专利名称：一种对高精度尺寸测量的线扫描视觉测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一套视觉测量系统，主要运用于高速测量高精密的冲压件的机械尺寸。
背景技术：
检测技术是加工件的基础，随着科技的发展，对产品的品质要求不断提高。而传统尺寸测量主要为接触式检测。但传统的测量工具无法满足某些产品的凹凸不平且不规则部件的测量，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。同时，随着电子行业的兴起，在电脑的硬盘，手机等产品中的机械配件大量采用冲压件。而每台冲压机每秒钟至少要生产一个工件，每天有8万多个工件产生。此时对测量系统要求更高，就尺寸测量系统要求至少达到2秒测量一个产品。由于冲压件在生产过程中，产品经震研后，可能对冲压件的部分折边产生变形的质量问题。传统尺寸测量的方式效率低、劳动强度高等问题点存在。当前几乎所有的公司要求产品出厂合格率达到100%，而传统检测法受到人为因素影响，不能保证产品的合格率。所以自动检测视觉系统引用使用。但一般面阵相机的视觉系统速度相对达到客户的要求，但精度达不到客户要求。
发明内容本实用新型的目的在于提供一套线扫描视觉测量系统，以满足高精度且高速的尺寸测量需求。本实用新型的具体 技术方案是:—种对高精度且高速的尺寸测量的线扫描视觉测量系统，包括传送带系统5、线扫描相机2、线扫描远心镜头8、光源7、可编程控制器1、安装有视觉检测软件及与可编程控制器通信软件的电脑4、传感器11、以及XY伺服轴12 ；所述的线扫描相机2是4K线扫描相机，线扫描相机2的中心线与双侧远心镜头8中心线重合，并与光源7中缝的连线与传送带系统5的待检测区域垂直；所述线扫描相机2、光源7、传送带系统5的电机、XY伺服轴12、传感器11均分别与可编程控制器I连接；线扫描相机2与电脑4连接。所述光源7为隧道型线扫描光源，其上部的中间为一条宽3毫米的长缝，下部两侧为发光二极管向上照射；光源体的弧面的内壁涂有反光漆；下部中间为漏空；光源7下部两侧的发光二极管波长相同。所述传送带系统5由变频马达驱动，并保证连续不断地运送治具10。所述传感器11为光电传感器。所述可编程控制器I与集线器3连接，通过集线器3可与若干台电脑4连接。[0015]所述线扫描远心镜头安装在线扫描相机上，介于光源与相机之间。所述伺服系统为X、Y轴伺服，由伺服电机带动丝杆,相机则固定在X轴上，由X轴驱动成像。工作时，将待检测的治具10 (带有30个需测量的产品)放在传送带5的待检测区域9 ;光源7向下照射，保证产品有足够的亮度；线扫描相机2安装最上方，线扫描相机2中心线与双侧远心镜头8中心线重合，并与光源7中缝的连线与传送带垂直；传感器11检测产品所有的位置；伺服系统带动线扫描相机进行成像；线扫描相机2触发信号、光源7、传送带5的电机、XY伺服轴12、传感器11均与可编程控制器I连接，所有动作由可编程控制器I来控制。视觉系统的检测结果由电脑4通过串口协议发送给可编程控制器I。本实用新型的成像原理是:当带有被检测物的夹具到达准确位置后，X轴伺服系统带动相机并对被检测物逐个进行线扫描成像，直到所有产品测量完成。相机运用4K的线扫描相机。其测量精度=宽度/每行像素=40毫米/4000像素=0.01毫米每像素。镜头采用双侧远心镜头，保证成像没有畸变，即保证尺寸测量可靠。本实用新型的优点:1、可广泛运用于自动化生产线，做到在线不停机、无人工干预地进行视觉测量；也可运用于多个产品几乎同步进行测量，实现高速测量；2、使用机器视觉线扫描系统代替人工检测；3、在高速检测下实现24小时工作；4、可对产品进行100%检 测，出厂合格率达100% ；5、降低生产成本，一台设备的效率相当于20个员工的工作量；6、可与其他传送带进行无缝连接，满足大部分客户的生产需求；7、高精度(测量精度高达0.01毫米以上)视觉测量；8、高速、高效，每天8小时的产能达到24000次；除维护保养外，可实现24小时工作；9、机械手自动副除不合格广品。

图1为本实用新型结构示意图。图中:1、可编程控制器，2、线扫描相机，3、集线器，4、电脑，5、传送带系统，6、已检测产品(下料区)，7、光源，8、镜头，9、检测中产品(成像区)，10、待检测产品(待检区)，11、传感器，12、XY伺服轴。
具体实施方式
