专利名称：工业零件的孔径和孔距检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机器视觉领域的图像采集和检测装置，尤其涉及一种工业零件的孔径和孔距检测装置。
背景技术：
目前在机械制造业中，对于工业零件孔径和孔距的检测，主要采用人工的方法，借助三坐标仪对每一个孔不同的位置测量并记录三维坐标，再通过计算获得其孔径及孔距等相关参数，测试速度慢，劳动强度大、效率低。随着现代计算机技术和数字图像处理理论的发展，基于机器视觉的非接触式测量技术已经开始在现代工业中逐渐应用。若只需单独测量工业零件上某一个孔的孔径，则可在该孔上方垂直设置一个较高分辨率的摄像头，由于摄像头分辨率一定，且摄像头和小孔的相对位置固定，则系统在经过标定后，可通过摄像头采集的孔的数字图像计算出该孔的孔径。但是通常情况下一些工业零件包含多个孔，孔分布在零件的整个区域内，且孔的孔径与区域宽度相比所占比例很小，这时候直接采用单个摄像头获取整个工业零件的高分辨率数字图像，由于孔只占图像很小的一部分，图像包含绝大多数无关区域的像素，这就给图像的存储、后续孔的识别和定位等处理过程增加了难度。同时，由于采用单个摄像头进行大中型工业零件的图像采集，摄像头无法兼顾所有的孔而尽可能做到垂直拍摄，这样会给精确测量带来影响，特别是在有些孔还具有导角的情况下，会给图像处理及结果计算带来不确定的误差。若采用单个摄像头移动多次拍摄或者多个摄像头同时拍摄的方法，都会增加额外的设备投入和后续的数字图片拼接、定位等难题，影响快速、精确测量。因此设计一种针对工业零件的孔径和孔距的非接触式检测装置，具有重要意义。
发明内容为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种价格低廉，结构简单，测量结果准确的工业零件的孔径和孔距检测装置。为达到上述目的，本实用新型的技术方案为:工业零件的孔径和孔距检测装置包括光纤传像束、大理石模板、支架、工业摄像头和外置的计算机，所述大理石模板固定在支架上，且大理石模板平行于待测工业零件的表面，大理石模板上分别设有与待测工业零件的孔对应匹配的定位孔，光纤传像束的多分支端的每一组光纤分别固定在大理石模板的定位孔内，光纤传像束的另一端和工业摄像头连接，工业摄像头和外置的计算机连接。所述工业摄像头为远心工业摄像头。采用远心工业摄像头，其成像效果更好，测量精度更高。所述支架包括底座、连接杆和模板夹，所述连接杆固定在底座上，模板夹滑动固定在连接杆上，大理石模板固定在模板夹上。采用此种结构，固定大理石模板的模板夹可在连接杆上滑动固定，从而能够实现大理石模板相对与待测工业零件的距离是可调整的。[0009]所述大理石模板通过螺栓固定在模板夹上。所述工业摄像头设有USB接口和外置的计算机连接。toon] 所述大理石模板的热膨胀系数小于2.0XiO-V0C0所述光纤传像束的分辨率高于20LP/mm。本实用新型采用以上的结构，利用光纤传像束的多分支端的每一组光纤分别固定在大理石模板的定位孔内，光纤传像束的另一端和工业摄像头连接，工业摄像头和外置的计算机连接的结构，使各组光纤所摄取的对应孔的图像同时被传送到工业摄像头，通过工业摄像头将采集到的待测工业零件的各个孔的独立图像组成的集群图像，并传输给计算机。利用计算机进行在线实时的孔径和孔距计算，快速准确地输出检测结果。其实现了非接触式的自动在线测量工业零件的孔径和孔距，降低了劳动强度，提高了工作效率，且实时性好，精度高。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明:

图1为本实用新型检测装置的立体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括光纤传像束1、大理石模板2、工业摄像头3、支架4和外置的计算机5，所述大理石模板2固定在支架4上，且大理石模板2平行于待测工业零件6的表面，大理石模板2上分别设有与待测工业零件6的孔61对应匹配的定位孔21，光纤传像束I的多分支端的 每一组光纤11分别固定在大理石模板2的定位孔21内，光纤传像束I的另一端和工业摄像头3连接，工业摄像头3和外置的计算机5连接。所述工业摄像头3为远心工业摄像头。采用远心工业摄像头3，其成像效果更好，测量精度更高。所述支架4包括底座41、连接杆42和模板夹43，所述连接杆42固定在底座41上，模板夹43滑动固定在连接杆42上，大理石模板2固定在模板夹43上。