一种法兰尺寸测量方法及其设备技术

本发明专利技术公开了一种法兰尺寸测量方法，包括以下步骤：S1、采用远心光源在载物台的下方朝向工件的背面照射，采用相机在载物台的上方获取工件的投影图像；S2、分析处理单元调用相应的模板与工件进行匹配，根据模板的位置信息对于当前工件的投影图像进行位置修正；S3、位置修正后，分析处理单元从工件所有内轮廓点集中，筛选出每个圆的边缘轮廓点集。本发明专利技术通过机器换人，即通过自动化非接触式光学检测系统对法兰进行尺寸测量，剔除不合格品，光学图像检测代替人眼，无视力要求，清晰度有保障，也避免了人工的长期劳动带来的人身损伤以及效率降低的问题。降低的问题。降低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种法兰尺寸测量方法及其设备


[0001]本专利技术属于光学测量系统领域，涉及一种法兰尺寸测量方法及其设备。

技术介绍

[0002]关于一种汽车配件中的法兰，其通过毛胚烧结、压制成型、车削等加工工艺制成的，在加工过程中可能存在尺寸超差情况，导致法兰达不到密封效果，安装后出现漏油后果，甚至可能存在后续用车安全隐患，因此需要进行尺寸检测。
[0003]目前汽车法兰生产厂家普遍采用在终检时通过人工使用游标卡尺、通止规结合工装夹的具方式进行此类法兰圆直径、圆间距、外轮廓长宽尺寸的测量，剔除不合格品，从而保证产品品质。
[0004]这种人工的检测方式存在以下不足：(1)视力要求较高；(2)劳动强度大，对眼睛损害大；(3)人工判定，随机性大，法兰品质得不到保障；(4)效率低下，连续工作时间不可过长，影响生产效率；(5)越来越高的人力成本也给企业带来了很大的压力。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种法兰尺寸测量方法及其设备。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种法兰尺寸测量方法，包括以下步骤：
[0007]S1、采用远心光源在载物台的下方朝向工件的背面照射，采用相机在载物台的上方获取工件的投影图像；
[0008]S2、分析处理单元调用相应的模板与工件进行匹配，根据模板的位置信息对于当前工件的投影图像进行位置修正；
[0009]S3、位置修正后，分析处理单元从工件所有内轮廓点集中，筛选出每个圆的边缘轮廓点集；<br/>[0010]S3.1、利用获得的圆的边缘轮廓点集，对圆进行圆拟合获得圆心信息；
[0011]S3.2、根据圆心信息获得各圆之间的圆心距信息；
[0012]S4、位置修正后，分析处理单元从工件外轮廓点集中，筛选提取工件的每条长边的边缘轮廓点集；
[0013]S4.1、利用获得的长边的边缘轮廓点集，对长边进行拟合,获得若干直线；
[0014]S4.2、通过若干直线拟合多边形，获取多边形的若干对角线；
[0015]S4.3、根据对角线的角度与位置信息对工件进行边缘查找，得到对角线与工件边缘点集相交的两点，根据两点距离得到工件长度或宽度；
[0016]S5、分析处理单元输出所有测量的尺寸信息。
[0017]进一步的，步骤S2中的模板匹配包括以下步骤:
[0018]S2.1、对待检灰度图像中的每个像素点进行灰度二值化；
[0019]S2.2、采用Sobel边缘检测算法，得到灰度梯度图像；
[0020]S2.3、对灰度梯度图像进行找轮廓处理，获得工件的外轮廓点集和内轮廓点集信息；
[0021]S2.4、获取工件的ROI区域信息，即工件外轮廓的最小外接矩形信息。
[0022]进一步的，还包括将工件的最小外界矩形信息与模板进行比值的比较，以判定模板与工件的匹配度。
[0023]进一步的，步骤S2.1中，灰度值二值化包括：大于灰度值100的像素点灰度值至1，反之至0。
[0024]进一步的，步骤S2.4中，最小外接矩形信息包括：最小外接矩形的中心点和旋转角度。
[0025]进一步的，步骤S2中，位置修正包括：根据匹配模板的中心点和匹配模板的角度建立位置偏移的基准，实现ROI区域的坐标旋转偏移，使ROI区域跟上图像角度和像素的变化。
[0026]进一步的，步骤S3.1中，圆的拟合采用Ransac算法原理结合最小二乘法原理实现的圆拟合方法。
[0027]进一步的，步骤S4.1中，长边的拟合采用Ransac算法原理结合最小二乘法原理实现的圆拟合方法。
