的拍摄，实时将图像传输给计算机；具有测量精度高、测量效率高的特点，适用于大批量零件的逐次检测。附图说明图1为本专利技术的装置结构示意图。图2为本专利技术所要检测的气缸示意图。具体实施方式为了更加清楚地阐述本专利技术实现的预期效果、技术手段和创作特性，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的技术方案进行完整地描述，显然，本实施例中的任何结构特征以及技术方案不限制本专利技术的保护范畴。如附图所示，本专利技术的设计的基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置，主要包括三坐标测量仪，光学系统，多工位辅助系统，计算机信息处理与控制系统。测量开始前，在被测量的气缸上画一些稀疏的点，所述三坐标测量仪下方设有防震支架(1)，三坐标测量仪与CCD主体通过连接壳体(10)联动，可以通过连接壳体(10)在X向横梁(9)上移动和滑柱(8)在Y向横梁(3)上滑动带动立柱(11)在工作平台(17)上移动，从而实现CCD在X、Y方向的位置调节，并测出气缸位置的坐标。所述的光学系统由连接在Z向主轴(12)正下方的柔性联结器(13)，与所述柔性联结器(13)正下方相连的CCD工业相机(15)，与所述CCD工业相机(15)正下方相连的环形光源(16)、固定环形光源(16)的光源固定架(14)及条形光源(2)组成。测量过程中可以通过调节环形光源(16)和条形光源(2)来控制打光位置和强度，使外界光源对拍摄图像的干扰最小化。所述的多工位辅助系统处于光学系统的下方，由透光定位盘(6)、垫块(5)、精密回转台(4)、伺服电机(18)组成；所述透光定位盘(6)上面设置有沿圆周方向依次分布的装料工位(23)、备料工位(21)、检测工位(22)、卸料工位(24)，所述垫块(5)与透光定位盘(6)均镶嵌在精密回转台(4)上，该精密回转台(4)由伺服电机(18)驱动其旋转；在装置工作时，通过伺服电机(18)驱动精密回转台(4)不停旋转，使所述的装料工位(23)、备料工位(21)、检测工位(22)、卸料工位(24)依次位于CCD工业相机(15)正下方；利用三坐标测量仪对整个系统进行标定，同时设置CCD工业相机(16)的工作参数，高性能计算机发出指令启动光学系统，工业相机CCD对检测工位上的被测气缸拍摄多幅图像并实时传输给高性能计算机。所述的计算机信息处理与控制系统由PLC控制器(19)与具有存储和分析的高性能计算机(20)组成并安装在工作平台(17)上；所述CCD工业相机(15)与伺服电机(18)均与PLC控制器(19)电连接，所述PLC控制器(19)连接到具有存储和分析的高性能计算机(20)。已标定的CCD工业相机(15)对气缸(7)拍摄多幅图像，实时将图像传输给计算机，拍摄结束PLC控制器便发出指令控制伺服电机运动，将备料工位的待测气缸移动到检测工位上，由此重复以上步骤，根据获得的图像数据信息计算气缸的尺寸；采用有选择保边缘平滑滤波的方法对图片进行去噪滤波处理；采用最大方差自动取阈图像分割法和Canny边缘检测算法在图像中分割出要测量的部位，并找到其边界；采用Lagrange多项式插值法对像素级边缘点进行亚像素细分，获得更加精确的图像边缘，提高检测系统的精度；采用圆的最小二乘拟合法来确定A、B、C、D圆的圆心和其半径，采用直线的最小二乘拟合法求出Y1、Y2的拟合直线方程，利用点到直线之间的距离公式可求出L1、L5的长度，利用两点间的距离公式求出L2、L3、L4的长度；采用最小二乘圆法计算气缸的圆度误差，即圆度误差可由亚像素拟合点到圆心的最大距离和最小距离之差得到。所述的透光定位盘(6)由高透光性的硬质玻璃材料构成；所述装料工位(23)、备料工位(21)、检测工位(22)、卸料工位(24)之间用遮光板分隔开；所述气缸(7)的正下方安装有条形光源(2)。此外，本专利技术中所涉及到的上、下等方位词只是用于附图的结构示意图中零部件之间的相互位置定义，只是为了更清楚地表达技术方案，本专利技术的方位词和任何附图标记应不受上述实施例的限制。以上所描述的本专利技术的基本工作原理和方案特征，本行业的专业技术人员应该了解，显然本专利技术不限于上述实施例的细节，在不违背本专利技术的思想和基本特征的条件下，本专利技术可以进行各种变化和改进，可以以任何方式实现本专利技术预期的效果，这些变化和改进都在要求保护的本专利技术范围内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置，其特征在于：它主要包括三坐标测量仪，光学系统，多工位辅助系统，计算机信息处理与控制系统。
【技术特征摘要】
1.一种基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置，其特征在于：它主要包括三坐标测量仪，光学系统，多工位辅助系统，计算机信息处理与控制系统。2.根据权利要求1所述的一种基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置，其特征在于：所述光学系统由连接在Z向主轴（12）正下方的柔性联结器（13），与所述柔性联结器（13）正下方相连的CCD工业相机（15），与所述CCD工业相机（15）正下方相连的环形光源（16）、固定环形光源（16）的光源固定架（14）及条形光源（2）组成。3.根据权利要求1所述的一种基于三坐标测量仪和CCD高效率测量气缸尺寸的装置，其特征在于：所述多工位辅助系统处于光学系统的下方，由透光定位盘（6）、垫块（5）、精密回转台（4）、伺服电机（18）组成；所述透光定位盘（6）上面设置有沿圆周方向依次分布的装料工位（23）、备料工位（21）、检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴雪峰，牟澳磊，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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