一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，检测台单元上表面置放待测薄板工件，三维运动执行单元安装于检测台单元上方，传感单元安装于三维运动执行单元上，采集待测薄板工件的原始图像；三维运动执行的X轴运动执行机构包括两个X轴滑轨，平行安装于检测台单元的基座上两侧边位置；Y轴运动执行机构包括龙门架及Y轴滑轨，龙门架的两个支脚滑动安装于X轴滑轨上，龙门架的横梁上水平安装Y轴滑轨；Z轴运动执行机构以垂直于基座的方向滑动安装于Y轴滑轨中。本实用新型专利技术采用宏微结合的方式采集获取待测工件原始图像，能够实现对大尺寸工件质量检测，既能保证检测精度，同时可以不受工件尺寸限制，提高了检测范围和检测精度。

A geometric quality automatic detection device for large size sheet metal workpiece

The utility model relates to an automatic detection device for geometric quality of large-sized sheet metal workpiece. The surface of the detection unit is placed on the workpiece to be measured, the three-dimensional motion execution unit is installed on the top of the detection unit, and the sensing unit is installed on the three-dimensional motion execution unit to collect the original image of the workpiece to be measured. The X-axis motion actuator for dynamic execution includes two X-axis slideways, which are installed parallel to the two sides of the base of the test bench unit; the Y-axis motion actuator includes the gantry frame and Y-axis slideway; the two supporting feet of the gantry frame are slidedly installed on the X-axis slideway, and the Y-axis slideway is horizontally installed on the cross beam of the gantry frame; and the Z-axis motion actuator is horizontally installed on the X-axis slideway. Slide vertically in the direction of base to install in Y axis slide rail. The utility model collects and obtains the original image of the workpiece to be measured by combining macro and micro, realizes the quality detection of large workpiece, ensures the detection accuracy, and is not limited by the workpiece size, and improves the detection range and accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置
本技术涉及一种工件几何质量检测技术，具体为一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置。
技术介绍
现代制造业越来越趋于“多品种、小批量”的特点，而板材加工领域对生产的柔性要求也越来越高，生产过程中的工件质量检测非常重要。工件几何质量自动检测装置应用在金属板材制造生产线中，在生产过程中对工件加工几何质量进行实时检测，当检测到工件加工质量超差时，及时发出警示信息，避免批量废品的产生，有利于提高生产线的生产效率和自动化水平。金属板材工件的加工几何质量问题主要包括加工孔尺寸超差、加工位置错误以及加工孔数量不一致等。传统的检测方法是通过游标卡尺、模板或者是三坐标测量机进行。但传统测量方式无法测量工件的全部轮廓位置，很难完全满足测量要求，例如对于大尺寸工件和复杂工件的检测等。相比之下，机器视觉检测技术具有非接触、速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，目前在产品质量检测等领域中得到了广泛的应用，视觉检测技术为解决产品自动化测量提供了有效的解决方案。但在大尺寸薄板金属工件(平面尺寸大于500mm*500mm的薄板金属工件)几何质量检测方面，由于测量尺寸大、测量精度要求高等多方面的制约，仍然没有得到普及，现有检测装置需要超高分辨率数码摄像机实现高精度检测，价格较贵，且检测工件尺寸受限。
技术实现思路
针对现有技术中机器视觉检测技术没有得到普及且检测工件尺寸受限等不足，本技术要解决的问题是提供一种检测精度高，检测速度快，制造成本低的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：本技术一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，包括：检测台单元、三维运动执行单元以及传感单元，其中，检测台单元上表面置放待测薄板工件，三维运动执行单元安装于检测台单元上方，传感单元安装于三维运动执行单元上，采集待测薄板工件的原始图像，并传输至工控机中。三维运动执行单元包括X轴、Y轴、Z轴运动执行机构，其中，X轴运动执行机构包括两个X轴滑轨，其平行安装于检测台单元的基座上两侧边位置；Y轴运动执行机构包括龙门架及Y轴滑轨，龙门架的两个支脚滑动安装于X轴滑轨上，龙门架的横梁上水平安装Y轴滑轨；Z轴运动执行机构以垂直于基座的方向滑动安装于Y轴滑轨中，Z轴运动执行机构底端安装传感单元。