CN102553833B - 一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种回转类零件多工位多参数视觉测量设备,包括Y形上料机构、多工位链式送料机构、径向参数测量装置、轴向参数测量装置、仓储式立体分选机构、PLC控制模块、人机交互界面和上位机控制系统。本发明能够为工业现场回转类零件加工的质量控制提供一种几何量精密测量设备,该设备不仅能够检测回转类零件的几何尺寸误差、形状误差和位置误差,还能对同一批零件的检测结果进行统计分析,掌握产品批质量的波动情况。同时,该设备具备了零件的自动上料和依据测量结果进行自动分选的功能,可以直接串联到生产线中进行零件的在线和全数检测。

Description

一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及测量和测试领域,特别涉及一种回转类零件几何尺寸及形状、位置误差的视觉测量与自动分选系统。
背景技术
[0002]机械零件几何尺寸、形状与位置误差的测量,是保证产品精度与质量的重要环节。由于机械零件的多样性和复杂性,不同零件几何量的测量方法也不尽相同。通常,几何量测量方法主要是由工人通过采用机械式、电子式、气动式和光学式等测量工具对零件进行测量,但大多都存在着受人为因素影响、自动化程度低、测量效率低等缺点,难以满足大批量零件的质量控制需求。
[0003]随着产品质量管理的规范化和法制化,在线检测和全数检测的呼声越来越高,传统的人工检测方法已经满足不了要求。而视觉检测技术作为一种非接触检测手段,由于具有检测速度快,检测结果稳定,自动化程度高以及具备在线检测、实时分析、实时控制等优点,已经开始在电子、机械、汽车、农业、林业、医学等领域的测量中得到了广泛的应用。在机械零件几何量的视觉测量应用中,测量设备的测量速度能否达到生产线生产节拍的要求是实现在线检测的关键,测量设备的精度和检测参数的数目是视觉测量设备能否应用的基本条件,测量设备的自动化程度以及测量结果能否反映产品批质量的波动情况是视觉测量设备能否得到广泛应用的重要因素。高精度视觉检测系统(200710177204.2)公开的自动调焦系统和自适应调整光强照明系统在检测过程中不仅需要通过高精度的进给机构来实时地调整光学成像系统所处的位置,还需要根据采集到的图像质量来调整照明光源的输出光强,从而降低了视觉检测设备的检测速度;嵌入式视觉检测系统(200810041576.7)的优点在于高度的集成化、其体积小,功耗低,但是其数据处理能力和速度均低于基于PC机的视觉检测系统,难以实现复杂零件的多参数检测。在这样的技术背景下,本发明的提出就具有一定的理论和工程应用价值。
发明内容
[0004]本发明的目的在于为工业现场回转类零件的在线检测和全数检测提供一种几何量精密测量设备,本发明设计的Y形上料机构、多工位链式送料机构和仓储式立体分选机构不仅实现了零件的自动上料和自动分选,而且设备的测量速度与生产线的生产节拍相一致,可以直接串联到生产线中进行零件的在线检测和全数检测;本发明设计了 Y、Z两个方向上的光学成像系统,实现了零件Υ、Ζ方向的二维几何特征量,如零件外径、孔径和高度尺寸,圆度、垂直度和倾斜度形状位置参数的精密测量;本发明设计了全封闭光线隔离罩,能够有效地抑制周围光线的干扰,提高了视觉检测的可靠性。
[0005]为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统及方法包括Y形上料机构、多工位链式送料机构、径向参数测量装置、轴向参数测量装置、仓储式立体分选机构、PLC控制模块、人机交互界面、上位机控制系统和机身。
