本發(fā)明涉及了視覺圖像機，特別涉及一種視覺圖像機及其檢測方法。

背景技術(shù)：

在機械制造過程中，軸類及孔類零件占有很大的比例，傳統(tǒng)的測量方法是應(yīng)用三座標測量機或者大功顯微鏡（它們無法在線測量）抽檢來確定零件加工質(zhì)量。這不僅費時且日益不能適應(yīng)產(chǎn)品小批量、高質(zhì)量制造要求。市場迫切需要在線自動的圓直徑與圓度測量設(shè)備，以滿足產(chǎn)品質(zhì)量及高生產(chǎn)率需要，進而提高企業(yè)產(chǎn)品競爭力。

中國專利申請?zhí)枺篊N201120298076.9，公開日2012年4月18日，公開了一種工件測量治具，包括：本體，其包括二側(cè)壁以及連接該二側(cè)壁的連接板，所述二側(cè)壁上相對設(shè)置一對固定孔以及與所述固定孔存在一距離的若干對變換孔，所述若干對變換孔分別對應(yīng)若干個擺放角度；固定轉(zhuǎn)軸，其插設(shè)于所述二固定孔內(nèi)；變換轉(zhuǎn)軸，其插設(shè)于所述相對的變換孔內(nèi)；擺塊，其一端通過所述固定轉(zhuǎn)軸樞接于所述本體的二側(cè)壁上，其另一端放置于所述變換轉(zhuǎn)軸上。相較于現(xiàn)有技術(shù)，利用本實用新型的工件測量治具，由于采用變換孔與擺放角度對應(yīng)的方式，從而使得測量起來擺放時更加簡單，且測量精度更加準確。但是看得出來，現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的手段還是以老的直接測量為主。

而現(xiàn)在，機器視覺系統(tǒng)為歐美等發(fā)達國家高的產(chǎn)品質(zhì)量及制造自動化提供了重要的保證，三十多年來，它獲得了工業(yè)制造過程如汽車制造、機械制造、電子制造及半導(dǎo)體制造等的廣泛應(yīng)用。由于它是非接觸測量技術(shù)，尤其適合工業(yè)現(xiàn)場實時在線測量與檢測。許多行業(yè)高精度設(shè)備、高速測量與檢測系統(tǒng)其核心技術(shù)是機器視覺系統(tǒng)。由于發(fā)達國家尤其是美國、德國及日本開展該技術(shù)應(yīng)用研究近30年，技術(shù)處于壟斷地位。我國僅處于初級階段，與它們有較大差距。目前的視覺測量技術(shù)在我國還存在有計算速度慢、測量精度低，識別度差的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)視覺測量技術(shù)在我國還存在有計算速度慢、測量精度低，識別度差的問題，提供了一種視覺圖像機及其檢測方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種視覺圖像機，用于工件檢測，與電腦連接，包括控制按鈕、檢測平臺、機體立柱、移動臺、伺服傳動系統(tǒng)、照明光源、鏡頭、成像器件、AD轉(zhuǎn)換器和處理器，所述檢測平臺的上部與機體立柱的下部固定連接，所述檢測平臺上表面的中部為檢測區(qū)，所述機體立柱的正面開設(shè)有移動軌道，所述移動臺配設(shè)在所述移動軌道上，所述移動臺對準所述的檢測區(qū)，所述成像器件配設(shè)在所述移動臺內(nèi)，所述移動臺的下表面固定有鏡頭和照明光明，所述鏡頭與所述成像器件連接，成像器件通過AD轉(zhuǎn)換器與處理器連接，所述處理器通過伺服傳動系統(tǒng)與移動臺傳動連接，所述控制按鈕安裝在視覺圖像機表面與處理器電連接，所述處理器通過電腦連接線與所述電腦連接。本發(fā)明通過運動系統(tǒng)將被測量工件送入機器視覺測量平臺，光源照亮被測量工件進而通過鏡頭獲取高質(zhì)量圓柱、孔等圖像，測量算法進行相應(yīng)尺寸運算，完成零件孔等直徑與圓度自動測量。針對制過程中各類圓柱、孔等零件，自動完成其圓直徑與圓度測量。它可直接部署于生產(chǎn)車間，數(shù)秒內(nèi)在線完成這些零件的測量，確保制造過程產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率提高。

作為優(yōu)選，所述檢測區(qū)的下部支撐平板為透明板，所述透明板的下方配設(shè)有照明燈。本發(fā)明這樣配設(shè)用于將光源合理分配。

作為優(yōu)選，所述伺服傳動系統(tǒng)包括伺服電機、驅(qū)動芯片、滑塊線規(guī)、絲杠、限位開關(guān)和光柵尺，所述伺服電機通過驅(qū)動芯片與處理器連接，所述絲杠固定在所述機體立柱內(nèi)，滑塊線規(guī)配設(shè)在絲杠機上，所述滑塊線規(guī)與所述移動臺連接，所述絲杠的上下兩端均配設(shè)有限位開關(guān)，所述光柵尺與所述絲杠平行，所述光柵尺與所述處理器連接。本發(fā)明這樣設(shè)置，可以控制私服電機的運動速度，防止過快運動損壞工件，也保證了私服電機能夠保持在合理的工作距離。

