[发明专利]一种测量孔、槽的位置与几何尺寸的机器视觉系统

说明书

技术领域

本发明涉及于非接触检测技术领域，尤其是一种测量孔、槽的位置与几何尺寸的机器视觉系统。

背景技术

各种孔(包括通孔、盲孔、沉头孔、椭圆孔及其它截面形状的孔)和各种槽(包括键槽、定位槽、装饰槽等)是金属或非金属板件或圆柱面上常见的结构要素，其位置与几何尺寸的测量是其生产过程和质量控制的重要环节。传统的孔、槽位置与几何尺寸测量主要由人工使用游标卡尺等接触式仪器来完成，人工成本高、精度低、速度慢，难于实现高速在线检测。

封维忠等在“林业科学”杂志2008年2月刊上发表的“板材尺寸自动检测仪的研究”一文中，提出了一种基于线性CCD和计算机的木材板材头尾宽度和长度的自动测量仪，但该仪器不能排除颜色等的干扰，尚未达到行业标准要求的精度。2012年周丰伟等的发明专利(CN103175497A)“小孔测量机构”公布了一种基于机械测量头和接触法测量小孔内经和高度的装置，该装置属于手工检测技术。2014年农光壹等获得发明专利“一种激光光路调节小孔测量板”(CN204346675U)，公布了将调光小孔和高度刻度线整合为一体、通过激光斑和刻度线由人工测量小孔高度的仪器。同年，孙艳玲在发明专利“小孔位置度的测量方法”(CN104006775A)中公布了一种基于投影坐标仪、通过机械测头和光学测头人工测定小孔位置度的方法。2016年章震华等获得的发明专利“板材检测法”(CN105674885A)和“多功能板材检测装置”(CN105526869A),提出了基于检测平台、滑尺和百分表的组合装置、由人工检测板材宽度、长度、厚度、垂直度和平整度的方法。这些方法均属于接触式人工测量，速度和精度比较低。

近年来机器视觉在很多领域逐渐取代人工检测，在生产过程控制和产品质量检测中得到了广泛的应用。2017年4月，李雪娇等在“光电技术应用”期刊发表了“基于机器视觉的大型零件尺寸测量技术”一文，提出了大型零件的多图像拼接算法和基于边缘检测的零件尺寸算法，但没有涉及成像技术，不适用于孔和槽的位置和几何尺寸的机器视觉测量。2017年5月，谢俊等人在“工具技术”杂志上发表了“基于机器视觉的二维尺寸测量”一文，提出用LED光、CMOS面阵相机和计算机构成机器视觉系统测量环形零件中心孔内径的方法，但该方法只适用于单一的环形零件，且LED照明不能排除颜色、纹理、图案和表面缺陷等的干扰因素。

迄今为止，相关的专利和论文均没有涉及基于线激光成像的孔、槽位置和几何尺寸检测的机器视觉技术。由于平板件和圆柱件表面的颜色、纹理、图案、标识和表面缺陷的干扰，现有基于可见光的机器视觉技术获取的图像对比度低、噪音大，孔、槽等几何要素无法准确地分割、识别和测量。目前，各种家居板、塑料板、纤维板、金属板和各种圆柱件上的孔和槽的位置和几何尺寸测量仍然停留在手工阶段、无法用机器视觉技术完成，满足不了高速在线检测和全面检测的要求。

因此，对于上述问题有必要提出一种测量孔、槽的位置与几何尺寸的机器视觉系统。

发明内容

本发明目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种高速度、高精度的测量孔、槽的位置与几何尺寸的机器视觉系统。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种测量孔、槽的位置与几何尺寸的机器视觉系统，包括传送装置、线激光器、线扫描相机、激光位移传感器和计算机，所述线激光器、线扫描相机和激光位移传感器均通过控制线与计算机连接，所述传送装置为传送带构件或传送滚筒构件，所述传送带构件包括第一转筒、第二转筒和传送带，所述传送带绕在第一转筒与第二转筒之间，其以稳定的速度传输被检件，使被检测件以设定的距离和角度通过线激光和线扫描相机构成的成像区域。

优选地，所述第一转筒和第二转筒均设置有驱动电机，所述驱动电机通过线缆与计算机连接。

优选地，所述线激光器设置在传送带的左上方，所述线扫描相机设置在传送带上方。

优选地，所述激光位移传感器设置在传送带的右上方。

优选地，所述线激光器可以是一个或者两个以上。

优选地，所述线激光器发射的线激光以设定的频率和功率投射到被测件表面；所述线激光器发射的线激光的投射扇面与被测件的运动方向垂直、并以一定的角度与被检测件的表面相交。

优选地，所述线扫描相机的成像扇面垂直于被测件的传送方向，且与线激光的投射扇面相交于被检测件的表面，并以最佳成像参数或通过特定波长的滤光片获得几何要素清晰的图像。

优选地，所述激光位移传感器可以是一个或两个以上。