CN115540755B - 一种快速检测工件尺寸的自动化工作站、测量系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种快速检测工件尺寸的自动化工作站、测量系统及方法。所述自动化工作站包括工件上料机构、工件传输机构、图像采集装置和控制平台；所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置的运行控制端均与控制平台的控制信号输出端相连。工件上料机构用于将待测工件夹持至工件传输机构上；工件传输机构用于传输待测工件至图像采集装置的采集端；图像采集装置的图像采集端正对于工件传输装置上的待测工件，并对待测工件进行图像采集，获得工件图像；控制平台用于对工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置的运行进行控制，接收图像采集装置发送的工件图像，并对通过工件图像进行工件尺寸的识别检测获得尺寸测量结果。

Description

一种快速检测工件尺寸的自动化工作站、测量系统及方法
技术领域
本发明涉提出了一种快速检测工件尺寸的自动化工作站、测量系统及方法，属于工件尺寸测量技术领域。
背景技术
工件尺寸检验指的是在实际生产情况下，用常用的计量检测设备对工件进行测量，判断所得的尺寸数据是否合格的过程。可以说工件的检验是保证产品质量的重要条件。现有技术中针对中小型工件的尺寸检验和测量过程中，由于中小型工件体积较小，机械夹持相对于大型工件难度较大，因此，常采用人工抽检方式进行中小型工件的尺寸检测，即使采用非人工的智能检测方式，也常常是通过机械夹持工具对单独工件进行夹持实现单个工件的尺寸检验和测量，这种方式，往往导致大批量工件测量过程中测量效率低，或者，为了提高检测效率降低中小型工件抽检数量，进而导致中小型工件的尺寸检验测量准确率降低的问题发生。
发明内容
本发明提供了一种快速检测工件尺寸的自动化工作站、测量系统及方法，能够针对中小型工件实现多数量工件的一次性尺寸智能检测，用以解决现有中小型工件尺寸进行单个夹持测量导致大批量工件测量过程中测量效率低，以及抽检准确率较低的问题，所采取的技术方案如下：
一种快速检测工件尺寸的自动化工作站，所述自动化工作站包括工件上料机构、工件传输机构、图像采集装置和控制平台；所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置的运行控制端均与所述控制平台的控制信号输出端相连。
进一步地，所述工件上料机构用于将待测工件夹持至所述工件传输机构上；所述工件传输机构用于传输待测工件至图像采集装置的采集端；所述图像采集装置设置与所述工件传输装置的一侧，并且，所述图像采集装置的图像采集端正对于所述工件传输装置上的待测工件，并对所述待测工件进行图像采集，获得工件图像；所述控制平台用于对工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置的运行进行控制，接收所述图像采集装置发送的工件图像，并对通过工件图像进行工件尺寸的识别检测获得尺寸测量结果。
一种快速检测工件尺寸的自动化工作站的测量方法，所述测量方法包括：
所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置；
所述控制平台设置图像采集目标区域，按照所述图像采集目标区域和传输速度对所述图像采集装置进行参数设置；
所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
进一步地，所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置，包括：
所述控制平台提取待测工件的总数量，并根据所述待测工件总数量在预设的传输速度范围内利用速度确定模型计算获取工件传输机构的传输速度；
在所述工件传输机构的传输速度确定之后，通过数量确定模型结合所述传输速度获取一次采集图像对应的待测工件个数；
将所述传输速度和待测工件个数分别发送至所述工件传输机构和工件上料机构；
所述工件传输机构和工件上料机构在接收到对应的传输速度和待测工件个数后进行运行参数设置。
进一步地，所述待测工件总数量与所述传输速度范围之间的对应关系如下：
所述待测工件总数量的数量为0<n≤300时，对应的传输速度范围为2.7m/min-3.9m/min；
所述待测工件总数量的数量为300<n≤1000时，对应的传输速度范围为4m/min-4.8m/min；
所述待测工件总数量的数量为n>1000时，对应的传输速度范围为4.2m/min-5.4m/min。
进一步地，所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果，包括：
所述控制平台控制工件上料机构以所述待测工件个数为一组待测工件，在所述工件传输机构上按组放置待测工件，并控制所述工件传输机构将每组待测工件传输至图像采集装置；
所述图像采集装置依次针对每组待测工件进行图像采集获得待测工件图像，并将所述待测工件图像发送至控制平台；
所述控制平台利用预先训练好的深度学习模型对所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
一种快速检测工件尺寸的自动化工作站的测量系统，所述测量系统包括：
第一设置模块，用于所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置；
