一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法与流程

本发明涉及涡卷弹簧尺寸检测，具体涉及一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法。

背景技术：

1、涡卷弹簧应用在汽车发动机的相位调节器上时，能够根据发动机转速，控制气门的开启和闭合的时机，来达到汽油的充分燃烧，从而提高燃油的经济性和环保性能。这对弹簧部件的结构响应要求极高。涡卷弹簧的最小间隙是判断涡卷弹簧是否合格的一项指标。

2、采用视觉检测系统检测物体最小间隙方法为：提取间隙两侧的边缘，并在两侧边缘设置离散点，通过计算两侧离散点互相的距离得出最小值，以得出最小间隙。而检测涡卷弹簧间隙的难点在于涡卷弹簧具有整体连续卷绕的特性，且整体径向叠加，即间隙和弹簧实体为整体连续的绕卷与层叠的形态，层与层之间没有边界特征。因此，会存在至少如下问题：其一，间隙一侧的离散点会与其他层的离散点进行距离计算，浪费算力；其二，弹簧实体的厚度与弹簧之间的间隙难以区分，即难以确定计算得出的最小距离是否为弹簧的厚度。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，能够准确判断涡卷弹簧最小间隙是否合格。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，其检测方法包括如下步骤：

4、步骤s1：采集所述涡卷弹簧的顶面图像，提取图像边缘；提取的图像边缘即与涡卷弹簧边缘对应；

5、步骤s2：确定所述涡卷弹簧的姿态坐标系，在姿态坐标系下参数化图像边缘；其中确定所述涡卷弹簧的姿态坐标系包括如下步骤s2.1和s2.2：

6、步骤s2.1：从图像中识别并定位第一勾部和第二勾部对应的图像特征；由于第一勾部和第二勾部的形状稳定，相对于涡卷弹簧本体差异性大，便于从图像中识别和定位。

7、步骤s2.2：在第一勾部和第二勾部的图像特征区域各提取一个特征点a、b，将两个所述特征点所在的线段与姿态坐标轴和姿态坐标原点进行对应；

8、步骤s3：在姿态坐标系下设置分割线，所述分割线将图像边缘分割成至少2个区域，所述分割线径向贯穿所述涡卷弹簧，此时，每个分割区域的图像边缘呈一组间隔排列的弧线段；

9、步骤s4：对对应所述涡卷弹簧间隙的每对相邻弧线段进行标定；具体的，先将对应第一勾部和第二勾部的图像边缘去除，再将最外侧和最内侧的弧线段排除，然后径向方向顺次两两相邻的弧线段即为对应涡卷弹簧间隙的弧线段；

10、步骤s5：在标定的弧线段上取一组离散点，计算标定弧线段上每个离散点与对应弧线段每个离散点之间的间距；

11、步骤s6：若计算出的离散点之间的间距存在小于预设值的情况，则判断尺寸不合格，反之，则判断合格。

12、上述方法，首先确定了涡卷弹簧的姿态坐标系，在此基础上，能够通过预设的切割线实现对边缘图像的径向分割，完成径向分割后的边缘图像，为间隔设置的一组弧线段，通过对间隙两侧的每对弧线段逐一标定，再计算每对标定的弧线段之间离散点的距离，将距离值与预设值作对比。从而能够准确判断涡卷弹簧间隙是否合格。

13、进一步的，所述的一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，步骤s2.2中，姿态坐标系为直角坐标系，特征点的连线为x轴，以a到b的方向为正方向。

14、进一步的，所述的一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，步骤s2.2中，所述特征点a和b分别为第一勾部和第二勾部内切拟合圆的圆心。作为本申请的优先方案，一般的，采用第一勾部和第二勾部的端点位置作为特征点，会因为每个涡卷弹簧端点位置的偏差，导致每个涡卷弹簧生成的姿态坐标系相对与涡卷弹簧实际姿态偏差较大。本申请中，由于第一勾部和第二勾部整体的位置与涡卷弹簧本体相对稳定，因此采用第一勾部和第二勾部内切拟合圆圆心作为特征点，能够保证每个涡卷弹簧生成的姿态坐标系相对稳定。便于根据实际的弹簧特征缩小实际计算的分割区域，节约算力。

15、进一步的，所述的一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，确定所述涡卷弹簧的姿态坐标系后，标定对应涡卷弹簧内孔位置的特征点c；步骤s5中取离散点的方法具体为：每段圆弧端点与特征点c相连形成夹角，在夹角之间等间隔设置一组穿过特征点c的射线，该射线与圆弧的交点即为该段圆弧的离散点。作为本申请的优先方案，基于上述方法，能够保证离散点提取的均匀性，以保证检测精度。

16、进一步的，所述的一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，所述步骤s6还包括如下步骤：步骤s6.1：对离散点之间间距进行比较，得出最小间距值，标定最小间距值对应的一对离散点；若这对离散点之间的间距大于预设值则执行步骤s6.2；步骤s6.2：对步骤s6.1标定出的一对离散点所在的一对弧线段区域进行截取，对截取的一对弧线段重新取一组更密集的离散点，计算截取弧线段上每个离散点与对应弧线段每个离散点之间的间距；将得到的间距与预设值再次比较，以判断尺寸是否合格。基于上述方法，能够提升检测精度。

17、上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

18、1. 本发明提供了一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，首先确定了涡卷弹簧的姿态坐标系，在此基础上，能够通过预设的切割线实现对边缘图像的径向分割，完成径向分割后的边缘图像，为间隔设置的一组弧线段，通过对间隙两侧的每对弧线段逐一标定，再计算每对标定的弧线段之间离散点的距离，将距离值与预设值作对比。从而能够准确判断涡卷弹簧间隙是否合格。

19、2. 本发明提供了一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，采用第一勾部和第二勾部内切拟合圆圆心作为特征点生成姿态坐标，能够保证每个涡卷弹簧生成的姿态坐标系相对稳定。便于根据实际的弹簧特征缩小实际计算的分割区域，节约算力。

技术特征：

1.一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，其特征在于：用于检测涡卷弹簧（8）的最小间隙是否合格，所述涡卷弹簧（8）的内侧端部和外侧端部分别设有第一勾部（81）和第二勾部（82），其检测方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，其特征在于：步骤s2.2中，姿态坐标系为直角坐标系，特征点的连线为x轴，以a到b的方向为正方向。

3.根据权利要求1所述的一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，其特征在于：步骤s2.2中，所述特征点a和b分别为第一勾部（81）和第二勾部（82）内切拟合圆的圆心。

4.根据权利要求1所述的一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，其特征在于：确定所述涡卷弹簧（8）的姿态坐标系后，标定对应涡卷弹簧（8）内孔位置的特征点c；步骤s5中取离散点的过程具体为：每段圆弧端点与特征点c相连形成夹角，在夹角之间等间隔设置一组穿过特征点c的射线，该射线与圆弧的交点即为该段圆弧的离散点。

5.根据权利要求1所述的一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法，其特征在于：所述步骤s6还包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及涡卷弹簧尺寸检测技术领域，具体涉及一种检测涡卷弹簧最小间隙的方法。首先确定了涡卷弹簧的姿态坐标系，在此基础上，能够通过预设的切割线实现对边缘图像的径向分割，完成径向分割后的边缘图像，为间隔设置的一组弧线段，通过对间隙两侧的每对弧线段逐一标定，再计算每对标定的弧线段之间离散点的距离，将距离值与预设值作对比。从而能够准确判断涡卷弹簧间隙是否合格。

技术研发人员：章晓丹,徐辉,吴敏
受保护的技术使用者：克恩-里伯斯（太仓）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15