基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其特征在于，包括：一检测装置，其包括一带标尺的双侧远心镜头和一光学成像器，所述双侧远心镜头通过C型接口机械连接于所述光学成像器的镜头；一丝杆滑台，所述检测装置通过支架螺栓固定于所述丝杆滑台上，所述丝杆滑台包括一伺服电机，通过所述伺服电机运转带动所述检测装置从所述丝杆滑台的一初始位置直线轴向移动到另一终点位置；一传输装置，其包括一传输带和一变频马达，通过所述变频马达间歇运转，将待测连杆逐个传送；以及一控制装置，所述控制装置包括可编程控制器和工控机。

Dimension measuring device for engine connecting rod based on machine vision

The utility model discloses an engine connecting rod size measuring device based on machine vision, which is characterized in that the device comprises a detection device comprising a two-sided telecentric lens with a ruler and an optical imager, and the two-sided telecentric lens is mechanically connected to the lens of the optical imager through a C-type interface, a screw sliding table, and an optical imager. The detection device is fixed on the screw sliding table by a bracket bolt, and the screw sliding table comprises a servo motor, through which the detection device is driven to move from one initial position of the screw sliding table to another endpoint in a straight line axial direction; and a transmission device comprises a transmission belt and a frequency conversion. The motor transmits the connecting rods to be measured one by one through intermittent operation of the frequency conversion motor, and a control device comprising a programmable controller and an industrial control computer.

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置
本技术涉及一种基于机器视觉的用于测量发动机连杆尺寸的测量装置。
技术介绍
随着工业制造工艺及精密零件尺寸的提高，很多零件需要部分抽检甚至全检，工人们必须投入大量人力和时间来测试产品尺寸。发动机连杆内孔距长度一般100mm以上，在利用传统测量设备来实现产品尺寸检测的过程中，一般需要人为来建立测量基准，且只有放置于平台上方才可使用量具检测。由于每个人建立的坐标和取点、线方式不一样，造成测量误差，测量完成后再整理所有数据报表到公司指定模版中，既耽误时间又花费力气。而其他的如三座标测量仪的成本高且速度慢。另专用测量模具受本身的制造精度影响，且长时间使用带来磨损，同时主要人工操作。如果用机器视觉检测技术进行在线式的长度测量，例如中国公开CN102607421A所公开的一种大视野影像测量方法与设备，以及中国公开号CN203100678U公开了一种对高精度尺寸测量的线扫描视觉测量系统。但是目前市场上用的远心镜头只能在视场范围内量测尺寸，大于视场的产品将无法量测尺寸，即使量测也只能接助于影像测量仪的原理和主体结构来抓取图像边缘边缘点云，再转入世界坐标系进行拟合测量，同时产品必须在摆正的情况下才可以进行量测。