影像式工作钢卷尺全自动标准装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及基于机器视觉技术的全自动测长装置技术领域，尤其是一种基于机器视觉技术的影像式工作钢卷尺全自动标准装置。
【背景技术】
[0002]钢卷尺是普通的长度测量量具，其准确度直接影响到测量精度。
[0003]目前，计量检定机构对钢卷尺周期检定、企业质量检验部门对产品出厂检验按照《JJG4-1999钢卷尺》检定规程和相关产品标准，通常采用的钢卷尺检定装置由长检台(一般长为5m)、分度值为0.0lmm的读数显微镜与标准钢卷尺组成。在长检台的一边放置标准钢卷尺，另一边放置被检钢卷尺，两个钢卷尺零位对齐，然后手工移动读数显微镜，在每米处对标准钢卷尺和被检钢卷尺进行比较测量，并人工记录数据，计算示值误差，进行相对比较检定钢卷尺的示值误差。劳动强度相当大、操作极不方便、检定效率低下、容易因人为读数误差造成测量准确度不高，更无法进行数据的自动存储，对后续证书、检验报告出具也带来许多不便。
[0004]我国目前的几何量控制意识已接近欧美国家水平，上个世纪，我国已制定了钢卷尺检定规程和相关产品标准，GB/T19022标准规定测量设备必须受控，必须进行计量确认。根据计量确认的定义，计量确认的第一步就是计量校准。为了保证工作钢卷尺的测量精度，必须保证工作钢卷尺标准装置的检测灵敏度、分辨率和可靠性。但是我国现有对工作钢卷尺的测量方法与装置基本采用人工零位对齐、人工比对、人工记录数据，测量精度以及准确度等级受到人为因素的影响，精度不能得到保证。在测量、计算等环节都需要人工参与，从而导致效率较低。
[0005]因此需要研制出影像式工作钢卷尺全自动标准装置以解决以上实际工作中遇到的问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型针对现有技术的不足，提出一种影像式工作钢卷尺全自动标准装置，结构巧妙，使用方便。
[0007]为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案:一种影像式工作钢卷尺全自动标准装置，包括大理石平台，在大理石平台上设有绕尺带机构、尺带分段传送机构、尺带压紧机构、自动调焦摄像机构、尺带压平机构、半米尺限位机构、尺带限位机构、尺盒固定装置、测力机构、尺带限制机构和零位夹具固定模块；绕尺带和尺带分段传送机构固定在大理石平台的左端上；尺带压紧机构固定在大理石平台上的左侧；自动调焦摄像机构和半米尺限位机构固定在大理石平台上；尺带限位机构设在自动调焦摄像机构的正下方并固定在大理石平台上；尺盒固定装置、测力机构和尺带限制机构固定在大理石平台的右侧端面；零位夹具固定模块固定在大理石平台左侧的自动调焦摄像机构的正下方的大理石平台上。
[0008]进一步地，还包括尺架固定调节装置和收取机构，尺架固定调节装置和收取机构该固定在大理石平台的右端上，位于尺盒固定装置、测力机构和尺带限制机构的左侧。
[0009]进一步地，自动调焦摄像机构设有8个，分别设在原点处、10mm处、500mm处、I米处、2米处、3米处、4米处、5米处。
[0010]进一步地，该尺带限位机构设有6个，分别设置在500mm处、I米处、2米处、3米处、4米处、5米处的自动调焦摄像机构的正下方。
[0011]进一步地，还包括有控制盒，该控制盒固定在大理石平台的左侧下方。
[0012]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:能完成大于5m测量尺的分段测量定位，保证送带的准确度，从而保证系统的准确度。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型影像式工作钢卷尺全自动标准装置的结构示意图；
[0014]图2为绕尺带和尺带分段传送机构的结构示意图；
[0015]图3为图2的俯视图；
[0016]图4为绕尺带和尺带分段传送机构结构示意图；
[0017]图5为图4的左视图；
[0018]图6为自动调焦摄像机构的结构示意图；
[0019]图7为图6中A-A向剖视图；
[0020]图8为尺带压平机构的结构示意图；
[0021]图9为图8中A-A向剖视图；
[0022]图10半米尺限位机构的结构示意图；
[0023]图11为图10中A-A向剖视图；
[0024]图12为尺带限位机构的结构示意图；
[0025]图13为图12中A-A向剖视图；
[0026]图14为尺架固定调节装置和收取机构的结构示意图；
[0027]图15为图14的左视图；
[0028]图16为尺盒固定装置、测力和尺带限制机构的结构示意图；
[0029]图17为图16的左视图；
[0030]图18为零位夹具固定模块的结构示意图；
[0031]图19为图18中A-A向剖视图；
[0032]图20为图18中B-B向剖视图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