作為優(yōu)選，所述照明光源為低位斜角照明燈，所述照明光源與檢測區(qū)形成夾角。本發(fā)明這樣設(shè)置，光源與工件的夾角可以形成較好的灰度反饋，提高照明精度。

作為優(yōu)選，還包括有用于標定的標定尺，所述標定尺為印制有至少六個圓環(huán)的水平薄板，所有的圓環(huán)均為同心圓。本發(fā)明中，水平薄板上配設(shè)有同心圓的形式，可以用于對抗鏡頭本身的曲面帶來的誤差和畸變，提高測量精度，一般情況下，選用的是九個同心圓。

一種視覺圖像機測量方法，適用于如權(quán)利要求5所述的視覺圖像機，包括以下步驟：

步驟一：視覺圖像機啟動進行初始化，放置被測工件在檢測區(qū)上；

步驟二：根據(jù)使用者的選擇確定是否為新工件，如果為新工件則執(zhí)行步驟三，若測量的工件與上一個被測工件屬于同一型號的工件則執(zhí)行步驟五；

步驟三：伺服傳動系統(tǒng)帶動移動臺上下運動，在移動臺運動過程中采集當前被測工件的圖像，將采集到的圖像保留灰度值形成灰度圖像，讀取預(yù)設(shè)的若干條檢測線，將所有檢測線與灰度圖像進行疊加，計算檢測線上的亮點，若在檢測線上的亮點數(shù)大于預(yù)定值則判定當前移動臺與檢測區(qū)的檢測距離為合理位置，保持移動臺的位置；

步驟四：放置標定尺在被測工件的表面，拍攝標定尺后，由處理器執(zhí)行標定；

步驟五：照亮被測量工件，采集當前被測工件的圖像，將采集到的圖像保留灰度值形成灰度圖像，讀取預(yù)設(shè)的定位點，由定位點向外輻射檢測射線，保留所有檢測射線接觸到的亮點；

步驟六：將所有亮點選出，根據(jù)標定數(shù)據(jù)和亮點在圖像上的像素位置計算被測工件尺寸。

作為優(yōu)選，在所述步驟四中，拍攝標定尺獲取當前標定尺圖像中所有圓環(huán)之間的像素距離差，每個圓環(huán)之間的間距為標定值，確定標定值對照像素距離差進行換算，去除曲面誤差和畸變，完成標定。

作為優(yōu)選，在所述步驟四中，采集到的標定尺圖像在所有圖像中占比大于80%時，保留當前采集到的圖像作為標定使用。

作為優(yōu)選，在步驟六中將所有亮點選出，根據(jù)標定數(shù)據(jù)和亮點在圖像上的像素位置計算被測工件尺寸，若被測工件尺寸與預(yù)定值存在偏差，輸出錯誤報告。

作為優(yōu)選，在所述步驟二中確定當前被測工件的種類，確定被測工件中圖像的種類和測試的要求。

本發(fā)明的實質(zhì)性效果是：本發(fā)明通過運動系統(tǒng)將被測量工件送入機器視覺測量平臺，光源照亮被測量工件進而通過鏡頭獲取高質(zhì)量圓柱、孔等圖像，測量算法進行相應(yīng)尺寸運算，完成零件孔等直徑與圓度自動測量。針對制過程中各類圓柱、孔等零件，自動完成其圓直徑與圓度測量。它可直接部署于生產(chǎn)車間，數(shù)秒內(nèi)在線完成這些零件的測量，確保制造過程產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種電路連接示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種流程圖。

圖中：1、處理器，2、驅(qū)動芯片，3、伺服電機，4、AD轉(zhuǎn)換器，5、成像器件，6、鏡頭，7、光柵尺，8、限位開關(guān)，9、控制按鈕，10、電腦。

