[发明专利]一种基于机器视觉的装配间隙检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种装配间隙检测方法及装置，特指高精度装配间隙的机器视觉检测分级方法及装置。

背景技术

装配的间隙是指工件进行装配时，工件与工件之间的间隙，正常的工件为了满足装配要求，对工件进行加工时加入了合适的公差，但是由于加工精度和检测的原因，有时工件的装配并不能满足产品外观和使用性能的要求。因此，我们需要对装配后的工件间的间隙进行检测，使其不影响产品外观和使用性能。

传统的间隙检测主要采用手动测量，测量工具有：卡尺、块规、塞规、塞尺、针规和激光。上述测量方法存在以下缺陷：1、使用者测量手法和技术都会对检测结果有一定的影响；2、测量后管理者无法获知数据的测量方法和测量定义，数据的人手记录分析容易产生人为错误；3、测量界面轮廓无法记录；4、测量方式为接触式容易造成表面移动或变形，甚至损坏被测表面；5、测量需定期性的清洁和保养，避免金属工具氧化；6、测量每一个工件都会受到它的类别、大小、形状限制，而且在测量不规则的表面会有影响；7、激光测量除了以上6个缺陷外，还无法测量极微小的间隙（0.1mm以下）。

机器视觉技术采用高分辨率摄像设备、对装配间隙图像进行采集，处理和分析。对间隙进行测量时不会因使用者的测量技术影响数据的重复性，且智能化的识别软件可以实现数据记录和分析，并可对测量的截面轮廓的图片进行记录，方便日后数据的对比和分析。基于机器视觉的装配间隙检测技术采用非接触式测量，不会对被测工件表面造成影响。但是现有的机器视觉检测方法采用一次成像，由于光照条件和检测参数的制约，受检测工件的类别、大小和形状影响较大，对测量不规则表面时无法取得正确的间隙边缘，无法实现快速无损的间隙检测。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的不足，提供一种准确快速、高精度的装配间隙检测方法。该方法采用机器视觉技术，对装配间隙进行二次成像，分别提取间隙两端边缘信息，消除了一次成像时间隙两端不规则表面对成像的影响，获取清晰而准确的间隙边缘图像。并对图像进行处理，得出间隙测量值。

实现上述目的的技术措施：

1、通过光源控制系统控制光源系统的打光方式，其中第一种打光方式可以清晰地获取间隙的一端的边界图像，第二种打光方式可以清晰地获取间隙的另一端的边界图像。在不同的光照条件下采用摄像设备分别采集两幅装配间隙图像，采集图像通过图像采集设备传送到计算机，计算机从所采集到的两幅图像中分别获取间隙的两端的边缘信息，通过智能识别软件，对采集图像进行处理，计算出间隙的测量值，对间隙的大小进行判定，给出判定结果。

2、在相同的光照条件下，通过智能识别软件控制摄像设备的图像采集条件，如快门速度，图像增益等，其中第一种图像采集条件可以清晰地获取间隙的一端的边界图像，第二种图像采集条件可以清晰地获取间隙的另一端的边界图像。在不同的图像采集方式下采集两幅装配间隙图像,采集图像通过图像采集设备传送到计算机，计算机从所采集到的两幅图像中分别获取间隙的两端的边缘信息，通过智能识别软件，对采集图像进行处理，计算出装配间隙的检测值，对间隙的大小进行判定，给出判定结果。

本发明的装置由图像获取硬件和图像识别软件组成。

图像获取硬件由光源、光源控制系统、摄像设备、图像采集设备、计算机组成。

光源为16等分的环状LED光源组，光源控制系统由可编程控制器或者输入输出卡进行控制，光源控制系统可分别调节16组LED光源的亮度和开关，实现多种组合打光方式。

高精度智能识别软件可以控制输入输出卡进行工作实现光源控制，同时可以发送指令控制摄像设备图像采集参数，接收摄像设备采集到的间隙图像，利用图像处理算法对采集图像进行处理，获取间隙边缘信息，记录间隙的边缘位置坐标，综合两幅图像的边缘位置得出间隙的测量值。将测量数据进行记录和分析，给出判定结果。

附图说明

   图1为本发明基于机器视觉的装配间隙检测装置结构示意图。

   图2为16等分光源结构示意图。

   图3为智能识别软件处理流程图。

   图4为不同光照条件下装配间隙采集图像变化图。

附图标记说明：

      1——载物台、

      2——测试物料、

      3——光源、

      4——光源控制系统、

      5——摄像设备、

      6——图像采集系统、

      7——计算机、