一種大構(gòu)件在線精密檢測(cè)系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及精密零部件的在線檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種大構(gòu)件在線精密檢測(cè)系 統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種大構(gòu)件在線精密檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的汽車、航空制造企業(yè)，發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)部精密零部件的檢測(cè)都是通過抽樣式的 離線檢測(cè)，常用的方式有千分表（接觸式）、氣動(dòng)測(cè)量?jī)x（非接觸式）等，其優(yōu)點(diǎn)有：測(cè)量精 確（達(dá)到Ium)、穩(wěn)定；缺點(diǎn)有：需要加緊或裝夾，只能離線檢測(cè)，且耗時(shí)。
[0003] 現(xiàn)有的視覺技術(shù)，能直接實(shí)現(xiàn)大尺寸零部件幾何尺寸的在線檢測(cè)（mm級(jí)別）、通過 顯微放大的方式細(xì)小零部件的在線精密檢測(cè)（um級(jí)別），但是大尺寸零部件幾何尺寸的在 線精密（um級(jí)別）檢測(cè)目前還停留在離線檢測(cè)等方式。
[0004] 汽車、航空等發(fā)動(dòng)機(jī)中精密零部件，直接影響著整機(jī)的可靠性、安全性；離線式的 抽檢對(duì)整機(jī)的安全性、可靠性存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)，故而需要一種大構(gòu)件在線精密檢測(cè)系統(tǒng)， 以及使用該檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，能夠利用上述檢測(cè)系統(tǒng)來在線精密檢測(cè)大構(gòu)件尺寸的方 法。
[0005] 鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研宄和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，提供一種大構(gòu)件在線精密檢測(cè)系統(tǒng)與方法，用以克服上述技 術(shù)缺陷。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種大構(gòu)件在線精密檢測(cè)系 統(tǒng)，其特征在于，包括：
[0008] 傳送構(gòu)件，其包括檢測(cè)臺(tái)與傳送帶，所述傳送帶設(shè)置在所述檢測(cè)臺(tái)上用以傳輸待 測(cè)工件；
[0009] 視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其包括系統(tǒng)安裝架，導(dǎo)軌、攝像模塊安裝架、滑塊以及攝像模塊，所 述導(dǎo)軌橫向設(shè)置在所述系統(tǒng)安裝架上，所述滑塊設(shè)置在所述導(dǎo)軌上并且可沿所述導(dǎo)軌滑 移，所述攝像模塊安裝架固定在所述滑塊上并且可調(diào)整其與垂直方向的夾角，所述攝像模 塊安裝在所述攝像模塊安裝架上用以拍攝所述待測(cè)工件。
[0010] 較佳的，還包括標(biāo)定構(gòu)件，其包括標(biāo)準(zhǔn)工件以及標(biāo)定板，所述標(biāo)準(zhǔn)工件能夠水平置 于所述傳送給帶上，使所述標(biāo)準(zhǔn)工件兩端斷面最高點(diǎn)M、N能夠落在所述攝像模塊視場(chǎng)中；
[0011] 所述標(biāo)定板在標(biāo)定過程中，被設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)工件兩端斷面最高點(diǎn)M、N所在的水 平面上，用于攝像模塊的標(biāo)定。
[0012] 較佳的，所述滑塊設(shè)置在所述導(dǎo)軌的左右兩側(cè)，所述攝像模塊包括第一相機(jī)與第 二相機(jī)，所述第一相機(jī)與所述第二相機(jī)分別設(shè)置在兩所述滑塊上。
