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一種零件檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種零件檢測系統(tǒng)，包括：工作臺，具有用來承載零件的支承件；成像裝置，用于對放置在所述支承件上的零件進(jìn)行成像；以及圖像處理裝置，與所述成像裝置相連，用于接收成像裝置傳輸來的圖像并對圖像進(jìn)行處理以獲取所述零件的參數(shù)。本實(shí)用新型所述檢測系統(tǒng)，通過成像裝置以及圖像處理裝置，能夠?qū)α慵亩S平面和截面形狀進(jìn)行全面的檢測，判斷該零件是否滿足現(xiàn)有CAD圖形文件（圖紙）的精度需求。檢測內(nèi)容可包括半徑、直徑、距離、角度等各個(gè)方面，且檢測精度高，誤差小，還能夠通過獲取并分析處理零件的輪廓，得到零件的CAD圖形文件。
【專利說明】一種零件檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種零件檢測系統(tǒng)，尤其涉及一種利用成像技術(shù)對零件的二維平面和截面形狀進(jìn)行檢測的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鈑金是一種針對金屬薄板的綜合加工工藝，其顯著特征是同一零件在各個(gè)部位的厚度完全一致。由于鈑金具有重量輕、強(qiáng)度高、成本低、工藝靈活、適于大規(guī)模量產(chǎn)等特點(diǎn)，因此在工業(yè)領(lǐng)域的許多方面得到了廣泛的應(yīng)用，例如通訊、交通、電力、電梯、農(nóng)業(yè)裝備、工程機(jī)械、家用電器等。
[0003]一個(gè)典型的鈑金零件包括了下料、折彎、焊接等幾個(gè)工序。本實(shí)用新型中提到的“鈑金零件”特指由金屬薄板坯料進(jìn)行下料之后得到的二維平面零件，這個(gè)零件通常需要進(jìn)行折彎、焊接、表面處理等后續(xù)工序才能成為一個(gè)完整的零件。目前最常用的下料工藝是數(shù)控下料，也就是根據(jù)零件的二維CAD圖形，通過數(shù)控編程，然后在數(shù)控(轉(zhuǎn)塔)沖床、激光切割機(jī)、等離子切割機(jī)、水射流或者其它類型的數(shù)控切割機(jī)上進(jìn)行自動加工的一種現(xiàn)代化加工方式。
[0004]由于下料是鈑金的第一個(gè)工序，因此需要保證零件的準(zhǔn)確性以避免將錯(cuò)誤帶到下一個(gè)工序甚至成品。傳統(tǒng)的鈑金零件的檢測手段包括游標(biāo)卡尺、卷尺等，但是檢測效率、檢測精度都很低，并且極易發(fā)生漏檢和錯(cuò)檢的現(xiàn)象，這主要是由鈑金零件的特點(diǎn)決定的。同樣，三坐標(biāo)測量機(jī)等現(xiàn)代化檢測手段也不適于鈑金零件的檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)零件的快速、高精度測量的檢測系統(tǒng)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的零件檢測系統(tǒng)包括:工作臺，具有用來承載零件的支承件；成像裝置，用于對放置在所述支承件上的零件進(jìn)行成像；以及圖像處理裝置，與所述成像裝置相連，用于接收成像裝置傳輸來的圖像并對圖像進(jìn)行處理以獲取所述零件的參數(shù)。
[0007]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的檢測系統(tǒng)，所述支承件為所述工作臺頂部的工作臺面。
[0008]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的檢測系統(tǒng)，進(jìn)一步包括光源，所述光源的設(shè)置方式包括下列中的至少一種:所述工作臺面為透明或半透明的，所述光源設(shè)置在所述工作臺面下方；和所述光源設(shè)置在所述工作臺的斜上方。
[0009]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的檢測系統(tǒng)，所述光源為熒光燈或LED燈。
[0010]可選地，本實(shí)用新型所述的檢測系統(tǒng)，所述成像裝置為至少兩個(gè)。
[0011]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的檢測系統(tǒng)，所述成像裝置為(XD相機(jī)、CMOS相機(jī)或光學(xué)掃描儀。
[0012]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的檢測系統(tǒng)，所述CCD相機(jī)或CMOS相機(jī)中使用的光學(xué)鏡頭為廣角鏡頭或遠(yuǎn)心鏡頭。
