CN216633694U - 一种基于视觉检测的胶辊在线测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于视觉检测的胶辊在线测量装置，包括胶辊夹紧机构和与之连接的视觉在线测量机构；将胶辊夹紧机构安装在胶辊磨床的砂轮架上；所述的视觉在线测量机构包括相互配合连接的直线往复运动机构和视觉测量系统，通过直线往复运动机构带动视觉测量系统做直线往复运动，通过视觉测量系统进行胶辊的在线测量；本实用新型可以实现对胶辊外圆上三角螺纹齿槽的深度夹角、螺距以及齿形角等各参数及其参数误差的高精度高效率测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器视觉测量技术领域，特别涉及一种基于视觉检测的胶辊在线测量装置。
背景技术
胶辊的生产对现代工业的发展具有重要意义，胶辊产业的发展也是衡量一个国家工业水平的重要指标。胶辊是以金属或其他材料为芯，外覆橡胶经过硫化而制成的辊状制品。由于胶辊直接与金属接触，并且金属芯承受了较大的张紧力，因此使得胶辊与金属芯之间产生摩擦，导致胶辊发生磨损，而胶辊的齿形精度直接影响到工业生产中产品的质量，因此，利用检测手段控制胶辊的质量是必不可少的重要方法。相较于其它圆柱棒料来说，胶辊的外圆材料为弹性材料橡胶，目前胶辊检测方式主要有接触式检测及非接触式检测两种方式，其中传统的接触性测量方式由于胶辊外圆三角螺纹形状约束所需的接触测针较小并且测量过程中产生的测量力矩容易导致胶辊的变形，非接触式检测方式目前使用较为广泛的是激光扫描测量、机器视觉检测等等，解决了人为因素对检测过程的影响问题，但依旧存在着检测参数种类单一，检测效率低以及无法适应当前的自动化大批量检测的环境等问题。因此，为了提高胶辊零件的生产质量，除了提高胶辊磨床的加工精度，研究成本低、精度高、速度快的在线检测设备也很重要。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于视觉检测的胶辊在线测量装置，可以实现对胶辊外圆上三角螺纹齿槽的深度夹角、螺距以及齿形角等各参数及其参数误差的高精度高效率测量。
为了达到上述目的，本实用新型采取以下的技术方案：
一种基于视觉检测的胶辊在线测量装置，包括胶辊夹紧机构和与之连接的视觉在线测量机构；将胶辊夹紧机构安装在胶辊磨床的砂轮架上；胶辊夹紧机构包括连接在基座1上的第一溜板2、第二溜板10，第一溜板2、第二溜板10连接第一尾座3、第二尾座11，第一尾座3、第二尾座11通过顶针4将胶辊5夹紧，带动胶辊5在基座1上做轴向运动；
基座1的中部侧面连接有第三溜板6，第三溜板6上连接有第三尾座7，第三尾座7和砂轮架连接，第三溜板6上连接有视觉在线测量机构，通过砂轮架带动视觉在线测量机构在基座1上做径向运动。
所述的视觉在线测量机构包括相互配合连接的直线往复运动机构和视觉测量系统，通过直线往复运动机构带动视觉测量系统做直线往复运动，通过视觉测量系统进行胶辊5的在线测量。
所述的直线往复运动机构包括伺服电机28，伺服电机28通过滑台底板30、电机连接板31安装在砂轮架上；伺服电机28通过同步带37和主轴27连接，主轴27通过轴基座29安装在滑台底板30上；主轴27通过传送带24和线性滑台16连接，线性滑台16安装在U 型钢支架13内，U型钢支架13安装在滑台底板30上，U型钢支架13和固定U型架12连接，U型钢支架13和线性滑台16、传送带24 两侧对称分布，线性滑台16上的线性滑台滑块15带动视觉测量系统做直线往复运动。
直线往复运动机构外侧设有大保护罩9，大保护罩9连接在滑台底板30上。
所述视觉测量系统包括溜板基座48，溜板基座48连接在线性滑台16的线性滑台滑块15上，在溜板基座48上连接有第四溜板46，第四溜板46通过L型固定板47和测量装置支架20连接，L型固定板47在测量装置支架20两侧对称分布；测量装置支架20上安装有工业相机38、镜头41和光源44，工业相机38和镜头41连接，镜头 41的前方设有光源44，通过视觉测试系统进行胶辊5的图像采集。