[0013] 較佳的，所述第一相機(jī)的光軸以及所述第二相機(jī)的光軸與垂直方向的夾角均為 45。。
[0014] 較佳的，所述系統(tǒng)安裝架包括橫梁以及固定在所述橫梁左右兩側(cè)的兩條支撐梁， 兩所述支撐梁分別設(shè)置在所述傳送臺(tái)的左右兩側(cè)，所述橫梁位于所述傳送臺(tái)的上方。
[0015] 較佳的，所述傳送帶在沿傳送方向傾斜，并且在所述傳送帶一側(cè)設(shè)置位置限定結(jié) 構(gòu)，能夠使待傳送物件一邊緊靠于所述位置限定結(jié)構(gòu)；
[0016] 所述攝像模塊包括第一相機(jī)，所述第一相機(jī)設(shè)置在滑塊上。
[0017] 一種大構(gòu)件在線精密檢測(cè)方法，其特征在于，其檢測(cè)步驟如下：
[0018] (1)設(shè)定系統(tǒng)坐標(biāo)系，調(diào)整所述攝像模塊在坐標(biāo)系內(nèi)的位置，安裝所述攝像模塊；
[0019] (2)將標(biāo)準(zhǔn)工件通過系統(tǒng)，調(diào)整所述攝像模塊位置，獲取標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；
[0020] (3)標(biāo)定確定所述攝像模塊標(biāo)定系數(shù)；
[0021] (4)將待測(cè)工件放置在傳送帶上，達(dá)到檢測(cè)位置暫停運(yùn)動(dòng)，所述攝像模塊確定工件 邊緣坐標(biāo)；
[0022] (5)確定待測(cè)工件實(shí)際尺寸。
[0023] 較佳的，所述步驟（1)具體為：先將垂直方向與水平方向分別設(shè)定為Z方向與X方 向，再將所述第一相機(jī)的光軸以及所述第二相機(jī)的光軸與所述Z方向調(diào)節(jié)成Θ角，然后再 安裝在所述滑塊上，所述第一相機(jī)與所述第二相機(jī)所在的平面均與所述Z方向以及所述X 方向構(gòu)成的平面平行；
[0024] 所述步驟（2)具體為：將所述標(biāo)準(zhǔn)工件置于所述傳送帶上，并采用水平儀等工具 調(diào)整所述標(biāo)準(zhǔn)工件在所述傳送帶上的位置，再沿著所述導(dǎo)軌方向調(diào)整所述第一相機(jī)與所述 第二相機(jī)的位置，使得所述標(biāo)準(zhǔn)工件的兩端斷面的所述最高點(diǎn)M、N位于所述第一相機(jī)與所 述第二相機(jī)的視場(chǎng)中心，得出此時(shí)所述最高點(diǎn)M、N在所述第一相機(jī)與所述第二相機(jī)中的圖 像對(duì)應(yīng)的點(diǎn)M，^ N，^的坐標(biāo)（iVvMi1)、（V%。）；
[0025] 所述步驟⑶具體為：將標(biāo)定板置于所述最高點(diǎn)M、N兩點(diǎn)所在的平面內(nèi)，對(duì)所述第 一相機(jī)以及所述第二相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得出所述第一相機(jī)的標(biāo)定系數(shù)S i以及所述第二相機(jī) 的標(biāo)定系數(shù)δ 2;
[0026] 所述步驟（4)具體為：將所述待測(cè)工件放到所述傳送帶上，然后通過所述傳送帶 將所述待測(cè)工件傳送到所述視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)位置，然后暫停運(yùn)動(dòng)，所述第一相機(jī)以及所述第 二相機(jī)分別獲取工件兩邊最高點(diǎn)M、N在所述第一相機(jī)以及所述第二相機(jī)中的圖像對(duì)應(yīng)的 點(diǎn) Μ'、Ν' 坐標(biāo)（uM，，vM，）、（％，νΝ，）；
[0027] 所述步驟（5)具體為：依據(jù)所述第一相機(jī)以及所述第二相機(jī)的標(biāo)定及安裝關(guān)系， 進(jìn)行換算，得到待測(cè)工件的實(shí)際尺寸MN :
[0028]
[0029] MtlNtl為所述標(biāo)準(zhǔn)工件的尺寸，Λ Χ、Λ y、Λ z分別為工件邊緣在X、Y、Z方向偏移量。
[0030] 較佳的，所述Θ角為45°。