第二设置模块，用于所述控制平台设置图像采集目标区域，按照所述图像采集目标区域和传输速度对所述图像采集装置进行参数设置；
测量模块，用于所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
进一步地，所述第一设置模块包括：
速度设置模块，用于所述控制平台提取待测工件的总数量，并根据所述待测工件总数量在预设的传输速度范围内利用速度确定模型计算获取工件传输机构的传输速度；
个数设置模块，用于在所述工件传输机构的传输速度确定之后，通过数量确定模型结合所述传输速度获取一次采集图像对应的待测工件个数；
数据发送模块，用于将所述传输速度和待测工件个数分别发送至所述工件传输机构和工件上料机构；
参数配置模块，用于所述工件传输机构和工件上料机构在接收到对应的传输速度和待测工件个数后进行运行参数设置。
进一步地，所述待测工件总数量与所述传输速度范围之间的对应关系如下：
所述待测工件总数量的数量为0<n≤300时，对应的传输速度范围为2.7m/min-3.9m/min；
所述待测工件总数量的数量为300<n≤1000时，对应的传输速度范围为4m/min-4.8m/min；
所述待测工件总数量的数量为n>1000时，对应的传输速度范围为4.2m/min-5.4m/min。
进一步地，所述测量模块包括：
第一运行控制模块，用于所述控制平台控制工件上料机构以所述待测工件个数为一组待测工件，在所述工件传输机构上按组放置待测工件，并控制所述工件传输机构将每组待测工件传输至图像采集装置；
第二运行控制模块，用于所述图像采集装置依次针对每组待测工件进行图像采集获得待测工件图像，并将所述待测工件图像发送至控制平台；
尺寸测量模块，用于所述控制平台利用预先训练好的深度学习模型对所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
本发明有益效果：
本发明提供的一种快速检测工件尺寸的自动化工作站、测量系统及方法通过一次性抽检多数量工件进行尺寸智能检测方式提高中小型工件尺寸抽检测量的效率。同时，将工件上料机构抽检一次性检测的工件数量根据工件传输机构的工件传送速度进行自适应设置和调整，能够有效提高工件检测单组数量的工件抽检速度与工件传输速度的匹配性和合理性，防止工件检测单组数量较少无法最大限度提高抽检效率的问题发生，同时，又能够避免工件检测单组数量过多导致工件上料机构分拣速度无法满足工件数量要求，导致抽检准确率降低的问题发生。另一方面，通过上述工件检测单组数量的设置能够在满足提高抽检效率和抽检数量比例的基础上最大限度降低单次检测的工件数量，防止单次检测的工件数量过多使控制平台单次尺寸识别数据处理量多大，导致控制平台负荷过大，能耗增加的问题发生。
附图说明
图1为本发明所述自动化工作站的系统原理图；
图2为本发明所述测量方法的流程图一；
图3为本发明所述测量方法的流程图二；
图4为本发明所述测量方法的流程图三；
图5为本发明所述测量系统的系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提出了一种快速检测工件尺寸的自动化工作站，如图1所示，所述自动化工作站包括工件上料机构、工件传输机构、图像采集装置和控制平台；所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置的运行控制端均与所述控制平台的控制信号输出端相连。其中，工件上料机构可以采用但不限制于机械手臂等具有工件夹持、工件上料和分批挑拣功能的智能设备和机构；工件传输机构采用传输速度可控的传输带设备，所述图像采集装置可以采用但不限制于摄像头、CCD等具备图像采集功能的设备。
其中，所述工件上料机构用于将待测工件夹持至所述工件传输机构上；所述工件传输机构用于传输待测工件至图像采集装置的采集端；所述图像采集装置设置与所述工件传输装置的一侧，并且，所述图像采集装置的图像采集端正对于所述工件传输装置上的待测工件，并对所述待测工件进行图像采集，获得工件图像；所述工件传输装置的传输机构(例如传送带)的尾端承接工件回收器皿，所述工件传输装置将待测工件传输至图像采集装置进行图像采集后，继续将待测工件传输至回收器皿中；所述控制平台用于对工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置的运行进行控制，接收所述图像采集装置发送的工件图像，并对通过工件图像进行工件尺寸的识别检测获得尺寸测量结果。
所述自动化工作站在进行工件检测过程中，可以在单次工件尺寸测量过程中实现多个待测工件同时进行尺寸测量。具体的：所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置；所述控制平台设置图像采集目标区域，按照所述图像采集目标区域和传输速度对所述图像采集装置进行参数设置；所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
并且，所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置的具体过程如下：
所述控制平台提取待测工件的总数量，并根据所述待测工件总数量在预设的传输速度范围内利用速度确定模型计算获取工件传输机构的传输速度；在所述工件传输机构的传输速度确定之后，通过数量确定模型结合所述传输速度获取一次采集图像对应的待测工件个数；将所述传输速度和待测工件个数分别发送至所述工件传输机构和工件上料机构；所述工件传输机构和工件上料机构在接收到对应的传输速度和待测工件个数后进行运行参数设置。
