一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属机器视觉领域，尤其涉及一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置。
【背景技术】
[0002]现有条件下，嵌件及定位工装完全靠人工采用卡尺、塞尺、角度尺等传统两句进行测量，每个嵌件都需要多个测量步骤，对于带有螺纹的嵌件检测耗时可达到数分钟，批量生产的嵌件的检验不仅劳动强度大，检测的人力成本也比较高，检验人员长时间工作疲劳后容易出现误检，且平均检测效率偏低，同时人的检测稳定性较差，检验结果存在因人而异的问题。
[0003]目前针对嵌件和定位工装的人工检测方法，仅判断其尺寸精度和形状精度是否在公差范围内，即仅存在合格与不合格两种检测结果，而没有实现根据其精度等级实现进一步分选，难以形成嵌件和定位工装后处理的依据。同时，嵌件检测结果形式较为单一，难以提供检测的具体值，并根据嵌件的不同结构形式提供相应的检测报表，检测结果的有效性缺乏校核依据。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，提高了测量精度和效率，降低了人员劳动强度，并实现测量方式的准确性和测量信息的数字记录。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，其组成包括:生产流水线、嵌入式电气控制柜、螺纹塞规、膨胀芯轴、数据处理模块和气动机械手，其特征在于:嵌入式电气控制柜为装置的配电控制核心。夹具固定座有多个，均活动设置在生产流水线上。夹具固定设置在夹具固定座的中间。嵌件设置在夹具的中间。数据处理模块是装置的数据采集、处理和记录的核心。膨胀芯轴用于检测零件的垂直度。螺纹塞规用于检测螺纹、测量孔的深度。气动机械手用于添加、分拣零件。
[0006]一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置的工作流程如下:
[0007]步骤I在生产流水线上放置零件并传送零件。
[0008]步骤2数据处理模块采集零件图像，并进行图像处理，计算零件外观尺寸与盲孔的半径，并判定其是否合格。
[0009]步骤3螺纹塞规检测螺纹、孔的深度，膨胀芯轴检测零件的垂直度是否合格。
[0010]步骤4气动机械手分拣合格件与不合格件进行分区放置。
[0011]步骤5重复步骤1-4，直至所有零件分拣完毕。
[0012]所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的螺纹塞规可以检测零件螺纹孔的孔深、螺纹是否合格，所述的膨胀芯轴可检测零件的垂直度是否合格。
[0013]所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的数据处理模块包括CMOS相机和图像处理模块。
[0014]所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的螺纹塞规和膨胀芯轴处于同一位置，可通过旋转切换。
[0015]所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的CMOS相机为USB3.0直插型。
[0016]所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的图像处理模块采用的LED光源为背光源。
[0017]所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的数据处理模块利用hough变换检测线段长度与圆孔的半径。
[0018]本发明一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置的有益效果为:
[0019]1.本发明提高了生产效率，降低了生产成本，且应用嵌入式技术，使系统便于搬运。
[0020]2.本发明所采用的数据处理模块可将所测零件的尺寸存入数据库，计算合格率，方便后期查看与整理。
[0021]3.本发明所采用的螺纹塞规和膨胀芯轴不仅可以检测普通零件外形，而且可以检测嵌件，即检测螺纹孔的孔深、螺纹是否合格、垂直度是否合格。
[0022]4.本发明所采用的数据处理模块通过hough变换检测线段长度与圆孔的半径，效率高且准确性好。
【附图说明】
[0023]下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
[0024]图1为本发明一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置的结构示意图。
[0025]图2为本发明一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置的工作流程图。
[0026]图中:生产流水线I ;嵌入式电气控制柜2 ;夹具固定座3 ;夹具4 ;嵌件5 ;数据处理模块6 ;CM0S相机6-1 ;图像处理模块6-2 ;膨胀心轴7 ;螺纹塞规8 ;气动机械手9 ;分拣区10。
【具体实施方式】
[0027]实施例1:
[0028]下面结合图1、2说明本实施例，一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，其组成包括:生产流水线1、嵌入式电气控制柜2、夹具固定座3、夹具4、嵌件5、数据处理模块6、膨胀心轴7、螺纹塞规8、气动机械手9和分拣区10，其特征在于:嵌入式电气控制柜2为装置的配电控制核心。夹具固定座3有多个，均活动设置在生产流水线I上。夹具4固定设置在夹具固定座3的中间。嵌件5设置在夹具4的中间。数据处理模块6是装置的数据采集、处理和记录的核心。膨胀芯轴7用于检测零件的垂直度。螺纹塞规8用于检测螺纹、测量孔的深度。气动机械手9用于添加、分拣零件。
[0029]一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置的工作流程如下:
[0030]步骤I在生产流水线I上放置零件并传送零件。