[0013]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的檢測系統(tǒng)，所述零件為型材，所述光源環(huán)繞在所述型材截面周圍。
[0014]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的檢測系統(tǒng)，所述圖像處理裝置包括數(shù)據(jù)處理器以及與所述數(shù)據(jù)處理器相連的人機(jī)交互裝置。
[0015]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的檢測系統(tǒng)，所述人機(jī)交互裝置包括用于顯示所述數(shù)據(jù)處理器處理結(jié)果的顯示器以及對所述數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行操作的操作裝置。
[0016]本實(shí)用新型所述零件檢測系統(tǒng)，通過成像裝置以及圖像處理裝置，能夠?qū)α慵亩S平面和截面形狀進(jìn)行全面的檢測，檢測內(nèi)容可包括半徑、直徑、距離、角度等各個(gè)方面，且檢測精度高，誤差小，還能夠通過獲取并分析處理零件的二維輪廓，得到零件的二維圖形文件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0018]圖1為本實(shí)用新型所述檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0020]圖3為采用遠(yuǎn)心鏡頭進(jìn)行型材截面測量的工作示意圖。
[0021]圖中附圖標(biāo)記的含義為:
[0022]100-工作臺，110-工作臺面，120-支撐腔體，130-立柱；200_成像裝置，210-遠(yuǎn)心鏡頭；300_圖像處理裝置，310-數(shù)據(jù)處理器，320-人機(jī)交互裝置320 ;400_光源；500_零件；600-型材；610_型材截面；700_零件支架。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0024]本實(shí)用新型提供了一種零件檢測系統(tǒng)，包括:工作臺，具有用來承載零件的支承件；成像裝置，用于對放置在所述支承件上的零件進(jìn)行成像；以及圖像處理裝置，與所述成像裝置相連，用于接收成像裝置傳輸來的圖像并對圖像進(jìn)行處理以獲取所述零件的參數(shù)。
[0025]圖1示出本實(shí)用新型所述零件檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該零件檢測系統(tǒng)包括工作臺100，成像裝置200以及圖像處理裝置300。其中，所述工作臺具有用來承載待測零件500的支承件；所述支承件可以是如圖1和圖2中所示的工作臺頂部的工作臺面110，也可以是如圖3中所示的零件支架700?？梢詫⒘慵胖迷谒龉ぷ髋_面上110上或零件支架700上，使待檢測部分朝向所述成像裝置200，由成像裝置200對該部分進(jìn)行成像；所述圖像處理裝置300與所述成像裝置200相連，以接收由成像裝置200傳輸來的圖片。所述圖像處理裝置中配設(shè)有專業(yè)的圖像處理軟件，在其接收到圖像后，通過該專業(yè)圖像處理軟件對圖像進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得零件輪廓的完整信息。通過該種測量方式，實(shí)現(xiàn)了零件的快速、精準(zhǔn)測量，避免了人為測量帶來的誤差。其中，所述零件可以為鈑金零件或者型材，還可以是諸如木板、石材、PVC、復(fù)合材料等任何其它不透明的非金屬材料制成的零件。零件可以是平面的，也可以是立體的。
[0026]除了實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的測量，本實(shí)用新型所述檢測系統(tǒng)在處理獲得零件輪廓的完整信息后，還可以根據(jù)需要將這些信息與基準(zhǔn)CAD圖形進(jìn)行匹配，得到輪廓的配準(zhǔn)圖，并在配準(zhǔn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種測量和檢測。這些信息也可以直接以高質(zhì)量DXF格式的圖形文件保存并輸出。