传感单元，包括全局传感单元和局部传感单元，其中，全局传感单元包括全局摄像机及激光测距传感器，二者以光轴平行的方式安装于Z轴运动执行机构底端一侧；局部传感单元安装于Z轴运动执行机构底端另一侧，包括局部摄像机和附加光源，附加光源为条形光源，设于摄像机镜头两侧。检测台单元包括背光光源和基座，基座上面两侧边设有滑轨，两滑轨之间为用于置放待测薄板工件的玻璃台面，背光光源设于检测台单元基座下部，全局摄像机镜头的正对面位置。所述工控机接收传感单元采集的原始图像进行处理，输出工件几何质量检测结果；工控机的指令输出端与三维运动执行单元连接。本技术具有以下有益效果及优点：1.本技术采用宏微结合的方式采集获取待测工件原始图像，能够实现对大尺寸工件质量检测，既能保证检测精度，同时可以不受工件尺寸限制。2.本技术提出的检测装置极大地提高了检测范围和检测精度，保证检测结果的可靠性；由于不需要超高精度数码相机，降低了制造成本。3.本技术能够实现大尺寸薄板金属工件几何质量的自动、在线检测，有助于提高大尺寸薄板金属工件的生产效率。附图说明图1为本技术装置组成示意图；图2为本技术装置三维结构示意图；图3为本技术中全局传感单元结构示意图；图4为本技术中检测台单元结构示意图；图5为本技术采用的检测方法总流程图；图6为本技术采用的检测方法中对全局摄像机采集的工件图像进行处理的流程图；图7为本技术采用的检测方法中对局部摄像机采集的工件序列图像进行处理的流程图。其中，1为传感单元，2为工控机，3为图像处理单元，4为参数设置及控制单元，5为上位机，6为龙门架，7为基座，8为背光光源，9为检测台单元，10为Z轴运动执行机构，11为Y轴运动执行机构，12为X轴运动执行机构，13为三维运动执行单元，14为局部传感单元，15为全局传感单元，16为全局摄像机，17为及激光测距传感器，18为检测玻璃台面，19为待测薄板工件。具体实施方式下面结合说明书附图对本技术作进一步阐述。如图1～2所示，本技术一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，包括：检测台单元9、三维运动执行单元13以及传感单元1，其中，检测台单元9上表面置放待测薄板工件19，三维运动执行单元13安装于检测台单元9上方，传感单元1安装于三维运动执行单元13上，采集待测薄板工件19的原始图像，并传输至工控机2中。工控机接收传感单元1采集的原始图像进行处理，输出工件几何质量检测结果；工控机的指令输出端与三维运动执行单元(13)连接。如图2所示，三维运动执行单元13包括X轴、Y轴、Z轴运动执行机构，其中，X轴运动执行机构12包括两个X轴滑轨，平行安装于检测台单元9的基座7上的两侧边位置；Y轴运动执行机构11包括龙门架6及Y轴滑轨，龙门架6的两个支脚滑动安装于X轴滑轨上，龙门架6的横梁上水平安装Y轴滑轨；Z轴运动执行机构10以垂直于基座6的方向滑动安装于Y轴滑轨中，Z轴运动执行机构10的底端安装传感单元1。传感单元1，包括全局传感单元15和局部传感单元14，其中，全局传感单元15包括全局摄像机16及激光测距传感器17，二者以光轴平行的方式安装于Z轴运动执行机构10底端一侧；局部传感单元14安装于Z轴运动执行机构10底端另一侧，包括局部摄像机和附加光源，附加光源为条形光源，设于摄像机镜头两侧。如图3所示，检测台单元9包括背光光源8和基座7，基座7上面两侧边设有滑轨，两滑轨之间为用于置放待测薄板工件的玻璃台面，背光光源8设于检测台单元基座7下部，摄像机镜头的正对面位置。如图1所示，工控机2包括图像处理单元3和参数设置及控制单元4，其中图像处理单元3与参数设置及控制单元4的控制输出端连接，接收传感单元1采集的原始图像进行处理，得到工件几何质量信息，主要包括工件板厚信息、几何轮廓信息等，并和加工标准做对比，并向参数设置及控制单元4输出工件几何质量检测结果；参数设置及控制单元4分别与传感单元1、图像处理单元3、三维运动执行单元13进行通讯连接，对传感单元1、图像处理单元3及三维运动执行单元13的各参数进行设置。参数设置及控制单元还与上位机进行通讯连接。本实施例中，图像处理单元3和参数设置及控制单元4，为由CPU处理器通过运行工控机软件生成的功能模块。三维运动执行单元13，将传感单元1移动至检测位置。检测台单元9中的背光光源8为全局传感单元15提供辅助照明，基座7和三维运动执行单元13中的龙门架6均起到支撑的作用，可以保证三维运动执行单元13运动的稳定性。传感单元1采用宏、微结合的方式采集获取待测工件原始图像，分别通过全局传感单元15采集工件的整体图像，通过局部传感单元14采集工件的局部序列图像。本实施例中，三维运动执行单元13中的X轴运动执行机构12、Y轴运动执行机构11以及Z轴运动执行机构10，依据工件尺寸选用合适行程的同步齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，其特征在于包括：检测台单元、三维运动执行单元以及传感单元，其中，检测台单元上表面置放待测薄板工件，三维运动执行单元安装于检测台单元上方，传感单元安装于三维运动执行单元上，采集待测薄板工件(19)的原始图像，并传输至工控机中。

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，其特征在于包括：检测台单元、三维运动执行单元以及传感单元，其中，检测台单元上表面置放待测薄板工件，三维运动执行单元安装于检测台单元上方，传感单元安装于三维运动执行单元上，采集待测薄板工件(19)的原始图像，并传输至工控机中。2.根据权利要求1所述的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，其特征在于：三维运动执行单元(13)包括X轴、Y轴、Z轴运动执行机构，其中，X轴运动执行机构(12)包括两个X轴滑轨，其平行安装于检测台单元的基座上两侧边位置；Y轴运动执行机构(11)包括龙门架及Y轴滑轨，龙门架的两个支脚滑动安装于X轴滑轨上，龙门架的横梁上水平安装Y轴滑轨；Z轴运动执行机构以垂直于基座的方向滑动安装于Y轴滑轨中，Z轴运动执行机构底端安装传感单元。3.根据权利要求1所述的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，其特征在于：传...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹媛媛，蔡尚，郭富成，刘景，揭路阳，李国文，宿茹妍，夏桂方，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21