CN112577432A - 轮毂尺寸自动测量方法及测量装置 - Google Patents

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文茜
张敬东
曹成
李秀成
刘勇
刘学波
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Abstract

本发明提供一种轮毂尺寸自动测量方法，包括：控制探针向轮毂移动而与轮毂接触，以测量轮毂的总轮宽；控制激光测距装置移动扫描轮毂的侧面得到轮廓，以根据侧面的轮廓计算出轮毂的正面轮缘厚度、反面轮缘厚度和内轮宽的至少之一；调节激光发射器和激光接收器相对于测量平台的高度以在合适高度位置对轮毂的正面外径进行测量；控制轮毂匀速从激光发射器与激光接收器之间经过，并根据激光接收器中断接收到激光的时间与轮毂的移动速度计算轮毂的正面外径；控制2D线激光装置移动至轮毂的正面的边缘上方以测量轮毂的正面轮唇厚度和正面轮唇高度的至少之一。本发明还提供一种测量装置。本发明通过多传感器融合实现多个轮毂部件尺寸的自动化测量。

Description

轮毂尺寸自动测量方法及测量装置
技术领域
本发明涉及尺寸测量技术领域，尤其涉及一种轮毂尺寸自动测量方法及测量装置。
背景技术
现如今，随着需求的提高，汽车产业快速发展。轮毂是汽车行驶部分的主要承载件，对于汽车的安全性能起重要作用，因此，在轮毂的生产过程中，对其尺寸精度的要求极高。为提高轮毂的生产效率，在轮毂毛坯件制造完成后，需要进行尺寸检测，在尺寸检测合格后，再进行后续的加工。轮毂毛坯件的尺寸测量通常由人工及机械自动化共同完成，人工测量比较耗时，容易造成人为误差，提高了人力成本，机械测量通常针对性地测量少数轮毂部件的尺寸，无法实现多数轮毂部件的尺寸测量，从而导致降低轮毂的生产效率。
中国专利申请号201310134900.0揭露了一种汽车铝合金轮毂成品在线尺寸测量方法及装置。该方法虽然可以自动化测量，但只能对轮毂扣帽槽和帽止口的尺寸进行测量，未实现多数轮毂部件的尺寸测量。
中国专利申请号201710615803.1揭露了一种测量孔、槽的位置与几何尺寸的机器视觉系统。该系统虽然可以自动化测量，但只用于测量孔、槽尺寸和平面几何尺寸，未针对轮毂实现多数轮毂部件的尺寸测量。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种轮毂尺寸自动测量方法及测量装置，通过多传感器融合以实现多个轮毂部件尺寸的自动化测量。
本发明的第一方面提供一种轮毂尺寸自动测量方法，所述方法包括：
将轮毂平置于一测量平台的第一测量工位，所述第一测量工位装设有探针和激光测距装置；
控制所述探针沿平行于轮毂轴心线方向向所述轮毂移动而与所述轮毂接触，以测量所述轮毂的总轮宽；
控制激光测距装置沿平行于轮毂轴心线方向移动扫描所述轮毂的侧面，得到所述侧面的轮廓，以根据所述侧面的轮廓通过曲线积分法计算出所述轮毂的正面轮缘厚度、反面轮缘厚度和内轮宽的至少之一；
移动所述轮毂至所述测量平台的第二测量工位，所述第二测量工位装设有激光发射器和激光接收器，所述激光接收器用于接收所述激光发射器发出的激光；
根据在所述第一测量工位获得的总轮宽，调节所述激光发射器和激光接收器相对于所述测量平台的高度以在合适高度位置对所述轮毂的正面外径进行测量；
控制所述轮毂匀速从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过，并根据所述激光接收器中断接收到激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的正面外径；
将所述轮毂移动至测量平台的第三测量工位，所述第三测量工位装设有2D线激光装置；及
根据在所述第二测量工位获得的正面外径，控制所述2D线激光装置自轮毂中心轴线移动二分之一所述正面外径的距离至所述轮毂的正面的边缘上方以测量所述轮毂的正面轮唇厚度和正面轮唇高度的至少之一。
优选地，所述第三测量工位还装设有激光测距装置，所述方法还包括：
控制所述激光测距装置相对所述正面运动一周以获得多个与所述正面之间的距离，根据获得的所述多个与所述正面之间的距离测量所述轮毂的平面度。
优选地，所述控制所述激光测距装置相对所述正面运动一周以获得多个所述激光测距装置与所述正面之间的距离，根据获得的多个距离测量所述轮毂的平面度包括：
控制所述激光测距装置在同一水平面相对所述正面运动一周以测得多个与所述正面之间的距离；及
根据所述多个与所述正面之间的距离中不同距离的数量确定所述轮毂的平面度。
优选地，所述第三测量工位还装设有摄像装置，所述方法还包括：
控制所述摄像装置识别所述正面的螺栓孔的位置，控制所述激光测距装置移动至所述螺栓孔正上方以测量所述正面到所述螺栓孔的底部距离。
