一种大构件在线精密检测系统与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及精密零部件的在线检测领域，尤其是涉及一种大构件在线精密检测系 统。本发明还涉及一种大构件在线精密检测方法。
【背景技术】
[0002] 现有的汽车、航空制造企业，发动机等内部精密零部件的检测都是通过抽样式的 离线检测，常用的方式有千分表（接触式）、气动测量仪（非接触式）等，其优点有：测量精 确（达到Ium)、稳定；缺点有：需要加紧或装夹，只能离线检测，且耗时。
[0003] 现有的视觉技术，能直接实现大尺寸零部件几何尺寸的在线检测（mm级别）、通过 显微放大的方式细小零部件的在线精密检测（um级别），但是大尺寸零部件几何尺寸的在 线精密（um级别）检测目前还停留在离线检测等方式。
[0004] 汽车、航空等发动机中精密零部件，直接影响着整机的可靠性、安全性；离线式的 抽检对整机的安全性、可靠性存在着较大的风险，故而需要一种大构件在线精密检测系统， 以及使用该检测系统的检测方法，能够利用上述检测系统来在线精密检测大构件尺寸的方 法。
[0005] 鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研宄和实践终于获得了本创作。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于，提供一种大构件在线精密检测系统与方法，用以克服上述技 术缺陷。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种大构件在线精密检测系 统，其特征在于，包括：
[0008] 传送构件，其包括检测台与传送带，所述传送带设置在所述检测台上用以传输待 测工件；
[0009] 视觉检测机构，其包括系统安装架，导轨、摄像模块安装架、滑块以及摄像模块，所 述导轨横向设置在所述系统安装架上，所述滑块设置在所述导轨上并且可沿所述导轨滑 移，所述摄像模块安装架固定在所述滑块上并且可调整其与垂直方向的夹角，所述摄像模 块安装在所述摄像模块安装架上用以拍摄所述待测工件。
[0010] 较佳的，还包括标定构件，其包括标准工件以及标定板，所述标准工件能够水平置 于所述传送给带上，使所述标准工件两端断面最高点M、N能够落在所述摄像模块视场中；
[0011] 所述标定板在标定过程中，被设置在所述标准工件两端断面最高点M、N所在的水 平面上，用于摄像模块的标定。
[0012] 较佳的，所述滑块设置在所述导轨的左右两侧，所述摄像模块包括第一相机与第 二相机，所述第一相机与所述第二相机分别设置在两所述滑块上。
[0013] 较佳的，所述第一相机的光轴以及所述第二相机的光轴与垂直方向的夹角均为 45。。
[0014] 较佳的，所述系统安装架包括横梁以及固定在所述横梁左右两侧的两条支撑梁， 两所述支撑梁分别设置在所述传送台的左右两侧，所述横梁位于所述传送台的上方。
[0015] 较佳的，所述传送带在沿传送方向倾斜，并且在所述传送带一侧设置位置限定结 构，能够使待传送物件一边紧靠于所述位置限定结构；
[0016] 所述摄像模块包括第一相机，所述第一相机设置在滑块上。
[0017] 一种大构件在线精密检测方法，其特征在于，其检测步骤如下：
[0018] (1)设定系统坐标系，调整所述摄像模块在坐标系内的位置，安装所述摄像模块；
[0019] (2)将标准工件通过系统，调整所述摄像模块位置，获取标准坐标；
[0020] (3)标定确定所述摄像模块标定系数；
[0021] (4)将待测工件放置在传送带上，达到检测位置暂停运动，所述摄像模块确定工件 边缘坐标；
[0022] (5)确定待测工件实际尺寸。
[0023] 较佳的，所述步骤（1)具体为：先将垂直方向与水平方向分别设定为Z方向与X方 向，再将所述第一相机的光轴以及所述第二相机的光轴与所述Z方向调节成Θ角，然后再 安装在所述滑块上，所述第一相机与所述第二相机所在的平面均与所述Z方向以及所述X 方向构成的平面平行；
[0024] 所述步骤（2)具体为：将所述标准工件置于所述传送带上，并采用水平仪等工具 调整所述标准工件在所述传送带上的位置，再沿着所述导轨方向调整所述第一相机与所述 第二相机的位置，使得所述标准工件的两端断面的所述最高点M、N位于所述第一相机与所 述第二相机的视场中心，得出此时所述最高点M、N在所述第一相机与所述第二相机中的图 像对应的点M，^ N，^的坐标（iVvMi1)、（V%。）；
[0025] 所述步骤⑶具体为：将标定板置于所述最高点M、N两点所在的平面内，对所述第 一相机以及所述第二相机进行标定，得出所述第一相机的标定系数S i以及所述第二相机 的标定系数δ 2;
[0026] 所述步骤（4)具体为：将所述待测工件放到所述传送带上，然后通过所述传送带 将所述待测工件传送到所述视觉检测机构位置，然后暂停运动，所述第一相机以及所述第 二相机分别获取工件两边最高点M、N在所述第一相机以及所述第二相机中的图像对应的 点 Μ'、Ν' 坐标（uM，，vM，）、（％，νΝ，）；
[0027] 所述步骤（5)具体为：依据所述第一相机以及所述第二相机的标定及安装关系， 进行换算，得到待测工件的实际尺寸MN :
[0028]
