一種零件檢測系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種零件檢測系統，包括：工作臺，具有用來承載零件的支承件；成像裝置，用于對放置在所述支承件上的零件進行成像；以及圖像處理裝置，與所述成像裝置相連，用于接收成像裝置傳輸來的圖像并對圖像進行處理以獲取所述零件的參數。本實用新型所述檢測系統，通過成像裝置以及圖像處理裝置，能夠對零件的二維平面和截面形狀進行全面的檢測，判斷該零件是否滿足現有CAD圖形文件（圖紙）的精度需求。檢測內容可包括半徑、直徑、距離、角度等各個方面，且檢測精度高，誤差小，還能夠通過獲取并分析處理零件的輪廓，得到零件的CAD圖形文件。
【專利說明】一種零件檢測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種零件檢測系統，尤其涉及一種利用成像技術對零件的二維平面和截面形狀進行檢測的系統。
【背景技術】
[0002]鈑金是一種針對金屬薄板的綜合加工工藝，其顯著特征是同一零件在各個部位的厚度完全一致。由于鈑金具有重量輕、強度高、成本低、工藝靈活、適于大規模量產等特點，因此在工業領域的許多方面得到了廣泛的應用，例如通訊、交通、電力、電梯、農業裝備、工程機械、家用電器等。
[0003]一個典型的鈑金零件包括了下料、折彎、焊接等幾個工序。本實用新型中提到的“鈑金零件”特指由金屬薄板坯料進行下料之后得到的二維平面零件，這個零件通常需要進行折彎、焊接、表面處理等后續工序才能成為一個完整的零件。目前最常用的下料工藝是數控下料，也就是根據零件的二維CAD圖形，通過數控編程，然后在數控(轉塔)沖床、激光切割機、等離子切割機、水射流或者其它類型的數控切割機上進行自動加工的一種現代化加工方式。
[0004]由于下料是鈑金的第一個工序，因此需要保證零件的準確性以避免將錯誤帶到下一個工序甚至成品。傳統的鈑金零件的檢測手段包括游標卡尺、卷尺等，但是檢測效率、檢測精度都很低，并且極易發生漏檢和錯檢的現象，這主要是由鈑金零件的特點決定的。同樣，三坐標測量機等現代化檢測手段也不適于鈑金零件的檢測。
【發明內容】
[0005]為此，本實用新型的目的在于提供一種能夠實現零件的快速、高精度測量的檢測系統。
[0006]為實現上述目的，本實用新型的零件檢測系統包括:工作臺，具有用來承載零件的支承件；成像裝置，用于對放置在所述支承件上的零件進行成像；以及圖像處理裝置，與所述成像裝置相連，用于接收成像裝置傳輸來的圖像并對圖像進行處理以獲取所述零件的參數。
[0007]可選地，根據本實用新型的檢測系統，所述支承件為所述工作臺頂部的工作臺面。
[0008]可選地，根據本實用新型的檢測系統，進一步包括光源，所述光源的設置方式包括下列中的至少一種:所述工作臺面為透明或半透明的，所述光源設置在所述工作臺面下方；和所述光源設置在所述工作臺的斜上方。
[0009]可選地，根據本實用新型的檢測系統，所述光源為熒光燈或LED燈。
[0010]可選地，本實用新型所述的檢測系統，所述成像裝置為至少兩個。
[0011]可選地，根據本實用新型的檢測系統，所述成像裝置為(XD相機、CMOS相機或光學掃描儀。
[0012]可選地，根據本實用新型的檢測系統，所述CCD相機或CMOS相機中使用的光學鏡頭為廣角鏡頭或遠心鏡頭。
[0013]可選地，根據本實用新型的檢測系統，所述零件為型材，所述光源環繞在所述型材截面周圍。
[0014]可選地，根據本實用新型的檢測系統，所述圖像處理裝置包括數據處理器以及與所述數據處理器相連的人機交互裝置。
[0015]可選地，根據本實用新型的檢測系統，所述人機交互裝置包括用于顯示所述數據處理器處理結果的顯示器以及對所述數據處理器進行操作的操作裝置。
[0016]本實用新型所述零件檢測系統，通過成像裝置以及圖像處理裝置，能夠對零件的二維平面和截面形狀進行全面的檢測，檢測內容可包括半徑、直徑、距離、角度等各個方面，且檢測精度高，誤差小，還能夠通過獲取并分析處理零件的二維輪廓，得到零件的二維圖形文件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。在附圖中:
[0018]圖1為本實用新型所述檢測系統的結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型一種實施方式的檢測系統結構示意圖；以及
[0020]圖3為采用遠心鏡頭進行型材截面測量的工作示意圖。
[0021]圖中附圖標記的含義為:
[0022]100-工作臺，110-工作臺面，120-支撐腔體，130-立柱；200_成像裝置，210-遠心鏡頭；300_圖像處理裝置，310-數據處理器，320-人機交互裝置320 ;400_光源；500_零件；600-型材；610_型材截面；700_零件支架。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進一步的描述。
[0024]本實用新型提供了一種零件檢測系統，包括:工作臺，具有用來承載零件的支承件；成像裝置，用于對放置在所述支承件上的零件進行成像；以及圖像處理裝置，與所述成像裝置相連，用于接收成像裝置傳輸來的圖像并對圖像進行處理以獲取所述零件的參數。
[0025]圖1示出本實用新型所述零件檢測系統的結構示意圖。如圖1所示，該零件檢測系統包括工作臺100，成像裝置200以及圖像處理裝置300。其中，所述工作臺具有用來承載待測零件500的支承件；所述支承件可以是如圖1和圖2中所示的工作臺頂部的工作臺面110，也可以是如圖3中所示的零件支架700。可以將零件放置在所述工作臺面上110上或零件支架700上，使待檢測部分朝向所述成像裝置200，由成像裝置200對該部分進行成像；所述圖像處理裝置300與所述成像裝置200相連，以接收由成像裝置200傳輸來的圖片。所述圖像處理裝置中配設有專業的圖像處理軟件，在其接收到圖像后，通過該專業圖像處理軟件對圖像進行處理，進而獲得零件輪廓的完整信息。通過該種測量方式，實現了零件的快速、精準測量，避免了人為測量帶來的誤差。其中，所述零件可以為鈑金零件或者型材，還可以是諸如木板、石材、PVC、復合材料等任何其它不透明的非金屬材料制成的零件。零件可以是平面的，也可以是立體的。
[0026]除了實現快速、精準的測量，本實用新型所述檢測系統在處理獲得零件輪廓的完整信息后，還可以根據需要將這些信息與基準CAD圖形進行匹配，得到輪廓的配準圖，并在配準圖的基礎上進行各種測量和檢測。這些信息也可以直接以高質量DXF格式的圖形文件保存并輸出。
[0027]為了保證成像裝置能夠獲取高質量的圖像，本實用新型所述檢測系統還可以配置光源，以用來對零件提供穩定的照明，避免因光線問題影響成像質量。所述光源400的設置位置可以有多種，例如可以將其設置在所述工作臺100的斜上方，如圖1中所示。此時，所述光源400的具體設置位置可以根據成像單元與工作臺的距離進行適當調整，直至達到最佳角度和位置，實現最佳照明效果。所述光源400還可以設置在所述工作臺面110的下方。如圖1和圖2所示的結構中，所述工作臺由支撐腔體120和工作臺面110組成，可以在位于所述工作臺面110下方的支撐腔體120內設置光源(圖中未示出)。此時，所述工作臺面110是透明或半透明的，以保證光線能夠從工作臺中透射出來，對零件形成照明效果。將光源設置在所述工作臺面下方時，可以在所述支撐腔體的側壁上設置散熱孔，將光源在發光過程中產生的熱量散發出去，防止工作臺溫度過高。
[0028]本實用新型所述檢測系統中，所述工作臺面110由具有良好的抗沖擊強度和熱穩定性的鋼化玻璃制成。所述光源400為熒光燈或LED燈，當然，其他任何能夠對所述零件提供良好照明效果的光源也適用于本實用新型。
[0029]本實用新型中，根據目標零件類型，可以選擇使用不同類型的成像裝置，包括CCD相機、CMOS相機和光學掃描儀等。其中，所述光學掃描儀類似于傳統的辦公室掃描儀，在對目標零件截面進行成像時，將零件截面放置在工作臺面上，使用線陣CCD對零件進行掃描，所述線陣(XD通過機械機構運動，其與照明裝置集成在一起。通過該掃描方式，可得到目標零件的截面圖像。
[0030]當使用CCD相機或CMOS相機時，還可以根據目標零件類型和應用領域的不同，使用不同類型的光學鏡頭。較為常用的鏡頭類型主要為廣角鏡頭和遠心鏡頭。
[0031]另外，還可以根據目標零件尺寸的不同，選擇所述成像裝置的數量。例如，當目標零件尺寸較小，使用一個成像裝置即可獲取該零件的輪廓信息；而當目標零件尺寸較大時，一個成像裝置無法獲取完整的圖像，或者獲取的圖像質量不高時，可以選擇使用兩個或兩個以上的成像裝置分別進行成像，之后通過圖像處理軟件對各個成像裝置獲取的圖像進行組合、處理，最終獲得零件的完整圖像信息。
[0032]通常情況下，成像裝置200與工作臺100的位置相對固定，但是目標零件可以根據需要進行移動以便進行多次成像。圖2示出了本實用新型一種實施方式的檢測系統結構示意圖。如圖2所示，所述成像單元位于所述工作臺100的上方，兩者通過立柱130實現連接，在所述立柱的頂端設置有水平伸出部分140，所述成像單元設置在所述水平伸出部分140內(圖中未示出)。所述立柱130的高度以保證所述工作臺的工作臺面110全部位于所述成像單元200的成像范圍內為宜。此時，將零件置于所述工作臺面110的任何位置上，所述成像裝置200均能獲取其圖像。根據目標零件的大小不同，所述工作臺面110的尺寸可以從最小的300 X 210mm (A4紙張規格)到1500 x 4000mm，甚至可以更大。