其中，所述待测工件总数量与所述传输速度范围之间的对应关系如下：
所述待测工件总数量的数量为0<n≤300时，对应的传输速度范围为2.7m/min-3.9m/min；
所述待测工件总数量的数量为300<n≤1000时，对应的传输速度范围为4m/min-4.8m/min；
所述待测工件总数量的数量为n>1000时，对应的传输速度范围为4.2m/min-5.4m/min。
并且，所述速度确定模型如下：
其中，V表示工件传输机构的传输速度；Vmax和Vmin分别表示待测工件总数量对应的传输速度范围的上限值和下限值；n表示待测工件总数量；λ表示基准系数，λ的取值范围为0.53-0.58，优选为，0.53；次优选为0.55。
所述数量确定模型如下：
其中，N表示一次采集图像对应的待测工件个数，并且，N为向上取整；N0表示基准数量，N0的取值范围为3-7个。
另一方面，所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果的具体过程包括：所述控制平台控制工件上料机构以所述待测工件个数为一组待测工件，在所述工件传输机构上按组放置待测工件，并控制所述工件传输机构将每组待测工件传输至图像采集装置；所述图像采集装置依次针对每组待测工件进行图像采集获得待测工件图像，并将所述待测工件图像发送至控制平台；所述控制平台利用预先训练好的深度学习模型对所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
本实施例提供的一种快速检测工件尺寸的自动化工作站通过一次性抽检多数量工件进行尺寸智能检测方式提高中小型工件尺寸抽检测量的效率。同时，将工件上料机构抽检一次性检测的工件数量根据工件传输机构的工件传送速度进行自适应设置和调整，能够有效提高工件检测单组数量的工件抽检速度与工件传输速度的匹配性和合理性，防止工件检测单组数量较少无法最大限度提高抽检效率的问题发生，同时，又能够避免工件检测单组数量过多导致工件上料机构分拣速度无法满足工件数量要求，导致抽检准确率降低的问题发生。另一方面，通过上述工件检测单组数量的设置能够在满足提高抽检效率和抽检数量比例的基础上最大限度降低单次检测的工件数量，防止单次检测的工件数量过多使控制平台单次尺寸识别数据处理量多大，导致控制平台负荷过大，能耗增加的问题发生。
同时，所述控制平台通过图像识别方式进行一次性多数量的待测工件的尺寸测量，能够有效提高测量效率的同时，通过深度学习模型的尺寸测量识别提高中小型工件测量的准确性，完全避免人工测量时，由于人工经验和操作差异导致的测量误差率较大和测量准确性降低的问题发生。
实施例2
本实施例提出了一种快速检测工件尺寸的自动化工作站的测量方法，如图2所示，所述测量方法包括：
S1、所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置；
S2、所述控制平台设置图像采集目标区域，按照所述图像采集目标区域和传输速度对所述图像采集装置进行参数设置；
S3、所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
所述控制平台设置工件传输机构的传输速度，同时，根据所述传输速度设置一次采集图像时对应的待测工件个数；在所述传输速度和待测工件个数设置完成后，将所述传输速度和待测工件个数的数据信息分别发送至工件传输机构和工件上料机构；所述工件传输机构在接收到其对应的传输速度数据后进行与所述传输速度对应的参数设置；所述工件上料机构在接收到待测工件个数数据后进行与所述待测工件个数对应的参数设置。
所述控制平台设置图像采集目标区域，并按照所述图像采集区域和预先设置的工件传输机构的传输速度设置与所述图像采集目标区域对应的图像采集参数，并将所述图像采集目标区域和图像采集参数发送至图像采集装置，所述图像采集装置在接收图像采集目标区域和图像采集参数后进行参数设置；其中，所述图像采集装置可以采用但不限制于摄像头、CCD等具备图像采集功能的设备。所述图像采集参数包括与所述传输速度对应的图像采集频率，以及，与所述图像采集目标区域对应的焦距和图像采集装置与待测工件之间的拍摄距离等。
所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置在参数设置完成后向所述控制平台发送参数设置完毕信号，所述控制平台在接受到所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置发送的参数设置完毕信号后，控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置按照预先设置的各类运行参数进行运行。其中，所述各类运行参数即为图像采集目标区域和与所述图像采集目标区域对应的图像采集参数、工件传输机构的传输速度以及一次采集图像对应的待测工件个数。具体的，所述工件上料机构按照预先设置的一次采集图像时对应的待测工件个数向所述工件传输机构的传送带上夹持与所述待测工件个数对应的待测工件，形成一组待测工件；所述工件传输机构通过传送带将所述一组待测工件传输至图像采集装置的图像采集端；所述图像采集装置按照预设的图像采集频率对所述一组待测工件进行图像采集，获取待测工件图像；其中，所述图像采集频率与所述待测工件的传输速度相对应。然后，所述图像采集装置将所述待测工件图像发送至控制平台，所述控制平台利用预先设置好的深度学习模型对所述待测工件图像进行图像识别，获得所述一组待测工件对应的数量为多个的待测工件的尺寸数据。