[0006]所述的用于将回转类零件逐个输送到送料等待区中的Y形上料机构和用于将回转类零件按照合格品、返工品和报废品进行分选归类的仓储式立体分选机构均位于对送料等待区中的回转类零件进行轴向和径向测量工位精确输送和定位的多工位链式送料机构的一侧,其中Y形上料机构中送料等待区的中心线和多工位链式送料机构入口的中心线对齐,多工位链式送料机构出口的中心线和仓储式立体分选机构中分选等待区的中心线对齐,所述的用于测量零件外径、高度、垂直度和倾斜度的径向参数测量装置位于多工位链式送料机构的另一侧,所述的用于测量零件孔径和圆度的轴向参数测量装置位于多工位链式送料机构的正上方,所述的径向参数测量装置和轴向参数测量装置均通过信号线和对图像数据执行预处理和特征提取等算术运算的上位机控制系统内的数据采集卡连接,所述的用于采集位置传感器输入信号,并对电机、气缸和气爪的运动进行控制的PLC控制模块通过串口和上位机控制系统连接,所述的用于用户输入指令、标定参数以及预设公差,同时实时显示捕获图像和测量结果,并通过应用软件进行数据存储和统计分析的人机交互界面分别和PLC控制模块以及上位机控制系统连接。
[0007]所述的Y形上料机构包括上料输送带、往复滑动气缸、Y形上料装置、上料交流电机、变频器、电磁换向阀、磁性开关、推送气缸和接近开关,其中Y形上料装置的形状为Y形,其上固定有对进入Y形上料装置中的回转类零件进行往复搓动的往复滑动气缸。
[0008]所述的多工位链式送料机构包括接近开关、Y方向移动单元、送料气爪、Y方向活动V形块定位夹紧装置、主输送链、光电传感器、输送伺服电机和驱动器,其中将送料等待区中的回转类零件搬运到主输送链上的送料气爪安装在Y方向移动单元上,对主输送链上的回转类零件进行精确定位的V形块定位夹紧装置分别安装在径向测量工位和轴向测量工位上。
[0009 ]所述的径向参数测量装置包括Y方向照明光源、Y方向镜头、Y方向测量照相机、Y方向全封闭光线隔离罩、显微镜三维工作台,其中用于确保光学成像系统能够在一个与周围环境光线隔离的空间内来捕获回转类零件图像的全封闭光线隔离罩包括固定框架、滑轨和两侧面移动挡板,用于打开和关闭光学成像系统测量区域的两侧面移动挡板安装在固定框架上的滑轨上。
[0010]所述的轴向参数测量装置包括显微镜三维工作台、Z方向照明光源、Z方向镜头、Z方向测量照相机、Z方向全封闭光线隔离罩,其中Z方向镜头和Z方向测量照相机固定在用于完成对照相机中心和零件回转中心位置标定的显微镜三维工作台上。
[0011]所述的仓储式立体分选机构包括接近开关、Y方向移动单元、分选气爪、筛选气缸、电磁换向阀、磁性开关、装料盘、分选伺服电机、伺服电机驱动器和滚珠丝杆,其中装料盘安装在滚珠丝杆工作台上,带动滚珠丝杆工作台上的装料盘运动从而实现回转类零件仓储式立体装料的分选伺服电机安装在底板上。
[0012]所述的PLC控制模块包括数字量输入模块、中央处理器和数字量输出模块,其中所述的接近开关、磁性开关、光电传感器和按钮与数字量输入模块连接;所述的数字量输入模块与中央处理器连接;所述的中央处理器与PC机和数字量输出模块连接;所述的数字量输出模块与变频器、伺服电机驱动器、电磁换向阀和警示灯连接。
[0013]所述的上位机控制系统包括数据采集卡和PC机,其中所述的数据采集卡与PC机连接;所述的PC机与尺寸报表显示器、人机交互界面显示器和打印机连接。
[0014]所述的变频器与上料交流电机连接;所述的伺服电机驱动器与输送、分选伺服电机连接;所述的电磁换向阀与气缸连接;所述的镜头与照相机连接;所述的Y方向测量照相机和Z方向测量照相机与数据采集卡连接;所述的数据采集卡与PC机连接;所述的PC机与尺寸报表显示器、人机交互界面显示器和打印机连接;所述的照明光源、全封闭光线隔离罩、各方向上的移动单元、显微镜三维工作台以及其它需要固定和支撑的零部件均与机身连接。
[0015]本发明的工作流程主要分为上料、送料、测量、分选和人机交互五个过程。各个过程的工作原理如下。
