CN104154885B - 一种小圆环零件微翘曲检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于精密检测领域，涉及一种小圆环零件微翘曲检测方法。装置分两部分：一部分为小圆环零件的支撑模块，镜像安放面固定在旋转平台上，在镜像安放面上固定定位柱用于小圆环零件的定位；另一部分为视觉采集模块，视觉采集模块主要用来实现对小圆环零件的视觉检测。工业CCD相机通过紧固件固定相机安放板上，相机安放板下表面与位移平台固定。通过机器视觉对环片零件与安放平面的投影产生的间隙进行测量，作为判断小圆环零件微翘曲的标准。采用镜面材料作为安放平面，可以使相机拍摄的翘曲量放大到实际的两倍，便于观察。采用定位柱来保证小圆环零件的中心与旋转中心的重合，旋转平台能够保证从不同的角度观察零件的翘曲值。

Description

一种小圆环零件微翘曲检测方法

技术领域

本发明属于精密检测领域，涉及一种小圆环零件微翘曲检测方法，用于精密装配技术中零件的装配前筛选。

背景技术

精密装配是通过准确地操纵、定位等方法将多个零件组装成复杂系统的技术。随着工业生产和科学技术的发展，研发自动化、半自动化的装配系统成为一个重要的研究领域，由此也带来了一些新问题，其中零件加工的一致性对装配精度的影响尤为明显。零件的几何尺寸可通过细化公差带控制，而小零件的形位公差，例如平面度，在手工装配过程中通常没有要求，因此采用自动装配方式时，平面度较差导致的微量翘曲对后续的装配精度有重要影响，需要在自动装配前将平面度不合格的零件筛选出来。

在零件的平面度检测方面，可以采用电子水平仪和计算机构成数据采集处理系统，进行数据处理乃至在线检测与控制。【王玉平等，平面度和直线度检测系统的研制，信息化技术与控制，2011(5)8-11】也可通过设计辅助评定平面简化对角线法评定被测平面的数据处理，利用Excel电子表格进行数据处理，并形成可视化图形。【朱广宁，平面度检测的快速可视化数据处理方法，林业机械与木工设备，2007(1)，47-51】。对于平板类的量具，还可以采用精密光学侧头，配合数据采集和处理系统进行测量【张强等，一种新型的平面度检定方法，上海计量测试，2012(5)，32-33】。上述平面度检测方法仅适用于矩形或方形零件，对于圆环类零件，由于存在中心孔，通常采用回转打表法、水平仪切线法【周艳，圆环平面的平面度检测，齐齐哈尔大学学报，2010(3)】、三坐标测量法或激光平面度法等【戴晓磊等，三点法检测环形平面的平面度误差，光电工程，2010(5)，52-55】。也可以采用视觉检测的方法，采用双目视觉传感器采集后，用透视投影变换形心位移偏差控制法算出形心坐标，采用对极几何匹配计算出圆心坐标，得到被测物体的平面度误差【陈小宁等，基于双面视觉和投影圆的平面度非接触测量方法，四川兵工学报,2013(3)，99-102】。

综上所述，对于圆环类零件的平面度检测有较多方法，但是已有方法适用于大尺寸零件，如果是小尺寸的圆环类零件，采用上述方法的测量稳定性有待考证，且设备复杂，价格昂贵。另一方面，实际生产中，对于小零件的平面度控制并不需要严格地测出具体的平面度值，只需要将由此产生的翘曲控制在设定范围内即认为合格。由于在生产现场使用，希望设备的检测方法简单，检测速度快。已有方法不适应小圆环零件的微翘曲快速检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种小圆环零件的微翘曲快速检测方法，用于精密装配技术中零件的装配前筛选。

本发明的技术方案如下：

一种小圆环零件微翘曲检测装置，该小圆环零件微翘曲检测装置分为两部分；

第一部分为小圆环零件的支撑模块，包括旋转平台、镜像安放面、小圆环零件和定位柱；镜像安放面固定在旋转平台上，在镜像安放面上固定定位柱用于小圆环零件的定位，定位柱采用光刻胶光刻的方法得到，定位柱的直径与小圆环零件的内径相匹配，小圆环零件中心与旋转平台的回转中心重合；镜像安放面对其上面的小圆环零件能产生镜像；将小圆环零件用定位柱固定；