[0031] 較佳的，所述步驟（1)具體為：先將垂直方向與水平方向分別設(shè)定為Z方向與X方 向，再將所述第一相機(jī)的光軸與所述Z方向調(diào)節(jié)成Θ角，然后再安裝在所述滑塊上，所述第 一相機(jī)所在的平面均與所述Z方向以及所述X方向構(gòu)成的平面平行；
[0032] 所述步驟（2)具體為：將所述標(biāo)準(zhǔn)工件置于所述傳送帶上，并采用水平儀等工具 調(diào)整所述標(biāo)準(zhǔn)工件在所述傳送帶上的位置，再沿著所述導(dǎo)軌方向調(diào)整所述第一相機(jī)的位 置，使得所述標(biāo)準(zhǔn)工件的兩端斷面的所述最高點(diǎn)M位于所述第一相機(jī)的視場(chǎng)中心，得出此 時(shí)所述最高點(diǎn)M在所述第一相機(jī)中的圖像對(duì)應(yīng)的點(diǎn)M' ^的坐標(biāo);
[0033] 所述步驟（3)具體為：將標(biāo)定板置于所述最高點(diǎn)M點(diǎn)所在的平面內(nèi)，對(duì)所述第一相 機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得出所述第一相機(jī)的標(biāo)定系數(shù)S1;
[0034] 所述步驟（4)具體為：將所述待測(cè)工件放到所述傳送帶上，然后通過所述傳送帶 將所述待測(cè)工件傳送到所述視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)位置，然后暫停運(yùn)動(dòng)，所述第一相機(jī)分別獲取工 件兩邊最高點(diǎn)M在所述第一相機(jī)中的圖像對(duì)應(yīng)的點(diǎn)Μ'坐標(biāo)（uM，，vM，）；
[0035] 所述步驟（5)具體為：依據(jù)所述第一相機(jī)的標(biāo)定及安裝關(guān)系，進(jìn)行換算，得到待測(cè) 工件的實(shí)際尺寸麗：
[0036]
[0037] 即
其中，ΜΛ為所述標(biāo)準(zhǔn)工件的尺寸，Δχ、Λ y、Λ Z分別為工件邊緣在X、Y、Z方向偏移量。
[0038] 與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于：能夠在線精密檢測(cè)待測(cè)工件的實(shí)際尺 寸，具備測(cè)量微米級(jí)尺寸的精度的效果，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了檢驗(yàn)的成本，既方便又 快速；；通過設(shè)置第一相機(jī)與第二相機(jī)能夠比較方便的算法的算出待測(cè)工件的實(shí)際尺寸； 一種大構(gòu)件在線精密檢測(cè)方法能夠利用大構(gòu)件在線精密檢測(cè)系統(tǒng)來測(cè)量待測(cè)工件的實(shí)際 尺寸，其計(jì)算精度能夠達(dá)到微米級(jí)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明的大構(gòu)件在線精密檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖2a為本發(fā)明的最尚點(diǎn)M在標(biāo)定板上的坐標(biāo)不意圖；
[0041] 圖2b為本發(fā)明的最尚點(diǎn)N在標(biāo)定板上的坐標(biāo)不意圖；
[0042] 圖3a為本發(fā)明的大構(gòu)件在線精密檢測(cè)方法的檢測(cè)原理示意圖；
[0043] 圖3b為本發(fā)明的大構(gòu)件在線精密檢測(cè)方法的檢測(cè)原理示意圖。
[0044]圖中：1_檢測(cè)臺(tái)；2-傳送帶；3-系統(tǒng)安裝架；4-導(dǎo)軌；5-攝像模塊安裝架；6-滑 塊；7-第一相機(jī)；8-第二相機(jī)；9-橫梁；10-支撐梁；11-待測(cè)工件。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
[0046] 實(shí)施例一：
