[发明专利]基于机器视觉的轴类零件尺寸图像采集装置

说明书

本发明涉及一种基于机器视觉的轴类零件尺寸图像采集装置。其技术方案是：所述装置由安装架(1)、图像采集系统(2)、移动系统(3)和面光源(4)组成。所述图像采集系统(2)的远心镜头(13)与面阵CCD相机(12)连接，面阵CCD相机(12)通过固紧架(11)和升降架(10)固定在移动横梁(6)上。移动系统(3)的长夹具(17)和短夹具(20)通过各自的滑块活动地置于安装架(1)的第一导轨(7)和第二导轨(8)上；滚珠丝杠(16)与长夹具(17)的丝杠螺母(28)螺纹连接，滚珠丝杠(16)的另一端与伺服电机(14)轴连接。面光源(4)位于移动系统(3)的下方。本发明具有结构紧凑、图像质量高和适应性强的特点，为后续的图像处理提供可靠依据。

技术领域

本发明属于轴类零件尺寸图像采集装置技术领域。具体涉及一种基于机器视觉的轴类零件尺寸图像采集装置。

背景技术

在工业智能化发展的时代背景下，制造业要提升产品质量，除了加强科研实力和管控能力外，还应提升和完善检测手段等。传统的人工检测手段，如游标卡尺、干涉仪、量规、显微镜测量已不再适应智能生产。就目前国内许多制造业对零件的尺寸检测而言，其检测工作还停留在单纯的人工视觉或人工视觉与机械量具、光学仪器相结合对产品进行人工抽检的阶段。采用基于机器视觉的尺寸检测装置，不仅可以避免人工检测的缺点，而且能实现对加工零件快速、准确和非接触的自动化检测。

机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术，故引起本领域技术人员的广泛关注。

“大尺寸零件的视觉测量装置”(CN 101349542 B)专利技术，是一种利用机器视觉获得零件尺寸的大尺寸零件的视觉测量装置。其装置中选取了环形光源并采用前向照明方式，这对曲面零件的图像采集会造成图像明暗相间灰度不均，对后续的图像处理造成影响；镜头采用了广角镜头，不能克服视差，对于有一定深度的尺寸测量不易实现；无夹持装置，不能很好的固定和定位零件。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种结构紧凑、图像质量高和适应性强的基于机器视觉的轴类零件尺寸图像采集装置，为后续图像处理提供可靠依据。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述装置由安装架、图像采集系统、移动系统和面光源组成。所述图像采集系统安装在安装架的顶部，移动系统固定在安装架的下部，面光源位于移动系统的下方。

安装架由支撑架、移动横梁、第一导轨、第二导轨和电机座组成。所述支撑架为长方体框架，所述支撑架顶部的前后两根横梁对称地设有8~20个第一螺孔，所述第一螺孔靠近顶部右横梁的一侧；移动横梁通过螺钉与第一螺孔固定连接，所述移动横梁均匀地设有8~16个第二螺孔，第二螺孔靠近移动横梁的前侧。

第一导轨和第二导轨固定在支撑架底部左横梁和右横梁上，第一导轨和第二导轨与左横梁垂直；在支撑架底部左横梁的外侧水平地设有电机架。

图像采集系统由升降架、固紧架、面阵CCD相机和远心镜头组成。所述固紧架为两个相互垂直的平面所构成的L型整体，固紧架的垂直面与升降架的侧面固定连接。所述面阵CCD相机的上端与固紧架的水平面固定连接，所述远心镜头与面阵CCD相机连接。所述升降架通过螺钉与移动横梁的第二螺孔固定连接。

移动系统包括伺服电机、左轴承座、滚珠丝杠、长夹具、右轴承座、螺杆、短夹具和螺母。

所述长夹具包括长板、右顶针座、第二右滑块、螺杆固定座、右顶针、第一右滑块和丝杠螺母。所述右顶针通过右顶针座安装在长板的上表面，所述右顶针靠近长板的前侧；所述长板的下表面由前侧向后侧依次固定有第二右滑块、螺杆固定座、第一右滑块和丝杠螺母。