另一部分为视觉采集模块，包括工业CCD相机、相机安放板和位移平台；视觉采集模块主要用来实现对小圆环零件的视觉检测；工业CCD相机通过紧固件固定在相机安放板上，相机安放板下表面与位移平台固定；

用上述小圆环零件微翘曲检测装置的检测方法，包括如下步骤：

第一步，将工业CCD相机的镜头对准小圆环零件与镜像安放面间的缝隙，该缝隙是由于小圆环零件不平产生的；调整工业CCD相机的焦平面，使得小圆环零件与镜像安放面间的缝隙清晰成像；

第二步，将工业CCD相机采集到的图像传输到计算机中进行图像处理，处理后得到的缝隙边界与标准的尺寸比对，根据实际需求，判断是否合格；

第三步，若需要测量小圆环零件周边多个点的翘曲量时，只需要转动旋转平台到待测位置，重复第二步即可。

本发明的效果和益处是提供了一种小圆环零件的微翘曲快速检测方法。采用相机对圆环类零件及其与安放平面的投影间缝隙进行测量，结合系统软件所画标尺，可以很快的判断出零件是否超差以及是否可以用于后续装配；采用镜面材料作为安放平面，可以使相机拍摄的翘曲量放大到实际值的两倍，有利于观察是否超差；转台旋转速度可调，标尺可以在软件中设定，因此该检测方法柔性较好。

附图说明

附图是本发明检测装置的示意图。

图中：1旋转平台；2镜像安放面；3小圆环零件；4定位柱；

5工业CCD相机；6相机安放板；7位移平台。

具体实施方式

下面结合技术方案和附图详细叙述本发明专利的具体实施方式。

针对外径是6mm，内径是5mm，厚度是0.2mm的小圆环零件3进行微翘曲快速检测。

以硅片作为镜像平面安放面2，在其上面利用SU-8胶光刻，在硅片2中心处做出直径为的凸台。SU-8胶的厚度为0.15mm，此部分作为小圆环零件3安放时的定位柱4。

将小圆环零件3放置在定位柱4上，此时，小圆环零件3中心与旋转平台1的回转中心重合。调整位移平台7，带动其上固定的工业CCD相机5对准小圆环零件3与镜像安放面间2的缝隙，调整相机5的焦平面，使得缝隙处可以清晰成像。将相机采集该图像并传输到计算机中进行图像处理，处理后得到的缝隙边界与系统软件编写的边界标尺比对，判断是否合格。需要测量小圆环零件3周边多个点的翘曲量时，只需要转动旋转平台1到待测位置，重复相机采集和图像处理步骤即可。

Claims (1)

1.一种小圆环零件微翘曲检测方法，其特征在于，该小圆环零件微翘曲检测方法针对外径是6mm、内径是5mm、厚度是0.2mm的小圆环零件3进行微翘曲快速检测；所用的装置分为两部分；

第一部分为小圆环零件的支撑模块，包括旋转平台、镜像安放面、小圆环零件和定位柱；以硅片作为镜像平面安放面，在其上面利用SU-8胶光刻，在硅片中心处做出直径为的凸台；SU-8胶的厚度为0.15mm，此部分作为小圆环零件安放时的定位柱；

镜像安放面固定在旋转平台上，在镜像安放面上固定定位柱用于小圆环零件的定位，定位柱采用光刻胶光刻的方法得到，定位柱的直径与小圆环零件的内径相匹配，小圆环零件中心与旋转平台的回转中心重合；镜像安放面对其上面的小圆环零件能产生镜像；将小圆环零件用定位柱固定；

另一部分为视觉采集模块，包括工业CCD相机、相机安放板和位移平台；视觉采集模块主要用来实现对小圆环零件的视觉检测；工业CCD相机通过紧固件固定在相机安放板上，相机安放板下表面与位移平台固定；

用上述装置进行小圆环零件微翘曲检测方法，包括如下步骤：

第一步，将工业CCD相机的镜头对准小圆环零件与镜像安放面间的缝隙，该缝隙是由于小圆环零件不平产生的；调整工业CCD相机的焦平面，使得小圆环零件与镜像安放面间的缝隙清晰成像；

第二步，将工业CCD相机采集到的图像传输到计算机中进行图像处理，处理后得到的缝隙边界与标准的尺寸比对，根据实际需求，判断是否合格；

第三步，若需要测量小圆环零件周边多个点的翘曲量时，只需要转动旋转平台到待测位置，重复第二步即可。