以下结合附图及实例对本实用新型作描述:实施例1:参见附图1所示，一种对高精度且高速的尺寸测量的线扫描视觉检测系统，包括传送带系统5、线扫描相机2、镜头8、光源7、可编程控制器1、安装有视觉检测软件及与可编程控制器通信软件的电脑4和光电传感器11 ；所述的线扫描相机2是4K线扫描相机，线扫描相机2的中心线与双侧远心镜头8中心线重合，并与光源7中缝的连线与传送带系统5的待检测区域垂直；[0034]所述线扫描相机2、光源7、传送带系统5的电机、传感器11均分别与可编程控制器I连接；线扫描相机2与电脑4连接。所述光源7为隧道型线扫描光源，其上部的中间为一条宽3毫米的长缝，下部两侧为发光二极管向上照射；光源体的弧面的内壁涂有反光漆；下部中间为漏空；光源7下部两侧的发光二极管波长相同。所述传送带系统5由变频马达驱动，按工段分为已检测产品6 (下料区)，检测中产品9 (成像区)，待检测产品10 (待检区)。此保证连续不断地运送治具10。所述可编程控制器I与集线器3连接，通过集线器3与若干台电脑4连接。本实用新型将线扫描视觉检测系统成功应用于多产品同时检测，主要运用通过视觉系统对经研磨后冲压件进行尺寸测量。其检测宽度为40毫米，检测长度理论无穷长。精度高，为0.01毫米每像素。线扫描成像系统能满足在高速下同时保证高精度的成像要求。利用厂商现有的泡壳(250X400毫米)——可放入50个产品，可对产品连续不断做视觉测量。相机行频17K赫兹，伺服加减速时间为0.02秒。这样0.6秒完成成像动作，视觉处理时间0.3秒，通信时间0.2秒。因此只需1.2秒钟就完成一个产品的尺寸测量，效率达到3000个产品每小时。可广泛运用于自动化生产线，做到在线不停机、无人工干预地进行视觉检测；使用机器视觉线扫描系统代替人工检测；在高速检测下实现24小时工作；可对产品进行100%检测，出厂合格率达100% ;大大地降低生产成本，一台设备相当于20个员工的工作量；并可与其他传送带进行无缝连接，满足大部分客户的生产需求；最主要的是本实用新型可以对高精度(测量精 度高达0.01毫米)的产品来做外观检测。
权利要求1.一种对高精度且高速的尺寸测量的线扫描视觉测量系统，包括伺服系统、线扫描相机、线扫描远心镜头、光源、可编程控制器、传送系统、安装有视觉检测软件及与可编程控制器通信软件的电脑和传感器；其特征在于， 所述的线扫描相机是4K线扫描相机，线扫描相机的中心线与光源中缝的连线与传送带系统的待检测区域垂直； 所述线扫描相机、光源、传送带系统的电机、传感器均分别与可编程控制器连接； 线扫描相机与电脑连接。
2.根据权利要求1所述的一种对高精度且高速的尺寸测量的线扫描视觉检测系统，其特征在于，所述光源为隧道型线扫描光源，其上部的中间为一条宽3毫米的长缝，下部两侧为发光二极管向上照射；光源体的弧面的内壁涂有反光漆；下部中间为漏空；光源下部两侧的发光二极管波长相同。
3.根据权利要求1所述的一种对高精度且高速的尺寸测量的线扫描视觉测量系统，其特征在于，所述传送带系统由变频马达驱动。
4.根据权利要求1所述的一种对高精度且高速的尺寸测量的线扫描视觉测量系统，其特征在于，所述传感器为光电传感器。
5.根据权利要求1所述的一种对高精度且高速的尺寸测量的线扫描视觉测量系统，其特征在于，所述可编程控制器与集线器连接，通过集线器与若干台电脑连接。
6.根据权利要求1所述的一种对高精度且高速的尺寸测量的线扫描视觉测量系统，其特征在于，所述线扫描远心镜头安装在线扫描相机上，介于光源与相机之间。
7.根据权利要求1所述的一种对高精度且高速的尺寸测量的线扫描视觉测量系统，其特征在于，所述伺服系统 为x、Y轴伺服，由伺服电机带动丝杆，相机则固定在X轴上，由X轴驱动成像。
专利摘要本实用新型涉及一套视觉测量系统，主要运用于高速测量高精密的冲压件的机械尺寸。一种对高精度且高速的尺寸测量的线扫描视觉测量系统，包括伺服系统、线扫描相机、线扫描远心镜头、光源、可编程控制器、传送系统、安装有视觉检测软件及与可编程控制器通信软件的电脑和传感器；其特征在于，所述的线扫描相机是4K线扫描相机，线扫描相机的中心线与光源中缝的连线与传送带系统的待检测区域垂直；所述线扫描相机、光源、传送带系统的电机、传感器均分别与可编程控制器连接；线扫描相机与电脑连接。本实用新型只需1.2秒钟就完成一个产品的尺寸测量，效率达到3000个产品每小时。
文档编号G01B11/00GK203100678SQ20132002202
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者潘敏, 陆汉东 申请人:上海维鲸视统工业自动化有限公司