为保证比较精确的测量效果，需要采用大口径的双侧远心镜头，而双侧远心镜头随着口径的加大，镜头中心与边缘部分的光学偏振比较大，很难保证测量的精确性，而且大于视场的产品将无法量测尺寸(一般高级度的双侧远心镜头测量口径/视野在1英寸CCD尺寸＝长12.8mm×宽9.6mm)。同时，随着发动机连杆制造工艺的发展，不同尺寸的发动机连杆需要大量在生产线上被制造，如果在生产流水线的传输带上就能测量出连杆的长度尺寸，将大大提高连杆的生产效率，但是生产线上的连杆被传输时有可能在移动的过程中发生左右偏摆情况，所拍的照片无法精确读取图像位移值，亟待需要结构简单、更高效地测量方法和跟适合的测量装置以满足连杆生产尺寸测量需求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种基于机器视觉的用于测量发动机连杆尺寸的测量装置，不仅测量可靠、精度高，而且自动化程度高、测量效率高，测量尺寸范围大且适应性强。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，包括：一检测装置，其包括一带标尺的双侧远心镜头和一光学成像器，所述双侧远心镜头通过C型接口机械连接于所述光学成像器的镜头；一丝杆滑台，所述检测装置通过支架螺栓固定于所述丝杆滑台上，所述丝杆滑台包括一伺服电机，通过所述伺服电机运转带动所述检测装置从所述丝杆滑台的一初始位置直线轴向移动到另一终点位置；一传输装置，其包括一传输带和一变频马达，通过所述变频马达间歇运转，将待测连杆逐个传送；以及一控制装置，所述控制装置包括可编程控制器和工控机；其中所述丝杆滑台相邻设置于所述传输装置以使得所述检测装置正对所述传输装置的上方设置并间隔拍摄所述初始位置下的拍摄区域，所述传输装置运载被测连杆的一端经过所述初始位置时，所述检测装置得以获取被测连杆一端部的图像并传输至所述控制装置，同时所述控制装置发送停止信号至所述可编程控制器以停止所述变频马达的运转，通过所述丝杆滑台的移动到所述终点位置对被测连杆的另一端部获取图像，所述工控机通过采集所述检测装置获取的两个端部图像结合所述检测装置的位移数据进行运算处理，从而得到被测连杆长度。优选地，所述丝杆滑台包括底板和盖板，所述底板的一端固定连接有所述伺服电机，在所述底板内设有传动丝杆，所述伺服电机输出轴通过联轴器连接到传动丝杆上并带动丝杆转动，在底板表面设有一条横向移动的导轨，所述导轨与所述传动丝杆并行延伸，在所述导轨上设有一滑块，所述丝杆滑台底部与滑块固定连接，在所述丝杆滑台中部设有一螺母，所述螺母套在传动丝杆上并由传动丝杆转动带动所述丝杆滑台来回移动。优选地，所述伺服电机为高精度伺服电机安装在所述丝杆滑台的尾部，每圈脉冲数设置为50000脉冲，丝杆导程选择5mm/转，滑台运动的精度为5/50000＝0.0001mm。优选地，所述支架设置于所述滑块上用于导向装配所述光学成像器，所述检测装置的所述双侧远心镜头和所述光学成像器的工作距离和焦距可调，根据被测连杆的型号所确定的标准尺寸，再人工调整好合适的工作距离和焦距，从而保证了样品图像的采集质量,可以保持物体成像的不变形。优选地，所述双侧远心镜头为放大倍数为1X1的大景深镜头，保证成像没有畸变，即保证尺寸测量可靠。优选地，所述光学成像器采用7100万像素，像素精度为10/10000＝0.001mm的高清面阵CCD相机,通过采用10倍频的像素分割技术，将所述面阵CCD相机拍摄精度提高到0.0001mm。所述光学成像器可通信地连接于所述工控机。优选地，所述双侧远心镜的中心线与所述光学成像器的中心线重合，并与传输带的待检测区域垂直。优选地，所述检测装置进一步包括一光源。优选地，所述传输装置还包括对应的转动装配在安装底架的横向两端的主动转轴和从动转轴，主动转轴和从动转轴均沿纵向延伸，主动转轴由所述变频马达驱动，所述的传输带绕设在主动转轴和从动转轴之间。优选地，所述光学成像器、所述光源、所述变频马达、所述伺服电机、所述位置传感器均分别与所述可编程控制器连接。优选地，所述工控机具有一图像处理单元，用于对所述检测装置采集的被测连杆的图像进行预处理并获取所述被测连杆的边缘图。优选地，所述图像处理单元包括：滤波处理单元，用于对所述检测装置采集的所述被测连杆的图像进行滤波处理得到第一图像；二维高斯处理单元，用于对所述第一图像进行二维高斯处理得到第二图像；形态学操作单元，用于对所述第二图像进行形态学操作得到第三图像；边缘检测单元，用于利用数字图像亚像素边缘定位算法从所述第三图像获取所述被测连杆的边缘图。优选地，所述工控机具有一比较判断单元，用于将被测连杆的一端部外观边缘图与预存的标准连杆端部外观尺寸进行比较，以判断被测连杆端部外观是否匹配预存的标准连杆端部外观。