[0029] MtlNtl为所述标准工件的尺寸，Λ Χ、Λ y、Λ z分别为工件边缘在X、Y、Z方向偏移量。
[0030] 较佳的，所述Θ角为45°。
[0031] 较佳的，所述步骤（1)具体为：先将垂直方向与水平方向分别设定为Z方向与X方 向，再将所述第一相机的光轴与所述Z方向调节成Θ角，然后再安装在所述滑块上，所述第 一相机所在的平面均与所述Z方向以及所述X方向构成的平面平行；
[0032] 所述步骤（2)具体为：将所述标准工件置于所述传送带上，并采用水平仪等工具 调整所述标准工件在所述传送带上的位置，再沿着所述导轨方向调整所述第一相机的位 置，使得所述标准工件的两端断面的所述最高点M位于所述第一相机的视场中心，得出此 时所述最高点M在所述第一相机中的图像对应的点M' ^的坐标;
[0033] 所述步骤（3)具体为：将标定板置于所述最高点M点所在的平面内，对所述第一相 机进行标定，得出所述第一相机的标定系数S1;
[0034] 所述步骤（4)具体为：将所述待测工件放到所述传送带上，然后通过所述传送带 将所述待测工件传送到所述视觉检测机构位置，然后暂停运动，所述第一相机分别获取工 件两边最高点M在所述第一相机中的图像对应的点Μ'坐标（uM，，vM，）；
[0035] 所述步骤（5)具体为：依据所述第一相机的标定及安装关系，进行换算，得到待测 工件的实际尺寸丽：
[0036]
[0037] 即
其中，ΜΛ为所述标准工件的尺寸，Δχ、Λ y、Λ Z分别为工件边缘在X、Y、Z方向偏移量。
[0038] 与现有技术比较本发明的有益效果在于：能够在线精密检测待测工件的实际尺 寸，具备测量微米级尺寸的精度的效果，提高了产品的质量，降低了检验的成本，既方便又 快速；；通过设置第一相机与第二相机能够比较方便的算法的算出待测工件的实际尺寸； 一种大构件在线精密检测方法能够利用大构件在线精密检测系统来测量待测工件的实际 尺寸，其计算精度能够达到微米级，从而保证产品质量，提高生产效率。
【附图说明】
[0039] 图1为本发明的大构件在线精密检测系统的结构示意图；
[0040] 图2a为本发明的最尚点M在标定板上的坐标不意图；
[0041] 图2b为本发明的最尚点N在标定板上的坐标不意图；
[0042] 图3a为本发明的大构件在线精密检测方法的检测原理示意图；
[0043] 图3b为本发明的大构件在线精密检测方法的检测原理示意图。
[0044]图中：1_检测台；2-传送带；3-系统安装架；4-导轨；5-摄像模块安装架；6-滑 块；7-第一相机；8-第二相机；9-横梁；10-支撑梁；11-待测工件。
【具体实施方式】
[0045] 以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0046] 实施例一：
[0047] 如图1所示，一种大构件在线精密检测系统，包括传送构件以及视觉检测机构，传 送构件用于将待测工件11传送至视觉检测机构，进行尺寸检测，其中传送构件包括检测台 1与传送带2,传送带2具有自定位功能，其定位精度误差小于1_，所述传送带2设置在所 述检测台1上用以传输待测工件11 ;视觉检测机构包括系统安装架3,导轨4、摄像模块安 装架5、滑块6以及摄像模块，系统安装架3类似于龙门架结构，其罩在检测台1上，所述导 轨4横向设置在所述系统安装架3上，所述滑块6设置在所述导轨4上并且可沿所述导轨 4滑移，所述摄像模块安装架5固定在所述滑块6上并且可调整其与垂直方向的夹角，所述 摄像模块安装在所述摄像模块安装架5上用以拍摄所述待测工件11 ;在工作前，将标准工 件置于传送带上并调整其位于水平面上，且两端点M、N的连线与导轨平行，调整滑块6,使 得M、N尽可能分别位于两相机的视场中心；在工作时，传送带2将待测工件11传送至系统 安装架3处，，接着对待测工件11进行拍照，然后把拍照得出来的结果进行一定的处理，从 而得出待测工件11的实际尺寸，能够在线精密检测待测工件11的实际尺寸，具备测量微米 级尺寸的精度的效果，提高了产品的质量，降低了检验的成本，既方便又快速。
[0048] 在上述实施方式的基础上，还包括标定构件，其包括标准工件以及标定板，标准工 件就是实际尺寸与理论尺寸的误差小于微米的工件，用于作为尺寸标准，从而得到相关的 标准数据，所述标准工件水平置于所述传送带2上，所述摄像模块拍摄下所述标准工件两 端断面最尚点M以及最尚点N，再将所述标定板置于所述最尚点M与所述最尚点N所在的水 平面上，从而对所述摄像模块进行标定，分别并得出所述摄像模块的标定系数δ i、δ 2;该 设计能够为本系统提供标准参照，从而提高检测的精密度。
[0049] 在上述实施方式的基础上，滑块6的数量为两个（不限于两个）并且分别设置在 所述导轨4的左右两侧，所述摄像模块包括第一相机7与第二相机8,所述第一相机7与所 述第二相机8分别设置在两所述滑块6上，第一相机7与第二相机8分别对应待测工件11 两端断面的最高点M以及最高点Ν，从而能够比较方便的算法的算出待测工件11的实际尺 寸。
[0050] 在上述实施方式的基础上，所述第一相机7的光轴以及所述第二相机8的光轴与 垂直方向的夹角均为45°，所述第一、第二相机8的光轴就是第一、第二相机8的镜头正前 方方向，当第一、第二相机8的光轴与垂直方