优选地，所述控制所述轮毂匀速从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过，并根据所述激光接收器中断接收到激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的正面外径的步骤进一步包括：
控制所述轮毂在每旋转一预设角度后从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过；
根据所述激光接收器每次中断接收到所述激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的多个参考正面外径；
将所述多个参考正面外径的端点拟合为一个圆；及
将拟合成的所述圆的直径作为所述轮毂的正面外径。
优选地，所述控制所述轮毂匀速从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过，并根据所述激光接收器中断接收到激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的正面外径包括：
控制所述轮毂在每旋转一预设角度后从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过；
根据所述激光接收器每次中断接收到激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的多个参考正面外径；及
计算所述多个参考正面外径的平均值，作为所述轮毂的正面外径。
优选地，所述2D线激光装置装设于一运动平台，所述运动平台装设有直线电机，当所述轮毂移动至所述第三测量工位时，所述2D线激光装置的中心与所述轮毂的正面中心同轴。
优选地，所述控制所述2D线激光装置自轮毂中心轴线移动二分之一所述正面外径的距离至所述轮毂的正面的边缘上方以测量所述轮毂的正面轮唇厚度和正面轮唇高度的至少之一包括：
通过所述直线电机控制所述2D线激光装置沿所述运动平台移动二分之一所述正面外径的距离至所述正面的边缘上方；
通过所述直线电机调整所述2D线激光装置的位置，使得所述2D线激光装置发射的线激光沿所述轮毂的径向方向；及
控制所述2D线激光装置发射线激光以扫描所述轮毂的轮唇的轮廓以测量所述轮毂的正面轮唇厚度和正面轮唇高度至少之一。
优选地，所述方法还包括：
控制所述轮毂翻转而使得所述轮毂的反面向上并平置于所述第二测量工位；及
控制所述轮毂匀速从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过，并根据所述激光接收器中断接收到激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的反面外径。
优选地，所述方法还包括：
将所述轮毂移动至所述第三测量工位；及
根据所述第二测量工位获得的反面外径，控制所述2D线激光装置自轮毂中心轴线移动二分之一所述反面外径的距离至所述轮毂的反面的边缘上方以测量所述轮毂的反面轮唇厚度和反面轮唇高度的至少之一。
优选地，所述方法还包括以下至少一个步骤：
计算所述正面外径与两倍所述正面轮唇厚度的差值以确定所述轮毂的正面内径；
计算所述反面外径与两倍所述反面轮唇厚度的差值以确定所述轮毂的反面内径；
计算所述正面轮缘厚度与所述正面轮唇高度的差值以确定所述轮毂的正面反向厚度；
计算所述反面轮缘厚度与所述反面轮唇高度的差值以确定所述轮毂的反面反向厚度；
计算所述总轮宽与所述正面轮唇高度及所述反面轮唇高度之和的差值以确定所述轮毂的反面轮宽。
优选地，所述方法还包括：
控制所述激光测距装置测量与所述轮毂的反面之间的距离；
控制所述摄像装置识别所述反面的法兰平面的位置，控制所述激光测距装置测量所述轮毂的反面轮辋高度和所述正面到所述法兰平面的高度的至少之一。
本发明的第二方面提供一种测量装置，所述测量装置包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器加载并执行上述的轮毂尺寸自动测量方法。
上述轮毂尺寸自动测量方法及测量装置通过多传感器融合的方式实现了多个轮毂部件尺寸的自动化测量，减少了人力成本，提高了轮毂的生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明较佳实施方式提供的轮毂尺寸自动测量方法的流程图。
图2是本发明较佳实施方式提供的测量装置的第一测量工位的示意图。
图3是图2中第一测量工位的部分俯视示意图。
图4是图2中第一测量工位的部分截面示意图。
图5是本发明较佳实施方式提供的轮毂的截面图。
图6是本发明较佳实施方式提供的测量装置的第二测量工位的示意图。
图7是本发明较佳实施方式提供的测量装置的第三测量工位的部分示意图。
图8是本发明较佳实施方式提供的测量装置的第三测量工位的另一部分示意图。
图9是本发明较佳实施方式提供的测量装置的第二测量工位测量轮毂反面尺寸的示意图。
图10是本发明较佳实施方式提供的测量装置的第三测量工位测量轮毂反面尺寸时的部分示意图。
图11是本发明较佳实施方式提供的测量装置的第三测量工位测量轮毂反面尺寸时的另一部分示意图。
