零件检测设备和零件检测设备标定方法技术

本发明专利技术涉及测量设备领域，具体而言，涉及一种零件检测设备和零件检测设备标定方法。零件检测设备包括工作台、活动机架、第一活动轴、第二活动轴、接触式探针以及工业相机；活动机架与工作台可活动地连接，第一活动轴及第二活动轴均沿第一方向与活动机架可活动地连接，且第一方向垂直于工作台；接触式探针与第一活动轴朝向工作台的一端连接，工业相机与第二活动轴朝向工作台的一端连接。该零件检测设备能够实现对不同种类的航空壳体类零件高效、快速和准确测量。准确测量。准确测量。

【技术实现步骤摘要】
零件检测设备和零件检测设备标定方法


[0001]本专利技术涉及测量设备领域，具体而言，涉及一种零件检测设备和零件检测设备标定方法。

技术介绍

[0002]精密测量与制造密切相关，相辅相成，计量与测试技术的发展推动着精密制造业的发展；而精密制造技术水平的提高，又反过来为性能优越、高精密的仪器设备提供了物质上的保证。在航空航天和仪器仪表领域的检测经常需要高的鲁棒性和高精度，并且对于检测速度要求也十分高。检测系统要能克服工业场合多变的环境。常用的检测系统有激光测距系统、超声测距系统、三坐标测量仪和视觉检测系统等。
[0003]传统精密测量将三坐标、激光和视觉等检测系统分别使用，需单独进行标定，不同的设备位置造成效率低下且存在待测零件搬运的时间成本及重新定位误差。另外每个检测环节都需要单独的上位机进行检测控制和结果输出，检测过程一体化、平台化及易用性较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的包括，例如，提供了一种零件检测设备和零件检测设备标定方法，其能够实现对不同种类的航空壳体类零件高效、快速和准确测量。
[0005]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种零件检测设备，零件检测设备包括工作台、活动机架、第一活动轴、第二活动轴、接触式探针以及工业相机；
[0007]活动机架与工作台可活动地连接，第一活动轴及第二活动轴均沿第一方向与活动机架可活动地连接，且第一方向垂直于工作台；
[0008]接触式探针与第一活动轴朝向工作台的一端连接，工业相机与第二活动轴朝向工作台的一端连接。
[0009]在可选的实施方式中，零件检测设备还包括与第一活动轴朝向工作台的一端连接的白光共聚焦传感器。
[0010]在可选的实施方式中，零件检测设备还包括第一连接组件，第一连接组件与第一活动轴朝向工作台的一端连接，探针及白光共聚焦传感器均与第一连接组件连接。
[0011]在可选的实施方式中，第一连接组件包括旋转电机以及定位夹具，旋转电机与第一活动轴朝向工作台的一端连接，且旋转电机用于驱动接触式探针相对于第一活动轴转动；
[0012]定位夹具与接触式探针连接，白光共聚焦传感器与定位夹具连接。
[0013]在可选的实施方式中，零件检测设备还包括与第二活动轴朝向工作台的一端连接的光源。
[0014]在可选的实施方式中，零件检测设备还包括第二连接组件，第二连接组件与第二
活动轴连接，光源与第二连接组件连接；
[0015]第二连接组件用于驱动光源沿第一方向活动。
[0016]在可选的实施方式中，第二连接组件包括连接架、活动杆以及驱动电机；
[0017]连接架与第二活动轴连接，活动杆沿第一方向可活动地与连接架连接，驱动电机与连接架连接，并用于驱动活动杆以及与活动杆连接的光源沿第一方向活动。
[0018]在可选的实施方式中，连接架沿第一方向延伸，且连接架的一端与第二活动轴朝向工作台的一端连接，连接架的另一端与光源可活动地连接，并位于工业相机靠近工作台的一侧。
[0019]在可选的实施方式中，活动机架包括活动架及活动座；
[0020]活动架沿第二方向与工作台可活动地连接，活动座沿第三方向与活动架可活动地连接；
[0021]第一方向、第二方向以及第三方向两两垂直。
[0022]第二方面，本专利技术提供一种零件检测设备标定方法，应用于上述的零件检测设备，零件检测设备标定方法包括：
[0023]选用计算机视觉算法中的霍夫变换作为环规拟合算法，对工业相机采集得到的环规的图像进行双边滤波、形态学处理及二值化后提取边缘，以采集得到的实际图像的圆心为计算圆心对边缘像素点进行霍夫变换拟合，拟合得到虚线圆；沿x
‑
y平面将实际图像进行象限划分，计算四个象限内沿圆心方向理论圆与实际边缘之间的距离，各点之间的距离的平均值作为工业相机安装垂直度的判定指标；当四个象限内各点之间的距离平均值较为接近，且约等于0时，工业相机的垂直安装误差接近于0，工业相机完成安装垂直度校正；
[0024]在工业相机安装垂直度校正完成后，工业相机的成像面与环规的上表面平行，再次结合计算机视觉算法对环规进行拟合，建立像素与实际物理尺寸之间关系，对工业相机的像素物理尺寸进行标定；
[0025]利用白光共聚焦传感器对环规的上表面与底板之间的z向高度尺寸进行测量，偏差角等于理论高度尺寸与实际测量尺寸之间的反余弦值，利用此几何关系对白光共聚焦传感器安装误差进行校正；