本实施例提供的一种快速检测工件尺寸的自动化工作站的测量方法，该测量方法通过一次性抽检多数量工件进行尺寸智能检测方式提高中小型工件尺寸抽检测量的效率。同时，将工件上料机构抽检一次性检测的工件数量根据工件传输机构的工件传送速度进行自适应设置和调整，能够有效提高工件检测单组数量的工件抽检速度与工件传输速度的匹配性和合理性，防止工件检测单组数量较少无法最大限度提高抽检效率的问题发生，同时，又能够避免工件检测单组数量过多导致工件上料机构分拣速度无法满足工件数量要求，导致抽检准确率降低的问题发生。另一方面，通过上述工件检测单组数量的设置能够在满足提高抽检效率和抽检数量比例的基础上最大限度降低单次检测的工件数量，防止单次检测的工件数量过多使控制平台单次尺寸识别数据处理量多大，导致控制平台负荷过大，能耗增加的问题发生。
同时，所述控制平台通过图像识别方式进行一次性多数量的待测工件的尺寸测量，能够有效提高测量效率的同时，通过深度学习模型的尺寸测量识别提高中小型工件测量的准确性，完全避免人工测量时，由于人工经验和操作差异导致的测量误差率较大和测量准确性降低的问题发生。
实施例3
本实施例中，如图3所示，所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置，包括：
S101、所述控制平台提取待测工件的总数量，并根据所述待测工件总数量在预设的传输速度范围内利用速度确定模型计算获取工件传输机构的传输速度；
S102、在所述工件传输机构的传输速度确定之后，通过数量确定模型结合所述传输速度获取一次采集图像对应的待测工件个数；
S103、将所述传输速度和待测工件个数分别发送至所述工件传输机构和工件上料机构；
S104、所述工件传输机构和工件上料机构在接收到对应的传输速度和待测工件个数后进行运行参数设置。
所述控制平台获取当前加工的所有中小型工件的工件产品总数量，根据所述产品中数量按照比例获取待测工件的总数量，一般情况下，所述待测工件的总数量相对于工件产品总数量的占比不低于30％。此时，由于工件产品总数量的不同会导致待测工件的总数量随之不同，面对不同总数量的待测工件，按照其总数量所对应的数量级的不同，设置与待测工件的总数量的数量级匹配的、具有针对性的工件传输机的传输速度，能够有效提高传输速度与工件总数量级之间的匹配性和传输速度设置合理性。
同时，根据具体的传输速度设置与所述传输速度对应的一次采集图像对应的待测工件个数，能够在保证有效提高工件检测效率的前提下，提高工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置之间的配合协调一致性。防止出现一次采集图像对应的待测工件个数过少导致检测效率降低的问题，同时，在提高抽检效率和抽检数量比例的基础上，防止单次检测的工件数量过多使控制平台单次尺寸识别数据处理量多大，导致控制平台负荷过大，能耗增加的问题发生。
实施例4
本实施例中，所述待测工件总数量与所述传输速度范围之间的对应关系如下：
所述待测工件总数量的数量为0<n≤300时，对应的传输速度范围为2.7m/min-3.9m/min；
所述待测工件总数量的数量为300<n≤1000时，对应的传输速度范围为4m/min-4.8m/min；
所述待测工件总数量的数量为n>1000时，对应的传输速度范围为4.2m/min-5.4m/min。
并且，所述速度确定模型如下：
其中，V表示工件传输机构的传输速度；Vmax和Vmin分别表示待测工件总数量对应的传输速度范围的上限值和下限值；n表示待测工件总数量；nmax和nmin分别表示待测工件总数量所处数量级的数量上限值和数量下限值；λ表示基准系数，λ的取值范围为0.53-0.58，优选为，0.53；次优选为0.55。
其中，所述数量确定模型如下：
其中，N表示一次采集图像对应的待测工件个数，并且，N为向上取整；N0表示基准数量，N0的取值范围为3-7个。
通过上述方式针对待测工件总数量的数量级的不同，设置不同的传输速度上下限，能够针对不同的检测工作量级提高传输速度设置范围的合理性，同时，通过具体传输速度范围设置使工件传输机构的传输速度随着待测工件总数量的数量级的增大而增大，在待测工件总数量的数量级较大的情况下保证工件检测效率，缩短工件检测总消耗时长。另一方面，通过具体传输速度上下限的设置，能够对不同数量级的待测工件进行传输速度钳制，防止工件传输机构对待测工件的传输速度较低导致工件检测效率降低的问题发生，同时，又能够防止待测工件传输速度较高导致图像采集装置的图像画质质量因高速传输而降低的问题发生，进而导致后续工件尺寸识别准确性降低的问题发生。通过上述传输速度范围的设置及其对实际工件传输机构的传输速度的钳制，有效提高工件检测高效率性和图像采集高质量性之间的平衡性。
同时，通过上述速度确定模型根据不同数量级的待测工件进行传输速度在传输速度范围内的具体传输速度值的计算和获取，能够有效提高工件传输机构的传输速度与实际待测工件的总数量实际情况的匹配性，并且提高工件传输速度根据实际总检测量的自适应调整性能。另一方面，根据上述速度确定模型体现的速度设置的变化规律进一步提高工件传输速度设置的钳制性，在待测工件的总数量过大的情况下，兼顾考虑传输速度(即兼顾检测效率)以及图像采集质量和控制平台的图像识别质量，反而在传输速度范围内随着待测工件总数量的增大适当降低工件的传输速度，通过这种方式在保证最大限度提高待测工件检测效率的情况下，最大程度上降低控制平台的检测负荷量，防止控制平台大负荷识别运行产生的运行异常的问题发生。能够保证在待测工件的总数量过大的情况下提高控制平台持续运行的运行时长和运行稳定性，进而提高工件尺寸识别的准确性。
