一种基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统，包括：检测器，其与零件接触，用以使零件运动；相机，其设置在零件上方，用以对所述零件进行拍照；光源，用以对相机拍摄提供不同的光源；支撑件，用以对所述检测器、相机和光源提供支撑；中控处理器，其分别与所述检测器、相机和光源连接，通过零件的形状和材质对应光源的不同亮度和色调，通过在预设光源下拍摄的图像信息判定零件的表面精度情况，并在零件进行对应运动后通过运动前后的图像信息判定零件的功能性精度情况；所述中控处理器根据所述图像信息对零件的表面精度和功能性精度进行检测。

A high precision parts identification and detection system based on 3D scanning and laser manufacturing

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统
本专利技术涉及零件检测
，尤其涉及一种基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统。
技术介绍
随着零件加工产业不断发展，零件的需求量日益增高，对零件产品的质量要求却越来越严格。由于零件的生产制造工艺流程较为复杂，在生产过程中零件容易产生损耗，如刮擦、划痕、压痕以及切削不均匀的刀痕等。因此零件精度的检测至关重要，关系到零件的耐久度，产品的安全，甚至人身的安全。传统的零件精度检测主要通过人工检测，而一些刀痕、压痕或表面不均匀的精度需要人眼和光源成某一角度才能够检测到，还有一些微小的裂痕和划痕非常容易漏检。而且零件在实际应用中的功能性精度的检测也变成了零件生产者极为关注的关键点，而且对零件进行检测可以减少因零件的状态而产生造成设备的运作，从而很好的避免意外的产生，提高生产效率。随着零件产品的需求量日益增高，人工检测的方法已经无法满足高质量、高效率的零件检测需求。而现今，机器视觉的发展为零件检测的方法提供了新的方向。但是在零件检测的过程中，快速准确的检测出零件表面的刀痕以及零件表面不均匀的精度，以及零件功能性的检测依旧是极富有挑战的。检测零件表面的精度，需要不断地调整光源、零件和相机不同的相对位置才能检测到该精度；而微小零件精度检测难度在于光照过强会产生强烈的反射光，使得精度掩盖在反射的强光下；光照过弱就会导致零件图像曝光不足，精度难以检测到。因此，在检测不同零件尺寸、不同类型零件的精度时，光源的光照强度、照相机的分辨率、镜头的设计参数，光源、零件运动前后的状态和相机的相对位置，以及对机器视觉的处理算法等都有很高的要求。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统，用以克服现有技术中根据零件的形状及材质灵活调整光源，并在光源下对零件的表面精度及功能性精度进行检测的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统，包括：检测器，其与零件接触，用以使零件运动；相机，其设置在零件上方，用以对所述零件进行拍照；光源，其设置在所述零件上方和/或侧方，用以对相机拍摄提供不同的光源；支撑件，用以对所述检测器、相机和光源提供支撑；中控处理器，其分别与所述检测器、相机和光源连接，通过零件的形状和材质对应光源的不同亮度和色调，通过在预设光源下拍摄的图像信息判定零件的表面精度情况，并在零件进行对应运动后通过运动前后的图像信息判定零件的功能性精度情况；所述中控处理器根据所述图像信息对零件的表面精度和功能性精度进行检测，在所述中控处理器对零件进行检测时，所述中控处理器会控制所述相机采集到的零件的轮廓和表面材质信息，根据零件的轮廓信息确定零件的形状，根据零件的形状和材质确定零件的光源，在调整后的光源信息下所述相机对零件进行拍摄；所述零件的表面精度检测为根据零件的不同形状和材质确定光源信息，所述相机在确定的光源下对所述零件进行