所述的第四溜板46上安装有接近开关14，接近开关14控制视觉测量系统的直线往复运动。
在测量装置支架20上安装有防撞块19，防撞块19防止镜头41 磕碰到胶辊5，在防撞块19上通过弹簧夹43放置有校准片18。
在测量装置支架20上安装有喷头座42，喷头座42去除镜头41 以及光源44上的灰尘、胶粉。
在测量装置支架20上分别安装上保护罩17、下保护罩21、右保护罩32，上保护罩17保护工业相机38以及镜头41，下保护罩21 保护光源44，右保护罩32的保护喷头座42及测量装置支架20。
与现有的技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果:
本实用新型将机器视觉技术应用到胶辊磨床在线检测装置中，解决了胶辊表面弹性材料橡胶的接触式测量对胶辊造成的损坏以及对测量误差产生的影响；通过校准板进行工业相机的标定解决了镜头畸变问题，在一定程度上降低了原理误差；通过直线往复运动机构带动视觉测量系统进行胶辊的在线视觉测量，可以实现胶辊的高精度高效率测量；通过砂轮架的径向运动以及胶辊的轴向运动实现胶辊的多点测量，适合大批量胶辊的测量。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型视觉在线测量机构的示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为本实用新型视觉测量系统的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型进行进一步描述。
参照图1，一种基于视觉检测的胶辊在线测量装置，包括胶辊夹紧机构和与之连接的视觉在线测量机构；由于胶辊磨床在设计生产过程中没有预留在线测量装置的安装位置，通过对胶辊上下料方式、胶辊磨床结构以及环境等因素的综合考虑，将胶辊夹紧机构安装在胶辊磨床的砂轮架上；胶辊夹紧机构包括连接在基座1上的第一溜板2、第二溜板10，第一溜板2、第二溜板10连接第一尾座3、第二尾座 11，第一尾座3、第二尾座11通过顶针4将胶辊5夹紧，带动胶辊5 在基座1上做轴向运动，实现胶辊5的不同位置测量；
基座1的中部侧面连接有第三溜板6，第三溜板6上连接有第三尾座7，第三尾座7和砂轮架连接，第三溜板6上连接有视觉在线测量机构，通过砂轮架带动视觉在线测量机构在基座1上做径向运动，实现胶辊5的磨削加工以及在线视觉测量。
参照图1、图2，所述的视觉在线测量机构包括相互配合连接的直线往复运动机构和视觉测量系统，通过直线往复运动机构带动视觉测量系统做直线往复运动，通过视觉测量系统进行胶辊5的在线测量。
参照图1、图2、图3，所述的直线往复运动机构包括伺服电机 28，通过伺服电机28提供动力，伺服电机28固定安装在滑台底板 30上，滑台底板30通过螺钉固定安装在电机连接板31上，电机连接板31通过螺栓固定安装在砂轮架上；伺服电机28通过同步带37 和主轴27连接，伺服电机28将动力传送给主轴27，传动轴27通过轴基座29固定安装在滑台底板30上；同步带37安装在第一同步带轮36、第二同步带轮33上，第一同步带轮36、第二同步带轮33利用隐形键分别固定安装在伺服电机28、主轴27上，主轴27通过传送带24和线性滑台16连接，主轴27通过传送带24将动力传送到线性滑台16上；传送带24安装在第一传送带轮26和第二传送带轮34 上，第一传送带轮26通过隐形键安装在传动轴27上，第二传送带轮 34通过隐形键安装在传送轴23上，传送轴23通过轴基座22安装在 U型钢支架13上，U型钢支架13通过螺钉固定安装轴基座22，轴基座22在第二传动带轮34两侧呈对称分布，U型钢支架13通过螺栓固定安装在滑台底板30上，在U型钢支架13上方通过螺钉固定安装有固定U型架12，固定U型架12的作用是固定U型钢支架13 保证其稳定性；线性滑台16过螺钉固定安装在U型钢支架13上，U 型钢支架13和线性滑台16、传送带24两侧对称分布，U型钢支架 13的作用是固定安装线性滑台16并保证线性滑台16的稳定性，线性滑台滑块15为线性滑台16往复运动部件，两侧线性滑台16通过滑块连接件35连接，滑块连接件35通过螺纹和传送带连接件25固定连接，传送带连接件25通过螺栓和螺母与传送带24固定连接；直线往复运动机构外侧设有大保护罩9，大保护罩9通过螺钉固定安装在滑台底板30上，大保护罩9的作用是保护直线往复运动机构降低灰尘、胶粉等对其产生的影响。