[0028]一种法兰尺寸测量设备，采用上述的法兰尺寸测量方法，包括载物台、远心光源、相机以及分析处理单元；所述载物台用于放置工件，所述远心光源和所述相机分别相对地设于工件的两侧，所述远心光源开启时，所述相机获得所述工件的灰度图像；所述分析处理单元内存储模板信息，接收灰度图像并调用相应的模板进行匹配、位置修正。
[0029]综上所述，本专利技术的有益之处在于：
[0030]1)本专利技术通过机器换人，即通过自动化非接触式光学检测系统对法兰进行尺寸测量，剔除不合格品，光学图像检测代替人眼，无视力要求，清晰度有保障，也避免了人工的长期劳动带来的人身损伤以及效率降低的问题。
[0031]2)本专利技术通过投影获得包含工件内外轮廓边缘的图像，采用模板匹配确定检测区域，提高检测精度，进而精确地将工件上的孔、边采用边缘轮廓点集拟合的方式获得工件的几何特征，以得到工件的几何尺寸信息，测量准确度高、一致性强，检测出品的品质和效率相较于人工有很大提高。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的法兰尺寸测量设备的示意图。
[0033]图2为缺陷检测系统的示意图。
[0034]图3为缺陷检测方法的流程示意图。
[0035]图4为模板匹配流程的示意图。
[0036]图5为尺寸测量流程的示意图。
[0037]图6为本专利技术的法兰的尺寸组成示意图。
[0038]图中标识：1、检测装置；11、远心光源；12、同轴光源；13、水平光源；14、相机；15、载物台；16、壳体；17、远心镜头；2、行架机械手；3、传送带；4、振动筛盘；5、光电传感器。
具体实施方式
[0039]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0041]本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横向、纵向
……
)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0042]如图1所示，一种检测系统，包括振动筛盘4、传送带3、行架机械手2、光电传感器5、检测装置1等组成，用于对被测工件(具体为法兰)进行表面缺陷的检测、合格品与不合格品的分析、统计和分拣。
[0043]本实施例中的检测系统，采用机器换人，所述振动筛盘4设置于所述传送带3的其中一个传输端，所述检测装置1设置在所述传送带3的另一个传输端，所述检测装置1内设有分析处理单元，所述分析处理单元与所述传送带3、行架机械手2、光电传感器5通信连接；在进行多个法兰的检测筛选时，通过将法兰平铺在所述振动筛盘4内，所述振动筛盘4振动将法兰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种法兰尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用远心光源在载物台的下方朝向工件的背面照射，采用相机在载物台的上方获取工件的投影图像；S2、分析处理单元调用相应的模板与工件进行匹配，根据模板的位置信息对于当前工件的投影图像进行位置修正；S3、位置修正后，分析处理单元从工件所有内轮廓点集中，筛选出每个圆的边缘轮廓点集；S3.1、利用获得的圆的边缘轮廓点集，对圆进行圆拟合获得圆心信息；S3.2、根据圆心信息获得各圆之间的圆心距信息；S4、位置修正后，分析处理单元从工件外轮廓点集中，筛选提取工件的每条长边的边缘轮廓点集；S4.1、利用获得的长边的边缘轮廓点集，对长边进行拟合,获得若干直线；S4.2、通过若干直线拟合多边形，获取多边形的若干对角线；S4.3、根据对角线的角度与位置信息对工件进行边缘查找，得到对角线与工件边缘点集相交的两点，根据两点距离得到工件长度或宽度；S5、分析处理单元输出所有测量的尺寸信息。2.根据权利要求1所述的一种模板匹配方法，其特征在于，步骤S2中的模板匹配包括以下步骤:S2.1、对待检灰度图像中的每个像素点进行灰度二值化；S2.2、采用Sobel边缘检测算法，得到灰度梯度图像；S2.3、对灰度梯度图像进行找轮廓处理，获得工件的外轮廓点集和内轮廓点集信息；S2.4、获取工件的ROI区域信息，即工件外轮廓的最小外接矩形信息。3.根据权利要求2所述的一种模板匹配方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，乔贺，金玉，林琦智，林咏，林伟民，梁嘉颖，李建宏，
申请(专利权)人：浙江双鸿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：