多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，所述方法包含有步驟1、取料：利用振動盤對機(jī)械零件進(jìn)行排列，并通過氣動吸嘴將機(jī)械零件依次吸附至檢測工位進(jìn)行檢測；步驟2、檢測：利用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測；步驟3、棄料：將檢測到不符合規(guī)定的機(jī)械零件放棄；步驟4、出料：通過下料機(jī)構(gòu)進(jìn)行出料。本發(fā)明一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，能夠?qū)C(jī)械零件進(jìn)行快速檢測。
【專利說明】多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械零件檢測方法，尤其是涉及一種利用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行快速檢測方法，屬于工業(yè)自動化機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，對于滾子等機(jī)械零件，出廠時需要對其進(jìn)行檢驗，以剔除不符合規(guī)則、要求的產(chǎn)品，提高出廠產(chǎn)品的良品率；常規(guī)的檢測方式為采用人工檢測方式，人工對于外觀、尺寸等進(jìn)行檢測，但是此種方式費(fèi)時費(fèi)力，不利于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)；為此，中國專利申請201310119254.0公開了“圖像檢測儀的檢測方法及圖像檢測儀”，其利用圖像處理方式對待檢機(jī)械零件進(jìn)行自動化處理；但是該專利僅從理論上對其可行性進(jìn)行了闡述，缺乏相應(yīng)的實現(xiàn)方法，因此，現(xiàn)在亟需一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動化機(jī)械零件檢測的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種能夠?qū)C(jī)械零件進(jìn)行快速檢測的多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，所述方法包含有下述步驟:
步驟1、取料:利用振動盤對機(jī)械零件進(jìn)行排列，并通過氣動吸嘴將機(jī)械零件依次吸附至檢測工位進(jìn)行檢測；
步驟2、檢測:利用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測；
步驟3、棄料:將檢測到不符合規(guī)定的機(jī)械零件放棄；
步驟4、出料:通過下料機(jī)構(gòu)進(jìn)行出料；
上述步驟2包含有以下具體步驟:
步驟2-1、獲取機(jī)械零件的圖像；
步驟2-2、獲取機(jī)械零件的形狀模型；
步驟2-3、根據(jù)上述機(jī)械零件的形狀模型計算機(jī)械零件的尺寸；
步驟2-4、將步驟2-3獲得的尺寸與預(yù)設(shè)參數(shù)規(guī)則參數(shù)進(jìn)行比對；
在進(jìn)行步驟2-1的獲取機(jī)械零件的圖像前，需先行確定所述工作臺的光照模型，其步驟為:
a:利用多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的暗圖； b:利用所述多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的亮圖；
c:選擇所述暗圖中亮度值穩(wěn)定在第一特定范圍內(nèi)并且所述亮圖中亮度值穩(wěn)定在第二特定范圍內(nèi)所對應(yīng)的光圈和快門組，以得到所述工作臺的光照模型；
在確定上述工作臺的光照模型之后，還需確定圖像獲取設(shè)備與工作臺的相對位置關(guān)系，其步驟為:
d:在所述工作臺上鋪設(shè)均勻的黑白相間的棋盤格； e:調(diào)整所述圖像獲取設(shè)備，以使得所述棋盤格充滿所述圖像獲取設(shè)備的整個視野，并使得所述圖像獲取設(shè)備能夠拍攝所述棋盤格中盡可能大的面積；
f:使得工作臺坐標(biāo)系和圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系的三個維度分別對應(yīng)起來；g:通過所述圖像獲取設(shè)備拍攝所述棋盤格來確定所述工作臺上每個點的坐標(biāo)，從而獲知每個像素點在實際空間中所對應(yīng)的尺度；
對于步驟2-2，包含有下述具體步驟:
