一種檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]現(xiàn)代化生產(chǎn)中，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行各種各樣的檢測(cè)以確保其質(zhì)量符合要求，如對(duì)于圖1所示的小型鋁合金散熱器，需要檢測(cè)其外形尺寸以及工件的臺(tái)階孔、凸臺(tái)、凹槽、盲孔等的深度是否符合生產(chǎn)圖紙要求。針對(duì)這一類(lèi)型的工件，目前大部分工廠采用的方法是依靠工人結(jié)合量具抽樣檢測(cè)產(chǎn)品，這種傳統(tǒng)的檢測(cè)方式不僅影響工廠的生產(chǎn)效率，還會(huì)由于其不確定性直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成人力物力的大量浪費(fèi)。許多工廠生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，長(zhǎng)期進(jìn)行檢測(cè)工作還會(huì)影響工人的健康。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種檢測(cè)系統(tǒng)，其包括圖像采集單元、檢測(cè)單元、盛放單元、運(yùn)動(dòng)單元、支架單元、控制系統(tǒng)。
[0007]盛放單元與運(yùn)動(dòng)單元活動(dòng)連接，用于盛放待測(cè)工件；圖像采集單元設(shè)置于支架單元上并與控制系統(tǒng)通信連接，用于采集待測(cè)工件的圖像；控制系統(tǒng)用于根據(jù)圖像采集單元采集的圖像信息，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)指示信息；運(yùn)動(dòng)單元與支架單元連接并與控制系統(tǒng)通信連接，用于接收控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)指示信息，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)指示信息進(jìn)行位移從而帶動(dòng)盛放單元移動(dòng)到檢測(cè)單元的檢測(cè)區(qū)域；檢測(cè)單元設(shè)置于支架單元上并與控制系統(tǒng)通信連接；控制系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)單元根據(jù)運(yùn)動(dòng)指示信息帶動(dòng)盛放單元完成位移后，控制檢測(cè)單元對(duì)待測(cè)工件進(jìn)行檢測(cè)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種檢測(cè)方法，包括如下過(guò)程:
圖像采集過(guò)程:控制圖像采集單元采集放置于盛放單元上的待測(cè)工件的圖像。
[0009]圖像分析過(guò)程:根據(jù)圖像采集單元采集的圖像信息，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)指示信息。
[0010]位移過(guò)程:根據(jù)運(yùn)動(dòng)指示信息控制運(yùn)動(dòng)單元進(jìn)行位移從而帶動(dòng)盛放單元移動(dòng)到檢測(cè)單元的檢測(cè)區(qū)域。
[0011]檢測(cè)過(guò)程:控制檢測(cè)單元對(duì)待測(cè)工件進(jìn)行檢測(cè)。
[0012]
本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)，利用圖像采集單元采集待測(cè)工件的圖像，根據(jù)圖像信息產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)指示信息，再控制運(yùn)動(dòng)單元根據(jù)運(yùn)動(dòng)指示信息進(jìn)行位移從而帶動(dòng)盛放單元發(fā)生相對(duì)于檢測(cè)單元的位移，使得待測(cè)工件移動(dòng)到正確的位置，從而完成檢測(cè)單元對(duì)待測(cè)工件的檢測(cè)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的人工檢測(cè)工件的方式，能夠提高工作效率和準(zhǔn)確性。
[0013]
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的需要進(jìn)行檢測(cè)到散熱器工件示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例一的檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例一的待測(cè)工件示意圖。
[0015]
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例一:
如圖2所示，本實(shí)施例的檢測(cè)系統(tǒng)為工件孔深檢測(cè)系統(tǒng)，具體例如可以是自動(dòng)化檢測(cè)小型鋁合金散熱器表面盲孔深度的系統(tǒng)，包括圖像采集單元即智能相機(jī)1、檢測(cè)單元即激光測(cè)距儀2、盛放單元即工件托盤(pán)31、運(yùn)動(dòng)單元30、支架單元、控制系統(tǒng)10。
[0018]為使智能相機(jī)1更清晰進(jìn)行拍攝，工件孔深檢測(cè)系統(tǒng)還可以包括光源單元89。
[0019]控制系統(tǒng)10可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)或其他控制平臺(tái)。
[0020]支架單元用于對(duì)智能相機(jī)1、激光測(cè)距儀2、工件托盤(pán)31、運(yùn)動(dòng)單元30、光源單元89進(jìn)行支持即固定作用，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況靈活設(shè)計(jì)支架單元的具體結(jié)構(gòu)。
