基于机器人视觉的发动机缸体孔径与孔位检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机器人视觉的发动机缸体孔径与孔位检测方法，包括：S1）控制相机对位于标定板进行图像采集并记录拍照位姿；S2）标定相机内外参数、相机坐标系与机器人工具坐标系之间的相对位姿；S3）以固定相机拍照距离示教拍摄覆盖发动机缸体所有加工孔的拍照位姿并记录；S4）基于CAD模型建立发动机缸体表面孔径与孔位的模型数据，并按照一定规则写入模板csv文件；S5）发动机检测面到位后，相机到达预先示教的拍照位姿，拍照并测量发动机孔直径端点和中心点位置；S6）结合标定结果将测得的孔径与孔位信息转换为物理直径和相对位置，本发明专利技术可完成精确的孔径和孔位检测。

【技术实现步骤摘要】
基于机器人视觉的发动机缸体孔径与孔位检测方法
本专利技术涉及一种孔径与孔位检测方法，特别涉及一种发动机缸体孔径与孔位检测方法。
技术介绍
缸体是汽车发动机的基础零件,它构成发动机的主体框架[1]。发动机是汽车的心脏，为汽车提供动力，其性能影响汽车的动力性、经济性及环保性[2]。而发动机缸体六表面的孔径和孔位的加工质量直接影响到发动机缸体与其他零件的装配质量。目前缸体表面孔径，孔位主要依靠人工使用仪器测量，在效率、精度方面有很大的局限性。机器视觉作为一种非接触智能检测技术，具有精度高、效率高、自动化程度高、可编程等优点，可以解决这些难题。一个成熟完善的机器视觉系统是需要经过完整、细致的视觉处理来达到工程要求的一整套系统。系统的要求确定好后，视觉系统就依据要求进行设计并建立以达到这些要求。机器视觉系统是为实现工业设备的精确控制、智能化、自动化的最为有用工具，被誉为现代工业的“眼睛”[1]。利用工业机器人视觉检测系统进行发动机缸体表面孔径和孔位的精确、稳定的测量是保证发动机缸体组装质量与安全的基础。[1]廖勇.基于机器视觉的发动机缸体涂胶检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器人视觉的发动机缸体孔径与孔位检测方法，其特征在于，包括离线标定与示教建模、在线测量两个阶段：/n离线标定与示教建模阶段：/n步骤S1)将标定板固定在发动机缸体上，控制机器人带动相机对位于固定位置的标定板进行图像采集并记录对应的机器人拍照位姿；/n步骤S2)标定相机内外参数、相机坐标系与机器人工具坐标系之间的相对位姿；/n步骤S3)结合发动机缸体旋转平台与翻转机构动作，以固定相机拍照距离示教拍摄覆盖发动机缸体6个面所有加工孔的拍照位姿并记录；/n步骤S4)基于CAD模型建立发动机缸体表面孔径与孔位的模型数据，并按照一定规则写入模板csv文件；/n在线测量阶段：/n步骤S5)发动机...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器人视觉的发动机缸体孔径与孔位检测方法，其特征在于，包括离线标定与示教建模、在线测量两个阶段：
离线标定与示教建模阶段：
步骤S1)将标定板固定在发动机缸体上，控制机器人带动相机对位于固定位置的标定板进行图像采集并记录对应的机器人拍照位姿；
步骤S2)标定相机内外参数、相机坐标系与机器人工具坐标系之间的相对位姿；
步骤S3)结合发动机缸体旋转平台与翻转机构动作，以固定相机拍照距离示教拍摄覆盖发动机缸体6个面所有加工孔的拍照位姿并记录；
步骤S4)基于CAD模型建立发动机缸体表面孔径与孔位的模型数据，并按照一定规则写入模板csv文件；
在线测量阶段：
步骤S5)发动机检测面到位后，工业机器人引导相机到达预先示教的机器人拍照位姿，以预设的曝光值拍照并测量发动机孔在当前图像下的直径端点和中心点位置；
步骤S6)结合标定结果将测得的孔径与孔位信息转换到机器人底座坐标系下的物理直径和相对位置；
步骤S7)将测量结果与模板数据比较，从而判断发动机孔是否合格。


2.根据权利要求1所述的基于机器人视觉的发动机缸体孔径与孔位检测方法，其特征在于，步骤S2具体为：
提取图像中标定板的特征点信息，标定相机内外参数，结合机器人工具坐标系与机器人底座坐标系的相对位姿，基于Halcon建立方程组并求解手眼关系矩阵，完成手眼标定。


3.根据权利要求2所述的基于机器人视觉的发动机缸体孔径与孔位检测方法，其特征在于，步骤S4具体为：
将发动机CAD模型的不同表面的2D模型导入程序，调整CAD比例参数，根据预先示教的机器人拍照位姿下相机的视野大小设置ROI，以每个检测面的首个工位的首个加工孔作为基准，计算其他各孔与该孔的距离作为孔位信息，并提取孔径信息和行、列坐标，一起保存为csv模板数据。


4.根据权利要求3所述的基于机器人视觉的发动机缸体孔径与孔位检测方法，其特征在于，步骤S5具体为：
首先，发动机缸体旋转平台与翻...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福东，蒋彬，杨月全，李威，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32