一种孔径测量装置以及测量设备的制作方法

本实用新型涉及机器视觉技术领域，具体而言，涉及一种孔径测量装置以及测量设备。

背景技术：

近年来，机器视觉技术发展极为迅猛，应用范围比较广，发展前景乐观。机器视觉技术用到的很多技术都是来源于计算机学科，它从开始发展到如今广泛应用已过去了20多年，在这期间由于科学技术的不断发展以及工业自动化的不断高标准要求，使得机器视觉技术应用的范围和功能不断完善。机器视觉是一个非常活跃的研究领域，并且机器视觉技术对于测量也开始专门的研究起来，但是对于工业零件的生产测量，其规格要求和测量精度之严格，不但要求较高的测量速度和精度，而且要求非接触式测量，即在线测量，并保证测量的精确度，与之相关的学科涉及非常广泛。

目前传统的零件测量都是基于接触式测量，效率低下、精度不高，尤其对于一些多孔洞的机加工零件，对于孔洞的孔径的测量和检测的难度更大，而对于一些测量精度高的设备要求测量环境比较高且价格比较昂贵。

有鉴于此，设计制造出一种测量精确高效的孔径测量装置以及测量设备特别是在工业生产中显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种孔径测量装置，结构简单，能够精确地测量出工件上各个孔洞的直径大小，测量方便，测量效率高，测量结果准确，实用性强。

本实用新型的另一目的在于提供一种测量设备，结构简单，能够精确地测量出工件上各个孔洞的直径大小，测量方便，测量效率高，测量结果准确，实用性强，性价比高。

本实用新型是采用以下的技术方案来实现的。

一种孔径测量装置，用于测量工件上孔洞的直径，孔径测量装置包括机架、第一光源、工控机、图像采集器和图像处理器，机架用于放置工件，第一光源固定安装于机架上，且与工控机连接，第一光源能够照射工件，图像采集器固定安装于机架上，且与工控机连接，图像采集器用于采集工件的待测图片，并将待测图片发送给工控机，工控机与图像处理器连接，图像处理器用于接收待测图片，并根据待测图片测量出工件上孔洞的直径。

进一步地，机架包括支撑架和基台，支撑架与基台连接，图像采集器固定安装于支撑架上，第一光源安装于基台上，且与图像采集器的位置相对应，基台用于放置工件。

进一步地，支撑架呈U形，支撑架包括第一支撑杆、连接杆和第二支撑杆，第一支撑杆的一端与基台连接，另一端通过连接杆与第二支撑杆连接，第二支撑杆与基台连接，图像采集器固定安装于连接杆上。

进一步地，孔径测量装置还包括感应器和触发器，感应器安装于机架上，且与触发器连接，感应器用于在检测到工件放置于预设位置时向触发器发出控制信号，触发器与图像采集器连接，触发器用于接收控制信号，并控制图像采集器采集待测图片。

进一步地，感应器和触发器均为对射传感器。

进一步地，孔径测量装置还包括第二光源，第二光源安装于机架上，且与图像采集器间隔设置，第二光源用于提高工件表面特征的对比度。

进一步地，第二光源呈环状，第二光源设置于图像采集器和第一光源之间，第二光源的位置与第一光源的位置相对应。

进一步地，第一光源为白光光源，第二光源为红外线光源。

进一步地，图像采集器为工业相机。

一种测量设备，用于测量工件上孔洞的直径，测量设备包括孔径测量装置和移动架，孔径测量装置包括机架、第一光源、工控机、图像采集器和图像处理器，机架安装于移动架上，机架用于放置工件，第一光源固定安装于机架上，且与工控机连接，第一光源能够照射工件，图像采集器固定安装于机架上，且与工控机连接，图像采集器用于采集工件的待测图片，并将待测图片发送给工控机，工控机与图像处理器连接，图像处理器用于接收待测图片，并根据待测图片测量出工件上孔洞的直径。

