[发明专利]适用于机械手末端的旋转内窥镜夹具及内孔图像采集方法

说明书

本发明提供了一种适用于机械手末端的旋转内窥镜夹具及内孔图像采集方法，包括旋转装置、图像采集装置，所述旋转装置包括机械手转接法兰(2)、法兰支撑架(3)、步进电机(4)、旋转平台(5)、旋转轴(6)、轴承座(7)、从动同步带轮(8)、主动同步带轮(9)、法兰轴支架(11)，所述图像采集装置包括相机固定块(12)、工业相机(13)、内窥镜(14)。本发明结构简单紧凑，安全可靠，利用机械手末端的平动功能以及夹具提供的旋转功能实现对工件中小口径深盲孔的完整内壁图像信息采集，且可在流水线上直接对工件的小口径较深盲孔进行内壁信息采集，检测方便、快速，受周围环境影响小，提高了检测效率和检测精度。

技术领域

本发明涉及工件内壁图像信息采集和生产自动化技术领域，具体地涉及一种适用于机械手末端的旋转内窥镜夹具及内孔图像采集方法。

背景技术

在许多汽车零件中，许多直径较小、深度较深的盲孔具有很重要的作用，孔内壁因加工产生的缩孔、缩松、裂纹等缺陷会影响零件的性能。因此，实际生产对孔内壁的表面质量有很高的要求。现有的检测孔内壁质量的方法是人工目测法，即人手持柔性内窥镜在孔内部进行检测，通过目测判定检测结果是否合格。这样需要检测员全程参与，耗费人力物力，且人工检测的精度较差，效率较低，延误生产线的速度。因此，利用工业相机进行自动化设计代替人工检测是很有必要的。

在林明星等人的公开号为CN105391929A的专利中，公开了一种利用旋转工作台的图像采集装置，通过CCD工业相机拍工件孔内壁完整图像。虽然这样可以获得完整的壁面信息，但是需要旋转工件，在工件不适合夹装在旋转工作台上的场景中无法应用，也不适合在生产流水线上应用。

在游睿等人的公开号为CN103575748A的专利中，公开了一种基于球面反射镜的微小孔径工件内壁的光学检测系统，利用光学系统一次拍摄即可采集小孔内壁图像。但是这样的方法需要在孔内安装反射镜，要求工件小孔是通孔，且孔的深度不宜过大，不适合工件为深盲孔时的场景。

基于以上，有必要设计出一种可检测有较深盲孔工件的内壁并可以应用在生产流水线上的内壁图像采集装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于机械手末端的旋转内窥镜夹具及内孔图像采集方法。

根据本发明的一个方面，提供一种适用于机械手末端的旋转内窥镜夹具，包括旋转装置、图像采集装置，所述旋转装置包括机械手转接法兰、法兰支撑架、步进电机、旋转平台、旋转轴、轴承座、从动同步带轮、主动同步带轮、法兰轴支架，所述图像采集装置包括相机固定块、工业相机、内窥镜；

所述机械手转接法兰通过法兰支撑架连接旋转平台，所述旋转平台上设置有步进电机，步进电机连接主动同步带轮，主动同步带轮通过同步带连接从动同步带轮，从动同步带轮同轴安装在旋转轴上，旋转轴通过轴承座安装在旋转平台上，法兰轴支架设置在旋转轴上；所述相机固定块上设置有工业相机，工业相机连接内窥镜，所述相机固定块通过法兰轴支架连接旋转轴。

优选地，还包括光栅尺装置，所述光栅尺装置包括述第一滑块导轨、第二滑块导轨、光栅推块、光栅、支撑架，第一滑块导轨一端连接旋转平台，第一滑块导轨另一端连接第二滑块导轨，第二滑块导轨连接光栅推块，光栅推块连接光栅，光栅通过支撑架安装在作业位置上。

优选地，所述旋转装置还包括张紧轮，所述张紧轮、主动同步带轮、从动同步带轮、通过同一条同步带传动，所述张紧轮对同步带进行张紧。

优选地，所述机械手转接法兰、旋转轴、内窥镜的几何中心位于一条直线上。

优选地，所述内窥镜的视向垂直于工件的内壁面。

优选地，所述工业相机连接计算机，并将采集图像传输到计算机。

优选地，所述机械手转接法兰与机械手的末端紧固连接。