步驟2-2a、利用邊緣檢測算子來進(jìn)行邊緣檢測以得到邊緣點；
步驟2-2b、獲取所述邊緣點在所述工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量；
步驟2-2c、根據(jù)步驟2-2b獲取的邊緣點在工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量即可繪制該機(jī)械零件的形狀模型。
[0005]本發(fā)明一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，對于步驟2_2a，采用邊緣檢測算子進(jìn)行零件邊緣點的檢測；該邊緣檢測為sobel算子、prewitt算子、canny算子或LOG算子中的一個或多個。
[0006]本發(fā)明一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，
步驟I’、取料:利用振動盤對機(jī)械零件進(jìn)行排列，并通過氣動吸嘴將機(jī)械零件依次吸附至檢測工位進(jìn)行檢測；
步驟2’、檢測:利用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測；
步驟3’、棄料:將檢測到不符合規(guī)定的機(jī)械零件放棄；
步驟4’、出料:通過下料機(jī)構(gòu)進(jìn)行出料；
在上述步驟2’中，采用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測以替代常規(guī)的人工檢測，具體的講:
步驟2-1’、獲取機(jī)械零件的圖像；
步驟2-2’、獲取機(jī)械零件的形狀模型；
步驟2-3’、將步驟2-2’獲取的形狀模型與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)模型或設(shè)計圖紙進(jìn)行對比；
在進(jìn)行步驟2-1’的獲取機(jī)械零件的圖像前，需先行確定所述工作臺的光照模型，其步驟為:
a’:利用多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的暗圖；b’:利用所述多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的亮圖；c’:選擇所述暗圖中亮度值穩(wěn)定在第一特定范圍內(nèi)并且所述亮圖中亮度值穩(wěn)定在第二特定范圍內(nèi)所對應(yīng)的光圈和快門組，以得到所述工作臺的光照模型；
在確定上述工作臺的光照模型之后，還需確定圖像獲取設(shè)備與工作臺的相對位置關(guān)系，其步驟為:
d’:在所述工作臺上鋪設(shè)均勻的黑白相間的棋盤格；
e’:調(diào)整所述圖像獲取設(shè)備，以使得所述棋盤格充滿所述圖像獲取設(shè)備的整個視野，并使得所述圖像獲取設(shè)備能夠拍攝所述棋盤格中盡可能大的面積；
f’:使得工作臺坐標(biāo)系和圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系的三個維度分別對應(yīng)起來；g’:通過所述圖像獲取設(shè)備拍攝所述棋盤格來確定所述工作臺上每個點的坐標(biāo)，從而獲知每個像素點在實際空間中所對應(yīng)的尺度；
進(jìn)行完上述步驟即可在步驟2-2’中獲得高精度的機(jī)械零件圖像； 在進(jìn)行步驟2-1’的獲取機(jī)械零件的圖像前，還需預(yù)先存入設(shè)計圖紙或者獲取一標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零件的圖像；
從而，在步驟2-3’中只需對獲取的待測機(jī)械零件的形狀模型與上述預(yù)先存入設(shè)計圖紙或者獲取一標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零件的圖像進(jìn)行對比，從而能夠快速進(jìn)行檢測；
對于步驟2-2’，包含有下述具體步驟:
步驟2-2a’、利用邊緣檢測算子來進(jìn)行邊緣檢測以得到邊緣點；
步驟2-2b’、獲取所述邊緣點在所述工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量；
步驟2-2c’、根據(jù)步驟2-2b’獲取的邊緣點在工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量即可繪制該機(jī)械零件的形狀模型。
[0007]本發(fā)明一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，
