[发明专利]基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于机器视觉的用于测量发动机连杆尺寸的测量装置及其移动式测量方法。

背景技术

随着工业制造工艺及精密零件尺寸的提高，很多零件需要部分抽检甚至全检，工人们必须投入大量人力和时间来测试产品尺寸。发动机连杆内孔距长度一般100mm以上，在利用传统测量设备来实现产品尺寸检测的过程中，一般需要人为来建立测量基准，且只有放置于平台上方才可使用量具检测。由于每个人建立的坐标和取点、线方式不一样，造成测量误差，测量完成后再整理所有数据报表到公司指定模版中，既耽误时间又花费力气。而其他的如三座标测量仪的成本高且速度慢。另专用测量模具受本身的制造精度影响，且长时间使用带来磨损，同时主要人工操作。

如果用机器视觉检测技术进行在线式的长度测量，例如中国公开CN102607421A所公开的一种大视野影像测量方法与设备，以及中国公开号CN203100678U公开了一种对高精度尺寸测量的线扫描视觉测量系统。但是目前市场上用的远心镜头只能在视场范围内量测尺寸，大于视场的产品将无法量测尺寸，即使量测也只能接助于影像测量仪的原理和主体结构来抓取图像边缘边缘点云，再转入世界坐标系进行拟合测量，同时产品必须在摆正的情况下才可以进行量测。为保证比较精确的测量效果，需要采用大口径的双侧远心镜头，而双侧远心镜头随着口径的加大，镜头中心与边缘部分的光学偏振比较大，很难保证测量的精确性，而且大于视场的产品将无法量测尺寸(一般高级度的双侧远心镜头测量口径/视野在1英吋CCD尺寸＝长12.8mm×宽9.6mm)。

同时，随着发动机连杆制造工艺的发展，不同尺寸的发动机连杆需要大量在生产线上被制造，如果在生产流水线的传输带上就能测量出连杆的长度尺寸，将大大提高连杆的生产效率，但是生产线上的连杆被传输时有可能在移动的过程中发生左右偏摆情况，所拍的照片无法精确读取图像位移值，亟待需要结构简单、更高效地测量方法和跟适合的测量装置以满足连杆生产尺寸测量需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的用于测量发动机连杆尺寸的测量装置及其移动式测量方法，不仅测量可靠、精度高，而且自动化程度高、测量效率高，测量尺寸范围大且适应性强。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于测量发动机连杆尺寸的测量装置，包括：

一检测装置，其包括一带标尺的双侧远心镜头和一光学成像器，所述双侧远心镜头通过C型接口机械连接于所述光学成像器的镜头；

一丝杆滑台，所述检测装置通过支架螺栓固定于所述丝杆滑台上，所述丝杆滑台包括一伺服电机，通过所述伺服电机运转带动所述检测装置从所述丝杆滑台的一初始位置直线轴向移动到另一终点位置；

一传输装置，其包括一传输带和一变频马达，通过所述变频马达间歇运转，将待测连杆逐个传送；以及

一控制装置，所述控制装置包括可编程控制器和工控机；

其中所述丝杆滑台相邻设置于所述传输装置以使得所述检测装置正对所述传输装置的上方设置并间隔拍摄所述初始位置下的拍摄区域，所述传输装置运载被测连杆的一端经过所述初始位置时，所述检测装置得以获取被测连杆一端部的图像并传输至所述控制装置，同时所述控制装置发送停止信号至所述可编程控制器以停止所述变频马达的运转，通过所述丝杆滑台的移动到所述终点位置对被测连杆的另一端部获取图像，所述工控机通过采集所述检测装置获取的两个端部图像结合所述检测装置的位移数据进行运算处理，从而得到被测连杆长度。

优选地，所述丝杆滑台包括底板和盖板，所述底板的一端固定连接有所述伺服电机，在所述底板内设有传动丝杆，所述伺服电机输出轴通过联轴器连接到传动丝杆上并带动丝杆转动，在底板表面设有一条横向移动的导轨，所述导轨与所述传动丝杆并行延伸，在所述导轨上设有一滑块，所述丝杆滑台底部与滑块固定连接，在所述丝杆滑台中部设有一螺母，所述螺母套在传动丝杆上并由传动丝杆转动带动所述丝杆滑台来回移动。

优选地，所述伺服电机为高精度伺服电机安装在所述丝杆滑台的尾部，每圈脉冲数设置为50000脉冲，丝杆导程选择5mm/转，滑台运动的精度为5/50000＝0.0001mm。

优选地，所述支架设置于所述滑块上用于导向装配所述光学成像器，所述检测装置的所述双侧远心镜头和所述光学成像器的工作距离和焦距可调，根据被测连杆的型号所确定的标准尺寸，再人工调整好合适的工作距离和焦距，从而保证了样品图像的采集质量,可以保持物体成像的不变形。