同时，通过上述数量确定模型对一次采集图像对应的待测工件个数进行设置能够在满足提高抽检效率和抽检数量比例的基础上最大限度降低单次检测的工件数量，防止单次检测的工件数量过多使控制平台单次尺寸识别数据处理量多大，导致控制平台负荷过大，能耗增加的问题发生。
实施例5
本实施例中，如图4所示，所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果，包括：
S301、所述控制平台控制工件上料机构以所述待测工件个数为一组待测工件，在所述工件传输机构上按组放置待测工件，并控制所述工件传输机构将每组待测工件传输至图像采集装置；
S302、所述图像采集装置依次针对每组待测工件进行图像采集获得待测工件图像，并将所述待测工件图像发送至控制平台；
S303、所述控制平台利用预先训练好的深度学习模型对所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
所述控制平台通过图像识别方式进行一次性多数量的待测工件的尺寸测量，能够有效提高测量效率的同时，通过深度学习模型的尺寸测量识别提高中小型工件测量的准确性，完全避免人工测量时，由于人工经验和操作差异导致的测量误差率较大和测量准确性降低的问题发生。
实施例6
本实施例提出了一种快速检测工件尺寸的自动化工作站的测量系统，如图5所示，所述测量系统包括：
第一设置模块，用于所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置；
第二设置模块，用于所述控制平台设置图像采集目标区域，按照所述图像采集目标区域和传输速度对所述图像采集装置进行参数设置；
测量模块，用于所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
所述测量系统的运行过程包括：
首先，通过第一设置模块控制所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置；
具体的，所述控制平台设置工件传输机构的传输速度，同时，根据所述传输速度设置一次采集图像时对应的待测工件个数；在所述传输速度和待测工件个数设置完成后，将所述传输速度和待测工件个数的数据信息分别发送至工件传输机构和工件上料机构；所述工件传输机构在接收到其对应的传输速度数据后进行与所述传输速度对应的参数设置；所述工件上料机构在接收到待测工件个数数据后进行与所述待测工件个数对应的参数设置。
然后，利用第二设置模块控制所述控制平台设置图像采集目标区域，按照所述图像采集目标区域和传输速度对所述图像采集装置进行参数设置；
具体的，所述控制平台设置图像采集目标区域，并按照所述图像采集区域和预先设置的工件传输机构的传输速度设置与所述图像采集目标区域对应的图像采集参数，并将所述图像采集目标区域和图像采集参数发送至图像采集装置，所述图像采集装置在接收图像采集目标区域和图像采集参数后进行参数设置；其中，所述图像采集装置可以采用但不限制于摄像头、CCD等具备图像采集功能的设备。所述图像采集参数包括与所述传输速度对应的图像采集频率，以及，与所述图像采集目标区域对应的焦距和图像采集装置与待测工件之间的拍摄距离等。
最后，通过测量模块控制所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
具体的，所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置在参数设置完成后向所述控制平台发送参数设置完毕信号，所述控制平台在接受到所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置发送的参数设置完毕信号后，控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置按照预先设置的各类运行参数进行运行。其中，所述各类运行参数即为图像采集目标区域和与所述图像采集目标区域对应的图像采集参数、工件传输机构的传输速度以及一次采集图像对应的待测工件个数。具体的，所述工件上料机构按照预先设置的一次采集图像时对应的待测工件个数向所述工件传输机构的传送带上夹持与所述待测工件个数对应的待测工件，形成一组待测工件；所述工件传输机构通过传送带将所述一组待测工件传输至图像采集装置的图像采集端；所述图像采集装置按照预设的图像采集频率对所述一组待测工件进行图像采集，获取待测工件图像；其中，所述图像采集频率与所述待测工件的传输速度相对应。然后，所述图像采集装置将所述待测工件图像发送至控制平台，所述控制平台对所述待测工件图像进行图像识别，获得所述一组待测工件对应的数量为多个的待测工件的尺寸数据。