拍摄，所述中控处理器通过接收所述相机拍摄并传输的零件图像信息与预设信息进行比较，从而判断所述零件表面精度的合格情况；所述零件的功能性精度检测为所述相机通过对零件和检测器运动前后的啮合状态进行拍摄，在零件运转预设圈数后，所述中控处理器通过分析运动前后图像中所述零件所到位置、接触点位置和接触面积的信息，将预设信息与所述零件的实际信息进行比较，确定齿轮的精度合格情况；所述中控处理器对所述零件转动预设圈数后所到位置进行分析，若所述零件不在预设位置，则所述中控处理器判定所述零件精度不合格，若所述零件在预设位置上，则所述中控处理器对所述零件在检测器上的位置进行判断，当所述零件在检测器的位置与预设位置进行比较，若所述零件在检测器上的位置在预设位置，则判定所述零件精度合格，若零件与检测器的位置不在预设位置，则根据所述零件与检测器的位置距离与预设位置的距离对检测结果范围进行分级，根据不同分级对应的不同转动圈数对所述零件进行二次检测，若所述零件第二次检测时零件在检测器位置在预设位置时，则确定所述零件精度合格，若所述零件第二次检测时零件在检测器的位置不在预设位置时，则对两次检测结果进行判断确定零件与检测器的位置，再根据零件与检测器的位置计算出所述零件与检测器的接触面积，根据接触面积的大小与预设位置的接触面积的比较，确定所述零件的功能性精度合格情况。进一步地，所述中控处理器中设有预设零件形状矩阵X0、预设亮度矩阵F0和预设色调矩阵M0，对于预设零件形状矩阵X0（X1、X2、X3、X4），其中，X1为第一预设形状，X2为第二预设形状，X3为第三预设形状，X4为第四预设形状；对于所述预设亮度矩阵F0，F0（F1、F2、F3、F4），其中，F1为第一预设亮度，F2为第二预设亮度，F3为第三预设亮度，F4为第四预设亮度；对于所述预设色调矩阵组M0，M0（M1、M2、M3、M4），其中，M1为第一预设色调矩阵，M2为第二预设色调矩阵，M3为第三预设色调矩阵，M4为第四预设色调矩阵;当所述系统对零件进行检测时，所述中控处理器会控制所述相机采集零件的轮廓和表面材质，所述相机采集完成后依次将轮廓信息和材质信息输送至中控处理器，中控处理器对零件的形状和材质进行判定并根据判定结果调节光源的亮度和色调：若中控处理器判定所述零件形状为X1时，中控处理器将光源的亮度调节为F1并从所述M1矩阵中选取对应的参数调节光源的色调；若中控处理器判定所述零件形状为X2时，中控处理器将光源的亮度调节为F2并从所述M2矩阵中选取对应的参数调节光源的色调；若中控处理器判定所述零件形状为X3时，中控处理器将光源的亮度调节为F3并从所述M3矩阵中选取对应的参数调节光源的色调；若中控处理器判定所述零件形状为X4时，中控处理器将光源的亮度调节为F4并从所述M4矩阵中选取对应的参数调节光源的色调。进一步地，对于第i预设色调矩阵Fi，i=1，2，3，4，Fi（Fi1、Fi2、Fi3、Fi4），其中，Fi1为第i形状第一预设色调，Fi2为第i形状第二预设色调，Fi3为第i形状第三预设色调，Fin为第i形状第四预设色调；所述中控处理器中预设有零件材质矩阵G0，G0（G1、G2、G3、G4），其中，G1为第一预设材质，G2为第二预设材质，G3为第三预设材质，G4为第四预设材质；当所述中控处理器将从所述Fi矩阵中选取对应的参数调节光源的色调时，中控处理器会根据零件的材质选取光源的色调：若零件的材质为G1时，所述中控处理器将光源的色调调节为Fi1；若零件的材质为G2时，所述中控处理器将光源的色调调节为Fi2；若零件的材质为G3时，所述中控处理器将光源的色调调节为Fi3；若零件的材质为G4时，所述中控处理器将光源的色调调节为Fi4。