专利名称：发动机缸体结合面孔组在线检测视觉定位方法
技术领域：
本发明涉及发动机缸体结合面孔组在线检测，尤其涉及发动机缸体结合面孔组在线检测视觉定位方法。
背景技术：
发动机缸体是发动机中绝大多数零件的定位零件。发动机缸体结合面孔组尺寸和位置十分重要，直接关系到发动机的整体耦合效应，对产品的最终质量起到至关重要的作用，需要对其进行测量。发动机缸体结合面孔组主要分为两类气缸孔、定位孔和联接孔。 采用定位销孔完成发动机缸体加工是加工机床主要的定位基准之一，气缸孔和连接孔是在此工艺基准下进行加工的，因此发动机气缸孔和连接孔的位置度测量都是相对定位孔的位置进行的，所以发动机气缸孔和连接孔的位置度测量精度很大程度上取决于定位孔的定位精度，定位孔的定位精度对于发动机结合面孔组的测量起着至关重要的作用。传统上发动机缸体的加工大多米用一面两销定位，即利用发动机缸体底面的两个销孔作为定位基准，完成发动机缸体的全部粗、精加工工序。但在实际测量过程中，使用传统一面两销定位技术存在以下缺点1、由于发动机缸体定位销孔在加工过程中，很难保证定位销孔之间的距离加工成相同的尺寸，因此无法实现定位基准与测量基准统一，导致测量基准存在误差。2、由于发动机缸体体积较大、重量较重、生产批量较大使用一面两销定位方法存在发动机缸体在检测时装载不方便，同时容易造成检测设备上的定位销损坏，从而影响发动机缸体整体测量精度。传统的定位销已经很难满足发动机缸体检测线上的自动、 快速、高精度的定位要求。随着计算机应用技术和CCD成像技术的发展，基于图像处理的视觉定位得到了越来越广泛的应用。视觉定位具有非接触，实时性，柔性好等优点，大大提高了生产效率和生产的自动化程度。这就需要将视觉定位技术发展的最新成果应用于发动机缸体在线检测定位系统当中，研究基于发动机缸体定位双销孔的视觉图像定位技术，实现发动机缸体在线检测过程中的快速、精确定位。
发明内容
本发明旨在解决克服现有技术的不足，提供一种发动机缸体结合面孔组在线检测视觉定位方法，满足发动机缸体检测线上的自动、快速、高精度的定位要求，为达到上述目的，本发明采取的技术方案是，发动机缸体结合面孔组在线检测视觉定位方法，借助于双面阵CCD定位相机、图像采集卡、标定靶标、光学反射镜、反射镜调整装置、LED照明系统和数据处理计算机实现，包括如下步骤将发动机缸体完成粗定位后，采用高亮度LED照明装置对发动机缸体定位孔进行照明，通过面阵CCD相机配合光学反射镜获取发动机缸体两个定位销孔的图像信息，使用图像采集卡与计算机完成标定靶标特征孔、被测发动机缸体定位销孔图像信息的采集；利用图像处理技术提取定位销孔中心位置，以此建立每个被测缸体的测量基准。所述方法进一步细化为
将带有标准特征孔的铜制圆柱体嵌入标准发动机缸体定位销孔内作为标定靶标， 然后通过三坐标测量铜质金属上特征孔在靶标坐标系下的位置。建立标定靶标坐标系Ow-XwYwZw 以标定靶标左侧定位孔中心为坐标原点，以标定靶标底面两定位孔中心连线为X轴，以垂直于靶标底面的直线为Z轴建立右手坐标系，实现靶标基准坐标系Ow-XwYwZw的自动建立，将靶标坐标系视为世界坐标系；建立被测缸体坐标系Ob-XbYbZb 以通过被测发动机左侧定位孔中心且垂直发动机底面的直线为Z轴建立右手坐标系，实现测量坐标系Ob-XbYbZb的自动建立；建立定位相机I图像坐标系OrU1V1,定位相机2图像坐标系O2-U2V2 ；通过标定靶标确定靶标坐标系与定位相机I、定位相机2图像坐标系之间的空间坐标转换关系
权利要求
1.一种发动机缸体结合面孔组在线检测视觉定位方法，其特征是，借助于双面阵CCD 定位相机、图像采集卡、标定靶标、光学反射镜、反射镜调整装置、LED照明系统和数据处理计算机实现，包括如下步骤将发动机缸体完成粗定位后，采用高亮度LED照明装置对发动机缸体定位孔进行照明，通过面阵CCD相机配合光学反射镜获取发动机缸体两个定位销孔的图像信息，使用图像采集卡与计算机完成标定靶标特征孔、被测发动机缸体定位销孔图像信息的采集；利用图像处理技术提取定位销孔中心位置，以此建立每个被测缸体的测量基准。
2.如权利要求I所述的方法，其特征是，所述方法进一步细化为将带有标准特征孔的铜制圆柱体嵌入标准发动机缸体定位销孔内作为标定靶标，然后通过三坐标测量铜质金属上特征孔在靶标坐标系下的位置。建立标定靶标坐标系Ow-XwYwZw :以标定靶标左侧定位孔中心为坐标原点，以标定靶标底面两定位孔中心连线为X轴，以垂直于靶标底面的直线为Z轴建立右手坐标系，实现靶标基准坐标系Ow-XwYwZw的自动建立，将靶标坐标系视为世界坐标系；建立被测缸体坐标系Ob-XbYbZb:以通过被测发动机左侧定位孔中心且垂直发动机底面的直线为Z轴建立右手坐标系，实现测量坐标系Ob-XbYbZb的自动建立；建立定位相机I图像坐标系O1-U1V1，定位相机2图像坐标系O2-U2V2 ；通过标定靶标确定靶标坐标系与定位相机I、定位相机2图像坐标系之间的空间坐标转换关系
全文摘要
本发明涉及发动机缸体结合面孔组在线检测。为满足发动机缸体检测线上的自动、快速、高精度的定位要求，本发明采取的技术方案是，发动机缸体结合面孔组在线检测视觉定位方法，借助于双面阵CCD定位相机、图像采集卡、标定靶标、光学反射镜、反射镜调整装置、LED照明系统和数据处理计算机实现，包括如下步骤将发动机缸体完成粗定位后，采用高亮度LED照明装置对发动机缸体定位孔进行照明，通过面阵CCD相机配合光学反射镜获取发动机缸体两个定位销孔的图像信息，使用图像采集卡与计算机完成标定靶标特征孔、被测发动机缸体定位销孔图像信息的采集；利用图像处理技术提取定位销孔中心位置。本发明主要应用于发动机缸体在线检测。
文档编号G01B11/00GK102589424SQ20121000655
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者孙长库, 段红旭, 王宝光, 王鹏, 石永强 申请人:天津大学