一种基于气动测量和图像处理技术的零件质量检测系统

本实用新型属于工业检测技术领域，具体涉及一种基于气动测量和图像处理技术的零件质量检测系统。

背景技术：

随着科技水平的提高和社会需求量的增长使得制造业有了迅猛的发展，在机械、汽车、航天等工业部门，在对零件提出精密加工要求的同时，也对其检测精度提出了更高的要求。传统的检测方法很难做到在具有较高的检测精度的同时又能具备准确的表面缺陷情况的检测。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于气动测量和图像处理技术的零件质量检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题，为实现上述目的，本系统中充分利用了气动测量技术高精度的优点以及其气动测量头具有自洁功能的特点，为表面缺陷的检测提供了一个良好的环境，消除了零件表面碎屑、灰尘、油渍等对缺陷检测准确性的影响。

本实用新型通过以下方案予以实现：

一种基于气动测量和图像处理技术的零件质量检测系统，它由气动测量尺寸系统和图像处理缺陷检测系统组成。

系统所述的气动测量尺寸系统包括空压机、过滤器、精密调压阀、压差传感器、气动测头、stm32f303rct6核心板、报警模块和显示模块，所述的空压机为气动测量系统提供气源；所述的过滤器用来过滤掉空气中的水分；所述的精密调压阀用来精准调压，以保证压差传感器有一个稳定的气源；所述的气动测头用来实现与被测器件的非接触测量；所述的stm32f303rct6核心板用来控制整个尺寸测量系统的运行；所述的报警模块用来对尺寸不合格的零件进行报警响应；所述的显示模块用来显示测量结果等信息。

系统所述的图像处理缺陷检测系统包括吸光载物台、环形led蓝白照明光源、长焦镜头、面阵ccd相机、图像采集卡和计算机，所述的吸光载物台能够减少因光线反射带来的影响；所述的环形led蓝白照明光源为面阵ccd相机拍摄照片提供一个良好的光照环境；所述的长焦镜头和面阵ccd相机用来拍摄具有较好表面特征的零件图片；所述的图像采集卡用来将面阵ccd相机拍摄的图片快速传输到计算机存储器，供计算机进行处理。

本实用新型的有益效果是：

将具有高精度的气动测量技术和高准确性的图像处理缺陷检测技术融合之后应用于精密零件质量(尺寸和缺陷)的检测，利用了气动测量具有非接触测量优点的同时又充分利用了气动测量头具有自洁的特点，将尺寸测量放在缺陷检测之前，能够消除零件表面碎屑、灰尘、油渍等对缺陷检测的影响，从而提高整个系统质量检测的精度和准确性。

附图说明

图1为本实用新型的气动测量尺寸系统结构示意图

图2为本实用新型的图像处理缺陷检测系统结构示意图

图3为本实用新型的系统整体结构示意图

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案结合附图对本实用新型专利进一步说明。

如图1所示，气动测量尺寸系统由空压机、过滤器、精密调压阀、压差传感器、气动测头、校对环规、stm32f303rct6核心板、报警模块、显示模块、电源模块组成。因为气动测量技术为相对测量技术，所以在测量之前需要使用校对规进行上下限的标定，标定结束之后即可进行尺寸测量，本实用新型中气动测量部分的测量精度为0.1μm，能够满足对零件的精密检测需求。当待测零件经过气动测量系统时，将气动测头放入待测零件内，此时气动测头喷嘴处的气体压力会发生改变，压差传感器内部会将此时的压差信号转换为模拟的电压信号，模拟电压信号先经过stm32f303rct6内部的运算放大器进行放大后再通过模拟数字转换器转换为数字电压信号，数字电压信号通过建立的电压与尺寸量对应关系并经主控芯片处理之后输出当前的尺寸值，将其结果传输到显示模块，显示模块进行显示，当尺寸不合格时，报警模块工作，此时该零件会被标记为尺寸不合格零件；当尺寸合格时，报警模块不工作，此时零件被继续传送到缺陷检测系统。如图2所示，图像处理缺陷检测系统由吸光载物台、环形led蓝白照明光源、长焦镜头、面阵ccd相机、图像采集卡、计算机组成。当零件被传送到吸光载物台上时，环形led蓝白照明光源会被打开，此时ccd相机对零件进行拍照，并将拍摄的零件表面特征图片通过图像采集卡传输到计算机，在计算机上进行表面缺陷的检测，当表面缺陷检测结果合格时，此零件被标记为合格零件；当表面缺陷检测结果不合格时，此零件被标记为缺陷检测不合格。本实用新型的系统整体结构总图如图3所示，待测零件在检测台上按所示的运动方向运行，当处于尺寸检测区域时，会进行停留，此时气动测头会被放入待测零件内，进行尺寸测量，当尺寸测量结束后，若测量结果为不合格，则零件被标记为尺寸不合格并被传送到不合格区；若测量结果为合格，则零件继续沿着运动方向运行，当处于缺陷检测区域时，零件会进行停留，此时环形led蓝白照明光源会工作，为ccd拍摄照片提供良好的光照环境，ccd拍摄完成时，将图片通过图像采集卡传输到计算机，在计算机端进行零件表面缺陷检测，当检测结果为不合格时，零件被标记为缺陷检测不合格并被传送到不合格区，当检测结果合格时，零件被标记为合格，并被传送到合格区，这样就实现了零件质量(尺寸和缺陷)的高精度、高准确性检测。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于气动测量和图像处理技术的零件质量检测系统，其特征在于，该系统包括气动测量尺寸系统和图像处理缺陷检测系统：