步驟I)、取料:利用振動盤對機(jī)械零件進(jìn)行排列，并通過氣動吸嘴將機(jī)械零件依次吸附至檢測工位進(jìn)行檢測；
步驟2)、檢測:利用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測；
步驟3)、棄料:將檢測到不符合規(guī)定的機(jī)械零件放棄；
步驟4)、出料:通過下料機(jī)構(gòu)進(jìn)行出料；
上述步驟2)的具體步驟為:
步驟2-1)、獲取機(jī)械零件的圖像；
步驟2-2)、將步驟2-1)獲取的圖像與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)零件的圖像進(jìn)行對比。
[0008]一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含有安裝于工作臺上的上料結(jié)構(gòu)、檢測機(jī)構(gòu)和下料機(jī)構(gòu)，所述檢測機(jī)構(gòu)包含有位于工作臺上方的軌道平臺，所述軌道平臺上設(shè)置有至少一組檢測工位，所述檢測工位位于上述上料結(jié)構(gòu)旁，所述檢測工位包含有水平滑動設(shè)置于軌道平臺上移動塊，所述移動塊底部設(shè)置有豎向向下的吸嘴，所述檢測工位還包含有安裝于工作臺上的旋轉(zhuǎn)臺，所述檢測工位包含有一正對旋轉(zhuǎn)臺的攝像系統(tǒng)，該攝像系統(tǒng)正對旋轉(zhuǎn)臺上的機(jī)械零件，所述檢測工位還包含有一安裝于工作臺上的滑軌，所述滑軌上滑動設(shè)置有滑塊，且滑軌上開有一棄料孔，上述滑塊滑動設(shè)置于該棄料孔上。
[0009]本發(fā)明一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測系統(tǒng)，所述上料結(jié)構(gòu)包含有振動盤，所述振動盤的出料口處安裝有一定位塊，該定位塊的端部設(shè)置有與機(jī)械零件形狀相匹配的定位槽口。
[0010]本發(fā)明一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測系統(tǒng)，所述下料機(jī)構(gòu)包含有位于檢測機(jī)構(gòu)旁的傳輸帶，該傳輸帶的出料端設(shè)置有一斜向向下的下料滑軌。
[0011]本發(fā)明一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還設(shè)置有一用于對材質(zhì)進(jìn)行檢測的材質(zhì)檢測工位，所述材質(zhì)檢測工位包含有安裝于工作臺上的檢測平臺，所述材質(zhì)檢測工位還包含有一正對檢測平臺的光譜儀，所述材質(zhì)檢測工位還包含有一安裝于工作臺上的滑軌，所述滑軌上滑動設(shè)置有滑塊，且滑軌上開有一棄料孔，上述滑塊滑動設(shè)置于該棄料孔上。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明通過自動化方式進(jìn)行檢測以替代常規(guī)的人工檢測方式，極大的提高了檢測的效率，且本發(fā)明可多功能的對尺寸、外觀、甚至材質(zhì)進(jìn)行檢測，極大的提高了本系統(tǒng)的多用性，有利于本系統(tǒng)的推廣利用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明中采用的一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意簡圖。
[0014]圖2為本發(fā)明中采用的一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測系統(tǒng)的上料結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖簡圖。
[0015]圖3為本發(fā)明中采用的一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測系統(tǒng)的檢測工位的結(jié)構(gòu)示意簡圖。
[0016]其中:
上料結(jié)構(gòu)1、檢測機(jī)構(gòu)2、下料機(jī)構(gòu)3 ；
振動盤1.1、定位塊1.2、定位槽口 1.3 ；
軌道平臺2.1、檢測工位2.2 ;
旋轉(zhuǎn)臺2.2.1、攝像系統(tǒng)2.2.2、滑塊2.2.3、滑軌2.2.4 ;
傳輸帶3.1、下料滑軌3.2。

【具體實施方式】