本实施例提供的一种快速检测工件尺寸的自动化工作站的测量系统，该测量系统通过一次性抽检多数量工件进行尺寸智能检测方式提高中小型工件尺寸抽检测量的效率。同时，将工件上料机构抽检一次性检测的工件数量根据工件传输机构的工件传送速度进行自适应设置和调整，能够有效提高工件检测单组数量的工件抽检速度与工件传输速度的匹配性和合理性，防止工件检测单组数量较少无法最大限度提高抽检效率的问题发生，同时，又能够避免工件检测单组数量过多导致工件上料机构分拣速度无法满足工件数量要求，导致抽检准确率降低的问题发生。另一方面，通过上述工件检测单组数量的设置能够在满足提高抽检效率和抽检数量比例的基础上最大限度降低单次检测的工件数量，防止单次检测的工件数量过多使控制平台单次尺寸识别数据处理量多大，导致控制平台负荷过大，能耗增加的问题发生。
同时，所述控制平台通过图像识别方式进行一次性多数量的待测工件的尺寸测量，能够有效提高测量效率的同时，通过深度学习模型的尺寸测量识别提高中小型工件测量的准确性，完全避免人工测量时，由于人工经验和操作差异导致的测量误差率较大和测量准确性降低的问题发生。
实施例7
本实施例中，所述第一设置模块包括：
速度设置模块，用于所述控制平台提取待测工件的总数量，并根据所述待测工件总数量在预设的传输速度范围内利用速度确定模型计算获取工件传输机构的传输速度；
个数设置模块，用于在所述工件传输机构的传输速度确定之后，通过数量确定模型结合所述传输速度获取一次采集图像对应的待测工件个数；
数据发送模块，用于将所述传输速度和待测工件个数分别发送至所述工件传输机构和工件上料机构；
参数配置模块，用于所述工件传输机构和工件上料机构在接收到对应的传输速度和待测工件个数后进行运行参数设置。
其中，所述第一设置模块的运行过程包括：
首先，通过速度设置模块控制所述控制平台提取待测工件的总数量，并根据所述待测工件总数量在预设的传输速度范围内利用速度确定模型计算获取工件传输机构的传输速度；
然后，利用个数设置模块在所述工件传输机构的传输速度确定之后，通过数量确定模型结合所述传输速度获取一次采集图像对应的待测工件个数；
之后，采用数据发送模块将所述传输速度和待测工件个数分别发送至所述工件传输机构和工件上料机构；
最后，通过参数配置模块控制所述工件传输机构和工件上料机构在接收到对应的传输速度和待测工件个数后进行运行参数设置。
所述控制平台获取当前加工的所有中小型工件的工件产品总数量，根据所述产品中数量按照比例获取待测工件的总数量，一般情况下，所述待测工件的总数量相对于工件产品总数量的占比不低于30％。此时，由于工件产品总数量的不同会导致待测工件的总数量随之不同，面对不同总数量的待测工件，按照其总数量所对应的数量级的不同，设置与待测工件的总数量的数量级匹配的、具有针对性的工件传输机的传输速度，能够有效提高传输速度与工件总数量级之间的匹配性和传输速度设置合理性。
同时，根据具体的传输速度设置与所述传输速度对应的一次采集图像对应的待测工件个数，能够在保证有效提高工件检测效率的前提下，提高工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置之间的配合协调一致性。防止出现一次采集图像对应的待测工件个数过少导致检测效率降低的问题，同时，在提高抽检效率和抽检数量比例的基础上，防止单次检测的工件数量过多使控制平台单次尺寸识别数据处理量多大，导致控制平台负荷过大，能耗增加的问题发生。
实施例8
本实施例中，所述待测工件总数量与所述传输速度范围之间的对应关系如下：
所述待测工件总数量的数量为0<n≤300时，对应的传输速度范围为2.7m/min-3.9m/min；
所述待测工件总数量的数量为300<n≤1000时，对应的传输速度范围为4m/min-4.8m/min；
所述待测工件总数量的数量为n>1000时，对应的传输速度范围为4.2m/min-5.4m/min。
并且，所述速度确定模型如下：
其中，V表示工件传输机构的传输速度；Vmax和Vmin分别表示待测工件总数量对应的传输速度范围的上限值和下限值；n表示待测工件总数量；λ表示基准系数，λ的取值范围为0.53-0.58，优选为，0.53；次优选为0.55。
其中，所述数量确定模型如下：
其中，N表示一次采集图像对应的待测工件个数，并且，N为向上取整；N0表示基准数量，N0的取值范围为3-7个。
通过上述方式针对待测工件总数量的数量级的不同，设置不同的传输速度上下限，能够针对不同的检测工作量级提高传输速度设置范围的合理性，同时，通过具体传输速度范围设置使工件传输机构的传输速度随着待测工件总数量的数量级的增大而增大，在待测工件总数量的数量级较大的情况下保证工件检测效率，缩短工件检测总消耗时长。另一方面，通过具体传输速度上下限的设置，能够对不同数量级的待测工件进行传输速度钳制，防止工件传输机构对待测工件的传输速度较低导致工件检测效率降低的问题发生，同时，又能够防止待测工件传输速度较高导致图像采集装置的图像画质质量因高速传输而降低的问题发生，进而导致后续工件尺寸识别准确性降低的问题发生。通过上述传输速度范围的设置及其对实际工件传输机构的传输速度的钳制，有效提高工件检测高效率性和图像采集高质量性之间的平衡性。
同时，通过上述速度确定模型根据不同数量级的待测工件进行传输速度在传输速度范围内的具体传输速度值的计算和获取，能够有效提高工件传输机构的传输速度与实际待测工件的总数量实际情况的匹配性，并且提高工件传输速度根据实际总检测量的自适应调整性能。另一方面，根据上述速度确定模型体现的速度设置的变化规律进一步提高工件传输速度设置的钳制性，在待测工件的总数量过大的情况下，兼顾考虑传输速度(即兼顾检测效率)以及图像采集质量和控制平台的图像识别质量，反而在传输速度范围内随着待测工件总数量的增大适当降低工件的传输速度，通过这种方式在保证最大限度提高待测工件检测效率的情况下，最大程度上降低控制平台的检测负荷量，防止控制平台大负荷识别运行产生的运行异常的问题发生。能够保证在待测工件的总数量过大的情况下提高控制平台持续运行的运行时长和运行稳定性，进而提高工件尺寸识别的准确性。