具體實施方式

下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。

實施例：

一種視覺圖像機（參見附圖1），用于工件檢測，與電腦連接，包括控制按鈕、檢測平臺、機體立柱、移動臺、伺服傳動系統(tǒng)、照明光源、鏡頭、成像器件、AD轉(zhuǎn)換器和處理器，所述檢測平臺的上部與機體立柱的下部固定連接，所述檢測平臺上表面的中部為檢測區(qū)，所述機體立柱的正面開設(shè)有移動軌道，所述移動臺配設(shè)在所述移動軌道上，所述移動臺對準所述的檢測區(qū)，所述成像器件配設(shè)在所述移動臺內(nèi)，所述移動臺的下表面固定有鏡頭和照明光明，所述鏡頭與所述成像器件連接，成像器件通過AD轉(zhuǎn)換器與處理器連接，所述處理器通過伺服傳動系統(tǒng)與移動臺傳動連接，所述控制按鈕安裝在視覺圖像機表面與處理器電連接，所述處理器通過電腦連接線與所述電腦連接。還包括有用于標定的標定尺，所述標定尺為印制有九個圓環(huán)的水平薄板，所有的圓環(huán)均為同心圓。所述檢測區(qū)的下部支撐平板為透明板，所述透明板的下方配設(shè)有照明燈。所述伺服傳動系統(tǒng)包括伺服電機、驅(qū)動芯片、滑塊線規(guī)、絲杠、限位開關(guān)和光柵尺，所述伺服電機通過驅(qū)動芯片與處理器連接，所述絲杠固定在所述機體立柱內(nèi)，滑塊線規(guī)配設(shè)在絲杠機上，所述滑塊線規(guī)與所述移動臺連接，所述絲杠的上下兩端均配設(shè)有限位開關(guān)，所述光柵尺與所述絲杠平行，所述光柵尺與所述處理器連接。所述照明光源為低位斜角照明燈，所述照明光源與檢測區(qū)形成夾角。

一種視覺圖像機測量方法（參見附圖2），適用于如上所述的視覺圖像機，包括以下步驟：

步驟一：視覺圖像機啟動進行初始化，放置被測工件在檢測區(qū)上；

步驟二：根據(jù)使用者的選擇確定是否為新工件，如果為新工件則執(zhí)行步驟三，若測量的工件與上一個被測工件屬于同一型號的工件則執(zhí)行步驟五；在所述步驟二中確定當前被測工件的種類，確定被測工件中圖像的種類和測試的要求。一般是圓柱形的檢測或圓孔的檢測。

步驟三：伺服傳動系統(tǒng)帶動移動臺上下運動，在移動臺運動過程中采集當前被測工件的圖像，將采集到的圖像保留灰度值形成灰度圖像，讀取預(yù)設(shè)的若干條檢測線，將所有檢測線與灰度圖像進行疊加，計算檢測線上的亮點，若在檢測線上的亮點數(shù)大于預(yù)定值則判定當前移動臺與檢測區(qū)的檢測距離為合理位置，保持移動臺的位置；

步驟四：放置標定尺在被測工件的表面，拍攝標定尺后，由處理器執(zhí)行標定；在所述步驟四中，拍攝標定尺獲取當前標定尺圖像中所有圓環(huán)之間的像素距離差，每個圓環(huán)之間的間距為標定值，確定標定值對照像素距離差進行換算，去除曲面誤差和畸變，完成標定。例如每個圓環(huán)之間都被標定為10mm，那么圓環(huán)對應(yīng)的中心點位置到第一個圓環(huán)之間的所有像素之和對應(yīng)的距離值為10mm，所有第一圓環(huán)到第二圓環(huán)之間的像素之和對應(yīng)的距離值為10mm，即使第一圓環(huán)到第二圓環(huán)之間的像素之和小于中心點位置到第一個圓環(huán)之間的所有像素之和。同時每個像素點的距離可以通過直接除法計算，也可以以遞增的形式計算，如果是以遞增的形式計算，可以，通過預(yù)設(shè)比例進行計算。也可以，通過計算第一圓環(huán)到第二圓環(huán)之間的像素之和與圓環(huán)對應(yīng)的中心點位置到第一個圓環(huán)之間的所有像素之和的比值確定。

在所述步驟四中，采集到的標定尺圖像在所有圖像中占比大于80%時，保留當前采集到的圖像作為標定使用。

步驟五：照亮被測量工件，采集當前被測工件的圖像，將采集到的圖像保留灰度值形成灰度圖像，讀取預(yù)設(shè)的定位點，由定位點向外輻射檢測射線，保留所有檢測射線接觸到的亮點；

步驟六：將所有亮點選出，根據(jù)標定數(shù)據(jù)和亮點在圖像上的像素位置計算被測工件尺寸。在步驟六中將所有亮點選出，根據(jù)標定數(shù)據(jù)和亮點在圖像上的像素位置計算被測工件尺寸，若被測工件尺寸與預(yù)定值存在偏差，輸出錯誤報告。

本實施例通過運動系統(tǒng)將被測量工件送入機器視覺測量平臺，光源照亮被測量工件進而通過鏡頭獲取高質(zhì)量圓柱、孔等圖像，測量算法進行相應(yīng)尺寸運算，完成零件孔等直徑與圓度自動測量。針對制過程中各類圓柱、孔等零件，自動完成其圓直徑與圓度測量。它可直接部署于生產(chǎn)車間，數(shù)秒內(nèi)在線完成這些零件的測量，確保制造過程產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率提高。

以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。