[0021]如圖3所示，本實(shí)施例中支架單元包括支架上部單元5、支架支持單元6、支架底部單元7。智能相機(jī)1、激光測(cè)距儀2設(shè)置于支架上部單元5上；第一方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32設(shè)置于支架底部單元7上。支架上部單元5通過(guò)支架支持單元6與支架底部單元7連接，支架支持單元6起到支撐支架上部單元5的作用。工件托盤(pán)31設(shè)置于運(yùn)動(dòng)單元與智能相機(jī)1、激光測(cè)距儀2之間。支架上部單元5可以采用橫梁形式，智能相機(jī)1、激光測(cè)距儀2懸吊設(shè)置于支架上部單元5上。在其它實(shí)施方式中，支架上部單元5和支架底部單元7也可以是分離的，不需要在二者之間設(shè)置支持結(jié)構(gòu)。
[0022]本實(shí)施例的系統(tǒng)還可以設(shè)置與智能相機(jī)1和/或激光測(cè)距儀2連接的Z軸方向驅(qū)動(dòng)部4，用于驅(qū)動(dòng)智能相機(jī)1和/或激光測(cè)距儀2在豎直方向產(chǎn)生位移，從而方便使用者調(diào)節(jié)智能相機(jī)1和/或激光測(cè)距儀2的高度。
[0023]如圖2和圖3所示的本實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，工件托盤(pán)31與運(yùn)動(dòng)單元活動(dòng)連接，用于盛放待測(cè)工件001。運(yùn)動(dòng)單元由第一方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32 (X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32)、第二方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33 (Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33)組成。第二方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33與工件托盤(pán)31活動(dòng)連接，第一方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32與第二方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33活動(dòng)連接，第一方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32設(shè)置于支架單元上。本實(shí)施例所述的第一方向?yàn)閄軸方向，第二方向?yàn)閅軸方向。第二方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33用于帶動(dòng)工件托盤(pán)31朝Y軸方向產(chǎn)生位移；第一方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32用于帶動(dòng)第二方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33朝X軸方向運(yùn)動(dòng)從而使得工件托盤(pán)31朝X軸方向產(chǎn)生位移。
[0024]進(jìn)一步，如圖3所示，本實(shí)施例的工件孔深檢測(cè)系統(tǒng)，Y軸方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33包括Y軸方向位移部332和與之活動(dòng)連接的Y軸方向固定部331。Y軸方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33還包括Y軸方向驅(qū)動(dòng)部333，Y軸方向驅(qū)動(dòng)部333設(shè)置在Y軸方向固定部331的一端并且與Y軸方向位移部332連接，連接的方式可以為螺紋絲桿連接，Y軸方向驅(qū)動(dòng)部333用于驅(qū)動(dòng)Υ軸方向位移部332從而使其在Υ軸方向固定部331上沿Υ軸方向移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)的方式可以是推動(dòng)或者拉動(dòng)Υ軸方向位移部332等方式。Υ軸方向位移部332在Υ軸方向固定部上331可以是進(jìn)行滑動(dòng)、滾輪滾動(dòng)等運(yùn)動(dòng)方式。Υ軸方向位移部332與工件托盤(pán)31連接，從而Υ軸方向位移部332的移動(dòng)能帶動(dòng)工件托盤(pán)31移動(dòng)。X軸方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32包括X軸方向位移部322和與之活動(dòng)連接的X軸方向固定部321，X軸方向固定部321設(shè)置于支架底部單元7上，X軸方向位移部322與Υ軸方向固定部331連接。X軸方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32還包括X軸方向驅(qū)動(dòng)部323，Χ軸方向驅(qū)動(dòng)部323設(shè)置在X軸方向固定部321的一端并且與X軸方向位移部322連接，連接，連接的方式可以為螺紋絲桿連接，X軸方向驅(qū)動(dòng)部333用于驅(qū)動(dòng)X軸方向位移部322從而使其在X軸方向固定部321上沿X軸方向移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)的方式也可以是推動(dòng)或者拉動(dòng)X軸方向位移部322等方式；Χ軸方向位移部322在X軸方向固定部321也可以是進(jìn)行滑動(dòng)、滾輪滾動(dòng)等運(yùn)動(dòng)方式。由于X軸方向位移部322與Υ軸方向固定部331連接，從而X軸方向位移部322的移動(dòng)能帶動(dòng)Υ軸方向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33整體沿X軸方向發(fā)生移動(dòng)，進(jìn)而使得工件托盤(pán)31沿X軸方向發(fā)生移動(dòng)。Υ軸方向驅(qū)動(dòng)部333、X軸方向驅(qū)動(dòng)部323以及Ζ軸方向驅(qū)動(dòng)部4都可以采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0025]本實(shí)施例的光源單元89可以是背光源8與環(huán)形光源9相組合的設(shè)計(jì)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況采用適合系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境的光源。