图12是本发明较佳实施方式提供的测量装置的结构示意图。
主要元件符号说明
测量装置 1
存储器 20
计算机程序 30
测量平台 40
第一测量工位 51
第二测量工位 52
第三测量工位 53
探针 61
激光测距装置 62,91
直线电机 63,73,821
激光发射器 71
激光接收器 72
机械手 74,92
2D线激光装置 81
运动平台 82
运动轴 820
摄像装置 93
支架 94
轮毂 2
正面 201
侧面 202
轮缘 203
轮唇 204
螺栓孔 205
反面 206
法兰平面 207
正面反向 208
反面反向 209
内侧面 210
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明中的轮毂尺寸自动测量方法应用在测量装置1中。所述测量装置1可以为安装有轮毂尺寸测量程序的电子设备。
请参阅图1所示，为本发明较佳实施方式提供的轮毂尺寸自动测量方法的流程图。
S1，将轮毂2平置于一测量平台40的第一测量工位51。
请参阅图2所示，在本实施方式中，所述测量平台40为传送带。在初始状态下，所述轮毂2的正面201朝上。所述第一测量工位51装设有探针61、激光测距装置62及两个直线电机63。所述探针61及所述激光测距装置62分别安装于一直线电机63上。
S2，控制所述探针61沿平行于轮毂轴心线方向向所述轮毂2移动而与所述轮毂2接触，以测量所述轮毂2的总轮宽。
在本实施方式中，所述测量装置1设置有一工作坐标系，所述工作坐标系以测量平台40的延长方向为X轴，以测量平台40的宽度方向为Y轴，垂直于所述测量平台40平面的方向为Z轴。
具体的，所述S2包括：通过直线电机63驱动所述探针61移动以控制所述探针61沿平行于轮毂轴心线方向向所述轮毂2移动而与所述轮毂2接触，以测量所述轮毂2的总轮宽a(如图5所示的范围a)。
在本实施方式中，在初始状态下，所述探针61在所述直线电机63上的安装高度高于所述轮毂2。控制所述探针61向下移动以接触所述轮毂2的顶端，获得顶端接触点的Z轴坐标，根据所述Z轴坐标确定所述顶端接触点的Z轴高度。已知所述测量平台40的表面的Z轴坐标为零，则所述顶端接触点的Z轴高度即为所述轮毂2的总轮宽a。
S3，控制所述激光测距装置62沿平行于轮毂轴心线方向移动扫描所述轮毂2的侧面202，得到所述侧面202的轮廓，以根据所述侧面202的轮廓通过曲线积分法计算出所述轮毂2的正面轮缘厚度、反面轮缘厚度和内轮宽的至少之一。
请一并参阅图3-4所示，在本实施方式中，所述轮毂2还包括轮缘203。具体的，S3包括：通过直线电机63驱动所述激光测距装置62从上到下竖直移动以控制所述激光测距装置62沿平行于轮毂轴心线方向移动扫描所述轮毂2的侧面202，根据所述激光测距装置62与所述侧面202不同位置之间的距离形成所述侧面202的轮廓，并基于所述侧面202的轮廓通过曲线积分算法计算所述轮毂2的正面轮缘厚度b(如图5所示的范围b)、反面轮缘厚度c(如图5所示的范围c)及内轮宽d(如图5所示的范围d)的至少之一。
请参阅图5所示，具体的，通过曲线积分算法计算所述侧面轮廓中范围b对应的曲线长度得到所述正面轮缘厚度，通过曲线积分算法计算所述侧面轮廓中范围c对应的曲线长度得到所述反面轮缘厚度，通过曲线积分算法计算所述侧面轮廓中范围d对应的曲线长度得到所述内轮宽，或通过所述总轮宽a减去所述正面轮缘厚度b与反面轮缘厚度c之和得到所述内轮宽。
S4，移动所述轮毂2至所述测量平台40的第二测量工位52。
请参阅图6所示，在本实施方式中，当所述轮毂2的总轮宽a、正面轮缘厚度b、反面轮缘厚度c、内轮宽d测量完成后，所述测量装置1控制所述测量平台40移动，所述轮毂2由所述测量平台40带动而移动至第二测量工位52。
所述第二测量工位52包括激光发射器71、激光接收器72、两个直线电机73及机械手74。所述激光发射器71及所述激光接收器72分别装设于一直线电机73上。所述激光发射器71用于发射激光，所述激光接收器72用于接收所述激光发射器71发射的激光。所述轮毂2还包括轮唇204。所述轮毂2在所述激光发射器71及所述激光接收器72的左侧。
S5，根据在所述第一测量工位51获得的总轮宽，调节所述激光发射器71和激光接收器72相对于所述测量平台40的高度以在合适高度位置对所述轮毂2的正面外径进行测量。
具体的，通过所述直线电机73驱动所述激光发射器71和激光接收器72移动以调整所述激光发射器71和激光接收器72的高度，使得所述激光发射器71和激光接收器72等高，且所述激光发射器71发射的激光与所述测量平台40之间的垂直距离略小于所述总轮宽，优选为小于所述总轮宽且大于内轮宽与反面轮缘厚度之和，从而保证所述轮毂2在从所述激光发射器71与所述激光接收器72之间经过时所述轮唇204的侧面可以接触到所述激光发射器71发射的激光。