本实用新型提供的孔径测量装置以及测量设备具有以下有益效果：

本实用新型提供的孔径测量装置，机架用于放置工件，第一光源固定安装于机架上，且与工控机连接，第一光源能够照射工件，图像采集器固定安装于机架上，且与工控机连接，图像采集器用于采集工件的待测图片，并将待测图片发送给工控机，工控机与图像处理器连接，图像处理器用于接收待测图片，并根据待测图片测量出工件上孔洞的直径。与现有技术相比，本实用新型提供的孔径测量装置由于采用了安装于机架上的第一光源以及分别与工控机连接的图像采集器和图像处理器，所以能够利用机器视觉精确地测量出工件上各个孔洞的直径大小，测量方便，测量效率高，测量结果准确，实用性强。

本实用新型提供的测量设备，包括孔径测量装置，结构简单，能够利用机器视觉精确地测量出工件上各个孔洞的直径大小，测量方便，测量效率高，测量结果准确，实用性强，性价比高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的测量设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的孔径测量装置一个视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的孔径测量装置的结构组成框图；

图4为本实用新型实施例提供的孔径测量装置另一个视角的结构示意图。

图标：10-测量设备；100-孔径测量装置；110-机架；111-支撑架；112-基台；113-第一支撑杆；114-连接杆；115-第二支撑杆；120-第一光源；130-工控机；140-图像采集器；150-图像处理器；160-感应器；170-触发器；180-第二光源；200-移动架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参照图1，本实用新型实施例提供了一种测量设备10，用于测量工件上孔洞的直径。其结构简单，能够精确地测量出工件上各个孔洞的直径大小，测量方便，测量效率高，测量结果准确，实用性强，性价比高。该测量设备10孔径测量装置100和移动架200。孔径测量装置100安装于移动架200上，移动架200对孔径测量装置100进行支撑，并且能够带动孔径测量装置100移动，便于运输，孔径测量装置100用于测量工件上孔洞的直径。本实施例中，被测量的工件上设置有多个孔洞，其中有直径相同的孔洞，也有直径不同的孔洞，若采用接触式测量方法，需要多次接触测量，测量效率低，测量精度低，而采用本实施例中的孔径测量装置100，能够一次性得出各个孔洞的直径，测量效率高。

请结合参照图2和图3，孔径测量装置100包括机架110、第一光源120、工控机130、图像采集器140、图像处理器150、感应器160、触发器170和第二光源180。机架110安装于移动架200上，移动架200对机架110进行支撑，并且能够带动机架110进行移动，便于运输。机架110用于放置工件，便于对工件进行测量。第一光源120固定安装于机架110上，且与工控机130连接，工控机130能够控制第一光源120开启或者关闭。第一光源120能够照射工件，以排除环境光因素的影响。第二光源180安装于机架110上，且与图像采集器140间隔设置，第二光源180用于提高工件表面特征的对比度，第二光源180与工控机130连接，工控机130能够控制第二光源180开启或者关闭。图像采集器140固定安装于机架110上，且与工控机130连接，图像采集器140用于采集工件的待测图片，并将待测图片发送给工控机130。工控机130与图像处理器150连接，工控机130能够将待测图片发送给图像处理器150，图像处理器150用于接收待测图片，并根据待测图片测量出工件上孔洞的直径。感应器160安装于机架110上，且与触发器170连接，感应器160用于在检测到工件放置于预设位置时向触发器170发出控制信号。触发器170与图像采集器140连接，触发器170用于接收控制信号，并控制图像采集器140采集待测图片。

在需要测量工件上孔洞的直径的时候，首先利用工控机130打开第一光源120和第二光源180，然后将工件放在预设位置，该预设位置与第一光源120和第二光源180的位置相对应，感应器160检测到工件放置于预设位置后，通过触发器170控制图像采集器140对工件进行拍照，采集待测图片，并将该待测图片发送给工控机130，工控机130利用图像处理器150对该待测图片进行分析处理，得出工件上孔洞的直径，并将该直径数据发送到工控机130上，供用户读取。

