一种多点光源异步曝光的小型工件内槽尺寸的检测装置的制作方法

本实用新型涉及了一种工件检测装置，尤其是涉及了基于机器视觉的一种多点光源异步曝光的小型工件内槽尺寸的检测装置，可适用不同工件的内槽的尺寸的多点尺寸测量，对内槽轮廓结构复杂，内槽结构形状多样的工件同样适用。

背景技术：

对于内槽工件，以汽车钥匙为例，需要检测的拐点多，利用传统的卡尺测量，会出现质量效率低且精度不高等问题，且容易损伤工件表面划伤等问题。采用机器视觉的测量方法，对工件的内槽尺寸进行进行检测，可以实现对大批量的工件的内槽多点位的尺寸快速精确的检测，为了避免二个平行光源的干扰，在每次检测过程采用了异步爆发的方式采集二张图片。制定标准的模块，将标准的工件的下轮廓图中需要测量的点phtoshop以黄色的点标记出来，利用图像匹配算法，提取需要测量的点转换到当前测量图像上，然后利用图像融合技术完成上下轮廓图像的融合，从而完成来对内槽的多个测量点的尺寸进行检测。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：传统的对小型工件内槽尺寸检测主要是各个拐点，角点的尺寸宽度，测量点较多，测量误差大，效率比较低，为了克服现有检测误差大、效率低，以人为因素决定产品质量的弊端，提供一种高效快速精准的内槽尺寸多点位检测装置。

本实用新型采用下述技术方案：

本实用新型包含装置实验台和安装在装置实验台上的方形框架、小型工件视觉采集组件、控制柜和蜂鸣器，控制柜固定安装在装置实验台底部，不透光的方形框架覆盖装在整个装置实验台上形成内部暗箱环境，小型工件视觉采集组件安装在内部暗箱环境内装置实验台的顶面，方形框架一侧设有用于小型工件检测的出入口，蜂鸣器安装在方形框架顶部，蜂鸣器和小型工件视觉采集组件均与控制柜连接。

小型工件指的是中部带有类似条形槽结构的工件，如图4所示，例如汽车 钥匙。

所述的小型工件视觉采集组件包括载物台伺服电机、活动板伺服电机、载物台、平行光源、相机支架和工业相机，载物台伺服电机和载物台均水平固定安装在装置实验台上表面，载物台伺服电机输出轴和水平滑动丝杆同轴连接，载物台伺服电机输出轴朝向方形框架的出入口，水平滑动丝杆螺纹套在载物台中；载物台沿水平滑动丝杆轴向的两侧均设有平行光源支架，平行光源支架上安装有平行光源，两侧的平行光源朝向载物台照射；载物台的侧方设有相机支架，工业相机安装在相机支架上，工业相机位于载物台正上方，工业相机的镜头朝下正下方载物台上的小型工件；载物台中部设有用于安装压力传感器的凹槽，压力传感器装入凹槽的底部，凹槽的侧壁设有用于小型工件插入安装的卡槽。

所述的方形框架包括塑料板、出口顶板和出口活动板，塑料板围在方形框架的顶面、前后两侧面和左右其中一侧面，方形框架左右另一侧面作为小型工件的出入口，并设有出口顶板和出口活动板，出口顶板固定在方形框架左右另一侧面的上部，出口活动板通过电机丝杠机构可上下活动地安装在方形框架左右另一侧面的下部，出口活动板的上下端设有横梁，横梁之间连接有竖直安装的竖直滑动丝杆，竖直滑动丝杆和活动板伺服电机的输出轴同轴连接。

所述的塑料板、出口顶板和出口活动板均采用黑色塑料挡板。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型能够快速对结构复杂测量点多的工件内槽的尺寸进行测量，能克服传统小型工件内槽尺寸检测拐点角点的尺寸宽度和测量点较多，测量误差大，效率比较低的技术问题，克服了检测误差大、效率低的问题，以人为因素决定产品质量的弊端。

附图说明

图1是本实用新型装置整体结构图。

图2是图1的局部放大图。

图3是本实用新型装置中载物台结构图。

图4是一种检测工件的示意图。

图5是载物台的剖视图。

图中：1：控制柜，2：蜂鸣器，3：载物台伺服电机，4：水平滑动丝杆，5：卡槽，6：压力传感器，7：载物台，8：平行光源，9：平行光源支架，10：相机支架，11：工业相机，12：活动板伺服电机，13：塑料板，14：出口顶板， 15：出口活动板，16：装置实验台，19：竖直滑动丝杆，20：打开按钮，21：关闭按钮，22：急停按钮。

