[发明专利]一种弹簧圈数检测装置及检测方法

说明书

本发明提供一种弹簧圈数检测装置及检测方法，所述弹簧圈数检测装置包括3D传感器单元和3D点云数据处理模块；所述顶部3D传感器单元用于采集弹簧的3D点云数据并传递至所述3D点云数据处理模块；所述3D点云数据处理模块用于根据所述弹簧的3D点云数据，采用所述弹簧圈数检测方法计算弹簧的圈数；所述弹簧圈数检测方法包括：对所述弹簧的3D点云数据进行欧式聚类，将点数符合预设参数的螺点云组提取出来，获取弹簧的完整螺的点云数据；计算弹簧的完整螺数量，所述完整螺数量加一获得弹簧圈数。通过3D视觉技术实现弹簧圈数的检测，代替人工检测，降低了操作人员的劳动强度，并提高了检测效率和精度。

技术领域

本发明涉及到弹簧检测技术领域，特指一种弹簧圈数检测装置及检测方法。

背景技术

弹簧是在机械领域中应用十分广泛的元件，在工业制造中，往往要求批量生产的弹簧具有相同的特性，这就要求弹簧首先应该具有相同的参数。一个弹簧的参数可由圈数、高度、直径和节距来表征。在弹簧制造后或使用前，需要对这些参数进行测量，其中最重要的是弹簧圈数。

尤其是在一些特殊而关键领域（如航空航天、铁路运输）的应用上，对弹簧圈数等尺寸精度的要求更加严格。现有的弹簧圈数检测方法是由操作人员目测，但是人工检测耗时耗力，尤其是在弹簧圈数多和批量大的情况下，人工出错机会多，无法保证检测质量，难以满足应用现场的准确度需求。

发明内容

针对上述不足，本发明解决的技术问题在于提供一种弹簧圈数检测装置及检测方法，通过3D视觉技术实现弹簧圈数的检测，代替人工检测，降低了操作人员的劳动强度，并提高了检测效率和精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种弹簧圈数检测方法，应用于一种弹簧圈数检测装置，所述弹簧圈数检测装置包括3D传感器单元和3D点云数据处理模块；所述顶部3D传感器单元用于采集弹簧的3D点云数据并传递至所述3D点云数据处理模块；所述3D点云数据处理模块用于根据所述弹簧的3D点云数据，采用所述弹簧圈数检测方法计算弹簧的圈数；所述弹簧圈数检测方法包括以下步骤：

对所述弹簧的3D点云数据进行欧式聚类，将点数符合预设参数的螺点云组提取出来，获取弹簧的完整螺的点云数据；

计算弹簧的完整螺数量，所述完整螺数量加一获得弹簧圈数。

优选地，所述对所述弹簧的3D点云数据进行欧式聚类，包括以下步骤：

采集承载弹簧的托盘平面点云数据，识别出托盘上表面并计算出托盘上表面的平面参数；

根据托盘上表面的平面参数对所述弹簧的3D点云数据进行坐标变换，将所述弹簧的3D点云数据的坐标系原点及坐标系变换到托盘上表面；

对所述弹簧的3D点云数据进行切割，分离出托盘平面以上的3D点云数据；

提取所述托盘平面以上的3D点云数据，进行欧式聚类。

优选地，所述对所述弹簧的3D点云数据进行欧式聚类，包括以下步骤：

获取所述弹簧的3D点云数据并计算出弹簧的高度值和上端面点云的圆心坐标；

根据所述高度值和圆心坐标，对所述弹簧的3D点云数据进行切割，分离出弹簧的螺点云数据；

提取所述弹簧的螺点云数据，进行欧式聚类。

优选地，所述计算出弹簧的高度值包括以下步骤：

根据预设的高度分割出仅包含承载弹簧的托盘的点云；

对所述仅包含承载弹簧的托盘的点云提取平面，识别出托盘上表面并计算出托盘上表面的平面参数；

根据托盘上表面的平面参数对所述弹簧的3D点云数据进行坐标变换，将所述弹簧的3D点云数据的坐标系原点及坐标系变换到托盘上表面；

根据预设的弹簧高度范围，分割出包含弹簧上端面的点云数据；

对包含弹簧上端面的点云数据提取法向量垂直的最大平面为弹簧上端面，计算获得弹簧上端面的高度值即为弹簧的高度值。