所述大理石模板2通过螺栓固定在模板夹43上。所述工业摄像头3设有USB接口和外置的计算机5连接。所述大理石模板2的热膨胀系数小于2.0X10_5m/°C。所述光纤传像束I的分辨率高于20LP/_ (线对/毫米)。将本实用新型使用在企业的生产流水线(附图未画出)上，其工作过程如下:(I)初始化生产水流线相关设置，确定待测工业零件6在生产流水线的传送带上的固定位置，将本装置安装在生产流水线上，使支架4安装在生产流水线的支架(附图未画出)上，大理石模板2位于待测工业零件6的固定位置的正上方，满足大理石模板2平行于待测工业零件6的表面；(2)调整本实用新型的模板夹43位置，使大理石模板2处于合适高度，大理石模板2平行于待测工业零件6的表面，且大理石模板2的定位孔21和待测工业零件6的孔61位置相对应，也即让光纤传像束I的多分支端的每一组光纤的光纤头与待测工业零件6的孔满足垂直位置关系；[0026](3)启动计算机5，进行工业摄像头3的初始化标定；(4)使用一个待测工业零件6的标准零件(附图未画出，所述标准零件是完全按照待测工业零件6的设计要求制造出来的零件，标准零件的孔径和孔距是完全合格的零件)，利用工业摄像头3获取标准零件的图像，通过计算机5计算出初始偏差值，即计算每一组光纤所获取的图像中心和标准零件上孔的中心位置的初始偏差值，用于孔距计算结果的修正补偿；(5)当生产水流线的传送带上的待测工业零件6在待测位置(即大理石模板2的正下方，也即前文提到的待测工业零件6在生产流水线的传送带上的固定位置)停下，工业摄像头3自动采集由各组光纤所获取的待测工业零件6上的孔的独立图像，并形成孔的集群图像，工业摄像头3将集群图像传给计算机5，计算机5收到集群图像后在线进行实时待测工业零件6的孔径和孔距计算，快速准确地输出检测结果；(6)流水线根据计算机5输出的检测结果，自动剔除不合格工业零件。本实用新型装置的结构简单，操作简便，检测过程不需要太多的人工干预，操作者只要进行少量的软硬件设置、调整等一系列初始化工作，本实用新型就能在线自动地进行工业零件的孔径和孔距测量，实现了快速、准确、实时的检测要求。以上实施例子是对本技术方案所提供的工业零件的孔径和孔距检测装置进行的具体详细介绍，本说明书内容不应理解为对本技术方案的限制，对于本领域的一般技术人员，凡依本技术方案设计思想所做的改变都在本实用新型专利的保护范围之内。
权利要求1.工业零件的孔径和孔距检测装置，其特征在于:其包括光纤传像束、大理石模板、支架、工业摄像头和外置的计算机，所述大理石模板固定在支架上，且大理石模板平行于待测工业零件的表面，大理石模板上分别设有与待测工业零件的孔对应匹配的定位孔，光纤传像束的多分支端的每一组光纤分别固定在大理石模板的定位孔内，光纤传像束的另一端和工业摄像头连接，工业摄像头和外置的计算机连接。
2.根据权利要求1所述的工业零件的孔径和孔距检测装置，其特征在于:所述工业摄像头为远心工业摄像头。
3.根据权利要求1所述的工业零件的孔径和孔距检测装置，其特征在于:所述支架包括底座、连接杆和模板夹，所述连接杆固定在底座上，模板夹滑动固定在连接杆上，大理石模板固定在模板夹上。
4.根据权利要求3所述的工业零件的孔径和孔距检测装置，其特征在于:所述大理石模板通过螺栓固定在模板夹上。
5.根据权利要求1所述的工业零件的孔径和孔距检测装置，其特征在于:所述工业摄像头设有USB接口和外置的计算机连接。
6.根据权利要求1所述的工业零件的孔径和孔距检测装置，其特征在于:所述大理石模板的热膨胀系数小于2.0 X io-5m/0c。
7.根据权利要求1所述的工业零件的孔径和孔距检测装置，其特征在于:所述光纤传像束的分辨率高于20LP/mm。
专利摘要本实用新型公开了工业零件的孔径和孔距测量装置，其包括光纤传像束、大理石模板、支架、工业摄像头和外置的计算机，所述大理石模板固定在支架上，且大理石模板平行于待测工业零件的表面，大理石模板上分别设有与待测工业零件的标准零件的孔对应匹配的定位孔，光纤传像束的多分支端的每一组光纤分别固定在大理石模板的定位孔内，光纤传像束的另一端和工业摄像头连接，工业摄像头和外置的计算机连接。该装置结构简单，成本较低，提高了工作效率，实现了检测过程的自动化。
文档编号G01B11/14GK202956094SQ20122066316
公开日2013年5月29日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者吴玉荣, 林志雄, 黄剑航 申请人:莆田市荣兴机械有限公司