[实用新型]基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备

说明书

本实用新型涉及孔轴类零件的测量领域，尤其是涉及一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，以缓解现有的孔轴类零件的测量方法只能适用于人工操作的单件或小批量测量场合的问题。包括:抓取定位模块抓取待测零件，并将零件的待测特征运送至视觉测量模块；视觉测量模块测量待测特征相对于气动测头的空间方位数据，并将空间方位数据发送至抓取定位模块；抓取定位模块根据空间方位数据调整待测特征的方位以使待测特征位于最佳测量位置；气动测量模块测量待测特征的参数信息。本实用新型提供的技术方案测量精度高、并且测量结果稳定、一致性好，从而可以用于大批量选配测量，实现全自动智能测量。

技术领域

本实用新型涉及孔轴类零件的测量领域，尤其是涉及一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备。

背景技术

在精密机械系统中，功能性孔与轴的装配间隙，是影响整机精度和工作性能的重要因素。一般情况下，一对加工合格的孔与轴(其实际尺寸都在设计公差范围内)，装配后形成的配合间隙在理论最大间隙与最小间隙之间，便可满足工作要求。但在一些要求较高的场合，仅仅满足配合间隙在公差范围内还不够，还要满足间隙一致性原则。特别是以对称机构作为执行机构的运动控制中，因装配间隙不一致而产生动作不对称的情况，将严重影响系统功能的实现。

为了保证装配间隙的一致，最直接的做法是收紧制造公差，但这样会使废品率增加，制造成本急剧升高，并且，只要是按公差理论设计与制造的孔轴类零件，随机装配后形成的间隙就会按一定的规律分布，这种方法无法做到更好的一致性。

常见的孔、轴尺寸高精度测量方法可分为接触式测量和非接触式测量两大类。

接触式测量方法主要使用千分尺、三坐标测量机和测长机等量具或量仪。千分尺测量易受测量人员的经验、情绪等主观因素影响，难以保证大批量测量的精度及其一致性，且效率较低；三坐标测量机虽然有着较高的测量精度和稳定性，但存在测量效率低、造价高等缺点；测长仪虽然精度高、成本较低，通用性也还可以，但测量用时长，测量效率低。

非接触式测量主要有机器视觉、气动量仪等方法。机器视觉等光学方法的在线或在位测量精度有限，对公称尺寸超过10mm的孔轴类零件，达到微米级精度比较困难，且精度的稳定性易受环境光等因素影响，可靠性较差，但其具有非接触、信息量丰富、容易实现自动化和智能化等优点。气动量仪虽然结构简单、工作可靠，调整、使用和维护都很方便，但其专用性强，需要按被测尺寸制作相应的测头，有多少个公称尺寸，就需要制作多少种内径或外径测头。另外，在人工大批量测量时，工作量大，现场数据记录与处理不便。

现有技术的客观缺点总结如下：

(1)内外径千分尺、三坐标测量机和测长机等接触式测量方法，测量过程由人工主导，测量效率低，测量的一致性不易保证，适用于单件或小批量测量场合，不能满足大批量选配测量时对效率和一致性的要求。

(2)机器视觉等光学测量方法，在线或在位测量时，易受环境光等因素影响，稳定性较差，精度很难达到微米级。

(3)气动量仪的缺点是专用性强，需要按被测尺寸制作相应的测头，有多少个公称尺寸，就需要制作多少种内径或外径测头。另外，在人工大批量测量时，工作量大，现场数据记录与处理不便。

总之，现有的测量方法，主要用于人工操作的单件或小批量测量场合。在大批量选配测量中，尚无测量精度高、稳定性和一致性好的全自动智能测量设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，以缓解现有的孔轴类零件的测量方法主要用于人工操作的单件或小批量测量场合。在大批量选配测量中，尚无测量精度高、精度稳定且一致性好的全自动智能测量设备。

为缓解上述技术问题，本实用新型提供的技术方案在于：

一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，包括视觉测量模块、抓取定位模块和气动测量模块；