[0016]上料原理:用户按下启动按钮之后,上料交流电机通过带动上料输送带转动来输送待测的回转类零件,并通过往复滑动气缸和Y字型上料装置来保证零件逐个有序的到达上料等待区,进入等待区的零件按照先后次序逐一被Y方向和X方向的推送气缸推送至送料等待区。
[0017]送料原理:当主传输链上有空位存在,或者是主传输链上有零件检测完毕时,首先由送料气爪通过Y方向移动单元将送料等待区中的零件搬运到主传输链中,主传输链通过光电传感器来判断所处的位置,并通过输送伺服电机带动主传输链循环的转动使零件逐一到达指定参数的检测位置,之后再通过夹紧气缸带动活动V形块来夹紧定位零件,同时夹紧气缸通过带动两侧面移动挡板运动来和固定框架构成全封闭光线隔离罩。定位结束之后,PLC通过串口向PC机发送定位结束信号。
[0018]测量原理:在测量之前,Y、Z方向的光学成像系统首先通过显微镜三维工作台来进行位置标定,并通过高精度的标准量块来进行相机像素的标定。当PC机接收到定位结束信号之后,处于全封闭光线隔离罩中的Υ、ζ方向的光学成像系统立即捕获零件Υ、Ζ方向的二维几何特征图像,PC机通过数据采集卡来采集图像数据,之后对采集到的图像数据执行预处理和特征提取等算术运算,包括图像滤波、图像增强、边缘提取、细化和特征提取等,再根据标定和修正后得到的参照标准,便可直接测量出零件各参数的尺寸以及相对应的形状和位置误差,如直径、高度和孔径等尺寸以及垂直度、倾斜度和圆度等形状和位置误差,并且这些参数的检测是同时开始进行的。最后,PC机再根据预设的尺寸、形状和位置公差将零件分成合格品、返工品和报废品三类,并通过串口将测量结果发送给PLC。
[0019]分选原理:PLC根据检测结果,首先由分选气爪通过Y方向移动单元将主传输链中的零件相对应地搬运到合格品、返工品和报废品等待区中,然后再分别通过Χ、γ、ζ三个方向上的分选气缸将零件分别推送到各自对应的装料槽中,当该装料槽装满一定数量的零件之后,由分选伺服电机带动滚珠丝杆工作台移动来进行装料槽的切换,直至装料盘上的装料槽全部装满零件为止。
[0020]人机交互原理:用户通过按钮来输入启动、停止和急停等指令,并通过人机交互界面显示器来输入标定后光学成像系统的光学参数、位置参数、像素标定参数以及零件预设的尺寸、形状和位置公差,同时通过人机交互界面显示器来输出光学成像系统的测量图像和测量区域。尺寸报表显示器通过控制图来显示数据库中存储的尺寸、形状和位置参数的测量结果,并同时显示相对应的工序能力指数和机器能力指数。
[0021 ]与现有技术相比,本发明具有如下优点:
[0022] I)自动化程度高、测量速度快
[0023]由于设计了 Y形上料装置、多工位链式送料机构和仓储式立体分选装置,不仅实现了零件的自动上料和自动分选,还可以调节测量节拍使之与生产线的生产节拍相一致,可以直接串联到生产线中进行零件的在线检测和全数检测;
[0024] 2)多工位、多参数测量
[0025]由于采用Y、Z两个方向上的光学成像系统进行测量,实现了回转类零件轴向和径向两个方向的二维几何特征量,如零件外径、孔径和高度尺寸,圆度、垂直度和倾斜度形状位置参数的精密测量;
[0026] 3)测量结果精确、可靠
[0027]由于采用显微镜三维工作台和高精度的标准量块来进行光学成像系统位置和像素的标定,并通过对夹具定位误差和光学成像系统的畸变误差进行修正,为光学成像系统提供了精密的测量标准。另一方面,由于设计了全封闭光线隔离罩,Υ、ζ方向的光学成像系统能够在一个与环境光线隔离的空间内来捕获回转类零件的图像,从而确保捕获图像的质量,再通过图像滤波、图像增强、边缘提取、细化和特征提取等算术运算,使得测量结果的精确性和重复性较好。
[0028] 4)对测量结果进行统计质量分析