同时，通过上述数量确定模型对一次采集图像对应的待测工件个数进行设置能够在满足提高抽检效率和抽检数量比例的基础上最大限度降低单次检测的工件数量，防止单次检测的工件数量过多使控制平台单次尺寸识别数据处理量多大，导致控制平台负荷过大，能耗增加的问题发生。
实施例9
本实施例中，所述测量模块包括：
第一运行控制模块，用于所述控制平台控制工件上料机构以所述待测工件个数为一组待测工件，在所述工件传输机构上按组放置待测工件，并控制所述工件传输机构将每组待测工件传输至图像采集装置；
第二运行控制模块，用于所述图像采集装置依次针对每组待测工件进行图像采集获得待测工件图像，并将所述待测工件图像发送至控制平台；
尺寸测量模块，用于所述控制平台利用预先训练好的深度学习模型对所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
所测量模块的运行过程包括：
首先，采用第一运行控制模块使所述控制平台控制工件上料机构以所述待测工件个数为一组待测工件，在所述工件传输机构上按组放置待测工件，并控制所述工件传输机构将每组待测工件传输至图像采集装置；
然后，通过第二运行控制模块控制所述图像采集装置依次针对每组待测工件进行图像采集获得待测工件图像，并将所述待测工件图像发送至控制平台；
最后，采用尺寸测量模块控制所述控制平台利用预先训练好的深度学习模型对所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
所述控制平台通过图像识别方式进行一次性多数量的待测工件的尺寸测量，能够有效提高测量效率的同时，通过深度学习模型的尺寸测量识别提高中小型工件测量的准确性，完全避免人工测量时，由于人工经验和操作差异导致的测量误差率较大和测量准确性降低的问题发生。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种快速检测工件尺寸的自动化工作站，其特征在于，所述自动化工作站包括工件上料机构、工件传输机构、图像采集装置和控制平台；所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置的运行控制端均与所述控制平台的控制信号输出端相连；其中，自动化工作站的测量方法包括：
所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置；
所述控制平台设置图像采集目标区域，按照所述图像采集目标区域和传输速度对所述图像采集装置进行参数设置；
所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行待测工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果；
其中，所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置，包括：
所述控制平台提取待测工件的总数量，并根据所述待测工件总数量在预设的传输速度范围内利用速度确定模型计算获取工件传输机构的传输速度；
在所述工件传输机构的传输速度确定之后，通过数量确定模型结合所述传输速度获取一次采集图像对应的待测工件个数；
将所述传输速度和待测工件个数分别发送至所述工件传输机构和工件上料机构；
并且，所述速度确定模型如下：
其中，V表示工件传输机构的传输速度；Vmax和Vmin分别表示待测工件总数量对应的传输速度范围的上限值和下限值；n表示待测工件总数量；λ表示基准系数，λ的取值范围为0.53-0.58；nmax和nmin分别表示待测工件总数量所处数量级的数量上限值和数量下限值；
所述数量确定模型如下：
其中，N表示一次采集图像对应的待测工件个数，并且，N为向上取整；N0表示基准数量，N0的取值范围为3-7个。
2.根据权利要求1所述自动化工作站，其特征在于，所述工件上料机构用于将待测工件夹持至所述工件传输机构上；所述工件传输机构用于传输待测工件至图像采集装置的采集端；所述图像采集装置的图像采集端正对于所述工件传输机构上的待测工件，并对所述待测工件进行图像采集，获得待测工件图像；所述控制平台用于对工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置的运行进行控制，接收所述图像采集装置发送的待测工件图像，并对通过待测工件图像进行待测工件尺寸的识别检测获得尺寸测量结果。
3.一种快速检测工件尺寸的自动化工作站的测量方法，所述自动化工作站包括工件上料机构、工件传输机构、图像采集装置和控制平台；其特征在于，所述测量方法包括：
所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置；
所述控制平台设置图像采集目标区域，按照所述图像采集目标区域和传输速度对所述图像采集装置进行参数设置；
所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行待测工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果；
