CN107727664B - 钣金视觉检测采集终端及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了钣金视觉检测采集终端及方法，包括视觉捕捉单元、零件测量平台和匀光单元；所述匀光单元包括延时板、控制器、感光传感器、电脑控制开关、框架、匀光板和专用灯管，匀光板安装在框架内，多根专用灯管和感光传感器均匀的安装在匀光板上，匀光板分为多个单元，每个单元上均安装一块遮光板，每块遮光板、多根专用灯管和多个感光传感器均连接控制器，控制器根据感光传感器传递过来的光照亮度信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数。本发明通过上述原理，匀光单元可以根据实际情况，自动实现最佳补光效果，使放置在零件检测平台上零件的阴影消失，提高待测物体的测量精度，该方法测量结果直观、醒目且误判率低。
Description
技术领域
本发明涉及钣金检测领域，具体涉及钣金视觉检测采集终端及方法。
背景技术
在钣金制造业中传统的检测方式：游标卡尺，卷尺等手工测量方式无法保证产品质量，钣金零件的首件显得尤为重要，它直接影响到整个制造环节的质量和效率，因此如何提高首件检测成为了钣金制造业至关重要的目标。随着科学的进步与技术的提高，计算机视觉成像技术日益成熟，利用计算机视觉成像进行尺寸测量成为整个制造业的新宠儿，解决了制造业零件尺寸检测无法精准智能化的瓶颈。
目前，英国英视Planar公司钣金检测技术将工件置于工件台上，摄像机位于工件上方，已经能够快速高效地完成检测，但是，摄像机成像效果会受到摄像机安装角度及工件厚度的影响，进而限制检测效果，尤其是在检测较厚的工件时，拍摄的图像会多出黑色阴影，无法精确测出待测物底部的形状大小，从而造成检测误差，同时每种工件在测量时所需要的补光效果各不相同，若均采用相同的补光方法必然会导致拍摄效果不佳，影响最终的测量准确度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提高待测物体的测量精度，目的在于提供钣金视觉检测采集终端及方法，匀光单元可以根据实际情况，自动实现最佳补光效果，使放置在零件检测平台上零件的阴影消失，提高待测物体的测量精度，该方法测量结果直观、醒目且误判率低。
本发明通过下述技术方案实现：
钣金视觉检测采集终端，包括视觉捕捉单元、零件测量平台和匀光单元，所述视觉捕捉单元包括盒体、数码相机和转角螺母，转角螺母连接着盒体，数码相机通过相机基座安装在盒体内，连接数码相机的盒体能转动位置，数码相机正对零件测量平台；所述匀光单元包括延时板、控制器、感光传感器、电脑控制开关、框架、匀光板和专用灯管，匀光板安装在框架内，多根专用灯管和感光传感器均匀的安装在匀光板上，匀光板分为多个单元，每个单元上均安装一块遮光板，每块遮光板、多根专用灯管和多个感光传感器均连接控制器，控制器根据感光传感器传递过来的光照亮度信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，全部的专用灯管和电脑控制开关均连接延时板，电脑控制开关还与控制器连接；视觉捕捉单元和零件测量平台之间连接着立柱，视觉捕捉单元位于立柱顶部，零件测量平台位于立柱底部，匀光单元位于零件测量平台的内部且覆盖整个零件测量平台底部。
本方案中的匀光单元位于整个测量平台的底部，匀光单元上设置控制器、感光传感器、专用灯管、匀光板以及遮光板，控制器根据感光传感器传递过来的光照亮度信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，实现了根据外部情况，自动调节匀光单元上的光照强度，实现最佳的补光效果，与现有技术中将补光部分设置在零件检测平台顶部只能实现固定补光相比，本方案能够根据实际情况进行灵活补光，让各种工件的测量，均能达到很好的补光效果，使放置在零件检测平台上零件的阴影消失，达到更精准的测量。本采集终端采用外部电源供电，存在供电不稳定的情况，因此本申请文件在匀光单元上设置延时板，用于保护专用灯管，避免专用灯管受到损坏，延长使用寿命。本方案中专用灯管是安装在专门的框架上，方便安装和更换专用灯管，而电脑控制开关的设置便于控制该采集终端与电脑之间的连接，然后使用电脑上与本采集终端相匹配的图像处理软件连接视觉捕捉系统，捕捉出零件的真实轮廓在与零件的CAD图进行贴合对比从而计算出零件的真实数据与CAD图的偏差。
