CN104864808A

CN104864808A - 滚动传输过程中精密测量工件沿传输方向上的尺寸的方法

Info

Publication number: CN104864808A
Application number: CN201510178394.4A
Authority: CN
Inventors: 陆惠宗; 袁巨龙
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2015-04-15
Filing date: 2015-04-15
Publication date: 2015-08-26

Abstract

本发明公开了一种滚动传输过程中精密测量工件沿传输方向上的尺寸的方法，先将标准工件放置在传输装置上，利用驱动系统驱动传输装置带动标准工件沿传输方向以平均速度v进行传输，利用两个线阵扫描相机分别采集标准工件的图像；再将被测工件放置在传输装置，利用两个线阵扫描相机分别采集被测工件的图像；将两个线阵扫描相机采集得到的标准工件的图像和被测工件的图像进行对比分析，对比的参数为标准工件前端与后端的距离和被测工件前端与后端的距离；本装置结构较为简单，采用两个线阵扫描相机即可精密测量传输过程中被测工件的尺寸，同时对传输速度的稳定性要求不高，适合批量在线测量传输过程中的工件。

Description

滚动传输过程中精密测量工件沿传输方向上的尺寸的方法

技术领域

本发明涉及工件尺寸精密测量技术领域，更具体的说，涉及一种滚动传输过程中精密测量工件沿传输方向上的尺寸的方法。

背景技术

在工业生产中，由于质量控制的需要，往往必须对被加工工件的几何尺寸进行精密测量。为了提高测量效率和降低测量设备成本，被测工件通常在移动传输过程中进行测量，测量单元一般采用线阵扫描相机来采集被测将的图像，然后对图像进行测量。线阵扫描相机沿着被测工件的传输方向进行扫描。被测工件测量精度主要由线阵扫描相机像素排列方向和被测工件传输方向这两个方向的精度所决定，线阵扫描相机的精度受光学系统的分辨率及像素的影响，被测工件传输方向的精度受以下几个因素：相机的线扫描速度，线阵扫描相机像素的几何尺寸，补测工件移动速度的稳定性。假定线阵扫描相机的线扫描速度足够快，也即在完成一条线扫描的时间t内，被测工件移动的距离远小于相机的像素尺寸a，则可认为相机的线扫描速度对测量精度没有影响。测量精度完全由相机的像素尺寸及工件移动速度的稳定性决定。如果被测工件沿传输方向的长度是L，速度是v，则有如下关系：N·v·t＝L，这里，N是对应于被测工件长度的扫描线数。如果传输速度不是恒定的，则上式应该用下面的公式来替代：N·∫v(t)dt＝L。

实际上被测工件在移动传输的测量过程中，其移动传输的速度是无法完全恒定，速度的变化量者累积至测量长度的误差。因此，对于移动传输过程中被测工件传输方向尺寸的精密测量，急需一种精密高效的测量装置。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供了一种针对被测工件传输速度稳定性要求不高的被测工件滚动传输过程中精密测量工件沿传输方向上的尺寸的装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：滚动传输过程中精密测量工件沿传输方向上的尺寸的方法，实现该方法的装置包括传输装置、两个线阵扫描相机、标准工件、被测工件以及驱动系统，驱动系统连接传输装置并驱动传输装置的运动，传输装置用于放置和传输标准工件和被测工件，传输装置带动被测工件沿传输方向以平均速度v传输，两个线阵扫描相机分别设置与被测工件两端的正上方，两个线阵扫描相机的距离与标准工件沿传输方向的长度相等；所述方法包括如下步骤：

1)将标准工件放置在传输装置上，利用驱动系统驱动传输装置带动标准工件沿传输方向以平均速度v进行传输，利用两个线阵扫描相机分别采集标准工件的图像；

2)再将被测工件放置在传输装置，利用驱动系统驱动传输装置带动被测工件沿传输方向以平均速度v进行传输，利用两个线阵扫描相机分别采集被测工件的图像；

3)将两个线阵扫描相机采集得到的标准工件的图像和被测工件的图像进行对比分析，对比的参数为标准工件前端与后端的距离和被测工件前端与后端的距离；若标准工件前端与后端的距离和被测工件前端与后端的距离完全相同，则被测工件在传输方向上的长度与标准工件一致；若标准工件前端与后端的距离和被测工件前端与后端的距离存在差异，则被测工件在传输方向上的长度与标准工件不一致。