[0027]為了保證成像裝置能夠獲取高質(zhì)量的圖像，本實(shí)用新型所述檢測系統(tǒng)還可以配置光源，以用來對零件提供穩(wěn)定的照明，避免因光線問題影響成像質(zhì)量。所述光源400的設(shè)置位置可以有多種，例如可以將其設(shè)置在所述工作臺100的斜上方，如圖1中所示。此時(shí)，所述光源400的具體設(shè)置位置可以根據(jù)成像單元與工作臺的距離進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，直至達(dá)到最佳角度和位置，實(shí)現(xiàn)最佳照明效果。所述光源400還可以設(shè)置在所述工作臺面110的下方。如圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)中，所述工作臺由支撐腔體120和工作臺面110組成，可以在位于所述工作臺面110下方的支撐腔體120內(nèi)設(shè)置光源(圖中未示出)。此時(shí)，所述工作臺面110是透明或半透明的，以保證光線能夠從工作臺中透射出來，對零件形成照明效果。將光源設(shè)置在所述工作臺面下方時(shí)，可以在所述支撐腔體的側(cè)壁上設(shè)置散熱孔，將光源在發(fā)光過程中產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，防止工作臺溫度過高。
[0028]本實(shí)用新型所述檢測系統(tǒng)中，所述工作臺面110由具有良好的抗沖擊強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性的鋼化玻璃制成。所述光源400為熒光燈或LED燈，當(dāng)然，其他任何能夠?qū)λ隽慵峁┝己谜彰餍Ч墓庠匆策m用于本實(shí)用新型。
[0029]本實(shí)用新型中，根據(jù)目標(biāo)零件類型，可以選擇使用不同類型的成像裝置，包括CCD相機(jī)、CMOS相機(jī)和光學(xué)掃描儀等。其中，所述光學(xué)掃描儀類似于傳統(tǒng)的辦公室掃描儀，在對目標(biāo)零件截面進(jìn)行成像時(shí)，將零件截面放置在工作臺面上，使用線陣CCD對零件進(jìn)行掃描，所述線陣(XD通過機(jī)械機(jī)構(gòu)運(yùn)動，其與照明裝置集成在一起。通過該掃描方式，可得到目標(biāo)零件的截面圖像。
[0030]當(dāng)使用CCD相機(jī)或CMOS相機(jī)時(shí)，還可以根據(jù)目標(biāo)零件類型和應(yīng)用領(lǐng)域的不同，使用不同類型的光學(xué)鏡頭。較為常用的鏡頭類型主要為廣角鏡頭和遠(yuǎn)心鏡頭。
[0031]另外，還可以根據(jù)目標(biāo)零件尺寸的不同，選擇所述成像裝置的數(shù)量。例如，當(dāng)目標(biāo)零件尺寸較小，使用一個(gè)成像裝置即可獲取該零件的輪廓信息；而當(dāng)目標(biāo)零件尺寸較大時(shí)，一個(gè)成像裝置無法獲取完整的圖像，或者獲取的圖像質(zhì)量不高時(shí)，可以選擇使用兩個(gè)或兩個(gè)以上的成像裝置分別進(jìn)行成像，之后通過圖像處理軟件對各個(gè)成像裝置獲取的圖像進(jìn)行組合、處理，最終獲得零件的完整圖像信息。
[0032]通常情況下，成像裝置200與工作臺100的位置相對固定，但是目標(biāo)零件可以根據(jù)需要進(jìn)行移動以便進(jìn)行多次成像。圖2示出了本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述成像單元位于所述工作臺100的上方，兩者通過立柱130實(shí)現(xiàn)連接，在所述立柱的頂端設(shè)置有水平伸出部分140，所述成像單元設(shè)置在所述水平伸出部分140內(nèi)(圖中未示出)。所述立柱130的高度以保證所述工作臺的工作臺面110全部位于所述成像單元200的成像范圍內(nèi)為宜。此時(shí)，將零件置于所述工作臺面110的任何位置上，所述成像裝置200均能獲取其圖像。根據(jù)目標(biāo)零件的大小不同，所述工作臺面110的尺寸可以從最小的300 X 210mm (A4紙張規(guī)格)到1500 x 4000mm，甚至可以更大。
[0033]當(dāng)需要對型材的截面進(jìn)行測量時(shí)，一般使用遠(yuǎn)心鏡頭(Telecentric鏡頭)來進(jìn)行成像。遠(yuǎn)心鏡頭主要是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而設(shè)計(jì)，因?yàn)樵诰芄鈱W(xué)檢測系統(tǒng)中，由于普通光學(xué)鏡頭會存在一定的制約因素，如影像的變形、視角選擇而造成的誤差、不適當(dāng)光源干擾下造成邊界的不確定性等問題，進(jìn)而影響測量的精度。而遠(yuǎn)心鏡頭能有效降低甚至消除上述問題，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會變化。采用遠(yuǎn)心鏡頭對型材表面進(jìn)行成像，能夠保證獲取高品質(zhì)的圖像。