S6，控制所述轮毂2匀速从所述激光发射器71与所述激光接收器72之间经过，并根据所述激光接收器72中断接收到激光发射器71发出的激光的时间与所述轮毂2的移动速度计算所述轮毂2的正面外径。
在本实施方式中，控制所述测量平台40匀速移动以带动所述轮毂2匀速移动而从所述激光发射器71与所述激光接收器72之间经过。当所述激光接收器72中断接收到激光时，说明所述轮唇204的侧面接触到所述激光发射器71发出的激光，对所述激光接收器72中断接收到激光的时间进行计时。当所述激光接收器72恢复为接收到激光时，说明所述轮唇204的侧面恢复为未接触所述激光，记录所述激光接收器72中断接收到激光的计时时间。然后根据所述轮毂2的移动速度，即已知的所述测量平台40的移动速度与所述激光接收器72中断接收到所述激光发射器71发出的激光的时间的乘积计算所述轮毂2的正面外径e(如图5所示的范围e)。
在另一实施方式中，S6进一步包括：控制所述轮毂2在每旋转一预设角度后从所述激光发射器71与所述激光接收器72之间经过，根据所述激光接收器72每次中断接收到所述激光发射器71发出的激光的时间与所述轮毂2的移动速度计算所述轮毂2的多个参考正面外径，将所述多个参考正面外径的端点拟合为一个圆，及将拟合成的所述圆的直径作为所述轮毂2的正面外径e。
在所述另一实施方式中，通过所述机械手74多次将所述轮毂2放回所述激光发射器71及所述激光接收器72的左侧，并旋转所述轮毂2所述预设角度，然后重复上述方法计算得到所述轮毂2的多个参考正面外径。通过最小二乘法将所述多个参考正面外径的端点拟合为一个圆，并将拟合成的所述圆的直径作为所述轮毂2的正面外径。优选地，所述预设角度为三十度。
在另一实施方式中，S6进一步包括：控制所述轮毂2在每旋转一预设角度后从所述激光发射器71与所述激光接收器72之间经过，根据所述激光接收器72每次中断接收到所述激光发射器71发出的激光的时间与所述轮毂2的移动速度计算所述轮毂2的多个参考正面外径，及计算所述多个参考正面外径的平均值，作为所述轮毂2的正面外径e。
在所述另一实施方式中，通过所述机械手74多次将所述轮毂2放回所述激光发射器71及所述激光接收器72的左侧，并旋转所述轮毂2所述预设角度，然后重复上述方法计算得到所述轮毂2的多个参考正面外径，并计算所述多个参考正面外径的平均值，作为所述轮毂2的正面外径e。优选地，所述预设角度为三十度。
S7，将所述轮毂2移动至测量平台40的第三测量工位53。
请参阅图7所示，在本实施方式中，在所述轮毂2的正面外径e测量完成后，所述轮毂2由测量平台40带动而移动至第三测量工位53。所述第三测量工位53装设有2D线激光装置81及运动平台82。所述运动平台82包括垂直设置的两个运动轴820，每个运动轴820上设置有直线电机821。所述2D线激光装置81装设于所述运动平台82上，并可由所述直线电机821驱动而旋转以及沿所述两个运动轴820直线移动。所述2D线激光装置81用于发射线激光。当所述轮毂2移动至第三测量工位53时，所述轮毂2位于所述运动平台82的下方，所述2D线激光装置81的中心与所述轮毂2的正面中心同轴。
S8，根据在所述第二测量工位52获得的正面外径，控制所述2D线激光装置81自轮毂中心轴线移动二分之一所述正面外径的距离至所述轮毂2的正面201的边缘上方以测量所述轮毂2的正面轮唇厚度和正面轮唇高度的至少之一。
具体的，S8包括：通过所述直线电机821控制所述2D线激光装置81从轮毂中心轴线沿所述运动平台82的运动轴820移动二分之一所述正面外径的距离至所述正面201的边缘上方，通过所述直线电机821调整所述2D线激光装置81的位置，使得所述2D线激光装置81发射的线激光沿所述轮毂2的正面径向方向，及控制所述2D线激光装置81发射线激光以扫描所述轮毂2的轮唇204的轮廓以测量所述轮毂2的正面轮唇厚度f(如图5所示的范围f)和正面轮唇高度g(如图5所示的范围g)的至少之一。
在本实施方式中，所述运动平台82上还可以装设有摄像装置(图未示)，通过所述摄像装置拍摄所述2D线激光装置81发射的线激光图像，通过拍摄的线激光图像判断所述2D线激光装置81发射的线激光是否沿所述轮毂2的正面径向方向。当判定所述2D线激光装置81发射的线激光未沿所述轮毂2的正面径向方向时，控制所述直线电机821旋转调整所述2D线激光装置81的位置，直至通过所述摄像装置拍摄的线激光图像识别判定所述2D线激光装置81发射的线激光沿所述轮毂2的正面径向方向。
S9，控制激光测距装置91相对所述正面201运动一周以获得多个与所述正面201之间的距离，根据获得的所述多个与所述正面201之间的距离测量所述轮毂2的平面度。
请参阅图8所示，在本实施方式，所述第三测量工位53还包括激光测距装置91及机械手92。所述机械手92用于夹持所述激光测距装置91。在所述轮毂2的正面轮唇厚度f及正面轮唇高度g测量完成后，所述轮毂2由测量平台40带动而移动至所述第三测量工位53的机械手92附近。