具体实施方式

结合下面附图及实施例进一步说明本装置的技术方案。

如图1所示，本实用新型包含装置实验台16和安装在装置实验台16上的方形框架、小型工件视觉采集组件、控制柜1和蜂鸣器2，控制柜1固定安装在装置实验台16底部，不透光的方形框架覆盖装在整个装置实验台16上形成内部暗箱环境，小型工件视觉采集组件安装在内部暗箱环境内装置实验台16的顶面，方形框架一侧设有用于小型工件检测的出入口，蜂鸣器2安装在方形框架顶部。蜂鸣器2和小型工件视觉采集组件均与控制柜1连接。

控制柜主要通过PLC控制伺服电机3通过滑动丝杆4带动载物台7左右移动，以便待测工件的取放。蜂鸣器2用于筛选不合格样品的时候进行报警。

如图2所示，小型工件视觉采集组件包括载物台伺服电机3、活动板伺服电机12、载物台7、平行光源8、相机支架10和工业相机11，载物台伺服电机3和载物台7均水平固定安装在装置实验台16上表面，载物台伺服电机3输出轴和水平滑动丝杆4同轴连接，载物台伺服电机3输出轴朝向方形框架的出入口，水平滑动丝杆4螺纹套在载物台7中，通过载物台伺服电机3运行带动载物台7沿水平滑动丝杆4轴向水平移动。

载物台7沿水平滑动丝杆4轴向的两侧均设有平行光源支架9，平行光源支架9上安装有平行光源8，两侧的平行光源8均平行于水平滑动丝杆4且位于载物台7上方，两侧的平行光源8朝向载物台7照射；两个平行光源8在平行光源支架9上可±90°调节朝向载物台7照射的光照角度，以满足对不同内槽轮廓的打光要求。

控制两个平行光源8的打开和关闭，确保每次采集中，二次采集图片的异步曝光。二个平行光源通过螺栓固定在支架21上，平行光源可调节偏转角度适应不同的工件打光要求。

载物台7的侧方设有相机支架10，工业相机11安装在相机支架10上，工业相机11位于载物台7正上方，工业相机11的镜头朝下正下方载物台7上的小型工件；如图3所示，载物台7中部设有用于安装压力传感器6的凹槽，压力传感器6装入凹槽的底部，用于检测待测工件是否完成取放，凹槽的侧壁设有用于小型工件插入安装的卡槽5，载物台7的截面如图5所示。

方形框架包括塑料板13、出口顶板14和出口活动板15，塑料板13围在方 形框架的顶面、前后两侧面和左右其中一侧面，方形框架左右另一侧面作为小型工件的出入口，并设有出口顶板14和出口活动板15，出口顶板14固定在方形框架左右另一侧面的上部，出口活动板15通过电机丝杠机构可上下活动地安装在方形框架左右另一侧面的下部，出口活动板15的上下端设有横梁，横梁之间连接有竖直安装的竖直滑动丝杆19，竖直滑动丝杆19和活动板伺服电机12的输出轴同轴连接，通过活动板伺服电机12运动带动出口活动板15上下升降移动，使得方形框架左右另一侧面的下部形成小型工件的出入口。

活动板伺服电机12通过滑动丝杆带动出口活动板15上下移动，完成装置的打开和闭合，确保检测过程中处于完全封闭的状态。

当载物台7向外移动时，活动板伺服电机12带动出口活动板15向上移动，放入被测工件后，载物台7回到原处，活动板伺服电机12带动出口活动板15向下运动，确定检测环境处于完全封闭的状态，没有环境光的干扰。

塑料板13、出口顶板14和出口活动板15均采用黑色塑料挡板，使工作环境避免环境光的干扰，此外与外部环境隔离，防止粉尘进入影响拍摄精度。

控制柜1上设有打开按钮20、关闭按钮21和急停按钮22的三个按钮，三个按钮控制对装置的打开和关闭。

本实用新型的实施例及其具体实施过程如下：

1)按下控制柜1上的打开按钮，启动整个装置，此时控制器就给载物台伺服电机3一个信号，就带动载物台7向左移动15cm，同时活动板伺服电机12通过滑动丝杆19带动塑料板13向上移动25cm，然后把待测工件放在载物台卡槽上固定。

将合格的标准测量工件安装到载物台7上，仅打开载物台7上方其中一侧的平行光源8，通过工业相机11拍摄带有标准测量工件下轮廓的图像。

2)开始工件的测量，初始时出口活动板15升到上部，载物台7水平伸出到方形框架的出入口处，将待测工件放入载物台7的卡槽，压力传感器检测到待测工件的放入，控制柜1接收到压力传感器的信号，控制柜1发出控制信号控制载物台伺服电机3向左运动15cm，带动载物台回原位置，控制活动板伺服电机3带动出口活动板15向下移动25cm，此时整个检测完全完全封闭，确保检测环境没有环境光干扰。

3)分别打开载物台7上方两侧的平行光源8通过多点光源异步曝光采集获得带有待测工件上轮廓的图像和带有待测工件下轮廓的图像。