[0029]由于采用了工序能力指数、机器能力指数以及控制图等方法对零件的测量结果进行质量统计,不仅能够确认设备的加工能力和加工过程是否满足零件的质量要求,而且可以实时地监视工序质量的波动情况,判断工序是否稳定。
附图说明
[0030]图1是本发明的产品结构示意图;
[0031]图2是本发明的广品工作原理不意图;
[0032]图3是本发明的产品工作程序流程图;
[0033]图中:1、上料输送带;2、往复滑动气缸;3、Y形上料装置;4、上料交流电机;5、推送气缸;6、数字量输入模块;7、中央处理器((PU); 8、数字量输出模块;9、PC机;10、送料等待区;11、Υ方向移动单元;12、送料气爪;13、回转类零件;14、Υ方向活动V形块定位夹紧装置;
15、Υ方向照明光源;16、Υ方向镜头;17、Υ方向测量照相机;18、Υ方向全封闭光线隔离罩;19、主输送链;20、显微镜三维工作台;21、Z方向照明光源;22、Z方向镜头;23、Z方向测量照相机;24、Ζ方向全封闭光线隔离罩;25、分选气爪;26、分选等待区;27、装料盘;28、滚珠丝杆工作台;29、分选伺服电机;30、滚珠丝杆;31、安装机架。
具体实施方式
[0034]本发明的一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统及方法的产品结构示意图如图1所示,包括Y形上料机构、多工位链式送料机构、径向参数测量装置、轴向参数测量装置、仓储式立体分选机构、PLC控制模块、人机交互界面、上位机控制系统和机身。
[0035]所述的用于将回转类零件(13)逐个输送到送料等待区(10)中的Y形上料机构和用于将回转类零件(13)按照合格品、返工品和报废品进行分选归类的仓储式立体分选机构均位于对送料等待区(10)中的回转类零件(13)进行轴向和径向测量工位精确输送和定位的多工位链式送料机构的一侧,其中Y形上料机构中送料等待区(10)的中心线和多工位链式送料机构入口的中心线对齐,多工位链式送料机构出口的中心线和仓储式立体分选机构中分选等待区(26)的中心线对齐,所述的用于测量零件外径、高度、垂直度和倾斜度的径向参数测量装置位于多工位链式送料机构的另一侧,所述的用于测量零件孔径和圆度的轴向参数测量装置位于多工位链式送料机构的正上方,所述的径向参数测量装置和轴向参数测量装置均通过信号线和对图像数据执行预处理和特征提取等算术运算的上位机控制系统内的数据采集卡连接,所述的用于采集位置传感器输入信号,并对电机、气缸和气爪的运动进行控制的PLC控制模块通过串口和上位机控制系统连接,所述的用于用户输入指令、标定参数以及预设公差,同时实时显示捕获图像和测量结果,并通过应用软件进行数据存储和统计分析的人机交互界面分别和PLC控制模块以及上位机控制系统连接。
[0036]所述的Y形上料机构包括上料输送带(I)、往复滑动气缸(2)、Y形上料装置(3)、上料交流电机(4)、变频器、电磁换向阀、磁性开关、推送气缸(5)和接近开关,其中Y形上料装置(3)的形状为Y形,其上固定有对进入Y形上料装置(3)中的回转类零件(13)进行往复搓动的往复滑动气缸(2)。
[0037]所述的多工位链式送料机构包括接近开关、Y方向移动单元(11)、送料气爪(12)、Υ方向活动V形块定位夹紧装置(14)、主输送链(19)、光电传感器、输送伺服电机和驱动器,其中将送料等待区(1)中的回转类零件(13)搬运到主输送链(19)上的送料气爪(12)安装在Y方向移动单元(11)上,对主输送链(19)上的回转类零件(13)进行精确定位的V形块定位夹紧装置(14)分别安装在径向测量工位和轴向测量工位上。
[0038]所述的径向参数测量装置包括Y方向照明光源(15)、Υ方向镜头(16)、Υ方向测量照相机(17)、Υ方向全封闭光线隔离罩(18)、显微镜三维工作台(20),其中用于确保光学成像系统能够在一个与周围环境光线隔离的空间内来捕获回转类零件图像的全封闭光线隔离罩(18、24)包括固定框架、滑轨和两侧面移动挡板,用于打开和关闭光学成像系统测量区域的两侧面移动挡板安装在固定框架上的滑轨上。