具体的，S9包括：通过所述机械手92控制所述激光测距装置62在同一水平面相对所述轮毂2的正面201运动一周，优选为所述轮唇204所在的正面201的范围，在运动期间每隔预设时间测量所述激光测距装置91与所述正面201之间的距离，以获得多个所述激光测距装置91与所述正面201之间的距离，并根据获得的多个距离确定所述轮毂2的平面度h(如图5所示的范围h)。优选地，所述预设时间为1秒。
在本实施方式中，根据所述多个与所述正面201之间的距离中不同距离的数量确定所述轮毂2的平面度。其中，不同距离的数量可以代表所述正面201的平整情况，即所述平面度h。所述平面度h越小，说明所述正面201越平整。
例如，所述多个距离包括30.00cm、29.98cm、30.10cm、30.00cm，所述多个距离中不同距离的数量为3，则所述平面度h为3。
S10，控制所述摄像装置93识别所述正面201的螺栓孔205的位置，控制所述激光测距装置91移动至所述螺栓孔205正上方以测量所述正面201到所述螺栓孔205的底部距离。
如图8所示，在本实施方式中，所述第三测量工位53还装设有摄像装置93及支架94。所述支架94装设于所述机械手92附近，所述摄像装置93装设于所述支架94上，且正对测量平台40。当所述摄像装置93移动至所述机械手92附近时，所述摄像装置93正对所述轮毂2的正面201，且视野中心与所述正面201的中心同轴。
具体的，S10包括：在所述轮毂2的平面度h测量完成后，控制所述摄像装置93拍摄所述正面201的图像以识别所述正面201的螺栓孔205的位置。在本实施方式中，根据所述螺栓孔205的特征识别出所述摄像装置93拍摄的所述正面201的图像中的螺栓孔205，并确定所述螺栓孔205在所述正面201的位置。
S10进一步包括：通过所述机械手92夹持所述激光测距装置91移动至所述螺栓孔205正上方的位置以测量所述激光测距装置91到所述螺栓孔205的底部距离。其中，测量所述激光测距装置91到所述螺栓孔205的底部距离时所述激光测距装置91的高度与所述激光测距装置91测量所述轮毂的平面度时的高度相同。所述激光测距装置91到所述螺栓孔205的底部距离为所述激光测距装置91与所述螺栓孔205底端之间的距离。
S10进一步包括：选择S9中所述多个距离中数量最多的距离为所述激光测距装置91与所述正面201的距离，然后根据所述激光测距装置91到所述螺栓孔205的底部距离及所述激光测距装置91与所述正面201的距离之间的差值计算所述正面201到所述螺栓孔205的底部距离i(如图5所示的范围i)。
进一步地，所述方法还包括：控制所述轮毂2翻转而使得所述轮毂2的反面206向上并平置于所述第二测量工位52。具体的，通过所述机械手92夹持并移动所述轮毂2至所述第二测量工位52，并控制所述轮毂2翻转而使得所述反面206向上。
请参阅图9所示，进一步地，所述方法还包括：控制所述轮毂2匀速从所述激光发射器71与所述激光接收器72之间经过，并根据所述激光接收器72中断接收到激光发射器71发出的激光的时间与所述轮毂2的移动速度计算所述轮毂2的反面外径j(如图5所示的范围j)。
在本实施方式中，通过所述直线电机63调整所述激光发射器71与所述激光接收器72的高度，使得所述激光发射器71与所述激光接收器72等高，且所述激光发射器71发射的激光与所述测量平台40之间的垂直距离略小于所述总轮宽，从而保证所述轮毂2从所述激光发射器71与所述激光接收器72之间经过时，所述反面206上轮唇204的侧面可以接触到所述激光发射器71发射的激光。
在另一实施方式中，所述方法还包括：控制所述轮毂2在每旋转一预设角度后从所述激光发射器71与所述激光接收器72之间经过，根据所述激光接收器72每次中断接收到所述激光发射器71发出的激光的时间与所述轮毂2的移动速度计算所述轮毂2的多个参考反面外径，将所述多个参考反面外径的端点拟合为一个圆，及将拟合成的所述圆的直径作为所述轮毂2的反面外径j。
在所述另一实施方式中，通过所述机械手74多次将所述轮毂2放回所述激光发射器71及所述激光接收器72的左侧，并旋转所述轮毂2所述预设角度，然后重复上述方法计算得到所述轮毂2的多个参考反面外径。通过最小二乘法将所述多个参考反面外径的端点拟合为一个圆，并将拟合成的所述圆的直径作为所述轮毂2的反面外径j。优选地，所述预设角度为三十度。
在另一实施方式中，所述方法进一步包括：控制所述轮毂2在每旋转一预设角度后从所述激光发射器71与所述激光接收器72之间经过，根据所述激光接收器72每次中断接收到所述激光发射器71发出的激光的时间与所述轮毂2的移动速度计算所述轮毂2的多个参考反面外径，及计算所述多个参考反面外径的平均值，作为所述轮毂2的反面外径j。
在所述另一实施方式中，通过所述机械手74多次将所述轮毂2放回所述激光发射器71及所述激光接收器72的左侧，并旋转所述轮毂2所述预设角度，然后重复上述方法计算得到所述轮毂2的多个参考反面外径，并计算所述多个参考反面外径的平均值，作为所述轮毂2的反面外径j。优选地，所述预设角度为三十度。