进一步的，两个线阵扫描相机垂直安装在被测工件正上方。

两个线阵扫描相机距离与标准工件沿传输方向的长度相等，即表示当标准工件的末端在将要离开第一个线阵扫描相机的扫描范围时，恰好进入第二个线阵扫描相机的扫描范围中。

根据记录两个线阵扫描相机中被测工件前端和后端出现的时间t，通过被测工件以平均速度v传输，通过对时间积分即可求得被测工件前端和后端的距离d＝vt。

本发明的技术构思为：采用两个相同的线阵扫描相机，垂直放置于被测工件两端的正上方，两线阵扫描相机距离基本与标准工件在传输方向的长度相等，即当被测工件在将要离开第一个线阵扫描相机时，恰好进入第二个线阵扫描相机。被测工件在传输机构的驱动下沿传输方向以平均速度v移动，两线阵扫描相机分别扫描到被测工件的图像。根据记录所述两个线阵扫描相机中被测工件前端和后端出现的时间，通过对时间积分即可求得两扫描图像之间的距离。首先，采用标准的被测工件样品进行测量，标准工件的尺寸已知，通过两线阵扫描相机扫描求得两扫描图之间的距离d；其次，通过两线阵扫描相机对被测工件一一进行扫描，求得被测工件两扫描图之间的距离d1；最后，将d1与标准工件d进行比较，如果d1等于d则被测工件传输方向的尺寸与标准件相等，如果d1不等于d，则被测工件传输方向的尺寸等于标准工件尺寸加减相应的误差尺寸。

本发明的有益效果在于：本装置结构较为简单，采用两个线阵扫描相机即可精密测量传输过程中被测工件的尺寸，同时对传输速度的稳定性要求不高，适合批量在线测量传输过程中的工件。

附图说明

图1是本发明滚动传输过程中精密测量工件沿传输方向上的尺寸的装置示意图。

图2是本发明线阵扫描相机扫描被测工件的示意图。

图3是本发明两个线阵扫描相机扫描出的图像示意图。

图中，1-第一线阵扫描相机、2-第二线阵扫描相机、3-被测工件、4-传输装置、5-第一图像、6-第二图像。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，滚动传输过程中精密测量工件沿传输方向上的尺寸的方法，实现该方法的装置包括传输装置4、两个线阵扫描相机、标准工件、被测工件6以及驱动系统，驱动系统连接传输装置4并驱动传输装置4的运动，传输装置4用于放置和传输标准工件和被测工件6，传输装置带动被测工件沿传输方向以平均速度v传输，两个线阵扫描相机分别设置与被测工件两端的正上方，两个线阵扫描相机的距离与标准工件沿传输方向的长度相等；两个线阵扫描相机分别为第一线阵扫描相机1和第二线阵扫描相机2，第一线阵扫描相机1和第二线阵扫描相机2进行拍摄后分别得到第一图像5和第二图像6。

所述方法包括如下步骤：

两个线阵扫描相机垂直安装在被测工件正上方。

如果被测工件沿x方向的长度是L，沿x方向的传输速度是v，则有如下关系：

N·v·t＝L。因此，对标准的被测工件样品采用图1装置进行测量，被测工件样品x方向的标准尺寸已知，通过两线阵扫描相机扫描求得两扫描图之间的距离d；其次，通过两线阵扫描相机对被测工件一一进行扫描，求得被测工件两扫描图之间的距离d₁；最后，将d₁与标准件所求的d进行比较，如果d₁等于d则被测工件传输方向的尺寸与标准件相等，如果d₁不等于d，则被测工件传输方向的尺寸等于标准件尺寸加减相应的误差尺寸。

本发明的技术构思为：采用两个相同的线阵扫描相机，垂直放置于被测工件两端的正上方，两线阵扫描相机距离基本与标准工件在传输方向的长度相等，即当被测工件在将要离开第一线阵扫描相机1时，恰好进入第二线阵扫描相机2。被测工件在传输机构的驱动下沿传输方向以平均速度v移动，两线阵扫描相机分别扫描到被测工件的图像。根据记录所述两个线阵扫描相机中被测工件前端和后端出现的时间，通过对时间积分即可求得两扫描图像之间的距离。首先，采用标准的被测工件样品进行测量，标准工件的尺寸已知，通过两线阵扫描相机扫描求得两扫描图之间的距离d；其次，通过两线阵扫描相机对被测工件一一进行扫描，求得被测工件两扫描图之间的距离d1；最后，将d1与标准工件d进行比较，如果d1等于d则被测工件传输方向的尺寸与标准件相等，如果d1不等于d，则被测工件传输方向的尺寸等于标准工件尺寸加减相应的误差尺寸。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims

1.滚动传输过程中精密测量工件沿传输方向上的尺寸的方法，其特征在于：实现该方法的装置包括传输装置、两个线阵扫描相机、标准工件、被测工件以及驱动系统，驱动系统连接传输装置并驱动传输装置的运动，传输装置用于放置和传输标准工件和被测工件，传输装置带动被测工件沿传输方向以平均速度v传输，两个线阵扫描相机分别设置与被测工件两端的正上方，两个线阵扫描相机的距离与标准工件沿传输方向的长度相等；所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的滚动传输过程中精密测量工件沿传输方向上的尺寸的方法，其特征在于：两个线阵扫描相机垂直安装在被测工件正上方。