参照图2、图4，所述视觉测量系统包括溜板基座48，溜板基座 48通过螺钉固定连接在线性滑台16的线性滑台滑块15上，在溜板基座48上通过螺钉固定安装有第四溜板46，第四溜板46通过L型固定板47和测量装置支架20连接，L型固定板47在测量装置支架 20两侧对称分布，第四溜板46上固定安装有接近开关14，接近开关 14的作用是控制视觉测量系统的直线往复运动；测量装置支架20上通过相机支架39固定安装有工业相机38，测量装置支架20上通过镜头支架40固定安装镜头41，测量装置支架20上通过光源支架45 固定安装有光源44，工业相机38和镜头41连接，镜头41的前方设有光源44；测量装置支架20上通过螺钉固定安装有相机支架39、镜头支架40、光源支架45；在测量装置支架20上通过螺钉固定安装有防撞块19，防撞块19的作用是防止镜头41磕碰到胶辊5损坏镜头41；在防撞块19上通过弹簧夹43放置有校准片18，弹簧夹43的作用是固定校准片18并确定校准片18的位置，校准片18的作用是消除镜头畸变并提高视觉测量系统测量的精度；在测量装置支架20上固定安装喷头座42，喷头座42的作用是去除镜头41以及光源44上的灰尘、胶粉等；在测量装置支架20上分别通过螺钉固定安装上保护罩17、下保护罩21、右保护罩32，上保护罩17的作用是保护工业相机38以及镜头41，下保护罩21的作用是保护光源44，右保护罩32的作用是保护喷头座42及测量装置支架20，通过视觉测试系统进行胶辊5的图像采集。
基于一种基于视觉检测的胶辊在线测量装置的测量方法，包括以下步骤：
步骤一，将硫化完成后的胶辊5放入胶辊磨床中进行磨削加工完成，加工完成后，将砂轮架通过滑轨远离胶辊5，采用吸尘器等装置去除胶辊5外圆表面的胶粉、磨粒等；
步骤二，为了消除镜头41畸变以提高视觉测量系统测量的精度，在测量之前首先进行工业相机38的标定，将校准片18平放在防撞块 19的平面上，采用弹簧夹43进行固定，打开工业相机38进行标定，在标定过程中，小幅度的旋转移动校准片18，通过工业相机38拍摄 20张左右校准片18各角度图片，通过分析校准片图像建立相机成像的几何模型进行工业相机38的标定，在标定完成后取下校准片18；
步骤三，通过砂轮架的径向进给运动将在线视觉测量装置靠近胶辊5，打开开关通过直线往复运动机构将视觉测量系统运动到指定位置，通过砂轮架自带的移动与转向功能实现在线视觉测量装置的拍摄位置与角度的调节；
步骤四，位置调整完毕后，通过工业相机38、镜头41、光源44 等进行胶辊5外圆图像的拍摄，通过胶辊5的旋转进行胶辊5外圆不同位置的图像拍摄；
步骤五，通过第一溜板2、第二溜板10带动胶辊5在基座1上进行轴向移动进行选取胶辊5的不同位置，重复步骤三、步骤四实现胶辊5的多点测量；
步骤六，测量完成后，通过直线往复运动机构将视觉测量系统返回到原来的位置；
步骤七，通过图像处理等方式进行判定胶辊5是否合格，如达到要求，加工完成后取下胶辊5换上未加工的胶辊5，如不合格进行二次表面处理工作，加工完成后重复测量。
Claims (9)
1.一种基于视觉检测的胶辊在线测量装置，其特征在于：包括胶辊夹紧机构和与之连接的视觉在线测量机构；将胶辊夹紧机构安装在胶辊磨床的砂轮架上；胶辊夹紧机构包括连接在基座(1)上的第一溜板(2)、第二溜板(10)，第一溜板(2)、第二溜板(10)连接第一尾座(3)、第二尾座(11)，第一尾座(3)、第二尾座(11)通过顶针(4)将胶辊(5)夹紧，带动胶辊(5)在基座(1)上做轴向运动；