进一步地，所述方法还包括：将所述轮毂2移动至所述第三测量工位53，根据所述第二测量工位52获得的反面外径，控制所述2D线激光装置81自轮毂中心轴线移动二分之一所述反面外径的距离至所述轮毂2的反面206的边缘上方以测量所述轮毂2的反面轮唇厚度k(如图5所示的范围k)及反面轮唇高度l(如图5所示的范围l)的至少之一。
请参阅图10所示，具体的，当所述轮毂2的反面外径测量完成，所述轮毂2由测量平台40带动而移动至所述第三测量工位53的运动平台82的下方。调整所述2D线激光装置81的位置而使得所述2D线激光装置81的中心与所述轮毂2的反面中心同轴，通过直线电机821控制所述2D线激光装置81自轮毂中心轴线沿所述运动平台82的运动轴820移动二分之一所述反面外径的距离，从而位于所述轮毂2的反面206的边缘上方，即所述反面206的轮唇204的上方，通过所述直线电机63旋转调整所述2D线激光装置81的位置，使得所述2D线激光装置81发射的线激光沿所述轮毂2的反面径向方向，然后通过发射的所述线激光扫描得到所述反面206的轮唇204的轮廓，根据所述反面206的轮唇204的轮廓测量所述轮毂2的反面轮唇厚度k及反面轮唇高度l。
请参阅图11所示，进一步地，所述方法还包括：控制所述激光测距装置91测量与所述反面206之间的距离，即所述激光测距装置91与所述反面206的轮唇204之间的距离；控制所述摄像装置93识别所述轮毂2的反面206上法兰平面207的位置，控制所述激光测距装置91测量所述轮毂2的反面轮辋高度m(如图5所示的范围m)和所述正面201到所述法兰平面207的高度n(如图5所示的范围n)的至少之一。
具体的，通过机械手92夹持所述激光测距装置91与所述轮毂2的反面206相对，并控制所述激光测距装置91测量与所述反面206之间的距离。控制所述摄像装置93拍摄所述反面206的图像以识别所述反面206上法兰平面207的位置。在本实施方式中，根据所述法兰平面207的特征识别出所述摄像装置93拍摄的所述反面206的图像中的法兰平面207，并确定所述法兰平面207在所述反面206的位置。通过机械手92夹持所述激光测距装置91移动至所述法兰平面207上方的位置，并控制所述激光测距装置91测量与所述法兰平面207的高度，并根据所述激光测距装置91与所述法兰平面207的高度及所述激光测距装置91与所述反面206的距离之间的差值计算所述轮毂2的反面轮辋高度m。计算所述激光测距装置91与所述反面206的距离与所述总轮宽之和，再减去所述激光测距装置91与所述法兰平面207的高度以计算所述轮毂2的正面201到所述法兰平面207的高度n。
如图5所示，在本实施方式中，所述轮毂2还包括正面反向208及反面反向209。进一步地，所述方法还包括以下至少一个步骤：计算所述正面外径与两倍所述正面轮唇厚度的差值以确定正面内径o；计算所述反面外径与两倍所述反面轮唇厚度的差值以确定反面内径p；计算所述正面轮缘厚度与所述正面轮唇高度的差值以确定正面反向厚度q；计算所述反面轮缘厚度与所述反面轮唇高度的差值以确定反面反向厚度r；及计算所述总轮宽与所述正面轮唇高度及所述反面轮唇高度之和的差值以确定反面轮宽s。
在本实施方式中，所述轮毂2还包括内侧面210。进一步地，所述方法还包括：通过接触式测量法测量所述轮毂2的壁厚t。在本实施方式中，通过探针分别接触所述轮毂2的侧面202上一点及所述内侧面210上与所述侧面202上的接触点在同一水平位置的点，然后根据所述侧面202上的接触点坐标与所述内侧面210上的接触点坐标之间的距离计算所述轮毂2的壁厚t(如图5所示的范围t)。
本发明所提供的轮毂尺寸自动测量方法通过多传感器融合的方式实现了多个轮毂部件尺寸的自动化测量，减少了人力成本，提高了轮毂的生产效率。
如图2、6-8所示，所述测量装置1包括，但不仅限于，测量平台40、第一测量工位51、第二测量工位52及第三测量工位53。所述第一测量工位51、第二测量工位52及第三测量工位53分别装设于所述测量平台40的路径上。所述第一测量工位51装设有探针61、激光测距装置62及两个直线电机63。所述探针61及所述激光测距装置62分别装设于所述直线电机63上。所述第二测量工位52装设有激光发射器71、激光接收器72、两个直线电机73及机械手74。所述激光发射器71及激光接收器72分别装设于一直线电机73上。其中，所述激光发射器71用于发射激光，所述激光接收器72用于接收所述激光发射器71发射的激光。所述第三测量工位53装设有2D线激光装置81、运动平台82、激光测距装置91、机械手92、摄像装置93及支架94。所述运动平台82包括垂直设置的两个运动轴820，每个运动轴820上设置有直线电机821。所述2D线激光装置81装设于所述运动平台82上，并可由所述直线电机63驱动而旋转以及沿所述两个运动轴820直线移动。所述机械手92用于夹持所述激光测距装置91。所述摄像装置93装设于所述支架94上，所述摄像装置93正对所述测量平台40。所述测量平台40用于承载一待测量尺寸的轮毂2，并带动所述轮毂2移动。