[0047] 如圖1所示，一種大構(gòu)件在線精密檢測(cè)系統(tǒng)，包括傳送構(gòu)件以及視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)，傳 送構(gòu)件用于將待測(cè)工件11傳送至視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行尺寸檢測(cè)，其中傳送構(gòu)件包括檢測(cè)臺(tái) 1與傳送帶2,傳送帶2具有自定位功能，其定位精度誤差小于1_，所述傳送帶2設(shè)置在所 述檢測(cè)臺(tái)1上用以傳輸待測(cè)工件11 ;視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括系統(tǒng)安裝架3,導(dǎo)軌4、攝像模塊安 裝架5、滑塊6以及攝像模塊，系統(tǒng)安裝架3類似于龍門架結(jié)構(gòu)，其罩在檢測(cè)臺(tái)1上，所述導(dǎo) 軌4橫向設(shè)置在所述系統(tǒng)安裝架3上，所述滑塊6設(shè)置在所述導(dǎo)軌4上并且可沿所述導(dǎo)軌 4滑移，所述攝像模塊安裝架5固定在所述滑塊6上并且可調(diào)整其與垂直方向的夾角，所述 攝像模塊安裝在所述攝像模塊安裝架5上用以拍攝所述待測(cè)工件11 ;在工作前，將標(biāo)準(zhǔn)工 件置于傳送帶上并調(diào)整其位于水平面上，且兩端點(diǎn)M、N的連線與導(dǎo)軌平行，調(diào)整滑塊6,使 得M、N盡可能分別位于兩相機(jī)的視場(chǎng)中心；在工作時(shí)，傳送帶2將待測(cè)工件11傳送至系統(tǒng) 安裝架3處，，接著對(duì)待測(cè)工件11進(jìn)行拍照，然后把拍照得出來的結(jié)果進(jìn)行一定的處理，從 而得出待測(cè)工件11的實(shí)際尺寸，能夠在線精密檢測(cè)待測(cè)工件11的實(shí)際尺寸，具備測(cè)量微米 級(jí)尺寸的精度的效果，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了檢驗(yàn)的成本，既方便又快速。
[0048] 在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，還包括標(biāo)定構(gòu)件，其包括標(biāo)準(zhǔn)工件以及標(biāo)定板，標(biāo)準(zhǔn)工 件就是實(shí)際尺寸與理論尺寸的誤差小于微米的工件，用于作為尺寸標(biāo)準(zhǔn)，從而得到相關(guān)的 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所述標(biāo)準(zhǔn)工件水平置于所述傳送帶2上，所述攝像模塊拍攝下所述標(biāo)準(zhǔn)工件兩 端斷面最尚點(diǎn)M以及最尚點(diǎn)N，再將所述標(biāo)定板置于所述最尚點(diǎn)M與所述最尚點(diǎn)N所在的水 平面上，從而對(duì)所述攝像模塊進(jìn)行標(biāo)定，分別并得出所述攝像模塊的標(biāo)定系數(shù)δ i、δ 2;該 設(shè)計(jì)能夠?yàn)楸鞠到y(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)參照，從而提高檢測(cè)的精密度。
[0049] 在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，滑塊6的數(shù)量為兩個(gè)（不限于兩個(gè)）并且分別設(shè)置在 所述導(dǎo)軌4的左右兩側(cè)，所述攝像模塊包括第一相機(jī)7與第二相機(jī)8,所述第一相機(jī)7與所 述第二相機(jī)8分別設(shè)置在兩所述滑塊6上，第一相機(jī)7與第二相機(jī)8分別對(duì)應(yīng)待測(cè)工件11 兩端斷面的最高點(diǎn)M以及最高點(diǎn)Ν，從而能夠比較方便的算法的算出待測(cè)工件11的實(shí)際尺 寸。
[0050] 在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述第一相機(jī)7的光軸以及所述第二相機(jī)8的光軸與 垂直方向的夾角均為45°，所述第一、第二相機(jī)8的光軸就是第一、第二相機(jī)8的鏡頭正前 方方向，當(dāng)?shù)谝?、第二相機(jī)8的光軸與垂直方