基座(1)的中部侧面连接有第三溜板(6)，第三溜板(6)上连接有第三尾座(7)，第三尾座(7)和砂轮架连接，第三溜板(6)上连接有视觉在线测量机构，通过砂轮架带动视觉在线测量机构在基座(1)上做径向运动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的视觉在线测量机构包括相互配合连接的直线往复运动机构和视觉测量系统，通过直线往复运动机构带动视觉测量系统做直线往复运动，通过视觉测量系统进行胶辊(5)的在线测量。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的直线往复运动机构包括伺服电机(28)，伺服电机(28)通过滑台底板(30)、电机连接板(31)安装在砂轮架上；伺服电机(28)通过同步带(37)和主轴(27)连接，主轴(27)安装在滑台底板(30)上；主轴(27)通过传送带(24)和线性滑台(16)连接，线性滑台(16)安装在U型钢支架(13)内，U型钢支架(13)安装在滑台底板(30)上，U 型钢支架(13)和固定U型架(12)连接，U型钢支架(13)和线性滑台(16)、传送带(24)两侧对称分布，线性滑台(16)上的线性滑台滑块(15)带动视觉测量系统做直线往复运动。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：直线往复运动机构外侧设有大保护罩(9)，大保护罩(9)连接在滑台底板(30)上。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述视觉测量系统包括溜板基座(48)，溜板基座(48)连接在线性滑台(16)的线性滑台滑块(15)上，在溜板基座(48)上连接有第四溜板(46)，第四溜板(46)通过L型固定板(47)和测量装置支架(20)连接，L型固定板(47)在测量装置支架(20)两侧对称分布；测量装置支架(20)上安装有工业相机(38)、镜头(41)和光源(44)，工业相机(38)和镜头(41)连接，镜头(41)的前方设有光源(44)，通过视觉测试系统进行胶辊(5)的图像采集。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的第四溜板(46)上安装有接近开关(14)，接近开关(14)控制视觉测量系统的直线往复运动。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：在测量装置支架(20)上安装有防撞块(19)，防撞块(19)防止镜头(41)磕碰到胶辊(5)，在防撞块(19)上通过弹簧夹(43)放置有校准片(18)。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：在测量装置支架(20)上安装有喷头座(42)，喷头座(42)去除镜头(41)以及光源(44)上的灰尘、胶粉。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：在测量装置支架(20)上分别安装上保护罩(17)、下保护罩(21)、右保护罩(32)，上保护罩(17)保护工业相机(38)以及镜头(41)，下保护罩(21)保护光源(44)，右保护罩(32)的保护喷头座(42)及测量装置支架(20)。
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| CN115127479A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-09-30 | 西安西动智能科技有限公司 | 一种基于机器视觉的胶辊螺纹在线检测及修正方法 |
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