[0031]步骤2数据处理模块6采集零件图像，并进行图像处理，计算零件外观尺寸与盲孔的半径，并判定其是否合格。
[0032]步骤3螺纹塞规8检测螺纹、孔的深度，膨胀芯轴7检测零件的垂直度是否合格。
[0033]步骤4气动机械手9分拣合格件与不合格件进行分区放置。
[0034]步骤5重复步骤1-4，直至所有零件分拣完毕。
[0035]实施例2:
[0036]实施例1所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的螺纹塞规8可以检测零件螺纹孔的孔深、螺纹是否合格，所述的膨胀芯轴7可检测零件的垂直度是否合格。
[0037]实施例3:
[0038]实施例1所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的数据处理模块6包括CMOS相机6-1和图像处理模块6-2。CMOS相机6_1完成对零件图像的采集，将其变换为灰度图像，经过中值滤波，滤去图像中的噪声点，经过灰度变换，增强图像对比度，再经过阈值分割，将其二值化，通过边缘检测得到零件图像的边缘，通过特征提取，提取出图像中的直线与圆，通过物理尺寸与像素尺寸的对应，进行系统标定，同时为防止图像畸变，事先也要对CMOS相机6-1进行标定，确定CMOS相机6-1的参数。
[0039]实施例4:
[0040]实施例1所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的螺纹塞规8和膨胀芯轴7处于同一位置，可通过旋转切换。
[0041]实施例5:
[0042]实施例3所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的CMOS相机6-1为USB3.0直插型，极大地增加数据传输速率。
[0043]实施例6:
[0044]实施例3所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的图像处理模块6-2采用的LED光源为背光源，以突出测量工件的边缘特征。
[0045]实施例7:
[0046]实施例1所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，所述的数据处理模6块利用hough变换检测线段长度与圆孔的半径，效率更高且准确性好。
[0047]当然上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，其组成包括:生产流水线(I)、嵌入式电气控制柜(2)、夹具固定座(3)、夹具(4)、嵌件(5)、数据处理模块￠)、膨胀心轴(7)、螺纹塞规(8)、气动机械手(9)和分拣区(10)，其特征在于:嵌入式电气控制柜(2)为装置的配电控制核心；夹具固定座(3)有多个，均活动设置在生产流水线(I)上；夹具(4)固定设置在夹具固定座(3)的中间；嵌件(5)设置在夹具(4)的中间；数据处理模块(6)是装置的数据采集、处理和记录的核心；膨胀芯轴(7)用于检测零件的垂直度；螺纹塞规⑶用于检测螺纹、测量孔的深度；气动机械手(9)用于添加、分拣零件； 一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置的工作流程如下: 步骤I在生产流水线(I)上放置零件并传送零件。 步骤2数据处理模块(6)采集零件图像，并进行图像处理，计算零件外观尺寸与盲孔的半径，并判定其是否合格。 步骤3螺纹塞规(8)检测螺纹、孔的深度，膨胀芯轴(7)检测零件的垂直度是否合格。 步骤4气动机械手(9)分拣合格件与不合格件进行分区放置。 步骤5重复步骤1-4，直至所有零件分拣完毕。2.如权利要求1所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，其特征在于:所述的螺纹塞规(8)可以检测零件螺纹孔的孔深、螺纹是否合格，所述的膨胀芯轴(7)可检测零件的垂直度是否合格。3.如权利要求1所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，其特征在于:所述的数据处理模块(6)包括CMOS相机(6-1)和图像处理模块￠-2)。4.如权利要求1所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，其特征在于:所述的螺纹塞规(8)和膨胀芯轴(7)处于同一位置，可通过旋转切换。5.如权利要求3所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，其特征在于:所用的CMOS相机(6-1)为USB3.0直插型。6.如权利要求3所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，其特征在于:所述的图像处理模块(6-2)采用的LED光源为背光源。7.如权利要求1所述的一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，其特征在于:所述的数据处理模块(6)利用hough变换检测线段长度与圆孔的半径。
【专利摘要】本发明属机器视觉领域，尤其涉及一种基于嵌入式与机器视觉的螺纹孔零件测量与分拣装置，其组成包括：生产流水线、嵌入式电气控制柜、螺纹塞规、膨胀芯轴、数据处理模块和气动机械手，提高了测量精度和效率，降低人员劳动强度，并实现测量方式的准确性和测量信息的数字记录。嵌入式电气控制柜为装置的配电控制核心，夹具固定座有多个，均活动设置在生产流水线上，夹具固定设置在夹具固定座的中间，嵌件设置在夹具的中间，数据处理模块是装置的数据采集、处理和记录的核心，膨胀芯轴用于检测零件的垂直度，螺纹塞规用于检测螺纹、测量孔的深度，气动机械手用于添加、分拣零件。
【IPC分类】G01B11/00, B07C5/10
【公开号】CN105043262
【申请号】CN201510556842
【发明人】张旭堂, 辛冠希, 高鹏
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月2日