[0017]參見圖1，本發(fā)明涉及的多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法中涉及一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含有安裝于工作臺上的上料結(jié)構(gòu)1、檢測機(jī)構(gòu)2和下料機(jī)構(gòu)3，所述上料結(jié)構(gòu)I包含有振動盤1.1，所述振動盤1.1的出料口處安裝有一定位塊1.2，該定位塊1.2的端部設(shè)置有與機(jī)械零件形狀相匹配的定位槽口 1.3，當(dāng)機(jī)械零件運(yùn)行至定位槽口 1.3處時，由于定位槽口 1.3的存在使得機(jī)械零件只能停留限制在此處；
所述檢測機(jī)構(gòu)2包含有位于工作臺上方的軌道平臺2.1，所述軌道平臺2.1上設(shè)置有至少一組檢測工位2.2,所述檢測工位2.2位于上述上料結(jié)構(gòu)I旁，所述檢測工位2.2包含有水平滑動設(shè)置于軌道平臺2.1上移動塊，所述移動塊底部設(shè)置有豎向向下的吸嘴(該氣動氣嘴用于對機(jī)械零件進(jìn)行吸附轉(zhuǎn)移)，所述檢測工位2.2還包含有安裝于工作臺上的旋轉(zhuǎn)臺2.2.1，優(yōu)選的該旋轉(zhuǎn)臺2.2.1為一水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可帶動放置于其上的機(jī)械零件進(jìn)行水平回轉(zhuǎn)，所述檢測工位2.2包含有一正對旋轉(zhuǎn)臺2.2.1的攝像系統(tǒng)2.2.2，該攝像系統(tǒng)2.2.2正對旋轉(zhuǎn)臺2.2.1上的機(jī)械零件，優(yōu)選的，該攝像系統(tǒng)2.2.2可采用如中國專利ZL201220542837.5所示的一種“基于CXD的零件尺寸測量系統(tǒng)”，所述檢測工位2.2還包含有一安裝于工作臺上的滑軌2.2.4，所述滑軌2.2.4上滑動設(shè)置有滑塊2.2.3，且滑軌2.2.4上開有一棄料孔，上述滑塊2.2.3滑動設(shè)置于該棄料孔上；當(dāng)攝像系統(tǒng)2.2.2檢測到機(jī)械零件不符合規(guī)定時，滑塊2.2.3滑動式的上述棄料孔暴露，從而氣嘴吸附機(jī)械零件至其上方將該機(jī)械零件拋棄至于該棄料孔相連通的棄料區(qū)域；
具體的講，上述檢測工位2.2至少設(shè)置兩組，分別用于對機(jī)械零件的外觀和尺寸進(jìn)行檢測；
優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還設(shè)置有一用于對材質(zhì)進(jìn)行檢測的材質(zhì)檢測工位，用于對某些用于特殊場合的機(jī)械零件的材質(zhì)進(jìn)行檢測，以防止不合規(guī)的材質(zhì)混入引發(fā)安全事故,此時材質(zhì)檢測工位包含有水平滑動設(shè)置于軌道平臺上移動塊一，所述移動塊底部設(shè)置有豎向向下的吸嘴，所述材質(zhì)檢測工位還包含有安裝于工作臺上的檢測平臺，所述材質(zhì)檢測工位還包含有一正對檢測平臺的光譜儀(優(yōu)選的，該光譜儀的型號為X-MET7000)，該光譜儀用于對機(jī)械零件的材質(zhì)進(jìn)行分析檢測，所述材質(zhì)檢測工位還包含有一安裝于工作臺上的滑軌，所述滑軌上滑動設(shè)置有滑塊，且滑軌上開有一棄料孔，上述滑塊滑動設(shè)置于該棄料孔上；當(dāng)光譜儀檢測到機(jī)械零件不符合規(guī)定時，滑塊滑動式的上述棄料孔暴露，從而氣嘴吸附機(jī)械零件至其上方將該機(jī)械零件拋棄至于該棄料孔相連通的棄料區(qū)域；
所述下料機(jī)構(gòu)3包含有位于檢測機(jī)構(gòu)2旁的傳輸帶3.1，該傳輸帶3.1的出料端設(shè)置有一斜向向下的下料滑軌3.2 ;用于將檢測合格的機(jī)械進(jìn)行轉(zhuǎn)移出貨；
下面，具體闡述本發(fā)明一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法:
本發(fā)明的方法包含有下述步驟:
步驟1、取料:利用振動盤對機(jī)械零件進(jìn)行排列，并通過氣動吸嘴將機(jī)械零件依次吸附至檢測工位進(jìn)行檢測；
步驟2、檢測:利用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測；
步驟3、棄料:將檢測到不符合規(guī)定的機(jī)械零件放棄；
步驟4、出料:通過下料機(jī)構(gòu)進(jìn)行出料；
在上述步驟2中，采用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測以替代常規(guī)的人工檢測，具體的講:
步驟2-1、獲取機(jī)械零件的圖像(通過攝像系統(tǒng)獲取該圖像并傳輸至后臺電腦進(jìn)行分析處理)；
步驟2-2、獲取機(jī)械零件的形狀模型；
步驟2-3、根據(jù)上述機(jī)械零件的形狀模型計算機(jī)械零件的尺寸；
步驟2-4、將步驟2-3獲得的尺寸與預(yù)設(shè)參數(shù)規(guī)則參數(shù)進(jìn)行比對；
在進(jìn)行步驟2-1的獲取機(jī)械零件的圖像前，需先行確定所述工作臺的光照模型，其步驟為:
a:利用多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的暗圖； b:利用所述多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的亮圖；
c:選擇所述暗圖中亮度值穩(wěn)定在第一特定范圍內(nèi)并且所述亮圖中亮度值穩(wěn)定在第二特定范圍內(nèi)所對應(yīng)的光圈和快門組，以得到所述工作臺的光照模型；
在確定上述工作臺的光照模型之后，還需確定圖像獲取設(shè)備與工作臺的相對位置關(guān)系，其步驟為:
d:在所述工作臺上鋪設(shè)均勻的黑白相間的棋盤格；
e:調(diào)整所述圖像獲取設(shè)備，以使得所述棋盤格充滿所述圖像獲取設(shè)備的整個視野，并使得所述圖像獲取設(shè)備能夠拍攝所述棋盤格中盡可能大的面積；
f:使得工作臺坐標(biāo)系和圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系的三個維度分別對應(yīng)起來；g:通過所述圖像獲取設(shè)備拍攝所述棋盤格來確定所述工作臺上每個點的坐標(biāo)，從而獲知每個像素點在實際空間中所對應(yīng)的尺度；
進(jìn)行完上述步驟即可在步驟2-2中獲得高精度的機(jī)械零件圖像；
具體的講，對于步驟2-2，包含有下述具體步驟:
步驟2-2a、利用邊緣檢測算子來進(jìn)行邊緣檢測以得到邊緣點；
步驟2-2b、獲取所述邊緣點在所述工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量； 步驟2-2c、根據(jù)步驟2-2b獲取的邊緣點在工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量即可繪制該機(jī)械零件的形狀模型；
對于步驟2-2a，可以利用經(jīng)典的邊緣檢測算子來進(jìn)行零件邊緣點的檢測；這些邊緣檢測可以是sobel算子、prewitt算子、canny算子或者LOG算子；本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式采用的是canny算子進(jìn)行邊緣檢測。上述檢測的精度為像素級別；
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，為了進(jìn)一步提高檢測的精度，可以在像素級邊緣檢測的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)亞像素邊緣檢測，即利用待檢測目標(biāo)圖像的特性，此特性可以為角點、交點、圓點、直線和曲線，對圖像進(jìn)行分析和理解，找到與實際目標(biāo)特性最相似的位置，在這個過程中利用浮點運(yùn)算，可使目標(biāo)位置的精度高于整型像素的精度。亞像素邊緣檢測的方法有矩方法(灰度矩、空間矩或zernike矩)插值法(線性插值或曲線插值),擬合法(最小二乘線性回歸、曲線擬合或曲面擬合)，或者以互相關(guān)函數(shù)的相關(guān)特性為基礎(chǔ)的數(shù)字相關(guān)法。以上幾種亞像素邊緣檢測算法，都可以做到亞像素級別的邊緣檢測和對像素級邊緣的細(xì)化，本實例采用的是空間矩的算法。
[0018]簡單的講，通過獲取的機(jī)械零件圖像的形狀模型與步驟g中獲取的像素尺度進(jìn)行比對，從而得出機(jī)械零件的實際尺寸；
優(yōu)選的:處于簡化檢測流程、提高檢測效率，還可采用下述檢測方式:
步驟I’、取料:利用振動盤對機(jī)械零件進(jìn)行排列，并通過氣動吸嘴將機(jī)械零件依次吸附至檢測工位進(jìn)行檢測；
步驟2’、檢測:利用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測；
步驟3’、棄料:將檢測到不符合規(guī)定的機(jī)械零件放棄；
步驟4’、出料:通過下料機(jī)構(gòu)進(jìn)行出料；
在上述步驟2’中，采用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測以替代常規(guī)的人工檢測，具體的講:
步驟2-1’、獲取機(jī)械零件的圖像(通過攝像系統(tǒng)獲取該圖像并傳輸至后臺電腦進(jìn)行分析處理)；
步驟2-2’、獲取機(jī)械零件的形狀模型(當(dāng)攝像系統(tǒng)采用的CCD像素足夠高時，可直接采用圖像比對的方式進(jìn)行，效率更高)；
步驟2-3’、將步驟2-2’獲取的形狀模型與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)模型或設(shè)計圖紙進(jìn)行對比；在進(jìn)行步驟2-1’的獲取機(jī)械零件的圖像前，需先行確定所述工作臺的光照模型，其步驟為:
a’:利用多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的暗圖；b’:利用所述多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的亮圖；c’:選擇所述暗圖中亮度值穩(wěn)定在第一特定范圍內(nèi)并且所述亮圖中亮度值穩(wěn)定在第二特定范圍內(nèi)所對應(yīng)的光圈和快門組，以得到所述工作臺的光照模型；
在確定上述工作臺的光照模型之后，還需確定圖像獲取設(shè)備與工作臺的相對位置關(guān)系，其步驟為:
d’:在所述工作臺上鋪設(shè)均勻的黑白相間的棋盤格；
e’:調(diào)整所述圖像獲取設(shè)備，以使得所述棋盤格充滿所述圖像獲取設(shè)備的整個視野，并使得所述圖像獲取設(shè)備能夠拍攝所述棋盤格中盡可能大的面積； f’:使得工作臺坐標(biāo)系和圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系的三個維度分別對應(yīng)起來；g’:通過所述圖像獲取設(shè)備拍攝所述棋盤格來確定所述工作臺上每個點的坐標(biāo)，從而獲知每個像素點在實際空間中所對應(yīng)的尺度；
進(jìn)行完上述步驟即可在步驟2-2’中獲得高精度的機(jī)械零件圖像；
在進(jìn)行步驟2-1’的獲取機(jī)械零件的圖像前，還需預(yù)先存入設(shè)計圖紙或者獲取一標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零件的圖像；
從而，在步驟2-3’中只需對獲取的待測機(jī)械零件的形狀模型與上述預(yù)先存入設(shè)計圖紙或者獲取一標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零件的圖像進(jìn)行對比，從而能夠快速進(jìn)行檢測；
具體的講，對于步驟2-2’，包含有下述具體步驟:
步驟2-2a’、利用邊緣檢測算子來進(jìn)行邊緣檢測以得到邊緣點；
步驟2-2b’、獲取所述邊緣點在所述工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量；
步驟2-2c’、根據(jù)步驟2-2b’獲取的邊緣點在工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量即可繪制該機(jī)械零件的形狀模型；
另外:需要注意的是，上述【具體實施方式】僅為本專利的一個優(yōu)化方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述構(gòu)思所做的任何改動或改進(jìn)，均在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，其特征在于:所述方法包含有下述步驟: 步驟1、取料:利用振動盤對機(jī)械零件進(jìn)行排列，并通過氣動吸嘴將機(jī)械零件依次吸附至檢測工位進(jìn)行檢測； 步驟2、檢測:利用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測； 步驟3、棄料:將檢測到不符合規(guī)定的機(jī)械零件放棄； 步驟4、出料:通過下料機(jī)構(gòu)進(jìn)行出料； 上述步驟2包含有以下具體步驟: 步驟2-1、獲取機(jī)械零件的圖像； 步驟2-2、獲取機(jī)械零件的形狀模型； 步驟2-3、根據(jù)上述機(jī)械零件的形狀模型計算機(jī)械零件的尺寸； 步驟2-4、將步驟2-3獲得的尺寸與預(yù)設(shè)參數(shù)規(guī)則參數(shù)進(jìn)行比對； 在進(jìn)行步驟2-1的獲取機(jī)械零件的圖像前，需先行確定所述工作臺的光照模型，其步驟為: a:利用多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的暗圖； b:利用所述多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的亮圖； c:選擇所述暗圖中亮度值穩(wěn)定在第一特定范圍內(nèi)并且所述亮圖中亮度值穩(wěn)定在第二特定范圍內(nèi)所對應(yīng)的光圈和快門組，以得到所述工作臺的光照模型； 在確定上述工作臺的光照模型之后，還需確定圖像獲取設(shè)備與工作臺的相對位置關(guān)系，其步驟為: d:在所述工作臺上鋪設(shè)均勻的黑白相間的棋盤格； e:調(diào)整所述圖像獲取設(shè)備，以使得所述棋盤格充滿所述圖像獲取設(shè)備的整個視野，并使得所述圖像獲取設(shè)備能夠拍攝所述棋盤格中盡可能大的面積； f:使得工作臺坐標(biāo)系和圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系的三個維度分別對應(yīng)起來；g:通過所述圖像獲取設(shè)備拍攝所述棋盤格來確定所述工作臺上每個點的坐標(biāo)，從而獲知每個像素點在實際空間中所對應(yīng)的尺度； 對于步驟2-2，包含有下述具體步驟: 步驟2-2a、利用邊緣檢測算子來進(jìn)行邊緣檢測以得到邊緣點； 步驟2-2b、獲取所述邊緣點在所述工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量； 步驟2-2c、根據(jù)步驟2-2b獲取的邊緣點在工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量即可繪制該機(jī)械零件的形狀模型。
2.如權(quán)利要求1所述一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，其特征在于:對于步驟2_2a，采用邊緣檢測算子進(jìn)行零件邊緣點的檢測；該邊緣檢測為sobel算子、prewitt算子、canny算子或LOG算子中的一個或多個。
3.一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，其特征在于: 步驟I’、取料:利用振動盤對機(jī)械零件進(jìn)行排列，并通過氣動吸嘴將機(jī)械零件依次吸附至檢測工位進(jìn)行檢測； 步驟2’、檢測:利用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測； 步驟3’、棄料:將檢測到不符合規(guī)定的機(jī)械零件放棄； 步驟4’、出料:通過下料機(jī)構(gòu)進(jìn)行出料； 在上述步驟2’中，采用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測以替代常規(guī)的人工檢測，具體的講: 步驟2-1’、獲取機(jī)械零件的圖像； 步驟2-2’、獲取機(jī)械零件的形狀模型； 步驟2-3’、將步驟2-2’獲取的形狀模型與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)模型或設(shè)計圖紙進(jìn)行對比；在進(jìn)行步驟2-1’的獲取機(jī)械零件的圖像前，需先行確定所述工作臺的光照模型，其步驟為: a’:利用多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的暗圖；b’:利用所述多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的亮圖；c’:選擇所述暗圖中亮度值穩(wěn)定在第一特定范圍內(nèi)并且所述亮圖中亮度值穩(wěn)定在第二特定范圍內(nèi)所對應(yīng)的光圈和快門組，以得到所述工作臺的光照模型； 在確定上述工作臺的光照模型之后，還需確定圖像獲取設(shè)備與工作臺的相對位置關(guān)系，其步驟為: d’:在所述工作臺上鋪設(shè)均勻的黑白相間的棋盤格； e’:調(diào)整所述圖像獲取設(shè)備，以使得所述棋盤格充滿所述圖像獲取設(shè)備的整個視野，并使得所述圖像獲取設(shè)備能夠拍攝所述棋盤格中盡可能大的面積； f’:使得工作臺坐標(biāo)系和圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系的三個維度分別對應(yīng)起來；g’:通過所述圖像獲取設(shè)備拍攝所述棋盤格來確定所述工作臺上每個點的坐標(biāo)，從而獲知每個像素點在實際空間中所對應(yīng)的尺度； 進(jìn)行完上述步驟即可在步驟2-2’中獲得高精度的機(jī)械零件圖像； 在進(jìn)行步驟2-1’的獲取機(jī)械零件的圖像前，還需預(yù)先存入設(shè)計圖紙或者獲取一標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零件的圖像； 