[0026]白光共聚焦传感器的安装误差校正完成后，白光共聚焦传感器与接触式探针之间的相对关系即由第一连接组件的理论设计值决定；分别利用接触式探针和工业相机对阶梯型环规的圆心进行拟合计算，接触式探针和工业相机测量得到的圆心距离与理论设计下的中心距离误差即为二者在x
‑
y平面存在安装误差。
[0027]本专利技术实施例的有益效果包括：
[0028]该零件检测设备包括工作台、活动机架、第一活动轴、第二活动轴、接触式探针以及工业相机；活动机架与工作台可活动地连接，第一活动轴及第二活动轴均沿第一方向与活动机架可活动地连接，且第一方向垂直于工作台；其中，接触式探针与第一活动轴朝向工作台的一端连接，工业相机与第二活动轴朝向工作台的一端连接。
[0029]由此，该零件检测设备能够通过接触式探针以及工业相机对位于工作台上的待测零件进行测量，这样的测量方式，能够提高零件的测量效率，从而能够减少零件的转运以及定位步骤，从而能够减少定位以及检测误差，从而能够提高检测的效率以及精度；
[0030]而且在运动的过程中，由于接触式探针与第一活动轴朝向工作台的一端连接，工
业相机与第二活动轴朝向工作台的一端连接，故接触式探针以及工业相机的运动相互独立，进而避免接触式探针以及工业相机的运动相互干涉，从而能够提高检测的效率。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0032]图1为本专利技术实施例中零件检测设备第一视角的结构示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例中零件检测设备第二视角的结构示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例中第一活动轴及第二活动轴的结构示意图；
[0035]图4为本专利技术实施例中第一活动轴及第一连接组件的结构示意图；
[0036]图5为本专利技术实施例中第二活动轴及第二连接组件的结构示意图。
[0037]图标：100
‑
零件检测设备；111
‑
工作台；112
‑
活动机架；113
‑
第一活动轴；114
‑
第二活动轴；115
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种零件检测设备，其特征在于：所述零件检测设备(100)包括工作台(111)、活动机架(112)、第一活动轴(113)、第二活动轴(114)、接触式探针(115)以及工业相机(116)；所述活动机架(112)与所述工作台(111)可活动地连接，所述第一活动轴(113)及所述第二活动轴(114)均沿第一方向与所述活动机架(112)可活动地连接，且所述第一方向垂直于所述工作台(111)；所述接触式探针(115)与所述第一活动轴(113)朝向所述工作台(111)的一端连接，所述工业相机(116)与所述第二活动轴(114)朝向所述工作台(111)的一端连接。2.根据权利要求1所述的零件检测设备，其特征在于：所述零件检测设备(100)还包括与所述第一活动轴(113)朝向所述工作台(111)的一端连接的白光共聚焦传感器(117)。3.根据权利要求2所述的零件检测设备，其特征在于：所述零件检测设备(100)还包括第一连接组件(118)，所述第一连接组件(118)与所述第一活动轴(113)朝向所述工作台(111)的一端连接，所述探针及所述白光共聚焦传感器(117)均与所述第一连接组件(118)连接。4.根据权利要求3所述的零件检测设备，其特征在于：所述第一连接组件(118)包括旋转电机(119)以及定位夹具(121)，所述旋转电机(119)与所述第一活动轴(113)朝向所述工作台(111)的一端连接，且所述旋转电机(119)用于驱动所述接触式探针(115)相对于所述第一活动轴(113)转动；所述定位夹具(121)与所述接触式探针(115)连接，所述白光共聚焦传感器(117)与所述定位夹具(121)连接。5.根据权利要求1所述的零件检测设备，其特征在于：所述零件检测设备(100)还包括与所述第二活动轴(114)朝向所述工作台(111)的一端连接的光源(122)。6.根据权利要求5所述的零件检测设备，其特征在于：所述零件检测设备(100)还包括第二连接组件(123)，所述第二连接组件(123)与所述第二活动轴(114)连接，所述光源(122)与所述第二连接组件(123)连接；所述第二连接组件(123)用于驱动所述光源(122)沿所述第一方向活动。7.根据权利要求6所述的零件检测设备，其特征在于：所述第二连接组件(123)包括连接架(124)、活动杆(125)以及驱动电机(126)；所述连接架(124)与所述第二活动轴(114)连接，所述活动杆(125)沿第一方向可活动地与所述连接架(124)连接，所述驱动电机(126)与所述连接架(124)连接，并用于驱动所述活动杆(125)以及与所述活动杆(125)连接的所述光源(...

【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏，郎宁，王德成，刘凌霄，闫鹏，
申请(专利权)人：中机生产力促进中心，
类型：发明
国别省市：