[0026]以下結(jié)合圖2至圖5詳細(xì)介紹本實(shí)施例的工件孔深檢測(cè)系統(tǒng)的工作過(guò)程即原理: S1、圖像采集過(guò)程
S1.1機(jī)械手將待測(cè)工件001以固定姿態(tài)搬運(yùn)到工件托盤(pán)31并發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)通知檢測(cè)系統(tǒng)10開(kāi)始工作；
或者，也可以采用其它方式例如人工放置待測(cè)工件001于工件托盤(pán)31并開(kāi)啟檢測(cè)系統(tǒng)
10 ；
S1.2檢測(cè)系統(tǒng)10收到啟動(dòng)信號(hào)后，開(kāi)啟背光源8、環(huán)形光源9及相機(jī)1，控制相機(jī)1對(duì)工件001進(jìn)行拍照，并將圖像或照片保存于系統(tǒng)軟件中待處理。
[0027]S2、圖像分析過(guò)程
本實(shí)施例的系統(tǒng)一次拍攝的某工件001的圖像如圖5所示，系統(tǒng)需要檢測(cè)工件001的四個(gè)凹槽(例如其中一個(gè)凹槽為Α點(diǎn))的深度，為此，需要先將Α處中心逐次移動(dòng)到激光測(cè)距儀2的垂直下方0點(diǎn)。本實(shí)施例中，激光測(cè)距儀2的檢測(cè)區(qū)域即其正對(duì)的豎直下方。
[0028]圖像分析是基于模板匹配算法，模板匹配算法指先將某一合格工件的照片作為模板，以此來(lái)尋找其他工件上凹槽的位置。主要分為圖像預(yù)處理、圖像分割、特征提取和計(jì)算結(jié)果四個(gè)步驟。本實(shí)施例的圖像分析具體原理為:
系統(tǒng)中預(yù)存有一個(gè)圖像模板，圖像模板是合格工件的照片經(jīng)處理后的圖像，在圖像模板中已經(jīng)標(biāo)記出工件中哪些位置(如圖5的A凹槽)是需要測(cè)量的，并可以得到這些位置的特征(記為特征1);
對(duì)拍照得到待測(cè)工件001的圖像，經(jīng)過(guò)圖像預(yù)處理后，將待測(cè)工件圖像與模板圖像進(jìn)行基于特征1的對(duì)比，由此得到待測(cè)工件圖像中具有特征1的那些部分，并認(rèn)為這些部分就是所要測(cè)的位置(如圖5的A凹槽)；
再對(duì)待測(cè)工件圖像中的這些位置進(jìn)行擬合計(jì)算得出各個(gè)位置的中心坐標(biāo)。
[0029]關(guān)于如何確定X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33給進(jìn)量，其原理詳述如下在相機(jī)1已標(biāo)定的情況下，其采集到的待測(cè)工件圖像的圖像中心(即鏡頭中心所對(duì)的位置)點(diǎn)的坐標(biāo)在世界坐標(biāo)系中是已知的，而在圖像坐標(biāo)系中，其被作為描述該圖像中所有其他像素點(diǎn)位置的原點(diǎn)，即圖5中的0點(diǎn)。模板匹配算法應(yīng)用于待測(cè)工件圖像可以得到A點(diǎn)在圖像坐標(biāo)系中關(guān)于原點(diǎn)(0點(diǎn))的坐標(biāo)，且0點(diǎn)世界坐標(biāo)已知，則可以根據(jù)標(biāo)定后圖像像素與實(shí)際距離的轉(zhuǎn)換關(guān)系得出A點(diǎn)的世界坐標(biāo)。即0點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)已知且A點(diǎn)與0點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系已知，則可以得出A點(diǎn)的世界坐標(biāo)。
[0030]無(wú)論采用世界坐標(biāo)系、圖像坐標(biāo)系或以XY移動(dòng)平臺(tái)原點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系，A點(diǎn)與0點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系確定，A點(diǎn)與0點(diǎn)的坐標(biāo)也確定，根據(jù)A點(diǎn)與0點(diǎn)的坐標(biāo)位置關(guān)系，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)距離與脈沖個(gè)數(shù)的關(guān)系，即可得出X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33在X、Y方向需要進(jìn)給的位移量，即，可以得出X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32在X方向需要給進(jìn)多大位移量、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33在Y方向需要給進(jìn)多大位移量才能使A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到0點(diǎn)。
[0031]以A點(diǎn)為例，控制系統(tǒng)10將X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32在X方向需要給進(jìn)的位移量dx、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33在Y方向需要給進(jìn)的位移量dy作為運(yùn)動(dòng)指示信息發(fā)送至X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)32、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33。
[0032]S3、位移過(guò)程
X軸方向位移部322根據(jù)運(yùn)動(dòng)指示信息沿X軸方向移