进一步地，所述中控处理器中预存有零件的无损耗信息，所述相机在所述零件对应的光源亮度和色调下对零件进行拍照，所述中控处理器对所述相机拍摄的图像信息与预存的零件信息进行比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统，其特征在于，包括：/n检测器，其与零件接触，用以使零件运动；/n相机，其设置在零件上方，用以对所述零件进行拍照；/n光源，其设置在所述零件上方和/或侧方，用以对相机拍摄提供不同的光源；/n支撑件，用以对所述检测器、相机和光源提供支撑；/n中控处理器，其分别与所述检测器、相机和光源连接，通过零件的形状和材质对应光源的不同亮度和色调，通过在预设光源下拍摄的图像信息判定零件的表面精度情况，并在零件进行对应运动后通过运动前后的图像信息判定零件的功能性精度情况；/n所述中控处理器根据图像信息对零件的表面精度和功能性精度进行检测，在所述中控处理器对零件进行检测时，所述中控处理器会控制所述相机采集到的零件的轮廓和表面材质信息，根据零件的轮廓信息确定零件的形状，根据零件的形状和材质确定零件的光源，在调整后的光源信息下所述相机对零件进行拍摄；/n所述零件的表面精度检测为根据零件的不同形状和材质确定光源信息，所述相机在确定的光源下对所述零件进行拍摄，所述中控处理器通过接收所述相机拍摄并传输的零件图像信息与预设信息进行比较，从而判断所述零件表面精度的合格情况；/n所述零件的功能性精度检测为所述相机通过对零件和检测器运动前后的啮合状态进行拍摄，在零件运转预设圈数后，所述中控处理器通过分析运动前后图像中所述零件所到位置、接触点位置和接触面积的信息，将预设信息与所述零件的实际信息进行比较，确定零件的精度合格情况；/n所述中控处理器对所述零件转动预设圈数后所到位置进行分析，若所述零件不在预设位置，则所述中控处理器判定所述零件精度不合格，若所述零件在预设位置上，则所述中控处理器对所述零件在检测器上的位置进行判断，当所述零件在检测器的位置与预设位置进行比较，若所述零件在检测器上的位置在预设位置，则判定所述零件精度合格，若零件与检测器的位置不在预设位置，则根据所述零件与检测器的位置距离与预设位置的距离对检测结果范围进行分级，根据不同分级对应的不同转动圈数对所述零件进行二次检测，若所述零件第二次检测时零件在检测器位置在预设位置时，则确定所述零件精度合格，若所述零件第二次检测时零件在检测器的位置不在预设位置时，则对两次检测结果进行判断确定零件与检测器的位置，再根据零件与检测器的位置计算出所述零件与检测器的接触面积，根据接触面积的大小与预设位置的接触面积的比较，确定所述零件的功能性精度合格情况。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统，其特征在于，包括：
检测器，其与零件接触，用以使零件运动；
相机，其设置在零件上方，用以对所述零件进行拍照；
光源，其设置在所述零件上方和/或侧方，用以对相机拍摄提供不同的光源；
支撑件，用以对所述检测器、相机和光源提供支撑；
中控处理器，其分别与所述检测器、相机和光源连接，通过零件的形状和材质对应光源的不同亮度和色调，通过在预设光源下拍摄的图像信息判定零件的表面精度情况，并在零件进行对应运动后通过运动前后的图像信息判定零件的功能性精度情况；
所述中控处理器根据图像信息对零件的表面精度和功能性精度进行检测，在所述中控处理器对零件进行检测时，所述中控处理器会控制所述相机采集到的零件的轮廓和表面材质信息，根据零件的轮廓信息确定零件的形状，根据零件的形状和材质确定零件的光源，在调整后的光源信息下所述相机对零件进行拍摄；
所述零件的表面精度检测为根据零件的不同形状和材质确定光源信息，所述相机在确定的光源下对所述零件进行拍摄，所述中控处理器通过接收所述相机拍摄并传输的零件图像信息与预设信息进行比较，从而判断所述零件表面精度的合格情况；
所述零件的功能性精度检测为所述相机通过对零件和检测器运动前后的啮合状态进行拍摄，在零件运转预设圈数后，所述中控处理器通过分析运动前后图像中所述零件所到位置、接触点位置和接触面积的信息，将预设信息与所述零件的实际信息进行比较，确定零件的精度合格情况；