值得注意的是，利用图像处理器150对该待测图片进行分析处理，不仅可以得出工件上孔洞的直径，还可以同时得出孔洞的中心坐标值，用户可以根据各个孔洞的中心坐标值计算出各个孔洞之间的距离，实用高效。

需要说明的是，图像处理器150接收到待测图片后，首先通过Laplace边缘检测算子的3X3掩膜边缘检测和CNN边缘轮廓相似度计算来进行对工件的轮廓边缘检测，再通过对轮廓边缘的相似度分析，可以直接忽略掉环境噪声对特征信息的影响，获得比较完整的轮廓，而工件内部空白的轮廓即为孔洞的轮廓，接着通过矩阵变换对各个轮廓进行计算，得出孔洞的直径和孔洞中心坐标值。

值得注意的是，感应器160和触发器170均为对射传感器，对射传感器的发射端发出的光束被对射传感器的接收端接收时，对射传感器输出高电平，对射传感器的发射端发出的光束未被对射传感器的接收端接收时，对射传感器输出低电平。本实施例中，当工件放置于预设位置时，感应器160的发射端发出的光束被工件遮挡，感应器160的接收端接收不到光束，感应器160向触发器170输出低电平，该低电平即为控制信号，触发器170接收到控制信号后，触发器170的发射端发出光束，触发器170的接收端接收光束，此时触发器170向图像采集器140输出高电平，图像采集器140感应到该高电平后启动，对工件进行拍摄，采集待测图片。

机架110包括支撑架111和基台112。支撑架111与基台112连接，基台112安装于移动架200上，移动架200对基台112进行支撑，并且能够带动基台112进行移动，便于运输。图像采集器140固定安装于支撑架111上，且与基台112间隔设置，便于拍摄照片。第一光源120安装于基台112上，且与图像采集器140的位置相对应，基台112用于放置工件。

请参照图4，本实施例中，支撑架111呈U形，支撑架111包括第一支撑杆113、连接杆114和第二支撑杆115。第一支撑杆113的一端与基台112连接，另一端通过连接杆114与第二支撑杆115连接，第二支撑杆115与基台112连接。图像采集器140固定安装于连接杆114上，以对工件进行拍摄。具体地，图像采集器140安装于连接杆114的中部，第一光源120安装于基台112的中部。

本实施例中，第二光源180呈环状，第二光源180设置于图像采集器140和第一光源120之间，第二光源180的位置与第一光源120的位置相对应，图像采集器140对位于第一光源120上的工件进行拍摄。具体地，第一光源120为白光光源，第二光源180为红外线光源，图像采集器140为工业相机。

在采集待测图片的过程中，工件放置于基台112上，且与第一光源120的位置相对应，第一光源120发出的光穿过工件上的孔洞照射到外界，图像采集器140对工件进行拍摄，形成待测图片，待测图片中亮光的位置即为工件上孔洞的位置。

本实用新型实施例提供的孔径测量装置100，机架110用于放置工件，第一光源120固定安装于机架110上，且与工控机130连接，第一光源120能够照射工件，图像采集器140固定安装于机架110上，且与工控机130连接，图像采集器140用于采集工件的待测图片，并将待测图片发送给工控机130，工控机130与图像处理器150连接，图像处理器150用于接收待测图片，并根据待测图片测量出工件上孔洞的直径。与现有技术相比，本实用新型提供的孔径测量装置100由于采用了安装于机架110上的第一光源120以及分别与工控机130连接的图像采集器140和图像处理器150，所以能够利用机器视觉精确地测量出工件上各个孔洞的直径大小，测量方便，测量效率高，测量结果准确，实用性强，使得测量设备10稳定高效，用户体验感好。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。