[0033]當需要對型材的截面進行測量時，一般使用遠心鏡頭(Telecentric鏡頭)來進行成像。遠心鏡頭主要是為糾正傳統工業鏡頭視差而設計，因為在精密光學檢測系統中，由于普通光學鏡頭會存在一定的制約因素，如影像的變形、視角選擇而造成的誤差、不適當光源干擾下造成邊界的不確定性等問題，進而影響測量的精度。而遠心鏡頭能有效降低甚至消除上述問題，它可以在一定的物距范圍內，使得到的圖像放大倍率不會變化。采用遠心鏡頭對型材表面進行成像，能夠保證獲取高品質的圖像。
[0034]由于型材一般長度較長，檢測系統不適宜采用圖2中所示的成像裝置位于工作臺上方的結構，此時可將所述成像裝置與工作臺面呈水平設置，此時無需對型材進行切割即可對其截面進行測量。圖3示出了采用遠心鏡頭進行型材截面測量時的工作示意圖。如圖3所示，型材600水平放置于工作臺(圖中未示出)上，型材的截面610朝向遠心鏡頭210。型材截面610保持平整，且在周圍環繞有光源400，以提高成像的品質。現有的遠心鏡頭的最大直徑一般為300mm，所以一次測量的最大型材截面尺寸為240 x 180mm?如果型材截面的尺寸較大，則需要對其不同部位進行多次成像。此時，可以移動所述遠心鏡頭來獲取不同部位的圖像，也可以如圖3中所示，在工作臺上設置一個能夠上下運動的零件支架700，將所述型材600架設在所述零件支架700上，通過調節零件支架來改變型材截面的高度，從而使得遠心鏡頭210能夠獲取不同部位的圖像。最終，將獲取的型材截面各部位的圖像進行拼接，得到型材截面的整體圖像。
[0035]本實用新型所述檢測系統中，所述圖像處理裝置300包括數據處理器310以及人機交互裝置。所述數據處理器310與所述成像裝置200相連，接收圖像并進行處理。所述人機交互裝置包括顯示器320和操作裝置。其中，所述顯示器320用于顯示所述數據處理器310對圖像的處理結果，所述操作裝置對所述數據處理器310進行操作，例如零件二維圖紙的生成、導出和保存等。所述操作裝置可以是鼠標與鍵盤或者是操作面板。
[0036]應該注意的是，上述實施例對本實用新型進行說明而不是對本實用新型進行限制，并且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的范圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。單詞第一、第二以及第三等的使用不表示任何順序，可將這些單詞解釋為名稱``。
【權利要求】
1.一種零件檢測系統，其特征在于包括: 工作臺(100)，具有用來承載零件的支承件； 成像裝置(200)，用于對放置在所述支承件上的零件進行成像；以及 圖像處理裝置(300 )，與所述成像裝置(200 )相連，用于接收成像裝置(200 )傳輸來的圖像并對圖像進行處理以獲取所述零件的參數。
2.根據權利要求1所述的檢測系統，其特征在于:所述支承件為所述工作臺(100)頂部的工作臺面(110)。
3.根據權利要求2所述的檢測系統，其特征在于:進一步包括光源(400)，所述光源的設置方式包括下列中的至少一種: 所述工作臺面(110)為透明或半透明的，所述光源(400)設置在所述工作臺面(110)下方-M 所述光源(400)設置在所述工作臺(100)的斜上方。
4.根據權利要求3所述的檢測系統，其特征在于:所述光源(400)為熒光燈或LED燈。
5.根據權利要求1所述的檢測系統，其特征在于:所述成像裝置(200)為至少兩個。
6.根據權利要求1所述的檢測系統，其特征在于:所述成像裝置(200)為CCD相機、CMOS相機或光學掃描儀。
7.根據權利要求6所述的檢測系統，其特征在于:所述CCD相機或CMOS相機中使用的光學鏡頭為廣角鏡頭或遠心鏡頭。
8.根據權利要求3所述的檢測系統，其特征在于:所述零件為型材，所述光源(400)環繞在所述型材截面周圍。
9.根據權利要求1所述的檢測系統，其特征在于:所述圖像處理裝置(300)包括數據處理器(310)以及與所述數據處理器相連的人機交互裝置。
10.根據權利要求9所述的檢測系統，其特征在于:所述人機交互裝置包括: 用于顯示所述數據處理器(310)處理結果的顯示器(320);以及對所述數據處理器(310)進行操作的操作裝置。
【文檔編號】G01B11/00GK203605907SQ201320652504
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】李向輝, 其他發明人請求不公開姓名 申請人:北京力信聯合科技有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