所述中控处理器对所述零件转动预设圈数后所到位置进行分析，若所述零件不在预设位置，则所述中控处理器判定所述零件精度不合格，若所述零件在预设位置上，则所述中控处理器对所述零件在检测器上的位置进行判断，当所述零件在检测器的位置与预设位置进行比较，若所述零件在检测器上的位置在预设位置，则判定所述零件精度合格，若零件与检测器的位置不在预设位置，则根据所述零件与检测器的位置距离与预设位置的距离对检测结果范围进行分级，根据不同分级对应的不同转动圈数对所述零件进行二次检测，若所述零件第二次检测时零件在检测器位置在预设位置时，则确定所述零件精度合格，若所述零件第二次检测时零件在检测器的位置不在预设位置时，则对两次检测结果进行判断确定零件与检测器的位置，再根据零件与检测器的位置计算出所述零件与检测器的接触面积，根据接触面积的大小与预设位置的接触面积的比较，确定所述零件的功能性精度合格情况。


2.根据权利要求1所述的基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统，其特征在于，所述中控处理器中设有预设零件形状矩阵X0、预设亮度矩阵F0和预设色调矩阵M0，对于预设零件形状矩阵X0（X1、X2、X3、X4），其中，X1为第一预设形状，X2为第二预设形状，X3为第三预设形状，X4为第四预设形状；
对于所述预设亮度矩阵F0，F0（F1、F2、F3、F4），其中，F1为第一预设亮度，F2为第二预设亮度，F3为第三预设亮度，F4为第四预设亮度；
对于所述预设色调矩阵组M0，M0（M1、M2、M3、M4），其中，M1为第一预设色调矩阵，M2为第二预设色调矩阵，M3为第三预设色调矩阵，M4为第四预设色调矩阵;
当所述系统对零件进行检测时，所述中控处理器会控制所述相机采集零件的轮廓和表面材质，所述相机采集完成后依次将轮廓信息和材质信息输送至中控处理器，中控处理器对零件的形状和材质进行判定并根据判定结果调节光源的亮度和色调：
若中控处理器判定所述零件形状为X1时，中控处理器将光源的亮度调节为F1并从所述M1矩阵中选取对应的参数调节光源的色调；
若中控处理器判定所述零件形状为X2时，中控处理器将光源的亮度调节为F2并从所述M2矩阵中选取对应的参数调节光源的色调；
若中控处理器判定所述零件形状为X3时，中控处理器将光源的亮度调节为F3并从所述M3矩阵中选取对应的参数调节光源的色调；
若中控处理器判定所述零件形状为X4时，中控处理器将光源的亮度调节为F4并从所述M4矩阵中选取对应的参数调节光源的色调。


3.根据权利要求2所述的基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统，其特征在于，对于第i预设色调矩阵Fi，i=1，2，3，4，Fi（Fi1、Fi2、Fi3、Fi4），其中，Fi1为第i形状第一预设色调，Fi2为第i形状第二预设色调，Fi3为第i形状第三预设色调，Fin为第i形状第四预设色调；所述中控处理器中预设有零件材质矩阵G0，G0（G1、G2、G3、G4），其中，G1为第一预设材质，G2为第二预设材质，G3为第三预设材质，G4为第四预设材质；
当所述中控处理器将从所述Fi矩阵中选取对应的参数调节光源的色调时，中控处理器会根据零件的材质选取光源的色调：
若零件的材质为G1时，所述中控处理器将光源的色调调节为Fi1；
若零件的材质为G2时，所述中控处理器将光源的色调调节为Fi2；
若零件的材质为G3时，所述中控处理器将光源的色调调节为Fi3；
若零件的材质为G4时，所述中控处理器将光源的色调调节为Fi4。


4.根据权利要求3所述的基于3D扫描和激光制造的零件高精度识别检测系统，其特征在于，所述中控处理器中预存有零件的无损耗信息，所述相机在所述零件对应的光源亮度和色调下对零件进行拍照，所述中控处理器对所述相机拍摄的图像信息与预存的零件信息进行比较，若损耗在预设标准值内，则判断所述零件表面精度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振亭，籍永强，
申请(专利权)人：山东海德智汇智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37