[实用新型]一种工业测量专用机器视觉系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器视觉精密检测装置技术领域，具体地说，是一种工业测量专用机器视觉系统。

背景技术

机器视觉系统即智能相机是利用机器代替人眼来做各种测量和判断，在目前工业领域中有较广泛的应用，包括汽车零部件尺寸和外观形状检测、电子零部件尺寸和外观检测、线路板和半导体晶圆缺陷和尺寸检测、金属紧固件和塑胶件外观形状和尺寸检测等。由于职能相对单一，是专门为了解决一个或非常有限的几个问题而设计，使用时用户无需编程、无需二次开发，只需操作按键，因此使用简单，广泛应用于工业生产线上零部件的测量或检测。

但是现有的机器视觉系统也存在不足之处。其一，就是在一些应用中相机安装角度不当，相机和待检测物体表面不垂直，系统没有提供简便的工具来检验和校准相机安装角度以帮助相机正确安装，进而保障相机拍摄方向和被检测物体表面垂直。设计较复杂的机器视觉系统可在被测物体一侧放置镜面，相机从镜面上拍摄相机本身或其上某一标识，以检验相机安装角度，但这样的系统辅件增加了成本，调试过程相对复杂，没有统一的标准，比较依赖人工操作，在实际生产环境中重复性较差，测量质量不能完全保障。

其二，在测量工件尺寸时往往需要有已知标准尺寸的物体作为参考，来做尺寸校准，目前机器视觉领域里常见的使用印有图案的标准尺寸模板的方法，在实际生产应用中由于环境的影响具有以下缺陷：（1）工作空间不足以放置标准尺寸模板，（2）被测物体有多种，各自的相机工作距离不同，（3）操作人员没有受过相关训练，不足以完成相对比较复杂的校准操作等，使得测量尺寸校准操作困难，质量难以保障。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种工业测量专用机器视觉系统，其设有相机角度校准配件和测量尺寸校准配件，测量精度高，使用简便，性能可靠。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种工业测量专用机器视觉系统，包括工业用计算机、工业用数字相机、系统照明光源，还包括系统测量校准配件，所述的系统测量校准配件包括相机角度校准配件和测量尺寸校准配件；

所述的计算机为无风扇防尘式工控机，电连接触摸式显示屏；计算机上有CPU、内存、硬盘等基本部件，还包括USB、TCP/IP、串口RS232、RS485、以及多种PLC通讯接口，通过通讯方式接到外部命令，采集图像，分析图像如测量物体尺寸、位置等，获得结果并以通讯的方式将结果传回或传出；显示屏在系统维护、校准、制定工作方案时使用，在正常工作时往往不需要显示屏；

所述的相机前置光学镜头，相机固定安装于适配板上，适配板活动安装于机械运动平台上，相机电连接所述的计算机；相机根据应用不同，可以是不同的CCD、CMOS数字相机，有不同的分辨率、帧速等，有标准接口如USB、GigE、IEEE 1394等；光学镜头可以是显微、广角、远心等类型，光学镜头和相机间有标准接口，如CS接口、C接口，易于更换；

    所述的系统照明光源采用正面照明方式或背光照明方式，根据应用不同，可以使用不同的光源材料，如LED发光体；

所述的相机角度校准配件包括多块厚度不同的且开设有标准圆形通孔的校准板，不同校准板的圆形通孔的孔径与孔深比例不同，决定了测量所需精度；

    所述的测量尺寸校准配件设有刚性校准板或透明薄膜样板，刚性校准板或透明薄膜样板上设有已知长度且相互垂直的线段。

进一步地，所述的相机前置的光学镜头设有滤波片和/或偏振片。

进一步地，所述的相机设有多个，均电连接至所述的计算机，以便进行同时测量或立体测量，计算机可连接并支持多台相机工作。

进一步地，所述的相机角度校准配件的校准板为不透明的或半透明的，在有些应用中，校准相机角度时还关心相机视场中心的位置，半透明材料制成的校准板可以让相机在拍到圆形通孔位置时拍摄到校准板后面的物体。

进一步地，所述的刚性校准板或透明薄膜样板上的线段组成的图案为十字形或矩形或L形。

进一步地，所述的矩形为正方形。

进一步地，所述的透明薄膜样板带有能使样板贴在被测工件表面的反胶。由于透明薄膜样板可直接贴在被测工件表面，相比刚性校准板具有更高的精度和实用性，且材料成本更低廉。

进一步地，所述的测量尺寸校准配件设有多块厚度不同的刚性校准板，方便选择以便校准时的相机工作距离和实际测量时的相机工作距离更接近，减小误差。

进一步地，所述的机械运动平台带动相机在同一平面上两相互垂直的方向运动，调整相机的拍摄位置。