[0039] 所述的轴向参数测量装置包括显微镜三维工作台(20)、Z方向照明光源(21)、Z方向镜头(22)、Ζ方向测量照相机(23)、Ζ方向全封闭光线隔离罩(24),其中Z方向镜头(22)和Z方向测量照相机(23)固定在用于完成对照相机中心和零件回转中心位置标定的显微镜三维工作台(20)上。
[0040]所述的仓储式立体分选机构包括接近开关、Y方向移动单元(11)、分选气爪(25)、筛选气缸、电磁换向阀、磁性开关、装料盘(27)、分选伺服电机(29)、伺服电机驱动器和滚珠丝杆(30),其中装料盘(27)安装在滚珠丝杆工作台(28)上,带动滚珠丝杆工作台(28)上的装料盘(27)运动从而实现回转类零件(13)仓储式立体装料的分选伺服电机(29)安装在底板(31)上。
[0041 ]所述的PLC控制模块包括数字量输入模块(6)、中央处理器(7)和数字量输出模块
(8),其中所述的接近开关、磁性开关、光电传感器和按钮与数字量输入模块(6)连接;所述的数字量输入模块与中央处理器(7)连接;所述的中央处理器(7)与PC机(9)和数字量输出模块(8)连接;所述的数字量输出模块(8)与变频器、伺服电机驱动器、电磁换向阀和警示灯连接。
[0042]所述的上位机控制系统包括数据采集卡和PC机(9),其中所述的数据采集卡与PC机(9)连接;所述的PC机(9)与尺寸报表显示器、人机交互界面显示器和打印机连接。
[0043]所述的人机交互界面包括按钮、警示灯、打印机、尺寸报表显示器和人机交互界面显示器。
[0044]所述的机身包括基准底板和安装机架(31)。
[0045]本发明的一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统及方法的工作原理示意图如图2所示,系统包括径向参数测量装置、轴向参数测量装置、位置传感器、PLC控制模块、动力系统、上位机控制系统和人机交互界面。所述的位置传感器包括接近开关、气缸磁性开关和光电传感器,其中接近开关用于检测回转类零件是否到达指定的位置,气缸磁性开关用于检测气缸所处的位置,光电传感器用于判断输送伺服电机所处的位置。所述的动力系统包括电机系统和气动系统,电机系统包括变频器、上料交流电机、伺服电机驱动器、送料伺服电机和分拣伺服电机,气动系统包括气源、过滤器、减压阀、电磁换向阀和气缸。所述的人机交互界面包括人机交互界面显示器、尺寸报表显示器、打印机、按钮和警示灯。
[0046] PLC控制模块通过不断地循环检测位置传感器的信号来进行回转类零件所处位置的判断,并通过和上位机控制系统进行通信,通过控制动力系统运动来保证回转类零件有序的完成上料、送料和分选工作;上位机控制系统通过对Y、Z方向光学成像系统图像数据进行采集,并进行数据的预处理和特征提取,测量出零件外径、垂直度、锥度、高度和孔径。人机交互界面用于用户通过按钮来输入启动、停止和急停等指令,并通过人机交互界面显示器来输入标定后光学成像系统的光学参数、位置参数、像素标定参数以及零件预设的尺寸、形状和位置公差,同时通过人机交互界面显示器来输出光学成像系统的测量图像和测量区域。尺寸报表显示器通过控制图来显示数据库中存储的尺寸、形状和位置参数的测量结果,并同时显示相对应的工序能力指数和机器能力指数。警示灯在装料盘装满零件后,或者是在系统工作异常时通过声光报警的形式通知用户。
[0047]本发明的工作程序流程图如图3所示,其步骤为:
[0048] S3.1程序初始化
[0049 ]系统电源开启之后,PLC的中央处理器和PC机的上位机软件进行一系列的初始化工作,包括各个寄存器中状态变量和数值的初始化、标定参数、误差修正参数以及I/O 口的初始化工作。