所述的气动测量尺寸系统包括空压机、过滤器、精密调压阀、压差传感器、校对规、气动测头、stm32f303rct6核心板、电源模块、报警模块和显示模块；所述的空压机与所述的过滤器连接之后为系统提供干燥、洁净的气源；所述的精密调压阀输入孔连接到过滤器的输出孔用于精准调节气源压力；所述的压差传感器一端接入精密调压阀，另一端接入气动测头，实现气压量到电压量的转换功能；所述的校对规用于在测量前进行上下限的标定；所述的气动测头用于实现非接触测量；所述的stm32f303rct6核心板与压差传感器连接之后用于控制测量系统的功能并保证系统正常运行；所述的电源模块分别连接到核心板和压差传感器为其提供所需的工作电源；所述的报警模块与核心板连接之后用于不合格零件产品的报警提示；所述的显示模块与核心板连接之后用于显示测量结果信息以及实现人机交互；

所述的图像处理缺陷检测系统包括吸光载物台、环形led蓝白照明光源、长焦镜头、面阵ccd相机、图像采集卡和计算机；所述的吸光载物台用于放置待检测零件；所述的环形led蓝白照明光源置于镜头正下方中心位置为拍摄提供良好的光照环境；所述的长焦镜头和所述的面阵ccd相机连接之后用于拍摄具有良好表面特征的零件照片；所述的图像采集卡一端与ccd相机相连，另一端与计算机相连，用于存储ccd相机采集的图像信号并将图像信号传送到计算机；所述的计算机用于实现零件表面缺陷检测功能的具体设计。

2.根据权利要求1所述的一种基于气动测量和图像处理技术的零件质量检测系统，其特征在于：所述的气动测量尺寸系统中采用以stm32f303rct6芯片为核心的主控板，利用stm32f303rct6芯片内部的运算放大器和模数转换器，首先将压差传感器输出的微弱模拟电压信号进行放大，然后将放大后的模拟电压信号经过模数转换器转换为数字电压信号，最后通过建立的电压与尺寸量的对应关系，实现尺寸测量。

3.根据权利要求1所述的一种基于气动测量和图像处理技术的零件质量检测系统，其特征在于：所述的气动测量尺寸系统中气动测头通过非接触的方式对零件尺寸测量的同时利用其具有的自洁功能的特点，消除了零件表面的碎屑、灰尘、油渍对缺陷检测系统的检测准确性的影响。

4.根据权利要求1所述的一种基于气动测量和图像处理技术的零件质量检测系统，其特征在于：所述的图像处理缺陷检测系统中待测零件放置于吸光载物台上，环形蓝白照明光源置于待测零件正上方进行照射，为面阵ccd相机拍摄零件表面特征图片提供一个良好的光照环境的同时并能够消除零件本身反光带来的影响。

技术总结
本实用新型涉及一种基于气动测量和图像处理技术的零件质量检测系统，其特征在于：将具有高精度的气动测量技术和高准确性的图像处理缺陷检测技术融合之后应用于精密零件质量(尺寸和缺陷)的检测，利用气动测量具有非接触测量优点的同时又充分利用了气动测量头具有自洁的特点，将尺寸测量放在缺陷检测之前，能够消除零件表面碎屑、灰尘、油渍等对缺陷检测的影响，从而提高整个系统质量检测的精度和准确性。

技术研发人员：陈亮;徐瑞;杨家军;祝晓明;张振;杨茹;黄帅
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：2020.08.17
技术公布日：2021.05.11