[发明专利]一种基于机器视觉的线轮廓度测量方法

说明书

本发明提供的一种基于机器视觉的线轮廓度测量方法，利用高精度伺服电机、工件转台和转盘实现对运动的控制，利用相机托台、相机调整架和定位块实现对高精度工业相机的固定，利用光栅检测头实现激光扫描的功能，利用计算机配置的处理算法程序对图像进行传输处理等步骤，输出数据并且在设定的阈值内进行筛选，获得在范围内的合格产品；整个过程实现了机器视觉与激光扫描检测方法的结合，提高了检测精度，减少来了检测时间，而且操作方便、测量效率提高，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及复杂轮廓曲线的线轮廓度测量技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的线轮廓度测量方法。

背景技术

在航空航天检测领域内，有许多异形零件的形位公差需要进行高精度的检测，线轮廓度是表示在零件的给定平面上，任意形状的曲线，保持其理想形状的状况。线轮廓度公差是指非圆曲线的实际轮廓线的允许变动量。

传统的线轮廓度测量主要是使用三坐标机和使用模板法，模板法是用事先刻好的模板进行描摹再用网格纸进行拓印，再数格子进行计算，这种方法麻烦并且对于工件上某任意截面的线轮廓度测量是很难实现的。

激光扫描在非接触测量技术中发展的较早，相比于其他的测量方法，该方法具有原理简单、抗干扰能力强和测量范围大等优点，同时随着计算机技术和工业相机硬件的进步，使得测量精度有了进一步的提高，因此该方法广泛用于工业实际生产检测领域。

机器视觉系统在现代自动化生产过程中，多数用于工况监视、成品检验和质量控制等领域，其特点包括：提高生产的柔性、保证自动化程度，在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，在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量，其效率低且精度不高，用机器视觉检测可以大幅度提高生产效率和自动化程度。

综上所述，传统线轮廓度测量方法虽然已经基本能够满足需求，但考虑到工作环境，以及人工视觉有限和测量误差较大的情况，需要一种结合机器视觉和激光扫描的检测方法，从而进一步提高生产检测效率以及产品的合格率。

发明内容

本发明的目的在于解决传统复杂轮廓曲线的线轮廓度测量，在机器视觉与激光扫描的结合下，提供一种基于机器视觉的线轮廓度测量方法，该方法包括：具有解决复杂轮廓曲线的线轮廓度测量和评定的问题；实现非接触的测量方式以及灵活的扩大测量范围；并且机器视觉和激光扫描的引入，极大程度的提高了工件的生产检测效率，以及产品投放市场的质量；工作人员无需对测量数据作太多处理，数据反馈快速直观、测量准确，也可以为后期质量管理、产品追溯建立提供原始数据。

一种基于机器视觉的线轮廓度测量方法，包括如下步骤：

步骤1：启动相机和伺服电机；

步骤2：检测开始后，启动光栅检测器监测转盘运动角度；

步骤3：转盘首次转动360°后伺服电机停止；

步骤4：通过机器视觉算法处理相机所拍摄的照片，输出测量数据；

步骤5：取零点并记录，同时记录角度数据；

步骤6：伺服电机再次带动转盘运动至中间角度；

步骤7：放置专用夹具；

步骤7：重复步骤3、4、5，计算偏心量；

步骤8：伺服电机1.1，使转盘1.2运动，计算机工作实时解算位置点，算出曲率；

步骤9：光栅检测头再次检测转盘转动360°时，测量停止；

步骤10：在计算机上对输出的两种结合数据处理，并与标准数据进行对比；

步骤11：设定阈值对最终数据进行筛选，以达到阈值范围内为合格产品。

进一步地，如上述的一种基于机器视觉的线轮廓度测量方法，所述采集图像包括以下步骤：