[0034]如图1所示的一种影像式工作钢卷尺全自动标准装置，包括大理石平台18，在大理石平台18上设有绕尺带1、尺带分段传送机构2、尺带压紧机构3、自动调焦摄像机构5、尺带压平机构8、半米尺限位机构9、尺带限位机构10、尺盒固定装置14、测力机构15、尺带限制机构17和零位夹具固定模块；绕尺带I和尺带分段传送机构2固定在大理石平台18的左端上；尺带压紧机构3固定在大理石平台上的左侧；自动调焦摄像机构设有8个，分别设在原点处5、100_处6、500_处7、I米处、2米处、3米处、4米处、5米处；所有自动调焦摄像机构和半米尺限位机构9固定在大理石平台18上；尺带限位机构10设有6个，分别设置在500mm处、I米处、2米处、3米处、4米处、5米处的自动调焦摄像机构的正下方，并固定在大理石平台上；尺盒固定装置14、测力机构15和尺带限制机构17固定在大理石平台18的右侧端面；零位夹具固定模块固定在大理石平台18左侧的自动调焦摄像机构5的正下方的大理石平台18上。
[0035]本装置还包括尺架固定调节装置12和收取机构13，尺架固定调节装置12和收取机构13该固定在大理石平台18的右端上，位于尺盒固定装置14、测力机构15和尺带限制机构17的左侧。
[0036]本装置还包括有控制盒20，该控制盒20固定在大理石平台18的左侧下方。
[0037]大理石平台18为整机工作的测量平台(外形为5260*580*400)，同时在系统结构中，也是最主要结构件，其他所有结构件都以大理石平台作为安装固定的基础。在大理石平台18的底部分别均匀分布安装16个地脚19来来支撑大理石平台18。
[0038]本装置还包括有反射镜4、激光标准模块21和光源22，三者均固定在大理石平台18上。
[0039]本装置的工作原理:将钢卷尺尺端固定在仪器的初始零位装置，同时此零位在摄像机的视场之内。钢卷尺尺盒固定在右侧的安装夹具内，钢卷尺尺带通过压平装置贴在检定台面上，由自动压平装置将尺带压平，然后人工手动通过CCD进行零位识别(确定钢卷尺首端零位)，其余各摄像点分别将各自图像采集后将其转换成数字图像，并输入计算机进行数字图像处理，通过图像识别寻找线纹边界点，计算摄像机的中心和被检线纹中心坐标，再通校准后的精确定位距离加上或减去图像识别精算出CCD中心到被检线纹中心的距离，得出固定点被检线纹处的实际测量值，进而比较确定被检线纹的示值误差。
[0040]当被检钢卷尺长度大于工作台长度5米时，通过首次测完5米后，5米处的线纹示值误差已确定，再通过自动送尺带机构送完一段尺带后，由检定员将钢卷尺首端固定在收尺带装置上，再由送尺带装置将5米处的被检线纹移送至CCD的原点处，再次将5米的被检线纹的中心转换为测第二次测量的零位，最后由其他固定点的CCD再次分析计算第6米、第7米、第8米、第9米、第10米的被检线纹的示值误差。对于所有大于5米的钢卷尺都利用首尾相接的分段法检定。
[0041]当被检钢卷尺的长度小于5米而标称长度为0.5的整数倍时，检定员只需将钢卷尺固定在检定台面上的相应固定点，再由人工选取钢卷尺零位，按照大于5米的钢卷尺测量方法即可实现自动检定。
[0042]如图2和3所示的绕尺带和尺带分段传送机构，通过螺钉固定在大理石平台的左侧端面，在整机系统中主要由绕尺带机构I和尺带分段传送机构2两部分组成，其中绕尺带机构I主要功能是将尺带分段传送机构2送来的钢卷尺带缠绕在一个圆形夹具中固定和保护。尺带分段传送机构2主要功能是由伺服电机205和摩擦轮202将钢卷尺带进行分段传送至绕尺带机构1，两部分之间通同步带107和同步带轮102进行连接和传动。两部分主要包括伺服电机205、联轴器206、小同步带轮106、主动轴203、摩擦从动轮202、气缸及导向轴201、尺带限位轮207、圆形夹具104、同步带轮102、轴承103、心轴101、弹性张紧套105等主要部件。
[0043]如图4和5的尺带压紧机构，主要由气缸32、气缸支撑块33、压紧块31组成。压紧块31固定在气缸32的伸出轴端部，气缸32固定在气缸支撑块33上，整个机构固定在大理石平台18上。主要作用是对尺带压紧，通过压紧尺带后，再通过测力机构对钢卷尺带施加规程中要求的张紧力度，然后再进行测量。
[0044]如图6和7的自动调焦摄像机构，主要由高精度摄像机46、远心镜头44、步进电机47，导轨411、丝杠410等零部件组成，通过电机47的转动通过联轴器48及配套的轴承49，经手柄415操作使摄像机46在直线导轨411上作上下移动而自动调节焦距，其上设有上限位器412和下限位器413，生成清晰的图片，从而满足对厚度不一的被检尺进行图像识别时的精度要求。摄像机46通过螺纹连接固定在远心镜头44上，为了保证连接的精度并通过固定块45将两者固定，使摄像机46不会旋转；镜头的放大倍率调节后好通过锁紧块42将镜头的倍率调节圈固定；光源41通过螺钉固定在远心镜头44的下端部位；外罩壳43用来保护摄像机46和镜头；摄像机46、镜头和光源41等部件全部固定在直线导轨411的滑块上；整机个机构经底板416全部固定在大理石平台18上，如图1所示此机构共有8个。
[0045]如图8和9所示的尺带压平机构8，此机构作用是将弧面钢卷尺自动向一边压平贴在大理石平台18上，