[发明专利]梯形牙嵌式离合器齿部尺寸的检测装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器视觉在线检测装置与方法，具体涉及一种梯形牙嵌式离合器齿部尺寸的检测装置与方法。

背景技术

牙嵌式离合器可根据需要方便的使两轴接合或分离，以满足机器变速、换向、空载起动、过载保护等方面的要求，同时具有分离迅速；工作可靠，操纵灵活、省力、调节和维护方便等优点。目前，梯形牙嵌式离合器齿部尺寸检测大多数是采用万能工具显微镜或者大型工具显微镜来进行的，这种检测方法存在很多问题：（1）费工费时；（2）成本高；（3）只能用于抽检，不能实时的在线检测；（4）检测时不可避免的存在人为和理论的误差。所以，测量梯形牙嵌式离合器齿部尺寸成为牙嵌式离合器生产厂家的技术难点之一。

机器视觉方法是一种新型的检测方法，已被广泛应用于尺寸测量、角度测量、缺陷检测等领域，具有速度快精度高等优点。

激光光源是一种非接触高精度测量的光源，具有电-光转换效率高、使用寿命长、体积小和重量轻等优点，外界的环境对其影响很小。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种梯形牙嵌式离合器齿部尺寸的检测装置与方法，有效的解决梯形牙嵌式离合器齿部尺寸检测中设备成本高，检测速度慢，自动化程度低等问题。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种梯形牙嵌式离合器齿部尺寸的检测装置：

包括精密定位平台、载物台、第一个电机驱动器、PLC、步进电机、编码器、计算机、液晶显示屏、红色线阵激光光源、图像采集卡、CCD相机、红色滤光片、水平旋转台、红色线阵激光光源电源适配器、支架和第二个电机驱动器；步进电机与精密定位平台的丝杆连接，步进电机与第一个电机驱动器相连，编码器与步进电机相连；在精密定位平台的载物台上装有水平旋转台；水平旋转台上放齿部朝上的梯形牙嵌式离合器；支架上安装有红色线阵激光光源；红色线阵激光光源与红色线阵激光光源电源适配器相连；红色滤光片安装在相机镜头前；红色线阵激光光源发出的激光线照射在待检测的梯形牙嵌式离合器齿部上端面并且激光线与水平面平行，在待检测梯形牙嵌式离合器齿部上所成的图像位于CCD相机的拍摄视野内，CCD相机与图像采集卡相连，图像采集卡与计算机相连；第一个电机驱动器分别与编码器和PLC相连；第二个电机驱动器分别与水平旋转台和PLC相连；液晶显示屏和计算机相连；PLC和计算机相连。

二、一种梯形牙嵌式离合器齿部尺寸的检测方法，该方法的步骤如下：

1）CCD相机垂直向下照射在待检测的梯形牙嵌式离合器齿部，调整红色线阵激光光源使其照射在待检测的梯形牙嵌式离合器齿部两齿之间，并且在CCD相机的拍摄视野内，测得红色线阵激光光源照射角度与CCD相机之间的夹角β，欲求的梯形牙嵌式离合器齿部角度为α，齿顶宽为S₁，齿根宽为S₂，齿根高为S₃，并设定图像的角度阈值为T₁，齿顶宽阈值为T₂，齿根宽阈值T₃，齿根高阈值T₄，标准的梯形牙嵌式离合器齿部角度为Φ，标准的齿顶宽大小为R₁，标准的齿根宽大小为R₂，标准的齿根高大小为R₃；

2）对CCD相机进行标定；

3）水平旋转台开始匀速旋转，读取在线采集到的图像，将图像中红色线阵激光光源经过梯形牙嵌式离合器齿部两个齿之间所形成的折线区域选定为ROI区域，将ROI区域中的图像作为源图像Q₁；

4）以红色线阵激光光源发出的激光线经过梯形牙嵌式离合器齿部两个齿之间所形成的折线交点依次为A、B两点，经过梯形牙嵌式离合器齿部两个齿齿顶的交点依次为C、H两点，红色线阵激光光源照射角度与CCD相机之间的夹角β，通过图像处理得到梯形牙嵌式离合器齿部角度α，并于标准的梯形牙嵌式离合器齿部角度Φ比较，若计算所得阈值小于阈值T₁，则进入步骤5）；若计算所得阈值大于阈值T₁，则进入步骤9）；

5）计算齿根宽S₂和齿根高S₃，并与标准的齿根宽大小R₂和标准的齿根高大小R₃比较，若计算所得阈值小于阈值T₂，则进入步骤6）；若计算所得阈值大于阈值T₂，则进入步骤9）；