從而，在步驟2-3’中只需對獲取的待測機(jī)械零件的形狀模型與上述預(yù)先存入設(shè)計圖紙或者獲取一標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零件的圖像進(jìn)行對比，從而能夠快速進(jìn)行檢測； 對于步驟2-2’，包含有下述具體步驟: 步驟2-2a’、利用邊緣檢測算子來進(jìn)行邊緣檢測以得到邊緣點； 步驟2-2b’、獲取所述邊緣點在所述工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量； 步驟2-2c’、根據(jù)步驟2-2b’獲取的邊緣點在工作臺坐標(biāo)系中的空間位置向量即可繪制該機(jī)械零件的形狀模型。
4.一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，其特征在于: 步驟1)、取料:利用振動盤對機(jī)械零件進(jìn)行排列，并通過氣動吸嘴將機(jī)械零件依次吸附至檢測工位進(jìn)行檢測； 步驟2)、檢測:利用圖像處理技術(shù)對機(jī)械零件進(jìn)行檢測； 步驟3)、棄料:將檢測到不符合規(guī)定的機(jī)械零件放棄； 步驟4)、出料:通過下料機(jī)構(gòu)進(jìn)行出料； 上述步驟2)的具體步驟為: 步驟2-1)、獲取機(jī)械零件的圖像； 步驟2-2)、將步驟2-1)獲取的圖像與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)零件的圖像進(jìn)行對比。
5.如權(quán)利要求1、3或4一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，其特征在于:所述系統(tǒng)還包含有一種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含有安裝于工作臺上的上料結(jié)構(gòu)(I)、檢測機(jī)構(gòu)(2)和下料機(jī)構(gòu)(3)，所述檢測機(jī)構(gòu)(2)包含有位于工作臺上方的軌道平臺(2.1)，所述軌道平臺(2.1)上設(shè)置有至少一組檢測工位(2.2)，所述檢測工位(2.2)位于上述上料結(jié)構(gòu)(I)旁，所述檢測工位(2.2)包含有水平滑動設(shè)置于軌道平臺(2.1)上移動塊，所述移動塊底部設(shè)置有豎向向下的吸嘴，所述檢測工位(2.2)還包含有安裝于工作臺上的旋轉(zhuǎn)臺(2.2.1)，所述檢測工位(2.2)包含有一正對旋轉(zhuǎn)臺(2.2.1)的攝像系統(tǒng)(2.2.2)，該攝像系統(tǒng)(2.2.2)正對旋轉(zhuǎn)臺(2.2.1)上的機(jī)械零件，所述檢測工位(2.2)還包含有一安裝于工作臺上的滑軌(2.2.4)，所述滑軌(2.2.4)上滑動設(shè)置有滑塊(2.2.3)，且滑軌(2.2.4)上開有一棄料孔，上述滑塊(2.2.3)滑動設(shè)置于該棄料孔上。
6.如權(quán)利要求5—種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，其特征在于:所述上料結(jié)構(gòu)(I)包含有振動盤(1.1)，所述振動盤(1.1)的出料口處安裝有一定位塊(1.2)，該定位塊(1.2)的端部設(shè)置有與機(jī)械零件形狀相匹配的定位槽口(1.3)。
7.如權(quán)利要求5—種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，其特征在于:所述下料機(jī)構(gòu)(3)包含有位于檢測機(jī)構(gòu)(2)旁的傳輸帶(3.1)，該傳輸帶(3.1)的出料端設(shè)置有一斜向向下的下料滑軌(3.2)。
8.如權(quán)利要求7—種多功能快速高精度機(jī)械零件檢測方法，其特征在于:所述系統(tǒng)還設(shè)置有一用于對材質(zhì)進(jìn)行檢測的材質(zhì)檢測工位，所述材質(zhì)檢測工位包含有安裝于工作臺上的檢測平臺，所述材質(zhì)檢測工位還包含有一正對檢測平臺的光譜儀,所述材質(zhì)檢測工位還包含有一安裝于工作臺上的滑軌，所述滑軌上滑動設(shè)置有滑塊，且滑軌上開有一棄料孔，上述滑塊滑動設(shè)置于該棄料孔上。
【文檔編號】G01B11/00GK104236460SQ201410500737
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】劉榮增, 劉協(xié)華, 劉理淳, 陳蘇婷 申請人:江陰市精成數(shù)控有限公司