[0034]由于型材一般長度較長，檢測系統(tǒng)不適宜采用圖2中所示的成像裝置位于工作臺上方的結(jié)構(gòu)，此時(shí)可將所述成像裝置與工作臺面呈水平設(shè)置，此時(shí)無需對型材進(jìn)行切割即可對其截面進(jìn)行測量。圖3示出了采用遠(yuǎn)心鏡頭進(jìn)行型材截面測量時(shí)的工作示意圖。如圖3所示，型材600水平放置于工作臺(圖中未示出)上，型材的截面610朝向遠(yuǎn)心鏡頭210。型材截面610保持平整，且在周圍環(huán)繞有光源400，以提高成像的品質(zhì)。現(xiàn)有的遠(yuǎn)心鏡頭的最大直徑一般為300mm，所以一次測量的最大型材截面尺寸為240 x 180mm?如果型材截面的尺寸較大，則需要對其不同部位進(jìn)行多次成像。此時(shí)，可以移動所述遠(yuǎn)心鏡頭來獲取不同部位的圖像，也可以如圖3中所示，在工作臺上設(shè)置一個(gè)能夠上下運(yùn)動的零件支架700，將所述型材600架設(shè)在所述零件支架700上，通過調(diào)節(jié)零件支架來改變型材截面的高度，從而使得遠(yuǎn)心鏡頭210能夠獲取不同部位的圖像。最終，將獲取的型材截面各部位的圖像進(jìn)行拼接，得到型材截面的整體圖像。
[0035]本實(shí)用新型所述檢測系統(tǒng)中，所述圖像處理裝置300包括數(shù)據(jù)處理器310以及人機(jī)交互裝置。所述數(shù)據(jù)處理器310與所述成像裝置200相連，接收圖像并進(jìn)行處理。所述人機(jī)交互裝置包括顯示器320和操作裝置。其中，所述顯示器320用于顯示所述數(shù)據(jù)處理器310對圖像的處理結(jié)果，所述操作裝置對所述數(shù)據(jù)處理器310進(jìn)行操作，例如零件二維圖紙的生成、導(dǎo)出和保存等。所述操作裝置可以是鼠標(biāo)與鍵盤或者是操作面板。
[0036]應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行說明而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。單詞第一、第二以及第三等的使用不表示任何順序，可將這些單詞解釋為名稱``。
【權(quán)利要求】
1.一種零件檢測系統(tǒng)，其特征在于包括: 工作臺(100)，具有用來承載零件的支承件； 成像裝置(200)，用于對放置在所述支承件上的零件進(jìn)行成像；以及 圖像處理裝置(300 )，與所述成像裝置(200 )相連，用于接收成像裝置(200 )傳輸來的圖像并對圖像進(jìn)行處理以獲取所述零件的參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述支承件為所述工作臺(100)頂部的工作臺面(110)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:進(jìn)一步包括光源(400)，所述光源的設(shè)置方式包括下列中的至少一種: 所述工作臺面(110)為透明或半透明的，所述光源(400)設(shè)置在所述工作臺面(110)下方-M 所述光源(400)設(shè)置在所述工作臺(100)的斜上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述光源(400)為熒光燈或LED燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述成像裝置(200)為至少兩個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述成像裝置(200)為CCD相機(jī)、CMOS相機(jī)或光學(xué)掃描儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述CCD相機(jī)或CMOS相機(jī)中使用的光學(xué)鏡頭為廣角鏡頭或遠(yuǎn)心鏡頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述零件為型材，所述光源(400)環(huán)繞在所述型材截面周圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像處理裝置(300)包括數(shù)據(jù)處理器(310)以及與所述數(shù)據(jù)處理器相連的人機(jī)交互裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述人機(jī)交互裝置包括: 用于顯示所述數(shù)據(jù)處理器(310)處理結(jié)果的顯示器(320);以及對所述數(shù)據(jù)處理器(310)進(jìn)行操作的操作裝置。
【文檔編號】G01B11/00GK203605907SQ201320652504
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】李向輝, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:北京力信聯(lián)合科技有限公司