[发明专利]基于机器视觉的精密模具表面加工精度检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的精密模具表面加工精度检测装置，其特征在于，该检测装置包括检测台和检测系统，其中：

所述检测台包括用于装夹待检测模具的工作台、设在工作台上的往复运动机构和线阵CCD相机，其中，所述的往复运动机构由分别支撑在工作台两侧的两条导轨、两头支承在所述导轨上的横梁和驱动横梁在导轨上往复运动的驱动装置组成；所述的线阵CCD相机悬吊于所述的横梁上，且物镜面朝所述工作台的台面；

所述检测系统包括振动检测模块、图像采集模块、运动控制模块以及上位计算机，其中：

所述的振动检测模块包括依次连接的振动传感器、信号放大器、二阶低通有源滤波器和单片机，其中：所述振动传感器设置于工作台上，该振动传感器将工作台中的振动转换为电平信号并经所述的信号放大器放大、二阶低通滤波器滤波和单片机A/D后发送至上位计算机；

所述的图像采集模块包括图像采集卡和所述的线阵CCD相机，其中，所述图像采集卡控制线阵CCD相机采集装夹在工作台上的待检测模具的图像，并将所采集到的图像上传至上位计算机；

所述的运动控制模块包括运动控制卡，该运动控制卡收到上位计算机的指令后控制所述的驱动装置驱动横梁在所述的导轨上往复运动；

所述的上位计算机不断地扫描与所述单片机连接的端口，当所述的工作台无振动时便同时，向运动控制模块发送控制所述驱动装置往复运动的指令，向图像采集卡发送采集待检测模具图像的指令；然后，所述的上位计算机对采集到的图像进行处理和识别，并算出待检测模具的表面加工精度；

所述的驱动装置包括驱动电机和同步带传动机构，其中，所述的驱动电机与所述的运动控制卡连接，该驱动电机主轴与同步带传动机构中的主动带轮连接，同步带传动机构中的同步带与横梁固定连接。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的精密模具表面加工精度检测装置，其特征在于，所述工作台的两侧设有立柱，立柱上方设有安装板，安装板的顶部设置所述导轨；所述驱动电机和同步带传动机构设置于其中一个安装板上。

3.根据权利要求1-2任一项所述的基于机器视觉的精密模具表面加工精度检测装置，其特征在于，所述线阵CCD相机与工作台之间设有终点位检测模块，该终点位检测模块包括设在线阵CCD相机上的红外线感应装置和设在工作台上的红外线发射装置，所述红外线发射装置和红外感应装置通过RS485串口与运动控制卡相连接。

4.一种应用权利要求1-3任一项所述的基于机器视觉的精密模具表面加工精度检测装置实现的基于机器视觉的精密模具表面加工精度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)振动检测：振动传感器将工作台中的振动转换为电平信号并经所述的信号放大器放大、二阶低通滤波器滤波和单片机A/D后发送至上位计算机，而上位计算机则不断地扫描与所述单片机连接的端口，当所述的工作台无振动时便同时，向运动控制模块发送控制所述驱动装置往复运动的指令，向图像采集卡发送采集待检测模具图像的指令；

(2)图像采集：

运动控制模块先判断线阵CCD相机的位置是否位于起点，若不是，则将相机移动到起点处；若是，线阵CCD相机在驱动装置的驱动下一边扫描一边做直线运动，到达终点后停止；

图像采集模块在扫描过程中将线阵CCD相机产生的数据进行采集，扫描完成后将图像传输到上位计算机进行图像处理；

(3)图像处理：由上位计算机中的图像处理模块对图像进行处理，以提取目标图像中的图元信息，供图像识别模块使用；

(4)图像识别：上位计算机中的图像识别模块对图像处理得到的图像进行识别，并算出待检测模具的表面加工精度。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的精密模具表面加工精度检测方法中，其特征在于，在步骤(3)中，所述图像处理包括图像标定、图像二值化、图像去噪声、图像像素级边缘检测以及图像亚像素边缘检测，其中：

图像标定：将线阵CCD相机生成的图像还原为真实比例；

图像二值化：将图像的前景与背景进行分割；

图像去噪声：去除图像中目标零件周围的噪声；

图像像素级边缘检测：检测出图像中目标零件的边缘；

图像亚像素边缘检测：在图像像素级边缘检测的基础上，进一步将边缘定位到像素内部。