[0050] S3.2上料交流电机启动,上料输送带开始上料
[0051]程序初始化之后,PLC开始循环的检测用户是否有指令输入,一旦检测到用户按下启动按钮之后,上料交流电机通过带动输送带转动来输送待测零件。
[0052] S3.3推送气缸推送零件至送料等待区
[0053]输送带上的零件通过往复滑动气缸和Y字型上料装置来保证逐个有序的到达上料等待区,进入等待区的零件按照先后次序逐一被Y方向和X方向的推送气缸推送至送料等待区。
[0054] S3.4送料气爪搬运零件至主传输链中
[0055]当主传输链上有空位存在,或者是主传输链上有零件检测完毕时,首先由送料气爪通过Y方向移动单元将送料等待区中的零件搬运到主传输链中。
[0056] S3.5输送伺服电机启动,主传输链送料
[0057] 主传输链通过光电传感器来判断所处的位置,并通过输送伺服电机带动主传输链循环的转动使零件逐一到达指定参数的检测位置。
[0058] S3.6 Y、Z方向活动V形块定位,夹紧装置定位夹紧零件
[0059]零件到达指定参数的检测位置之后,再通过夹紧气缸带动活动V形块来夹紧定位零件,同时夹紧气缸通过带动两侧面移动挡板运动来和固定框架构成全封闭光线隔离罩。定位结束之后,PLC通过串口向PC机发送定位结束信号。
[0060] S3.7系统标定和误差修正
[0061]在测量之前,Υ、Ζ方向的光学成像系统首先通过显微镜三维工作台来进行位置标定,并通过高精度的标准量块来进行相机像素的标定,标定完成之后,记录下光学成像系统照明光源的电流和电压参数,并同时记录镜头的参数,最后再对测量的误差进行修正。
[0062] S3.8数据采集卡采集数据
[0063]当PC机接收到定位结束信号之后,处于全封闭光线隔离罩中的Υ、Ζ方向的光学成像系统立即捕获零件Υ、Ζ方向的二维几何特征图像,零件的二维几何特征图像通过A/D转换成数字信号,PC机再通过数据采集卡来采集图像。
[0064] S3.9数据的预处理和特征提取
[0065]通过对采集到的数据执行预处理和特征提取等各种算术运算,对图像数据的处理包括图像滤波、图像增强、边缘提取、细化和特征提取等,由于在测量之前已经完成了对光学成像系统的像素标定和误差修正,故根据标定和修正后得到的参照标准,便可直接测量出零件各参数的尺寸以及相对应的形状和位置误差,如直径、高度和孔径等尺寸以及垂直度、倾斜度和圆度等形状和位置误差,并且这些参数的检测是同时开始进行的。最后,PC机再根据预设的尺寸、形状和位置公差将零件分成合格品、返工品和报废品三类,并通过串口将测量结果发送给PLC。
[0066] S3.10测量结果的显示和报表的打印
[0067]尺寸报表显示器通过控制图来显示数据库中存储的尺寸、形状和位置参数的测量结果,并同时显示相对应的工序能力指数和机器能力指数。
[0068] S3.11零件的分选和装料
[0069] PLC根据检测结果,首先由分选气爪通过Y方向移动单元将主传输链中的零件相对应地搬运到合格品、返工品和报废品等待区中,然后再分别通过Χ、Υ、Ζ三个方向上的分选气缸将零件分别推送到各自对应的装料槽中,当该装料槽装满一定数量的零件之后,由分选伺服电机带动滚珠丝杆工作台移动来进行装料槽的切换,直至装料盘上的装料槽全部装满零件为止。

Claims (6)