优选的，遮光板的面积在4cm²-8cm²之间。将遮光板的面积设置为较小的区域，通过控制器控制遮光板的关闭，可以实现精确的补光，补光精度可以达到1%-3%之间，完全能够满足各种类型零件的补光需要。
优选的，所述延时板上还连接温度传感器，匀光单元的底部还设置散热单元，温度传感器和散热单元连接。由于专用灯管工作发热严重，若不及时散掉很容易造成元器件损坏，本方案中的温度传感器能够采集匀光单元的温度，并将该温度传递给延时板，同时延时板也连接着散热单元，当延时板接收到温度传感器传递过来的环境温度超过预设值时，则会启动散热单元工作，没有超过预设值则关闭散热单元，实现自动根据采集终端内温度的高低开启或关闭散热单元，避免温度过高损坏匀光单元，延长使用寿命。
优选的，所述散热单元为散热器。
优选的，控制开关与外部电脑终端连接。
一种利用钣金视觉检测采集终端进行钣金视觉检测的采集方法，包括如下步骤：
步骤A) 将电脑控制开关与外部电脑终端连接，开启该终端，放置待测零件于零件测量平台；步骤B)在电脑终端导入待测零件对应的CAD图形文件；步骤C)匀光单元上的控制器根据感光传感器反馈过来的光照信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，然后通过数码相机获取零件的实际轮廓图；步骤D)将待测零件的实际轮廓图与待测零件的CAD图形进行贴合对比；步骤E)设置彩色偏差带，通过不同颜色代表不同的偏差范围；步骤F)显示零件的偏差状态；步骤G)生成检测报告；步骤H)保存检测结果，完成检测任务。
优选的，步骤E）中彩色偏差带设置为红黄绿三种颜色，当偏差范围小于5%时，显示绿色；当偏差范围大于等于5%且小于10%时，显示黄色；当偏差范围大于等于10%时，显示红色。
本发方法操作简单，方便，匀光单元还可以根据感光传感器反馈过来的光照信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，实现对放置在零件测量平台上的不同物体根据实际情况进行自动补光，与现有技术中将补光部分设置在零件检测平台顶部只能固定补光相比，本方案能够根据实际情况进行灵活补光，该方案能够让各种工件的测量，均能达到很好的补光效果，使放置在零件检测平台上零件的阴影消失，达到更精准的测量。本方法中偏差状态设置三种，每种状态均设置对应的颜色显示，当偏差范围较小时，则显示绿色；当偏差范围折中时则显示黄色，当偏差范围较大时，则显示醒目的红色，达到特别提醒的目的。该方法测量结果快速、直观和醒目，观察方便简单，操作简单方便，不受操作人员操作方式不同而出现误判断的情况，测量结果准确度高。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明中的匀光单元位于整个测量平台的底部，匀光单元上设置控制器、感光传感器、专用灯管、匀光板以及遮光板，控制器根据感光传感器传递过来的光照亮度信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，实现了根据外部情况，自动调节匀光单元上的光照强度，实现最佳的补光效果，与现有技术中将补光部分设置在零件检测平台顶部只能实现固定补光相比，本方案能够根据实际情况进行灵活补光，让各种工件的测量，均能达到很好的补光效果，使放置在零件检测平台上零件的阴影消失，达到更精准的测量。
2、本发明本申请文件在匀光单元上设置延时板，用于保护专用灯管，避免专用灯管受到损坏，延长使用寿命。
3、本发明测量结果快速、直观和醒目，观察方便简单，操作简单方便，不受操作人员操作方式不同而出现误判断的情况，测量结果准确度高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1、视觉捕捉单元；2、零件测量平台；3、匀光单元；4、立柱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1:
如图1所示，本发明包括钣金视觉检测采集终端，包括视觉捕捉单元1、零件测量平台2和匀光单元3，所述视觉捕捉单元1包括盒体、数码相机和转角螺母，转角螺母连接着盒体，数码相机通过相机基座安装在盒体内，连接数码相机的盒体能转动位置，数码相机正对零件测量平台2；所述匀光单元3包括延时板、控制器、感光传感器、电脑控制开关、框架、匀光板和专用灯管，匀光板安装在框架内，多根专用灯管和感光传感器均匀的安装在匀光板上，匀光板分为多个单元，每个单元上均安装一块遮光板，每块遮光板、多根专用灯管和多个感光传感器均连接控制器，控制器根据感光传感器传递过来的光照亮度信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，全部的专用灯管和电脑控制开关均连接延时板，电脑控制开关还与控制器连接；视觉捕捉单元1和零件测量平台2之间连接着立柱4，视觉捕捉单元1位于立柱4顶部，零件测量平台2位于立柱4底部，匀光单元3位于零件测量平台2的内部且覆盖整个零件测量平台2底部。
通过转角螺母可以将数码相机调至与零件检测平台成水平状态，零件测量平台用于放置待测零件，匀光单元的作用是使测量零件周围环境达到平衡。
操作方法为将待测零件放置在零件测量平台上，打开电源开启匀光单元与视觉捕捉单元按钮，视觉捕捉单元上的数码相机即可自动实现对零件图像的捕捉，对于采集到的图像通过电脑控制开关传递给外部计算机终端。
本方案中的匀光单元位于整个测量平台的底部，匀光单元上设置控制器、感光传感器、专用灯管、匀光板以及遮光板，控制器根据感光传感器传递过来的光照亮度信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，实现了根据外部情况，自动调节匀光单元上的光照强度，实现最佳的补光效果，与现有技术中将补光部分设置在零件检测平台顶部只能实现固定补光相比，本方案能够让各种工件的测量，均能达到很好的补光效果，使放置在零件检测平台上零件的阴影消失，达到更精准的测量。本采集终端采用外部电源供电，存在供电不稳定的情况，因此本申请文件在匀光单元上设置延时板，用于保护专用灯管，避免专用灯管受到损坏，延长使用寿命。本方案中专用灯管是安装在专门的框架上，方便安装和更换专用灯管，而电脑控制开关的设置便于控制该采集终端与电脑之间的连接，然后使用电脑上与本采集终端相匹配的图像处理软件连接视觉捕捉系统，捕捉出零件的真实轮廓在与零件的CAD图进行贴合对比从而计算出零件的真实数据与CAD图的偏差。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上优选如下: 遮光板的面积在4cm²-8cm²之间。将遮光板的面积设置为较小的区域，通过控制器控制遮光板的关闭，可以实现精确的补光，补光精度可以达到1%-3%之间，完全能够满足各种类型零件的补光需要。
延时板上还连接温度传感器，匀光单元钣金视觉检测采集终端3钣金视觉检测采集终端的底部还设置散热单元，温度传感器和散热单元连接。由于专用灯管工作发热严重，若不及时散掉很容易造成元器件损坏，本方案中的温度传感器能够采集匀光单元的温度，并将该温度传递给延时板，同时延时板也连接着散热单元，当延时板接收到温度传感器传递过来的环境温度超过预设值时，则会启动散热单元工作，没有超过预设值则关闭散热单元，实现自动根据采集终端内温度的高低开启或关闭散热单元，避免温度过高损坏匀光单元，延长使用寿命。
散热单元为散热器。散热单元也可以设置其它散热终端，用于快速散失掉专用灯管产生的热量。
所述框架为长方形，框架具有根据需要的光照强度设置的排列阵型。光强度更有保证，使得拍摄出来的图像不会出现黑色阴影，能够精确测出待测物底部的形状大小，从而降低检测误差。
电脑控制开关与外部电脑终端连接。
实施例3：
钣金视觉检测采集方法，包括如下步骤：
步骤A) 将电脑控制开关与外部电脑终端连接，开启该终端，放置待测零件于零件测量平台；步骤B)在电脑终端导入待测零件对应的CAD图形文件；步骤C)匀光单元上的控制器根据感光传感器反馈过来的光照信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，然后通过数码相机获取零件的实际轮廓图；步骤D)将待测零件的实际轮廓图与待测零件的CAD图形进行贴合对比；步骤E)设置彩色偏差带，通过不同颜色代表不同的偏差范围；步骤F)显示零件的偏差状态；步骤G)生成检测报告；步骤H)保存检测结果，完成检测任务。