所述轮毂2包括，但不仅限于，正面201、侧面202、轮缘203、轮唇204、螺栓孔205、反面206、法兰平面207、正面反向208、反面反向209及内侧面210。
请参阅图12所示，为本发明较佳实施方式提供的测量装置的结构示意图。
所述测量装置1还包括处理器10、存储器20、存储在所述存储器20中并可在所述处理器10上运行的计算机程序30，例如，所述计算机程序30为轮毂尺寸测量程序。所述处理器10执行所述计算机程序30时实现轮毂尺寸自动测量方法中的步骤，例如图1所示的步骤S1～S10。
本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是测量装置1的示例，并不构成对测量装置1的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述测量装置1还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器10可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者所述处理器10也可以是任何常规的处理器等，所述处理器10是所述测量装置1的控制中心，利用各种接口和线路连接整个测量装置1的各个部分。
所述存储器20可用于存储所述计算机程序30和/或模块/单元，所述处理器10通过运行或执行存储在所述存储器20内的计算机程序和/或模块/单元，以及调用存储在存储器20内的数据，实现所述测量装置1的各种功能。所述存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据测量装置1的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器20可以包括易失性存储器及非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他存储器件。
本发明所提供的轮毂尺寸自动测量方法及测量装置通过多传感器融合的方式实现了多个轮毂部件尺寸的自动化测量，减少了人力成本，提高了轮毂的生产效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述方法包括：
将轮毂平置于一测量平台的第一测量工位，所述第一测量工位装设有探针和激光测距装置；
控制所述探针沿平行于轮毂轴心线方向向所述轮毂移动而与所述轮毂接触，以测量所述轮毂的总轮宽；
控制所述激光测距装置沿平行于轮毂轴心线方向移动扫描所述轮毂的侧面，得到所述侧面的轮廓，以根据所述侧面的轮廓通过曲线积分法计算出所述轮毂的正面轮缘厚度、反面轮缘厚度和内轮宽的至少之一；
移动所述轮毂至所述测量平台的第二测量工位，所述第二测量工位装设有激光发射器和激光接收器，所述激光接收器用于接收所述激光发射器发出的激光；
根据在所述第一测量工位获得的总轮宽，调节所述激光发射器和激光接收器相对于所述测量平台的高度以在合适高度位置对所述轮毂的正面外径进行测量；
控制所述轮毂匀速从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过，并根据所述激光接收器中断接收到激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的正面外径；
将所述轮毂移动至测量平台的第三测量工位，所述第三测量工位装设有2D线激光装置；及
根据在所述第二测量工位获得的正面外径，控制所述2D线激光装置自轮毂中心轴线移动二分之一所述正面外径的距离至所述轮毂的正面的边缘上方以测量所述轮毂的正面轮唇厚度和正面轮唇高度的至少之一。
2.如权利要求1所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述第三测量工位还装设有激光测距装置，所述方法还包括：
控制所述激光测距装置相对所述正面运动一周以获得多个与所述正面之间的距离，根据获得的所述多个与所述正面之间的距离测量所述轮毂的平面度。
3.如权利要求2所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述控制所述激光测距装置相对所述正面运动一周以获得多个所述激光测距装置与所述正面之间的距离，根据获得的多个距离测量所述轮毂的平面度包括：
控制所述激光测距装置在同一水平面相对所述正面运动一周以测得多个与所述正面之间的距离；及
根据所述多个与所述正面之间的距离中不同距离的数量确定所述轮毂的平面度。
4.如权利要求2所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述第三测量工位还装设有摄像装置，所述方法还包括：
控制所述摄像装置识别所述正面的螺栓孔的位置，控制所述激光测距装置移动至所述螺栓孔正上方以测量所述正面到所述螺栓孔的底部距离。