1.一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统,包括Y形上料机构、多工位链式送料机构、径向参数测量装置、轴向参数测量装置、仓储式立体分选机构、PLC控制模块、人机交互界面和上位机控制系统,其特征在于用于将回转类零件(13)逐个输送到送料等待区(10)中的Y形上料机构和用于对回转类零件(13)进行分选归类的仓储式立体分选机构均位于将回转类零件(13)精确输送和定位至轴向和径向参数测量工位的多工位链式送料机构的一侧,其中Y形上料机构出口的中心线和多工位链式送料机构入口的中心线对齐,多工位链式送料机构出口的中心线和仓储式立体分选机构中分选等待区(26)的中心线对齐,用于测量回转类零件外径、高度、垂直度和倾斜度的径向参数测量装置位于多工位链式送料机构的另一侧,用于测量回转类零件孔径和圆度的轴向参数测量装置位于多工位链式送料机构的正上方,径向参数测量装置和轴向参数测量装置均通过信号线和对图像数据执行预处理和特征提取等算术运算的上位机控制系统内的数据采集卡连接,用于对Y形上料机构、多工位链式送料机构、径向参数测量装置、轴向参数测量装置和仓储式立体分选机构中的输入信号和运动部件进行采集和控制的PLC控制模块通过串口和上位机控制系统连接,用于人机交互,同时实时显示回转类零件捕获图像和径向及轴向参数测量结果的人机交互界面分别和PLC控制模块以及上位机控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统,其特征在于所述的Y形上料机构包括上料输送带(1)、往复滑动气缸(2)、Y形上料装置(3)、上料交流电机(4)、变频器、电磁换向阀、磁性开关、推送气缸(5)和接近开关,其中Y形上料装置(3)的形状为“Y”形,其上固定有对进入Y形上料装置(3)中的回转类零件(13)进行往复搓动的往复滑动气缸(2)。
3.根据权利要求1所述的一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统,其特征在于所述的多工位链式送料机构包括接近开关、Y方向移动单元(11)、送料气爪(12)、Y方向活动V形块定位夹紧装置(14)、主输送链(19)、光电传感器、输送何服电机和驱动器,其中将送料等待区(1)中的回转类零件(13)搬运到主输送链(19)上的送料气爪(12)安装在Y方向移动单元(11)上,对主输送链(19)上的回转类零件(13)进行精确定位的V形块定位夹紧装置(14)分别安装在径向测量工位和轴向测量工位上。
4.根据权利要求1所述的一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统,其特征在于所述的径向参数测量装置包括Y方向照明光源(15)、Υ方向镜头(16)、Υ方向测量照相机(17)、Υ方向全封闭光线隔离罩(18)、显微镜三维工作台(20),其中用于确保光学成像系统能够在一个与周围环境光线隔离的空间内来捕获回转类零件图像的全封闭光线隔离罩(18、24)包括固定框架、滑轨和两侧面移动挡板,且用于打开和关闭光学成像系统测量区域的两侧面移动挡板安装在固定框架上的滑轨上。
5.根据权利要求1所述的一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统,其特征在于所述的轴向参数测量装置包括显微镜三维工作台(20)、Z方向照明光源(21)、Z方向镜头(22)、Z方向测量照相机(23)、Ζ方向全封闭光线隔离罩(24),其中Z方向镜头(22)和Z方向测量照相机(23)固定在用于完成对照相机中心和零件回转中心位置标定的显微镜三维工作台(20)上。
6.根据权利要求1所述的一种回转类零件多工位多参数视觉测量系统,其特征在于所述的仓储式立体分选机构包括接近开关、Y方向移动单元(11)、分选气爪(25)、筛选气缸、电磁换向阀、磁性开关、装料盘(27)、分选伺服电机(29)、伺服电机驱动器和滚珠丝杆(30),其中装料盘(27)安装在滚珠丝杆工作台(28)上,带动滚珠丝杆工作台(28)上的装料盘(27)运动从而实现回转类零件(13)仓储式立体装料的分选伺服电机(29)安装在底板(31)上。
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