优选地，所述工控机具有一标尺检测单元，带标尺的双侧远心镜头拍到的图像中具有标尺信息，所述标尺检测单元用于根据标尺读取采集的被测连杆的图像中尺寸长度。优选地，所述工控机具有一尺寸计算单元，用于根据被测连杆两次采集的图像计算图像中尺寸长度数据以及计算所述检测装置位移长度，汇总后计算出被测连杆的尺寸长度。优选地，所述工控机具有一结果记录单元，用于将所述尺寸计算单元所计算的被测连杆的尺寸长度存入数据库中。本技术的有益效果：1、操作人员只需将被测连杆放在传输带上，本测量装置即可自动完成待测产品的输送、拍照、分析判断等过程，直到输出检测结果，然后自动进入下一待测产品的检测，传输带进给与检测装置拍照谐调动作，不需人工干预，有效解决了传统采用人眼检测和手工取放产品进行光学拍照检测等方法检测效率低、误判率高的缺陷，且通过预先录入该型号发动机连杆的尺寸信息解决了检测装置初始位置拍摄和终点位置拍摄的定位问题，能够解决市场上用的远心镜头只能在视场范围内量测尺寸，大于视场的产品将无法量测尺寸，使之设计更为简便合理。2、采用带标尺的双侧远心镜头和面阵CCD相机可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化，具有超宽的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其特征在于，包括：一检测装置，其包括一带标尺的双侧远心镜头和一光学成像器，所述双侧远心镜头通过C型接口机械连接于所述光学成像器的镜头；一丝杆滑台，所述检测装置通过支架螺栓固定于所述丝杆滑台上，所述丝杆滑台包括一伺服电机，通过所述伺服电机运转带动所述检测装置从所述丝杆滑台的一初始位置直线轴向移动到另一终点位置；一传输装置，其包括一传输带和一变频马达，通过所述变频马达间歇运转，将待测连杆逐个传送；以及一控制装置，所述控制装置包括可编程控制器和工控机。

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其特征在于，包括：一检测装置，其包括一带标尺的双侧远心镜头和一光学成像器，所述双侧远心镜头通过C型接口机械连接于所述光学成像器的镜头；一丝杆滑台，所述检测装置通过支架螺栓固定于所述丝杆滑台上，所述丝杆滑台包括一伺服电机，通过所述伺服电机运转带动所述检测装置从所述丝杆滑台的一初始位置直线轴向移动到另一终点位置；一传输装置，其包括一传输带和一变频马达，通过所述变频马达间歇运转，将待测连杆逐个传送；以及一控制装置，所述控制装置包括可编程控制器和工控机。2.如权利要求1所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述丝杆滑台相邻设置于所述传输装置以使得所述检测装置正对所述传输装置的上方设置并间隔拍摄所述初始位置下的拍摄区域，所述传输装置运载被测连杆的一端经过所述初始位置时，所述检测装置得以获取被测连杆一端部的图像并传输至所述控制装置，同时所述控制装置发送停止信号至所述可编程控制器以停止所述变频马达的运转，通过所述丝杆滑台的移动到所述终点位置对被测连杆的另一端部获取图像，所述工控机通过采集所述检测装置获取的两个端部图像结合所述检测装置的位移数据进行运算处理，从而得到被测连杆长度。3.如权利要求2所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述丝杆滑台包括底板和盖板，所述底板的一端固定连接有所述伺服电机，在所述底板内设有传动丝杆，所述伺服电机输出轴通过联轴器连接到传动丝杆上并带动丝杆转动，在底板表面设有一条横向移动的导轨，所述导轨与所述传动丝杆并行延伸，在所述导轨上设有一滑块，所述丝杆滑台底部与滑块固定连接，在所述丝杆滑台中部设有一螺母，所述螺母套在传动丝杆上并由传动丝杆转动带动所述丝杆滑台来回移动。4.如权利要求3所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述伺服电机为高精度伺服电机安装在所述丝杆滑台的尾部，每圈脉冲数设置为50000脉冲，丝杆导程选择5mm/转，滑台运动的精度为0.0001mm。5.如权利要求3所述的基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置，其中所述支架设置于所述滑块上用于导向装配所述光学成像器，所述检测装置的所述双侧远心镜头和所述光学成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海平，臧跃东，丁平峰，
申请(专利权)人：江苏宏宝锻造股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32