5.如权利要求1所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述控制所述轮毂匀速从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过，并根据所述激光接收器中断接收到激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的正面外径的步骤进一步包括：
控制所述轮毂在每旋转一预设角度后从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过；
根据所述激光接收器每次中断接收到所述激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的多个参考正面外径；
将所述多个参考正面外径的端点拟合为一个圆；及
将拟合成的所述圆的直径作为所述轮毂的正面外径。
6.如权利要求1所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述控制所述轮毂匀速从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过，并根据所述激光接收器中断接收到激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的正面外径包括：
控制所述轮毂在每旋转一预设角度后从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过；
根据所述激光接收器每次中断接收到激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的多个参考正面外径；及
计算所述多个参考正面外径的平均值，作为所述轮毂的正面外径。
7.如权利要求1所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述2D线激光装置装设于一运动平台，所述运动平台装设有直线电机，当所述轮毂移动至所述第三测量工位时，所述2D线激光装置的中心与所述轮毂的正面中心同轴。
8.如权利要求7所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述控制所述2D线激光装置自轮毂中心轴线移动二分之一所述正面外径的距离至所述轮毂的正面的边缘上方以测量所述轮毂的正面轮唇厚度和正面轮唇高度的至少之一包括：
通过所述直线电机控制所述2D线激光装置沿所述运动平台移动二分之一所述正面外径的距离至所述正面的边缘上方；
通过所述直线电机调整所述2D线激光装置的位置，使得所述2D线激光装置发射的线激光沿所述轮毂的径向方向；及
控制所述2D线激光装置发射线激光以扫描所述轮毂的轮唇的轮廓以测量所述轮毂的正面轮唇厚度和正面轮唇高度至少之一。
9.如权利要求1所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述轮毂翻转而使得所述轮毂的反面向上并平置于所述第二测量工位；及
控制所述轮毂匀速从所述激光发射器与所述激光接收器之间经过，并根据所述激光接收器中断接收到激光发射器发出的激光的时间与所述轮毂的移动速度计算所述轮毂的反面外径。
10.如权利要求9所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述轮毂移动至所述第三测量工位；及
根据所述第二测量工位获得的反面外径，控制所述2D线激光装置自轮毂中心轴线移动二分之一所述反面外径的距离至所述轮毂的反面的边缘上方以测量所述轮毂的反面轮唇厚度和反面轮唇高度的至少之一。
11.如权利要求10所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述方法还包括以下至少一个步骤：
计算所述正面外径与两倍所述正面轮唇厚度的差值以确定所述轮毂的正面内径；
计算所述反面外径与两倍所述反面轮唇厚度的差值以确定所述轮毂的反面内径；
计算所述正面轮缘厚度与所述正面轮唇高度的差值以确定所述轮毂的正面反向厚度；
计算所述反面轮缘厚度与所述反面轮唇高度的差值以确定所述轮毂的反面反向厚度；
计算所述总轮宽与所述正面轮唇高度及所述反面轮唇高度之和的差值以确定所述轮毂的反面轮宽。
12.如权利要求10所述的轮毂尺寸自动测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述激光测距装置测量与所述轮毂的反面之间的距离；
控制摄像装置识别所述反面的法兰平面的位置，控制所述激光测距装置测量所述轮毂的反面轮辋高度和所述正面到所述法兰平面的高度的至少之一。
13.一种测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器加载并执行如权利要求1至12中任意一项所述的轮毂尺寸自动测量方法。
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