[发明专利]一种多传感器的异形轴类工件在线多尺寸测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及到运动控制、图像处理以及在线检测等相关技术，特别是应用图像处理方法 实现快速、高精度测量。针对工业轴类零件提出了一种基于CCD等多种传感器的异形轴类工 件多尺寸在线测量系统。

背景技术

自动检测技术作为一项先进的检测技术已在机械产品质量检测中广泛应用，基于CAD和 CMM等检测技术也应运而生，给机械零部件的质量检测提供了准确、高效的手段。精确的测量 不仅能保证零件最后的加工质量，同时也是提高生产效率的一个关键所在。特别是在复杂的 多尺寸零件测量上，既要做到省时省力，还要保证测量的精确度和速度。

使用传统量具方法测量费时费力，并且人工检测时容易受人为因素影响而带来测量误差。 在轴类零件的自动检测上，使用三坐标检测仪、千分尺以及游标卡尺等。三坐标检测仪的缺 陷是操作过程复杂、自动化程度不高以及价格昂贵，使用千分尺以及游标卡尺时测量时，各 个阶段由于使用仪器不同和检测人员视觉误差等带来较大的测量误差，还有无法实现同时测 量而且报表制作繁琐。

数字图像处理技术作为一门新的学科，随着计算机技术的发展也已经不断完善和成熟， 与一些传统的技术相比，优势越来越突出。例如对大型的轴类零件进行尺寸测量，使用图像 检测的方法比传统的测量方法更方便，更快捷，而且还可以实现在线快速测量。

在实际应用中已经证明用图像处理方法实现工件高精度的测量是可行的。申请号为 200510032654.3，公开号为CN1645041A，名称为“轴类零件弯曲变形面阵CCD测量方法与 装置”的中国发明专利申请公开说明书，公开了一种轴类零件弯曲变形面阵CCD测量方法或 装置，利用面阵CCD实现快速获取轴类零件弯曲变形数据，测量精度高，但该专利没有涉及 到多尺寸测量，设计的装置无法实现在线检测。

应用图像测量工件的尺寸，为了提高测量的精度，需要用尽可能高的分辨率CCD来采集 图像，获得单位像素对应尽量小的实际物体尺寸。图像处理方法上，测量工件尺寸关键在于 能否对工件外形轮廓进行准确的提取，也直接决定着最后测量结果的精度。即图像处理技术 中的边缘提取问题，好的边缘提取算法是该测量方法的关键所在。由于图像测量方法不能测 量所有工件尺寸，如平面度，槽沟深度等，这需要采用其它传感器来测量。

综上所述，轴类零件的自动检测技术是自动化检测技术的一种，它们有自动控制的共性， 同时它也有自身的特性：由于轴类零件的形状特性和使用特性，它的检测项目繁多且精度要求 较高。针对异形轴类工件开发一种多尺寸在线测量系统。该检测系统利用双CCD传感器、电 涡流传感器以及控制卡控制运动丝杠协同工作，实现轴类工件多尺寸在线、快速、非接触与 高精度的检测，充分体现了自动检测的节约、高效、精确三大优点。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种多传感器的异形轴类工件在线多尺寸测量系统及方法，克 服了传统方法无法快速检测，检测精度低等缺陷，解决了现有技术中存在的无法对异形轴类 工件多种尺寸在线精确测量的问题，实现了轴类工件多尺寸，快速检测。

本发明涉及到一种多传感器的异形轴类工件在线多尺寸测量系统，系统包括：一个生产 流水线上的工件自动装夹模块，一个用于工件多尺寸测量的自动测量模块，一个信号处理模 块；自动装夹模块和自动测量模块安装于两个传输带之间，自动装夹模块通过运功控制实现 对被测工件的自动装夹；自动测量模块通过多传感器协同工作对装夹在自动装夹模块上的被 测工件进行多尺寸测量；自动装夹模块和自动测量模块通过信号处理模块的控制卡、数据采 集卡以及图像采集卡与信号处理模块的工控机进行信号传输。