一种基于机器视觉的大型链轮齿形自动测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种齿形测量装置，具体涉及一种基于机器视觉的大型链轮齿形自动测量装置。
【背景技术】
[0002]视觉检测是一种通过机器视觉设备提取目标图像信号代替人眼或量具做测量和判断的有效手段。它是产品制造过程中的重要质量保障手段之一。目前，机器视觉已被广泛应用于各种自动化加工设备中，它可以实现零件尺寸、位置的测量，产品外观和缺陷的检查，文字识别，二维码、条形码识别等。
[0003]但是当前，机器视觉的尺寸测量在中小型零件上的应用较多，而大型零件基本都还靠人工测量，没能实现自动化和数字化。究其原因，主要是因为大型零件体积大，重量重，零件的装夹变位困难，而且在保证测量精度的前提下，机器视觉难以扫描整个零件。以附图3所示的某大型链轮零件为例。此链轮零件直径超过半米，重量大约20~30Kg，它在加工完成后需对每个齿形轮廓进行检验。目前一般的检测方法是工人拿着量规依次测量每个齿的外形轮廓，工人检测困难且工作量较大。
[0004]可见，目前大型链轮齿形测量过程存在着如下缺陷:1)自动化程度低，基本都还依赖人工测量，零件尺寸大，重量重，工人测量难度大，工作强度大;2)人工检测，零件质量信息没能存档，不能实现统计过程控制和数字化加工;3)零件尺寸较大，机器视觉难以兼顾测量精度和视野范围。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种基于机器视觉的大型链轮齿形自动测量装置。本发明采用搬运机器人实现大型链轮零件自动上下料，并配合视觉测量装置自动变位采集链轮齿形数据，本发明通过零件尺寸信息自动采集以及质量信息自动存档，实现了数字化测量，进一步为数字化制造做准备。
[0006]本发明采用的技术方案如下:
一种基于机器视觉的大型链轮齿形自动测量装置，包含上料料仓、搬运机器人系统、视觉检测系统和下料料仓；
上料料仓上设置有定位气缸和定位块，用于链轮零件的定位；
搬运机器人系统由搬运机器人和链轮夹爪组成，链轮夹爪通过安装法兰与搬运机器人第六轴连接；
视觉检测系统由机架、视觉测量装置和遮光装置组成;机架用于安装视觉测量装置和遮光装置;视觉测量装置用于链轮零件外形扫描，判断链轮零件齿形是否合格;遮光装置用于遮挡环境光对视觉测量装置的影响；
下料工位设置有不少于两个下料料仓，分别放置检验合格品和不合格品。即所述下料料仓设置有两个，其中一个下料料仓为放置检验合格品的合格下料料仓，另一个下料料仓为放置检验不合格品的不合格下料料仓。
[0007]所述的视觉检测系统中，机架由底座、立柱、横梁和镜头调节座组成;底座固定安装于地面;不少于两根立柱与底座垂直安装;镜头调节座设置于立柱中部偏上位置;横梁设置于立柱顶端。
[0008]所述的视觉检测系统中，视觉测量装置由相机镜头、工业相机、镜头支架、螺钉、光杆滑块、光杆和背光源组成;镜头支架设置在镜头调节座上;相机镜头安装在镜头支架上；工业相机固定在相机镜头像方侧的末端;光杆滑块安装在固定在镜头支架上;镜头支架通过光杆滑块与镜头调节座上的光杆连接;螺钉设置于镜头支架上，用于镜头支架与镜头调节座的固定;背光源固定在横梁的一端，背光源设置在相机镜头物方侧的延长线上。
[0009]所述的视觉检测系统中，遮光装置由遮光幕布、气缸、导轨滑块、幕布支架和导轨组成;气缸和导轨竖直安装于横梁上;幕布支架一侧固定在气缸的气缸杆上，另一侧通过导轨滑块与导轨连接;遮光幕布设置在幕布支架上;遮光幕布笼罩在视觉检测系统外侧。
[0010]所述的视觉检测系统中，相机镜头和背光源之间为视觉测量区域;相机镜头和背光源之间的距离通过与光杆连接的镜头支架进行调节，并通过螺钉锁死。
[0011]本发明的有益之处在于:
(1)本发明实现了大型链轮零件齿形数据自动采集测量，有效减小链轮零件齿形检验难度。工人只需将链轮零件装夹到上料料仓上，搬运机器人就会完成链轮零件自动上料、变位测量和自动下料操作。整个检测过程不受人为因素影响，有效保证了产品检测质量的准确性。
[0012](2)本发明利用计算机存储零件质量信息，实现零件数字化测量，为后期统计过程控制和数字化加工做准备。本发明中，工业相机可以将采集到的零件质量数据存储在计算机内，计算机提取零件质量信息为零件制造环节提供反馈信息。
[0013](3)本发明兼顾测量精度和视野范围。本发明针对的测量零件比较大，若做零件全齿检测，那么测量成本会大大增加，而且测量精度也难以达到要求。本发明采用搬运机器人配合视觉测量装置完成零件变位测量，视觉测量装置每次只测量一个齿形，有效兼顾测量精度和视野范围。
【附图说明】
[0014]图1是本发明一种基于机器视觉的大型链轮齿形自动测量装置的示意图；
图2是本发明一种基于机器视觉的大型链轮齿形自动测量装置的视觉测量系统示意图；
图3是链轮零件示意图；
附图标记的含义:100、上料料仓，200、搬运机器人系统，201、搬运机器人，202、链轮夹爪，300、视觉检测系统，301、底座，302、立柱，303、遮光幕布，304、气缸，305、导轨滑块，306、幕布支架，307、导轨，308、横梁，309、相机镜头，310、工业相机，311、镜头支架，312、螺钉，313、光杆滑块，314、光杆，315、镜头调节座，316、背光源，400、下料料仓，500、链轮零件。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
[0016]如附图1所示，本发明一种基于机器视觉的大型链轮齿形自动测量装置，包含上料料仓100、搬运机器人系统200、视觉检测系统300和下料料仓400;
上料料仓100上设置有定位气缸和定位块，用于链轮零件500的定位；
搬运机器人系统200由搬运机器人201和链轮夹爪202组成，链轮夹爪202通过安装法兰与搬运机器人201第六轴连接；
视觉检测系统300由机架、视觉测量装置和遮光装置组成;机架用于安装视觉测量装置和遮光装置;视觉测量装置用于链轮零件500外形扫描，判断链轮零件500齿形是否合格;遮光装置用于遮挡环境光对视觉测量装置的影响；
下料工位设置有不少于两个下料料仓400，分别放置检验合格品和不合格品。即所述下料料仓设置有两个，其中一个下料料仓为放置检验合格品的合格下料料仓，另一个下料料仓为放置检验不合格品的不合格下料料仓。
[0017]如附图2所示，所述的视觉检测系统300中，机架由底座301、立柱302、横梁308和镜头调节座315组成;底座301固定安装于地面;不少于两根立柱302与底座301垂直安装;镜头调节座315设置于立柱302中部偏上位置;横梁308设置于立柱302顶端。
[0018]如附图2所示，所述的视觉检测系统300中，视觉测量装置由相机镜头309、工业相机310、镜头支架311、螺钉312、光杆滑块313、光杆314和背光源316组成;镜头支架311设置在镜头调节座315上;相机镜头309安装在镜头支架311上;工业相机310固定在相机镜头309像方侧的末端;光杆滑块313安装在固定在镜头支架311上;镜头支架311通过光杆滑块313与镜头调节座315上的光杆314连接;螺钉312设置于镜头支架311上，用于镜头支架311与镜头调节座315的固定;背光