步骤E）中彩色偏差带设置为红黄绿三种颜色，当偏差范围小于5%时，显示绿色；当偏差范围大于等于5%且小于10%时，显示黄色；当偏差范围大于等于10%时，显示红色。
本发方法操作简单，方便，匀光单元还可以根据感光传感器反馈过来的光照信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，实现对放置在零件测量平台上的不同物体根据实际情况进行自动补光，与现有技术中将补光部分设置在零件检测平台顶部只能固定补光相比，该方案能够让各种工件的测量，均能达到很好的补光效果，使放置在零件检测平台上零件的阴影消失，达到更精准的测量。本方法中偏差状态设置三种，每种状态均设置对应的颜色显示，当偏差范围较小时，则显示绿色；当偏差范围折中时则显示黄色，当偏差范围较大时，则显示醒目的红色，达到特别提醒的目的。该方法测量结果快速、直观和醒目，观察方便简单，操作简单方便，不受操作人员操作方式不同而出现误判断的情况，测量结果准确度高。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.钣金视觉检测采集终端，其特征在于，包括视觉捕捉单元（1）、零件测量平台（2）和匀光单元（3），所述视觉捕捉单元（1）包括盒体、数码相机和转角螺母，转角螺母连接着盒体，数码相机通过相机基座安装在盒体内，连接数码相机的盒体能转动位置，数码相机正对零件测量平台（2）；所述匀光单元（3）包括延时板、控制器、感光传感器、电脑控制开关、框架、匀光板和专用灯管，匀光板安装在框架内，多根专用灯管和感光传感器均匀的安装在匀光板上，匀光板分为多个单元，每个单元上均安装一块遮光板，每块遮光板、多根专用灯管和多个感光传感器均连接控制器，控制器根据感光传感器传递过来的光照亮度信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，全部的专用灯管和电脑控制开关均连接延时板，电脑控制开关还与控制器连接；视觉捕捉单元（1）和零件测量平台（2）之间连接着立柱（4），视觉捕捉单元（1）位于立柱（4）顶部，零件测量平台（2）位于立柱（4）底部，匀光单元（3）位于零件测量平台（2）的内部且覆盖整个零件测量平台（2）底部。
2.根据权利要求1所述的钣金视觉检测采集终端，其特征在于，遮光板的面积在4cm²-8cm²之间。
3.根据权利要求1所述的钣金视觉检测采集终端，其特征在于，所述延时板上还连接温度传感器，匀光单元（3）的底部还设置散热单元，温度传感器和散热单元连接。
4.根据权利要求3所述的钣金视觉检测采集终端，其特征在于，所述散热单元为散热器。
5.根据权利要求1所述的钣金视觉检测采集终端，其特征在于，电脑控制开关与外部电脑终端连接。
6.一种利用权利要求 1-5 任一项所述的钣金视觉检测采集终端进行钣金视觉检测的采集方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A) 将电脑控制开关与外部电脑终端连接，开启钣金视觉检测采集终端，放置待测零件于零件测量平台；步骤B)在电脑终端导入待测零件对应的CAD图形文件；步骤C)匀光单元上的控制器根据感光传感器反馈过来的光照信息，与预设值进行比较，然后自动调节遮光板和专用灯管打开的个数，然后通过数码相机获取零件的实际轮廓图；步骤D)将待测零件的实际轮廓图与待测零件的CAD图形进行贴合对比；步骤E)设置彩色偏差带，通过不同颜色代表不同的偏差范围；步骤F)显示零件的偏差状态；步骤G)生成检测报告；步骤H)保存检测结果，完成检测任务。
7.根据权利要求6所述的钣金视觉检测采集方法，其特征在于，步骤E）中彩色偏差带设置为红黄绿三种颜色，当偏差范围小于5%时，显示绿色；当偏差范围大于等于5%且小于10%时，显示黄色；当偏差范围大于等于10%时，显示红色。
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