其中，所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置，包括：
所述控制平台提取待测工件的总数量，并根据所述待测工件总数量在预设的传输速度范围内利用速度确定模型计算获取工件传输机构的传输速度；
在所述工件传输机构的传输速度确定之后，通过数量确定模型结合所述传输速度获取一次采集图像对应的待测工件个数；
将所述传输速度和待测工件个数分别发送至所述工件传输机构和工件上料机构；
所述工件传输机构和工件上料机构在接收到对应的传输速度和待测工件个数后进行运行参数设置；
并且，所述速度确定模型如下：
其中，V表示工件传输机构的传输速度；Vmax和Vmin分别表示待测工件总数量对应的传输速度范围的上限值和下限值；n表示待测工件总数量；λ表示基准系数，λ的取值范围为0.53-0.58；nmax和nmin分别表示待测工件总数量所处数量级的数量上限值和数量下限值；
所述数量确定模型如下：
其中，N表示一次采集图像对应的待测工件个数，并且，N为向上取整；N0表示基准数量，N0的取值范围为3-7个。
4.根据权利要求3所述测量方法，其特征在于，所述待测工件总数量与所述传输速度范围之间的对应关系如下：
所述待测工件总数量的数量为0<n≤300时，对应的传输速度范围为2.7m/min-3.9m/min；
所述待测工件总数量的数量为300<n≤1000时，对应的传输速度范围为4m/min-4.8m/min；
所述待测工件总数量的数量为n>1000时，对应的传输速度范围为4.2m/min-5.4m/min。
5.根据权利要求3所述测量方法，其特征在于，所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行待测工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果，包括：
所述控制平台控制工件上料机构以所述待测工件个数为一组待测工件，在所述工件传输机构上按组放置待测工件，并控制所述工件传输机构将每组待测工件传输至图像采集装置；
所述图像采集装置依次针对每组待测工件进行图像采集获得待测工件图像，并将所述待测工件图像发送至控制平台；
所述控制平台利用预先训练好的深度学习模型对所述待测工件图像进行待测工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
6.一种快速检测工件尺寸的自动化工作站的测量系统，所述自动化工作站包括工件上料机构、工件传输机构、图像采集装置和控制平台；其特征在于，所述测量系统包括：
第一设置模块，用于所述控制平台设置工件传输机构的传输速度和一次采集图像对应的待测工件个数，并按照传输速度和待测工件个数分别对所述工件传输机构和工件上料机构进行运行参数设置；
第二设置模块，用于所述控制平台设置图像采集目标区域，按照所述图像采集目标区域和传输速度对所述图像采集装置进行参数设置；
测量模块，用于所述控制平台控制所述工件上料机构、工件传输机构和图像采集装置运行，获得待测工件图像，并通过所述待测工件图像进行工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果；
其中，所述第一设置模块包括：
速度设置模块，用于所述控制平台提取待测工件的总数量，并根据所述待测工件总数量在预设的传输速度范围内利用速度确定模型计算获取工件传输机构的传输速度；
个数设置模块，用于在所述工件传输机构的传输速度确定之后，通过数量确定模型结合所述传输速度获取一次采集图像对应的待测工件个数；
数据发送模块，用于将所述传输速度和待测工件个数分别发送至所述工件传输机构和工件上料机构；
参数配置模块，用于所述工件传输机构和工件上料机构在接收到对应的传输速度和待测工件个数后进行运行参数设置；
并且，所述速度确定模型如下：
其中，V表示工件传输机构的传输速度；Vmax和Vmin分别表示待测工件总数量对应的传输速度范围的上限值和下限值；n表示待测工件总数量；λ表示基准系数，λ的取值范围为0.53-0.58，nmax和nmin分别表示待测工件总数量所处数量级的数量上限值和数量下限值；
所述数量确定模型如下：
其中，N表示一次采集图像对应的待测工件个数，并且，N为向上取整；N0表示基准数量，N0的取值范围为3-7个。
7.根据权利要求6所述测量系统，其特征在于，所述待测工件总数量与所述传输速度范围之间的对应关系如下：
所述待测工件总数量的数量为0<n≤300时，对应的传输速度范围为2.7m/min-3.9m/min；
所述待测工件总数量的数量为300<n≤1000时，对应的传输速度范围为4m/min-4.8m/min；
所述待测工件总数量的数量为n>1000时，对应的传输速度范围为4.2m/min-5.4m/min。
8.根据权利要求7所述测量系统，其特征在于，所述测量模块包括：
第一运行控制模块，用于所述控制平台控制工件上料机构以所述待测工件个数为一组待测工件，在所述工件传输机构上按组放置待测工件，并控制所述工件传输机构将每组待测工件传输至图像采集装置；
第二运行控制模块，用于所述图像采集装置依次针对每组待测工件进行图像采集获得待测工件图像，并将所述待测工件图像发送至控制平台；
尺寸测量模块，用于所述控制平台利用预先训练好的深度学习模型对所述待测工件图像进行待测工件尺寸的识别检测，获得尺寸测量结果。
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